CN216829571U - 机器人自动化螺栓拧紧工作站系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人自动化螺栓拧紧工作站系统，包括有机器人本体、末端执行器、视觉识别系统、伺服拧紧系统、拧紧工作台、螺栓送钉机、AGV输送机、平衡架总成以及气路电控系统，拧紧工作台上中心位置处设有用于放置工件的工件盘，位于工件盘的左右两侧对称位置处的拧紧工作台上各设有一个用于放置末端执行器的执行器架，拧紧工作台的一侧侧部设有用于放置伺服拧紧系统的拧紧器架，机器人本体上的输出端通过换枪盘连接件分别与末端执行器和伺服拧紧系统进行切换连接，螺栓送钉机通过送钉管道向伺服拧紧系统输送螺钉或螺栓，AGV输送机用于进行工件的上件或下件输送；该工作站系统工作高效，整体运行平稳快捷。

Description

机器人自动化螺栓拧紧工作站系统

技术领域

本实用新型涉及自动化工具设备技术领域，尤其是一种机器人自动化螺栓拧紧工作站系统。

背景技术

在自动装配技术领域，各种机器零部件上经常会有涉及到各种螺丝、螺栓的安装和拆卸操作，传统的操作一般都是借助于电动或气动的螺丝拧紧枪进行快速螺丝拧紧操作，而工件的装卸则需要借助于另外的自动化设备如机器人手臂进行辅助操作，这就会将多个不同的工序割裂开来，难以形成全自动化的流畅的生产流程，这对于现代化的装配生产线来讲，难以提升整体的生产效率。

发明内容

本实用新型的目的就是针对上述情况，提供一种机器人自动化螺栓拧紧工作站系统，该工作站系统工作高效，整体运行平稳快捷。

本实用新型的具体方案是：一种机器人自动化螺栓拧紧工作站系统，包括有机器人本体、末端执行器、视觉识别系统、伺服拧紧系统、拧紧工作台、螺栓送钉机、AGV输送机、平衡架总成以及气路电控系统，所述拧紧工作台上中心位置处设有用于放置工件的工件盘，位于工件盘的左右两侧对称位置处的拧紧工作台上各设有一个用于放置末端执行器的执行器架，拧紧工作台的一侧侧部设有用于放置伺服拧紧系统的拧紧器架，所述机器人本体上的输出端通过换枪盘连接件分别与末端执行器和伺服拧紧系统进行切换连接，所述螺栓送钉机通过送钉管道向伺服拧紧系统输送螺钉或螺栓，所述AGV输送机用于进行工件的上件或下件输送，所述平衡架总成用于支撑气路电控系统中的线缆和气路管道，所述视觉识别系统安装在机器人本体上。

进一步的，本实用新型中所述末端执行器具有执行器座，执行器座底部装有相对布置的两个抓夹气缸，两个抓夹气缸各自的输出端均设有末端夹爪，两个末端夹爪同时张开或夹紧动作；所述执行器座上还设有执行器换枪盘工具端，执行器换枪盘工具端通过换枪盘连接件与机器人本体的输出端实现快捷装卸。

进一步的，本实用新型中所述执行器座上还设有放置定位孔。

进一步的，本实用新型中所述伺服拧紧系统包括有气缸固定架、伺服拧紧枪、拧紧气缸、吸钉气缸、送钉管道、夹持块气缸、夹持块和拧紧换枪盘工具端，所述拧紧换枪盘工具端固定设在气缸固定架侧部，所述拧紧换枪盘工具端通过换枪盘连接件与机器人本体的输出端实现快捷装卸，所述伺服拧紧枪和拧紧气缸安装在气缸固定架上部，所述吸钉气缸设置在伺服拧紧枪的下部，所述送钉管道、夹持块气缸、和夹持块均设置在吸钉气缸的下方。

进一步的，本实用新型中所述机器人本体为六轴机器人，机器人本体的底部通过高强螺栓安装在地面上；所述换枪盘连接件包括有机器人六轴连接座和机器人换枪盘，机器人换枪盘与所述机器人六轴连接座相连接，机器人六轴连接座与所述六轴机器人的第六轴相连接，所述机器人换枪盘与末端执行器或伺服拧紧系统上的连接部位进行快捷更换连接。

进一步的，本实用新型中所述AGV输送机包括有AGV和工件支撑，所述工件支撑设置在AGV上面，工件支撑上布置有三个工件顶盘。

进一步的，本实用新型中所述平衡架总成包括有平衡架和设置在平衡架上的平衡器，所述平衡架上设有横向滑道，平衡器的上部连接有吊装滑块，吊装滑块沿着所述的横向滑道滑动连接，所述气路电控系统中的线缆和气路管道均通过平衡器进行吊挂。

进一步的，本实用新型中所述执行器架上设有定位柱A，定位柱A用于末端执行器取出或归位时的定位安置；所述拧紧器架上设有定位柱B，定位柱B用于伺服拧紧系统取出或归位时的定位安置。

进一步的，本实用新型中所述视觉识别系统为2D视觉识别系统，所述机器人本体为六轴机器人，该2D视觉识别系统设置在六轴机器人的第六轴上。

本实用新型利用六轴机器人及若干个气缸的联动，同时配合多个检测开关的信号检测，实现了螺丝、螺栓等零件的自动拧紧装配和自动拆卸等操作，整套工作站系统具有工作效率高，稳定性好，易于维护，动作快速且平稳，同时具有安全可靠、实用性强等特点。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构示意图；

图2是本实用新型的主视方向结构示意图；

图3是本实用新型的俯视方向结构示意图；

图4是本实用新型的侧视方向结构示意图；

图5是本实用新型中末端执行器的总体结构示意图；

图6是本实用新型中末端执行器的侧视方向结构示意图；

图7是本实用新型中伺服拧紧系统的总体结构示意图；

图8是本实用新型中伺服拧紧系统的主视方向结构示意图；

图9是本实用新型中伺服拧紧系统的侧视方向结构示意图；

图10是本实用新型中平衡架总成结构示意图；

图11是本实用新型中拧紧工作台总体结构示意图。

图中：1—空压机，2—AGV输送机，3—拧紧器架，4—螺栓送钉机，5—执行器架，6—拧紧工作台，7—伺服拧紧系统，8—平衡架总成，9—换枪盘连接件，10—机器人本体，11—临时上件工位，12—末端执行器，13—工件顶盘，14—放置定位孔，15—机器人六轴连接座，16—机器人换枪盘，17—执行器换枪盘工具端，18—执行器座，19—末端夹爪，20—工件，21—抓夹气缸，22—拧紧气缸，23—伺服拧紧枪，24—真空值显示器，25—送钉管道，26—气缸固定架，27—吸钉气缸，28—执行器座，29—夹持块气缸，30—拧紧换枪盘工具端，31—平衡架，32—横向滑道，33—吊装滑块，34—平衡器，35—工件盘，36—定位柱A，37—视觉识别系统。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚完整的描述，显然所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸的连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参见图1～图11，本实用新型是一种机器人自动化螺栓拧紧工作站系统，包括有机器人本体10、末端执行器12、视觉识别系统37、伺服拧紧系统7、拧紧工作台6、螺栓送钉机4、AGV输送机2、平衡架总成8以及气路电控系统，所述拧紧工作台上中心位置处设有用于放置工件的工件盘35，位于工件盘的左右两侧对称位置处的拧紧工作台上各设有一个用于放置末端执行器的执行器架5，拧紧工作台的一侧侧部设有用于放置伺服拧紧系统的拧紧器架3，所述机器人本体上的输出端通过换枪盘连接件9分别与末端执行器和伺服拧紧系统进行切换连接，所述螺栓送钉机通过送钉管道25向伺服拧紧系统输送螺钉或螺栓，所述AGV输送机用于进行工件的上件或下件输送，所述平衡架总成用于支撑气路电控系统中的线缆和气路管道，所述视觉识别系统安装在机器人本体上。

进一步的，本实施例中所述末端执行器具有执行器座18，执行器座底部装有相对布置的两个抓夹气缸21，两个抓夹气缸各自的输出端均设有末端夹爪19，两个末端夹爪同时张开或夹紧动作；所述执行器座上还设有执行器换枪盘工具端17，执行器换枪盘工具端通过换枪盘连接件与机器人本体的输出端实现快捷装卸。

进一步的，本实施例中所述执行器座上还设有放置定位孔14。

进一步的，本实施例中所述伺服拧紧系统包括有气缸固定架26、伺服拧紧枪23、拧紧气缸22、吸钉气缸27、送钉管道25、夹持块气缸29、夹持块28和拧紧换枪盘工具端30，所述拧紧换枪盘工具端固定设在气缸固定架侧部，所述拧紧换枪盘工具端通过换枪盘连接件与机器人本体的输出端实现快捷装卸，所述伺服拧紧枪和拧紧气缸安装在气缸固定架上部，所述吸钉气缸设置在伺服拧紧枪的下部，所述送钉管道、夹持块气缸、和夹持块均设置在吸钉气缸的下方。

进一步的，本实施例中所述机器人本体为六轴机器人，机器人本体的底部通过高强螺栓安装在地面上；所述换枪盘连接件包括有机器人六轴连接座15和机器人换枪盘16，机器人换枪盘与所述机器人六轴连接座相连接，机器人六轴连接座与所述六轴机器人的第六轴相连接，所述机器人换枪盘与末端执行器或伺服拧紧系统上的连接部位进行快捷更换连接。

进一步的，本实施例中所述AGV输送机包括有AGV和工件支撑，所述工件支撑设置在AGV上面，工件支撑上布置有三个工件顶盘13。

进一步的，本实施例中所述平衡架总成包括有平衡架31和设置在平衡架上的平衡器34，所述平衡架上设有横向滑道32，平衡器的上部连接有吊装滑块33，吊装滑块沿着所述的横向滑道滑动连接，所述气路电控系统中的线缆和气路管道均通过平衡器进行吊挂。

进一步的，本实施例中所述执行器架上设有定位柱A36，定位柱A用于末端执行器取出或归位时的定位安置；所述拧紧器架上设有定位柱B，定位柱B用于伺服拧紧系统取出或归位时的定位安置。

进一步的，本实施例中所述视觉识别系统为2D视觉识别系统，所述机器人本体为六轴机器人，该2D视觉识别系统设置在六轴机器人的第六轴上。

本实用新型设备工作的工艺过程是这样进行的：

1.AGV输送机将满载工件的工件顶盘带到上件工位，并发出到位信号。

2.机器人本体接收到位信号后，机器人第六轴移动到上件工位上方，视觉识别系统介入拍照，并发出信号。

3.机器人本体带动末端执行器将AGV输送机工装上的工件（例如轮毂盖工件）抓取到拧紧工位的拧紧工作台上面。

4.机器人更换拧紧末端执行器，将其更换成伺服拧紧系统，更换下来的末端执行器放置在拧紧器架上，螺栓送钉机的振动盘内的螺栓或者螺帽通过气路系统以及送钉管道输送到伺服拧紧系统末端，夹持块夹紧螺栓，伺服拧紧枪动作，配合机器人动作一起拧紧螺栓，将螺栓拧固在工件上。

5.机器人带动伺服拧紧枪重复步骤4中的相关操作，直到拧紧所有螺栓,并发出信号。

6.AGV输送机将空载的工件顶盘带到下件工位，并发出到位信号，机器人本体再将伺服拧紧系统整体更换成末端执行器，更换下来的伺服拧紧系统搁置在拧紧器架上，末端执行器最后将装完螺栓的工件抓取到下件工位的AGV输送机的工件顶盘上，通过AGV输送机运送离开。

如果需要将某一个工件上的多个螺丝拧松拆卸下来，只需要相应的将上述一些步骤反过来操作就可以实行，这是非常方便的。

本实用新型中的伺服拧紧系统或者末端执行器与机器人本体上的第六轴之间的快捷连接是通过换枪盘连接件实现的，换枪盘连接件包括一个机器人六轴连接座15和机器人换枪盘16，其中机器人六轴连接座与六轴机器人的第六轴端部固定连接在一起，机器人换枪盘则是与伺服拧紧系统或者末端执行器上的拧紧换枪盘工具端、执行器换枪盘工具端分别进行快捷连接，这种换枪快捷更换是采用控制气路、接头部位内部的加压、减压来控制更换，参见附图5中的连接头结构就能看出来，是一种现有常规技术的气压控制的快捷接头。

本实施例中的执行器架和拧紧器架上分别设有定位柱A和定位柱B，这是为了方便伺服拧紧枪和末端执行器更换下来放置的时候通过定位柱能够顺利放置，同时基本上每次都能将更换下来的伺服拧紧枪和末端执行器归位至固定的位置。

本实用新型利用六轴机器人及若干个气缸的联动，同时配合多个检测开关的信号检测，实现了螺丝、螺栓等零件的自动拧紧装配和自动拆卸等操作，整套工作站系统具有工作效率高，稳定性好，易于维护，动作快速且平稳，同时具有安全可靠、实用性强等特点。

Claims (9)

1.机器人自动化螺栓拧紧工作站系统，其特征在于：包括有机器人本体、末端执行器、视觉识别系统、伺服拧紧系统、拧紧工作台、螺栓送钉机、AGV输送机、平衡架总成以及气路电控系统，所述拧紧工作台上中心位置处设有用于放置工件的工件盘，位于工件盘的左右两侧对称位置处的拧紧工作台上各设有一个用于放置末端执行器的执行器架，拧紧工作台的一侧侧部设有用于放置伺服拧紧系统的拧紧器架，所述机器人本体上的输出端通过换枪盘连接件分别与末端执行器和伺服拧紧系统进行切换连接，所述螺栓送钉机通过送钉管道向伺服拧紧系统输送螺钉或螺栓，所述AGV输送机用于进行工件的上件或下件输送，所述平衡架总成用于支撑气路电控系统中的线缆和气路管道，所述视觉识别系统安装在机器人本体上。

2.根据权利要求1所述的机器人自动化螺栓拧紧工作站系统，其特征在于：所述末端执行器具有执行器座，执行器座底部装有相对布置的两个抓夹气缸，两个抓夹气缸各自的输出端均设有末端夹爪，两个末端夹爪同时张开或夹紧动作；所述执行器座上还设有执行器换枪盘工具端，执行器换枪盘工具端通过换枪盘连接件与机器人本体的输出端实现快捷装卸。

3.根据权利要求2所述的机器人自动化螺栓拧紧工作站系统，其特征在于：所述执行器座上还设有放置定位孔。

4.根据权利要求1所述的机器人自动化螺栓拧紧工作站系统，其特征在于：所述伺服拧紧系统包括有气缸固定架、伺服拧紧枪、拧紧气缸、吸钉气缸、送钉管道、夹持块气缸、夹持块和拧紧换枪盘工具端，所述拧紧换枪盘工具端固定设在气缸固定架侧部，所述拧紧换枪盘工具端通过换枪盘连接件与机器人本体的输出端实现快捷装卸，所述伺服拧紧枪和拧紧气缸安装在气缸固定架上部，所述吸钉气缸设置在伺服拧紧枪的下部，所述送钉管道、夹持块气缸、和夹持块均设置在吸钉气缸的下方。

5.根据权利要求1所述的机器人自动化螺栓拧紧工作站系统，其特征在于：所述机器人本体为六轴机器人，机器人本体的底部通过高强螺栓安装在地面上；所述换枪盘连接件包括有机器人六轴连接座和机器人换枪盘，机器人换枪盘与所述机器人六轴连接座相连接，机器人六轴连接座与所述六轴机器人的第六轴相连接，所述机器人换枪盘与末端执行器或伺服拧紧系统上的连接部位进行快捷更换连接。

6.根据权利要求1所述的机器人自动化螺栓拧紧工作站系统，其特征在于：所述AGV输送机包括有AGV和工件支撑，所述工件支撑设置在AGV上面，工件支撑上布置有三个工件顶盘。

7.根据权利要求1所述的机器人自动化螺栓拧紧工作站系统，其特征在于：所述平衡架总成包括有平衡架和设置在平衡架上的平衡器，所述平衡架上设有横向滑道，平衡器的上部连接有吊装滑块，吊装滑块沿着所述的横向滑道滑动连接，所述气路电控系统中的线缆和气路管道均通过平衡器进行吊挂。

8.根据权利要求1所述的机器人自动化螺栓拧紧工作站系统，其特征在于：所述执行器架上设有定位柱A，定位柱A用于末端执行器取出或归位时的定位安置；所述拧紧器架上设有定位柱B，定位柱B用于伺服拧紧系统取出或归位时的定位安置。

9.根据权利要求1所述的机器人自动化螺栓拧紧工作站系统，其特征在于：所述视觉识别系统为2D视觉识别系统，所述机器人本体为六轴机器人，该2D视觉识别系统设置在六轴机器人的第六轴上。

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