粉末冶金机器人及其抓取方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及机器人，具体涉及一种用于抓取冶金块的粉末冶金机器人及其抓取方 法。
【背景技术】
[0002] 粉末冶金材料是指不经熔炉和铸造，直接用几种金属粉末或非金属粉末，通过配 制、压制成型，烧结和后处理等制成的材料。成型的冶金块制作出来后，目前还需要人工的 取出，不但效率低，而且还增加了用人成本。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术的不足，本发明的目的旨在提供一种可自动抓取冶金块的机器人。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 粉末冶金机器人，包括工作台，安装于工作台上的支架，安装于支架上的X轴横移滑轨， 安装于X轴横移滑轨上的Z轴移动滑轨，用于驱动Z轴移动滑轨在X轴横移滑轨上往复移动的 第一电机，在Z轴移动滑轨上安装有Y轴摆动装置，在第二电机的驱动下，Y轴摆动装置在Z轴 移动滑轨上往复移动;该Y轴摆动装置包括安装于Z轴移动滑轨上的电机安装板，电机安装 板上安装有第三电机，第三电机的转动轴上固定安装有摆臂，在摆臂的末端安装有抓手，在 第三电机的驱动下，摆臂在Y轴方向来回摆动;该第一电机、第二电机以及第三电机的工作 均由机器人控制系统控制。
[0005] 所述摆臂包括安装于第三电机转动轴上的第一同步带轮，在第一同步带轮上固定 安装有同步带，在同步带的另一端固定安装有第二同步带轮，在第二同步带轮上固定装有 抓手安装板，抓手安装板上安装有抓手； 在所述抓手安装板上安装有旋转气缸，旋转气缸的转动轴上安装有清扫件。
[0006] 在所述第一同步带轮和第二同步带轮之间安装有摆臂外壳，在同步带上安装有张 紧器。
[0007]在所述工作台上设置有用于放置冶金块的圆盘。
[0008] 在所述圆盘的外围设置有护板。
[0009] 所述清扫件为毛刷。
[0010] 所述机器人控制系统为PLC控制系统。
[0011] 本发明的另一目的在于，提供一种粉末冶金机器人抓取冶金块的方法，具体包括 如下步骤： S 1、在工作台上建立坐标系，以原点0为起始点建立起水平面坐标系，标记为(0,0)、 (〇，1)……..（n，m)，其中n、m均为整数;将工作台上用于放置冶金块的区域标记为S坐标 群，并将S坐标群内的坐标点储存记录至机器人控制系统中； S2、机器人控制系统控制第一电机、第二电机协同动作，将抓手以水平直线的方式移动 至冶金块的上方，抓手动作，将冶金块抓取； 53、 机器人控制系统再次控制第一电机、第二电机协同动作，将抓手以水平直线的方式 移动到工作台上，此时机器人控制系统读取抓手在工作台上的坐标点，并将读取到的坐标 点与其存储记录的S坐标群相比较:若读取到的坐标点与S坐标群内的某一坐标点相对应， 则抓手松开，冶金块落入到放置区域中；若读取到的坐标点与S坐标群内的所有坐标点均不 对应，则机器人控制系统继续控制第一电机、第二电机协同动作，移动抓手的位置，直至机 器人控制系统读取到的坐标点与S坐标群内的某一坐标点相对应，然后抓手松开，冶金块落 入放置区域中； 54、 机器人控制系统将步骤S3中抓手松开时抓手在工作台上的坐标点在其存储记录的 S坐标群中删除； 55、 重复步骤S2-S4，直至工作台的放置区域放满冶金块。
[0012] 其中，在所述步骤S1和S2之间，还包括步骤S1' ： S1'、利用清扫件将冶金块表面的粉末清扫干净。
[0013] 本发明的有益效果在于： 本发明的粉末冶金机器人的在X轴横移滑轨、Z轴移动滑轨以及Y轴摆动装置的协同作 用下，抓手可实现三轴联动，从而抓手在抓取冶金块后可实现自由地移动，从而实现对冶金 块的自动化抓取。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明粉末冶金机器人的结构示意图； 图2为Y轴摆动装置的结构示意图； 图3为Y轴摆动装置去除摆臂外壳的结构示意图； 图4为在工作台上建立的坐标系统； 图5为高度h的计算原理图； 图中：1、工作台；2、支架;3、X轴横移滑轨;4、横移滑轨座;5、Z轴移动滑轨;6、第一电机； 7、Y轴摆动装置;8、第二电机;9、抓手；10、旋转气缸;11、清扫件；12、圆盘;13、保护板;71、电 机安装板；72、第三电机;73、摆臂；731、第一同步带轮;732、同步带；733、第二同步带轮； 734、抓手安装板;735、摆臂外壳;736、张紧器。
【具体实施方式】
[0015] 下面，结合附图以及【具体实施方式】，对本发明做进一步描述： 如图1所示，为本发明较佳实施例的粉末冶金机器人的结构示意图，包括工作台1，工作 台1内部为机器人控制系统电气柜，在工作台1的表面上安装有两支架2，x轴横移滑轨3安装 于两支架2上，在X轴横移滑轨3上配合地安装有横移滑轨座4，横移滑轨座4上安装有Ζ轴移 动滑轨5，在X轴横移滑轨3的一端安装有第一电机6，由第一电机6驱动横移滑轨座4在X轴横 移滑轨3上往复移动，从而带动Ζ轴移动滑轨5在X轴横移滑轨3上往复移动;在Ζ轴移动滑轨5 上安装有Υ轴摆动装置7,在横移滑轨座4的一侧安装有第二电机8,在第二电机8的驱动下，Υ 轴摆动装置7可在Ζ轴移动滑轨5上往复移动； 其中，上述的Υ轴摆动装置7如图2所示，包括安装于Ζ轴移动滑轨5上的电机安装板71， 电机安装板71上安装有第三电机72,第三电机72的转动轴上固定安装有摆臂73,在摆臂73 的末端安装有抓手9;在第三电机72的驱动下，摆臂73即可在Y轴方向来回摆动； 而上述第一电机6、第二电机8、第三电机72的工作均是由机器人控制系统控制的，具体 为控制各电机的启停、转动速度以及转动角度等，如此，在X轴横移滑轨3、Ζ轴移动滑轨5以 及Υ轴摆动装置7的协同作用下，抓手9可实现三轴联动，从而抓手9在抓取冶金块后可实现 自由地移动，以此实现自动抓取、移动冶金块的动作。
[0016] 同时，为了防止摆臂73在摆动的过程中，摆臂73末端的抓手9的角度会随着摆臂73 的旋转而改变，一旦抓手9相对于工作台1面倾斜，则并不利于抓手9取放产品。因此，如图3 所示，上述的摆臂73包括安装于第三电机72转动轴上的第一同步带轮731，在第一同步带轮 上731固定安装有同步带732,在同步带732的另一端固定安装有第二同步带轮733,在第二 同步带轮733上固定装有抓手安装板734，抓手安装板上装有抓手9;本摆臂73采用安装有固 定同步带轮结构，在工作过程中第一同步带轮731固定不旋转，并通过同步带732锁住第二 同步带轮733,使第二同步带轮733与第一同步带轮731-样没有了旋转运动，剩下的只有相 对于工作台1的的平移运动，而抓手安装板734固定安装于第二同步带轮733上，如此一来， 抓手安装板734也会与第二同步带轮733-样，只对工作台1有平移运动，没有旋转运动；如 此，利用此机构可使抓手9在运动移动的过程中始终处于与工作台1面平行的状态，从而有 利于抓手9拾取产品。
[0017] 由于冶金块是由金属粉末等制作而成的，冶金块的表面还会残留有大量的粉末， 这样就不利于抓手9对冶金块的抓取，因此，如图2-3所示，抓手安装板734上还安装有旋转 气缸10,旋转气缸10的转动轴上安装有清扫件11;在抓手9对冶金块抓取之前，旋转气缸10 会带动清扫件11对冶金块表面的粉末进行清扫，清扫干净后，抓手9再对冶金块进行抓取， 如此确保对冶金块抓取的稳定性。
[0018] 另外，为了使得本机器人的外观更佳，增强摆臂73的刚性和稳固性，在上述的第一 同步带轮731和第二同步带轮733之间安装有摆臂外壳735,在同步带732上安装