机器人工装总成的制作方法

1.本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人工装总成。


背景技术：

2.在混凝土预制品管桩的笼筋制作过程中，端板、头板和尾板的装配及转运基本是采用人工进行搬运安装，劳动强度大，效率低，操作不方便，安全性低。而目前，已经出现由机器人及其他辅助设备将端板、头板及尾板进行装配并转运到笼筋中的方法。
3.但由于端板、头板及尾板的规格较多，笼筋制作的不同工序对工件的装配位置及状态也有不同要求，而机器人因工装的限制只能搬运某一规格的端板、头板及尾板，并满足某一笼筋制作工序对工件的装配位置及状态的要求，这就使得采用机器人及其他辅助设备将端板、头板及尾板装配到笼筋中的方法通用性较差，代替人工将端板、头板及尾板装配到笼筋中的可行性较小。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种能够提高采用机器人及其他辅助设备将端板、头板及尾板装配到笼筋中的方法的通用性的机器人工装总成。
5.本实用新型采用如下技术方案：
6.本实用新型提供一种机器人工装总成，包括框架和多个不同种类的工装，框架上开设有多个存放空间，每个存放空间中均对应存放有一个工装，存放空间中设有与机器人的控制器信号连接的检测装置，检测装置用于检测工装的存在，工装上设有用于与机器人的工装连接部可拆卸连接的快换盘，每个工装用于对一种规格的待转运件进行转运。
7.优选地，存放空间中还设有定位装置，工装上设有与定位装置相匹配的定位结构，定位装置与定位结构相配合定位。
8.优选地，多个不同种类的工装包括吸盘工装，吸盘工装包括工装主体和与快换盘相连接的吸盘夹具，快换盘和吸盘夹具均设置在工装主体上，定位结构设置在吸盘夹具上。
9.优选地，吸盘夹具为电磁吸盘夹具，电磁吸盘夹具上设有与快换盘信号连接的第一位置检测装置，第一位置检测装置用于检测待转运件的存在。
10.优选地，吸盘工装还包括具有弹性的缓冲装置，缓冲装置设置在工装主体与吸盘夹具之间。
11.优选地，多个不同种类的工装包括夹紧工装，夹紧工装包括箱体、夹紧装置和与快换盘相连接的驱动装置，夹紧装置、驱动装置、快换盘和定位结构均设置在箱体上，驱动装置与夹紧装置相连接并驱动夹紧装置夹紧或张开。
12.优选地，夹紧装置包括滑轨、第一卡爪和第二卡爪，滑轨设置在箱体上，第一卡爪和第二卡爪均设置在滑轨上并可在驱动装置的驱动下沿滑轨往复滑动。
13.优选地，夹紧装置还包括摆杆、第一连杆和第二连杆，摆杆可摆动地设置在箱体上，摆杆的一端与第一连杆的一端相铰接，摆杆的另一端与第二连杆的一端相铰接，第一连
杆的另一端与第一卡爪相铰接，第二连杆的另一端与第二卡爪相铰接。
14.优选地，箱体为一侧开口的腔体结构，驱动装置设置在箱体的内部空间中，夹紧装置和快换盘设置在箱体的外壳上。
15.优选地，夹紧工装上还包括与快换盘信号连接的第二位置检测装置，第二位置检测装置用于检测待转运件的存在。
16.与现有技术相比，本实用新型具有显著的进步：
17.检测装置可以向机器人的控制器输送框架上的工装的存放信息，机器人可以结合控制器接收到的工装的存放信息，根据实际工作需要从本实施例的机器人工装总成的框架中选择合适的工装，在将机器人的工装连接部与该工装的连接端可拆卸地信号连接后，即可进行对应工作，多种不同工装的设置极大地提高了采用机器人及其他辅助设备将端板、头板及尾板装配到笼筋中的方法的通用性，使得机器人及其他辅助设备代替人工将端板、头板及尾板装配到笼筋中成为可能。
附图说明
18.图1是本实用新型实施例中的机器人工装总成的结构示意图。
19.图2是本实用新型实施例中的机器人工装总成的吸盘工装的结构示意图。
20.图3是本实用新型实施例中的机器人工装总成的吸盘工装的主视图。
21.图4是本实用新型实施例中的机器人工装总成的吸盘工装的仰视图。
22.图5是本实用新型实施例中的机器人工装总成的夹紧工装的结构示意图。
23.图6是本实用新型实施例中的机器人工装总成的夹紧工装的仰视图。
24.其中，附图标记说明如下：
25.1、框架323、第二卡爪
26.11、检测装置324、摆杆
27.12、定位装置325、第一连杆
28.2、吸盘工装326、第二连杆
29.21、工装主体33、驱动装置
30.22、吸盘夹具34、第二位置检测装置
31.221、第一位置检测装置341、第三定位销
32.2211、第一定位销342、第二传感器
33.2212、第二定位销a、存放空间
34.2213、第一传感器b、快换盘
35.23、缓冲装置c、定位结构
36.3、夹紧工装d、贯通孔
37.31、箱体e、第一气缸
38.32、夹紧装置f、第二气缸
39.321、滑轨g、第三气缸
40.322、第一卡爪
具体实施方式
41.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制。
42.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
43.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
44.此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
45.如图1至图6所示，为本实用新型的机器人工装总成的一种实施例。
46.参见图1，本实施例的机器人工装总成包括框架1和多个不同种类的工装，框架1上开设有多个存放空间a，每个存放空间a中均对应存放有一个工装，存放空间a中设有与机器人的控制器信号连接的检测装置11，检测装置11用于检测工装的存在，工装上设有用于与机器人的工装连接部可拆卸连接的快换盘b，每个工装用于对一种规格的待转运件进行转运。本实施例的机器人工装总成尤其适用于笼筋制作中端板、头板及尾板的装配，待转运件可以是端板或头板或尾板。
47.需要说明的是，检测装置11可以为传感器；快换盘b为机器人技术领域中的一种实现机器人工装快速切换的工具，能够让气体、电信号、液体、超声等在机器人与工装之间进行相互交换。
48.检测装置11检测框架1上存放空间a中的工装的存放信息，并将检测到的工装的存放信息输送给机器人的控制器，机器人可以结合控制器接收到的工装的存放信息，根据实际工作需要按设定的程序从本实施例的机器人工装总成的框架1中选择合适的工装进行连接，在机器人的工装连接部与工装的快换盘b连接后，即可进行对应工作，多种不同工装的设置极大地提高了采用机器人及其他辅助设备将端板、头板及尾板装配到笼筋中的方法的通用性，使得机器人及其他辅助设备代替人工将端板、头板及尾板装配到笼筋中成为可能。
49.优选地，参见图1、图2和图5，存放空间a中还设有定位装置12，工装上设有与定位装置12相匹配的定位结构c，定位装置12与定位结构c相配合定位，以防止工装相对框架1发生移动后，导致机器人按设定的程序移动至某个存放空间a内，而无法通过工装连接部与该存放空间a中的工装进行可拆卸连接。
50.较佳地，在本实施例中，存放空间a中的定位装置12为多个间隔设置的定位销，工装上的定位结构c为多个间隔设置的销孔，在多个定位销与多个销孔一一对应地插接配合后，工装即定位在存放空间a中。
51.优选地，多个不同种类的工装包括吸盘工装2，参见图2，吸盘工装2包括工装主体
21和与快换盘b相连接的吸盘夹具22，快换盘b和吸盘夹具22均设置在工装主体21上，定位结构c设置在吸盘夹具22上。需要说明的是，吸盘夹具22与快换盘b的连接包括信号连接和电连接。在机器人的工装连接部与吸盘工装2连接后，由机器人的控制器控制吸盘工装2上的吸盘夹具22吸附连接在待转运件上，机器人即可对待转运件进行转运。
52.优选地，吸盘夹具22为电磁吸盘夹具，参见图4，电磁吸盘夹具上设有与快换盘b信号连接的第一位置检测装置221，第一位置检测装置221用于检测待转运件的存在。需要说明的是，电磁吸盘夹具为机械加工领域中常用的一种电磁夹具，可通过充磁或放磁实现对含有铁、钴、镍等金属的工件的吸附连接或断开放置。机器人的工装连接部与吸盘工装2连接后，机器人在控制器的控制下移动到待转运件上方并向下移动至第一位置检测装置221检测到待转运件的存在，第一位置检测装置221将位置检测信息信号传输给机器人的控制器，机器人的控制器再控制吸盘工装2上的电磁吸盘夹具充磁吸附连接在待转运件上，机器人即可对待转运件进行转运，在将待转运件转运到指定位置后，机器人的控制器再控制吸盘工装2上的电磁吸盘夹具放磁即可将待转运件放置到指定位置。
53.本实施例中，通过吸盘工装2进行转运的待转运件主要是端板、头板和尾板。
54.具体地，参见图4，第一位置检测装置221包括第一定位销2211、第二定位销2212和第一传感器2213，第一定位销2211与第二定位销2212间隔设置在电磁吸盘夹具上，第一定位销2211用于与头板上的孔位插接配合，第二定位销2212可相对电磁吸盘夹具伸缩，第二定位销2212用于与尾板上的孔位插接配合，第一传感器2213与快换盘b信号连接，第一传感器2213用于检测头板和尾板的存在。在机器人通过吸盘工装2对头板进行搬运时，第二定位销2212缩回，以避免与头板的干涉，第一定位销2211与头板上的孔位插接配合，此时，第一传感器2213检测到头板并向机器人的控制器发送检测信号，机器人的控制器在接收到检测信号后，控制电磁吸盘夹具充磁吸住头板；在机器人通过吸盘工装2对尾板进行搬运时，由于尾板中间部分为空腔，第一定位销2211不与尾板干涉，第二定位销2212伸出并与尾板上的孔位插接配合，此时，第一传感器2213检测到尾板并向机器人的控制器发送检测信号，机器人的控制器在接收到检测信号后，控制电磁吸盘夹具充磁吸住尾板。
55.进一步地，在本实施例中，参见图3，电磁吸盘夹具上开设有贯通孔d，第二定位销2212设置在贯通孔d内，工装主体21为一侧开口的腔体结构，工装主体21中设有与快换盘b相连接的第一气缸e，第一气缸e的输出端与第二定位销2212的一端相连接并带动第二定位销2212在贯通孔d内轴向移动。需要说明的是，第一气缸e与快换盘b的连接包括信号连接和电连接。机器人的控制器可以根据待转运工件的种类对第一气缸e进行伸缩控制，从而对应调整第二定位销2212的伸缩状态。
56.需要说明的是，本实施例中的第一气缸e可以更换为处于压缩状态的弹簧，弹簧的一端与工装主体21相连接，弹簧的另一端与第二定位销2212的一端相连接，第二定位销2212在弹簧的弹力作用下伸出贯通孔d。机器人通过吸盘工装2对头板或尾板进行搬运时，第二定位销2212可以根据情况对应伸出或缩入，从而不会对搬运产生干涉。
57.优选地，参见图2和图3，吸盘工装2还包括具有弹性的缓冲装置23，缓冲装置23设置在工装主体21与吸盘夹具22之间。缓冲装置23的设置可以在吸盘工装2与待转运件吸附连接时起到缓冲作用，防止吸盘夹具22与工装主体21发生碰撞而导致吸盘夹具22损坏。
58.较佳地，在本实施例中，参见图3，缓冲装置23为弹簧，弹簧的一端与工装主体21相
抵接，弹簧的另一端与吸盘夹具22相抵接。
59.具体地，在本实施例中，弹簧设有四个，四个弹簧间隔围设成矩形，以提高缓冲效果，防止吸盘夹具22的一侧发生碰撞时，因缓冲效果不佳，导致吸盘夹具22与工装主体21发生碰撞，使吸盘夹具22损坏。
60.优选地，多个不同种类的工装包括夹紧工装3，参见图5和图6，夹紧工装3包括箱体31、夹紧装置32和与快换盘b相连接的驱动装置33，夹紧装置32、驱动装置33、快换盘b和定位结构c均设置在箱体31上，驱动装置33与夹紧装置32相连接并驱动夹紧装置32夹紧或张开。需要说明的是，驱动装置33与快换盘b的连接包括信号连接和电连接。在机器人的工装连接部与夹紧工装3连接后，由机器人的控制器控制夹紧工装3上的驱动装置33对夹紧装置32进行驱动，夹紧装置32夹紧在待转运件上，机器人即可对待转运件进行转运。
61.优选地，参见图5，夹紧装置32包括滑轨321、第一卡爪322和第二卡爪323，滑轨321设置在箱体31上，第一卡爪322和第二卡爪323均设置在滑轨321上并可在驱动装置33的驱动下沿滑轨321往复滑动。驱动装置33通过驱动第一卡爪322和第二卡爪323沿滑轨321相互靠近，完成夹紧装置32的夹紧动作，可夹持待转运件；驱动装置33通过驱动第一卡爪322和第二卡爪323沿滑轨321相互远离，完成夹紧装置32的张开动作，可放开待转运件。
62.较佳地，参见图6，在本实施例中，驱动装置33包括第二气缸f和第三气缸g，第二气缸f和第三气缸g均与快换盘b相连接，第二气缸f的驱动端与第一卡爪322相连接并带动第一卡爪322沿滑轨321往复滑动，第三气缸g的驱动端与第二卡爪323相连接并带动第二卡爪323沿滑轨321往复滑动。
63.需要说明的是，第二气缸f、第三气缸g与快换盘b的连接包括信号连接和电连接；驱动装置33也可以为与快换盘b相连接的伺服电机，伺服电机的输出端上设置有齿轮，第一卡爪322或第二卡爪323上连接有与伺服电机的输出端上的齿轮相啮合的齿条，另外，伺服电机与快换盘b的连接包括信号连接和电连接。通过驱动伺服电机的输出端正转或反转即可控制第一卡爪322与第二卡爪323的相互靠近或相互远离，从而实现夹紧或张开动作。
64.优选地，参见图5，夹紧装置32还包括摆杆324、第一连杆325和第二连杆326，摆杆324可摆动地设置在箱体31上，摆杆324的一端与第一连杆325的一端相铰接，摆杆324的另一端与第二连杆326的一端相铰接，第一连杆325的另一端与第一卡爪322相铰接，第二连杆326的另一端与第二卡爪323相铰接。当驱动装置33驱动第一卡爪322的驱动力大于驱动第二卡爪323的驱动力时，驱动第一卡爪322的驱动力可以通过第一连杆325传递给摆杆324，再由摆杆324传递给第二连杆326，由第二连杆326驱动第二卡爪323向与第一卡爪322的移动方向相反的方向移动，有利于保证夹紧工装3的夹紧装置32进行夹紧或张开动作时，第一卡爪322和第二卡爪323运动的同步性，提高夹紧装置3的工作效率。
65.优选地，参见图5和图6，箱体31为一侧开口的腔体结构，驱动装置33设置在箱体31的内部空间中，夹紧装置32和快换盘b设置在箱体31的外壳上，从而对驱动装置33进行保护，防止机器人在使用夹紧工装3进行工作时，驱动装置33因碰撞而损坏。
66.较佳地，在本实施例中，参见图5，滑轨321和摆杆324均设置在箱体31的外壳上。
67.优选地，参见图5，夹紧工装3上还包括与快换盘b信号连接的第二位置检测装置34，第二位置检测装置34用于检测待转运件的存在。机器人的工装连接部与夹紧工装3连接后，机器人在控制器的控制下移动到待转运件上方并向下移动至第二位置检测装置34检测
到待转运件的存在，第二位置检测装置34将位置检测信息信号传输给机器人的控制器，机器人的控制器接收到位置检测信息后，再控制夹紧工装3上的驱动装置33驱动夹紧装置32进行夹紧动作，从而对待转运件进行夹持，机器人即可对待转运件进行转运，在将待转运件转运到指定位置后，机器人的控制器再控制夹紧工装3上的驱动装置33驱动夹紧装置32进行张开动作，从而将待转运件放置到指定位置。
68.本实施例中，通过夹紧工装3进行转运的待转运件主要是端板头板组件或端板尾板组件。
69.具体地，在本实施例中，参见图5，第二位置检测装置34包括第三定位销341和第二传感器342，第三定位销341设置在箱体31设置滑轨侧的外壳上，第三定位销341用于与端板上的对应孔位插接配合，第二传感器342与快换盘b信号连接，第二传感器342用于检测端板的存在。在机器人通过夹紧工装3对端板进行搬运时，第三定位销341与端板上的对应孔位插接配合，此时，第二传感器342检测到端板并将检测信号信息传递给机器人的控制器，机器人的控制器在接收到检测信号后控制驱动装置33驱动夹紧装置32的第一卡爪322和第二卡爪323相互靠近，从而对端板进行夹持。
70.进一步地，参见图1，在本实施例中，框架1上的多个存放空间a中存放有多个不同规格的吸盘工装2和多个不同规格的夹紧工装3，每个规格的吸盘工装2的第一位置检测装置221上的第一定位销2211与第二定位销2212的设置位置均不同，并均与一种规格的头板、尾板上的孔位相对应，每个规格的夹紧工装3的第二位置检测装置34上的第三定位销341的设置位置均不同，并均与一种规格的端板上的孔位相对应，以使机器人能够对不同规格的端板、头板及尾板进行搬运。
71.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。