一种四自由度并联机器人包装机

技术领域

本发明涉及金属零件包装的技术领域，特别是一种四自由度并联机器人包装机。

背景技术

载盘的结构如图1所示，其上开设有多个呈阵列分布的容纳槽（23），相邻两个容纳槽（23）之间的间距相等，工艺上要求向各个容纳槽（23）内填装如图2所示的金属零件（24），并确保各个容纳槽（23）内金属零件（24）的方向一致如图1所示，以完成金属零件的包装。目前，包装机器人的工作方式是先通过第一个CCD镜头识别下方是否有金属零件通过，若有金属零件通过时，机器人手臂将金属零件吸附起来，吸附起来后转运到第二个CCD镜头的正上方，识别后，通过旋转机构调节被吸附的金属零件的方向，以完成金属零件方向的纠正，最后通过转运机构将纠正方向后的金属零件抓取到载盘（4）的容纳槽（23））内，如此重复以上操作，即可最终向各个容纳槽（23）内填装一个金属零件。然而，这种包装机器人虽然能够将金属零件抓取到容纳槽（23）内，但是每次吸附起一个零件后，都需要转运到第二个CCD镜头的正上方以纠正方向，这无疑是增加了包装工序，进而增加了包装时间，降低了金属零件的包装效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、提高金属零件包装效率、实现动态抓料、自动化程度高的四自由度并联机器人包装机。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种四自由度并联机器人包装机，它包括机台、固设于机台顶表面上的机架、皮带输送装置和载盘，机架上设置有抓料机构，抓料机构包括固设于机架上的安装板、设置于安装板下方的旋转台、旋转安装于旋转台内的转轴，转轴的下端部向下贯穿旋转台设置，且延伸端上固设有吸嘴，转轴的上端部连接有万向接头B，万向接头B的另一输出端连接有导向筒，导向筒的内壁上开设有沿其轴向设置的导向槽，所述安装板的底表面上且沿其周向上固设有三个电机，电机的输出轴上固设有连接轴筒，连接轴筒的另一端上经球铰链座A铰接有长杆，各个长杆的另一端经球铰链座B铰接于旋转台上；所述安装板的底表面上固设有伺服电机，伺服电机设置于三个电机所围成的区域内，伺服电机的输出轴上连接有万向接头A，万向接头A的另一输出端连接有导向杆，导向杆的外壁上固设有沿其轴向设置的导轨，导向杆滑动安装于导向筒内，且其上的导轨与导向槽相配合；

其中一个电机上设置有CCD镜头，CCD镜头发出的光柱朝向皮带输送装置的皮带设置。

三个电机均匀分布。

所述吸嘴的侧壁上连接有与其连通的吸管，吸管的另一端与真空泵的工作端口连接。

所述连接轴筒上经球铰链座A铰接有两根长杆，两根长杆的另一端均经球铰链座B铰接于旋转台的外边缘上。

其中一个电机外壳的底表面上固设有固定板，所述CCD镜头设置于固定板上。

它还包括控制器，所述控制器与伺服电机、真空泵、CCD镜头和三个电机电连接。

所述皮带输送装置设置于载盘的前侧。

本发明具有以下优点：本发明结构紧凑、提高金属零件包装效率、实现动态抓料、自动化程度高。

附图说明

图1为载盘的结构示意图;

图2为金属零件的结构示意图；

图3为本发明的结构示意图；

图4为抓料机构的结构示意图；

图5为导向杆的结构示意图；

图中，1-机台，2-机架，3-皮带输送装置，4-载盘，5-安装板，6-旋转台，7-转轴，8-吸嘴，9-万向接头B，10-导向筒，11-电机，12-连接轴筒，13-球铰链座A，14-长杆，15-球铰链座B，16-伺服电机，17-万向接头A，18-导向杆，19-导轨，20-CCD镜头，21-皮带，22-固定板，23-容纳槽，24-金属零件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图3~5所示，一种四自由度并联机器人包装机，它包括机台1、固设于机台1顶表面上的机架2、皮带输送装置3和载盘4，所述皮带输送装置3设置于载盘4的前侧，机架2上设置有抓料机构，抓料机构包括固设于机架2上的安装板5、设置于安装板5下方的旋转台6、旋转安装于旋转台6内的转轴7，转轴7的下端部向下贯穿旋转台6设置，且延伸端上固设有吸嘴8，转轴7的上端部连接有万向接头B9，万向接头B9的另一输出端连接有导向筒10，导向筒10的内壁上开设有沿其轴向设置的导向槽，所述安装板5的底表面上且沿其周向上固设有三个电机11，三个电机11均匀分布，电机11的输出轴上固设有连接轴筒12，连接轴筒12的另一端上经球铰链座A13铰接有长杆14，各个长杆14的另一端经球铰链座B15铰接于旋转台6上；所述安装板5的底表面上固设有伺服电机16，伺服电机16设置于三个电机11所围成的区域内，伺服电机16的输出轴上连接有万向接头A17，万向接头A17的另一输出端连接有导向杆18，导向杆18的外壁上固设有沿其轴向设置的导轨19，导向杆18滑动安装于导向筒10内，且其上的导轨19与导向槽相配合；其中一个电机11上设置有CCD镜头20，CCD镜头20发出的光柱朝向皮带输送装置3的皮带21设置。

所述吸嘴8的侧壁上连接有与其连通的吸管，吸管的另一端与真空泵的工作端口连接，所述连接轴筒12上经球铰链座A13铰接有两根长杆14，两根长杆14的另一端均经球铰链座B15铰接于旋转台6的外边缘上。其中一个电机11外壳的底表面上固设有固定板22，所述CCD镜头20设置于固定板22上。它还包括控制器，所述控制器与伺服电机16、真空泵、CCD镜头20和三个电机11电连接。

本发明的工作过程如下：

S1、打开皮带输送装置3的动力部分，皮带21的上边带朝向载盘4方向运动；

S2、工人将待包装的金属零件一个接一个间隔的任意摆放在皮带21的上边带上；

S3、上边带将第一个金属零件A朝向载盘4方向输送，当金属零件A运动到CCD镜头20的正下方时，CCD镜头20将金属零件A的位置信息转换成电信号，并将该电信号传递给控制器，控制器接收到该电信号后，控制三个电机11联动，电机11带动连接轴筒12转动，连接轴筒12带动长杆14运动，长杆14带动旋转台6运动，以使旋转台6平动的朝向金属零件A方向运动，进而使吸嘴8同步做平动，当吸嘴8的底表面接触到金属零件A后，控制器控制真空泵启动，真空泵对吸嘴8抽真空，从而将金属零件A吸附住；

S4、当金属零件A被吸嘴8吸住后，控制器控制三个电机11再次联动，以使被吸附的金属零件A朝向载盘4方向运动，在运动过程中，控制器控制伺服电机16动作，伺服电机16带动万向接头A17旋转，万向接头A17带动导向杆18旋转，导向杆18带动导向筒10旋转，导向筒10带动万向接头B9旋转，万向接头B9带动转轴7旋转，转轴7带动吸嘴8旋转，从而使被吸附的金属零件A旋转一定角度，以使金属零件A的方向满足设计的要求，当金属零件A进入到容纳槽23内后，控制器控制真空泵关闭，金属零件A掉落在容纳槽内，从而实现了第一个金属零件A的包装；

S5、重复步骤S2~S4的操作，即可实现对金属零件进行包装，从而实现了金属零件的连续包装，极大的提高了包装效率。

其中，在步骤S4中，实现了在转运金属零件的过程中，完成对金属零件方向的调整，确保了各个容纳槽内金属零件的摆放方向一致，相比传统的包装机器人，减少了包装工序，进而节省了包装时间，提高了金属零件的包装效率。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。