一種并聯(lián)機(jī)器人裝配平臺(tái)及裝配方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種并聯(lián)機(jī)器人桿件裝配平臺(tái)以及利用該平臺(tái)裝配并聯(lián)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)桿、從動(dòng)桿的方法。所述裝配平臺(tái)包括基座，所述基座具有上平整表面A；轉(zhuǎn)臺(tái)，所述轉(zhuǎn)臺(tái)裝配于所述上平整表面A的一個(gè)定位孔中，且可相對(duì)于基座繞轉(zhuǎn)軸M1水平轉(zhuǎn)動(dòng)；導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌為兩根，且平行安裝于所述基座的上平整表面A上；滑塊，所述滑塊可沿所述導(dǎo)軌滑動(dòng)，且所述滑塊上安裝有定位部件，所述定位部件相對(duì)于所述滑塊可繞轉(zhuǎn)軸M2水平轉(zhuǎn)動(dòng)；限位塊，所述限位塊用于定位所述滑塊的位置；測(cè)量儀，所述測(cè)量儀的測(cè)量方向與所述導(dǎo)軌的延伸方向相同，用于測(cè)量所述轉(zhuǎn)軸M1和所述轉(zhuǎn)軸M2之間的距離。該裝配平臺(tái)結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，并且裝配精度高、一致性好。
【專利說明】—種并聯(lián)機(jī)器人裝配平臺(tái)及裝配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及一種裝配平臺(tái)及裝配方法，尤其是涉及一種用于并聯(lián)機(jī)器人的桿件裝配平臺(tái)，以及利用該裝配平臺(tái)裝配并聯(lián)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)桿、從動(dòng)桿的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]并聯(lián)機(jī)器人具有承載能力強(qiáng)，剛度大、精度高等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)流水線上，如裝箱、分揀之類的簡單重復(fù)工作，以減少人力成本，并可提高生產(chǎn)效率。尤其是在一些高速自動(dòng)化生產(chǎn)線中，由于并聯(lián)機(jī)器人的有效負(fù)載隨著速度的升高而降低，因此，為了提升并聯(lián)機(jī)器的有效負(fù)載，很多機(jī)器人生產(chǎn)商，如ABB、ADEPT、FANUC等，多使用質(zhì)量輕、強(qiáng)度高的碳纖維材料作為機(jī)器人的臂體零件。
[0003]其中，Delta并聯(lián)機(jī)器人是一種典型的四自由度并聯(lián)機(jī)器人，是目前商業(yè)化生產(chǎn)線上應(yīng)用最為成功的并聯(lián)機(jī)器人之一。各大型機(jī)器人公司生產(chǎn)有基于Delta機(jī)構(gòu)的并聯(lián)機(jī)器人，其桿件均是采用的碳纖維管材。但現(xiàn)有技術(shù)中還沒有對(duì)這些桿件進(jìn)行裝配、并能夠保證各桿件裝配精度的儀器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于目前高速并聯(lián)機(jī)器人裝配過程中存在的上述問題，本發(fā)明的目的是:提供一種結(jié)構(gòu)簡單、定位精度高、使用方便的并聯(lián)機(jī)器人桿件裝配平臺(tái)以及利用該裝配平臺(tái)裝配并聯(lián)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)桿、從動(dòng)桿的方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種并聯(lián)機(jī)器人桿件裝配平臺(tái)，其特征在于包括:
[0006]基座，所述基座具有上平整表面A ；
[0007]轉(zhuǎn)臺(tái)，所述轉(zhuǎn)臺(tái)裝配于所述上平整表面A的一個(gè)定位孔中，且可相對(duì)于基座繞轉(zhuǎn)軸Ml水平轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0008]導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌為兩根，且平行安裝于基座的上平整表面A上；
[0009]滑塊，所述滑塊可沿所述導(dǎo)軌滑動(dòng)，且所述滑塊上安裝有定位部件，所述定位部件相對(duì)于所述滑塊可繞轉(zhuǎn)軸M2水平轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0010]限位塊，所述限位塊用于定位所述滑塊的位置；
[0011]測(cè)量儀，所述測(cè)量儀的測(cè)量方向與所述導(dǎo)軌的延伸方向相同，用于測(cè)量所述轉(zhuǎn)軸Ml和所述轉(zhuǎn)軸M2之間的距離。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，所述測(cè)量儀為光柵尺，且所述光柵尺的移動(dòng)塊與所述滑塊相連。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，所述定位部件為銷軸。
[0014]本發(fā)明還提供了一種裝配并聯(lián)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)桿的方法，其特征在于:利用本發(fā)明的上述裝配平臺(tái)，并包括以下步驟:
[0015](I)對(duì)所述裝配平臺(tái)進(jìn)行初始化校準(zhǔn)；[0016](2)根據(jù)所需驅(qū)動(dòng)桿的長度，將所述滑塊(7)和所述限位塊(10)調(diào)節(jié)至指定位置后，將所述限位塊(10)固定在所述基座(I)上；
[0017](3)將所述驅(qū)動(dòng)桿(4)與第一轉(zhuǎn)接頭(3)連接，并一同固定至所述轉(zhuǎn)臺(tái)(2)上；
[0018](4)滑動(dòng)所述滑塊(7)，將第二轉(zhuǎn)接頭(5)固定于所述定位部件上；
[0019](5)再次滑動(dòng)所述滑塊(7)使其緊靠所述限位塊(10)，將所述驅(qū)動(dòng)桿(4)另一端插入所述第二轉(zhuǎn)接頭(5)中，并緊固連接。
[0020]本發(fā)明還提供了一種裝配并聯(lián)機(jī)器人從動(dòng)桿的方法，其特征在于:利用本發(fā)明的上述裝配平臺(tái)，并包括以下步驟:
[0021](I)對(duì)所述裝配平臺(tái)進(jìn)行初始化校準(zhǔn)；
[0022](2)將夾具(14)安裝于所述轉(zhuǎn)臺(tái)(2)上；
[0023](3)將所述從動(dòng)桿(13)的中部位置夾持在所述夾具(14)上，所述從動(dòng)桿(13)靠近所述滑塊(7)的一端連接接頭(17)；
[0024](4)滑動(dòng)所述滑塊(7)，使所述定位部件與所述接頭(17)配合，記錄此時(shí)測(cè)量儀的讀數(shù)e ；
[0025](5)根據(jù)所需從動(dòng)桿的長度，以及第(4)步驟中所記錄的測(cè)量儀讀數(shù)e，反求所述限位塊(10)應(yīng)當(dāng)移至的位置；滑動(dòng)所述限位塊(10)至所述位置，并固定于所述基座(I)上；
[0026](6)將轉(zhuǎn)接頭(16)與所述定位部件連接，并滑動(dòng)所述滑塊(7)使其緊靠所述限位塊(10)；
[0027](7)將所述從動(dòng)桿(13)繞著轉(zhuǎn)軸Ml轉(zhuǎn)動(dòng)180°后，將所述從動(dòng)桿(13)靠近所述滑塊(7)的一端插入所述轉(zhuǎn)接頭(16)中，并緊固連接。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)以下有益效果:
[0029](I)裝配平臺(tái)結(jié)構(gòu)簡單，精度高；
[0030](2)可適應(yīng)不同桿件的安裝要求；
[0031](3)安裝操作方便，速度快，且裝配精度高；
[0032]( 4 )裝配桿件一致性好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1為Delta并聯(lián)機(jī)器人示意圖；
[0034]圖2A、2B為并聯(lián)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)桿裝配過程示意圖；
[0035]圖3A、3B為并聯(lián)機(jī)器人從動(dòng)桿裝配過程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]結(jié)合以下附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行描述將使本發(fā)明的技術(shù)方案變得更加明顯和容易理解。
[0037]參考附圖1，Delta并聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)如下:
[0038]該機(jī)構(gòu)包括一個(gè)靜平臺(tái)11、一個(gè)動(dòng)平臺(tái)12和連接這兩個(gè)平臺(tái)的三條支鏈。這三條支鏈結(jié)構(gòu)完全相同，且呈120°對(duì)稱布置。每條支鏈由驅(qū)動(dòng)桿4和從動(dòng)桿13組成。驅(qū)動(dòng)桿4與靜平臺(tái)11為上下轉(zhuǎn)動(dòng)副，驅(qū)動(dòng)桿4與從動(dòng)桿13以為虎克鉸連接，從動(dòng)桿13與動(dòng)平臺(tái)12也為虎克鉸連接。
[0039]驅(qū)動(dòng)桿4和從動(dòng)桿13均采用碳纖維管材料，其兩端采用強(qiáng)度較高的轉(zhuǎn)接件連接，在機(jī)器人臂體中，精度要求較高的桿件長度為LI和L2:
[0040]由于LI的長度方向與碳纖維管中心不重合，裝配時(shí)較難測(cè)量，因此精度很難保證；而L2的長度大，因此測(cè)量時(shí)也很難保證其精度。
[0041]綜上原因，利用本發(fā)明的并聯(lián)機(jī)器人桿件裝配平臺(tái)可很好的保證其安裝精度。
[0042]參考附圖2和附圖3，本發(fā)明的并聯(lián)機(jī)器人桿件裝配平臺(tái)結(jié)構(gòu)如下:包括基座1，所述基座I具有上平整表面A，該表面A及其上定位孔的加工精度均較高，用于定位安裝其他零部件；轉(zhuǎn)臺(tái)2，裝配在基座I上平整表面A的定位孔中，所述轉(zhuǎn)臺(tái)2與所述定位孔過渡配合，并且，轉(zhuǎn)臺(tái)2可相對(duì)于基座I繞轉(zhuǎn)軸Ml在上平整表面A上作水平轉(zhuǎn)動(dòng)；所述轉(zhuǎn)臺(tái)2可固定并聯(lián)機(jī)器人的桿件及其轉(zhuǎn)接頭，并帶著桿件水平轉(zhuǎn)動(dòng)。此外，還可通過更換轉(zhuǎn)臺(tái)2的大小以適應(yīng)不同大小桿件的裝配要求。上平整表面A上還安裝有兩根相互平行的導(dǎo)軌9，所述導(dǎo)軌9上還裝有可沿導(dǎo)軌滑動(dòng)的滑塊7，滑塊7上裝有銷軸6，該銷軸6與滑塊7過渡配合，并且，所述銷軸6可相對(duì)于所述滑塊7沿轉(zhuǎn)軸M2作水平轉(zhuǎn)動(dòng)。所述銷軸6可固定桿件轉(zhuǎn)接頭，并帶著轉(zhuǎn)接頭水平轉(zhuǎn)動(dòng)；所述滑塊7可帶動(dòng)所述銷軸6及桿件轉(zhuǎn)接頭沿所述導(dǎo)軌9延伸的方向平動(dòng)。所述兩根導(dǎo)軌9的中心與待裝配桿件在上平整表面A上的投影重合。限位塊10，用于定位所述滑塊7的位置，當(dāng)需要多長的桿件長度時(shí)，就將該限位塊10移動(dòng)到該指定位置，并將其固定在基座I上，裝配時(shí)只需將滑塊7靠緊該限位塊10安裝即可保證桿件的長度精度。所述裝配平臺(tái)還包括光柵尺，其移動(dòng)塊與所述滑塊7相連，用于測(cè)量所述滑塊7的中心轉(zhuǎn)軸M2相對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心轉(zhuǎn)軸Ml的距離；光柵尺的測(cè)量方向與所述導(dǎo)軌9平行，以保證光柵尺的測(cè)量長度就是待裝配桿件的實(shí)際長度。所述滑塊7上還可安裝其它定位件，以適應(yīng)不同的桿件安裝需求，例如當(dāng)裝配從動(dòng)桿時(shí)，可在滑塊7上安裝定位銷15來代替銷軸6。
[0043]下面就以驅(qū)動(dòng)桿4和從動(dòng)桿13的裝配過程為例來詳細(xì)闡述本平臺(tái)工作過程:
[0044]在裝配前必須對(duì)該平臺(tái)進(jìn)行初始化校準(zhǔn)，校準(zhǔn)方法如下:
[0045]將滑塊7移動(dòng)到某一位置，利用高精度的量尺測(cè)量轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)軸Ml與滑塊轉(zhuǎn)軸M2的距離，并記錄光柵尺的讀數(shù)，假設(shè)為a ;以及量尺的讀數(shù)，假設(shè)為b。則以后在對(duì)桿件進(jìn)行裝配時(shí)就以該讀數(shù)作為基準(zhǔn)來計(jì)算所需要的桿件長度，例如，如果在裝配時(shí)光柵尺的讀數(shù)為C，那么裝配所獲得的桿件的實(shí)際長度就為b+c-a。
[0046]驅(qū)動(dòng)桿4的裝配過程如圖2所示，其裝配過程如下:
[0047]首先根據(jù)所需要驅(qū)動(dòng)桿4的長度調(diào)節(jié)滑塊7和限位塊10的位置，此時(shí)必須利用光柵尺的讀數(shù)來輔助定位。當(dāng)調(diào)節(jié)到指定位置后即可將限位塊10固定在基座上。
[0048]接著將驅(qū)動(dòng)桿4與第一轉(zhuǎn)接頭3連接，并將第一轉(zhuǎn)接頭3和驅(qū)動(dòng)桿4 一同固定在轉(zhuǎn)臺(tái)2上，并用螺釘連接，其連接方式和驅(qū)動(dòng)桿連接在靜平臺(tái)上的連接方式相同。
[0049]接著將第二轉(zhuǎn)接頭5固定在銷軸6上，此時(shí)可以滑動(dòng)滑塊7，不會(huì)影響到驅(qū)動(dòng)桿4的安裝精度。
[0050]接著滑動(dòng)滑塊7并靠緊限位塊10，將驅(qū)動(dòng)桿4插入第二轉(zhuǎn)接頭5中，將零件緊固即可完成裝配。
[0051]在這個(gè)裝配過程中也可測(cè)量驅(qū)動(dòng)桿4的軸線M3與轉(zhuǎn)軸M2的垂直度，并在裝配時(shí)微調(diào)轉(zhuǎn)接件與驅(qū)動(dòng)桿4的連接以保證M3與M2的垂直度。
[0052]裝配完成后，將轉(zhuǎn)接頭從裝配臺(tái)上取出即可。
[0053]從動(dòng)桿13的裝配過程如圖3所示，其裝配過程如下:
[0054]首先將從動(dòng)桿13的夾具14安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)2的安裝孔內(nèi)，并用定位銷15替換銷軸6。
[0055]在裝配之前可將從動(dòng)桿13的一端與接頭17連接好。
[0056]然后將從動(dòng)桿13夾持在夾具14上，位置在桿件的中部附近即可，不需要精確的位置。
[0057]然后，移動(dòng)滑塊7，使定位銷15與接頭17配合，記錄此時(shí)光柵尺的讀數(shù)e，并換算獲得轉(zhuǎn)軸Ml與轉(zhuǎn)軸M2的距離b+e-a。
[0058]假設(shè)從動(dòng)桿13沿著轉(zhuǎn)動(dòng)軸Ml轉(zhuǎn)動(dòng)180°后，光柵尺的讀數(shù)為f，那么轉(zhuǎn)軸Ml與轉(zhuǎn)軸M2的距離b+f-a，這樣即可獲得從動(dòng)桿13的長度L2為2b+e+f_2a。由此，根據(jù)所需要從動(dòng)桿13的長度L2，可反求出光柵尺的讀數(shù)f，S卩，限位塊10應(yīng)當(dāng)移動(dòng)的位置F。
[0059]接著，將滑塊7和限位塊10移動(dòng)到該指定位置F，并固定限位塊10。
[0060]接著，將從動(dòng)桿13沿著轉(zhuǎn)動(dòng)軸Ml轉(zhuǎn)動(dòng)180°，并將轉(zhuǎn)接頭16與定位銷15連接，移動(dòng)滑塊7使其靠緊限位塊10，將從動(dòng)桿13與轉(zhuǎn)接頭16連接即可完成裝配。
[0061]盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求保護(hù)的范圍情況下，還可以作出很多形式的具體變換，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種并聯(lián)機(jī)器人桿件裝配平臺(tái)，其特征在于包括: 基座(I )，所述基座(I)具有上平整表面A ； 轉(zhuǎn)臺(tái)(2 )，所述轉(zhuǎn)臺(tái)(2 )裝配于所述上平整表面A的一個(gè)定位孔中，且可相對(duì)于基座(I)繞轉(zhuǎn)軸Ml水平轉(zhuǎn)動(dòng)； 導(dǎo)軌(9)，所述導(dǎo)軌(9)為兩根，且平行安裝于所述基座(I)的上平整表面A上； 滑塊(7)，所述滑塊(7)可沿所述導(dǎo)軌(9)滑動(dòng)，且所述滑塊(7)上安裝有定位部件，所述定位部件相對(duì)于所述滑塊(7)可繞轉(zhuǎn)軸M2水平轉(zhuǎn)動(dòng)； 限位塊(10)，所述限位塊(10)用于定位所述滑塊(7)的位置； 測(cè)量儀，所述測(cè)量儀的測(cè)量方向與所述導(dǎo)軌(9)的延伸方向相同，用于測(cè)量所述轉(zhuǎn)軸Ml和所述轉(zhuǎn)軸M2之間的距離。
2.如權(quán)利要求1所述的一種并聯(lián)機(jī)器人桿件裝配平臺(tái)，其特征在于:所述測(cè)量儀為光柵尺，且所述光柵尺的移動(dòng)塊與所述滑塊(7)相連。
3.如權(quán)利要求1所述的一種并聯(lián)機(jī)器人桿件裝配平臺(tái)，其特征在于:所述定位部件為銷軸(6)。
4.一種裝配并聯(lián)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)桿的方法，其特征在于:利用權(quán)利要求1-3之一所述的裝配平臺(tái)，并包括以下步驟: 對(duì)所述裝配平臺(tái)進(jìn)行初始化校準(zhǔn)； 根據(jù)所需驅(qū)動(dòng)桿的長度，將所述滑塊(7)和所述限位塊(10)調(diào)節(jié)至指定位置后，將所述限位塊(10)固定在所述基座(I)上； 將所述驅(qū)動(dòng)桿(4)與第一轉(zhuǎn)接頭(3)連接，并一同固定至所述轉(zhuǎn)臺(tái)(2)上； 滑動(dòng)所述滑塊(7)，將第二轉(zhuǎn)接頭(5)固定于所述定位部件上； 再次滑動(dòng)所述滑塊(7)使其緊靠所述限位塊(10)，將所述驅(qū)動(dòng)桿(4)另一端插入所述第二轉(zhuǎn)接頭(5)中，并緊固連接。
5.一種裝配并聯(lián)機(jī)器人從動(dòng)桿的方法，其特征在于:利用權(quán)利要求1-2之一所述的裝配平臺(tái)，并包括以下步驟: (1)對(duì)所述裝配平臺(tái)進(jìn)行初始化校準(zhǔn)； (2)將夾具(14)安裝于所述轉(zhuǎn)臺(tái)(2)上； (3)將所述從動(dòng)桿(13)的中部位置夾持在所述夾具(14)上，所述從動(dòng)桿(13)靠近所述滑塊(7)的一端連接接頭(17)； (4)滑動(dòng)所述滑塊(7)，使所述定位部件與所述接頭(17)配合，記錄此時(shí)測(cè)量儀的讀數(shù)e ； (5)根據(jù)所需從動(dòng)桿的長度，以及第(4)步驟中所記錄的測(cè)量儀讀數(shù)e，反求所述限位塊(10)應(yīng)當(dāng)移至的位置；滑動(dòng)所述限位塊(10)至所述位置，并固定于所述基座(I)上； (6)將轉(zhuǎn)接頭(16)與所述定位部件連接，并滑動(dòng)所述滑塊(7)使其緊靠所述限位塊(10)； (7)將所述從動(dòng)桿(13)繞著轉(zhuǎn)軸Ml轉(zhuǎn)動(dòng)180°后，將所述從動(dòng)桿(13)靠近所述滑塊(7)的一端插入所述轉(zhuǎn)接頭(16)中，并緊固連接。
【文檔編號(hào)】B23P21/00GK103769859SQ201410054860
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月18日
【發(fā)明者】黃海忠, 劉會(huì)英, 姚庭, 林建林, 鞏相峰 申請(qǐng)人:威海正棋機(jī)電技術(shù)有限公司