CN216634271U - 一种机器人夹取姿态调整中转台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机器人夹取姿态调整中转台，包括支撑平台、吸附组件、旋转组件、支撑板、支撑座、基准块、定位气缸，支撑板、支撑座、定位气缸固定在支撑平台上；吸附组件、旋转组件、支撑板由上至下依次连接，旋转组件水平旋转，带动吸附组件旋转，吸附组件用于吸附零件；基准块固定在支撑座上，定位气缸与基准块匹配，将零件压紧抵靠在基准块上，形成定位。本实用新型的优点是：通过本中转台可以帮助机器人系统实现精确、稳定、自动化的抓取姿态变换，从而实现零件的六面全自动化加工，提高加工效率。

Description

一种机器人夹取姿态调整中转台

技术领域

本实用新型涉及一种机器人夹取姿态调整中转台，属于机械加工的技术领域。

背景技术

目前，常见的加工设备无法一次性完成矩形零件的所有六个平面的加工，需要多次定位和装夹，降低了加工效率。而采用机器人进行零件的上下料虽然能提高加工效率，但是如何实现零件的自动化抓取姿态变换，即在加工设备完成零件一个平面的加工后，通过机器人更换零件的加工位置时，首先要调整机器人的抓取姿态和抓取角度，然后才能将零件需要加工的下一个平面放置在加工设备内正确的朝向上，是实现零件全自动加工面临的难题。同时，如何在变换抓取姿态后，保证零件的定位精度，从而保证加工设备的加工精度，也是实现精确加工的一大难题。

实用新型内容

实用新型目的：针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种机器人夹取姿态调整中转台，帮助机器人系统实现精确、稳定、自动化的抓取姿态变换，提高上料效率。

技术方案：一种机器人夹取姿态调整中转台，包括支撑平台、吸附组件、旋转组件、支撑板、支撑座、基准块、定位气缸，所述支撑板、支撑座、定位气缸固定在所述支撑平台上；所述吸附组件、旋转组件、支撑板由上至下依次连接，所述旋转组件水平旋转，带动所述吸附组件旋转，所述吸附组件用于吸附零件；所述基准块固定在所述支撑座上，所述定位气缸与基准块匹配，将所述零件压紧抵靠在所述基准块上，形成定位。

本实用新型的原理是：机器人抓取零件后，将零件以平放、竖放等姿态摆放到吸附组件上，之后通过旋转组件的水平旋转，带动零件完成90°、180°等角度的旋转，再后再通过机器人进行抓取，从而完成零件的抓取姿态变换，以将零件下一个需要加工的平面调整至正确的朝向上。之后，再将零件放置到支撑座上，并通过定位气缸将零件压紧到基准块上，机器人以相同姿态从支撑座夹住零件，定位气缸松开，完成零件的精确定位。最后，再将零件送到加工设备内加工下一个平面。如此多次循环，重复上述姿态调整和定位过程，从而完成零件所有平面的全自动精确加工。

进一步，还包括尺寸检测机构，所述尺寸检测机构包括支撑柱、尺寸测量仪、位移传感器、水平推进组件，所述支撑柱底部连接所述支撑平台、中部固定所述位移传感器、顶部通过所述水平推进组件连接所述尺寸测量仪，所述位移传感器、尺寸测量仪分别与所述吸附组件上的零件对位设置。本结构中，首先通过位移传感器检测零件是否在吸附组件上，再通过水平推进组件带动尺寸测量仪水平移动，完成零件的尺寸扫描。

优选的，所述水平推进组件包括直线模组、拖链、拖链支架、连接支架，所述拖链支架、直线模组水平固定在所述支撑柱顶部，所述拖链固定在所述拖链支架上，所述连接支架连接所述直线模组、尺寸测量仪，且沿所述直线模组移动。

优选的，所述吸附组件包括导磁柱、电磁铁，所述导磁柱、电磁铁、旋转组件由上至下依次连接，所述导磁柱用于吸附所述零件。

进一步，所述导磁柱的上表面呈“工”字型，长度方向两侧具有缺口、宽度小于所述零件的宽度，保证支撑效果的同时，便于机器人分别从零件的长度方向两侧、宽度方向两侧进行抓取。

优选的，所述旋转组件包括凸轮分割器、伺服电机，所述凸轮分割器设置于所述支撑板与电磁铁之间，且通过所述伺服电机驱动其水平旋转。

进一步，所述定位气缸包括第一气缸、第二气缸、第三气缸，所述基准块呈矩形，一组相邻的侧壁分别为第一基准面、第二基准面，所述第一气缸、第二气缸、第三气缸分别固定在所述支撑平台上，且围绕所述基准块设置；所述第一气缸与所述第一基准面对位设置，且其活动方向与所述第一基准面垂直，所述第二气缸与所述第二基准面对位设置，且其活动方向与所述第二基准面垂直，所述第三气缸垂直于所述第二气缸设置，且其活动方向延伸至所述第二气缸与基准块之间。本结构中，具有三种定位方式，第一：通过第一气缸与第一基准面夹紧零件，形成定位；第二：通过第二气缸与第二基准面夹紧零件，形成定位；第三：通过第二气缸与第二基准面夹紧零件后，在通过第三气缸推动零件另外一侧，形成定位。第一、第二种定位方式分别可用于零件的一侧已经加工完成，需要加工相对一侧时的定位，以及零件的一组相对侧已经加工完成，需要加工该一组相对侧之间的一侧时的定位。第三种定位方式可用于相邻的三侧已经加工完成，需要加工另一侧时的定位。

优选的，所述第一气缸、第三气缸位于所述基准块的一组相对侧，以便于安装。

进一步，所述支撑座上分别开设有第一豁口、第二豁口、第三豁口，所述第一豁口、第二豁口位于所述支撑座的同一侧，且分别与所述第一气缸、第二气缸对位设置；所述第三豁口与所述第三气缸对位设置。本结构中，第一豁口、第二豁口的设置可以方便夹具组件在零件定位机构完成定位后，探入支撑座内完成零件的夹取，第三豁口可以保证第三气缸的推进动作不受支撑座的干涉。

进一步，还包括固定底板，所述第一气缸、第二气缸、第三气缸、支撑座安装在所述固定底板上，所述固定底板设置在所述支撑平台上。本结构中，现在方便安装的固定底板上安装固定好第一气缸、第二气缸、第三气缸、支撑座，再整体与支撑平台安装固定，安装过程更加便捷、合理。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的优点是：通过本中转台可以帮助机器人系统实现精确、稳定、自动化的抓取姿态变换，从而实现零件的六面全自动化加工，提高加工效率。同时，随时在线检测加工精度，以便于在加工不合格时及时中止程序，节省生产力。

附图说明

图1为本实用新型的应用场景示意图；

图2为本实用新型的立体结构示意图；

图3为支撑板上方结构示意图；

图4为固定底板上方结构示意图；

图5为支撑座进行零件第二面加工前的定位示意图；

图6为支撑座进行零件第三面加工前的定位示意图；

图7为支撑座进行零件第四面加工前的定位示意图；

图8为尺寸检测机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

一种机器人夹取姿态调整中转台，如附图1～2所示，包括支撑平台1、吸附组件2、旋转组件3、支撑板4、支撑座5、基准块6、定位气缸7、尺寸检测机构8、固定底板9。

支撑板4、固定底板9、尺寸检测机构8固定在支撑平台1上，支撑座5、定位气缸7固定在固定底板9上。

如附图3所示，吸附组件2包括导磁柱21、电磁铁22，旋转组件3包括凸轮分割器31、伺服电机32，导磁柱21、电磁铁22、凸轮分割器31、支撑板4由上至下依次连接。导磁柱21用于吸附零件101，凸轮分割器31通过伺服电机32驱动水平旋转，带动导磁柱21、电磁铁22旋转，从而带动导磁柱21上吸附的零件完成90°、180°等角度的变换。本实施例中，导磁柱21的上表面具体呈“工”字型，长度方向两侧具有缺口、宽度小于零件的宽度，以便于机器人分别从零件的长度方向两侧、宽度方向两侧进行零件抓取。

如附图4所示，基准块6固定在支撑座5上，定位气缸7与基准块6匹配，将零件压紧抵靠在基准块6上，形成定位。具体的，定位气缸7包括第一气缸71、第二气缸72、第三气缸73，基准块6呈矩形，一组相邻的侧壁分别为第一基准面6a、第二基准面6b，第一气缸71、第二气缸72、第三气缸73分别固定在支撑平台1上，且围绕基准块6设置；第一气缸71与第一基准面6a对位设置，且其活动方向与第一基准面6a垂直，第二气缸72与第二基准面6b对位设置，且其活动方向与第二基准面6b垂直，第三气缸73垂直于第二气缸72设置，且其活动方向延伸至第二气缸72与基准块6之间。本实施例中，为便于安装，第一气缸71、第三气缸73设置于基准块6的一组相对侧。同时，为便于机器人从支撑座5抓取定位好的零件，支撑座5上分别开设有第一豁口5a、第二豁口5b、第三豁口5c，第一豁口5a、第二豁口5b位于支撑座5的同一侧，且分别与第一气缸71、第二气缸72对位设置；第三豁口5c与第三气缸73对位设置。此外，为便于整体定位，安装时，首先将第一气缸71、第二气缸72、第三气缸73、支撑座5安装在固定底板9上，然后再将固定底板9固定到支撑平台1上。

如附图8所示，尺寸检测机构8包括支撑柱81、尺寸测量仪82、位移传感器83、水平推进组件84，支撑柱81底部连接支撑平台1、中部固定位移传感器83、顶部通过水平推进组件84连接尺寸测量仪82，位移传感器83、尺寸测量仪82分别与吸附组件2上的零件对位设置。本实例中，水平推进组件84具体包括直线模组84a、拖链84b、拖链支架84c、连接支架84d，拖链支架84c、直线模组84a水平固定在支撑柱81顶部，拖链84b固定在拖链支架84c上，连接支架84d连接直线模组84a、尺寸测量仪82，且沿直线模组84a移动。

本实施例的位移传感器83优选采用激光位移传感器，尺寸测量仪82优选采用3D线激光测量仪。

以矩形零件的六面加工为例，本实施例的中转台使用时，第一面的加工，优选为零件的长度方向侧面，可直接通过机器人夹取零件，送入加工设备。

进行第二面加工时，优选为第一面的相对面，即另一个长度方向侧面，机器人从加工设备取出零件后放到导磁柱上，并控制电磁铁启动，之后，伺服电机驱动凸轮分割器旋转，将零件的第二个待加工面调整到正对机器人的位置，并执行夹取动作，从而完成夹取姿态调整。完成夹取后，将零件101放到支撑座上，如附图5所示的位置，已完成加工的第一面与基准块的第一基准面贴紧，第一气缸压紧待加工的第二面，完成定位，然后通过机器人探入第一豁口，夹住零件，之后第一气缸松开，即可取出零件，完成零件的精确定位。之后即可放入加工设备进行第二面的加工。

进行第三面的加工时，优选为零件的宽度方向侧面：机器人重复夹取零件，并放到导磁柱上，电磁铁启动，之后，伺服电机驱动凸轮分割器旋转90°，将零件的第三个待加工面调整到正对机器人的位置，即可执行夹取动作。完成夹取后，将零件101放到支撑座上，如附图6所示的位置，已完成加工的第一面与基准块的第二基准面贴紧，第二气缸推出，压紧已完成加工的第二面，从而完成定位，之后机器人探入第二豁口，夹住零件，再之后第二气缸松开，即可取出零件，再将零件放入加工设备，进行第三面的加工。

进行第四面的加工时，优选为第三面的相对面，及另一个宽度方向侧面：机器人重复夹取零件，再次放到导磁柱上，凸轮分割器旋转180°，将零件的第四个待加工面调整到正对机器人的位置，然后夹取零件101放到支撑座上如附图7所示的位置，已完成加工的第一面与基准块的第二基准面贴紧，已完成加工的第三面与第三气缸对应，之后第二气缸推出，压紧已完成加工的第二面，再之后第三气缸推出，压紧已完成加工的第三面，从而完成定位。之后机器人探入第二豁口，夹住零件，再之后第二气缸、第三气缸松开，即可取出零件，再将零件放入加工设备，进行第四面的加工。

进行第五面、第六面的加工时，原理与第一到四面的方法相同，不同之处是机器人在夹取零件放到导磁柱上时，需要自身先旋转90°，从而将零件竖放到导磁柱上，再进行后续的姿态调整和定位动作。

同时，为随时进行零件加工过程的精度控制，会在六面加工时的长度方向两面、宽度方向两面、顶底两面加工完成后，分别进行尺寸校验。在本实施例中，即第二面、第四面、第六面加工完成后进行3次尺寸校验，以随时监控零件三个方向的加工精度。校验时，首先通过位移传感器确定零件是否在导磁柱上，再通过直线模组84a带动尺寸测量仪74b水平移动，完成零件的尺寸扫描，从而完成校验。

本实施例的中转台可以帮助机器人系统实现精确、稳定、自动化的抓取姿态变换，从而实现零件的六面全自动化加工，提高加工效率。同时，随时在线检测加工精度，以便于在加工不合格时及时中止程序，节省生产力。

Claims (10)

1.一种机器人夹取姿态调整中转台，其特征在于：包括支撑平台（1）、吸附组件（2）、旋转组件（3）、支撑板（4）、支撑座（5）、基准块（6）、定位气缸（7），所述支撑板（4）、支撑座（5）、定位气缸（7）固定在所述支撑平台（1）上；所述吸附组件（2）、旋转组件（3）、支撑板（4）由上至下依次连接，所述旋转组件（3）水平旋转，带动所述吸附组件（2）旋转，所述吸附组件（2）用于吸附零件；所述基准块（6）固定在所述支撑座（5）上，所述定位气缸（7）与基准块（6）匹配，将所述零件压紧抵靠在所述基准块（6）上，形成定位。

2.根据权利要求1所述的一种机器人夹取姿态调整中转台，其特征在于：还包括尺寸检测机构（8），所述尺寸检测机构（8）包括支撑柱（81）、尺寸测量仪（82）、位移传感器（83）、水平推进组件（84），所述支撑柱（81）底部连接所述支撑平台（1）、中部固定所述位移传感器（83）、顶部通过所述水平推进组件（84）连接所述尺寸测量仪（82），所述位移传感器（83）、尺寸测量仪（82）分别与所述吸附组件（2）上的零件对位设置。

3.根据权利要求2所述的一种机器人夹取姿态调整中转台，其特征在于：所述水平推进组件（84）包括直线模组（84a）、拖链（84b）、拖链支架（84c）、连接支架（84d），所述拖链支架（84c）、直线模组（84a）水平固定在所述支撑柱（81）顶部，所述拖链（84b）固定在所述拖链支架（84c）上，所述连接支架（84d）连接所述直线模组（84a）、尺寸测量仪（82），且沿所述直线模组（84a）移动。

4.根据权利要求1所述的一种机器人夹取姿态调整中转台，其特征在于：所述吸附组件（2）包括导磁柱（21）、电磁铁（22），所述导磁柱（21）、电磁铁（22）、旋转组件（3）由上至下依次连接，所述导磁柱（21）用于吸附所述零件。

5.根据权利要求4所述的一种机器人夹取姿态调整中转台，其特征在于：所述导磁柱（21）的上表面呈“工”字型，长度方向两侧具有缺口、宽度小于所述零件的宽度。

6.根据权利要求4所述的一种机器人夹取姿态调整中转台，其特征在于：所述旋转组件（3）包括凸轮分割器（31）、伺服电机（32），所述凸轮分割器（31）设置于所述支撑板（4）与电磁铁（22）之间，且通过所述伺服电机（32）驱动其水平旋转。

7.根据权利要求1所述的一种机器人夹取姿态调整中转台，其特征在于：所述定位气缸（7）包括第一气缸（71）、第二气缸（72）、第三气缸（73），所述基准块（6）呈矩形，一组相邻的侧壁分别为第一基准面（6a）、第二基准面（6b），所述第一气缸（71）、第二气缸（72）、第三气缸（73）分别固定在所述支撑平台（1）上，且围绕所述基准块（6）设置；所述第一气缸（71）与所述第一基准面（6a）对位设置，且其活动方向与所述第一基准面（6a）垂直，所述第二气缸（72）与所述第二基准面（6b）对位设置，且其活动方向与所述第二基准面（6b）垂直，所述第三气缸（73）垂直于所述第二气缸（72）设置，且其活动方向延伸至所述第二气缸（72）与基准块（6）之间。

8.根据权利要求7所述的一种机器人夹取姿态调整中转台，其特征在于：所述第一气缸（71）、第三气缸（73）位于所述基准块（6）的一组相对侧，以便于安装。

9.根据权利要求7所述的一种机器人夹取姿态调整中转台，其特征在于：所述支撑座（5）上分别开设有第一豁口（5a）、第二豁口（5b）、第三豁口（5c），所述第一豁口（5a）、第二豁口（5b）位于所述支撑座（5）的同一侧，且分别与所述第一气缸（71）、第二气缸（72）对位设置；所述第三豁口（5c）与所述第三气缸（73）对位设置。

10.根据权利要求7所述的一种机器人夹取姿态调整中转台，其特征在于：还包括固定底板（9），所述第一气缸（71）、第二气缸（72）、第三气缸（73）、支撑座（5）安装在所述固定底板（9）上，所述固定底板（9）设置在所述支撑平台（1）上。

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