一种用于多台CNC加工的自动上下料工业机器人的制作方法

本发明涉及工业机器人，更具体地说是一种用于多台cnc加工的自动上下料工业机器人。

背景技术：

随着我国制造业自动化转型升级，生产制造过程迫切需要大量合适的上下料机器人替代人工来提高生产效率及质量，降低生产成本。目前市面上数控机床设备上的自动上下料机械手种类繁多，但现有的上下料机器人在使用时需要铺设专用的地轨，从而导致需要占用大量的场地，而且使用不够灵活，使用范围较窄。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于多台cnc加工的自动上下料工业机器人。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于多台cnc加工的自动上下料工业机器人，包括agv小车、支撑平台、多轴机械臂、输送机构以及电动夹爪机构；所述支撑平台固定于agv小车的上方，所述输送机构和多轴机械臂均固定于支撑平台的上表面，所述电动夹爪机构连接于所述多轴机械臂的最外端；工装盘通过流水线流入输送机构时，多轴机械臂控制电动夹爪机构抓取待加工产品放入cnc工装内之后，再抓取成品产品放入工装盘中。

其进一步技术方案为：所述agv小车包括本体、电控箱、伺服电机、动力轮、万向轮以及用于定位的激光雷达；所述驱动电机和激光雷达与电控箱电性连接，所述动力轮受控于伺服电机；所述动力轮和万向轮设于所述本体的底部，所述电控箱和伺服电机均固定于本体内，所述激光雷达位于所述本体的侧面。

其进一步技术方案为：所述万向轮为四个，分别为第一万向轮、第二万向轮、第三万向轮以及第四万向轮，所述第一万向轮、第二万向轮、第三万向轮以及第四万向轮分别设于所述本体底部的四角处；所述动力轮为两个，分别为第一动力轮和第二动力轮，所述第一动力轮位于所述第一万向轮和第二万向轮之间，所述第二动力轮位于所述第三万向轮和第四万向轮之间。

其进一步技术方案为：所述多轴机械臂与电控箱电性连接；所述多轴机械臂为六轴机械臂；所述六轴机械臂包括与支撑平台固定连接的底座、第一转动臂、第二转动臂、第三转动臂、第四转动臂、第五转动臂以及第六转动臂；所述第一转动臂与底座之间设有第一驱动电机，以驱动第一转动臂相对于底座旋转；所述第二转动臂与第一转动臂之间设有第二驱动电机，以驱动第二转动臂相对于第一转动臂旋转；所述第三转动臂与第二转动臂之间设有第三驱动电机，以驱动第三转动臂相对于第二转动臂旋转；所述第四转动臂与第三转动臂之间设有第四驱动电机，以驱动第四转动臂相对于第三转动臂旋转；所述第五转动臂与第四转动臂之间设有第五驱动电机，以驱动第五转动臂相对于第四转动臂旋转；所述第六转动臂与第五转动臂之间设有第六转动臂，以驱动第六转动臂相对于第五转动臂旋转。

其进一步技术方案为：所述电动夹爪机构包括连接杆、固定座、第一夹取板和第二夹取板；所述连接杆的一端与所述第五旋转臂连接，所述连接杆与所述第五旋转臂之间设有第七驱动电机，以驱动连接杆相对于第五旋转臂旋转；所述固定座与连接杆的另一端固定连接，所述第一夹取板和第二夹取板对称设置于固定座的两侧。

其进一步技术方案为：还包括用于判断产品位置和外观形状的视觉组件；所述视觉组件与所述电控箱电性连接；所述视觉组件包括与固定座固定连接的固定板，及固定于固定板的摄像头。

其进一步技术方案为：所述输送机构包括支架，设于支架上的传送带，及用于驱动传送带转动的减速电机；所述减速电机与电控箱电性连接。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明提供的一种用于多台cnc加工的自动上下料工业机器人，通过设有的agv小车，使得工业机器人能够灵活移动，省去了地轨的铺设，从而避免对场地的破坏并且能够增加或减少cnc机台的数量，使用更加灵活，应用范围更加广泛。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一种用于多台cnc加工的自动上下料工业机器人具体实施例的组装图；

图2为本发明一种用于多台cnc加工的自动上下料工业机器人具体实施例中agv小车的结构示意图；

图3为本发明一种用于多台cnc加工的自动上下料工业机器人具体实施例中支撑平台和输送机构结合的结构示意图；

图4为本发明一种用于多台cnc加工的自动上下料工业机器人具体实施例中多轴机械臂的结构示意图；

图5为本发明一种用于多台cnc加工的自动上下料工业机器人具体实施例中电动夹爪机构的结构示意图。

附图标记

1、agv小车；11、第一万向轮；12、第二万向轮；13、第三万向轮；14、第四万向轮；15、第一动力轮；16、第二动力轮；2、支撑平台；3、输送机构；31、支架；32、传送带；33、减速电机；4、六轴机械臂；41、底座；42、第一转动臂；43、第二转动臂；44、第三转动臂；45、第四转动臂；46、第五转动臂；47、第六转动臂；5、电动夹爪机构；51、固定座；52、第一夹取板；53、第二夹取板；54、连接杆；6、视觉组件。

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，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发明的限制。

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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

本发明提供了一种用于多台cnc加工的自动上下料工业机器人，请参考图1，该工业机器人包括agv小车1、支撑平台2、多轴机械臂、输送机构3以及电动夹爪机构5；支撑平台2固定于agv小车1的上方，输送机构3和多轴机械臂均固定于支撑平台2的上表面，电动夹爪机构5连接于多轴机械臂的最外端；工装盘通过流水线流入输送机构3时，多轴机械臂控制电动夹爪机构5抓取待加工产品放入cnc工装(cnc工装是用于加工待加工产品的)内之后，再抓取成品产品放入工装盘中，当完成这一台cnc上下料时，通过agv小车1运动至下一台cnc，持续上下料。通过该工业机器人可自动完成多台cnc的上下料，而且通过设有的agv小车1，使得工业机器人能够灵活移动，省去了地轨的铺设，从而避免对场地的破坏并且能够增加或减少cnc机台的数量，使用更加灵活，应用范围更加广泛。

请参考图2，agv小车1包括本体、电控箱、伺服电机、动力轮、万向轮以及用于定位的激光雷达；驱动电机和激光雷达与电控箱电性连接，动力轮受控于伺服电机；动力轮和万向轮设于本体的底部，电控箱和伺服电机均固定于本体内，激光雷达位于本体的侧面。agv小车1通过激光雷达定位和伺服电机的编码器odo来保证agv小车1的运行精度，激光雷达的扫描频率为20hz，通过较高的扫描频率，实时确定自己在环境中的位置，同时通过odo反馈的数据辅助校正，保证最终agv小车1的过程精度在±30mm，站点停止精度在±10mm内。本实施例中，万向轮为四个，分别为第一万向轮11、第二万向轮12、第三万向轮13以及第四万向轮14，第一万向轮11、第二万向轮12、第三万向轮13以及第四万向轮14分别设于本体底部的四角处；动力轮为两个，分别为第一动力轮15和第二动力轮16，第一动力轮15位于第一万向轮11和第二万向轮12之间，第二动力轮16位于第三万向轮13和第四万向轮14之间。通过动力轮可带动agv小车1移动，通过设置的万向轮可改变agv小车1的移动方向。

请参考图4，多轴机械臂与电控箱电性连接；优选的，多轴机械臂为六轴机械臂4；六轴机械臂4包括与支撑平台2固定连接的底座41、第一转动臂42、第二转动臂43、第三转动臂44、第四转动臂45、第五转动臂46以及第六转动臂47；第一转动臂42与底座41之间设有第一驱动电机，以驱动第一转动臂42相对于底座41旋转；第二转动臂43与第一转动臂42之间设有第二驱动电机，以驱动第二转动臂43相对于第一转动臂42旋转；第三转动臂44与第二转动臂43之间设有第三驱动电机，以驱动第三转动臂44相对于第二转动臂43旋转；第四转动臂45与第三转动臂44之间设有第四驱动电机，以驱动第四转动臂45相对于第三转动臂44旋转；第五转动臂46与第四转动臂45之间设有第五驱动电机，以驱动第五转动臂46相对于第四转动臂45旋转；第六转动臂47与第五转动臂46之间设有第六转动臂47，以驱动第六转动臂47相对于第五转动臂46旋转。选用六轴机械臂4可以实现任意范围的转动，从而给电动夹爪机构5提供较大的抓取范围，以便于抓取更加方便。

请参考图5，电动夹爪机构5包括连接杆54、固定座51、第一夹取板52和第二夹取板53；连接杆54的一端与第五旋转臂连接，连接杆54与第五旋转臂之间设有第七驱动电机，以驱动连接杆54相对于第五旋转臂旋转；固定座51与连接杆54的另一端固定连接，第一夹取板52和第二夹取板53对称设置于固定座51的两侧。通过电动夹爪机构5可以夹取成品产品放入产品工装中。

进一步的，请参考图1、5，工业机器人还包括用于判断产品位置和外观形状的视觉组件6；视觉组件6与电控箱电性连接；视觉组件6包括与固定座51固定连接的固定板，及固定于固定板的摄像头。视觉组件6能够代替人眼来对产品位置和外观形状进行判断，它通过摄像头将被摄取目标转换成图像信号，传送给视觉组件6内部的图像处理模块，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像处理模块对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，并将判别的结果反馈给电控箱，从而判断出产品的位置和方向，来保证工业机器人的精准上下料。

请参考图3，输送机构3包括支架31，设于支架31上的传送带32，及用于驱动传送带32转动的减速电机33；减速电机33与电控箱电性连接。

在电控箱的作用下，能够使工业机器人的各个部分协同作用，保证了工业机器人的精准上下料。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。