CN110193564A - 一种机器人七轴联动折弯跟随的装置及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人七轴联动折弯跟随的装置及工作方法,包括，折弯机，用于对钣金件进行折弯；上料架，位于折弯机的一侧，其用于放置待弯折的钣金件；吸盘架，位于折弯机的另一侧，其用于放置吸盘；位于折弯机前方的跟随机器人，跟随机器人包括底座、机器人底板以及固定在机器人底板上的机械臂，底座上固定有导轨，导轨上滑动连接有滑块，滑块与机器人底板的下表面固定连接，机器人底板的下表面固定有连接板，连接板连接有驱动机器人底板运动的驱动机构，驱动机构固定在底座上。通过在折弯机的前方设置跟随机器人，代替了传统折弯装置只能在有限的半径内通过六轴联动将吸取的钣金件进行弯折，灵活性差，无法满足庞大而繁重的产品生产需求。

Description

一种机器人七轴联动折弯跟随的装置及工作方法

技术领域

本发明涉及钣金加工设备技术领域，特别是涉及一种机器人七轴联动折弯跟随的装置及工作方法。

背景技术

金属板材加工就叫钣金加工，具体譬如利用板材制作烟囱、铁桶、油箱油壶、通风管道、弯头大小头、漏斗形、厨具洗盆、电箱电柜、冷柜内板、快递储柜、垃圾分类柜等，主要工序是剪切、折弯扣边、弯曲成型、焊接以及铆接等，钣金件就是薄板五金件，也就是可以通过冲压、弯曲、拉伸等手段来加工的零件， 而折弯机是一种能够对薄板进行折弯的机器。

利用折弯机可以很方便的将钣金进行折弯，目前使用的钣金折弯装置通过工业机器人来固定住钣金件，然后再通过工业机器人将钣金放入到折弯装置内进行弯折，可以很好的实现对钣金进行弯曲，但是现有的机器人都只能处在某个固定的位置，使得机器人只能进行六轴的联动，无法实现对折弯工件的实时跟随，无法满足生产需求，且限制了它的灵活性和扩展性。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种灵活性好，能够实时跟随折弯工件的钣金折弯装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种机器人七轴联动折弯跟随的装置, 包括，

折弯机，用于对钣金件进行折弯；

上料架，位于折弯机的一侧，其用于放置待弯折的钣金件；

吸盘架，位于折弯机的另一侧，其用于放置吸盘；

位于折弯机前方的跟随机器人，所述跟随机器人包括底座、机器人底板以及固定在机器人底板上的机械臂，所述底座上固定有导轨，所述导轨上滑动连接有滑块，所述滑块与机器人底板的下表面固定连接，所述机器人底板的下表面固定有连接板，所述连接板连接有驱动机器人底板运动的驱动机构，所述驱动机构固定在底座上。

作为优选方案，所述驱动机构包括丝杆、电机固定座以及固定在电机固定座上的第七轴电机，所述电机固定座固定在底座上，所述第七轴电机的输出端与丝杆的一端通过联轴器连接，所述连接板可滑动地与丝杆连接。

作为优选方案，所述连接板上开设有圆孔，所述圆孔内镶嵌有轴承，所述轴承可转动地连接在丝杆上。

作为优选方案，还包括防护罩，所述防护罩与底座固定连接并形成腔室，所述丝杆、电机固定座和第七轴电机均位于腔室内，所述防护罩上开设有供连接板伸入与丝杆连接的开口。

作为优选方案，所述导轨的上方设有用于对导轨保护的导轨保护罩，所述导轨保护罩与底座连接。

作为优选方案，还包括用于收纳电线的拖链，所述拖链位于丝杆的侧面且放置在底座表面上。

作为优选方案，所述机械臂包括第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂的下端固定在机器人底座上，所述第一机械臂的上端与第二机械臂活动连接，所述第二机械臂的另一端活动连接有用于与吸盘连接的安装件。

作为优选方案，还包括下料托板，所述下料托板位于跟随机器人的右侧，其用于对弯折好的钣金进行支撑。

上述的机器人七轴联动折弯跟随的装置的工作方法，包括以下步骤：

步骤1）：分别将待折弯的钣金原材料和吸盘摆放到上料架和吸盘架上；

步骤2）：跟随机器人启动，从吸盘架上选取与待折弯钣金原材料的吸盘；

步骤3）：跟随机器人往上料架方向移动，然后从上料架上吸取待折弯的钣金原材料，并进行二次定位；

步骤4）：当步骤3）中跟随机器人移动到位后，吸取的待折弯钣金原材料伸入到折弯机内，然后启动折弯机进行折弯，在待折弯钣金原材料折弯的过程中，第七轴电机启来驱动跟随机器人对待折弯钣金原材料进行跟随补偿；

步骤5）：当完成步骤4）后，跟随机器人移动至安全位置，等待是否需要进行下一刀的跟随折弯指令，若没有收到下一刀跟随折弯指令，跟随机器人往下料托板方向移动，将折弯完成的产品放至到下料托板上；若收到下一刀跟随折弯指令，重复上述步骤3）的动作；

作为优选方案，所述步骤4）中跟随机器人的跟随补偿过程如下：若待折弯钣金原材料放入到折弯机内向右偏移折弯位置，第七轴电机驱动丝杆进行顺时针旋转，使得通过连接板与丝杆连接的机器人底板往左移动，带动机械臂往左移动进行位置补偿；若待折弯钣金原材料放入到折弯机内向左偏移折弯位置，第七轴电机驱动丝杆进行逆时针旋转，使得通过连接板与丝杆连接的机器人底板往右移动，带动机械臂往右移动进行位置补偿。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：将待折弯的钣金件放置到上料架上，然后跟随机器人中的驱动机构启动，驱动机构驱动连接板往吸盘架的一侧移动，进而推动固定在机器人底板上的机械臂向吸盘架方向移动来选取合适的吸盘，当机械臂选取好吸盘后，驱动机构驱动机械臂往上料架方向移动，当移动到上料架的前方时，机械臂伸向上料架上通过机械臂上的吸盘来吸取上料架上的待折弯的钣金件，当吸取到待折弯的钣金件后，驱动机构驱动机械臂调整到合适的位置，然后折弯机启动，机械臂将吸取的待折弯的钣金件伸入到折弯机中进行折弯，在折弯机对钣金件进行折弯的过程中，驱动机构继续驱动机械臂进行移动，保证了机械臂能够始终跟随着钣金件进行移动，通过在机器人的下方增加驱动机器人移动的驱动机构，实现了对钣金件折弯的七轴联动，使得产品的运动轨迹方向能够产生补偿，并精准完成产品的折弯跟随，工差在产品允许范围内，相比传统折弯装置只能在有限的半径内通过六轴联动将吸取的钣金件进行弯折，该装置灵活性更好，折弯效果好，能够满足庞大而繁重的产品生产需求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明钣金折弯装置的示意图。

图2是本发明钣金折弯装置中跟随机器人的示意图。

图3是跟随机器人中驱动机构的示意图。

图4是跟随机器人中机械臂的示意图。

图5是本发明钣金折弯装置的工作步骤流程图。

1-折弯机；2-吸盘架；3-上料架；4-跟随机器人；41-底座；42-机器人底板；43-机械臂；431-第一机械臂；432-第二机械臂；433-安装件；44-导轨保护罩；45-防护罩；46-开口；47-第七轴电机；48-联轴器；49-丝杆；410-连接板；411-导轨；412-滑块；413-电机固定座；414-拖链；5-下料托板；6-围栏铁网；7-吸盘。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

在本发明中，需要说明的是，术语 “上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

请参照图1，一种机器人七轴联动折弯跟随的装置, 包括，

折弯机1，用于对钣金件进行折弯；

上料架3，位于折弯机1的一侧，其用于放置待折弯的钣金件；

吸盘架2，位于折弯机1的另一侧，其用于放置吸盘；

位于折弯机1前方的跟随机器人4，所述跟随机器人4包括底座41、机器人底板42以及固定在机器人底板41上的机械臂43，所述底座41上固定有导轨411，所述导轨411上滑动连接有滑块412，所述滑块412与机器人底板42的下表面固定连接，所述机器人底板42的下表面固定有连接板410，所述连接板410连接有驱动机器人底板42运动的驱动机构，所述驱动机构固定在底座41上；

下料托板5，位于跟随机器人4的右侧，其用于对弯折好的钣金进行支撑；

上述的折弯机1、上料架3、吸盘架2、下料托板5和跟随机器人4均被围栏铁网6包围住，防止机器在操作的过程中工人跑进到折弯装置的工作区域内造成危险。

由上述描述可知，将待折弯的钣金件放置到上料架3上，然后跟随机器人4中的驱动机构启动，驱动机构驱动连接板往吸盘架2的一侧移动，进而推动固定在机器人底板上的机械臂43向吸盘架2方向移动来选取合适的吸盘，当机械臂43选取好吸盘后，驱动机构驱动机械臂43往上料架方向移动，当移动到上料架3的前方时，机械臂43伸向上料架3上通过机械臂43上的吸盘来吸取上料架3上的待折弯的钣金件，当吸取到待折弯的钣金件后，驱动机构驱动机械臂43调整到合适的位置，然后折弯机1启动，机械臂43将吸取的待折弯的钣金件伸入到折弯机1中进行折弯，在折弯机1对钣金件进行折弯的过程中，驱动机构继续驱动机械臂43进行移动，保证了机械臂43能够始终跟随着钣金件进行移动，通过在机器人的下方增加驱动机器人移动的驱动机构，实现了对钣金件折弯的七轴联动，使得产品的运动轨迹方向能够产生补偿，并精准完成产品的折弯跟随，工差在产品允许范围内，相比传统折弯装置只能在有限的半径内通过六轴联动将吸取的钣金件进行弯折，该装置灵活性更好，折弯效果好，能够满足庞大而繁重的产品生产需求。

具体地请参照图2和图3，所述驱动机构包括丝杆49、电机固定座413以及固定在电机固定座413上的第七轴电机47，所述电机固定座413固定在底座41上，所述第七轴电机47的输出端与丝杆49的一端通过联轴器48连接，所述连接板410可滑动地与丝杆49连接，其中，连接板410与丝杆49的具体连接结构为：连接板410上开设有圆孔，圆孔内镶嵌有轴承，轴承可转动地连接在丝杆49上。

还包括防护罩45，所述防护罩45与底座41固定连接并形成腔室，所述丝杆49、电机固定座413和第七轴电机47均位于腔室内，所述防护罩45上开设有供连接板410伸入与丝杆49连接的开口46，同时导轨411的上方设有用于对导轨411保护的导轨保护罩44，导轨保护罩44与底座41连接。

采用上述方案，将丝杆49、电机固定座413和第七轴电机47设置在防护罩45内是为了防止外界的灰尘和杂质落到丝杆49和电机47内，使得连接板410在丝杆49上的滑动造成影响，同时缩短丝杆49和电机47的使用寿命；导轨保护罩44的设置能够有效地减轻灰尘或杂质对滑块412在导轨411上的滑动造成影响，保证滑块412能够在导轨411上的滑动更加的顺畅。

还包括用于收纳电线的拖链414，所述拖链414位于丝杆49的侧面且放置在底座41表面上。

采用上述方案，拖链414的设置保证了跟随机器人在跟随移动的过程中不会使得电线造成相互缠绕，从而对电线造成损坏。

具体地请参照图4，，所述机械臂43包括第一机械臂431和第二机械臂432，所述第一机械臂431的下端固定在机器人底座42上，所述第一机械臂431的上端与第二机械臂432活动连接，所述第二机械臂432的另一端活动连接有用于与吸盘7连接的安装件433。

请参照图5，上述的机器人七轴联动折弯跟随的装置的工作方法，包括以下步骤：

步骤1）：分别将待折弯的钣金原材料和吸盘摆放到上料架和吸盘架上；

步骤2）：跟随机器人启动，从吸盘架上选取与待折弯钣金原材料的吸盘；

步骤3）：跟随机器人往上料架方向移动，然后从上料架上吸取待折弯的钣金原材料，并进行二次定位；

步骤4）：当步骤3）中跟随机器人移动到位后，吸取的待折弯钣金原材料伸入到折弯机内，然后启动折弯机进行折弯，在待折弯钣金原材料折弯的过程中，第七轴电机启动来驱动跟随机器人始终跟随着移动；

步骤5）：当完成步骤4）后，跟随机器人移动至安全位置，等待是否需要进行下一刀的跟随折弯指令，若没有收到下一刀跟随折弯指令，跟随机器人往下料托板方向移动，将折弯完成的产品放至到下料托板上；若收到下一刀跟随折弯指令，重复上述步骤3）的动作。

进一步地，上述步骤4）中跟随机器人的跟随补偿过程如下：若待折弯钣金原材料放入到折弯机内向右偏移折弯位置，第七轴电机驱动丝杆进行顺时针旋转，使得通过连接板与丝杆连接的机器人底板往左移动，带动机械臂往左移动进行位置补偿；若待折弯钣金原材料放入到折弯机内向左偏移折弯位置，第七轴电机驱动丝杆进行逆时针旋转，使得通过连接板与丝杆连接的机器人底板往右移动，带动机械臂往右移动进行位置补偿。通过算法计算出待折弯钣金原材料偏移的位置，然后第七电机驱动丝杆进行顺时针或逆时针进行旋转，带动连接在机器人底板上的机器臂向左或向右移动，从而将待折弯钣金原材料移动回到折弯机的折弯位置内，实现了对待弯折钣金原材料的跟随补偿，避免在加工的过程中偏移折弯位置，影响加工的精度。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点 ,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种机器人七轴联动折弯跟随的装置，其特征在于：包括，

折弯机，用于对钣金件进行折弯；

上料架，位于折弯机的一侧，其用于放置待弯折的钣金件；

吸盘架，位于折弯机的另一侧，其用于放置吸盘；

位于折弯机前方的跟随机器人，所述跟随机器人包括底座、机器人底板以及固定在机器人底板上的机械臂，所述底座上固定有导轨，所述导轨上滑动连接有滑块，所述滑块与机器人底板的下表面固定连接，所述机器人底板的下表面固定有连接板，所述连接板连接有驱动机器人底板运动的驱动机构，所述驱动机构固定在底座上。

2.根据权利要求1所述的机器人七轴联动折弯跟随的装置及工作方法，其特征在于：所述驱动机构包括丝杆、电机固定座以及固定在电机固定座上的第七轴电机，所述电机固定座固定在底座上，所述第七轴电机的输出端与丝杆的一端通过联轴器连接，所述连接板可滑动地与丝杆连接。

3.根据权利要求2所述的机器人七轴联动折弯跟随的装置及工作方法，其特征在于：所述连接板上开设有圆孔，所述圆孔内镶嵌有轴承，所述轴承可转动地连接在丝杆上。

4.根据权利要求2所述的机器人七轴联动折弯跟随的装置及工作方法，其特征在于：还包括防护罩，所述防护罩与底座固定连接并形成腔室，所述丝杆、电机固定座和第七轴电机均位于腔室内，所述防护罩上开设有供连接板伸入与丝杆连接的开口。

5.根据权利要求1所述的机器人七轴联动折弯跟随的装置及工作方法，其特征在于：所述导轨的上方设有用于对导轨保护的导轨保护罩，所述导轨保护罩与底座连接。

6.根据权利要求2所述的机器人七轴联动折弯跟随的装置及工作方法，其特征在于：还包括用于收纳电线的拖链，所述拖链位于丝杆的侧面且放置在底座表面上。

7.根据权利要求1所述的机器人七轴联动折弯跟随的装置及工作方法，其特征在于：所述机械臂包括第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂的下端固定在机器人底座上，所述第一机械臂的上端与第二机械臂活动连接，所述第二机械臂的另一端活动连接有用于与吸盘连接的安装件。

8.根据权利要求1所述的机器人七轴联动折弯跟随的装置及工作方法，其特征在于：还包括下料托板，所述下料托板位于跟随机器人的右侧，其用于对弯折好的钣金进行支撑。

9.一种如权利要1所述的机器人七轴联动折弯跟随的装置的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1）：分别将待折弯的钣金原材料和吸盘摆放到上料架和吸盘架上；

步骤2）：跟随机器人启动，从吸盘架上选取与待折弯钣金原材料的吸盘；

步骤3）：跟随机器人往上料架方向移动，然后从上料架上吸取待折弯的钣金原材料，并进行二次定位；

步骤4）：当步骤3）中跟随机器人移动到位后，吸取的待折弯钣金原材料伸入到折弯机内，然后启动折弯机进行折弯，在待折弯钣金原材料折弯的过程中，第七轴电机启来驱动跟随机器人对待折弯钣金原材料进行跟随补偿；

步骤5）：当完成步骤4）后，跟随机器人移动至安全位置，等待是否需要进行下一刀的跟随折弯指令，若没有收到下一刀跟随折弯指令，跟随机器人往下料托板方向移动，将折弯完成的产品放至到下料托板上；若收到下一刀跟随折弯指令，重复上述步骤3）的动作。

10.根据权利要求9所述的机器人七轴联动折弯跟随的装置的工作方法，其特征在于：所述步骤4）中跟随机器人的跟随补偿过程如下：若待折弯钣金原材料放入到折弯机内向右偏移折弯位置，第七轴电机驱动丝杆进行顺时针旋转，使得通过连接板与丝杆连接的机器人底板往左移动，带动机械臂往左移动进行位置补偿；若待折弯钣金原材料放入到折弯机内向左偏移折弯位置，第七轴电机驱动丝杆进行逆时针旋转，使得通过连接板与丝杆连接的机器人底板往右移动，带动机械臂往右移动进行位置补偿。