一种机器人轴孔装配工作站的制作方法

1.本实用新型公开了一种装配工装站，尤其是一种机器人轴孔装配工作站，属于智能化柔性装配技术领域。


背景技术：

2.在生产制造领域，高效准确的自动化装配起着越来越重要的作用，而大部分装配可以归结为轴孔装配，保证其装配质量对提高工业机器人智能化应用水平和生产效率均具有重要意义。据申请人了解，现有柔性装配技术虽然可以实现机器人轴孔装配，但对于同心度、精确度要求较高的轴孔装配依然存在装配位置不精确导致装配件损坏的现象。
3.检索可知，申请号为cn201811275792.8的中国专利文献公开了一种基于示教学习的机器人轴孔装配系统及方法；申请号为cn201621426293.0 的专利文献公开了一种基于柔顺机构的轴孔装配装置。申请人经过对比分析研究发现：上述现有技术都是通过力控装置或是机构装置控制减缓装配时轴状装配件与装配孔之间的力度完成装配，由于终端执行机构结构对同心度的适应性不强等原因，对于同心度等精确度更高的轴孔装配依然存在装配位置不够准确缺点。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于，针对现有技术存在的缺点，通过对终端执行机构的改进，提出一种有助于解决装配过程中同心度等精确度要求的机器人轴孔装配工作站，从而提高轴孔装配的成功率。
5.为达到上述目的，本实用新型机器人轴孔装配工作站的基本技术方案是：包括安装在装配平台上的转臂装配机器人，所述装配机器人的末端执行机构包括电动夹爪，所述电动夹爪的夹爪座中装有伺服电机带动的主动齿轮以及与夹爪座构成移动副的传动齿条；所述传动齿条一端具有与主动齿轮啮合的单侧齿，另一端具有分别与支撑于夹爪座的左、右指臂齿轮啮合的双侧齿，所述左、右指臂齿轮分别延伸出外端与对应的左、右夹爪手指内端铰接的指臂，所述左、右夹爪手指的中部分别通过左、右手指支撑臂与夹爪座铰接。
6.工作时，当装配机器人的末端执行机构到达预定位置后，伺服电机受控通过齿轮齿条机构带动指臂运动，进而通过其手指支撑臂和夹爪手指构成的连杆机构实现夹爪手指夹持轴类零部件的动作。本实用新型采用借助可靠的对称驱动机构实现了所需的动作，因此易于保证对中同心。
7.本实用新型进一步完善的是，所述电动夹爪中装有通过齿条支撑座与所述夹爪座构成移动副的传动齿条。
8.本实用新型再进一步完善的是，所述左、右手指支撑臂内端的铰接中心间距小于所述左、右指臂齿轮转动中心的间距。
9.本实用新型更进一步完善的是，所述指臂呈v字形分布。
附图说明
10.下面结合附图对本发明作进一步的说明
11.图1是本实用新型一个实施例的立体结构示意图。
12.图2是图1实施例中末端执行机构的结构示意图。
13.图3是图1实施例中末端执行机构夹爪部分的剖视结构示意图。
具体实施方式
14.本实施例的机器人轴孔装配工作站如图1至图2所示，安置有装配支架4的装配平台上1装有六轴转臂装配机器人2（优傲公司 ur5型），该装配机器人2的末端执行机构3包括含有2d视觉相机3-1和安装法兰3-2的电动夹爪3-3。
15.如图3所示，电动夹爪3-3的夹爪座中装有智能系统控制的伺服电机3-3-7以及该电机带动的主动齿轮3-3-4，并通过齿条支撑座3-3-5装有与夹爪座构成移动副的传动齿条3-3-6。
16.传动齿条3-3-6一端具有与主动齿轮3-3-4啮合的单侧齿，另一端具有分别与支撑于夹爪座的左、右指臂齿轮3-3-3啮合的双侧齿。左、右指臂齿轮3-3-3分别延伸出外端与对应的左、右夹爪手指3-3-1内端铰接的呈v字形分布的指臂，左、右夹爪手指3-3-1的中部分别与左、右手指支撑臂3-3-2的外端铰接，左、右手指支撑臂3-3-2的内端分别与夹爪座铰接，且左、右手指支撑臂3-3-2内端的铰接中心间距小于左、右指臂齿轮3-3-3转动中心的间距。
17.与本实施例配备的控制系统由分布式数控单元和与之通讯连接的plc（s7-1500 cpu 1511-1 pn）构成。2d视觉相机3-1、电动夹爪3-3的数据输出端接入plc相应输入端。
18.进行装配工作时，plc根据分布式数控单元储存的装配件放置区位置数据控制机器人运动至相机摄像头对准装配件放置区进行图像采集，并与分布式数控系统中获取装配件存在的图像；之后将2d相机采集到的图像与从分布式控制系统中储存的图像进行识别对比；如果装配件存在，则伺服电机受控通过齿轮齿条机构带动指臂运动，进而通过手指支撑臂和夹爪手指实现夹持轴类装配件的抓取，并完成所需装配动作。实践表明，本实施例借助合理的对称驱动机构不仅可以可靠实现所需的动作，而且对中同心精度高、适应性强。
19.除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。


技术特征：
1.一种机器人轴孔装配工作站，包括安装在装配平台上（1）的转臂装配机器人（2），所述装配机器人的末端执行机构（3）包括电动夹爪（3-3），其特征在于：所述电动夹爪的夹爪座中装有伺服电机（3-3-7）带动的主动齿轮（3-3-4）以及与之构成移动副的传动齿条（3-3-6）；所述传动齿条一端具有与主动齿轮啮合的单侧齿，另一端具有分别与支撑于夹爪座的左、右指臂齿轮（3-3-3）啮合的双侧齿，所述左、右指臂齿轮分别延伸出外端与对应的左、右夹爪手指（3-3-1）内端铰接的指臂，所述左、右夹爪手指的中部分别通过左、右手指支撑臂（3-3-2）与夹爪座铰接。2.根据权利要求1所述的机器人轴孔装配工作站，其特征在于：所述电动夹爪的夹爪座中装有通过齿条支撑座与所述夹爪座构成移动副的传动齿条。3.根据权利要求2所述的机器人轴孔装配工作站，其特征在于：所述左、右手指支撑臂内端的铰接中心间距小于所述左、右指臂齿轮转动中心的间距。4.根据权利要求3所述的机器人轴孔装配工作站，其特征在于：所述指臂呈v字形分布。

技术总结
本实用新型公开了一种机器人轴孔装配工作站，属于智能化柔性装配技术领域。该工作站包括安装在装配平台上的转臂装配机器人，装配机器人的末端执行机构包括电动夹爪，电动夹爪的夹爪座中装有伺服电机带动的主动齿轮以及与之构成移动副的传动齿条；传动齿条一端具有与主动齿轮啮合的单侧齿，另一端具有分别与支撑于夹爪座左、右指臂齿轮啮合的双侧齿，左、右指臂齿轮分别延伸出外端与对应的左、右夹爪手指内端铰接的指臂，左、右夹爪手指的中部分别通过左、右手指支撑臂与夹爪座铰接。本实用新型采用借助可靠的对称驱动机构实现了所需的动作，因此易于保证对中同心。因此易于保证对中同心。因此易于保证对中同心。


技术研发人员：王展雄 沈博 何磊 王月明
受保护的技术使用者：航天晨光股份有限公司
技术研发日：2021.11.25
技术公布日：2022/5/17