[发明专利]一种用于大型零件对准装配操作的机器人机构

说明书

技术领域

本发明涉及轴孔对准装配技术，尤其涉及一种用于大型零件对准装配操作的机器人机构。

背景技术

工业生产中经常遇到装配操作，其中小型零件装配通常采取人工抓取、调整对准及装入的方式，而大型零件很难依靠人力抓取及调整，通常借助吊车等大型起吊装置用缆索起吊零件，辅助采用人工调整或对准装置完成装配操作。SCARA型机器人主要应用于小型零件的自动装配。

大型起吊装置存在占用空间大、缆索运动不平稳、需要人工多、调整定位精度以及操作效率不高等特点，因此需要开发适用于大型零件对准装配的机器人机构，以提高装配精度和操作效率。

本发明提出的大型零件对准装配机器人机构主要适用于几十公斤以上大型零件的装配操作，但是适当减小该机构的尺寸，本发明提出的机构也可以用于小型零件装配。

发明内容

为实现零件对准装配操作，使零件60的装配部位60a与零件61的装配部位61a的轴线I-I与II-II对准并沿轴线相对移动实现配合，本发明采用以下技术方案：

零件61固定，零件60放置于对准装配机器人机构的2个末端执行器杆件85和杆件87上，机构是具有7个自由度的树状开链机构，其中，杆件83、移动副94、杆件84、移动副95、杆件85组成分支I；杆件83、移动副96、杆件86、移动副97、杆件87组成分支II；杆件83、移动副93、杆件82、移动副92、杆件81、移动副91、杆件80组成分支III，杆件80为机架，杆件85和杆件87为末端执行器，分支I和分支II之间的距离可以根据具体零件要求进行调整。分支III中的三个移动副91、92、93的轴线彼此正交，分别沿直角坐标系的Z轴、X轴和Y轴方向，这三个自由度可以确定零件60轴线在XYZ坐标系中的位置，分支I中的移动副94与分支II中的移动副96的轴线沿直角坐标系的X轴方向，移动副95与移动副97的轴线沿直角坐标系的Z轴方向，分支I和分支II提供的4个自由度相互配合，可以使零件60的轴线绕XYZ坐标系的X轴和Z轴转动，从而确定零件60轴线在XYZ坐标系中的姿态，由此，运动副全部为移动副的该7自由度机构，可以确定零件60的装配部位60a与零件61的装配部位61a的轴线的相对位姿，然后分支III中沿Y方向的移动副93运动，使零件60的装配部位60a与零件61的装配部位61a轴线对准并沿轴线相对移动，实现零件配合部位的装入。

发明有益效果：

本发明提出的7自由度零件对准装配机器人机构，可以调整两个装配零件的相对位姿，实现装配零件装配部位轴线的对准和零件装配，机构运动副全部为移动副，运动平稳、提高了调整定位精度和操作效率。

附图说明

图1是零件装配，图中，60、61-零件，60a、61a-装配部位，I-I、II-II-轴线，X、Y、Z-坐标系XYZ坐标轴。

图2是零件对准装配机器人机构的机构简图，图中，91、92、93、94、95、96、97-移动副，80、81、82、83、84、85、86、87-杆件。

图3是零件对准装配机器人，图中，1-框架，2-升降台，3-工件，4、5-U型支架，6、7、10、17-丝杠，8-滑台，9、13、19-轨道，11-电机座，12、14、16、18、21-伺服电机，15-支座，20-机架，22、23-连杆。

图4是机器人末端执行器，图中，24、25、26、27-滚动体，28-丝杠，29-螺母，30-外壳，31-伺服电机，32-底座，40-末端执行器。

具体实施方式