圓鋼端面貼標(biāo)并聯(lián)機(jī)器人專用末端操作器的制造方法
【專利摘要】圓鋼端面貼標(biāo)并聯(lián)機(jī)器人專用末端操作器，包括連接器(1)，轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(2)和移動關(guān)節(jié)(3)，其特征在于，連接器(1)一端安裝在并聯(lián)機(jī)器人的末端，另一端安裝在轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(2)上，轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(2)一端與連接器(1)固定，另一端安裝移動關(guān)節(jié)(3)，移動關(guān)節(jié)(3)安裝在轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(2)上。本發(fā)明裝置使用定位銷和緊固螺釘進(jìn)行關(guān)節(jié)連接，拆卸方便，可以迅速地實現(xiàn)關(guān)節(jié)的互換，使用無軸電機(jī)進(jìn)行提供動力，角度傳感器進(jìn)行轉(zhuǎn)角定位，定位精度高、轉(zhuǎn)動速度快，穩(wěn)定準(zhǔn)確，整體結(jié)構(gòu)簡單，便于維修與調(diào)試。
【專利說明】
圓鋼端面貼標(biāo)并聯(lián)機(jī)器人專用末端操作器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)器人專用末端操作器，特別是對圓鋼端面進(jìn)行自動貼標(biāo)的并聯(lián)機(jī)器人專用末端操作器。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼鐵工業(yè)一直是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中起著十分重要的作用。鋼鐵的成品主要有鋼板、鋼筋和圓鋼，其中圓鋼是主要的形式之一。圓鋼的尺寸和種類復(fù)雜繁多，應(yīng)用廣泛且十分重要，此外鋼鐵生產(chǎn)廠家每天要生產(chǎn)數(shù)以萬計的圓鋼，因此對圓鋼端面進(jìn)行標(biāo)記以記錄圓鋼的型號、生產(chǎn)日期、爐號等就顯得十分重要了。
[0003]在圓鋼端面自動貼標(biāo)系統(tǒng)中，自動貼標(biāo)機(jī)器人可選用串聯(lián)機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)器人以及直角坐標(biāo)機(jī)器人。并聯(lián)機(jī)器人具有剛度大，承載能力強(qiáng)，精度高，末端慣性小等優(yōu)點(diǎn)，可極大的提高圓鋼端面自動貼標(biāo)的效率。但由于并聯(lián)機(jī)器人的末端是通過多個連桿進(jìn)行鉸接，因此并聯(lián)機(jī)器人的末端可達(dá)空間較小、自由度較少，因而有很多的姿態(tài)并聯(lián)機(jī)器人無法達(dá)至IJ。因此，發(fā)明一種專用于并聯(lián)機(jī)器人的末端操作器對于實現(xiàn)圓鋼端面的自動貼標(biāo)具有很強(qiáng)的現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，以便將并聯(lián)機(jī)器人應(yīng)用到圓鋼自動貼標(biāo)系統(tǒng)中，本發(fā)明提出了一種圓鋼端面貼標(biāo)并聯(lián)機(jī)器人專用末端操作器，用來實現(xiàn)利用并聯(lián)機(jī)器人對圓鋼端面進(jìn)行自動貼標(biāo)。
[0005]本發(fā)明圓鋼端面貼標(biāo)并聯(lián)機(jī)器人專用末端操作器包括連接器I，轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)2和移動關(guān)節(jié)3。其中連接器I 一端安裝在并聯(lián)機(jī)器人的末端，另一端安裝在轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)2上，其主要功能是將末端操作器固定在并聯(lián)機(jī)器人的末端上。轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)2—端與連接器I固定，另一端安裝移動關(guān)節(jié)3，且為末端操作器提供一個旋轉(zhuǎn)自由度。移動關(guān)節(jié)3安裝在轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)2上，為整個末端操作器提供一個移動自由度。
[0006]連接器I包括下連接盤1-1，連接卡環(huán)1-2，固定螺栓1-3和上連接盤1-4。其中上連接盤1-4的上端面上開有4個均布的盲孔，其側(cè)面開有矩形的圓環(huán)槽，且圓環(huán)槽與連接卡環(huán)
1-2外側(cè)凸臺相吻合;其底面開有4個均布的通孔，以便通過螺栓將其固定在并聯(lián)機(jī)器人上。下連接盤1-1的上端面上有4個圓柱形的定位銷，當(dāng)下連接盤1-1與上連接盤1-4裝配在一起時，下連接盤1-1的定位銷伸入上連接盤1-4的盲孔中，進(jìn)而防止下連接盤1-1與上連接盤Ι-Α 之間產(chǎn)生相對的轉(zhuǎn)動; 下連接盤 1-4 的側(cè)面開有矩形的圓環(huán)槽，且圓環(huán)槽與連接卡環(huán) 1-2 外側(cè)凸臺相吻合以便于實現(xiàn)與連接卡環(huán)1-2的固定;下連接盤1-4的底面開有4個均布的通孔，以便實現(xiàn)與轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)I的連接。上連接盤1-4與下連接盤1-1通過連接卡環(huán)1-2軸向固定的，連接卡環(huán)1-2通過固定螺栓1-3緊固鎖死。
[0007]轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)2包括后殼2-1，角度傳感器2-2，主軸2_3，無軸電機(jī)2_4，電機(jī)座2_5，制動器2-6，連接盤2-7和外殼2-8。無軸電機(jī)2-4通過電機(jī)座2-5安裝在外殼2-8上。無軸電機(jī)2-8中間安裝一個主軸2-3，主軸2-3的末端安裝角度傳感器2-2，用來檢測主軸2-3的轉(zhuǎn)角。在無軸電機(jī)2-4的前端安裝制動器2-6，制動器2-6的外圈安裝在外殼2-8的內(nèi)孔上，內(nèi)圈與主軸2-3裝配在一起，斷電時可以為主軸提供一定的制動轉(zhuǎn)矩。在主軸2-3的最前端安裝連接盤
2-7，通過連接盤2-7可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)2與移動關(guān)節(jié)3的連接。后殼2-1安裝在外殼2-8的后側(cè)，以使外殼2-8處于封閉狀態(tài)。
[0008]移動關(guān)節(jié)3包括連接軸3-1，連接座3-2，外置彈簧長行程真空吸盤3_3，關(guān)節(jié)固定釘
3-4，連接器固定釘3-5，連接蓋3-6和吸盤固定釘3-7。連接軸3-1開有盲孔，與連接盤2_7前端的定位銷配合，并通過連接器固定釘3-5固定，這樣就實現(xiàn)了轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)2與移動關(guān)節(jié)3的裝配。連接座3-2的末端通過連接器固定釘3-4固定在連接軸3-1的前端，其前端通過吸盤固定釘3-7安裝連接蓋3-6。連接蓋3-6中間開有通孔，并通過螺母與外置彈簧長行程真空吸盤3-3裝配在一起。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
(I)使用定位銷和緊固螺釘進(jìn)行關(guān)節(jié)連接，拆卸方便，可以迅速地實現(xiàn)關(guān)節(jié)的互換；
(2 )使用無軸電機(jī)進(jìn)行提供動力，角度傳感器進(jìn)行轉(zhuǎn)角定位，定位精度高、轉(zhuǎn)動速度快，穩(wěn)定準(zhǔn)確；
(3)整體結(jié)構(gòu)簡單，便于維修與調(diào)試。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的圓鋼端面貼標(biāo)并聯(lián)機(jī)器人專用末端操作器主視圖；
圖2為本發(fā)明的連接器I主視圖；
圖3為本發(fā)明的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)2剖視圖；
圖4為本發(fā)明的移動關(guān)節(jié)3主視圖；
圖5為本發(fā)明的移動關(guān)節(jié)3俯視圖；
圖6為本發(fā)明的圓鋼端面貼標(biāo)并聯(lián)機(jī)器人專用末端操作器和并聯(lián)機(jī)器人裝配示意圖。具體實施例
[0011]結(jié)合【附圖說明】本發(fā)明結(jié)構(gòu)和操作。
[0012]本發(fā)明圓鋼端面貼標(biāo)并聯(lián)機(jī)器人專用末端操作器包括連接器I，轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)2和移動關(guān)節(jié)3。其中連接器I 一端安裝在并聯(lián)機(jī)器人的末端，另一端安裝在轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)2上，其主要功能是將末端操作器固定在并聯(lián)機(jī)器人的末端上。轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)2—端與連接器I固定，另一端安裝移動關(guān)節(jié)3，且為末端操作器提供一個旋轉(zhuǎn)自由度。移動關(guān)節(jié)3安裝在轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)2上，為整個末端操作器提供一個移動自由度。
[0013]連接器I包括下連接盤1-1，連接卡環(huán)1-2，固定螺栓1-3和上連接盤1-4。其中上連接盤1-4的上端面上開有4個均布的盲孔，其側(cè)面開有矩形的圓環(huán)槽，且圓環(huán)槽與連接卡環(huán)
1-2外側(cè)凸臺相吻合;其底面開有4個均布的通孔，以便通過螺栓將其固定在并聯(lián)機(jī)器人上。下連接盤1-1的上端面上有4個圓柱形的定位銷，當(dāng)下連接盤1-1與上連接盤1-4裝配在一起時，下連接盤1-1的定位銷伸入上連接盤1-4的盲孔中，進(jìn)而防止下連接盤1-1與上連接盤Ι-Α 之間產(chǎn)生相對的轉(zhuǎn)動; 下連接盤 1-4 的側(cè)面開有矩形的圓環(huán)槽，且圓環(huán)槽與連接卡環(huán) 1-2 外側(cè)凸臺相吻合以便于實現(xiàn)與連接卡環(huán)1-2的固定;下連接盤1-4的底面開有4個均布的通孔，以便實現(xiàn)與轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)I的連接。上連接盤1-4與下連接盤1-1通過連接卡環(huán)1-2軸向固定的，連接卡環(huán)1-2通過固定螺栓1-3緊固鎖死。
[0014]轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)2包括后殼2-1，角度傳感器2-2，主軸2_3，無軸電機(jī)2_4，電機(jī)座2_5，制動器2-6，連接盤2-7和外殼2-8。無軸電機(jī)2-4通過電機(jī)座2-5安裝在外殼2-8上。無軸電機(jī)2-8中間安裝一個主軸2-3，主軸2-3的末端安裝角度傳感器2-2，用來檢測主軸2-3的轉(zhuǎn)角。在無軸電機(jī)2-4的前端安裝制動器2-6，制動器2-6的外圈安裝在外殼2-8的內(nèi)孔上，內(nèi)圈與主軸2-3裝配在一起，斷電時可以為主軸提供一定的制動轉(zhuǎn)矩。在主軸2-3的最前端安裝連接盤
2-7，通過連接盤2-7實現(xiàn)轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)2與移動關(guān)節(jié)3的連接。后殼2-1安裝在外殼2-8的后側(cè)，以使外殼2-8處于封閉狀態(tài)。
[0015]移動關(guān)節(jié)3包括連接軸3-1，連接座3-2，外置彈簧長行程真空吸盤3_3，關(guān)節(jié)固定釘
3-4，連接器固定釘3-5，連接蓋3-6和吸盤固定釘3-7。連接軸3-1開有盲孔，與連接盤2_7前端的定位銷配合，并通過連接器固定釘3-5固定，這樣就實現(xiàn)了轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)2與移動關(guān)節(jié)3的裝配。連接座3-2的末端通過連接器固定釘3-4固定在連接軸3-1的前端，其前端通過吸盤固定釘3-7安裝連接蓋3-6。連接蓋3-6中間開有通孔，并通過螺母與外置彈簧長行程真空吸盤3-3裝配在一起。
[0016]將圓鋼端面貼標(biāo)并聯(lián)機(jī)器人專用末端操作器上的連接器I拆開，并將上連接盤1-4通過止口和緊固螺栓安裝在并聯(lián)機(jī)器人的末端。將下連接盤1-1通過螺栓固定在轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)2上。將下連接盤1-1與上連接盤1-4對齊，并使下連接盤的定位銷插入上連接盤的盲孔中。將連接卡環(huán)1-4兩端的凸臺嵌入到上連接盤1-4與下連接盤1-1的圓環(huán)槽中，使上連接盤1-4與下連接盤1-1安裝在一起。在連接卡環(huán)的缺口處，通過固定螺栓1-3將連接卡環(huán)鎖緊，使并聯(lián)機(jī)器人專用末端操作器安裝在并聯(lián)機(jī)器人的末端。圓鋼端面自動貼標(biāo)系統(tǒng)開始運(yùn)行時轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)2中的制動器2-6通電，制動器松開，無軸電機(jī)2-4提供轉(zhuǎn)矩使操作器保持固定的位姿。當(dāng)自動貼標(biāo)系統(tǒng)開始取標(biāo)時，并聯(lián)機(jī)器人末端移動，轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)2中的無軸電機(jī)2-4驅(qū)動主軸
2-3轉(zhuǎn)動，主軸2-3通過連接盤2-7帶動移動關(guān)節(jié)3轉(zhuǎn)動，角度傳感器2_2實時監(jiān)測主軸的轉(zhuǎn)角。當(dāng)操作器處于圓形標(biāo)簽正上方且外置彈簧長行程真空吸盤3-3與標(biāo)簽垂直時，無軸電機(jī)
2-4停止轉(zhuǎn)動并提供鎖緊力矩使操作器保持固定的姿態(tài)，此時并聯(lián)機(jī)器人末端垂直向下運(yùn)動使外置彈簧長行程真空吸盤3-3與標(biāo)簽接觸并吸取標(biāo)簽。取標(biāo)完成后并聯(lián)機(jī)器人帶動操作器移向圓鋼端面，同時無軸電機(jī)2-4驅(qū)動主軸2-3轉(zhuǎn)動使移動關(guān)節(jié)3轉(zhuǎn)動至與圓鋼端面垂直，無軸電機(jī)2-4停止轉(zhuǎn)動并提供鎖緊力矩。并聯(lián)機(jī)器人末端靠近圓鋼端面進(jìn)行貼標(biāo)，貼標(biāo)完成后并聯(lián)機(jī)器人末端遠(yuǎn)離圓鋼端面。
[0017]當(dāng)有多個標(biāo)簽需要粘貼時，圓鋼端面貼標(biāo)并聯(lián)機(jī)器人專用末端操作器將會重復(fù)上述的動作，直至貼標(biāo)完成，當(dāng)成捆圓鋼自動貼標(biāo)系統(tǒng)關(guān)機(jī)時，無軸電機(jī)2-4和制動器2-6斷電，制動器2-6抱合并提供鎖緊力矩，使圓鋼端面貼標(biāo)并聯(lián)機(jī)器人專用末端操作器保持在關(guān)機(jī)的位置。
【主權(quán)項】
1.圓鋼端面貼標(biāo)并聯(lián)機(jī)器人專用末端操作器，包括連接器(I)，轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(2)和移動關(guān)節(jié)(3)，其特征在于，連接器(I) 一端安裝在并聯(lián)機(jī)器人的末端，另一端安裝在轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(2)上，轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(2)—端與連接器(I)固定，另一端安裝移動關(guān)節(jié)(3)，移動關(guān)節(jié)(3)安裝在轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(2)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓鋼端面貼標(biāo)并聯(lián)機(jī)器人專用末端操作器，其特征在于，所述連接器(I)包括下連接盤(1-1)，連接卡環(huán)(1-2)，固定螺栓(1-3)和上連接盤(1-4)，上連接盤(1-4)的上端面上開有4個均布的盲孔，其側(cè)面開有矩形的圓環(huán)槽，且圓環(huán)槽與連接卡環(huán)(1-2)外側(cè)凸臺相吻合，其底面開有4個均布的通孔;下連接盤(1-1)的上端面上有4個圓柱形的定位銷，下連接盤(1-1)與上連接盤(1-4)裝配在一起，下連接盤(1-1)的定位銷伸入上連接盤(1-4)的盲孔中；下連接盤(1-4)的側(cè)面開有矩形的圓環(huán)槽，且圓環(huán)槽與連接卡環(huán)(1-2)外側(cè)凸臺相吻合，下連接盤(1-4)的底面開有4個均布的通孔;上連接盤(1-4)與下連接盤(1-1)通過連接卡環(huán)(1-2)軸向固定的，連接卡環(huán)(1-2)通過固定螺栓(1-3)緊固鎖死。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓鋼端面貼標(biāo)并聯(lián)機(jī)器人專用末端操作器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(2)包括后殼(2-1),角度傳感器(2-2)，主軸(2-3)，無軸電機(jī)(2-4)，電機(jī)座(2_5)，制動器(2-6)，連接盤(2-7)和外殼(2-8)，無軸電機(jī)(2-4)通過電機(jī)座(2-5)安裝在外殼(2-8)上，無軸電機(jī)(2-8)中間安裝有一個主軸(2-3)，主軸(2-3)的末端安裝角度傳感器(2_2)，在無軸電機(jī)(2-4)的前端安裝制動器(2-6)，制動器(2-6)的外圈安裝在外殼(2-8)的內(nèi)孔上，內(nèi)圈與主軸(2-3)裝配在一起，在主軸(2-3)的最前端安裝連接盤(2-7)，通過連接盤(2-7)實現(xiàn)轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(2)與移動關(guān)節(jié)(3)的連接，后殼(2-1)安裝在外殼(2-8)的后側(cè)，使外殼(2-8)處于封閉狀態(tài)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓鋼端面貼標(biāo)并聯(lián)機(jī)器人專用末端操作器，其特征在于，所述移動關(guān)節(jié)(3)包括連接軸(3-1)，連接座(3-2)，外置彈簧長行程真空吸盤(3-3)，關(guān)節(jié)固定釘(3-4),連接器固定釘(3-5)，連接蓋(3-6)和吸盤固定釘(3-7)，連接軸(3-1)開有盲孔，與連接盤(2-7)前端的定位銷配合、并通過連接器固定釘(3-5)固定，連接座(3-2)的末端通過連接器固定釘(3-4)固定在連接軸(3-1)的前端，連接軸(3-1)的前端通過吸盤固定釘(3-7)安裝連接蓋(3-6)，連接蓋(3-6)中間開有通孔、并通過螺母與外置彈簧長行程真空吸盤(3-3)裝配在一起。
【文檔編號】B25J15/06GK105922284SQ201610498136
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】張付祥, 蔡立強(qiáng)
【申請人】河北科技大學(xué)