基于机器人的自动化操作平台和自动化操作系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于机器人的自动化操作平台和自动化操作系统。所述自动化操作平台(100)包括前面板(10)和机器人基座(20)；所述机器人基座用于固定支撑所述机器人(30)；所述前面板设置在所述机器人基座前端，用于隔离所述机器人，从而在所述前面板后方形成机器人工作区域(300)，以保证人员安全；其中所述前面板设置为可旋转地打开，以便于有需要时人员能够进入机器人工作区域内进行设备检查和维护。本实用新型提供的技术方案通过巧妙的设计和较低的成本在保证隔离的同时实现了自动化操作平台良好的交互性，提高了工作效率，降低了维护难度，避免了安全隐患，从而使得自动化操作平台的可维护性和可靠性得到大大提高。
【专利说明】
基于机器人的自动化操作平台和自动化操作系统
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种自动化操作平台，尤其涉及基于机器人的自动化操作平台，还涉及包括该自动化操作平台的自动化操作系统。
【背景技术】
[0002]目前，自动化操作平台是为工件抓取、工件传输等提供快速传输解决方案的设备。如图1所示，一种典型的自动化操作平台100包括前面板10和机器人基座20，机器人30安装在机器人基座20上。前面板10可以分开机器人30和操作人员，从而保证了工作人员的安全。自动化操作平台100两边分别设置两个测试架200，三者共同围成相对封闭的机器人工作区域300。参见图1，平台100和两测试架200之间的距离分别为L。一般来说，由于空间的限制和安全的考虑，平台100和测试架200的间距L非常小，工作人员难以进入机器人工作区域300。因此，当工作人员需要进入机器人工作区域内，对机器人或者其他设备进行检查和维护时，需要移开测试架200或自动化操作平台100，完成检查维护后，又需要将设备归位，以及重新进行系统的标定，这将占用大量的时间和精力，导致设备的维护难度很大。
[0003]然而，对自动化操作平台进行检查和维护是不可避免的。因此，如何实现自动化操作平台的维护，同时避免复杂的操作，是本领域亟待解决的难题。
【实用新型内容】
[0004]为了克服现有技术的缺点，本实用新型的发明目的在于提供一种新型自动化操作平台和自动化操作系统，用于降低自动化操作平台的维护难度。
[0005]本实用新型技术方案提供了一种基于机器人的自动化操作平台，包括前面板和机器人基座;所述机器人基座用于固定支撑所述机器人;所述前面板设置在所述机器人基座前端，用于隔离所述机器人，从而在所述前面板后方形成机器人工作区域，以保证人员安全;其中所述前面板设置为可旋转地打开，以便于有需要时人员能够进入所述机器人工作区域内进行设备检查和维护。
[0006]进一步地，所述机器人基座还包括孔座，当所述前面板位于关闭位置时，所述孔座抵靠在所述前面板的背面，用于对所述前面板的关闭进行限位。
[0007]进一步地，所述孔座为螺纹孔座，所述前面板在与所述螺纹孔座相抵靠的位置正面设置有固定旋钮，用于当关闭所述前面板时，旋紧所述固定旋钮使其与所述螺纹孔座螺纹连接;以及需要打开所述前面板时，旋开所述固定旋钮使其与所述螺纹孔座不再连接。
[0008]进一步地，所述前面板还包括旋转单元，用于实现所述前面板相对于所述机器人基座的旋转，所述旋转单元包括旋转轴。
[0009]进一步地，所述旋转轴为具有线缆通道的空心旋转轴，用于保护电缆。
[0010]进一步地，所述旋转轴通过锁紧螺母连接在所述机器人基座上。
[0011]进一步地，所述锁紧螺母为空心螺母，用于容纳线缆通过。
[0012]进一步地，所述旋转单元还包括旋转基座，所述旋转轴通过滑动轴承可转动地定位于所述旋转基座中。
[0013]进一步地，所述滑动轴承为塑料滑动轴承。
[0014]进一步地，所述旋转单元还包括线缆保护盖，所述线缆保护盖设置在所述旋转基座上，用于保护线缆。
[0015]进一步地，所述前面板还包括面板主体和交互窗，所述交互窗设置为透明或者半透明。
[0016]进一步地，所述交互窗设置为可旋转地打开。
[0017]进一步地，所述面板主体包括接触开关，当所述交互窗处于关闭位置时，所述接触开关接触所述交互窗，用于检测所述交互窗是否处于关闭状态。
[0018]进一步地，所述面板主体或所述交互窗内部设置有不合格件放置架，用于放置一个或多个不合格零件。
[0019]进一步地，所述不合格件放置架一端对应于各层均设置有对射传感器，用于检测所述不合格件放置架的各层是否放置有所述不合格零件。
[0020]进一步地，所述不合格件放置架为两块相对设置的放置架。
[0021]进一步地，两块所述不合格件放置架之间的间距可调，用于放置不同大小的不合格零件。
[0022]进一步地，所述前面板还包括导向槽和调节旋钮，其中一块所述不合格件放置架能够在所述导向槽中移动，用于将所述不合格件放置架移动至合适位置时，旋紧所述调节旋钮，以完成间距的调节。
[0023]进一步地，所述前面板还设置有指示灯，用于指示所述机器人工作区域的工作状
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[0024]进一步地，所述前面板还设置有一个或多个电动开关。
[0025]进一步地，所述电动开关为总开关、急停开关、电机启停开关、复位开关、手动模式开关、机器人控制开关中的一个或多个。
[0026]本实用新型技术方案还提供了一种基于机器人的自动化操作系统，包括机器人和前述的自动化操作平台，其中所述机器人用于检测工件、移动工件、加工工件或者将附加部件装配到工件上。
[0027]进一步地，还包括测试架，所述测试架位于所述自动化操作平台的可达域范围内。
[0028]进一步地，还包括两个测试架，所述两个测试架分别位于所述自动化操作平台的左右两侧，用于和所述前面板共同围成相对封闭的所述机器人工作区域。
[0029]进一步地，所述测试架和所述自动化操作平台的间距为0_300mm，用于节省空间。
[0030]由此，本实用新型提供的基于机器人的自动化操作平台和自动化操作系统，克服了现有技术的缺点，提供了一种简单可靠的解决方案，结构简单、可靠性高，大大提高了后续维护的效率，其具有以下优点:
[0031]—、减少不必要的作业:本实用新型提供的技术方案避免了检查和维护时所需要的移进移出工序和标定工序，降低了工人的劳动强度，提高了工作效率和可维护性；
[0032]二、精度高:本实用新型提供的技术方案可以有效避免检查和维修后，可能引起的机器人坐标位置的改变，因此可以进一步提高系统精度和稳定性；
[0033]三、结构简单:本实用新型提供的技术方案直接将现有的前面板设置为旋转门式，从而起到了方便检查维护的作用，因此设计紧凑、结构简单、易于生产、加工和使用；
[0034]四、可靠性:本实用新型提供的技术方案可以进行标准化设计和模块化生产，在保证隔离的同时实现了自动化操作平台良好的交互性，避免了安全隐患，从而使得自动化操作平台的可靠性得到提高；
[0035]五、适应性广:本实用新型提供的技术方案可以适用于各种自动化操作平台和自动化操作系统。
[0036]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步说明。
【附图说明】
[0037]为了更好地描述本实用新型的实施例，绘制了以下附图。应当理解的是，附图仅是以示例的方式示出了本实用新型的优选实施例，而不应将附图解释为对本实用新型的限制，其中:
[0038]图1为现有的自动化操作系统的立体图；
[0039]图2为本实用新型提供的一实施例的自动化操作系统关闭前面板的示意图；
[0040]图3为本实用新型提供的一实施例的自动化操作系统打开前面板的示意图；
[0041]图4为本实用新型提供的一实施例的自动化操作系统关闭前面板及移走测试架的示意图；
[0042]图5为本实用新型提供的一实施例的自动化操作系统打开前面板及移走测试架的示意图；
[0043]图6为本实用新型提供的一实施例在关闭前面板时的局部放大图；
[0044]图7为本实用新型提供的一实施例的自动化操作平台的前面板的旋转单元示意图；
[0045]图8为本实用新型提供的一实施例的自动化操作平台的前面板的旋转单元的爆破图；
[0046]图9为本实用新型提供的一实施例的自动化操作平台的前面板的旋转单元装配示意图；
[0047]图10为本实用新型提供的一实施例的自动化操作平台的前面板的旋转单元的线缆通道示意图；
[0048]图11为本实用新型提供的一实施例的自动化操作平台的前面板的正面示意图；
[0049]图12为本实用新型提供的一实施例的自动化操作平台的前面板的背面示意图；
[0050]图13为本实用新型提供的一实施例的自动化操作平台的不合格件放置架调整示意图一;及
[0051]图14为本实用新型提供的一实施例的自动化操作平台的不合格件放置架调整示意图二。
[0052]在本说明书和附图中，相同的附图标记表示相同的或相似的特征或元件。
【具体实施方式】
[0053]以下参考以下的说明以及附图，详细说明本实用新型的示意性方案。该申请的附图不完全是按具体实施方案的实际尺寸绘制，且在尺寸方面的变化都不应解释为使对本实用新型的限制。下文中“如图……所示”或类似表述，是指参考某附图对特定技术特征进行描述，但是，不应理解为，该特定技术特征或其等同内容仅仅包括在该附图中。
[0054]在下文的描述中，某些方向术语，例如“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”和其它方向性术语，仅用于表示参照附图所指示的方向，但在应用场合改变时，则这些方向性术语表示的方向也会相应地改变。而“第一”、“第二”、“第三”等术语用于描述多个组成部分，但是这些组成部分之间不存在先后顺序，这些术语仅仅是为了将一个组成部分与另一组成部分区分。
[0055]本实用新型提供的基于机器人的自动化操作平台和自动化操作系统，包括可旋转打开的前置面板，从而在保证隔离的同时实现了良好的交互性，提高了工作效率，降低了维护难度，避免了安全隐患，从而使得自动化操作平台的可维护性得到了大大提高。
[0056]图2-5示出了本实用新型提供的一较佳实施例的结构。基于机器人的自动化操作系统包括自动化操作平台100和机器人30。如图2-3所示，自动化操作系统还可以进一步包括一个或两个测试架200，测试架位于自动化操作平台100的可达域范围内。由于空间的限制和安全的考虑，测试架200和自动化操作平台100的间距非常小，例如为0-300mm。当具有两个测试架200时，二者可以分别设置在自动化操作平台100的左右两侧，形成机器人工作区域300。自动化操作平台100主要由前面板10和机器人基座20组成，机器人基座20用于固定支撑机器人30。根据实际工作需要，机器人30可以用来完成各种操作，例如检测工件、移动工件、加工工件或者将附加部件装配到工件上。前面板10设置在机器人基座20前端，隔离机器人，并被设计为可旋转地打开。如图2、4所示，在工作时，将前面板10关闭，从而在前面板10后方形成安全的操作空间，以保证系统的稳定性及机器人工作时周围人员的安全。如图3、5所示，当需要检修时，将前面板10打开时，人员能够进入机器人工作区域300内进行设备检查和维护。
[0057]本实用新型的技术方案具有结构简单紧凑、操作方便可靠等优点，同时可以应用于各种结构的自动化操作平台和自动化操作系统。对于前面板可以进行模块化设计，从而使得本领域技术人员可以根据自己的实际需要设置前面板的具体结构。
[0058]本实用新型的技术方案可以进一步设置前面板锁定和限位装置。如图6所示，机器人基座20还可以设置孔座17，当前面板10位于关闭位置时，孔座17抵靠在前面板10的背面，从而可以对前面板10的关闭进行限位。为了实现前面板10在关闭时的锁定，确保自动化操作平台的稳定性及安全运行，孔座17优选为螺纹孔座，前面板10在与螺纹孔座17相抵靠的位置正面也设置固定旋钮18，当关闭前面板10时，可以旋紧固定旋钮18使其与螺纹孔座17螺纹连接;当需要打开前面板10时，旋开固定旋钮18使其与螺纹孔座17不再连接。
[0059]本实用新型的技术方案可以采用以下方式实现前面板的旋转，如图7所示，前面板10具有旋转单元40，用于实现前面板10相对于机器人基座20的旋转。例如，旋转单元40包括旋转轴12，旋转轴12通过锁紧螺母15连接在机器人基座20上，从而使得整个前面板10由可旋转的旋转轴连接到机器人基座20上。前面板10和机器人基座20的配合也可以为其他方式，例如合页连接的方式，只要同样能实现前面板的打开和关闭操作即可，并不限于图7的方式。
[0060]如图8所示，为了保护线缆，旋转轴12可以设置为空心旋转轴，锁紧螺母15也可以设置为空心螺母，用于形成如图10所示的线缆通道16，容纳电缆通过，同时使线缆免受扭转。旋转单元40具有旋转基座14，旋转轴12通过滑动轴承13可转动地定位于旋转基座14中，如图9所示。优选地，滑动轴承13可以选用塑料滑动轴承，从而降低轴承成本、减少摩擦，提高使用寿命，进一步减少前面板10的维护工作。旋转单元40还可以进一步设置可以安装在旋转基座14上的线缆保护盖11，用于保护线缆。
[0061]本实用新型的技术方案可以根据实际需求增加前面板10的功能。例如图11所示，前面板10可以包括面板主体60和交互窗19，交互窗19可以设置为透明或者半透明，以进一步提高自动化操作单元的交互性，从而可以观察机器人工作区域300内部的情况。
[0062]根据需要，交互窗19也设置为可旋转地打开，从而可以对局部进行操作。当交互窗可打开时，为安全起见，最好在面板主体上设置接触开关21，当交互窗19处于关闭位置时，接触开关21可以接触交互窗19，从而可以检测交互窗19是否处于关闭状态，避免出现安全隐患。
[0063]本实用新型的技术方案可以根据机器人的实际工作需求增加相应的设置，例如当机器人用于检测工件时，前面板10内部可以设置有不合格件放置架23，优选为两块相对设置的放置架，用于更方便地放置不合格零件50。不合格件放置架23既可以设置在面板主体60背面，也可以设置在交互窗19背面，当然为了便于观察或者取出不合格零件50，优选将其设置在交互窗19背面，这样工人可以方便地打开交互窗19，取出不合格零件50。
[0064]本实用新型的技术方案还可以设置传感器以检测不合格件放置架23的使用情况，如图12所示，不合格件放置架23例如有5层，其一端对应于各层均设置有对射传感器22，例如为光电传感器，以检测是否放置有不合格零件50。
[0065]如图13-14所示，为了更方便地放置不同大小的不合格零件50，两块不合格件放置架23之间的间距还可以设置为可调，例如根据需要，可以从图13的LI调节到图14的L2。其调节可以采用多种方式实现，例如通过导向槽24和调节旋钮25实现，当拧松调节旋钮25时，右侧的不合格件放置架23下端能够在导向槽24中自由滑动，当不合格件放置架23移动至合适位置时，例如间距调整到新零件的尺寸L2时，再旋紧调节旋钮25，便可完成间距的调节。
[0066]为了满足实际需要，本实用新型还可以对前面板10进行各种设置。如图11所示，可以设置指示灯70，来指示机器人工作区域300的工作状态。
[0067]为了方便操作，前面板10还可以设置电动开关80。根据实际需要，电动开关80可以为总开关81、急停开关82、电机启停开关83、复位开关84、手动模式开关85、机器人控制开关86中的一个或多个，如图11所示。
[0068]本实用新型的优点在于可以大大提高后续维护的效率，由于仅设置了前置旋转面板，从而起到了方便检查维护的作用，因此设计紧凑、结构简单、易于生产、加工和使用，避免了检查和维护时所需要的移进移出工序和标定工序，降低了工人的劳动强度，提高了工作效率和可维护性；而且本实用新型可以进行标准化设计和模块化生产，在保证隔离的同时实现了自动化操作平台良好的交互性，避免了安全隐患，从而使得自动化操作平台的可靠性得到提高。而且本实用新型根据需要，可以增设信号灯、电动开关、不合格放置架等，可以适用于各种自动化操作平台和自动化操作系统。
[0069]根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。
[0070]以上的仅是本实用新型的原理和较佳的实施例。应当指出，尽管为说明本实用新型的目的公开了本实用新型的较佳实施例和附图，但是熟悉本领域技术的人员，在不脱离本实用新型及所附的权利要求的精神和范围内，可作各种替换、变化和润饰。在本实用新型原理的基础上，做出的若干其它变型，也应视为本实用新型的保护范围。因此，本实用新型不应局限于较佳实施例和附图所公开的内容，本实用新型的保护范围以所附的权利要求书所界定的范围为准。
【主权项】
1.一种基于机器人的自动化操作平台(100)，其特征在于，包括前面板(10)和机器人基座(20); 所述机器人基座(20)用于固定支撑所述机器人(30); 所述前面板(10)设置在所述机器人基座(20)前端，用于隔离所述机器人，从而在所述前面板(10)后方形成机器人工作区域(300)，以保证人员安全;其中 所述前面板(10)设置为可旋转地打开，以便于有需要时人员能够进入所述机器人工作区域(300)内进行设备检查和维护。2.根据权利要求1所述的自动化操作平台(100)，其特征在于，所述机器人基座(20)还包括孔座(17)，当所述前面板(10)位于关闭位置时，所述孔座(17)抵靠在所述前面板(10)的背面，用于对所述前面板(10)的关闭进行限位。3.根据权利要求2所述的自动化操作平台(100)，其特征在于，所述孔座(17)为螺纹孔座，所述前面板(10)在与所述螺纹孔座(17)相抵靠的位置正面设置有固定旋钮(18)，用于当关闭所述前面板(10)时，旋紧所述固定旋钮(18)使其与所述螺纹孔座(17)螺纹连接；以及需要打开所述前面板(10)时，旋开所述固定旋钮(18)使其与所述螺纹孔座(17)不再连接。4.根据权利要求1所述的自动化操作平台(100)，其特征在于，所述前面板(10)还包括旋转单元(40)，用于实现所述前面板(10)相对于所述机器人基座(20)的旋转，所述旋转单元(40)包括旋转轴(12)。5.根据权利要求4所述的自动化操作平台(100)，其特征在于，所述旋转轴(12)为具有线缆通道(16)的空心旋转轴(12)，用于保护电缆。6.根据权利要求4所述的自动化操作平台(100)，其特征在于，所述旋转轴(12)通过锁紧螺母(15)连接在所述机器人基座(20)上。7.根据权利要求6所述的自动化操作平台(100)，其特征在于，所述锁紧螺母(15)为空心螺母，用于容纳线缆通过。8.根据权利要求4所述的自动化操作平台(100)，其特征在于，所述旋转单元(40)还包括旋转基座(14)，所述旋转轴(12)通过滑动轴承(13)可转动地定位于所述旋转基座(14)中。9.根据权利要求8所述的自动化操作平台(100)，其特征在于，所述滑动轴承(13)为塑料滑动轴承。10.根据权利要求8所述的自动化操作平台(100)，其特征在于，所述旋转单元(40)还包括线缆保护盖(11)，所述线缆保护盖(11)设置在所述旋转基座(14)上，用于保护线缆。11.根据权利要求1所述的自动化操作平台(100)，其特征在于，所述前面板(10)还包括面板主体(60)和交互窗(19)，所述交互窗(19)设置为透明或者半透明。12.根据权利要求11所述的自动化操作平台(100)，其特征在于，所述交互窗(19)设置为可旋转地打开。13.根据权利要求12所述的自动化操作平台(100)，其特征在于，所述面板主体(60)包括接触开关(21)，当所述交互窗(19)处于关闭位置时，所述接触开关(21)接触所述交互窗(19)，用于检测所述交互窗(19)是否处于关闭状态。14.根据权利要求11所述的自动化操作平台(100)，其特征在于，所述面板主体(60)或所述交互窗(19)内部设置有不合格件放置架(23)，用于放置一个或多个不合格零件(50)。15.根据权利要求14所述的自动化操作平台(100)，其特征在于，所述不合格件放置架(23)一端对应于各层均设置有对射传感器(22)，用于检测所述不合格件放置架(23)的各层是否放置有所述不合格零件(50)。16.根据权利要求14所述的自动化操作平台(100)，其特征在于，所述不合格件放置架(23)为两块相对设置的放置架。17.根据权利要求16所述的自动化操作平台(100)，其特征在于，两块所述不合格件放置架(23)之间的间距可调，用于放置不同大小的不合格零件(50)。18.根据权利要求17所述的自动化操作平台(100)，其特征在于，所述前面板(10)还包括导向槽(24)和调节旋钮(25)，其中一块所述不合格件放置架(23)能够在所述导向槽(24)中移动，用于将所述不合格件放置架(23)移动至合适位置时，旋紧所述调节旋钮(25)，以完成间距的调节。19.根据权利要求1?18之一所述的自动化操作平台(100)，其特征在于，所述前面板(10)还设置有指示灯(70)，用于指示所述机器人工作区域(300)的工作状态。20.根据权利要求1?18之一所述的自动化操作平台(100)，其特征在于，所述前面板(10)还设置有一个或多个电动开关(80)。21.根据权利要求20所述的自动化操作平台(100)，其特征在于，所述电动开关(80)为总开关(81)、急停开关(82)、电机启停开关(83)、复位开关(84)、手动模式开关(85)、机器人控制开关(86)中的一个或多个。22.—种基于机器人的自动化操作系统，包括机器人(30)和如权利要求1?21之一所述的自动化操作平台(100)，其中所述机器人(30)用于检测工件、移动工件、加工工件或者将附加部件装配到工件上。23.根据权利要求22所述的自动化操作系统，其特征在于，还包括测试架(200)，所述测试架(200)位于所述自动化操作平台(100)的可达域范围内。24.根据权利要求22所述的自动化操作系统，其特征在于，还包括两个测试架(200)，所述两个测试架(200)分别位于所述自动化操作平台(100)的左右两侧，用于和所述前面板(10)共同围成相对封闭的所述机器人工作区域(300)。25.根据权利要求23或24所述的自动化操作系统，其特征在于，所述测试架(200)和所述自动化操作平台(100)的间距为0-300mm，用于节省空间。
【文档编号】B25J13/00GK205588315SQ201620224504
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】严伟杰, 蒋伦, 毛晓龙, 吴彦来, 董岱蒙
【申请人】Abb技术有限公司