CN218364816U - 一种含有电磁铁或电永磁末端执行器的机器人工作站 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于吊具技术领域，特别涉及一种含有电磁铁或电永磁末端执行器的机器人工作站。包括机器人、表面处理装置、悬挂输送线及密封检测装置，其中表面处理装置用于对内胆进行表面处理；密封检测装置用于对完成表面处理后的内胆进行气密性检测；悬挂输送线设置于表面处理装置和密封检测装置的一侧，悬挂输送线用于悬挂内胆；机器人设置于表面处理装置和密封检测装置的另一侧，机器人的执行末端设有末端执行器，末端执行器用于电磁吸附内胆。本实用新型只在内部磁场和外部磁场切换瞬间使用电能，具有经济、节约电能、环保的优势，且提高了工作效率。

Description

一种含有电磁铁或电永磁末端执行器的机器人工作站

技术领域

本实用新型属于吊具技术领域，特别涉及一种含有电磁铁或电永磁末端执行器的机器人工作站。

背景技术

随着工业自动化的发展，在热水器内胆的生产过程中，热水器内胆的上、下生产线以及各生产线之间热水器内胆的转移，传统的方法是采用人工操作的形式实现搬运和摆放的；由于生产的过程是自动化流水线形式，因此对热水器内胆的摆放位置精度要求很高，摆放的位置一旦发生偏移，将会影响下一工序的顺利进行；而人工操作本身存在的误差较大，容易使工件摆放位置不一致，与下一工位不对应，因此热水器内胆的生产效率也较低。为了提高生产效率，实现自动化的生产，有人设计出了一种机器人抓取手爪，通过控制机器人抓取手爪的移动，来实现工件的搬运和摆放，减小了人工操作的误差，加快了工件转移的速度，提高了效率。但是，热水器内胆种类繁多，不同种类具有不同的规格，不同规格的热水器内胆在直径方面是存在差异的；现有的机器人抓取手爪，由于手爪的设计缺陷，每次只能适用于同一种规格(即直径相同的)的热水器内胆的转移，某一种规格的产品生产完了，就要换另一种适合相应规格的手爪。这样就需要在生产排单时，必需将相同规格的产品排在一起，一次性的生产。可是，实际情况是不同的客户有不同的要求，且每个客户不可能一次性订购大批量的同一规格的热水器内胆，这就使得生产过程中需频繁的停产来更换生产对应热水器内胆规格的机器人手爪，无法混合排产，造成生产效率低。另外，通过更换不同的手爪及调换程序来实现换型，对于厂家来说不仅浪费大量的时间，还意味着需要投入更多的设备成本，因此生产成本也就提高了。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种含有电磁铁或电永磁末端执行器的机器人工作站，以解决现有热水器内胆生产过程中，需频繁的停产来更换生产对应热水器内胆规格的机器人手爪，无法混合排产，造成生产效率低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种含有电磁铁或电永磁末端执行器的机器人工作站，包括：

表面处理装置，用于对内胆进行表面处理；

密封检测装置，用于对完成表面处理后的内胆进行气密性检测；

悬挂输送线，设置于表面处理装置和密封检测装置的一侧，悬挂输送线用于悬挂内胆且进行输送；

机器人，设置于表面处理装置和密封检测装置的另一侧，机器人的执行末端设有末端执行器，机器人通过末端执行器电磁吸附内胆，并且进行各工位之间的传输。

在一种可能实现的方式中，所述末端执行器包括支撑梁及设置于支撑梁底部两端的电磁吸附组件Ⅰ和电磁吸附组件Ⅱ；

电磁吸附组件Ⅰ和电磁吸附组件Ⅱ结构相同，均包括电磁吸附框架和两组电磁吸附模块，其中两组电磁吸附模块设置于电磁吸附框架上，且两组电磁吸附模块均相对电磁吸附框架可转动。

在一种可能实现的方式中，所述电磁吸附模块包括槽型壳体和电磁铁，其中槽型壳体的底部为敞开式结构，槽型壳体内设有两列电磁铁或两列电永磁，两列电磁铁或两列电永磁形成V型吸附面；

槽型壳体的两端设有矩形连接板，矩形连接板通过转轴与所述电磁吸附框架转动连接；所述电磁吸附框架的两端设有用于限制所述电磁吸附模块转动范围的限位机构。

在一种可能实现的方式中，所述限位机构包括与所述电磁吸附框架螺纹连接的两个限位螺钉，两个限位螺钉分别位于所述矩形连接板的两侧。

在一种可能实现的方式中，所述支撑梁包括矩形板和两组浮动连接机构，其中矩形板的中心位置设有用于与所述机器人连接的机器人螺栓连接孔，两组浮动连接机构分别设置于矩形板的一侧两端；两组浮动连接机构分别与所述电磁吸附组件Ⅰ和所述电磁吸附组件Ⅱ连接，且两组浮动连接机构上均设有用于检测内胆有无的传感器。

在一种可能实现的方式中，所述浮动连接机构包括导柱、弹簧及浮动板，其中浮动板与矩形板平行设置，且浮动板通过四个导柱与矩形板滑动连接，各导柱上均套设有弹簧，弹簧的两端分别与矩形板和浮动板抵接；所述传感器设置于浮动板上。

在一种可能实现的方式中，所述密封检测装置包括工作台、底部定位机构、立柱、横梁及密封检测头，其中底部定位机构设置于工作台上，立柱设置于工作台的一端，且顶部设有横梁，密封检测头设置于横梁上；底部定位机构用于定位内胆，密封检测头用于对内胆进行气密性检查。

在一种可能实现的方式中，所述底部定位机构包括沿周向设置于所述工作台上的多个楔块，各楔块的顶部设有弹性定位杆，所述内胆通过楔块进行轴向限位，通过弹性定位杆径向限位。

在一种可能实现的方式中，所述表面处理装置包括表面处理槽、托板、L型板、升降驱动模块及上压模块，其中表面处理槽的一侧设有升降驱动模块，升降驱动模块的输出端与L型板连接，托板和上压模块分别设置于L型板的底部和顶部。

在一种可能实现的方式中，所述悬挂输送线包括支撑架及设置于支撑架上的输送线，输送线上设有多个悬挂链，各悬挂链用于悬挂内胆。

本实用新型的优点及有益效果是：本实用新型提供的一种含有电磁铁或电永磁末端执行器的机器人工作站，只在内部磁场和外部磁场切换瞬间使用电能，具有经济、节约电能、环保的优势，且提高了工作效率；同时具有高安全性，避免工作中突然断电，导致掉件。

本实用新型具有维修便捷性，模块化设计，便于维修和替换，且自适应一定直径的内胆，具有精度补偿功能和自适应功能。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型一种含有电磁铁或电永磁末端执行器的机器人工作站的轴测图；

图2为图1中A处局部放大图；

图3为图1中B处局部放大图；

图4为本实用新型中横梁的结构示意图；

图5为本实用新型中电磁吸附模块的结构示意图；

图6为本实用新型中电磁铁组件的结构示意图；

图7为本实用新型中表面处理装置的轴测图；

图8为本实用新型中密封检测装置的轴测图；

图中：1为机器人，2为支撑梁，201为矩形板，202为导柱，203为弹簧，204为浮动板，205为传感器，206为探测光线，207为机器人螺栓连接孔，3为电磁吸附组件Ⅰ，301为顶板，302为侧板，303为电磁吸附模块，3031为槽型壳体，3032为电磁铁，3033为矩形连接板，3034为轴孔，304为转轴，305为限位螺钉，4为电磁吸附组件Ⅱ，5为内胆，501为圆柱段，502为接口，503为挂环，6为表面处理装置，601为表面处理槽，602为托板，603为L型板，604为升降驱动模块，605为上压模块，7为悬挂输送线，8为密封检测装置，801为工作台，802为楔块，803为弹性定位杆，804为中心孔，805为立柱，806为横梁，807为密封检测头。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例提供一种含有电磁铁或电永磁末端执行器的机器人工作站，只在内部磁场和外部磁场切换瞬间使用电能，具有经济、节约电能、环保的优势，且提高了工作效率。参见图1所示，该含有电磁铁或电永磁末端执行器的机器人工作站，包括机器人1、表面处理装置6、悬挂输送线7及密封检测装置8，其中表面处理装置6用于对内胆5进行表面处理；密封检测装置8用于对完成表面处理后的内胆5进行气密性检测；悬挂输送线7设置于表面处理装置6和密封检测装置8的一侧，悬挂输送线7用于悬挂内胆5且进行输送；机器人1设置于表面处理装置6和密封检测装置8的另一侧，机器人1的执行末端设有末端执行器，机器人1通过末端执行器进行电磁吸附内胆5，并且进行各工位之间的传输。

参见图2所示，本实用新型的实施例中，末端执行器包括支撑梁2及设置于支撑梁2底部两端的电磁吸附组件Ⅰ3和电磁吸附组件Ⅱ4，电磁吸附组件Ⅰ3和电磁吸附组件Ⅱ4通过电磁吸附方式抓取内胆5。具体地，内胆5为金属板壳结构，包含圆柱段501及设置于圆柱段501两端的接口502和挂环503。

参见图4所示，本实用新型的实施例中，支撑梁2包括矩形板201和两组浮动连接机构，其中矩形板201的中心位置设有用于与机器人1连接的机器人螺栓连接孔207，两组浮动连接机构分别设置于矩形板201的一侧两端；两组浮动连接机构分别与电磁吸附组件Ⅰ3和电磁吸附组件Ⅱ4连接，且两组浮动连接机构上均设有传感器205，传感器205用于检测内胆5的有无。浮动连接机构的设置使电磁吸附组件Ⅰ3和电磁吸附组件Ⅱ4与内胆5柔性接触，避免碰伤内胆5。

本实用新型的实施例中，浮动连接机构包括导柱202、弹簧203及浮动板204，其中浮动板204与矩形板201平行设置，且浮动板204通过四个导柱202与矩形板201滑动连接，各导柱202上均套设有弹簧203，弹簧203的两端分别与矩形板201和浮动板204抵接，使矩形板201和浮动板204之间形成一定范围的浮动关系。传感器205设置于浮动板204上，传感器205通过发射的探测光线206进行内胆5有无的检测。

参见图5所示，本实用新型的实施例中，电磁吸附组件Ⅰ3和电磁吸附组件Ⅱ4结构相同，均包括电磁吸附框架和两组电磁吸附模块303，其中两组电磁吸附模块303呈八字形设置于电磁吸附框架上，且两组电磁吸附模块303均相对电磁吸附框架可转动。两组电磁吸附模块303形成V型吸附面，便于内胆5中部的圆柱段501薄板壳的电磁吸附。具体地，电磁吸附框架包括顶板301和设置于顶板301两端的侧板302，两组电磁吸附模块303设置于两个侧板302之间。顶板301通过螺钉连接在浮动板204上。

参见图6所示，本实用新型的实施例中，电磁吸附模块303包括槽型壳体3031和电磁铁3032，其中槽型壳体3031的底部为敞开式结构，槽型壳体3031内设有两列电磁铁3032或两列电永磁，两列电磁铁3032或两列电永磁形成V型吸附面；槽型壳体3031的两端设有矩形连接板3033，矩形连接板3033通过转轴304与电磁吸附框架中的两个侧板302转动连接；电磁吸附框架的两端(两个侧板302上)设有用于限制电磁吸附模块303转动范围的两组限位机构。两列电磁铁3032形成V型吸附面，便于内胆5中部圆柱段501部分的薄板壳的电磁吸附。

本实施例中，限位机构包括与侧板302螺纹连接的两个限位螺钉305，两个限位螺钉305分别位于矩形连接板3033的两侧，两个限位螺钉305限制电磁吸附模块303在一定角度范围内摆动，以适应不同直径的内胆5。

参见图3、图8所示，本实用新型的实施例中，密封检测装置8包括工作台801、底部定位机构、立柱805、横梁806及密封检测头807，其中底部定位机构设置于工作台801上，立柱805设置于工作台801的一端，且顶部设有横梁806，密封检测头807设置于横梁806上；底部定位机构用于定位内胆5，密封检测头807用于对内胆5进行气密性检查。

本实施例中，底部定位机构包括沿周向设置于工作台801上的多个楔块802，多个楔块802的中心形成中心孔804，中心孔804用于容纳内胆5的挂环503。各楔块802的顶部设有弹性定位杆803，内胆5通过楔块802进行轴向限位，通过弹性定位杆803径向限位。工作台801上的内胆5的接口502开口向上，方便气密性检测。

参见图7所示，本实用新型的实施例中，表面处理装置6包括表面处理槽601、托板602、L型板603、升降驱动模块604及上压模块605，其中表面处理槽601的一侧设有升降驱动模块604，升降驱动模块604的输出端与L型板603连接，托板602和上压模块605分别设置于L型板603的底部和顶部。表面处理槽601中含有表面处理化学液体，托板602用于托举内胆5的圆柱段501底部，上压模块605用于上压内胆5的圆柱段501上部，升降驱动模块604用于驱动内胆5沁入表面处理槽601中的表面处理化学液体内，上压模块605压紧内胆5，防止内胆5沁入表面处理化学液体内后上浮。内胆5沁入表面处理化学液体后,系统归位。本实施例中，上压模块605和升降驱动模块604均为现有技术，在此不再赘述。

参见图1所示，本实用新型的实施例中，悬挂输送线7包括支撑架及设置于支撑架上的输送线，输送线上设有多个悬挂链，各悬挂链用于悬挂内胆5顶部的挂环503。悬挂输送线7是在空间连续输送物料的设备，物料装在专用箱体或支架上沿预定轨道运行。线体可在空间上下坡和转弯，布局方式自用灵活，占地面积小。悬挂输送线7又称架空式输送机，是具有空间封闭线路的连续运输设备，用于车间内部或各个车间之间，工件物品的流水连续输送，在流水连续输送的过程中，可以进行对工件的各种顺序工艺作业，如表面处理、喷漆、烘干、冷却、成品下线等，并可在苛刻的环境(如高温，有害介质等)下工作。

本实用新型提供的一种含有电磁铁或电永磁末端执行器的机器人工作站，只在内部磁场和外部磁场切换瞬间使用电能，具有经济、节约电能、环保的优势，且提高了工作效率；同时具有高安全性，避免工作中突然断电，导致掉件。本实用新型具有维修便捷性，模块化设计，便于维修和替换，且自适应一定直径的内胆，具有精度补偿功能和自适应功能。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种含有电磁铁或电永磁末端执行器的机器人工作站，其特征在于，包括：

表面处理装置(6)，用于对内胆(5)进行表面处理；

密封检测装置(8)，用于对完成表面处理后的内胆(5)进行气密性检测；

悬挂输送线(7)，设置于表面处理装置(6)和密封检测装置(8)的一侧，悬挂输送线(7)用于悬挂内胆(5)且进行输送；

机器人(1)，设置于表面处理装置(6)和密封检测装置(8)的另一侧，机器人(1)的执行末端设有末端执行器，机器人(1)通过末端执行器电磁吸附内胆(5)，并且进行各工位之间的传输。

2.根据权利要求1所述的含有电磁铁或电永磁末端执行器的机器人工作站，其特征在于，所述末端执行器包括支撑梁(2)及设置于支撑梁(2)底部两端的电磁吸附组件Ⅰ(3)和电磁吸附组件Ⅱ(4)；

电磁吸附组件Ⅰ(3)和电磁吸附组件Ⅱ(4)结构相同，均包括电磁吸附框架和两组电磁吸附模块(303)，其中两组电磁吸附模块(303)设置于电磁吸附框架上，且两组电磁吸附模块(303)均相对电磁吸附框架可转动。

3.根据权利要求2所述的含有电磁铁或电永磁末端执行器的机器人工作站，其特征在于，所述电磁吸附模块(303)包括槽型壳体(3031)和电磁铁(3032)，其中槽型壳体(3031)的底部为敞开式结构，槽型壳体(3031)内设有两列电磁铁(3032)或两列电永磁，两列电磁铁(3032)或两列电永磁形成V型吸附面；

槽型壳体(3031)的两端设有矩形连接板(3033)，矩形连接板(3033)通过转轴(304)与所述电磁吸附框架转动连接；所述电磁吸附框架的两端设有用于限制所述电磁吸附模块(303)转动范围的限位机构。

4.根据权利要求3所述的含有电磁铁或电永磁末端执行器的机器人工作站，其特征在于，所述限位机构包括与所述电磁吸附框架螺纹连接的两个限位螺钉(305)，两个限位螺钉(305)分别位于所述矩形连接板(3033)的两侧。

5.根据权利要求2所述的含有电磁铁或电永磁末端执行器的机器人工作站，其特征在于，所述支撑梁(2)包括矩形板(201)和两组浮动连接机构，其中矩形板(201)的中心位置设有用于与所述机器人(1)连接的机器人螺栓连接孔(207)，两组浮动连接机构分别设置于矩形板(201)的一侧两端；两组浮动连接机构分别与所述电磁吸附组件Ⅰ(3)和所述电磁吸附组件Ⅱ(4)连接，且两组浮动连接机构上均设有用于检测内胆(5)有无的传感器(205)。

6.根据权利要求5所述的含有电磁铁或电永磁末端执行器的机器人工作站，其特征在于，所述浮动连接机构包括导柱(202)、弹簧(203)及浮动板(204)，其中浮动板(204)与矩形板(201)平行设置，且浮动板(204)通过四个导柱(202)与矩形板(201)滑动连接，各导柱(202)上均套设有弹簧(203)，弹簧(203)的两端分别与矩形板(201)和浮动板(204)抵接；所述传感器(205)设置于浮动板(204)上。

7.根据权利要求1所述的含有电磁铁或电永磁末端执行器的机器人工作站，其特征在于，所述密封检测装置(8)包括工作台(801)、底部定位机构、立柱(805)、横梁(806)及密封检测头(807)，其中底部定位机构设置于工作台(801)上，立柱(805)设置于工作台(801)的一端，且顶部设有横梁(806)，密封检测头(807)设置于横梁(806)上；底部定位机构用于定位内胆(5)，密封检测头(807)用于对内胆(5)进行气密性检查。

8.根据权利要求7所述的含有电磁铁或电永磁末端执行器的机器人工作站，其特征在于，所述底部定位机构包括沿周向设置于所述工作台(801)上的多个楔块(802)，各楔块(802)的顶部设有弹性定位杆(803)，所述内胆(5)通过楔块(802)进行轴向限位，通过弹性定位杆(803)径向限位。

9.根据权利要求1所述的含有电磁铁或电永磁末端执行器的机器人工作站，其特征在于，所述表面处理装置(6)包括表面处理槽(601)、托板(602)、L型板(603)、升降驱动模块(604)及上压模块(605)，其中表面处理槽(601)的一侧设有升降驱动模块(604)，升降驱动模块(604)的输出端与L型板(603)连接，托板(602)和上压模块(605)分别设置于L型板(603)的底部和顶部。

10.根据权利要求1所述的含有电磁铁或电永磁末端执行器的机器人工作站，其特征在于，所述悬挂输送线(7)包括支撑架及设置于支撑架上的输送线，输送线上设有多个悬挂链，各悬挂链用于悬挂内胆(5)。

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