具有可重组端部操作器组件的机器人系统技术方案

机器人系统包括机器人、配置在主臂末端的端部操作器组件、可旋转的平行框架横杆，以及工具支撑分支。工具组件连接到工具支撑分支并可相对于各自的分支轴旋转/移动。配置工具具有通过机器人的腕部接合的控制块和工具。控制器指挥机器人使用工具通过调节框架横杆和/或工具支撑分支或工具组件自动配置端部操作器组件，回应于识别的工作任务做这个。指挥腕部和工具变换器的接合并使用端部操作器组件执行识别的工作任务。配置架自动翻转端部操作器组件到配置位置，指挥腕部与工具变换器的接合，并配置端部操作器组件。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及具有可重组端部操作器组件的机器人系统。
技术介绍
多轴工业机器人包括通过肩关节连接的铰接臂。每一部分通过一个或多个关节电机驱动。典型的工业机器人相对于六个不同的控制轴控制。共同地，这些控制轴能够实现机器人相对于固定的或移动的基部的旋转、第一臂的伸出/缩回、和第二臂的升/降以及肩关节旋转和设置在第二臂末端的腕部的旋转/平移。另外的臂可根据设计用在连续布置中，而连接到腕部的端部操作器可被操纵以执行想要的工作任务。术语“端部操作器”指特定的端部联杆机构或组成部分，其根据机器人的设计，可安全地抓紧、传送、定向、以及释放工件或工具。一些端部操作器组件由网格阵列的延伸梁和横杆形成，在其上附接有一组工具模块，例如用于在生产设备中移动金属板或方格玻璃类型的吸盘或抓爪。在执行特定的工作任务之前，单独的工具模块可由操作员手动调节到预定的结构。虽然这种类型的阵列端部操作器组件在制造/材料处理环境中有用，但目前的设计在适应性和整体空间使用方面不是最优的。
技术实现思路
本文公开了一种机器人系统，其包括多轴机器人、端部操作器组件、配置工具、以及控制器。该机器人、端部操作器组件、以及配置工具一起解决了上面提到的与现有端部操作器设计相关的问题的一些。本文公开的端部操作器组件可响应于控制器发出的控制信号由机器人快速重组，并之后在处理诸如具有异形形状的车身板件或平板方格玻璃等不同部件时，用于材料处置或其他目的。代替传统自锁离合器或卡钳，每一工具模块自动松开夹持、移动、并使用构造为一组线性和/或线性/旋转关节锁的螺丝夹钳机构重新夹持，其通过配置工具选择地调整。相对于现有系统，本设计可提供一些成本和重 量优势。在可能的实施方式中，端部操作器组件包括具有多个正交布置的工具支撑分支的双平行框架横杆，其全部由机器人自动重新定位并设置在延伸的主臂上。双向离合器组件具有适于相对于主臂的轴铰接框架横杆的杠杆臂。该双向离合器组件在一些实施方式中可气动地锁定或解锁，而管道可围绕双向旋转离合器组件布线到各个工具模块以根据应用提供要求的气动功率或真空。本文公开的配置工具可包括诸如转矩扳手或螺帽扳手的工作工具、以及刀头和适于在控制的配置阶段接合关节锁定机构的配对特征部的定位销。在这样的控制阶段中，端部操作器组件可由机器人放置在配置架上，无论是悬在地板或机柱上方或者安装在其上，从而为配置提供已知的参考系。主臂包括允许主臂与机器人和配置架同时接合的双侧工具变换器。本文公开了一种机器人系统，其包括具有臂和腕部的多轴机器人。该系统包括具有主臂的端部操作器组件、设置在主臂末端的工具变换器组件、相对于主臂正交布置并相对于主臂的轴可旋转的平行框架横杆、相对于平行框架横杆正交布置的多个工具支撑分支、以及多个工具模块。这些工具模块连接到工具支撑分支的相应一个，且可相对于分支的相应一个的轴旋转和平移。该系统还包括配置工具，配置工具包括通过腕部可选择地接合的设置在配置工具的一个末端的控制块，以及设置在配置工具的另一末端的工作工具。作为系统的部分，控制器被编程以响应于识别的工作任务通过使用配置工具调整工具模块、平行横杆、以及工具支撑分支的至少一个来命令机器人自动配置端部操作器组件，以及之后命令腕部与工具变换器接合，以及使用配置的端部操作器组件执行识别的工作任务。配置架可作为系统的零件被包括。这样的配置架为端部操作器组件的配置提供已知的参考系和校准坐标。工具变换器组件包括配置成与机器人接合的第一工具变换器和配置成同时与配置架接合的第二工具变换器。根据本专利技术的一方面，提供一种机器人系统包括：多轴机器人，具有臂和腕部；端部操作器组件，具有主臂、设置在主臂一末端的工具变换器组件、相对于主臂正交布置并相对于主臂轴可旋转的平行框架横杆、相对于平行框架 横杆正交布置的多个工具支撑分支以及连接到工具支撑分支中的相应一个上的多个工具模块，其中工具模块可相对于分支中的相应一个的轴旋转和平移；配置工具，具有设置在配置工具一末端的控制块以及设置在配置工具另一末端的工作工具，所述控制块可通过工具变换器组件选择地接合；以及控制器，被编程以响应于识别的工作任务命令机器人通过使用配置工具调整工具模块、平行横杆、和工具支撑分支中的至少一个，以及之后命令腕部与工具变换器接合并使用配置的端部操作器组件执行识别的工作任务。优选地，其中工具模块是气动吸盘或抓爪。优选地，其中端部操作器组件包括多个线性/旋转锁定机构，其将工具模块连接到分支中的相应一个。优选地，其中多个线性/旋转锁定机构中的每一个限定空气通道，空气通道配置成为吸盘或抓爪施加真空。优选地，所述机器人系统进一步包括双向离合器组件，其配置成相对于主臂锁定或释放平行的框架横杆。优选地，所述机器人系统进一步包括配置架，其中工具变换器组件包括构造成接合机器人的第一工具变换器和构造成同时接合配置架的第二工具变换器。优选地，其中配置架包括具有转子轴的电机，且其中控制器被编程以命令机器人自动将端部操作器组件的工具变换器组件与配置架的第二工具变换器接合从而实现配置架的加载位置，相对于转子轴自动翻转端部操作器组件180度到配置架的配置位置，命令腕部和配置工具接合，以及配置端部操作器组件以使用配置工具执行识别的工作任务。优选地，其中控制器进一步被编程以自动检测端部操作器组件的配置何时完成，并在之后相对于转子轴将端部操作器组件翻转180度回到加载位置。优选地，其中配置架进一步包括线性致动器，其可操作以在通过电机旋转端部操作器组件之前将端部操作器组件倾斜到校准倾斜角度。优选地，所述机器人系统进一步包括多个斜摆臂，其将线性/旋转锁定机构连接到工具模块，其中配置工具具有一对定位销，而斜摆臂每一个具有一对配置成接收该定位销的配合定位孔。根据本专利技术另一方面，提供一种机器人系统包括：多轴机器人，具有臂和腕部；端部操作器组件，具有主臂、设置在主臂一末端的工具变换器组件、相对于主臂正交布置并相对于主臂轴可旋转的平行框架横杆、相对于平行框架横杆正交布置的多个工具支撑分支以及连接到工具支撑分支的相应一个的多个工具模块，其中工具模块可相对于分支中的相应一个的轴旋转和平移，其中端部操作器组件包括多个线性/旋转锁定机构，其将工具模块连接到分支中的相应一个；配置工具，具有设置在配置工具一末端的控制块以及配置在配置工具另一末端的工作工具，所述控制块可通过腕部选择地接合；配置架，为端部操作器组件的配置提供已知的参考系，其中工具变换器组件包括配置成接合机器人的第一工具变换器和配置成同时接合配置架的第二工具变换器；以及控制器，被编程以响应于识别的工作任务命令机器人通过使用配置工具调整工具模块、平行横杆、和工具支撑分支中的至少一个，以及之后命令腕部与工具变换器接合并使用配置的端部操作器组件执行识别的工作任务。优选地，其中工具模块为气动吸盘或抓爪。优选地，其中多个线性/旋转锁定机构中的每一个限定空气通道，所述空气通道配置成为吸盘或抓爪提供真空。优选地，所述机器人系统进一步包括双向离合器组件，其配置成相对于主臂锁定或释放平行框架横杆。优选地，其中配置架包括具有转子轴的电机，且其中电机可操作以相对于转子轴翻转端部操作器组件。优选地，其中控制器被编程以命令机器人自动接合端部操作器组件的工具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人系统包括：多轴机器人，具有臂和腕部；端部操作器组件，具有主臂、设置在主臂一末端的工具变换器组件、相对于主臂正交布置并相对于主臂轴可旋转的平行框架横杆、相对于平行框架横杆正交布置的多个工具支撑分支以及连接到工具支撑分支中的相应一个上的多个工具模块，其中工具模块可相对于分支中的相应一个的轴旋转和平移；配置工具，具有设置在配置工具一末端的控制块以及设置在配置工具另一末端的工作工具，所述控制块可通过工具变换器组件选择地接合；以及控制器，被编程以响应于识别的工作任务命令机器人通过使用配置工具调整工具模块、平行横杆、和工具支撑分支中的至少一个，以及之后命令腕部与工具变换器接合并使用配置的端部操作器组件执行识别的工作任务。

【技术特征摘要】
2015.04.03 US 62/142,748;2015.04.03 US 62/142,751;1.一种机器人系统包括：多轴机器人，具有臂和腕部；端部操作器组件，具有主臂、设置在主臂一末端的工具变换器组件、相对于主臂正交布置并相对于主臂轴可旋转的平行框架横杆、相对于平行框架横杆正交布置的多个工具支撑分支以及连接到工具支撑分支中的相应一个上的多个工具模块，其中工具模块可相对于分支中的相应一个的轴旋转和平移；配置工具，具有设置在配置工具一末端的控制块以及设置在配置工具另一末端的工作工具，所述控制块可通过工具变换器组件选择地接合；以及控制器，被编程以响应于识别的工作任务命令机器人通过使用配置工具调整工具模块、平行横杆、和工具支撑分支中的至少一个，以及之后命令腕部与工具变换器接合并使用配置的端部操作器组件执行识别的工作任务。2.根据权利要求1所述的机器人系统，其中工具模块是气动吸盘或抓爪。3.根据权利要求2所述的机器人系统，其中端部操作器组件包括多个线性/旋转锁定机构，其将工具模块连接到分支中的相应一个。4.根据权利要求3的所述的机器人系统，其中多个线性/旋转锁定机构中的每一个限定空气通道，空气通道配置成为吸盘或抓爪施加真空。5.根据权利要求1所述的机器人系统，进一步包括双向离合器组件，其配置成相对于主臂锁定或释放平行的框架横杆。6.根据权利要求1所述的机器人系统，进一步包括配置架，其中工具变换器组件包括构造成接合机器人的第一工具变换器和构造成同时接合配置架的第二工具变换器。7.根据权利要求6所述的机器人系统，其中配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：YT·林，J·波勒斯，K·德拉赫，M·珀尔曼，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，特拉华资金集成公司，
类型：发明
国别省市：美国;US