1.本发明涉及工业机器人领域，特别涉及一种工业机器人关节的减速机对位装置和自动组装设备。
背景技术：2.关节是工业机器人中的关键部件，一般地，一个关节至少包括外壳和减速机，而减速机中又包含固定座和法兰盘。关节的制造过程中，需要人工将固定座和法兰盘连接，并将减速机与外壳连接。现有的将减速机与外壳连接，都是在减速机和外壳上分别设置安装孔，通过人工将将减速机和外壳根据安装孔对准后，螺丝打进这两个安装孔内进行锁附固定。
3.但是这种方式通过人工对减速机的法兰盘与固定座进行对位以及组装的方式，其组装效率低，耗时长。
技术实现要素：4.本发明的主要目的在于提出一种工业机器人关节的减速机对位装置，旨在解决现有机器人关节组装效率低的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提出一种工业机器人关节的减速机对位装置，所述减速机包括固定座和法兰盘，所述固定座上开设有若干个第一安装孔，所述法兰盘上开设有若干个第二安装孔，其特征在于，所述减速机对位装置包括供料机构、旋转对位机构、第一视觉定位机构和机械手；
6.所述供料机构包括定位治具和设于所述定位治具上的定位柱，所述定位治具用于放置待组装的减速机，所述减速机放置在所述定位治具上时，所述定位柱插装在所述第一安装孔内，以根据所述定位治具和所述定位柱获取所述第一安装孔的位置信息；
7.所述第一视觉定位机构设置在所述机械手上，用于获取所述第二安装孔的位置信息；
8.所述机械手用于将所述定位治具上的减速机移送至所述旋转对位机构上；
9.所述旋转对位机构用于根据所述第一安装孔的位置信息与所述第二安装孔的位置信息转动所述固定座或法兰盘至对应角度，以使得所述第一安装孔与所述第二安装孔对应。
10.在一些实施例中，所述旋转对位机构包括安装架、设于所述安装架上的驱动件、与所述驱动件的输出执行端连接的承载座，所述承载座用于放置减速机，所述驱动件用于驱动所述承载座转动。
11.在一些实施例中，所述减速机还包括输入轴、输出轴和转子，所述输入轴中空设置且与所述固定座连接，所述输出轴套设于所述输入轴的内侧并与所述法兰盘连接，所述转子套设于所述输入轴的外侧；
12.所述承载座上开设有通孔，所述减速机放置于所述承载座上时，所述减速机的输出轴穿过所述通孔，所述减速机的转子抵接于所述承载座的顶面，使得所述驱动件驱动所
述减速机的固定座转动，所述减速机的法兰盘通过所述机械手固定。
13.在一些实施例中，所述承载座包括上下间隔设置的第一承载件和第二承载件，所述通孔开设于所述第一承载件的中部；所述第一承载件与所述第二承载件之间设置有若干个导柱，每一个所述导柱上均套设有一个伸缩弹簧，所述第二承载件与所述若干个导柱固定连接，所述第一承载件滑动套设于所述若干个导柱上。
14.在一些实施例中，所述工业机器人的减速机对位装置还包括第二视觉定位机构，所述第二视觉定位机构位于所述旋转对位机构的一侧，所述机械手将对位完成后的减速机移送至所述第二视觉定位机构的上方，以获取所述若干个第一安装孔的位置信息。
15.在一些实施例中，所述供料机构还包括两个承载平台，每一个所述承载平台上均设置有若干个所述定位治具，所述机械手和所述旋转对位机构位于两个所述承载平台之间。
16.在一些实施例中，每一个所述承载平台的下方均设置有一个驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述承载平台沿靠近或远离所述减速机组装工位的方向移动。
17.在一些实施例中，所述驱动机构包括气缸、两个间隔设置的直线导轨和分别与两个所述直线导轨滑动配合的两个滑块，两个所述滑块安装于所述承载平台的底部，气缸的活塞杆与所述承载平台连接，以驱动所述承载平台沿所述直线导轨移动。
18.在一些实施例中，所述机械手包括机械臂和夹爪组件，所述夹爪组件设置在所述机械臂的末端。
19.本发明进一步提出一种工业机器人关节的自动组装设备，该工业机器人关节的自动组装设备包括前述记载的减速机对位装置。
20.本发明所提出的技术方案中，待组装的减速机放置于供料机构上，组装时，先通过机械手将供料机构上的减速机移送至旋转对位机构上，待减速机对位完成后，再通过机械手将减速机从旋转对位机构上移送至减速机组装工位，实现对于减速机的自动化对位，有利于提高机器人关节的组装效率。
附图说明
21.图1为本发明一实施例中工业机器人关节的减速机对位装置的结构示意图；
22.图2为工业机器人关节的关节外壳与减速机的爆炸图；
23.图3为图1中旋转对位机构与减速机的结构示意图；
24.图4为图3中旋转对位机构与减速机的剖视图；
25.图5为图1中旋转对位机构的结构示意图；
26.图6为图1中机械手与第一视觉定位机构的结构示意图。
27.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的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中的一部分实施例，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作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。
29.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
30.还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。
31.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
32.请参见图1和图2，图1为本发明一实施例中工业机器人关节的减速机对位装置的结构示意图，图2为工业机器人关节的关节外壳与减速机的爆炸图。
33.减速机包括固定座和法兰盘，固定座上设置若干个第一安装孔，在法兰盘上设置若干个第二安装孔，在关节外壳上设置若干个第三安装孔。现将关节外壳与减速机的组装过程进行说明：组装时，先使第一安装孔与第二安装孔对应，再将减速机装入关节外壳内，再转动减速机，使得第一安装孔与外壳上的第三安装孔对应，然后将螺丝穿过第二安装孔后放置在第一安装孔处，再用螺丝刀将螺丝旋扭，使螺丝穿过第一安装孔后与第三安装孔的螺丝毫配合固定连接，以将减速机与关节外壳锁紧，从而完成机器人关节的组装。
34.在一些实施例中，本发明提出一种工业机器人关节的减速机对位装置，包括供料机构10、旋转对位机构20、第一视觉定位机构30和机械手40；
35.供料机构10包括定位治具11和设于定位治具11上的定位柱(图未示)，定位治具11用于放置待组装的减速机200，减速机200放置在定位治具11上时，定位柱插装在第一安装孔203内，以根据定位治具11和定位柱获取第一安装孔203的位置信息；
36.第一视觉定位机构30设置在机械手40上，用于获取第二安装孔204的位置信息；
37.机械手40用于将定位治具11上的减速机200移送至旋转对位机构20上；
38.旋转对位机构20用于根据第一安装孔203的位置信息与第二安装孔204的位置信息转动固定座201或法兰盘202至对应角度，以使得第一安装孔203与第二安装孔204对应。
39.本实施例中，机器人关节包括关节外壳100和减速机200，减速机200包括固定座201和法兰盘202，固定座201上开设有若干第一安装孔203，法兰盘202上开设有若干第二安装孔204，关节外壳100上开设有若干第三安装孔101，减速机200的固定座201与关节外壳100之间通过紧固件与第一安装孔203以及第三安装孔101的配合连接，比如螺纹连接。
40.具体的，紧固件为螺丝，第一安装孔203为通孔，第二安装孔204为螺纹孔或通孔，第三安装孔101为螺纹孔，关节外壳100与减速机200通过螺丝与第三安装孔101的螺纹连接固定。其中，通孔内无螺纹，螺纹孔内设置有螺纹。
41.装配时，由于固定座201与法兰盘202之间的间距较小，螺丝难以从固定座201与法兰盘202之间放置于第一安装孔203和第三安装孔101中。因此，需要将螺丝自法兰盘202远离固定座201的一端放置于第一安装孔203和第三安装孔101中，具体从法兰盘202上设置的
第二安装孔204内穿过，而后再对应掉落至第一安装孔203和第三安装孔101中。
42.需要说明的是，第二安装孔204在本实施例中的主要作用在于避位，以供螺丝穿过第二安装孔204并掉落至对应的第一安装孔203和第三安装孔101中。第二安装孔204内可设置螺纹，也可不设置螺纹，仅需保证第二安装孔204的孔径大于螺丝的孔径即可。
43.组装关节外壳100与减速机200时，由于固定座201与法兰盘202之间的间隙较小，紧固件从第一安装孔203内直接穿入时会存在干涉，因此，紧固件需要从第二安装孔204内装入。也即，紧固件穿过第二安装孔204后，再掉落至第一安装孔203与第三安装孔101中，然后通过紧固件将减速机200的固定座201与关节外壳100固定。
44.为保证紧固件能够穿过第二安装孔204后掉落至第一安装孔203内，在装配紧固件之前，需要先将第一安装孔203与第二安装孔204的孔位对齐。具体的，本实施例所提出的减速机对位装置包括有旋转对位机构20，通过旋转对位机构20驱动减速机200的固定座201或法兰盘202转动，以使得固定座201上的第一安装孔203与法兰盘202上的第二安装孔204对应。
45.组装关节外壳100与减速机200时，由于减速机200放置在定位治具11上时，其通过定位治具11上的定位柱进行插装定位，因此，固定座201上的第一安装孔203的位置信息已知。而后，通过机械手40从定位治具11上抓取减速机200并将其移送至旋转对位机构20，在抓取减速机200时或将其移送至旋转对位机构20上后，通过机械手40上设置的第一视觉定位机构30获取法兰盘202上的第二安装孔204的位置信息。在已知第一安装孔203和第二安装孔204的位置信息的情况下，可根据两者的位置信息确定旋转对位机构20的转动角度，比如第一安装孔203与第二安装孔204的圆心偏角相差15
°
，则可控制旋转对位机构20驱动固定座201或法兰盘202转动15
°
，从而使得第一安装孔203与第二安装孔204对应。待对位完成后，再通过机械手40将其移送至减速机组装工位，从而实现对于减速机200的自动化上料以及对位，进而提高工业机器人关节的组装效率。
46.机械手40可以采用多轴直线模组+取料组件(吸嘴或夹爪等)的结构形式，也可以采用机械臂+取料组件(吸嘴或夹爪等)的结构形式，包括但不限于此，本领域技术人员可根据实际情况进行设计。
47.请参见图3-5，图3为图1中旋转对位机构与减速机的结构示意图，图4为图3中旋转对位机构与减速机的剖视图，图5为图1中旋转对位机构的结构示意图。
48.在一些实施例中，本发明所提出的旋转对位机构20包括安装架21、设于安装架21上的驱动件22、与驱动件22的输出执行端连接的承载座23，承载座23用于放置减速机200，驱动件22用于驱动承载座23转动。
49.本实施例中，承载座23可在驱动件22的驱动下转动，以带动放置于承载座23上的减速机200的固定座201或法兰盘202转动。减速机200的固定座201与法兰盘202中的一者可在驱动件22的驱动下转动，另一者固定不动，对位时，旋转对位机构20驱动固定座201或法兰盘202转动预设角度，以使得第一安装孔203与第二安装孔204对应。
50.在一些实施例中，请参见图3-5，本发明所提出的减速机200还包括输入轴205、输出轴206和转子207，输入轴205中空设置且与固定座201转动连接，输出轴206套设于输入轴205的内侧并与法兰盘202连接，转子207套设于输入轴205的外侧并与其固定连接；承载座23上开设有通孔24，减速机200放置于承载座23上时，减速机200的输出轴206穿过通孔24，
减速机200的转子207抵接于承载座23的顶面，使得驱动件22驱动减速机200的固定座201转动，减速机200的法兰盘202通过机械手40固定。
51.本实施例中，减速机200通过旋转对位机构20与机械手40的配合，实现对于第一安装孔203与第二安装孔204的自动对位。具体的，承载座23上开设有通孔24，该通孔24的孔径大于输入轴205的孔径且小于转子207的孔径，减速机200放置于承载座23上时，减速机200的输出轴206穿过通孔24，减速机200的转子207抵接于承载座23的顶面，机械手40固定减速机200的法兰盘202并压持减速机200，使得减速机200的转子207、输入轴205、固定座201与承载座23之间保持相对固定。如此，在驱动件22驱动承载座23转动时，减速机200的转子207、输入轴205与固定座201将跟随承载座23一同转动，而减速机200的法兰盘202则通过机械手40固定，使得减速机200的固定座201可相对法兰盘202转动，待第一安装孔203与第二安装孔204对齐后，驱动件22将停止驱动承载座23转动，从而完成对于减速机200的自动对位。
52.在一些实施例中，驱动件22为电机，电机沿竖直方向设置，电机的输出轴通过联轴器与承载座23的底部连接，以通过电机驱动承载座23转动。
53.在一些实施例中，请参见图3-5，本发明所提出的承载座23包括上下间隔设置的第一承载件231和第二承载件232，通孔24开设于第一承载件231的中部；第一承载件231与第二承载件232之间设置有若干个导柱25，每一个导柱25上均套设有一个伸缩弹簧，第二承载件232与若干个导柱25固定连接，第二承载件232滑动套设于若干个导柱25上。
54.本实施例中，承载座23包括上下间隔设置的第一承载件231与第二承载件232，第一承载件231与第二承载件232之间设置有若干个导柱25，若干个导柱25围绕第一承载件231与第二承载件232的中心分布。每一个导柱25的一端均与第二承载件232固定连接，另一端均与第一承载件231滑动连接，通孔24开设于第一承载件231上，第一承载件231可沿着导柱25上下移动。为避免减速机200的转子207受到较大的压力，在每一个导柱25上均套设有伸缩弹簧，伸缩弹簧的一端与第一承载件231抵接，另一端与第二承载件232抵接。
55.在一些实施例中，请参见图1，本发明所提出的机器人关节的减速机对位装置还包括第二视觉定位机构50，第二视觉定位机构50位于旋转对位机构20的一侧，机械手40将对位完成后的减速机200移送至第二视觉定位机构50的上方，以获取若干个第一安装孔203的位置信息。
56.本实施例中，减速机200在旋转对位后，第一安装孔203的位置可能会发生变化，为保证第一安装孔203的位置的准确性，通过第二视觉定位机构50再次获取第一安装孔203的位置信息，以确保减速机200与关节外壳100组装时，第一安装孔203与第三安装孔101对应。关节外壳100与减速机200组装时，先通过机械手40将对位后的减速机200移送至减速机200组装工位处，而后再通过机械手40上设置的第一视觉定位机构30获取关节外壳100上的第三安装孔101的位置，然后将第一安装孔203与第三安装孔101对齐，最后将减速机200装入至关节外壳100内。
57.在一些实施例中，请参见图1，本发明所提出的供料机构10还包括两个承载平台12，每一个承载平台12上均设置有若干个定位治具11，旋转对位机构20和机械手40均位于两承载平台12之间。
58.本实施例中，通过设置的两个承载平台12，可实现对于减速机200的不停机上料，
以进一步提高工业机器人关节的组装效率。减速机200上料之前，先将待组装的减速机200放置于两个承载平台12上，待两个承载平台12上都放置有减速机200后，再开始减速机200的上料。减速机200上料时，控制机械手40先将其中一个承载平台12的减速机200取完，而后再从另一个承载平台12处取减速机200，在机械手40从另一个承载平台12处取减速机200的同时，控制已取完减速机200的承载平台12朝向远离减速机组装工位的一侧移动，以供工作人员给已取完减速机200的承载平台12补充待组装的减速机200，直至将承载平台12装满减速机200，待另一个承载平台12上的减速机取完后，控制其朝向远离减速机组装工位的一侧移动，同时控制装满减速机200的承载平台朝向靠近减速机组装工位的一侧移动，如此循环往复，从而实现减速机200的不停机上料，提高机器人关节的组装效率。
59.在一些实施例中，请参见图1，本发明所提出的每一承载平台12的下方均设置有一驱动机构13，驱动机构13用于驱动承载平台12沿靠近或远离减速机组装工位的方向移动。
60.本实施例中，为了更进一步的提高工业机器人关节的组装效率，在承载平台12上放置好减速机200后，通过驱动机构13驱动承载平台12朝向靠近减速机组装工位的方向移动，使得减速机200处于靠近减速机200组装工位的位置，以缩短机械手40移送减速机200的时间，从而达到提高机器人关节组装效率的目的。
61.在一些实施例中，驱动机构13包括气缸、两间隔设置的直线导轨和分别与两直线导轨滑动配合的滑块，滑块安装于承载平台12的底部，气缸的活塞杆与承载平台12连接，以驱动承载平台12沿两直线导轨移动。其中，气缸可以采用电机和丝杆替代，本领域技术人员可根据实际情况进行设计。
62.在一些实施例中，请参见图6，本发明所提出的机械手40包括机械臂41和夹爪组件42，夹爪组件42设置在机械臂41的末端。
63.本实施例中，机械臂41具有多个自由度，比如四轴、五轴或六轴等，本领域技术人员可根据实际情况进行设计。机械臂41的末端设置有夹爪组件42，机械臂41用于驱动其朝向或远离减速机200移动，夹爪组件42移动至预设位置后，通过气动或电动的方式驱动夹爪组件42夹持或松开减速机200。
64.本发明进一步提出的一种工业机器人关节的自动组装设备包括前述各实施例所记载的减速机对位装置，该减速机对位装置的具体结构参照上述实施例，由于本工业机器人关节的自动组装设备采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。
65.以上的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。
技术特征：1.一种工业机器人关节的减速机对位装置，所述减速机包括固定座和法兰盘，所述固定座上开设有若干个第一安装孔，所述法兰盘上开设有若干个第二安装孔，其特征在于，所述减速机对位装置包括供料机构、旋转对位机构、第一视觉定位机构和机械手；所述供料机构包括定位治具和设于所述定位治具上的定位柱，所述定位治具用于放置待组装的减速机，所述减速机放置在所述定位治具上时，所述定位柱插装在所述第一安装孔内，以根据所述定位治具和所述定位柱获取所述第一安装孔的位置信息；所述第一视觉定位机构设置在所述机械手上，用于获取所述第二安装孔的位置信息；所述机械手用于将所述定位治具上的减速机移送至所述旋转对位机构上；所述旋转对位机构用于根据所述第一安装孔的位置信息与所述第二安装孔的位置信息转动所述固定座或法兰盘至对应角度，以使得所述第一安装孔与所述第二安装孔对应。2.根据权利要求1所述的工业机器人关节的减速机对位装置，其特征在于，所述旋转对位机构包括安装架、设于所述安装架上的驱动件、与所述驱动件的输出执行端连接的承载座，所述承载座用于放置减速机，所述驱动件用于驱动所述承载座转动。3.根据权利要求2所述的工业机器人关节的减速机对位装置，其特征在于，所述减速机还包括输入轴、输出轴和转子，所述输入轴中空设置且与所述固定座连接，所述输出轴套设于所述输入轴的内侧并与所述法兰盘连接，所述转子套设于所述输入轴的外侧；所述承载座上开设有通孔，所述减速机放置于所述承载座上时，所述减速机的输出轴穿过所述通孔，所述减速机的转子抵接于所述承载座的顶面，使得所述驱动件驱动所述减速机的固定座转动，所述减速机的法兰盘通过所述机械手固定。4.根据权利要求3所述的工业机器人关节的减速机对位装置，其特征在于，所述承载座包括上下间隔设置的第一承载件和第二承载件，所述通孔开设于所述第一承载件的中部；所述第一承载件与所述第二承载件之间设置有若干个导柱，每一个所述导柱上均套设有一个伸缩弹簧，所述第二承载件与所述若干个导柱固定连接，所述第一承载件滑动套设于所述若干个导柱上。5.根据权利要求1-4任一项所述的工业机器人关节的减速机对位装置，其特征在于，还包括第二视觉定位机构，所述第二视觉定位机构位于所述旋转对位机构的一侧，所述机械手将对位完成后的减速机移送至所述第二视觉定位机构的上方，以获取所述若干个第一安装孔的位置信息。6.根据权利要求1所述的工业机器人关节的减速机对位装置，其特征在于，所述供料机构还包括两个承载平台，每一个所述承载平台上均设置有若干个所述定位治具，所述机械手和所述旋转对位机构位于两个所述承载平台之间。7.根据权利要求6所述的工业机器人关节的减速机对位装置，其特征在于，每一个所述承载平台的下方均设置有一个驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述承载平台沿靠近或远离所述减速机组装工位的方向移动。8.根据权利要求7所述的工业机器人关节的减速机对位装置，其特征在于，所述驱动机构包括气缸、两个间隔设置的直线导轨和分别与两个所述直线导轨滑动配合的两个滑块，两个所述滑块安装于所述承载平台的底部，气缸的活塞杆与所述承载平台连接，以驱动所述承载平台沿所述直线导轨移动。9.根据权利要求1所述的工业机器人关节的减速机对位装置，其特征在于，所述机械手
包括机械臂和夹爪组件，所述夹爪组件设置在所述机械臂的末端。10.一种工业机器人关节的自动组装设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的减速机对位装置。
技术总结本发明公开一种工业机器人关节的减速机对位装置和自动组装设备，减速机对位装置包括供料机构、旋转对位机构、第一视觉定位机构和机械手；供料机构包括定位治具和设于定位治具上的定位柱，定位治具用于放置待组装的减速机，减速机放置在定位治具上时，定位柱插装在第一安装孔内，以根据定位治具和定位柱获取第一安装孔的位置信息；第一视觉定位机构设置在机械手上，用于获取第二安装孔的位置信息；机械手用于将定位治具上的减速机移送至旋转对位机构上；旋转对位机构用于根据第一安装孔的位置信息与第二安装孔的位置信息转动固定座或法兰盘至对应角度，以使得第一安装孔与第二安装孔对应。本发明可实现减速机的自动对位，提高组装效率。提高组装效率。提高组装效率。
技术研发人员：姜宇 杜云寒 李叶鹏 刘洋
受保护的技术使用者：日照市越疆智能科技有限公司
技术研发日：2022.06.22
技术公布日：2022/11/1
