一種機器人智能末端自動更換裝置的制造方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發明屬于換接機構領域，涉及一種機器人末端自動換接裝置，具體涉及一種機器人智能末端自動更換裝置。
【【背景技術】】
[0002]當前，工業機器人運用的越來越多，范圍也越來越廣，例如焊接、噴涂、打磨、裝配等場合。在不同的場合下，機器人需要在末端裝有不同的末端執行器以適應不同的工作。特別是在復雜的加工或裝配工作中，由于工藝過程復雜，因而需要的末端執行器的種類也是多種多樣，且差別較大。傳統的自動化生產線利用流水線工作，每個工位的機器人負責單一的工作，通過一組機器人完成整個工藝過程。但是，這樣的自動化生產線需要的機器人較多，工作空間較大且成本很高。因而，流水線式作業對于產量較小、產品移動不便、裝配空間狹小等情況下的生產過程并不合適，相反單機器人工作則更加合適。單機器人工作過程需要更換工作頭，目前多采用的是人工手動更換。工作頭更換過程中，一方面，更換工作頭的過程本身很繁瑣；另一方面，每次更換工作頭后機器人都需要重新定位，加工誤差變大。由此種種，極大限制了工業機器人的推廣與普及。
[0003]有鑒于此，已經有學者開始研究機器人末端的自動快速換接裝置以實現工業機器人末端的自動更換。本發明采用工作頭庫存放工藝過程中需要用到的所有工作頭，同時利用固連在機器人末端的公頭和固連在工作頭上的母頭實現快速換接。工作頭庫與機器人末端的配合動作實現母頭與公頭之間的精確定位。本發明實現機器人末端執行器的自動換接，提高了工業機器人在生產過程中的柔性和適應性，有助于工業機器人的推廣與普及。
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【發明內容】
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[0004]本發明的目的是解決上述問題，提供一種機器人智能末端自動更換裝置，該裝置能夠實現機器人末端執行器的自動換接，提高了工業機器人在生產過程中的柔性和適應性，有助于工業機器人的推廣與普及。
[0005]為達到上述目的，本發明采用以下方案予以實現:
[0006]—種機器人智能末端自動更換裝置，包括末端工作頭庫和快速換接機構，快速換接機構由固連在機器人末端的公頭和固連在工作頭上的母頭組成；末端工作頭庫包括頭庫底座，以及安裝在頭庫底座的轉盤，轉盤上設置有若干用于放置工作頭的卡爪；公頭與母頭相配合實現工作頭的快速換接。
[0007]本發明進一步的改進在于:
[0008]所述頭庫底座上安裝驅動電機和轉盤，轉盤通過傳動系統與驅動電機相連，轉盤上安裝有用于放置母頭的若干卡爪；轉盤在驅動電機的驅動下進行轉動，以配合機器人末端的公頭實現工作頭的換接。
[0009]所述轉盤的周向均勻分布至少3個結構相同的卡爪，用于放置工藝過程中需要的工作頭。
[0010]所述公頭包括自上而下依次設置的連接法蘭、直驅裝置、同步驅動裝置、電機罩以及公頭底座；公頭底座上設置有電氣接口公頭、螺紋軸、氣接口公頭以及定位銷；
[0011]母頭包括母頭底座、與定位銷相配合的定位孔、與氣接口公頭相配合的氣接口母頭、與螺紋軸相配合的螺紋孔以及與電氣接口公頭相配合的電氣接口母頭。
[0012]所述定位銷通過緩沖裝置安裝于公頭底座上。
[0013]所述公頭通過連接法蘭與機器人末端相連，直驅裝置非旋轉部分與連接法蘭相連，旋轉部分與公頭底座相連，使直驅裝置能夠帶動公頭底座做旋轉運動。
[0014]所述同步驅動裝置固定在公頭底座上方，電機罩固定在公頭底座的正上方將同步驅動裝置保護在其內，電機罩位于直驅裝置內部；同步驅動裝置的軸穿過公頭底座中心孔與螺紋軸相連，螺紋軸向下末端中心裝有位檢測裝置；同步驅動裝置帶動螺紋軸旋轉實現與母頭的螺紋孔的連接。
[0015]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
[0016]本發明通過轉盤式工作頭庫和快速換接機構的配合工作實現機器人末端執行器的自動更換，利用工作頭庫與機器人的配合工作就可實現整個生產過程，克服了傳統復雜自動化生產線占地面積大的缺點。根據生產要求，只需更改工作頭庫存儲工作頭的種類及數量，可實現不同工藝產品的生產，克服了傳統生產線中機器人工作單一、生產產品固定的缺點，提高了工業機器人在生產加工過程中的柔性與自適應性。
【【附圖說明】】
[0017]圖1是本發明中機器人工作頭庫部分的立體結構示意圖；
[0018]圖2是本發明中智能末端快速換接部分結構示意圖；
[0019]圖3是圖2快速換接部分中公頭部分的立體結構分解圖；
[0020]圖4是圖2快速換接部分中母頭部分的立體結構示意圖。
[0021]其中:1為頭庫底座，2為傳動系統，3為驅動電機，4為轉盤，5為卡爪，6為連接法蘭，7為直驅裝置，8為同步驅動裝置，9為電機罩，10為公頭底座，11為電氣接口公頭，12為螺紋軸，13為定位檢測裝置，14為氣接口公頭，15為定位銷，16為緩沖裝置，17為母頭底座，18為定位孔，19為氣接口母頭，20為螺紋孔，21為電氣接口母頭，22公頭，23母頭。
【【具體實施方式】】
[0022]下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述:
[0023]參見圖1-圖4，本發明由末端工作頭庫和快速換接機構兩部分組成，快速換接機構由固連在機器人末端的公頭22和固連在工作頭上的母頭23組成；其中，末端工作頭庫包括:頭庫底座1、傳動系統2、驅動電機3、轉盤4、卡爪5 ;公頭結構包括:連接法蘭6 ;直驅裝置7、同步驅動裝置8，電機罩9，公頭底座10，電氣接口公頭11，螺紋軸12，定位檢測裝置13，氣接口公頭14，定位銷15，緩沖裝置16 ;母頭結構包括:母頭底座17，定位孔18，氣接口母頭19，螺紋孔20，電氣接口母頭21。工作頭庫轉盤的周向均勻分布著整數個(> 3)相同的卡爪用于放置工藝過程中需要的工作頭。工藝過程中需用的工作頭放置于工作頭庫的卡爪上，工作頭庫與機器人末端配合動作實現母頭與公頭之間的精確定位，再利用固連在機器人末端的公頭和固連在工作頭上的母頭實現快速換接。公頭通過連接法蘭與機器人末端相連，直驅裝置非旋轉部分與連接法蘭相連，旋轉部分與公頭底座相連；實現直驅裝置可以帶動公頭底座做旋轉運動。公頭底座上方固定有一同步驅動裝置，電機罩固定在公頭底座的正上方將同步驅動裝置保護在其內，電機罩位于直驅裝置內部；同步驅動裝置軸穿過公頭底座中心孔與螺紋軸相連，螺紋軸向下末端中心裝有一定位檢測裝置；同步驅動裝置帶動螺紋軸旋轉實現與母頭的螺紋孔的連接。公頭底