一种快速摆件机器人的制作方法

本实用新型涉及工业机器人领域，具体地说，是涉及一种快速摆件机器人。

背景技术：

工业生产过程中对部分零件的加工过程中，需要将零件按顺序摆放进行加工，但是人工在摆件时，非常难以操作，品质和效率都很难保证，这就给产品的制作量产造成很大的困恼。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述传统技术的不足之处，提供一种快速摆件机器人，能够快速摆件，提高工作效率。

本实用新型的目的是通过以下技术措施达到的：一种快速摆件机器人，包括机架、机械臂和传感装置，所述机械臂连接有驱动机械臂运动的驱动装置，所述机械臂包括抓取装置，所述机械臂下部设有上料装置，所述上料装置一侧设有下料装置，所述机械臂在上料装置和下料装置之间运动。

一种优选的技术方案，所述机架包括桁架，所述桁架与驱动装置连接。

桁架的优点是杆件主要承受拉力或压力，可以充分发挥材料的作用，节约材料，减轻结构重量。

一种优选的技术方案，所述驱动装置包括第一驱动装置和第二驱动装置，所述第一驱动装置驱动机械臂在上料装置与下料装置之间做水平往复运动，所述第二驱动装置驱动机械臂做上下往复运动。

驱动装置驱动机械臂在上料装置与下料装置之间做水平往复运动或者做上下往复运动，机械臂到上料装置处，垂直下上进行取件，到下料装置处，垂直下上进行放件，实现一次取件放件的过程。

一种优选的技术方案，所述第一驱动装置包括第一导轨和第一伺服电机，所述第二驱动装置包括第二导轨和第二伺服电机，所述第一伺服电机驱动机械臂于第一导轨上在上料装置与下料装置之间做水平往复运动，所述第二伺服电机驱动机械臂在第二导轨上做上下往复运动，所述第一导轨与机架连接，所述第二导轨为竖直方向，所述第二驱动装置与第一驱动装置连接，所述第二导轨与第一驱动装置连接，所述第二导轨跟随第一导轨在上料装置与下料装置之间做水平往复运动。

使用伺服电机作为驱动机械臂运动的动力，伺服电机按照编写的程序以及指定位置接受相应的信号进行工作可以实现机械臂的自动运动，到达指定位置进行指定工作，第二驱动装置与第一驱动装置连接，第二驱动装置随第一驱动装置运动，机械臂与第二驱动装置连接，从而机械臂随第一驱动装置运动轨迹运动，到达指定位置，机械臂随第二驱动装置垂直上下运动，第二导轨与第一驱动装置连接。

一种优选的技术方案，所述抓取装置包括固定板，所述固定板连接有多个真空发生器，所述真空发生器包括真空逻辑阀，所述真空逻辑阀穿过固定板位于固定板下部，所述真空逻辑阀连接有真空吸盘，所述真空逻辑阀的开口垂直向下。

抓取装置借助真空发生器原理，高速气流通过真空发生器，流体速度越快压强越小，借助真空发生器真空逻辑阀处的压强差提供吸力，多个真空发生器提供的吸力能够将上料装置处的摆件牢固吸附到抓取装置上进行移动，抓取装置上真空逻辑阀的覆盖面积大小，真空逻辑阀的区域空间排列以及数量可以决定上料装置上所放置的摆件数目多少，在制作过程中，抓取装置的制作较放置摆件的上料装置处上料平台的制作难度要大一点，上料平台上摆件的排放可以根据抓取装置上真空逻辑阀的数量以及排布进行摆放并且安排限位装置的位置。

一种优选的技术方案，所述上料装置包括上料平台，所述上料平台连接有调节上料平台高度的顶升装置，所述上料平台上设有限位装置。

上料平台用于放置摆件，待机械臂移动到相应位置，抓取装置将上料平台上的摆件转移到下料装置，为提高劳动效率，上料平台上的摆件可以放置多层，每层放置多个，但是随抓取装置逐渐将摆件一层层取走，上料平台处摆件的厚度在减小即上料装置的高度在减小，机械臂在上料装置处下降的高度是不变的，为了继续使摆件能够被抓取装置取走，在上料平台下部连接顶升装置，顶升装置能够将上料平台往上顶起，使摆件距离机械臂的高度不变，抓取装置每次都能在上料装置处与摆件良好接触，将摆件转移。

一种优选的技术方案，所述限位装置包括与进料零件插接配合的顶销，所述上料平台包括上层上料平台和下层上料平台，所述上层上料平台设有与顶销形状相配合的孔，所述顶销穿过上层上料平台，所述上层上料平台与顶升装置连接，所述顶销与下层上料平台连接。

对于有孔的摆件来说，顶销穿过摆件的孔可以对放置在上料平台上的摆件起到限定位置的作用，但是由于顶销的存在，随着摆件被取走，上料装置的高度在减小，若是将包括顶销在内的上料平台全部抬高，顶销会妨碍抓取装置的下落，所以设置两层上料平台，上层上料平台上设置与插销位置对应的孔，顶升装置通过下层上料平台与上层上料平台连接，起到将上层上料平台抬高的作用，避免顶升过程中插销影响到抓取装置取件。

一种优选的技术方案，所述上料装置包括凸轮分割器，所述上料平台与凸轮分割器连接，所述上料平台的数目为多个。

上料平台上摆件的数目较多，待摆件转移完成后，将摆件重新摆放到上料平台上需要较多时间，所以设置四工位的上料平台，待一个上料平台上摆件被全部取走后，通过凸轮分割器的旋转作用，更换下一个装满摆件的上料平台到工作位置，工作人员可以填满之前换下的上料平台，待下次使用。

一种优选的技术方案，所述下料装置包括下料架，所述下料架上连接有用于摆件的下料平台，所述下料平台连接有驱动下料平台沿靠近机械臂和远离机械臂方向往复运动的下料驱动装置。

下料驱动装置可以选用气缸带动下料平台在靠近机械臂方向和远离机械臂的方向上往复运动，待下料平台到达机械臂下部，气缸连接传感器，待气缸位移指定距离，传感器将信号传给驱动装置，抓取装置下落，下落到下料平台处停止真空发生器供气，摆件落到下料平台上放置的下料盘上，待下料平台借助气缸回到原位置，工作人员将下料盘取走换上新的下料盘，待机械臂再回到下落装置上方，继续之前的操作流程。

一种优选的技术方案，所述下料平台的数目为一个或多个，所述下料驱动装置包括滑轨，所述下料平台与滑轨连接，所述滑轨位于下料架上，所述下料平台的往复运动通过气缸驱动。

为节省更换下料盘的时间，使机械臂到达下料装置位置所在处即可下落，不必再等待更换下料盘，下料装置设置多个下料平台，同时多个下料平台各自在各自的滑轨上运动，多个滑轨之间上下平行设置，不同下料平台到达下料位置，可以通过给伺服电机编程设置合适的下落距离，从而将摆件下到下料盘上。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型的优点是：能够快速摆件，提高工作效率。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

附图1是本实用新型一种快速摆件机器人的结构示意图。

附图2是本实用新型一种快速摆件机器人立体图的结构示意图。

附图3是本实用新型一种快速摆件机器人下料装置的结构示意图。

附图4是本实用新型一种快速摆件机器人上料装置的结构示意图。

其中，1-桁架，2-机械臂，3-第一驱动装置，4-第二驱动装置，5-第一导轨，6-第二导轨，7-固定板，8-真空发生器，9-真空逻辑阀，10-真空吸盘，11-下料架，12-上层下料平台，13-下层下料平台，14-顶销，15-上层上料平台，16-下层上料平台，17-下料盘，18-凸轮分割器，19-滑轨，20-限位块，21-顶升装置。

具体实施方式

实施例：如附图1-4所示，一种快速摆件机器人，包括机架、机械臂2和传感装置，所述机械臂2连接有驱动机械臂2运动的驱动装置，所述机械臂2包括抓取装置，所述机械臂2下部设有上料装置，所述上料装置一侧设有下料装置，所述机械臂2在上料装置和下料装置之间运动。

所述机架包括桁架1，所述桁架1与驱动装置连接。

所述驱动装置包括第一驱动装置3和第二驱动装置4，所述第一驱动装置3驱动机械臂2在上料装置与下料装置之间做水平往复运动，所述第二驱动装置4驱动机械臂2做上下往复运动。

所述第一驱动装置3包括第一导轨5和第一伺服电机，所述第二驱动装置4包括第二导轨6和第二伺服电机，所述第一伺服电机驱动机械臂2于第一导轨5上在上料装置与下料装置之间做水平往复运动，所述第二伺服电机驱动机械臂2在第二导轨6上做上下往复运动，所述第一导轨5与机架连接，所述第二导轨6为竖直方向，所述第二驱动装置4与第一驱动装置3连接，所述第二导轨6与第一驱动装置3连接，所述第二导轨6跟随第一导轨5在上料装置与下料装置之间做水平往复运动。

所述抓取装置包括固定板7，所述固定板7连接有多个真空发生器8，所述真空发生器8包括真空逻辑阀9，所述真空逻辑阀9穿过固定板7位于固定板7下部，所述真空逻辑阀9连接有真空吸盘10，所述真空吸盘10与摆件连接，用于增加气密性，能够牢固抓取摆件，所述真空逻辑阀9的开口垂直向下。本实施例中使用真空发生器8产生的压力差提供抓取摆件的力，实现上料与下料过程，实际工作中抓取装置也可使用电磁吸铁盘、钩爪抓取等其他能够实现抓取功能的装置。

所述上料装置包括上料平台，所述上料平台连接有调节上料平台高度的顶升装置21，所述上料平台上设有限位装置。

本实施例中所述限位装置包括与进料零件插接配合的顶销14，所述上料平台包括上层上料平台15和下层上料平台16，所述上层上料平台15设有与顶销14形状相配合的孔，所述顶销14穿过上层上料平台15，所述上层上料平台15与顶升装置21连接，所述顶销14与下层上料平台16连接。本实施例中顶销14作为限位装置是针对顶销14可穿过并且有限位作用的一类摆件，使用其他摆件时，可针对不同摆件的特征选用不同的限位装置。

若是限位装置不会影响到机械臂2的下落，则上料平台不必分为两层，顶升装置21随上料平台高度降低抬高上料平台即可。

所述上料装置包括凸轮分割器18，所述上料平台与凸轮分割器18连接，所述上料平台的数目为多个，本实施例中，上料平台的数目为四个，能够最大限度地使用空间。

所述下料装置包括下料架11，所述下料架11上连接有用于摆件的下料平台，所述下料平台连接有驱动下料平台沿靠近机械臂2方向和远离机械臂2方向往复运动的下料驱动装置。所述下料平台用于安放下料盘17，所述下料平台上设有限制下料盘17位置的限位块20，方便工人在下料平台上摆放下料盘17，下料完成时，下料盘17上应是按照上料平台上摆件的位置摆放，工人可将下料盘17取下到其他设备上继续加工。

所述下料平台的数目为一个或多个，所述下料驱动装置包括滑轨19，所述下料平台与滑轨19连接，所述滑轨19位于下料架11上，所述下料平台的往复运动通过气缸驱动。本实施例中，下料平台的数目为两个，上层下料平台12与下层下料平台13平行水平设置，均是通过气缸驱动。

工作原理：开始工作后，位于下料平台上部作为初始位置的机械臂2首先通过第一驱动装置3移动到上料平台的上部，第二驱动装置4驱动抓取装置向下运动将上料平台上的摆件抓取，抓取摆件后第二驱动装置4驱动机械臂2上升，完成上料取件的过程。

第一驱动装置3驱动机械臂2运动到下料平台的上部，在此等待下料平台借助气缸运动到下料位置，工人将下料盘17放到下料平台后，或者工人手动输入气缸运动的信号或者使用传感器传递信号给气缸进行工作，气缸驱动下料平台运动到下料位置，与气缸连接的传感器将信号传递到第二伺服电机，机械臂2下落到下料位置，抓取装置上的摆件落到下料平台的下料盘17上，第二驱动装置4驱动机械臂2上升回到初始位置，完成下料的过程，下料过程中，下料平台可以使用多层，其中一层下料结束后，事先摆放好的另外一层可通过气缸到达下料位置，工人将下料完成的下料盘17取下，装上新的下料盘17，待另一层下料完成后，重复操作，因为上料过程非常快，时间较为短暂，多层下料盘17的设置省下了更换下料盘17的时间，能够提高工作效率。

上料过程中，随着上料过程的进行，上料平台上的高度越来越小，与第二伺服电机驱动机械臂2下落的高度会有差距，所以使用顶升装置21抬高工作台的高度，使机械臂2每次落下取件的时候都能精准取件，在此过程中，机械臂2借助第一驱动装置3移动到上料平台上部时，给PLC信号，顶升装置21的驱动装置包括顶升伺服电机，PLC将信号传给顶升伺服电机，顶升伺服电机将上料平台抬高，每次抬高的高度可以通过顶升伺服电机设置，工作过程中，借助PLC进行系统的控制，传感器传输信号到指定部分进行工作均是现有技术与设备可以实现，图中未标出。

在整个工作过程中，第一驱动装置3驱动机械臂2在上料装置与下料装置之间运动，第二驱动装置4驱动机械臂2上下运动，均是按照设备实际情况规定距离的运动，可以通过对伺服电机的事先编程实现对此过程中运动的控制。