[發明專利]一種木板打孔機器人

在審

• 申請號: 202010618115.2
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111745750A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 劉加磊;呂健;耿羚彪;王杰高
• 申請（專利權）人: 南京埃斯頓機器人工程有限公司
• 主分類號: B27C3/02
• 分類號: B27C3/02;B27G3/00;B25J9/00;B25J9/12;B25J9/16;B25J11/00;B25J18/00;B25J19/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 王秀娟

本發明公開了一種木板打孔機器人，包括繞J1軸轉動的底座，繞J2軸轉動的大臂組件，繞J3軸及J4軸轉動的小臂組件，及繞J5軸轉動的手腕組件；手腕組件包括手腕體，手腕體的下端固定連接有電動主軸，電動主軸用于安裝鉆頭，以鉆頭端部建立工具坐標系，使電動主軸的軸線處于木板鉆孔位置的法線方向。本發明的機器人相對于現有打孔機器人減少了J6軸的設計，結構簡單，制造成本低，可靠性高；且通過電動主軸的鉆頭端部建立工具坐標系，使編程調試更加簡便，降低客戶使用難度。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，具體涉及一種木板打孔機器人。

背景技術

在家具行業生產過程中，板材鉆孔及鉚接一直是制約其生產精度與生產速度的瓶頸環節，人工操作精度低，速度慢，品質不穩定，不良率較高，因此裝配過程柔性化的需求應運而生。利用機器人搭載柔性鉆孔功能與鉚接功能，可以大幅度提高產品的生產效率和質量，減少制造成本和勞動力成本。

目前，現有機器人鉆孔系統通常由6軸機器人搭載偏心電動主軸組成，如圖1所示，第六軸通過轉接支架固定連接一個用于鉆孔的電動主軸。由于電動主軸與J6軸存在一定的偏心距，導致工具坐標系設置繁瑣，編程復雜；同時，系統剛性差，定位誤差大，鉆孔精度低。此外，由于該系統缺少集塵裝置，工作環境差，機器人鉆孔過程中產生的大量木屑粉塵對操作人員的身體健康和周邊其它部件的使用壽命也有較大的影響。另外，對于機器人鉆孔系統，其J6軸在整個工作過程中幾乎不參與運動，使用通用6軸機器人也帶來項目成本高的問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種木板打孔機器人。

本發明采用的技術方案是：

一種木板打孔機器人，包括繞J1軸轉動的底座，樞接在底座繞J2軸轉動的大臂組件，樞接在大臂組件繞J3軸及J4軸轉動的小臂組件，及樞接在小臂組件繞J5軸轉動的手腕組件；手腕組件包括手腕體，手腕體的下端固定連接有電動主軸，電動主軸用于安裝鉆頭，以鉆頭端部建立工具坐標系，使電動主軸的軸線處于木板鉆孔位置的法線方向。

進一步地，電動主軸套裝在密封套筒內且與所述密封套筒之間設有軸向貫通的空腔，密封套筒固定連接在手腕體的底部；手腕體內設有吸塵管，吸塵管的上端嵌套有排塵管，排塵管的另一端連接吸塵裝置，吸塵管的下端與空腔相通。

進一步地，密封套筒的下端套裝有柔性伸縮罩，柔性伸縮罩用于收集打孔時產生的木屑及粉塵。

進一步地，柔性伸縮罩為透明柔性波紋管。

進一步地，手腕體為有底的空心結構，其上端由上蓋板封閉；手腕體底部固定連接有末端法蘭，末端法蘭的下側面固定連接有轉接法蘭，轉接法蘭的下側面固定連接密封套筒，吸塵管下端依次穿過上蓋板、手腕體底壁、末端法蘭、轉接法蘭延伸至密封套筒內與空腔相通。

進一步地，吸塵裝置為吸塵器或設有集塵器的抽風機。

本發明的有益效果：

1、本發明可以電動主軸的鉆頭端部建立工具坐標系，然后調整各軸角度，使電動主軸的軸線處于木板鉆孔位置的法線方向，沿法線方向進給鉆削；工具坐標系設置在鉆頭端部，在示教打孔點位后，只需通過一個簡單指令設置進刀距離和回刀距離即可，無需進行工具坐標系和機器人坐標系之間復雜的坐標轉換，編程調試更加方便快捷，降低了客戶使用難度。

2、本發明的電動主軸與手腕體末端法蘭同軸設置，沒有偏心距，鉆孔過程中產生的沿鉆頭的軸向力直接作用在J5軸的中心，不產生附加扭矩，改善J5軸的工作狀態，提高系統剛性，提高了鉆孔精度。

3、本發明在鉆孔過程中通過吸塵組件將鉆孔產生的木屑和粉塵抽吸至吸塵裝置中，大大減少工作環境中的木屑粉塵，有利于操作人員的身心健康和其它設備的正常運轉。

4、本發明的機器人相對于現有打孔機器人減少了J6軸的設計，結構簡單，制造成本低，可靠性高。