自动装配深井泵叶轮组件的设备.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911301971.9 (22)申请日 2019.12.17 (71)申请人 杭州芯控智能科技有限公司 地址 310000 浙江省杭州市滨江区长河街 道江虹路768号5号楼14层1407室 (72)发明人 黄川郭龙胡俊毛居全 伊利冬 (74)专利代理机构 杭州华知专利事务所(普通 合伙) 33235 代理人 张德宝 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) B23P 21/00(2006.01) (54)发明名称 一种自动装配深井泵叶轮组件的设备 (57。

2、)摘要 一种自动装配深井泵叶轮组件的设备， 包括 多轴同步控制器， 所述多轴同步控制器依次连接 有若干装配机器人、 若干移料机器人和若干视觉 定位装置， 所述视觉定位装置对应设置于移料机 器人装配区上方， 各所述装配机器人一侧对应设 置有供料装置,本发明采用多轴同步控制器， 可 以由单台控制器完成对多台模块化机器人的协 同作业控制， 避免了多控制器间采用逻辑信号交 互， 各轴无法同步所产生的时间开销， 精确保证 机器人协同作业过程中动作的同步性及准确性。 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 CN 111037555 A 2020.04.21 CN 111037555 A 1.一种自动装配深井。

3、泵叶轮组件的设备， 其特征在于： 包括多轴同步控制器， 所述多轴 同步控制器依次连接有若干装配机器人、 若干移料机器人和若干视觉定位装置， 所述视觉 定位装置对应设置于移料机器人装配区上方， 各所述装配机器人一侧对应设置有供料装 置。 2.根据权利要求1所述的自动装配深井泵叶轮组件的设备， 其特征在于： 所述装配机器 人包括水平移动轴、 竖直移动轴、 摆动关节、 转动关节和末端夹爪， 所述水平移动轴、 竖直移 动轴、 摆动关节、 转动关节通过对应伺服电机驱动， 各伺服电机通过对应伺服驱动器驱动。 3.根据权利要求2所述的自动装配深井泵叶轮组件的设备， 其特征在于： 所述装配机器 人设置为4个，。

4、 分别为第一装配机器人、 第二装配机器人， 第三装配机器人和第四装配机器 人。 4.根据权利要求3所述的自动装配深井泵叶轮组件的设备， 其特征在于： 所述第一装配 机器人和第二装配机器人一侧的供料装置对应为第一振动上料盘装置和第二振动上料盘 装置， 所述第三装配机器人和第四装配机器人一侧的供料装置对应为第一小型自动料仓和 第二小型自动料仓。 5.根据权利要求2所述的自动装配深井泵叶轮组件的设备， 其特征在于： 所述移料机器 人包括横向移动轴和纵向移动轴， 所述横向移动轴和纵向移动轴通过对应伺服电机驱动， 各伺服电机通过对应伺服驱动器驱动， 横向移动轴上设置有移料三爪， 所述移料三爪内夹 持有六。

5、方轴， 纵向移动轴上设置有移料单爪。 6.根据权利要求5所述的自动装配深井泵叶轮组件的设备， 其特征在于： 所述移料机器 人设置为2个， 分别为第一移料机器人和第二移料机器人。 7.根据权利要求6所述的自动装配深井泵叶轮组件的设备， 其特征在于： 所述第一移料 机器人和第二移料机器人的装配区上设置的视觉定位装置均为智能相机。 8.根据权利要求5所述的自动装配深井泵叶轮组件的设备， 其特征在于： 所述多轴同步 控制器通过EtherCAT通信方式与各伺服驱动器连接， 多轴同步控制器通过TCP/TP通信方式 与视觉定位装置连接。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111037555 A 2 一种自动。

6、装配深井泵叶轮组件的设备 技术领域 0001 本发明属于自动装配设备技术领域， 具体涉及一种自动装配深井泵叶轮组件的设 备。 背景技术 0002 叶轮组件是深井泵的重要组件之一， 叶轮组件一般由若干个零件组成， 生产过程 中， 需要将各零件插装在同一根六方轴上进行组装， 传统的装配方式有人工装配、 单机器人 装配作业和多机器人装配作业， 采用上述装配方式的缺点有： 1、 流水线多个工位作业， 每个 工位配1个人工进行装配作业， 人力成本高， 效率低， 作业节拍不稳定； 2、 采用1台机器人针 对一个工位进行装配作业， 只使用1台机器人进行作业， 机器人末端夹爪每插装一个零件， 就要跑动一个来回。

7、， 装配节拍慢， 此外只使用1台机器人进行作业， 机器人末端一般只装1种 夹爪， 而叶轮组件一般有4种零件， 设备兼容性差； 3、 采用流水线多机器人多工位作业， 需配 多套叶轮组零件供料等装置， 设备总体成本提高； 4、 采用流水线多机器人单工位作业， 每台 机器人都需要配置一个控制器， 控制器与控制器之间采用IO接口通信， 前一台装配机器人 退出装配区动作到位后， 通过IO接口将到位信号传送给后一台装配机器人， 后一台机器人 再开始启动进入装配区进行插装作业， 多台装配机器人都要依靠IO接口相互传递到位信 号， 不能做到统一的轨迹协调规划， 无法实现节拍最小化作业。 发明内容 0003 本。

8、发明的目的是克服现有技术的不足而提供种一种多台机器人能够协调作业的 自动装配深井泵叶轮组件的设备。 0004 本发明的技术方案如下： 一种自动装配深井泵叶轮组件的设备， 包括多轴同步控制器， 所述多轴同步控制器依 次连接有若干装配机器人、 若干移料机器人和若干视觉定位装置， 所述视觉定位装置对应 设置于移料机器人装配区上方， 各所述装配机器人一侧对应设置有供料装置。 0005 优选地， 所述装配机器人包括水平移动轴、 竖直移动轴、 摆动关节、 转动关节和末 端夹爪， 所述水平移动轴、 竖直移动轴、 摆动关节、 转动关节通过对应伺服电机驱动， 各伺服 电机通过对应伺服驱动器驱动。 0006 优选。

9、地， 所述装配机器人设置为4个， 分别为第一装配机器人、 第二装配机器人， 第 三装配机器人和第四装配机器人。 0007 优选地， 所述第一装配机器人和第二装配机器人一侧的供料装置对应为第一振动 上料盘装置和第二振动上料盘装置， 所述第三装配机器人和第四装配机器人一侧的供料装 置对应为第一小型自动料仓和第二小型自动料仓。 0008 优选地， 所述移料机器人包括横向移动轴和纵向移动轴， 所述横向移动轴和纵向 移动轴通过对应伺服电机驱动， 各伺服电机通过对应伺服驱动器驱动， 横向移动轴上设置 有移料三爪， 所述移料三爪内夹持有六方轴， 纵向移动轴上设置有移料单爪。 说明书 1/4 页 3 CN 1。

10、11037555 A 3 0009 优选地， 所述移料机器人设置为2个， 分别为第一移料机器人和第二移料机器人。 0010 优选地， 所述第一移料机器人和第二移料机器人的装配区上设置的视觉定位装置 均为智能相机。 0011 优选地， 所述多轴同步控制器通过EtherCAT通信方式与各伺服驱动器连接， 多轴 同步控制器通过TCP/TP通信方式与视觉定位装置连接。 0012 本发明的有益效果: （1） 采用多轴同步控制器， 可以由单台控制器完成对多台模块化机器人的协同作业控 制， 避免了多控制器间采用逻辑信号交互， 各轴无法同步所产生的时间开销， 精确保证机器 人协同作业过程中动作的同步性及准确性。

11、； （2） 所有伺服电机 （即所有机器人） 只采用一个控制系统， 降低了控制器成本； （3） 多台机器人在单工位进行协调、 不碰撞装配作业， 实现节拍最小化作业， 同时提高 了作业效率； （4） 多台机器人单工位作业不增加供料装置的数量， 降低供料系统成本。 附图说明 0013 图1为本发明的俯视图； 图2第一装配机器人的结构示意图； 图3为第一移料机器人的结构示意图； 图4为本发明系统控制图； 图5为零件1插装状态图； 图6为零件2插装状态图； 图7为零件3插装状态图； 图8为零件4插装状态图。 具体实施方式 0014 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 。

12、完 整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例， 都属于本发明保护的范围。 0015 如图1和图4所示， 一种自动装配深井泵叶轮组件的设备， 包括多轴同步控制器， 所 述多轴同步控制器依次连接有第一装配机器人1-1、 第二装配机器人1-2、 第三装配机器人 1-3、 第四装配机器人1-4、 第一移料机器人2-1、 第二移料机器人2-2和第一、 第二视觉定位 装置3。 0016 如图2所示， 第一装配机器人1-1包括水平移动轴1-1-1、 竖直移动轴1-1-2、。

13、 摆动关 节1-1-3、 转动关节1-1-4和末端夹爪1-1-5， 上述共涉及4个自由度， 每个自由度由1个伺服 电机驱动， 每个伺服电机通过对应的伺服驱动器驱动； 具体运动过程为： 水平移动轴1-1-1 带动竖直移动轴1-1-2， 摆动关节1-1-3， 转动关节1-1-4和末端夹爪1-1-5进行水平方向 （即 x方向） 动作， 竖直移动轴1-1-2带动摆动关节1-1-3， 转动关节1-1-4和末端夹爪1-1-5进行 竖直方向 （即z方向） 动作， 摆动关节1-1-3带动转动关节1-1-4和末端夹爪1-1-5进行摆动， 说明书 2/4 页 4 CN 111037555 A 4 转动关节1-1-。

14、4带动末端夹爪1-1-5进行转动， 末端夹爪1-1-5能够夹取或释放叶轮组零件 1。 0017 第二装配机器人1-2、 第三装配机器人1-3和第四装配机器人1-4与第一装配机器 人1-1的区别仅在于末端夹爪的不同， 即第二装配机器人1-2、 第三装配机器人1-3和第四装 配机器人1-4分别设置有第二末端夹爪1-2-5、 第三末端夹爪1-3-5和第四末端夹爪1-4-5， 对应能够夹取或释放叶轮组零件2、 叶轮组零件3和叶轮组零件4。 0018 如图3所示， 第一移料机器人2-1包括横向移动轴2-1-1和纵向移动轴2-1-3， 包括2 个自由度， 每个自由度由1个伺服电机驱动， 每个伺服电机通过对。

15、应的伺服驱动器驱动， 所 述横向移动轴2-1-1上设置有移料三爪2-1-2， 所述移料三爪2-1-2内夹持有六方轴， 纵向移 动轴2-1-3上设置有移料单爪2-1-4， 具体运动过程为： 水平移动轴2-1-1带动移料三爪2-1- 2和竖直移动轴2-1-3进行水平方向 （即x方向） 动作， 移料三爪2-1-2可以夹紧六方轴最下 部， 使六方轴固定， 竖直移动轴2-1-3带动移料单爪2-1-4进行竖直 （即z方向） 动作， 移料单 爪2-1-4可夹紧叶轮组最下部的零件； 第二移料机器人2-2与第一移料机器人2-1的结构相 同， 两者交替作业。 0019 第一装配机器人1-1的伺服驱动器为1、 2、。

16、 3、 4号驱动器， 第二装配机器人1-2的伺 服驱动器为5、 6、 7、 8号驱动器， 第三装配机器人1-3的伺服驱动器为9、 10、 11、 12号驱动器， 第四装配机器人1-4的伺服驱动器为13、 14、 15、 16号驱动器； 第一移料机器人2-1的伺服驱 动器为17、 18号驱动器， 第二移料机器人2-2的伺服驱动器为19、 20号驱动器， 如图4所示， 所 有伺服驱动器通过EtherCAT通信方式与多轴同步控制器进行通信， 即4台装配机器人和2台 移料机器人都采用一个控制器进行运动控制。 0020 第一、 第二视觉定位装置3为静止固定在第一移料机器人2-1与第二移料机器人2- 2的。

17、装配区上方的智能相机， 智能相机能识别六方轴上端的位置和姿态的偏移量， 并将相应 坐标输送至电控柜内的多轴同步控制器； 第一、 第二视觉定位装置3通过TCP/TP通信方式与 多轴同步控制器进行通信， 如图4所示。 0021 第一装配机器人1-1和第二装配机器人1-2一侧对应设置有第一振动上料盘装置 4-1和第一振动上料盘装置4-2， 第三装配机器人1-3和第四装配机器人1-4一侧对应设置有 第一小型自动料仓4-3和第二小型自动料仓4-4， 第一振动上料盘装置4-1、 第一振动上料盘 装置4-2、 第一小型自动料仓4-3和第二小型自动料仓4-4可以分别将零件1、 零件2、 零件3和 零件4以独立。

18、个体分离的形式， 连续的输送至零件供料位。 0022 本发明的工作过程： 第一移料机器人2-1在人工作业区等待， 由人工将六方轴放置于移料三爪2-1-2上， 移 料三爪2-1-2夹持六方轴， 运行进入装配作业区， 供装配机器人进行装配作业； 第一振动上 料盘装置4-2、 第一小型自动料仓4-3和第二小型自动料仓4-4完成零件1、 零件2、 零件3和零 件4的供料； 当移料三爪2-1-2被水平移动轴2-1-1带动至装配区静止后， 移料三爪2-1-2夹紧六方 轴最下端， 使六方轴竖直固定， 供叶轮组零件插入； 第一装配机器人1-1、 第二装配机器人1- 2、 第三装配机器人1-3和第四装配机器人1。

19、-4轮流在装配区进行插装作业， 将零件1、 2、 3、 4、 1依此插入六方轴内， 具体地： 第一装配机器人1-1、 第二装配机器人1-2、 第三装配机器人1-3和第四装配机器人1-4 说明书 3/4 页 5 CN 111037555 A 5 如图5-8所示进行布局， 分别将零件1、 2、 3、 4移栽至装配区进行零件插装； 第一装配机器人 1-1完成零件1插装， 末端退出装配区时， 第二装配机器人1-2的末端 （已运动至上料位夹取 零件2） 占据装配区的位置， 在上一过程中， 第一装配机器人1-1和第二装配机器人1-2的末 端， 始终保持一个较短距离而不发生碰撞； 第二装配机器人1-2插装完。

20、成， 末端退出装配区 时， 第三装配机器人1-3的末端占据装配区的位置， 在上一过程中， 第二装配机器人1-2与第 三装配机器人1-3的末端， 始终保持一个较短距离而不发生碰撞； 第三装配机器人1-3插装 完成， 末端退出装配区时， 装配机器人1-4的末端占据装配区的位置， 在上一过程中， 第三装 配机器人1-3与第四装配机器人1-4的末端， 始终保持一个较短距离而不发生碰撞； 第四装 配机器人1-4插装完成， 末端退出装配区时， 第一装配机器人1-1的末端占据装配区的位置， 在上一过程中， 第四装配机器人1-4与第一装配机器人1-1的末端， 始终保持一个较短距离 而不发生碰撞； 移料单爪2-。

21、1-4夹紧叶轮组最下部的零件， 最初静止于最上端， 随着叶轮组零件插入数 量的增多而下降， 当该叶轮组件装配完成后， 移料单爪2-1-4运动至最下端， 移料三爪2-1-2 被水平移动轴2-1-1带动至人工上下料区， 由人工将装配完成的叶轮组件下料， 再将第二移 料机器人2-2的六方轴上料， 第一移料机器人2-1和第二移料机器人2-2交替作业， 循环往 复。 0023 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。 说明书 4/4 页 6 CN 111037555 A 6 图1 说明书附图 1/4 页 7 CN 111037555 A 7 图2 图3 说明书附图 2/4 页 8 CN 111037555 A 8 图4 图5 说明书附图 3/4 页 9 CN 111037555 A 9 图6 图7 图8 说明书附图 4/4 页 10 CN 111037555 A 10 。