一种智能拧螺丝机构制造技术

本发明专利技术涉及一种自动化设备，特别涉及一种智能拧螺丝机构。包括六轴机器人、工作台、工件托盘、弹性压紧装置、螺栓料台及枪头库，其中工作台上设有工件托盘、枪头库及螺栓料台，六轴机器人设置于工作台的一侧、且执行末端设有过渡法兰和弹性压紧装置，弹性压紧装置用于弹性压紧设置于工件托盘上的工件，过渡法兰用于拾取枪头库内的螺钉枪头，且带动螺钉枪头旋转，弹性压紧装置上设有视觉相机。本发明专利技术降低机器人故障率和停机损失，提高生产效率，提高机器人的使用寿命，降低成本。降低成本。降低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种智能拧螺丝机构


[0001]本专利技术涉及一种自动化设备，特别涉及一种智能拧螺丝机构。

技术介绍

[0002]螺栓拧紧往往是某个工业生产任务中占比较大的一项工作，为了提高生产效率，降低工人劳动强度，自动化螺栓拧紧装置得到了越来越广泛的应用。工业机器人因其较高的柔性和易用性，且随着工业机器人技术的不断发展与进步，利用工业机器人和自动螺丝机配合拧紧成为市场主流。现有的机器人螺栓自动拧紧装置大多是直接在机器人六轴法兰盘上固连一螺栓拧紧枪头，利用机器人将枪头定位至取螺栓位并取螺栓，再定位到拧紧位，由机器人的提供螺丝机的空间位置与螺丝机自动拧紧。其存在以下缺陷：
[0003]机器人拧紧螺栓时会将较大的拧紧力矩由六轴依次传递给五轴、四轴、前臂管、三轴、大臂、腰座和底座，使整个机器人本体受到较大拧紧力矩，增加机器人故障率和停机损失，降低机器人的使用寿命。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种智能拧螺丝机构，以规避现有螺栓拧紧机构在螺栓拧紧时，较大的拧紧力矩由六轴依次传递给五轴、四轴、前臂管、三轴、大臂、腰座和底座，使整个机器人本体受到较大拧紧力矩，致使机器人拧紧系统故障率高，停机损失增大的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种智能拧螺丝机构，包括六轴机器人、工作台、工件托盘、弹性压紧装置、螺栓料台及枪头库，其中工作台上设有工件托盘、枪头库及螺栓料台，所述六轴机器人设置于所述工作台的一侧、且执行末端设有过渡法兰和弹性压紧装置，所述弹性压紧装置用于弹性压紧设置于所述工件托盘上的工件，所述过渡法兰用于拾取所述枪头库内的螺钉枪头，且带动所述螺钉枪头旋转，所述弹性压紧装置上设有视觉相机。
[0007]所述弹性压紧装置包括压头、导向杆、压头弹簧及浮动压紧框，其中浮动压紧框安装在六轴机器人末端的外壳上，导向杆为中空结构、且一端可滑动地安装在浮动压紧框上的通孔内，所述压头设置于导向杆的另一端，所述压头弹簧套设于所述导向杆的外侧、且两端分别与浮动压紧框和压头抵接，所述过渡法兰插设于导向杆内。
[0008]所述过渡法兰的末端设有与所述螺钉枪头快速连接的螺钉枪头锁紧机构。
[0009]所述螺钉枪头锁紧机构包括钢球、钢球弹簧及钢球弹簧座，所述过渡法兰的末端端部沿轴向设有定位盲孔，且外圆周上对称设有与所述定位盲孔连通的径向通孔，所述径向通孔的外侧端与钢球弹簧座螺纹连接，内侧端为锥形孔，所述钢球和钢球弹簧容置于所述径向通孔内、且所述钢球弹簧将所述钢球压紧在所述锥形孔内，所述螺钉枪头的连接端与所述定位盲孔配合、且通过两侧的所述钢球锁紧。
[0010]所述螺钉枪头的连接端对称设有用于与所述钢球配合的凹槽。
[0011]所述枪头库上设有多个螺钉枪头放置槽，所述枪头库的上方设有枪头快换板，所述枪头快换板上设有多个与各螺钉枪头放置槽相对应的限位豁口，所述限位豁口用于对螺钉枪头轴向限位。
[0012]所述六轴机器人包括依次转动连接的机器人底座、机器人腰座、机器人大臂、机器人三轴、机器人四轴、机器人五轴及机器人六轴，所述弹性压紧装置与机器人五轴连接，所述过渡法兰与机器人六轴连接。
[0013]所述机器人三轴包括机器人前臂管及用于驱动所述机器人前臂管转动的三轴驱动机构，所述三轴驱动机构包括机器人三轴电机和机器人三轴减速机，机器人三轴电机设置于所述机器人大臂上、且输出端与机器人三轴减速机的输入轴连接，所述机器人三轴减速机的输出轴与所述机器人前臂管连接。
[0014]所述机器人前臂管内设有内到外依次嵌套的机器人六轴第一传动轴、机器人五轴第一传动轴及机器人四轴第一传动轴，所述机器人四轴第一传动轴的一端通过四轴输入端齿轮传动机构与机器人四轴电机的输出轴连接，另一端与机器人四轴减速机的输入轴连接，机器人四轴减速机的输出端与机器人四轴连接；
[0015]所述机器人五轴第一传动轴的一端通过五轴输入端齿轮传动机构与机器人五轴电机的输出端连接，另一端通过五轴输出端齿轮传动机构与机器人五轴减速机的输入轴连接，机器人五轴减速机的输出轴与机器人五轴连接；
[0016]所述机器人六轴第一传动轴的一端通过六轴输入端齿轮传动机构与机器人六轴电机的输出轴连接，另一端通过六轴输出端传动机构与机器人六轴减速机的输入轴连接，机器人六轴减速机的输出轴与机器人六轴连接；
[0017]所述机器人四轴电机、机器人五轴电机及机器人六轴电机均设置于所述机器人前臂管外侧端部。
[0018]所述六轴输出端传动机构包括机器人六轴第三传动轴输出端圆锥齿轮、机器人六轴第三传动轴、机器人六轴第三传动轴输入端圆柱齿轮、机器人六轴第二传动轴、机器人六轴第二传动轴输出端圆柱齿轮、机器人六轴第一传动轴输出端圆锥齿轮及机器人六轴第二传动轴输入端圆锥齿轮，其中机器人六轴第二传动轴和机器人六轴第三传动轴均与机器人六轴第一传动轴垂直布设、且可转动，机器人六轴第二传动轴输入端圆锥齿轮设置于机器人六轴第二传动轴的一端、且与设置于所述机器人六轴第一传动轴上的机器人六轴第一传动轴输出端圆锥齿轮啮合，机器人六轴第二传动轴输出端圆柱齿轮设置于机器人六轴第二传动轴的另一端，机器人六轴第三传动轴输入端圆柱齿轮设置于机器人六轴第三传动轴的输入端、且与机器人六轴第二传动轴输出端圆柱齿轮啮合，机器人六轴第三传动轴输出端圆锥齿轮设置于机器人六轴第三传动轴的输出端，机器人六轴减速机的输出轴与机器人六轴连接，机器人六轴减速机输入端圆锥齿轮设置于机器人六轴减速机输入轴上、且与机器人六轴第三传动轴输出端圆锥齿轮啮合。
[0019]本专利技术的优点及有益效果是：本专利技术基于工业机器人本身的动力传动特性及弹性压紧装置的弹簧弹性压力促使压头与工件之间形成较大的静摩擦，来克服较大拧紧力矩传递给整个机器人本体。即本专利技术在机器人五轴的外壳上固连一弹性压紧装置，在螺栓拧紧过程中，弹性压紧装置的压头与工件接触，弹簧受压使得压头与工件之间形成较大的静摩擦，这样拧紧力矩由六轴传递给五轴，五轴外壳上的弹性压紧装置与工件之间的静摩擦就
克服了拧紧力矩，而不会传递给四轴、前臂管、三轴、大臂、腰座和底座，从而降低机器人故障率和停机损失，提高生产效率，提高机器人的使用寿命，降低成本。
[0020]本专利技术的六轴机器人可快速拾取或放置枪头库内的螺栓枪头，提高生产效率。
[0021]本专利技术的三轴臂内集成了传动轴组件，空间位置更加优化，能适应受限的螺丝锁定作业空间。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的轴测图；
[0023]图2为本专利技术的主视图；
[0024]图3为图2的A-A剖视图；
[0025]图4为图3中Ⅰ处放大图；
[0026]图5为图4中Ⅱ处放大图；
[0027]图6为本专利技术中工作台的结构示意图；
[0028]图7为图6的Ⅲ处放大图；
[0029]图8为本专利技术中智能机器人的结构示意图；
[0030]图9为图8的B-B剖视图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能拧螺丝机构，其特征在于，包括六轴机器人、工作台(55)、工件托盘(58)、弹性压紧装置(73)、螺栓料台及枪头库(69)，其中工作台(55)上设有工件托盘(58)、枪头库(69)及螺栓料台，所述六轴机器人设置于所述工作台(55)的一侧、且执行末端设有过渡法兰(49)和弹性压紧装置(73)，所述弹性压紧装置(73)用于弹性压紧设置于所述工件托盘(58)上的工件，所述过渡法兰(49)用于拾取所述枪头库(69)内的螺钉枪头，且带动所述螺钉枪头旋转，所述弹性压紧装置(73)上设有视觉相机(65)。2.根据权利要求1所述的智能拧螺丝机构，其特征在于，所述弹性压紧装置(73)包括压头(61)、导向杆(62)、压头弹簧(63)及浮动压紧框(64)，其中浮动压紧框(64)安装在六轴机器人末端的外壳上，导向杆(62)为中空结构、且一端可滑动地安装在浮动压紧框(64)上的通孔内，所述压头(61)设置于导向杆(62)的另一端，所述压头弹簧(63)套设于所述导向杆(62)的外侧、且两端分别与浮动压紧框(64)和压头(61)抵接，所述过渡法兰(49)插设于导向杆(62)内。3.根据权利要求1所述的智能拧螺丝机构，其特征在于，所述过渡法兰(49)的末端设有与所述螺钉枪头快速连接的螺钉枪头锁紧机构。4.根据权利要求3所述的智能拧螺丝机构，其特征在于，所述螺钉枪头锁紧机构包括钢球(50)、钢球弹簧(51)及钢球弹簧座(52)，所述过渡法兰(49)的末端端部沿轴向设有定位盲孔，且外圆周上对称设有与所述定位盲孔连通的径向通孔，所述径向通孔的外侧端与钢球弹簧座(52)螺纹连接，内侧端为锥形孔，所述钢球(50)和钢球弹簧(51)容置于所述径向通孔内、且所述钢球弹簧(51)将所述钢球(50)压紧在所述锥形孔内，所述螺钉枪头的连接端与所述定位盲孔配合、且通过两侧的所述钢球(50)锁紧。5.根据权利要求4所述的智能拧螺丝机构，其特征在于，所述螺钉枪头的连接端对称设有用于与所述钢球(50)配合的凹槽。6.根据权利要求1所述的智能拧螺丝机构，其特征在于，所述枪头库(69)上设有多个螺钉枪头放置槽(74)，所述枪头库(69)的上方设有枪头快换板(71)，所述枪头快换板(71)上设有多个与各螺钉枪头放置槽(74)相对应的限位豁口(72)，所述限位豁口(72)用于对螺钉枪头轴向限位。7.根据权利要求1所述的智能拧螺丝机构，其特征在于，所述六轴机器人包括依次转动连接的机器人底座(4)、机器人腰座(6)、机器人大臂(7)、机器人三轴(8)、机器人四轴(23)、机器人五轴(28)及机器人六轴(30)，所述弹性压紧装置(73)与机器人五轴(28)连接，所述过渡法兰(49)与机器人六轴(30)连接。8.根据权利要求7所述的智能拧螺丝机构，其特征在于，所述机器人三轴(8)包括机器人前臂管(20)及用于驱动所述机器人前臂管(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金涛，朱维金，郭海冰，刘长斌，崔健，张野，王学姚，王永胜，王尚东，王硕，于景峰，王化明，
申请(专利权)人：天津新松机器人自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：