一種機器人伺服折彎系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種機器人伺服折彎系統(tǒng)，包括：一減速機構；一折彎裝置，包含：安裝在所述減速機構下端的折彎刀、與所述折彎刀相匹配的凹模；一伺服電機組，與所述減速機構電連接；一關節(jié)機器人，用于向所述折彎裝置搬運、托舉待折彎工件；以及一機器人控制器，分別與所述伺服電機組、所述關節(jié)機器人電連接，并使得折彎刀的運動和關節(jié)機器人的運動組成一個總的閉環(huán)控制系統(tǒng)。該機器人伺服折彎系統(tǒng)中，機器人控制器作為唯一的運動控制單元將折彎刀的運動和關節(jié)機器人的運動組成一個總的閉環(huán)控制系統(tǒng)進行控制，避免了關節(jié)機器人的運動滯后現象，從而提高了關節(jié)機器人在工件折彎過程中的實時跟隨精度，進而有效保證工件的折彎精度和折彎效率。
【專利說明】
一種機器人伺服折彎系統(tǒng)
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及折彎技術領域，具體是涉及一種機器人伺服折彎系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]鈑金件在進行折彎時，需要配合折彎機的行程距離將工件翻轉到特定的角度。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，此動作非常費力，勞動強度大、生產效率低，且人工的托舉運動軌跡并不能很好的跟蹤板材移動，折彎效果也難于保證。而機器人非常擅長重復的工作，將折彎路徑做好后，讓機器人根據指令運動，實現自動化的無人作業(yè)，可提高生產效率。機器人折彎需根據折彎刀的移動托著板材同步運動，避免折彎過程中由于重力作用導致的板材變形和折彎質量差的問題。在此過程中，折彎機器人需要精確地實時跟隨折彎機的折彎進給速度和軌跡，否則極小的跟隨誤差都會。
[0003]現有技術公開了鈑金折彎自動化工作中的幾種方法:
[0004]第一種、基于純粹示教機器人軌跡的方法。根據鈑金折彎過程的角度和速度先估算一個軌跡，然后帶著工件進行實際折彎，視實際情況不斷調整機器人動作的速度和位置，最終實現一個相對穩(wěn)定的機器人和折彎機動作之間的配合。這種做法需要不斷調整機器人折彎軌跡，難以實現以上將機器人的動作和折彎機行程距離進行配合。
[0005]第二種、使用編碼器反饋折彎行程，機器人配合進行折彎翻轉動作的方法。相比于第一種方法，這樣的方法減輕了機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，即機器人的實際翻轉角度的速度跟不上理論上應該翻轉的速度。
[0006]第三種、使用專用的翻轉機構和折彎配合折彎的方法。這種方法雖然能夠令翻轉專機和折彎機進行聯(lián)動的配合，但翻轉專機只有翻轉一個自由度，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)進行繼續(xù)折彎的能力，其生產柔性很差。

【發(fā)明內容】

[0007]針對現有技術中存在的上述問題，現旨在提供一種機器人伺服折彎系統(tǒng)，以提高折彎過程中關節(jié)機器人的實時跟隨精度。
[0008]具體技術方案如下:
[0009]—種機器人伺服折彎系統(tǒng)，具有這樣的特征，包括:一減速機構；一折彎裝置，包含:安裝在減速機構下端的折彎刀、與折彎刀相匹配的凹模;一伺服電機組，與減速機構電連接;一關節(jié)機器人，用于向折彎裝置搬運、托舉待折彎工件；以及一機器人控制器，分別與伺服電機組、關節(jié)機器人電連接，并使得折彎刀的運動和關節(jié)機器人的運動組成一個總的閉環(huán)控制系統(tǒng);其中，機器人控制器具有可讀取信息和輸入指令的人機交互界面。
[0010]上述的一種機器人伺服折彎系統(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的工作臺上。
[0011]上述的一種機器人伺服折彎系統(tǒng)，其中，關節(jié)機器人包括:由若干個臂節(jié)依次兩兩相鉸接組成的機械臂，支撐機械臂的底座、安裝在機械臂操作端的抓取裝置。
[0012]上述的一種機器人伺服折彎系統(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]上述的一種機器人伺服折彎系統(tǒng)，其中，凹模為V型塊。
[0016]上述技術方案的積極效果是:
[0017]上述的機器人伺服折彎系統(tǒng)，機器人控制器分別與伺服電機組、關節(jié)機器人電連接，安裝折彎刀的減速機構與伺服電機組電連接，使得機器人控制器作為唯一的運動控制單元將折彎刀的運動和關節(jié)機器人的運動組成一個總的閉環(huán)控制系統(tǒng)進行控制，避免了關節(jié)機器人的運動滯后現象，從而提高了關節(jié)機器人在工件折彎過程中的實時跟隨精度，進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)明的一種機器人伺服折彎系統(tǒng)的實施例的結構圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的一種機器人伺服折彎系統(tǒng)的實施例中工件未折彎時機械臂的位置示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明的一種機器人伺服折彎系統(tǒng)的實施例中工件折彎時機械臂的位置示意圖。
[0021]附圖中:11、工件；1、減速機構；2、折彎裝置;21、折彎刀；22、凹模;23、定位擋塊；
3、伺服電機組;4、關節(jié)機器人;41、機械臂;42、底座;43、抓取裝置;431、真空吸盤;5、機器人控制器;51、人機交互界面;6、工作臺。
【具體實施方式】
[0022]為了使本發(fā)明實現的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，以下實施例結合附圖1對本發(fā)明提供的技術方案作具體闡述，但以下內容不作為本發(fā)明的限定。
[0023]圖1為本發(fā)明的一種機器人伺服折彎系統(tǒng)的實施例的結構圖；圖2為本發(fā)明的一種機器人伺服折彎系統(tǒng)的實施例中工件未折彎時機械臂的位置示意圖。如圖1和圖2所示，本實施例提供的機器人伺服折彎系統(tǒng)包括:一減速機構1、一折彎裝置2、一伺服電機組3、一關節(jié)機器人4以及一機器人控制器5。
[0024]具體的，折彎裝置2包含:安裝在減速機構I下端的折彎刀21、與折彎刀21相匹配的凹模22。伺服電機組3與減速機構I電連接。關節(jié)機器人4用于向折彎裝置2搬運、托舉待折彎工件101。機器人控制器5分別與伺服電機組3、關節(jié)機器人4電連接，并使得折彎刀21的運動和關節(jié)機器人4的運動組成一個總的閉環(huán)控制系統(tǒng)。
[0025]其中，機器人控制器5具有可讀取信息和輸入指令的人機交互界面51。通過人機交互界面51，用戶可向機器人控制器5輸入折彎工藝參數。
[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的工作臺6上。
[0027]作為優(yōu)選的實施方式，關節(jié)機器人4包括:由若干個臂節(jié)依次兩兩相鉸接組成的機械臂41，支撐機械臂41的底座42、安裝在機械臂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)明的一種機器人伺服折彎系統(tǒng)的實施例中工件折彎時機械臂的位置示意圖。如圖1至圖3所示，對本實施例中的機器人伺服折彎系統(tǒng)工作過程進行說明:
[0032]I)先以工作臺為參考建立關節(jié)機器人的操作端坐標系，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軸方向根據右手法則確定；
[0033]2)再通過人機交互界面51向機器人控制器輸入折彎工藝參數，本實施例中，折彎工藝參數包括: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、工件折彎目標角度等數據；
[0034]機器人控制器根據輸入的折彎工藝參數可以預先確定折彎刀具的形成距離和關節(jié)機器人的操作端翻轉角度之間的相互關系。
[0035]3)當關節(jié)機器人抓取待折彎工件搬運到工作臺的位置后，機器人控制器獲取關節(jié)機器人的操作端原始坐標信息；
[0036]4)在彎刀在運動的過程中，關節(jié)機器人的操作端坐標系跟隨翻轉的工件實時變化，機器人控制器根據坐標系的變化值計算出關節(jié)機器人的操作端所需翻轉角度，從而驅動關節(jié)機器人4自動完成整個折彎跟隨運動過程。
[0037]本實施例提供的機器人伺服折彎系統(tǒng)，機器人控制器分別與伺服電機組、關節(jié)機器人電連接，安裝折彎刀的減速機構與伺服電機組電連接，使得機器人控制器作為唯一的運動控制單元將折彎刀的運動和關節(jié)機器人的運動組成一個總的閉環(huán)控制系統(tǒng)進行控制，避免了關節(jié)機器人的運動滯后現象，從而提高了關節(jié)機器人在工件折彎過程中的實時跟隨精度，進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范圍，對于本領域技術人員而言，應當能夠意識到凡運用本發(fā)明說明書及圖示內容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應當包含在本發(fā)明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種機器人伺服折彎系統(tǒng)，其特征在于，包括: 一減速機構； 一折彎裝置，包含:安裝在所述減速機構下端的折彎刀、與所述折彎刀相匹配的凹模； 一伺服電機組，與所述減速機構電連接； 一關節(jié)機器人，用于向所述折彎裝置搬運、托舉待折彎工件；以及一機器人控制器，分別與所述伺服電機組、所述關節(jié)機器人電連接，并使得所述折彎刀的運動和所述關節(jié)機器人的運動組成一個總的閉環(huán)控制系統(tǒng)； 其中，所述機器人控制器具有可讀取信息和輸入指令的人機交互界面。2.根據權利要求1所述的機器人伺服折彎系統(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的工作臺上。3.根據權利要求1或2所述的機器人伺服折彎系統(tǒng)，其特征在于，所述關節(jié)機器人包括:由若干個臂節(jié)依次兩兩相鉸接組成的機械臂，支撐所述機械臂的底座、安裝在所述機械臂操作端的抓取裝置。4.根據權利要求3所述的機器人伺服折彎系統(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.根據權利要求3所述的機器人伺服折彎系統(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.根據權利要求3所述的機器人伺服折彎系統(tǒng)，其特征在于，所述抓取裝置為磁力吸盤。7.根據權利要求1所述的機器人伺服折彎系統(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)那科機器人有限公司