一种机械人多头工作工装及其工作方法与流程

本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种机械人多头工作工装。

背景技术：

目前的机器人的控制已经非常成熟，机器人精准、快速、灵活性已经得到很好展现，在实际工作过程中得到很好使用。现有的机器人在工艺流水线中的使用，都用于基于单一的重复性运动，生产线铺设较长、设备投入大。机器人在虽能操控使用不同的工具，但由于现有的工装头只能对单一工具进行夹持，不同工艺需要更换不同的工具，现有的机器人无法进行更换，因此只能对单一工具进行操作。每个工具的安装都需要对其进行调试，在一套生产线中工具需要反复更换，因此需要反复调试，这样十分麻烦。而且工装头也不是简单的多头即可，需要便于系统计算对应的位置参数，因此对工装头的形状设计是个难题。

技术实现要素：

本发明的目的就在于提供一种解决上述问题的机械人多头工作工装及其工作方式。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种机械人多头工作工装，包括机器人和工作头，所述工作头与机器人的输出轴固定连接，所述工作头主要由卡座和喇叭状的基座组成，所述基座的顶部设有与输出轴相匹配的顶板，并通过顶板与输出轴紧固连接，所述卡座有若干个，且沿基座外表面的周向均匀间隔分布，所述卡座分别与基座可拆卸连接，所述卡座上分别安装有待使用的工具。

作为优选，所述基座由若干块工装连接板拼装而成，每块工装连接板均为等腰梯形，若干块工装连接板的腰部首尾焊接形成喇叭口状，相邻工装连接板之间的夹角角度相同。

作为优选，所述基座的横截面为等边多边形，所述顶板形状与基座横截面形状相同，所述工装连接板的短边均焊接于顶板的四周。

作为优选，所述基座的横截面为等边六边形或等边八边形。

作为优选，所述卡座位于工装连接板的中心处，所述工装连接板上开设有便于固定卡座的螺栓连接孔。

作为优选，所述卡座由上卡座和下卡座组成，所述上卡座底部竖直设有两个或两个以上的上卡板，所述下卡座顶部竖直设有两个或两个以上的下卡板，所述上卡板与下卡板之间呈上下交错设置，所述上卡座和下卡座通过上卡板与下卡板进行卡接，所述上卡板的下端与下卡板的上端均对应开设有便于工具卡紧的卡口。

作为优选，所述上卡板与上卡座一体成型，所述下卡板与下卡座一体成型。

作为优选，所述下卡板其顶部开设有螺纹连接孔，上述上卡座上开设有与该螺纹连接孔相匹配的沉头孔，所述上卡座通过与之匹配的调节螺钉与下卡板紧固连接。

作为优选，所述下卡座上开设有与工装连接板上的螺栓连接孔相匹配的沉头螺栓孔，所述下卡座通过与之匹配的紧固螺栓与工装连接板可拆卸连接。

作为优选，所述上卡座上相临上卡板之间平行间隔设置，间隔距离为一个卡板的厚度，所述下卡座上相临下卡板之间平行间隔设置，间隔距离为一个卡板的厚度。

作为优选，所述顶板上设有若干个螺纹孔，若干个螺纹孔呈圆周均匀间隔分布，所述顶板通过螺纹孔与机器臂的输出轴可拆卸连接。

一种机械人多头工作方法，方法步骤如下，

步骤a、安装上述工作头，并进行位置校正检验；

步骤b、根据基座多边形的形状计算基座上各卡座的坐标位置，以及工作时各卡座的位置信息，并输入控制系统；

步骤c、在系统中输送各卡座上夹持工具的类型种类，以及其工艺步骤过程中的驱动信息；

步骤d、在驱动过程中，根据工艺步骤所需，转动工作头将对应的工具转动至工作位，(通常以最下方的卡座为工作位，便于作业)；

步骤e、根据工具的驱动控制进行对应的工艺操作。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明在使用时，通过转动进行工具的切换，由于卡座的位置可测可计算，便于计算机编程处理。使机器人具有工具切换的功能，满足工艺工程中多工具的反复使用，减少了工具拆装校对过程，缩减了流水线的铺设，减少了设备投入，缩短了加工周期，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明整体装配示意图；

图2和图3为本发明工作头的整体装配示意图；

图4和图5为本发明基座的结构示意图；

图6为本发明上卡座和下卡座的结构示意图；

图7为本发明卡座的装配结构示意图。

图中：1、机器人；2、输出轴；3、工作头；4、卡座；5、顶板；6、基座；7、工装连接板；8、螺纹孔；9、螺栓连接孔；10、上卡座；11、下卡座；12、上卡板；13、下卡板；14、卡口；15、螺纹连接孔；16、沉头孔；17、沉头螺栓孔。

具体实施方式

下面将对本发明作进一步说明。

实施例1：参见图1至图7，一种机械人多头工作工装，包括机器人1和工作头3，所述工作头3与机器人1的输出轴2固定连接，所述工作头3主要由卡座4和喇叭状的基座6组成，基座6呈喇叭状的设计，起很好的分散工具安装位置的作用，喇叭口开度不易过大，避免驱动过程中打到机器臂等设备，喇叭口开度也不易过小，也避免工具过于集中，造成操作使用过程中相互妨碍，成喇叭状形便于工具的空间位置分布，所述基座6的顶部设有与输出轴2相匹配的顶板5，并通过顶板5与输出轴2紧固连接，顶板5起连接固定作用，顶板5上的螺纹连接孔15根据机器人1型号进行对应设置，所述卡座4有若干个，且沿基座6外表面的周向均匀间隔分布，均匀间隔分布有利于计算卡座4的位置，便于计算工具切换时的转动角度，所述卡座4分别与基座6可拆卸连接，所述卡座4上分别安装有待使用的工具，待使用的工具包括千分表、电焊枪等等，根据工艺需求设置。

所述基座6由若干块工装连接板7拼装而成，每块工作连接板呈板状，平整的外表面便于卡座4的稳定安装，每块工装连接板7均为等腰梯形，若干块工装连接板7的腰部首尾焊接形成喇叭口状，工装连接板7之间焊接形成的凸棱可作为定位标识，通过凸棱所处位置可确定卡头在安装后的偏转角度校正偏差，若是工作连接板弧形面则不仅不便于卡座4安装，而且没有凸棱不便于卡头安装后的校准，以及卡座4的角度位置计算，相邻工装连接板7之间的夹角角度相同，使所述基座6的横截面为等边多边形状，通过固定的角度便于精准计算各卡座4的安装位置。所述顶板5形状与基座6横截面形状相同，所述工装连接板7的短边均焊接于顶板5的四周。

所述基座6的横截面为等边六边形或等边八边形，基座6可以承载6-8件工具，承载量大，呈喇叭状分散开后，独立工作相互之间无干扰，便于生产线多工具情况下的使用

所述卡座4位于工装连接板7的中心处，位于中心位置参数固定，便于计算卡座4位置，且避免相临工具之间的干扰，所述工装连接板7上开设有便于固定卡座4的螺栓连接孔9。

所述卡座4由上卡座10和下卡座11组成，所述上卡座10底部竖直设有两个或两个以上的上卡板12，所述下卡座11顶部竖直设有两个或两个以上的下卡板13，卡板数量为两个或两个以上，有效提高夹持力，可根据需要进行增减，所述上卡板12与下卡板13之间呈上下交错设置，所述上卡座10和下卡座11通过上卡板12与下卡板13进行卡接，通过上下交错的上卡板12与下卡板13实现工具的夹持，所述上卡板12的下端与下卡板13的上端均对应开设有便于工具卡紧的卡口14，使用时取下上卡座10，将工具架设于下卡座11的卡口14内，合上上卡座10，通过调节螺钉将上卡座10与下卡座11固定。

所述上卡板12与上卡座10一体成型，所述下卡板13与下卡座11一体成型，有效提高卡座4的整体结构强度，延长其使用寿命。

所述下卡板13其顶部开设有螺纹连接孔15，上述上卡座10上开设有与该螺纹连接孔15相匹配的沉头孔16，所述上卡座10通过与之匹配的调节螺钉与下卡板13紧固连接，通过调节螺钉将上卡座10与下卡座11固定，未夹持工具时，上卡板12完全嵌入下卡板13之间的间隙内；夹持工具后，上卡板12与下卡板13之间产生间隙，通过转进转出调节螺钉，即可调节上卡座10与下卡座11之间的夹持力，便于对多种不同工具的夹持。

所述下卡座11上开设有与工装连接板7上的螺栓连接孔9相匹配的沉头螺栓孔17，沉头螺栓孔17设计，避免螺栓头影响上卡板12与下卡板13之间的卡接，所述下卡座11通过与之匹配的紧固螺栓与工装连接板7可拆卸连接，通过紧固螺栓进行卡座4的固定和拆装，基座6的喇叭状开口设计，便于紧固螺母的安装。

所述上卡座10上相临上卡板12之间平行间隔设置，间隔距离为一个卡板的厚度，所述下卡座11上相临下卡板13之间平行间隔设置，间隔距离为一个卡板的厚度，可使上卡板12与下卡板13之间紧紧卡接在一起。

所述顶板5上设有若干个螺纹孔8，若干个螺纹孔8呈圆周均匀间隔分布，所述顶板5通过螺纹孔8与机器臂的输出轴2可拆卸连接。

一种机械人多头工作方法，方法步骤如下，

步骤a、安装上述工作头3，并进行位置校正检验；

步骤b、根据基座6多边形的形状计算基座6上各卡座4的坐标位置，以及工作时各卡座4的位置信息，并输入控制系统；

步骤c、在系统中输送各卡座4上夹持工具的类型种类，以及其工艺步骤过程中的驱动信息；

步骤d、在驱动过程中，根据工艺步骤所需，转动工作头3将对应的工具转动至工作位；

步骤e、根据工具的驱动控制进行对应的工艺操作。

本发明在使用时，通过基座6转动进行工具的切换，由于卡座4的位置可测可计算，便于计算机编程处理。使机器人1具有工具切换的功能，满足工艺工程中多工具的反复更替使用，减少了工具拆装时的校对过程，缩减了流水线的铺设，减少了设备投入，缩短了加工周期，提高了工作效率。

以上对本发明所提供的一种机械人多头工作工装及其工作方法进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，对本发明的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。