一种具有螺栓拣选机器人的钢管端部组装装置的制作方法

1.本发明涉及钢管加工装置技术领域，具体涉及一种具有螺栓拣选机器人的钢管端部组装装置。


背景技术：

2.钢管经过卷制成型、焊缝清理等工序后，再与螺栓、锥头（钢管直径较小时采用封板）焊接组成螺栓球网架结构的杆件。加工时，通常由人工在钢管的两端塞入螺栓，螺栓的螺帽朝里，螺杆朝外，再放入锥头（或封板）并进行焊接固定。但是人工加工时，无法准确控制螺栓在钢管中的塞入距离，导致后续放入锥头（或封板）时，无法使螺栓的螺杆顺利穿过锥头（或封板）；并且人工疏忽时容易导致螺栓的塞入朝向错误，螺栓的螺帽朝外，螺杆朝里；出现以上情况，均需要重新塞入螺栓再进行后续操作，影响生产效率。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术的不足之处，本发明提供一种具有螺栓拣选机器人的钢管端部组装装置，控制螺栓被弹入钢管的距离，使螺栓保持正确的朝向，减少人工失误，避免重复加工，提高生产效率。
4.一种具有螺栓拣选机器人的钢管端部组装装置，包括料框、拣选机器人、机器人运动轨道、辊道和螺栓组装机构，料框用于存放螺栓，拣选机器人能够根据总控系统识别和抓取所需要的螺栓，拣选机器人在机器人运动轨道移动，以适应不同长度的钢管；拣选机器人包括拣选机器人手臂、螺栓拣选固定头、螺栓拣选快换头、相机、螺栓吸附电磁铁、电磁铁固定支架和快换头卡头，拣选机器人手臂和快换头支架安装在机器人底座之上，机器人底座可在机器人运动轨道移动，快换头支架上放有3个螺栓拣选快换头；螺栓组装机构包括组装机构运动轨道、钢管固定卡口、螺栓固定架、螺栓弹入针、钢管移动架、移动架气缸和组装机构固定架，钢管固定卡口、螺栓固定架和螺栓弹入针安装在组装机构固定架上，组装机构固定架沿着组装机构运动轨道的长度方向运动，以实现不同长度钢管的螺栓组装，钢管固定卡口呈v型缺口，在钢管两端各布置一个，工作时，钢管放置钢管固定卡口的v型缺口内；拣选机器人将拣选后的螺栓放置在螺栓固定架的v型卡槽内，放置时保持螺栓的螺帽朝里，螺杆朝外，螺栓放置后，总控系统发出指令，螺栓弹入针的气缸工作，螺栓弹入针沿钢管长度方向、自外而内进行瞬时运动，螺栓弹入针弹出后又回到原来位置，所产生动能将螺栓沿着螺栓固定架v型卡槽弹入钢管内部。
5.进一步的，料框在机器人运动轨道的左右两端依次排列，两端的拣选机器人分别负责在三个料框内识别螺栓，并抓取，视觉识别以螺栓的长度和直径为特征进行匹配，实现精准识别，精准抓取。
6.进一步的，拣选机器人手臂端部连接有螺栓拣选固定头，螺栓拣选固定头安装有视觉识别的相机，螺栓拣选固定头与螺栓拣选快换头卡扣式连接，螺栓拣选快换头另一端
连接有螺栓吸附电磁铁，螺栓吸附电磁铁呈v型，工作时，螺栓沿长度方向吸附在螺栓吸附电磁铁的v型卡槽内。
7.进一步的，螺栓拣选固定头可以沿着拣选机器人手臂360度旋转运动，配合拣选机器人手臂的运动，可实现到工作区域中任意一点的运动，工作时，当螺栓与螺栓吸附电磁铁规格不匹配时，在总控系统的指令下，拣选机器人自动运动到快换头支架位置，将螺栓拣选快换头进行更换，实现不同规格螺栓的自动拣选。
8.进一步的，当螺栓沿着螺栓固定架v型卡槽弹入钢管内部后，移动架气缸开始工作，把钢管移动架向上升起，使钢管沿着钢管移动架的斜边向辊道移动，并通过辊道运输至下一道工序。
9.由于采用上述技术方案，与现有技术相比本发明的有益效果包括：本发明通过螺栓弹入针对螺栓作用，使得螺栓沿着螺栓固定架弹入钢管内部，控制螺栓被弹入钢管的距离，避免螺栓进入钢管过深而导致无法连接螺栓和后续工序装入的锥头（或封板）；拣选机器人视觉识别和抓取螺栓，配合螺栓拣选固定头的旋转和拣选机器人手臂的移动，控制螺栓放入螺栓固定架的朝向，使得进入钢管的螺栓稳定地保持螺帽朝里、螺杆朝外的正确安装状态，既节省体力，也避免人工失误；拣选机器人在机器人运动轨道移动，能够适应不同长度的钢管，在总控系统的指令下，拣选机器人运动到快换头支架位置，能够更换不同的螺栓拣选快换头进，用以拣选不同规格的螺栓；螺栓弹入钢管内部后，移动架气缸使钢管移动架向上升起，钢管沿着钢管移动架的斜边向辊道移动，平稳地向下一道工序（装入锥头或封板）转移。
附图说明
10.图1为本发明的整体结构示意图；图2为拣选机器人的结构示意图；图3为拣选机器人手臂的结构示意图；图4为快换头支架的结构示意图；图5为螺栓组装机构的结构示意图；图6为组装机构固定架的结构示意图；图7为螺栓弹入针的结构示意图；图8为螺栓未放入钢管时的结构示意图；图9为螺栓弹入钢管后的结构示意图；图10为本发明的工艺流程图；附图标记，1-料框，2-拣选机器人，3-机器人运动轨道，4-辊道，5-螺栓组装机构，6-螺栓，7-钢管；201-拣选机器人手臂，202-螺栓拣选固定头，203-螺栓拣选快换头，204-相机，205-螺栓吸附电磁铁，206-电磁铁固定支架，207-快换头卡头；301-机器人底座，302-快换头支架；501-组装机构运动轨道，502-钢管固定卡口，503-螺栓固定架，504-螺栓弹入针，
505-钢管移动架，506-移动架气缸，507-组装机构固定架。
具体实施方式
11.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例种的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例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，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下说获得的其他实施方式或等同替换，都在本发明的保护范围内。
12.如图1至图10所示，本发明提供一种具有螺栓拣选机器人的钢管端部组装装置，包括料框1、拣选机器人2、机器人运动轨道3、辊道4和螺栓组装机构5；料框1用于存放螺栓6，拣选机器人2自带视觉识别系统，能够根据总控系统识别所需要的螺栓，拣选机器人2在机器人运动轨道3移动，以适应不同长度的钢管；拣选机器人2包括拣选机器人手臂201、螺栓拣选固定头202、螺栓拣选快换头203、相机204、螺栓吸附电磁铁205、电磁铁固定支架206和快换头卡头207，拣选机器人手臂201和快换头支架302安装在机器人底座301上，机器人底座301可沿机器人运动轨道3移动，快换头支架302上放有3个螺栓拣选快换头203；螺栓组装机构5包括组装机构运动轨道501、钢管固定卡口502、螺栓固定架503、螺栓弹入针504、钢管移动架505、移动架气缸506和组装机构固定架507，钢管固定卡口502、螺栓固定架503和螺栓弹入针504安装在组装机构固定架507上，组装机构固定架507沿着组装机构运动轨道501长度方向运动，以实现不同长度钢管的螺栓组装，钢管固定卡口502呈v型缺口，在钢管两端各布置一个，工作时，钢管搁置钢管固定卡口502的v型缺口内；当总控系统发出指令后，拣选机器人2将拣选后的螺栓放置在螺栓固定架503的v型卡槽内，放置时保持螺栓6的螺帽朝里，螺杆朝外，螺栓6放置后，总控系统发出指令，螺栓弹入针504的气缸工作，两端的螺栓弹入针504的针头沿钢管长度方向、自外而内进行瞬时运动，螺栓弹入针504弹出后又回到原来位置，所产生动能将螺栓沿着螺栓固定架503的v型卡槽弹入钢管内部。
13.其中，料框1在机器人运动轨道3两端依次排列，两端的拣选机器人2分别负责在三个料框1内识别螺栓6，并抓取，视觉识别以螺栓6的长度和直径为特征进行匹配，实现精准识别，精准抓取。
14.其中，拣选机器人手臂201端部连接有螺栓拣选固定头202，螺栓拣选固定头202安装有视觉识别的相机204，螺栓拣选固定头202与螺栓拣选快换头203卡扣式连接，螺栓拣选快换头203另一端连接有螺栓吸附电磁铁205，螺栓吸附电磁铁205呈v型，工作时，螺栓6沿长度方向吸附在螺栓吸附电磁铁205的v型卡槽内。
15.其中，螺栓拣选固定头202可以沿着拣选机器人手臂201进行360度旋转运动，工作时，当螺栓6与螺栓吸附电磁铁205规格不匹配时，在总控系统的指令下，拣选机器人2运动到快换头支架302位置，进行螺栓拣选快换头203的更换，实现不同规格螺栓的自动拣选。
16.其中，当螺栓6沿着螺栓固定架503的v型卡槽弹入钢管内部后，移动架气缸506开始工作，把钢管移动架505向上升起，使钢管沿着钢管移动架505的斜边向辊道4移动，并通过辊道4运输至下一道工序。
17.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽
叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

技术特征：
1.一种具有螺栓拣选机器人的钢管端部组装装置，其特征在于，包括料框（1）、拣选机器人（2）、机器人运动轨道（3）、辊道（4）和螺栓组装机构（5）；两端的拣选机器人（2）识别并抓取料框（1）中的螺栓（6）；拣选机器人（2）沿机器人运动轨道（3）移动，用于适应不同长度的钢管；所述螺栓组装机构（5）包括螺栓固定架（503）和螺栓弹入针（504），拣选机器人（2）将螺栓（6）放置在螺栓固定架（503）的v型卡槽内，放置时保持螺栓（6）的螺帽朝里，螺杆朝外，放置后，总控系统发出指令，螺栓弹入针（504）的气缸工作，两端的螺栓弹入针（504）沿钢管长度方向、自外而内进行瞬时运动，将螺栓（6）沿着螺栓固定架（503）v型卡槽弹入钢管内部。2.如权利要求1所述的具有螺栓拣选机器人的钢管端部组装装置，其特征在于，所述拣选机器人（2）包括拣选机器人手臂（201）和螺栓拣选快换头（203），拣选机器人手臂（201）的端部连接有螺栓拣选固定头（202），螺栓拣选固定头（202）安装有用于视觉识别的相机（204），螺栓拣选快换头（203）的一端与螺栓拣选固定头（202）卡扣式连接，螺栓拣选快换头（203）的另一端连接有螺栓吸附电磁铁（205），工作时，螺栓（6）沿长度方向吸附在螺栓吸附电磁铁（205）的v型卡槽内。3.如权利要求2所述的具有螺栓拣选机器人的钢管端部组装装置，其特征在于，所述螺栓拣选固定头（202）绕拣选机器人手臂（201）360度旋转运动，拣选机器人手臂（201）安装在机器人底座（301）上，所述机器人底座（301）连接有快换头支架（302），螺栓（6）与螺栓吸附电磁铁（205）规格不匹配时，在总控系统的指令下，拣选机器人（2）运动至快换头支架（302）位置，更换螺栓拣选快换头（203）。4.如权利要求1所述的具有螺栓拣选机器人的钢管端部组装装置，其特征在于，所述螺栓组装机构（5）还包括组装机构运动轨道（501）、钢管固定卡口（502）、钢管移动架（505）、移动架气缸（506）和组装机构固定架（507），组装机构固定架（507）沿着组装机构运动轨道（501）长度方向运动，用于实现不同长度钢管的螺栓组装。5.如权利要求4所述的具有螺栓拣选机器人的钢管端部组装装置，其特征在于，所述钢管固定卡口（502）呈v型缺口，在钢管两端各布置一个，钢管放置在钢管固定卡口（502）的v型缺口内。6.如权利要求4所述的具有螺栓拣选机器人的钢管端部组装装置，其特征在于，所述螺栓（6）沿着螺栓固定架（503）v型卡槽弹入钢管内部后，移动架气缸（506）启动，钢管移动架（505）向上升起，钢管沿着钢管移动架（505）的斜边向辊道（4）移动，并通过辊道（4）运输至下一道工序。

技术总结
本发明涉及钢管加工装置技术领域，具体涉及一种具有螺栓拣选机器人的钢管端部组装装置，包括料框、拣选机器人、机器人运动轨道、辊道和螺栓组装机构，螺栓组装机构包括螺栓固定架和螺栓弹入针，拣选机器人将螺栓放置在螺栓固定架的V型卡槽内，螺栓弹入针的气缸工作，两端的螺栓弹入针沿钢管长度方向、自外而内进行瞬时运动，将螺栓沿着螺栓固定架弹入钢管内部；本发明控制螺栓被弹入钢管的距离，使螺栓保持正确的朝向，减少人工失误，避免重复加工，提高生产效率。提高生产效率。提高生产效率。


技术研发人员：谢坚 李运军 凌秀清 朱敏 凌进 王放 冯欢 李圩 王东征 万凌昕
受保护的技术使用者：合肥水泥研究设计院有限公司
技术研发日：2023.06.07
技术公布日：2023/8/21