一種機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)，包括：一減速機(jī)構(gòu)；一折彎裝置，包含：安裝在所述減速機(jī)構(gòu)下端的折彎刀、與所述折彎刀相匹配的凹模；一伺服電機(jī)組，與所述減速機(jī)構(gòu)電連接；一關(guān)節(jié)機(jī)器人，用于向所述折彎裝置搬運(yùn)、托舉待折彎工件；以及一機(jī)器人控制器，分別與所述伺服電機(jī)組、所述關(guān)節(jié)機(jī)器人電連接，并使得折彎刀的運(yùn)動和關(guān)節(jié)機(jī)器人的運(yùn)動組成一個總的閉環(huán)控制系統(tǒng)。該機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)中，機(jī)器人控制器作為唯一的運(yùn)動控制單元將折彎刀的運(yùn)動和關(guān)節(jié)機(jī)器人的運(yùn)動組成一個總的閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，避免了關(guān)節(jié)機(jī)器人的運(yùn)動滯后現(xiàn)象，從而提高了關(guān)節(jié)機(jī)器人在工件折彎過程中的實時跟隨精度，進(jìn)而有效保證工件的折彎精度和折彎效率。
【專利說明】
一種機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及折彎技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]鈑金件在進(jìn)行折彎時，需要配合折彎機(jī)的行程距離將工件翻轉(zhuǎn)到特定的角度。采用傳統(tǒng)的人工折彎板材時，工人需要在每次折彎的時候托著板材向上抬起，此動作非常費(fèi)力，勞動強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低，且人工的托舉運(yùn)動軌跡并不能很好的跟蹤板材移動，折彎效果也難于保證。而機(jī)器人非常擅長重復(fù)的工作，將折彎路徑做好后，讓機(jī)器人根據(jù)指令運(yùn)動，實現(xiàn)自動化的無人作業(yè)，可提高生產(chǎn)效率。機(jī)器人折彎需根據(jù)折彎刀的移動托著板材同步運(yùn)動，避免折彎過程中由于重力作用導(dǎo)致的板材變形和折彎質(zhì)量差的問題。在此過程中，折彎機(jī)器人需要精確地實時跟隨折彎機(jī)的折彎進(jìn)給速度和軌跡，否則極小的跟隨誤差都會。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)公開了鈑金折彎自動化工作中的幾種方法:
[0004]第一種、基于純粹示教機(jī)器人軌跡的方法。根據(jù)鈑金折彎過程的角度和速度先估算一個軌跡，然后帶著工件進(jìn)行實際折彎，視實際情況不斷調(diào)整機(jī)器人動作的速度和位置，最終實現(xiàn)一個相對穩(wěn)定的機(jī)器人和折彎機(jī)動作之間的配合。這種做法需要不斷調(diào)整機(jī)器人折彎軌跡，難以實現(xiàn)以上將機(jī)器人的動作和折彎機(jī)行程距離進(jìn)行配合。
[0005]第二種、使用編碼器反饋折彎行程，機(jī)器人配合進(jìn)行折彎翻轉(zhuǎn)動作的方法。相比于第一種方法，這樣的方法減輕了機(jī)器人動作示教的工作量，但跟隨的動作會造成時間滯后，因此帶來了跟蹤誤差，即機(jī)器人的實際翻轉(zhuǎn)角度的速度跟不上理論上應(yīng)該翻轉(zhuǎn)的速度。
[0006]第三種、使用專用的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和折彎配合折彎的方法。這種方法雖然能夠令翻轉(zhuǎn)專機(jī)和折彎機(jī)進(jìn)行聯(lián)動的配合，但翻轉(zhuǎn)專機(jī)只有翻轉(zhuǎn)一個自由度，這對與安裝的平行度要求很高;而且限制了一次折彎后后續(xù)進(jìn)行繼續(xù)折彎的能力，其生產(chǎn)柔性很差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，現(xiàn)旨在提供一種機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)，以提高折彎過程中關(guān)節(jié)機(jī)器人的實時跟隨精度。
[0008]具體技術(shù)方案如下:
[0009]—種機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)，具有這樣的特征，包括:一減速機(jī)構(gòu)；一折彎裝置，包含:安裝在減速機(jī)構(gòu)下端的折彎刀、與折彎刀相匹配的凹模;一伺服電機(jī)組，與減速機(jī)構(gòu)電連接;一關(guān)節(jié)機(jī)器人，用于向折彎裝置搬運(yùn)、托舉待折彎工件；以及一機(jī)器人控制器，分別與伺服電機(jī)組、關(guān)節(jié)機(jī)器人電連接，并使得折彎刀的運(yùn)動和關(guān)節(jié)機(jī)器人的運(yùn)動組成一個總的閉環(huán)控制系統(tǒng);其中，機(jī)器人控制器具有可讀取信息和輸入指令的人機(jī)交互界面。
[0010]上述的一種機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)，其中，折彎裝置還包括一定位擋塊，并且，定位擋塊和凹模均固定在外部折彎機(jī)的工作臺上。
[0011]上述的一種機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)，其中，關(guān)節(jié)機(jī)器人包括:由若干個臂節(jié)依次兩兩相鉸接組成的機(jī)械臂，支撐機(jī)械臂的底座、安裝在機(jī)械臂操作端的抓取裝置。
[0012]上述的一種機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)，其中，抓取裝置具有若干個矩形陣列分布的真空吸盤。
[0013]上述的一種機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)，其中，抓取裝置具有若干個環(huán)形陣列分布的真空吸盤。
[0014]上述的一種機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)，其中，抓取裝置為磁力吸盤。
[0015]上述的一種機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)，其中，凹模為V型塊。
[0016]上述技術(shù)方案的積極效果是:
[0017]上述的機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)，機(jī)器人控制器分別與伺服電機(jī)組、關(guān)節(jié)機(jī)器人電連接，安裝折彎刀的減速機(jī)構(gòu)與伺服電機(jī)組電連接，使得機(jī)器人控制器作為唯一的運(yùn)動控制單元將折彎刀的運(yùn)動和關(guān)節(jié)機(jī)器人的運(yùn)動組成一個總的閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，避免了關(guān)節(jié)機(jī)器人的運(yùn)動滯后現(xiàn)象，從而提高了關(guān)節(jié)機(jī)器人在工件折彎過程中的實時跟隨精度，進(jìn)而有效保證工件的折彎精度和折彎效率。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的一種機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)的實施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的一種機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)的實施例中工件未折彎時機(jī)械臂的位置示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明的一種機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)的實施例中工件折彎時機(jī)械臂的位置示意圖。
[0021]附圖中:11、工件；1、減速機(jī)構(gòu)；2、折彎裝置;21、折彎刀；22、凹模;23、定位擋塊；
3、伺服電機(jī)組;4、關(guān)節(jié)機(jī)器人;41、機(jī)械臂;42、底座;43、抓取裝置;431、真空吸盤;5、機(jī)器人控制器;51、人機(jī)交互界面;6、工作臺。
【具體實施方式】
[0022]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，以下實施例結(jié)合附圖1對本發(fā)明提供的技術(shù)方案作具體闡述，但以下內(nèi)容不作為本發(fā)明的限定。
[0023]圖1為本發(fā)明的一種機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)的實施例的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明的一種機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)的實施例中工件未折彎時機(jī)械臂的位置示意圖。如圖1和圖2所示，本實施例提供的機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)包括:一減速機(jī)構(gòu)1、一折彎裝置2、一伺服電機(jī)組3、一關(guān)節(jié)機(jī)器人4以及一機(jī)器人控制器5。
[0024]具體的，折彎裝置2包含:安裝在減速機(jī)構(gòu)I下端的折彎刀21、與折彎刀21相匹配的凹模22。伺服電機(jī)組3與減速機(jī)構(gòu)I電連接。關(guān)節(jié)機(jī)器人4用于向折彎裝置2搬運(yùn)、托舉待折彎工件101。機(jī)器人控制器5分別與伺服電機(jī)組3、關(guān)節(jié)機(jī)器人4電連接，并使得折彎刀21的運(yùn)動和關(guān)節(jié)機(jī)器人4的運(yùn)動組成一個總的閉環(huán)控制系統(tǒng)。
[0025]其中，機(jī)器人控制器5具有可讀取信息和輸入指令的人機(jī)交互界面51。通過人機(jī)交互界面51，用戶可向機(jī)器人控制器5輸入折彎工藝參數(shù)。
[0026]作為優(yōu)選的實施方式，折彎裝置2還包括一定位擋塊23，并且，定位擋塊23和凹模22均固定在外部折彎機(jī)的工作臺6上。
[0027]作為優(yōu)選的實施方式，關(guān)節(jié)機(jī)器人4包括:由若干個臂節(jié)依次兩兩相鉸接組成的機(jī)械臂41，支撐機(jī)械臂41的底座42、安裝在機(jī)械臂41操作端的抓取裝置43。
[0028]作為優(yōu)選的實施方式，抓取裝置43具有若干個矩形陣列分布的真空吸盤431;或者，抓取裝置43具有若干個環(huán)形陣列分布的真空吸盤431。
[0029]作為優(yōu)選的實施方式，抓取裝置43為磁力吸盤。
[0030]作為優(yōu)選的實施方式，凹模22為V型塊。
[0031]圖3為本發(fā)明的一種機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)的實施例中工件折彎時機(jī)械臂的位置示意圖。如圖1至圖3所示，對本實施例中的機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)工作過程進(jìn)行說明:
[0032]I)先以工作臺為參考建立關(guān)節(jié)機(jī)器人的操作端坐標(biāo)系，在本實施例中，優(yōu)選的，以凹模刀槽口的縱向中心線的延伸方向作為Y軸方向，以折彎刀3的移動方向作為Z軸方向，X軸方向可基于Y軸方向和Z軸方向根據(jù)右手法則確定；
[0033]2)再通過人機(jī)交互界面51向機(jī)器人控制器輸入折彎工藝參數(shù)，本實施例中，折彎工藝參數(shù)包括:折彎刀刀尖圓角半徑、凹模傾角、凹模倒角半徑、凹模高度、工件厚度、工件的中間層厚度、工件折彎目標(biāo)角度等數(shù)據(jù)；
[0034]機(jī)器人控制器根據(jù)輸入的折彎工藝參數(shù)可以預(yù)先確定折彎刀具的形成距離和關(guān)節(jié)機(jī)器人的操作端翻轉(zhuǎn)角度之間的相互關(guān)系。
[0035]3)當(dāng)關(guān)節(jié)機(jī)器人抓取待折彎工件搬運(yùn)到工作臺的位置后，機(jī)器人控制器獲取關(guān)節(jié)機(jī)器人的操作端原始坐標(biāo)信息；
[0036]4)在彎刀在運(yùn)動的過程中，關(guān)節(jié)機(jī)器人的操作端坐標(biāo)系跟隨翻轉(zhuǎn)的工件實時變化，機(jī)器人控制器根據(jù)坐標(biāo)系的變化值計算出關(guān)節(jié)機(jī)器人的操作端所需翻轉(zhuǎn)角度，從而驅(qū)動關(guān)節(jié)機(jī)器人4自動完成整個折彎跟隨運(yùn)動過程。
[0037]本實施例提供的機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)，機(jī)器人控制器分別與伺服電機(jī)組、關(guān)節(jié)機(jī)器人電連接，安裝折彎刀的減速機(jī)構(gòu)與伺服電機(jī)組電連接，使得機(jī)器人控制器作為唯一的運(yùn)動控制單元將折彎刀的運(yùn)動和關(guān)節(jié)機(jī)器人的運(yùn)動組成一個總的閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，避免了關(guān)節(jié)機(jī)器人的運(yùn)動滯后現(xiàn)象，從而提高了關(guān)節(jié)機(jī)器人在工件折彎過程中的實時跟隨精度，進(jìn)而有效保證工件的折彎精度和折彎效率。
[0038]以上僅為本發(fā)明較佳的實施例，并非因此限制本發(fā)明的實施方式及保護(hù)范圍，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當(dāng)能夠意識到凡運(yùn)用本發(fā)明說明書及圖示內(nèi)容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)，其特征在于，包括: 一減速機(jī)構(gòu)； 一折彎裝置，包含:安裝在所述減速機(jī)構(gòu)下端的折彎刀、與所述折彎刀相匹配的凹模； 一伺服電機(jī)組，與所述減速機(jī)構(gòu)電連接； 一關(guān)節(jié)機(jī)器人，用于向所述折彎裝置搬運(yùn)、托舉待折彎工件；以及一機(jī)器人控制器，分別與所述伺服電機(jī)組、所述關(guān)節(jié)機(jī)器人電連接，并使得所述折彎刀的運(yùn)動和所述關(guān)節(jié)機(jī)器人的運(yùn)動組成一個總的閉環(huán)控制系統(tǒng)； 其中，所述機(jī)器人控制器具有可讀取信息和輸入指令的人機(jī)交互界面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)，其特征在于，所述折彎裝置還包括一定位擋塊，并且，所述定位擋塊和所述凹模均固定在外部折彎機(jī)的工作臺上。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)，其特征在于，所述關(guān)節(jié)機(jī)器人包括:由若干個臂節(jié)依次兩兩相鉸接組成的機(jī)械臂，支撐所述機(jī)械臂的底座、安裝在所述機(jī)械臂操作端的抓取裝置。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)，其特征在于，所述抓取裝置具有若干個矩形陣列分布的真空吸盤。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)，其特征在于，所述抓取裝置具有若干個環(huán)形陣列分布的真空吸盤。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)，其特征在于，所述抓取裝置為磁力吸盤。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人伺服折彎系統(tǒng)，其特征在于，所述凹模為V型塊。
【文檔編號】B21D5/06GK105921558SQ201610339921
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】楊恒亮, 吳瓊, 錢暉, 童梁
【申請人】上海發(fā)那科機(jī)器人有限公司