CN209168932U - 一种三轴机器人分段绕线机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三轴机器人分段绕线机，包括支撑平台、料盘叠放轨道、定位机构、分割器机构、搬运机器手臂、一段绕线机构和二段绕线机构，所述支撑平台工作台面的中间位置处固定安装有分割器机构，所述支撑平台工作台面上靠近分割器机构的后表面位置处固定安装有二段绕线机构。借助机器人手臂将料盘叠放轨道上的线缆放置到分割器机构上，再借助分割器机构自身的旋转作用，对线缆先后进行一端绕线处理和二次绕线处理，实现绕线过程的机械化，取代了现有工厂中多数采用人工手动绕线的方式，提高了电缆的生产质量，而且机械化的线缆缠绕方式，不仅节省劳动力，降低生产成本，而且更加节省时间。

Description

一种三轴机器人分段绕线机

技术领域

本实用新型涉及机器人绕线机技术领域，具体是一种三轴机器人分段绕线机。

背景技术

目前，随着一体化几点应用的日渐推广，产量越来越大，而手工绕制方式效率低，绕制线圈产品质量可靠性差的矛盾日渐突出，且工人的劳动强度极大，在绕线过程中，为了保证绕线组排列紧密，绕线工人需要在线上施加很大的压力，因此工人极易引起人体疲劳而无法集中精神，从而造成线圈匝数绕制不准确以及线圈绕制质量不符合要求等问题，造成产品的废品率、返工率居高不下。因此，本领域技术人员提供了一种三轴机器人分段绕线机。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种三轴机器人分段绕线机，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种三轴机器人分段绕线机，包括支撑平台、料盘叠放轨道、定位机构、分割器机构、搬运机器手臂、一段绕线机构和二段绕线机构，所述支撑平台工作台面的中间位置处固定安装有分割器机构，所述支撑平台工作台面上靠近分割器机构的后表面位置处固定安装有二段绕线机构，所述支撑平台工作台面上靠近分割器机构的前表面位置处固定安装有定位机构，所述支撑平台工作台面上靠近定位机构的前表面位置处固定安装有料盘叠放轨道，所述支撑平台工作台面上靠近分割器机构的一侧位置处固定安装有搬运机器手臂，所述支撑平台工作台面上靠近分割器机构的另一侧位置处固定安装有一段绕线机构。

作为本实用新型再进一步的方案：所述料盘叠放轨道包括三个区域，分别为代加工料盘存放区，料盘加工区域和已加工料盘存放区。

作为本实用新型再进一步的方案：所述定位机构设置有定位底座，底座上面设置有三个产品定位槽，产品放置在定位槽中，定位槽一侧设置有定位块。

作为本实用新型再进一步的方案：所述支撑平台由电机驱动，带动分割器主轴转动，每次转动90°，分割器主轴台面四边分别安装有从动绕线部分。

作为本实用新型再进一步的方案：所述一段绕线机构分为绕线机头和主动绕线部分，主动绕线部分由电机带通过皮带带动三个绕线主动轴同步转动，绕线主动轴旁设置有绕线传动轴，与从动绕线部分传动轴连接，主动绕线部分底部设置有推进气缸。

作为本实用新型再进一步的方案：所述绕线机头通过xyz三轴电机驱动引针，使引针里面的金属线缠绕在空线圈上面，引针安装在排杆上面，z轴电机带动排杆上下运动，机头顶端设置有方跳线器和夹线器，在绕线时使金属线具有张力，金属线穿过防跳线器和夹线器之后穿进引针内，引针的前侧和后侧设置有气动剪刀和气动夹子，气动剪刀和气动夹子都可以由升降气缸驱动上下运动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：借助机器人手臂将料盘叠放轨道上的线缆放置到分割器机构上，再借助分割器机构自身的旋转作用，对线缆先后进行一端绕线处理和二次绕线处理，实现绕线过程的机械化，取代了现有工厂中多数采用人工手动绕线的方式，提高了电缆的生产质量，而且机械化的线缆缠绕方式，不仅节省劳动力，降低生产成本，而且更加节省时间，结构科学合理，使用安全方便。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型料盘叠放轨道的结构示意图；

图3为本实用新型定位机构的结构示意图；

图4为本实用新型分割器机构的结构示意图；

图5为本实用新型一段绕线机构的结构示意图；

图6为本实用新型二段绕线机构的结构示意图。

图中：1、支撑平台；2、料盘叠放轨道；3、定位机构；4、分割器机构；5、搬运机器手臂；6、一段绕线机构；7、二段绕线机构。

具体实施方式

请参阅图1～6，本实用新型实施例中，一种三轴机器人分段绕线机，包括支撑平台1、料盘叠放轨道2、定位机构3、分割器机构4、搬运机器手臂5、一段绕线机构6和二段绕线机构7，支撑平台1工作台面的中间位置处固定安装有分割器机构4，支撑平台1工作台面上靠近分割器机构4的后表面位置处固定安装有二段绕线机构7，支撑平台1工作台面上靠近分割器机构4的前表面位置处固定安装有定位机构3，支撑平台1工作台面上靠近定位机构3的前表面位置处固定安装有料盘叠放轨道2，支撑平台1工作台面上靠近分割器机构4的一侧位置处固定安装有搬运机器手臂5，支撑平台1工作台面上靠近分割器机构4的另一侧位置处固定安装有一段绕线机构6。

空线圈拜访在料盘上面，料盘由料盘叠放轨道2进行输送，搬运机器手臂5在料盘中取出空线圈之后，在定位机构3进行空线圈定位，目的是可以将空线圈准确的安装在从动绕线部位上，分割器机构4转动，将安装好空线圈的从动绕线机构依次转动到一段绕线机构6、二段绕线机构7进行绕线，染线完成后，转动至下料工位，机器手臂取下绕线完成的线圈摆放在料盘上面。

料盘叠放轨道2由三个区域组成，代加工料盘存放区、料盘加工区域、已加工料盘存放区，产品放在料盘上面，在代加工料盘存放区去下后经过输送带是送至加工区域，加工区域将料盘锁紧之后，进行取料加工，产品加工完成之后加工区域将料盘松开，输送带将料盘送至已加工料盘存放区进行码垛存放，料盘四角设置有四个顶柱，在码垛时可以将料盘之间隔离开。

代加工料盘存放区，代加工料盘存放区有两个护板组成区域，料盘放置在里面，区域两侧各有两个料盘限位器，四个限位器将料盘架起，料盘码放在存放区域靠限位器支撑，限位器是由气缸和限位块组成，气缸可以使限位块伸出或者缩进，当需要输送料盘进行加工时，料盘顶起装置电机动作，使顶起装置上升，将料盘垛全部顶起脱离限位器，顶起装置回落，当倒数第一块料盘回落至低于限位器位置时，限位器伸出，伸入倒数第一块与倒数第二块料盘之间的缝隙中，将除倒数第一块料盘之外的料盘架起，倒数第一快料盘继续下落至输送带上面，由输送带送至加工区域。

加工区域底部设置有传感器，当检测到有料盘流进时，安装在输送轨道两个的限位器气缸动作将限位块推出，将料盘挡住防止继续流动，底部的料盘顶起装置电机动作，加工料盘顶起脱离输送带，安装在轨道上面的料盘锁紧器气缸动作，将锁紧块推出，使锁紧块配合两个限位块将料盘固定住，方便取料加工，待加工完成后，锁紧装置放开，顶起装置回落将料盘放回输送带上，两个限位块放开使料盘向已加工料盘存放区流走。

已加工料盘存放由两个护板构成存放区域，区域两侧各有两个机械料盘限位器，限位器有三角柱体的限位块和限位块挡住组成，料盘流至存放区域底部时，顶起装置动作将料盘顶起，料盘将限位块顶开继续向上升，上升高度超过限位块时，限位块受重力作用回落，限位块挡柱将限位块限位使限位块上端面保持水平状态，顶起装置回落，将料盘放在限位块上面，四个限位块将料盘托起。

搬运机器手臂5在料盘吸取产品时，由于料盘的产品摆放空间间隙较大，导致机器手臂在吸取产品时吸取的位置不准，在将产品安装到从动绕线部件上时安装不上，所以需要重新将产品定位，确定准确位置，定位机构3设置有定位底座，底座上面设置有三个产品定位槽，产品放置在定位槽中，定位槽一侧设置有定位块，定位块通过定位气缸推动将产品位置固定之后，搬运机器手臂5将产品取走，安装到从动绕线机构上面。

分割器机构4由电机驱动，带动分割器主轴转动，每次转动90°，分割器主轴台面四边分别安装有从动绕线部分，从动绕线部分与绕线工位的主动绕线部分配合进行绕线。

从动绕线部分，此部分有三个绕线从动轴和一个传动主轴，动力经传动主轴传输过来后通过传动皮带带动每个绕线从动轴同步转动，传动主轴中段设置有锁紧孔，当锁紧块向下移动时，锁紧柱卡进锁紧孔中，将传动轴锁紧，绕线从动轴前端安装有夹头装置，空线圈安装在夹头装置前端。

夹头装置，夹头柱体末端安装在绕线从动轴上，前端设置有产品安装槽，槽中心位置安装有磁铁，产品安装在安装槽中时磁铁吸附产品，防止产品掉落，产品顶角机构内嵌在夹头柱体里面，可在安装位置前后移动，受末端的弹簧作用使顶角机构的顶角台一直在与产品预先/结尾绕线位置接触，顶角机构上设置四个顶角推杆，可以通过推动推杆将顶角台与产品分开，在夹头柱体的前端四面分别设置有绕线柱和缠线柱，用于绕线是与预先绕线。

在从动绕线机构下面这有顶角打开机构和余线夹，顶角打开机构通过气缸带动顶角机构打开板推动顶角推杆，将顶角台与产品分开，当不需要打开机构工作是，升降气缸可以是打开板降至低于绕线从动机构位置，不影响正常绕线工作，在打开机构前端设置有余线夹，余线夹通过余线夹打开气缸实现三个余线夹同时开合，不需要余线夹工作是升降气缸可以使余线夹降至低于从动绕线机构位置，不影响正常绕线工作，顶角打开机构和余线夹只在一段绕线机构6和二段绕线机构7设置有，其他工位不设置。

一段绕线机构6分为绕线机头和主动绕线部分，主动绕线部分由电机带通过皮带带动三个绕线主动轴同步转动，绕线主动轴旁设置有绕线传动轴，与从动绕线部分传动轴连接，将动力传到从动绕线部分，使两部分绕线轴同步转动，主动绕线部分底部设置有推进气缸，可以将主动绕线部分向前推荐，使主动绕线部分与从对绕线部分对，绕线主动轴前端设置后分段夹具，分段夹具将需要绕线的产品分成遮挡与未遮挡两部分，一段绕线工位对未遮挡部分进行绕线。

分段夹具，夹具柱体后段设置有推杆，推杆在限位孔中运动，两个连杆与推杆连接并伸出柱体两侧，柱体中段设置有两块滑轨，分别伸向柱体两侧，每段滑轨上面由一个滑块，滑块可沿滑轨滑动，两段夹具夹头尾部分别与连杆连接，中部设置有安装孔，安装孔套住滑轨和滑块，并与滑块固定安装在一起，夹具夹头顶部和底部分别有一个弹簧将两段夹头连接在一起。

当推杆向空线圈方向移动时，连杆推动两段夹具夹头，夹头沿滑块滑动，夹具夹头打开，空线圈可以放进夹具里面，夹具将线圈分成遮挡部分和未遮挡部分两段，线圈顶柱为线圈限位，能够调节这两段的大小，夹具将线圈一部分遮挡住，未遮挡部分可以先完成绕线。

绕线时，推进气缸将主动绕线部位向从动绕线部分方向推进，此时夹具推动杆气缸动作，夹具推动杆将夹具推杆推动，使夹具夹头打开，空线圈放进夹具里面，当夹具里面的线圈顶柱顶到线圈时，主动绕线部分推动气缸停止推送，夹具推动板气缸缩回，夹具夹头加紧空线圈，将空线圈绕线位置一分为二，一段绕线机构6对未遮挡部分进行绕线。

绕线机头通过xyz三轴电机驱动引针，使引针里面的金属线缠绕在空线圈上面，引针安装在排杆上面，z轴电机带动排杆上下运动，机头顶端设置有方跳线器和夹线器，在绕线时使金属线具有张力，金属线穿过防跳线器和夹线器之后穿进引针内，引针的前侧和后侧设置有气动剪刀和气动夹子，气动剪刀和气动夹子都可以由升降气缸驱动上下运动。

需要绕线时，主动和从动绕线部分对接，顶角打开机构和余线夹升起，余线夹在气缸作用下打开，引针在xyz轴电机作用下移动至余线夹上端将引针末端伸出的金属线放进余线夹中，使余线夹夹住金属线，引针在xy轴电机左右下带动金属线向绕线从动轴移动，将金属线在夹头装置的缠线柱上缠绕一周，绕过绕线柱，此时顶角打开机构将顶角打开，使顶角台与产品分开，引针将金属线缠绕在产品的预先绕线位置上，顶角打开机构再将顶角机构放开，使顶角台从新将产品顶住，此时绕线机头的剪刀下降将余线夹与缠线柱之间的金属线剪断，顶角打开机构和余线夹下降，引针移动至空线圈未遮挡位置，绕线电机转动进行绕线，当绕线完成后，顶角打开机构升起，将产品顶角机构打开，引针将金属线缠绕在产品的结尾绕线位置。机头夹线器动作将金属线加紧防止线缩回，绕线机头剪刀将引针出口处于产品之间的金属线剪断，完成第一段绕线。

分割器机构4转动，将此从动绕线部分转到二段绕线机构7上，进行第二段绕线，二段绕线机构7的主动绕线部分在绕线主动轴处没有分段夹具，此时不用将线圈遮挡，只需要在线圈的另部分绕线即可，绕线流程与一段相同，绕线完成之后，分割器将绕线从动部分转动至下料工位，由机器人手臂将产品取下放回料盘中，整个生产流程结束。

以上所述的，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种三轴机器人分段绕线机，包括支撑平台(1)、料盘叠放轨道(2)、定位机构(3)、分割器机构(4)、搬运机器手臂(5)、一段绕线机构(6)和二段绕线机构(7)，其特征在于，所述支撑平台(1)工作台面的中间位置处固定安装有分割器机构(4)，所述支撑平台(1)工作台面上靠近分割器机构(4)的后表面位置处固定安装有二段绕线机构(7)，所述支撑平台(1)工作台面上靠近分割器机构(4)的前表面位置处固定安装有定位机构(3)，所述支撑平台(1)工作台面上靠近定位机构(3)的前表面位置处固定安装有料盘叠放轨道(2)，所述支撑平台(1)工作台面上靠近分割器机构(4)的一侧位置处固定安装有搬运机器手臂(5)，所述支撑平台(1)工作台面上靠近分割器机构(4)的另一侧位置处固定安装有一段绕线机构(6)。

2.根据权利要求1所述的一种三轴机器人分段绕线机，其特征在于，所述料盘叠放轨道(2)包括三个区域，分别为代加工料盘存放区，料盘加工区域和已加工料盘存放区。

3.根据权利要求1所述的一种三轴机器人分段绕线机，其特征在于，所述定位机构(3)设置有定位底座，底座上面设置有三个产品定位槽，产品放置在定位槽中，定位槽一侧设置有定位块。

4.根据权利要求1所述的一种三轴机器人分段绕线机，其特征在于，所述支撑平台(1)由电机驱动，带动分割器主轴转动，每次转动90°，分割器主轴台面四边分别安装有从动绕线部分。

5.根据权利要求1所述的一种三轴机器人分段绕线机，其特征在于，所述一段绕线机构(6)分为绕线机头和主动绕线部分，主动绕线部分由电机带通过皮带带动三个绕线主动轴同步转动，绕线主动轴旁设置有绕线传动轴，与从动绕线部分传动轴连接，主动绕线部分底部设置有推进气缸。

6.根据权利要求5所述的一种三轴机器人分段绕线机，其特征在于，所述绕线机头通过xyz三轴电机驱动引针，使引针里面的金属线缠绕在空线圈上面，引针安装在排杆上面，z轴电机带动排杆上下运动，机头顶端设置有方跳线器和夹线器，在绕线时使金属线具有张力，金属线穿过防跳线器和夹线器之后穿进引针内，引针的前侧和后侧设置有气动剪刀和气动夹子，气动剪刀和气动夹子都可以由升降气缸驱动上下运动。