輪轂五軸搬運機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及自動化設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種用于鋁合金輪轂生產(chǎn)制造的五軸搬運機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在輪轂的生產(chǎn)加工過程中，一般通過人工搬運于各工序之間，不僅費時費力，勞動強度大，效率低下，還容易碰傷輪轂表面，影響輪轂的美觀。在一些輪轂生產(chǎn)線上亦有采用通用六軸關(guān)節(jié)機器人實現(xiàn)輪轂的搬運作業(yè)，但由于輪轂重量較重，因而需要選用重載(60kg以上)的六軸關(guān)節(jié)機器人，并在機器人末端執(zhí)行器安裝專用的輪轂夾持工具，這種通用的六軸工業(yè)機器人設(shè)備昂貴，編程復(fù)雜，且限于機械臂的擺動角度，不能實現(xiàn)大行程范圍內(nèi)的輪轂搬運作業(yè)。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本申請人針對上述現(xiàn)有生產(chǎn)中輪轂上下料搬運中存在的缺點，提供一種結(jié)構(gòu)合理的鋁合金輪轂的五軸搬運機器人，從而能夠方便、可靠的完成鋁合金輪轂的上料、下料、搬運、翻轉(zhuǎn)、交換等作業(yè)工序，且可以方便地集成于自動化生產(chǎn)線，適應(yīng)輪轂先進(jìn)生產(chǎn)線升級改造的需求。
[0004]本實用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種輪轂五軸搬運機器人，包括桁架、X軸驅(qū)動系統(tǒng)、Y軸驅(qū)動系統(tǒng)、Z軸驅(qū)動系統(tǒng)、
C軸驅(qū)動系統(tǒng)、A軸驅(qū)動系統(tǒng)和夾持機械手；所述X軸驅(qū)動系統(tǒng)安裝于桁架上，Y軸驅(qū)動系統(tǒng)通過XY軸聯(lián)接板橫跨安裝在X軸驅(qū)動系統(tǒng)上，Z軸驅(qū)動系統(tǒng)通過YZ軸聯(lián)接板豎直安裝在Y軸驅(qū)動系統(tǒng)；x軸驅(qū)動系統(tǒng)、Y軸驅(qū)動系統(tǒng)與Z軸驅(qū)動系統(tǒng)相互正交，構(gòu)成XYZ直角坐標(biāo)機器人；在Z軸驅(qū)動系統(tǒng)的底部依次設(shè)置C軸驅(qū)動系統(tǒng)與A軸驅(qū)動系統(tǒng)，C軸驅(qū)動系統(tǒng)與A軸驅(qū)動系統(tǒng)之間通過CA軸聯(lián)接法蘭聯(lián)接，A軸驅(qū)動系統(tǒng)的輸出軸連接夾持機械手。
[0006]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):所述X軸驅(qū)動系統(tǒng)與Y軸驅(qū)動系統(tǒng)均采用雙軸同步驅(qū)動方式，X軸驅(qū)動系統(tǒng)由X軸驅(qū)動電機驅(qū)動X軸主動驅(qū)動模組，通過X軸同步驅(qū)動軸帶動X軸從動驅(qū)動模組，實現(xiàn)X軸主動驅(qū)動模組與X軸從動驅(qū)動模組的同步運動；Y軸驅(qū)動系統(tǒng)和X軸驅(qū)動系統(tǒng)通過XY軸聯(lián)接板聯(lián)接，Y軸驅(qū)動系統(tǒng)由Y軸驅(qū)動電機驅(qū)動Y軸主動驅(qū)動模組，通過YZ軸聯(lián)接板帶動Y軸從動驅(qū)動模組，實現(xiàn)Y軸主動驅(qū)動模組與Y軸從動驅(qū)動模組的同步運動。
[0007]所述Z軸驅(qū)動系統(tǒng)上設(shè)置Z軸直線導(dǎo)軌，由Z軸驅(qū)動電機驅(qū)動齒輪齒條機構(gòu)實現(xiàn)Z向垂直運動。
[0008]所述C軸驅(qū)動系統(tǒng)中由C軸驅(qū)動電機驅(qū)動C軸蝸輪蝸桿傳動系統(tǒng)實現(xiàn)繞Z軸的旋轉(zhuǎn)運動。
[0009]所述A軸驅(qū)動系統(tǒng)中由A軸驅(qū)動電機驅(qū)動雙輸出軸直角減速機，驅(qū)動夾持機械手繞A軸的旋轉(zhuǎn)運動。
[0010]所述夾持機械手設(shè)置有前后兩個，分別安裝在A軸驅(qū)動系統(tǒng)的兩輸出軸。
[0011]所述夾持機械手由上夾具座、下夾具座、左指型夾爪和右指型夾爪組成，左指型夾爪和右指型夾爪的指根部通過樞轉(zhuǎn)軸樞接在上夾具座的外端；在上夾具座中軸線上固定有指型氣缸，指型氣缸連接推桿，推桿的兩端設(shè)置有導(dǎo)向套，導(dǎo)向套與導(dǎo)向桿精密滑動配合，導(dǎo)向桿通過導(dǎo)向桿座固定在下夾具座上，推桿前部對稱聯(lián)接一對連桿，連桿一端通過內(nèi)鉸接軸與推桿樞接，另一端通過外鉸接軸與左指型夾爪和右指型夾爪樞接。
[0012]所述左指型夾爪和右指型夾爪內(nèi)側(cè)固定有橡膠墊塊。
[0013]本實用新型的有益效果如下:
[0014]本實用新型的輪轂搬運機器人通過在XYZ直角坐標(biāo)機器人的末端設(shè)置具有前后兩個旋轉(zhuǎn)運動自由度的夾持機械手，可實現(xiàn)鋁合金輪轂X、Y、Z、C、A五個方向的運動控制，其中XYZ三軸直角坐標(biāo)機器人實現(xiàn)輪轂在不同生產(chǎn)線之間的搬運、輪轂加工設(shè)備(輪轂去毛刺工位或磨削拋光設(shè)備)的上料，下料等工序；C軸用于實現(xiàn)加工完成輪轂與待加工輪轂之間的工位交換4軸用于實現(xiàn)輪轂正反面180°翻轉(zhuǎn)動作。因此，輪轂五軸搬運機器人可以靈活地在多個輪轂輸送生產(chǎn)線間搬運鋁合金輪轂，并可將所夾持的輪轂送入去毛刺工位或磨削拋光工位，實現(xiàn)輪轂的上料、下料、搬運、翻轉(zhuǎn)、交換等作業(yè)工序。
[0015]本實用新型的輪轂搬運機器人A軸輸出軸設(shè)置兩個夾持機械手，實現(xiàn)去毛刺或磨拋加工完成的輪轂與待加工輪轂的同步翻轉(zhuǎn)與快速工位交換，減小輪轂上下料的備料等待時間，提高輪轂上下料的工作效率。
[0016]本實用新型的夾持機械手對于輪轂外周進(jìn)行夾持，可以實現(xiàn)輪轂快速方便、穩(wěn)定可靠地拾取裝夾，加快生產(chǎn)節(jié)拍。夾持機械手通過直線氣缸驅(qū)動四連桿機構(gòu)實現(xiàn)輪轂的夾持動作，通過控制直線氣缸的速度、運動行程保證夾持輪轂的持續(xù)作用力，在輪轂夾持接觸作用點處設(shè)置橡膠保護(hù)塊，避免夾持過程中碰傷輪轂表面，保證輪轂外觀質(zhì)量。
[0017]本實用新型的輪轂搬運機器人通過配置不同尺寸規(guī)格、模塊化的夾持機械手，以適應(yīng)輪轂尺寸的變化，實現(xiàn)輪轂夾具的通用性，因此，輪轂搬運機器人可同時適用于不同規(guī)格、不同尺寸的汽車鋁合金輪轂搬運作業(yè)，實現(xiàn)鋁合金輪轂在不同生產(chǎn)線之間的自動化搬運、上料、下料、翻轉(zhuǎn)、交換等作業(yè)，大大降低勞動強度，保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高輪轂生產(chǎn)效率，且可以實現(xiàn)輪轂生產(chǎn)線上不同輪轂加工設(shè)備的無人自動化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0018]圖1為輪轂五軸搬運機器人的立體圖。
[0019]圖2為圖1的俯視圖。
[0020]圖3為夾持機械手結(jié)構(gòu)及其與YZ軸的結(jié)構(gòu)安裝圖。
[0021]圖4為A軸及其夾持機械手的立體圖。
[0022]圖5為夾持機械手的俯視圖(拆除上蓋板)。
[0023]圖中:1、桁架；2、X軸驅(qū)動系統(tǒng)；3、Y軸驅(qū)動系統(tǒng)；4、Z軸驅(qū)動系統(tǒng)；5、C軸驅(qū)動系統(tǒng)；6、A軸驅(qū)動系統(tǒng)；7、夾持機械手；8、X軸驅(qū)動電機；9、X軸主動驅(qū)動模組；10、X軸同步驅(qū)動軸；11、X軸從動驅(qū)動模組；12、XY軸聯(lián)接板；13、Y軸驅(qū)動電機；14、Y軸主動驅(qū)動模組；15、Y軸從動驅(qū)動模組；16、YZ軸聯(lián)接板；17、Z軸直線導(dǎo)軌；18、Z軸驅(qū)動電機；19、C軸蝸輪蝸桿傳動系統(tǒng)；20、C軸驅(qū)動電機；21、雙輸出軸直角減速機；22、A軸驅(qū)動電機；23、CA軸聯(lián)接法蘭；24、上夾具座；25、外鉸接軸；26、左指型夾爪；27、樞轉(zhuǎn)軸；28、內(nèi)鉸接軸；29、導(dǎo)向桿；30、導(dǎo)向桿座；31、指型氣缸；32、聯(lián)接法蘭軸；33、推桿；34、導(dǎo)向套；35、下夾具座；36、連桿；37、右指型夾爪；38、內(nèi)墊塊；39、外墊塊。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖，說明本實用新型的【具體實施方式】。
[0025]如圖1所示，本實用新型所述的輪轂五軸搬運機器人包括桁架1、X軸驅(qū)動系統(tǒng)2、
Y軸驅(qū)動系統(tǒng)3、Z軸驅(qū)動系統(tǒng)4、C軸驅(qū)動系統(tǒng)5、A軸驅(qū)動系統(tǒng)6和夾持機械手7。其中X軸驅(qū)動系統(tǒng)2安裝于桁架I上Y軸驅(qū)動系統(tǒng)3通過XY軸聯(lián)接板12橫跨安裝在X軸驅(qū)動系統(tǒng)2上，Z軸驅(qū)動系統(tǒng)4通過YZ軸聯(lián)接板16豎直安裝在Y軸驅(qū)動系統(tǒng)3，X軸驅(qū)動系統(tǒng)2、Y軸驅(qū)動系統(tǒng)3、Ζ軸驅(qū)動系統(tǒng)4相互正交，構(gòu)成XYZ直角坐標(biāo)機器人，實現(xiàn)輪轂在不同生產(chǎn)線之間的搬運，以及搬運機器人與輪轂加工設(shè)備之間的上料，下料等工序。兩旋轉(zhuǎn)自由度的C軸驅(qū)動系統(tǒng)5、A軸驅(qū)動系統(tǒng)6依次安裝于Z軸驅(qū)動系統(tǒng)4的底部，其中C軸驅(qū)動系統(tǒng)5用于實現(xiàn)加工完成輪轂與待加工輪轂之間的工位交換；Α軸驅(qū)動系統(tǒng)6用于實現(xiàn)輪轂正反面的180°翻轉(zhuǎn)動作。夾持機械手7安裝于A軸驅(qū)動系統(tǒng)6的輸出端，實現(xiàn)輪轂的夾持操作。因此，輪轂五軸搬運機器人可以實現(xiàn)鋁合金輪轂X、Y、Ζ、C、A五個方向的運動控制，靈活地在多個輪轂輸送生產(chǎn)線間搬運鋁合金輪轂，并可將所搬運的輪轂送入去毛刺工位或磨削拋光工位，實現(xiàn)輪轂的上料、下料、搬運、翻轉(zhuǎn)、交換等作業(yè)工序。
[0026]由于輪轂自重較重，考慮到搬運機器人的系統(tǒng)剛度與運動穩(wěn)定性，五軸搬運機器人的X軸驅(qū)動系統(tǒng)2、Y軸驅(qū)動系統(tǒng)3均采用雙軸同步驅(qū)動方式。如圖2所示，X軸驅(qū)動系統(tǒng)2由X軸驅(qū)動電機8驅(qū)動X軸主動驅(qū)動模組9，通過X軸同步驅(qū)動軸10帶動X軸從動驅(qū)動模組11，實現(xiàn)X軸主動驅(qū)動模組9與X軸從動驅(qū)動模組11的同步運動。Y軸驅(qū)動系統(tǒng)3和X軸驅(qū)動系統(tǒng)2通過XY軸聯(lián)接板12聯(lián)接，Y軸驅(qū)動系統(tǒng)3由Y軸驅(qū)動電機13驅(qū)動Y軸主動驅(qū)動模組14，通過YZ軸聯(lián)接板16帶動Y軸從動驅(qū)動模組15，實現(xiàn)Y軸主動驅(qū)動模組14與Y軸從動驅(qū)動模組15的同步運