[发明专利]一种机器人自动换取套筒装置及其应用

说明书

本发明提供了一种机器人自动换取套筒装置及其应用，属于零部件装配技术领域。本发明包括机器人、套筒储存装置、支撑板、气缸、举升板、连接杆和传感器；支撑板上表面倾斜，套筒储存装置包括套筒放置盒、套筒、钢珠护套、钢珠、弹簧套和弹簧，套筒放置盒与支撑板连接，传感器安装在套筒放置盒背面，传感器与PLC控制系统连接，PLC控制系统控制气缸运动；气缸与举升板连接，连接杆的一端连接套筒储存装置，连接杆的另一端与机器人机械臂末端连接，套筒上设有垫圈，举升板推动弹簧套接触套筒上的垫圈，连接杆插进套筒。本发明可以支持机器人多个作业姿态，可连续更换多个套筒，结构简单。

技术领域

本发明涉及零部件装配技术领域，尤其涉及一种机器人自动换取套筒装置及其应用。

背景技术

随着工业的发展和机器人技术的成熟，零部件的装配过程复杂程度日趋增大，对于当前自动化程度高的复杂操作环境，需要多种规格套筒才能完成不同规格螺栓的装配，传统的人工换取套筒的方式会导致生产过程中不能连续，程序需要中止，效率低下，不能适应机械自动化程度高、安全性高、适应性广的操作场景，而且对于判断套筒是否在线到位缺乏检测和信号反馈，从而无法保证人工换取套筒的安全。因此发明一种机器人自动换取套筒装置，套筒库配合其自动换取套筒系统协同工作，在大幅度缩短操作时间、降低过程成本和提高安全性能方面起到非常重要作用。

在中国专利申请文献CN212946438U中，公开了一种螺栓拧紧工位自动换套筒系统，包括工业机器人、套筒更换模块、拧紧模块及拧紧台，拧紧模块设于工业机器人的机械臂前端，套筒更换模块置于拧紧台的一侧，套筒更换模块包括台座、套筒支架、挡块及螺栓座，套筒支架设于台座的顶部，螺栓座与套筒支架连接，挡块设于套筒支架的顶部，挡块上设有用于卡接拧紧套筒且与螺栓座平行设置的挡孔，台座顶部还设有设备支架，设备支架上设有用于夹紧固定拧紧套筒的卡爪、用于检测拧紧套筒的在位情况的第一传感器及用于检测拧紧套筒与螺栓座连接状况的第二传感器。第一传感器设于卡爪上方且与挡块水平设置，第二传感器与螺栓座水平设置。卡爪与第一传感器通讯，第二传感器与工业机器人通讯。套筒支架包括第一套筒支架及第二套筒支架，第一套筒支架设于台座顶部的一端，第二套筒支架设于台座顶部的另一端，第一套筒支架及第二套筒支架的顶部均设有挡块。螺栓座包括第一螺栓座及第二螺栓座，第一螺栓座与第一套筒支架连接，第二螺栓座与第二套筒支架连接，第一螺栓座与第二螺栓座的螺栓规格不同。拧紧模块包括拧紧支架、拧紧轴、拧紧轴连接转换套及拧紧套筒，拧紧支架设于工业机器人的机械臂前端，拧紧轴设于拧紧支架的一端，拧紧轴的一端连接拧紧轴连接转换套的一端，拧紧轴连接转换套的另一端连接拧紧套筒的一端。拧紧套筒上设有与挡孔配合卡接的卡箍。该方案虽然能实现套筒自动换取功能，但是由于依靠卡爪卡紧套筒，卡爪与第一传感器通讯，通过卡爪的状态来检测套筒的在位情况，带来较高的设计成本，而且结构较为复杂。此外，该方案仅能实现两种规格套筒的相互换取，无法满足需要换取三种或三种以上的套筒的工作要求。

现有技术存在如下不足：

1.现有技术中，都是针对特定的工作环境设计特定的套筒自动换取装置，只能满足较为简单的工作环境，对于要求更换多种规格套筒的工作环境，需要人工参与方能完成，降低了工作效率，存在安全隐患，不能确保工作的连续性。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种机器人自动换取套筒装置，包括机器人、支撑板、气缸、举升板、套筒储存装置、连接杆和传感器；支撑板呈倾斜状态，套筒储存装置包括套筒放置盒、套筒、钢珠护套、钢珠、弹簧套和弹簧，套筒储存装置固定在支撑板上，传感器安装在套筒放置盒背面，传感器与PLC控制系统连接，PLC控制系统控制气缸运动；气缸与举升板连接；钢珠位于钢珠护套中，当需要更换套筒时，气缸推动弹簧套接触到垫圈，钢珠避开位置，以方便连接杆插进套筒，紧接着气缸缩回去，弹簧套挤压钢珠，以压紧连接杆；连接杆的一端连接套筒储存装置，连接杆的另一端与机器人机械臂末端连接。倾斜的支撑板使套筒放置方向更符合机器人作业姿态，并且利用套筒自身重力作用保持向下，避免套筒在车间振动环境而脱离套筒放置盒。本发明的机器人自动换取套筒装置可适应机器人多种作业姿态，可连续换取多个套筒，结构简单。