[发明专利]汽车板簧淬火工序辅助机器人

权利要求书

1.一种汽车板簧淬火工序辅助机器人，包括检测系统、控制系统和执行系统，检测系统和执行系统分别通过信号总线与控制系统相连接，其特征在于，所述检测系统包括激光传感器（1.5）和视觉传感器（3.2），激光传感器（1.5）设置在板簧加热炉（1.8）前且位于传送带（1.3）一侧，控制系统包括工业PC机，执行系统包括底座组件，底座组件与机械臂组件活动连接，机械臂组件通过夹具旋转臂（3.3）与机械夹具（3.1）活动连接，夹具旋转臂（3.3）下端设置有视觉传感器（3.2）；所述机械夹具（3.1）包括夹具固定架（4.6），夹具固定架（4.6）与夹具旋转臂（3.3）固定连接，夹具固定架（4.6）上部设有齿轮系（4.3）和旋转电机，旋转电机与齿轮系（4.3）相连接，齿轮系（4.3）下部设置的齿条（4.4）相啮合，齿条（4.4）下部设有导轨滑块机构（4.5），导轨滑块机构（4.5）下部设有夹具臂（4.2），夹具臂（4.2）下部设有夹具垫片（4.1）；所述激光传感器（1.5）和视觉传感器（3.2）分别通过信号总线与工业PC机相连接，旋转电机通过信号总线与工业PC机相连接；所述齿轮系（4.3）包括两组相啮合的齿轮（5.4），齿轮（5.4）通过电机轴与旋转电机相连接，每组齿轮（5.4）下部均对应的设有齿条（4.4），两组齿条（4.4）位于同一直线上，导轨滑块机构（4.5）滑动设置在夹具固定架（4.6）内，导轨滑块机构（4.5）两侧设有滑块（5.3），夹具固定架（4.6）下部设置有导轨（5.8），滑块（5.3）与导轨（5.8）相配合。

2.根据权利要求1所述的汽车板簧淬火工序辅助机器人，其特征在于，所述底座组件包括底座（3.11），底座（3.11）通过底座旋转机构（3.10）与旋转底座（3.9）活动连接，旋转底座（3.9）上部通过旋转固定轴与机械臂Ⅰ（3.7）下部相连接，旋转底座（3.9）下部通过伺服电动缸（3.8）与机械臂Ⅰ（3.7）上部相连接。

3.根据权利要求1所述的汽车板簧淬火工序辅助机器人，其特征在于，所述机械臂组件包括机械臂Ⅰ（3.7）、机械臂Ⅱ（3.5）和机械臂Ⅲ（3.4），机械臂Ⅰ（3.7）通过机械臂Ⅱ旋转机构（3.6）与机械臂Ⅱ（3.5）相连接，机械臂Ⅱ（3.5）通过机械臂Ⅲ旋转机构与机械臂Ⅲ（3.4）相连接，机械臂Ⅲ（3.4）通过夹具旋转机构与夹具旋转臂（3.3）相连接。

4.根据权利要求2所述的汽车板簧淬火工序辅助机器人，其特征在于，所述底座旋转机构（3.10）包括联轴器、电机（4.9）和减速器（4.10），电机（4.9）和减速器（4.10）相配合通过联轴器带动机械夹具（3.1）旋转，减速器（4.10）为220v-250w-040涡轮减速器。

5.根据权利要求3所述的汽车板簧淬火工序辅助机器人，其特征在于，所述机械臂Ⅱ旋转机构、机械臂Ⅲ旋转机构和夹具旋转机构包括联轴器、电机（4.9）和减速器（4.10），电机（4.9）和减速器（4.10）相配合通过联轴器带动机械臂组件旋转，减速器（4.10）为220v-250w-040涡轮减速器。

6.根据权利要求1所述的汽车板簧淬火工序辅助机器人，其特征在于，所述激光传感器（1.5）为HJ-X12PPT激光传感器。

7.根据权利要求1所述的汽车板簧淬火工序辅助机器人，其特征在于，所述视觉传感器（3.2）为XS-001视觉传感器。

8.根据权利要求1所述的汽车板簧淬火工序辅助机器人，其特征在于，其具体工作方法如下：

1）一台板簧淬火辅助机器人（1.4）固定设置在两台淬火机后方；

2）激光传感器（1.5）检测板簧初始位置（1.6）并传输至工业PC机，工业PC机对板簧的位置、传送带的传输速度以及板簧尺寸综合计算得出板簧淬火辅助机器人（1.4）开始的动作时间，并在相应动作时间时，工业PC机向板簧淬火辅助机器人（1.4）发送动作指令；

3）板簧淬火辅助机器人底座（3.11）旋转至合适位置，并启动底座（3.11）上的伺服电动缸（3.8），使机械臂Ⅰ（3.7）转动到预设位置并启动连接机械臂Ⅰ（3.7）与机械臂Ⅱ（3.5）之间的伺服电机，调节机械臂Ⅱ（3.5）至合适位置时启动机械臂Ⅲ的电机（4.9）使机械臂Ⅲ（3.4）转动到预设位置，最后调节夹具旋转臂（3.3）使机械臂Ⅲ（3.4）正对传送带（1.3）；

4）板簧传输至机械夹具（3.1）正下方时，视觉传感器（3.2）检测到板簧位置实时传输至工业PC机，工业PC机对接收的板簧位置信息进行判断并处理后向机器人发送动作指令，调节机械臂Ⅱ（3.5）下降同时调节电机（4.9）使齿轮（5.4）转动带动夹具垫片（4.1）进行夹取板簧；当板簧抓取成功时，电机（4.9）处于自锁状态；当板簧抓取未成功时，视觉传感器（3.2）可检测出板簧在传送带上的准确位置即板簧与传送带两侧的角度，将检测信号通过信号总线反馈给控制系统，控制系统调控机械臂Ⅲ（3.4）与机械夹具（3.1）可实现再次夹取，工业PC机再次根据板簧位置信息计算板簧淬火辅助机器人（1.4）动作时间，随后向板簧淬火辅助机器人（1.4）发送动作指令，直至板簧抓取成功；

5）当板簧抓取成功后电机处于自锁状态时，工业PC机向板簧淬火辅助机器人（1.4）发送动作指令，板簧淬火辅助机器人（1.4）调节机械臂Ⅱ（3.5）至空间坐标系统中预设位置，将板簧放置淬火机上进行淬火处理，此时，板簧淬火辅助机器人（1.4）动作完成并复位等待下一个动作指令。