粉末冶金機(jī)器人及其抓取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及機(jī)器人，具體涉及一種用于抓取冶金塊的粉末冶金機(jī)器人及其抓取方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 粉末冶金材料是指不經(jīng)熔爐和鑄造，直接用幾種金屬粉末或非金屬粉末，通過配 制、壓制成型，燒結(jié)和后處理等制成的材料。成型的冶金塊制作出來后，目前還需要人工的 取出，不但效率低，而且還增加了用人成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的旨在提供一種可自動(dòng)抓取冶金塊的機(jī)器人。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 粉末冶金機(jī)器人，包括工作臺(tái)，安裝于工作臺(tái)上的支架，安裝于支架上的X軸橫移滑軌， 安裝于X軸橫移滑軌上的Z軸移動(dòng)滑軌，用于驅(qū)動(dòng)Z軸移動(dòng)滑軌在X軸橫移滑軌上往復(fù)移動(dòng)的 第一電機(jī)，在Z軸移動(dòng)滑軌上安裝有Y軸擺動(dòng)裝置，在第二電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，Y軸擺動(dòng)裝置在Z軸 移動(dòng)滑軌上往復(fù)移動(dòng);該Y軸擺動(dòng)裝置包括安裝于Z軸移動(dòng)滑軌上的電機(jī)安裝板，電機(jī)安裝 板上安裝有第三電機(jī)，第三電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上固定安裝有擺臂，在擺臂的末端安裝有抓手，在 第三電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，擺臂在Y軸方向來回?cái)[動(dòng);該第一電機(jī)、第二電機(jī)以及第三電機(jī)的工作 均由機(jī)器人控制系統(tǒng)控制。
[0005] 所述擺臂包括安裝于第三電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的第一同步帶輪，在第一同步帶輪上固定 安裝有同步帶，在同步帶的另一端固定安裝有第二同步帶輪，在第二同步帶輪上固定裝有 抓手安裝板，抓手安裝板上安裝有抓手； 在所述抓手安裝板上安裝有旋轉(zhuǎn)氣缸，旋轉(zhuǎn)氣缸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上安裝有清掃件。
[0006] 在所述第一同步帶輪和第二同步帶輪之間安裝有擺臂外殼，在同步帶上安裝有張 緊器。
[0007]在所述工作臺(tái)上設(shè)置有用于放置冶金塊的圓盤。
[0008] 在所述圓盤的外圍設(shè)置有護(hù)板。
[0009] 所述清掃件為毛刷。
[0010] 所述機(jī)器人控制系統(tǒng)為PLC控制系統(tǒng)。
[0011] 本發(fā)明的另一目的在于，提供一種粉末冶金機(jī)器人抓取冶金塊的方法，具體包括 如下步驟： S 1、在工作臺(tái)上建立坐標(biāo)系，以原點(diǎn)0為起始點(diǎn)建立起水平面坐標(biāo)系，標(biāo)記為(0,0)、 (〇，1)……..（n，m)，其中n、m均為整數(shù);將工作臺(tái)上用于放置冶金塊的區(qū)域標(biāo)記為S坐標(biāo) 群，并將S坐標(biāo)群內(nèi)的坐標(biāo)點(diǎn)儲(chǔ)存記錄至機(jī)器人控制系統(tǒng)中； S2、機(jī)器人控制系統(tǒng)控制第一電機(jī)、第二電機(jī)協(xié)同動(dòng)作，將抓手以水平直線的方式移動(dòng) 至冶金塊的上方，抓手動(dòng)作，將冶金塊抓??； 53、 機(jī)器人控制系統(tǒng)再次控制第一電機(jī)、第二電機(jī)協(xié)同動(dòng)作，將抓手以水平直線的方式 移動(dòng)到工作臺(tái)上，此時(shí)機(jī)器人控制系統(tǒng)讀取抓手在工作臺(tái)上的坐標(biāo)點(diǎn)，并將讀取到的坐標(biāo) 點(diǎn)與其存儲(chǔ)記錄的S坐標(biāo)群相比較:若讀取到的坐標(biāo)點(diǎn)與S坐標(biāo)群內(nèi)的某一坐標(biāo)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)， 則抓手松開，冶金塊落入到放置區(qū)域中；若讀取到的坐標(biāo)點(diǎn)與S坐標(biāo)群內(nèi)的所有坐標(biāo)點(diǎn)均不 對(duì)應(yīng)，則機(jī)器人控制系統(tǒng)繼續(xù)控制第一電機(jī)、第二電機(jī)協(xié)同動(dòng)作，移動(dòng)抓手的位置，直至機(jī) 器人控制系統(tǒng)讀取到的坐標(biāo)點(diǎn)與S坐標(biāo)群內(nèi)的某一坐標(biāo)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，然后抓手松開，冶金塊落 入放置區(qū)域中； 54、 機(jī)器人控制系統(tǒng)將步驟S3中抓手松開時(shí)抓手在工作臺(tái)上的坐標(biāo)點(diǎn)在其存儲(chǔ)記錄的 S坐標(biāo)群中刪除； 55、 重復(fù)步驟S2-S4，直至工作臺(tái)的放置區(qū)域放滿冶金塊。
[0012] 其中，在所述步驟S1和S2之間，還包括步驟S1' ： S1'、利用清掃件將冶金塊表面的粉末清掃干凈。
[0013] 本發(fā)明的有益效果在于： 本發(fā)明的粉末冶金機(jī)器人的在X軸橫移滑軌、Z軸移動(dòng)滑軌以及Y軸擺動(dòng)裝置的協(xié)同作 用下，抓手可實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)，從而抓手在抓取冶金塊后可實(shí)現(xiàn)自由地移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)冶金 塊的自動(dòng)化抓取。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明粉末冶金機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為Y軸擺動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為Y軸擺動(dòng)裝置去除擺臂外殼的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為在工作臺(tái)上建立的坐標(biāo)系統(tǒng)； 圖5為高度h的計(jì)算原理圖； 圖中：1、工作臺(tái)；2、支架;3、X軸橫移滑軌;4、橫移滑軌座;5、Z軸移動(dòng)滑軌;6、第一電機(jī)； 7、Y軸擺動(dòng)裝置;8、第二電機(jī);9、抓手；10、旋轉(zhuǎn)氣缸;11、清掃件；12、圓盤;13、保護(hù)板;71、電 機(jī)安裝板；72、第三電機(jī);73、擺臂；731、第一同步帶輪;732、同步帶；733、第二同步帶輪； 734、抓手安裝板;735、擺臂外殼;736、張緊器。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面，結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述： 如圖1所示，為本發(fā)明較佳實(shí)施例的粉末冶金機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖，包括工作臺(tái)1，工作 臺(tái)1內(nèi)部為機(jī)器人控制系統(tǒng)電氣柜，在工作臺(tái)1的表面上安裝有兩支架2，x軸橫移滑軌3安裝 于兩支架2上，在X軸橫移滑軌3上配合地安裝有橫移滑軌座4，橫移滑軌座4上安裝有Ζ軸移 動(dòng)滑軌5，在X軸橫移滑軌3的一端安裝有第一電機(jī)6，由第一電機(jī)6驅(qū)動(dòng)橫移滑軌座4在X軸橫 移滑軌3上往復(fù)移動(dòng)，從而帶動(dòng)Ζ軸移動(dòng)滑軌5在X軸橫移滑軌3上往復(fù)移動(dòng);在Ζ軸移動(dòng)滑軌5 上安裝有Υ軸擺動(dòng)裝置7,在橫移滑軌座4的一側(cè)安裝有第二電機(jī)8,在第二電機(jī)8的驅(qū)動(dòng)下，Υ 軸擺動(dòng)裝置7可在Ζ軸移動(dòng)滑軌5上往復(fù)移動(dòng)； 其中，上述的Υ軸擺動(dòng)裝置7如圖2所示，包括安裝于Ζ軸移動(dòng)滑軌5上的電機(jī)安裝板71， 電機(jī)安裝板71上安裝有第三電機(jī)72,第三電機(jī)72的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上固定安裝有擺臂73,在擺臂73 的末端安裝有抓手9;在第三電機(jī)72的驅(qū)動(dòng)下，擺臂73即可在Y軸方向來回?cái)[動(dòng)； 而上述第一電機(jī)6、第二電機(jī)8、第三電機(jī)72的工作均是由機(jī)器人控制系統(tǒng)控制的，具體 為控制各電機(jī)的啟停、轉(zhuǎn)動(dòng)速度以及轉(zhuǎn)動(dòng)角度等，如此，在X軸橫移滑軌3、Ζ軸移動(dòng)滑軌5以 及Υ軸擺動(dòng)裝置7的協(xié)同作用下，抓手9可實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)，從而抓手9在抓取冶金塊后可實(shí)現(xiàn) 自由地移動(dòng)，以此實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、移動(dòng)冶金塊的動(dòng)作。
[0016] 同時(shí)，為了防止擺臂73在擺動(dòng)的過程中，擺臂73末端的抓手9的角度會(huì)隨著擺臂73 的旋轉(zhuǎn)而改變，一旦抓手9相對(duì)于工作臺(tái)1面傾斜，則并不利于抓手9取放產(chǎn)品。因此，如圖3 所示，上述的擺臂73包括安裝于第三電機(jī)72轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的第一同步帶輪731，在第一同步帶輪 上731固定安裝有同步帶732,在同步帶732的另一端固定安裝有第二同步帶輪733,在第二 同步帶輪733上固定裝有抓手安裝板734，抓手安裝板上裝有抓手9;本擺臂73采用安裝有固 定同步帶輪結(jié)構(gòu)，在工作過程中第一同步帶輪731固定不旋轉(zhuǎn)，并通過同步帶732鎖住第二 同步帶輪733,使第二同步帶輪733與第一同步帶輪731-樣沒有了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，剩下的只有相 對(duì)于工作臺(tái)1的的平移運(yùn)動(dòng)，而抓手安裝板734固定安裝于第二同步帶輪733上，如此一來， 抓手安裝板734也會(huì)與第二同步帶輪733-樣，只對(duì)工作臺(tái)1有平移運(yùn)動(dòng)，沒有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；如 此，利用此機(jī)構(gòu)可使抓手9在運(yùn)動(dòng)移動(dòng)的過程中始終處于與工作臺(tái)1面平行的狀態(tài)，從而有 利于抓手9拾取產(chǎn)品。
[0017] 由于冶金塊是由金屬粉末等制作而成的，冶金塊的表面還會(huì)殘留有大量的粉末， 這樣就不利于抓手9對(duì)冶金塊的抓取，因此，如圖2-3所示，抓手安裝板734上還安裝有旋轉(zhuǎn) 氣缸10,旋轉(zhuǎn)氣缸10的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上安裝有清掃件11;在抓手9對(duì)冶金塊抓取之前，旋轉(zhuǎn)氣缸10 會(huì)帶動(dòng)清掃件11對(duì)冶金塊表面的粉末進(jìn)行清掃，清掃干凈后，抓手9再對(duì)冶金塊進(jìn)行抓取， 如此確保對(duì)冶金塊抓取的穩(wěn)定性。
[0018] 另外，為了使得本機(jī)器人的外觀更佳，增強(qiáng)擺臂73的剛性和穩(wěn)固性，在上述的第一 同步帶輪731和第二同步帶輪733之間安裝有擺臂外殼735,在同步帶732上安裝