一种双头SCARA机器人制造技术

本实用新型专利技术揭示了一种双头SCARA机器人，包括基座、主控器、第一支撑臂、第二支撑臂和作业单元，其中第一支撑臂的第一端接设于基座成型为第一旋转关节，第一支撑臂的第二端与第二支撑臂的第一端对接成型为第二旋转关节，作业单元定位装接于第二支撑臂且内置有第三旋转关节，三个旋转关节轴向平行且垂直于作业平面。特征为该第二支撑臂接设有两套独立受控定位、输出功能动作的作业单元，各套作业单元的第三旋转关节和竖直向移动关节的驱动端子通过穿接的总线接入主控器。应用本实用新型专利技术该SCARA机器人，能使得两项作业共用同一个SCARA机器人的前两轴，或异步连贯进行，减少了增配机器人的成本，优化了生产作业的灵活性和效率，并保障品质。

【技术实现步骤摘要】
一种双头SCARA机器人
本技术涉及一种工业机器人，尤其涉及一种生产效率提升、功能应用灵活的双头型SCARA机器人。
技术介绍
如今，SCARA机器人在工业生产的各个领域得到了广泛的应用，对应主体为平面状的作业对象，可以实现高精度可控的螺钉拧紧、零件搬运定位、区域性涂胶、铆接固定等工业作业功能，从而替代人工手动作业，并克服疲劳作业带来的误差等因素，提高生产效率及品质。周知地，SCARA机器人具有四个轴和四个运动自由度，包括沿正交立体坐标系X、Y、Z三个轴向上的平移定位和绕Z轴的旋转自由度。从硬件构成而言有三个旋转关节，其轴线相互平行并垂直于水平面，在平面内进行定位和定向，另外还有一个移动关节，用于完成末端动作模组在垂直于平面的运动。这种机器人在X、Y方向上具有顺从性，而在Z轴方向具有良好的刚度，此特性特别适合于装配工作，故该机器人首先大量用于装配印刷电路板和电子零部件；该机器人的另一个特点是相串接的两条支撑臂，类似人的手臂，可以在有限空间内伸缩自如，适合于搬动和取放物件，如集成电路板等。该种机器人广泛的应用得益于出众的设计性能，然而就工业生产提升效率而言尚存许多不足，例如其单一化的末端动作模组，使得一台SCARA机器人只能单一性地从事单项生产作业，如需复合作业或规模化同步作业则需要增配机器人数量，非但空间占空增大，而且成本和能耗投入也成倍增加，工业应用明显局限。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本技术的目的旨在提出一种双头SCARA机器人，以解决工业生产效率和灵活性提升的问题。本技术实现上述目的的技术解决方案是，一种双头SCARA机器人，包括基座、可编程的主控器、第一支撑臂、第二支撑臂和作业单元，所述第一支撑臂的第一端接设于基座成型为第一旋转关节，第一支撑臂的第二端与第二支撑臂的第一端对接成型为第二旋转关节，作业单元定位装接于第二支撑臂且内置有第三旋转关节，三个旋转关节轴向平行且垂直于作业平面，其特征在于：所述第二支撑臂接设有两套独立受控定位、输出功能动作的作业单元，各套作业单元的第三旋转关节和竖直向移动关节的驱动端子通过穿接的总线接入主控器。进一步地，两套作业单元的第三旋转关节可拆卸式换装相同或不同的动作模组，所述动作模组至少为拧紧单元、夹爪单元、胶枪单元或铆接单元中的一种。更进一步地，两套作业单元在第二支撑臂的长度向排列、间距可调设置。更进一步地，两套作业单元在第二支撑臂的宽度向排列、间距可调设置。更进一步地，两套作业单元在第二支撑臂上偏置排列设置，且其中一套作业单元定位设于第二支撑臂中段，另一套作业单元受驱于第二支撑臂的第二端所设的第四旋转关节可调转动、定位。进一步地，两套作业单元受控于主控器同步作业或异步分别作业，且两套作业单元的间距保持恒定或实时位移调整定位。应用本技术该SCARA机器人的技术解决方案，与现有技术相比，具备实质性特点和进步性：该机器人根据生产要求通过单独受控的两套作业单元分别实施作业，利用面向主控器的编程操作，一方面能使得两项作业共用同一个SCARA机器人的前两轴，从而减少了机器人台数增配的成本投入，另一方面能使得两项作业异步连贯进行，优化了生产作业的灵活性和效率，并保障品质。附图说明图1是本技术SCARA机器人优选实施的结构示意图。图2是本技术SCARA机器人较佳实施的结构示意图。图3是本技术SCARA机器人另一实施的结构示意图。具体实施方式以下便结合实施例附图，对本技术的具体实施方式作进一步的详述，以使本技术技术方案更易于理解、掌握，从而对本技术的保护范围做出更为清晰的界定。本技术设计者针对现有SCARA机器人在实际应用场景下多方面的不足进行了综合分析，结合自身经验和创造性劳动，致力于满足现代化工业装配产线对机器人作业灵活性扩容和效率提升的需求，创新提出了一种双头SCARA机器人。如图1所示的优选实施例结构示意图可见，该SCARA机器人的概述构成包括基座1、可编程的主控器、第一支撑臂2、第二支撑臂和作业单元4，其中可编程的主控器集成装配于基座之中，并设有外联上位机接受编程控制的数据接口，主控器得电后根据预先编定的程序实施加工作业。该程序包括控制两个支撑臂旋转在XY平面内高精度顺应定位的导航部分和控制作业单元竖直向位移和轴向转动输出动能的作业部分。由于该机器人问世及应用多年，其编程控制已为行业所熟悉，非本申请要求保护的内容，故省略描述其编程细节。上述第一支撑臂2的第一端接设于基座1成型为第一旋转关节，第一支撑臂2的第二端与第二支撑臂3a的第一端对接成型为第二旋转关节，作业单元4定位装接于第二支撑臂3a且内置有第三旋转关节，三个旋转关节轴向平行且均垂直于作业平面。以上是传统SCARA机器人的基础结构，在各种应用情况下具有普遍的实用性。作为本申请的结构改良：该第二支撑臂3a接设有两套独立受控定位、输出功能动作的作业单元4，各套作业单元的第三旋转关节41a、41b和竖直向移动关节（未图示）的驱动端子通过穿接的总线5接入主控器。从图示可见，该第二支撑臂3a为线性长条形状，且两套作业单元4在第二支撑臂3a的长度向排列，且在有限的行程范围内间距可调设置，以利于微调两个作业单元中第三旋转关节的距离，以适应作业对象同步作业的定位需求。上述线性微调的技术实现为机电应用设计行业内的成熟技术，故省略详述及图示。从改良后的双头SCARA机器人功能实现上来理解，该两套第三旋转关节41a、41b可拆卸式换装相同或不同的动作模组，而动作模组至少为拧紧单元、夹爪单元、胶枪单元或铆接单元中的一种。此外，该两套作业单元受控于主控器同步作业或异步分别作业，且两套作业单元的间距保持恒定或实时位移调整定位。以具体的实施场景为例，该机器人应用于印刷电路板批量螺钉装配上，则两套作业单元的第三旋转关节均装接拧紧单元（含独立螺钉供料和扭矩范围控制），而后通过扫描印刷电路板上螺钉孔位的间距调整两个拧紧单元的轴心距离，继而通过两个支撑臂定位作业位置并双工位同步拧紧螺钉。根据印刷电路板上螺钉孔位的分布可以两两相近的成一组，编写支撑臂的导航程序遍历各组定位并控制作业。当机器人应用于其它贴装作业上，则一套第三旋转关节可以装接胶枪单元，另一套第三旋转关节可以装接夹爪单元，先编程控制面向作业对象在特定区域涂胶，而后切换夹爪单元搬运零件铺贴在涂胶位置完成作业，其中涂胶作业的同时可以伴随控制夹爪单元上料；当然，另有包括先钻孔、后铆接的应用实例等。上述竖直向移动关节的受控动作穿插于各导航和作业过程中，旨在控制动作模组距离作业对象的表面距离，便于空间位移而不发生干涉、碰撞等生产事故。如图2所示的较佳实施例结构示意图可见，该SCARA机器人中两套作业单元在第二支撑臂3b的宽度向排列、间距可调设置，其功能实现与上述优选实施例相似，故省略详述。惟区别在于该第二支撑臂3b具有宽度向的可调行程，更利于两套作业单元并排同步实施相同的加工内容。...

【技术保护点】
1.一种双头SCARA机器人，包括基座、可编程的主控器、第一支撑臂、第二支撑臂和作业单元，所述第一支撑臂的第一端接设于基座成型为第一旋转关节，第一支撑臂的第二端与第二支撑臂的第一端对接成型为第二旋转关节，作业单元定位装接于第二支撑臂且内置有第三旋转关节，三个旋转关节轴向平行且垂直于作业平面，其特征在于：所述第二支撑臂接设有两套独立受控定位、输出功能动作的作业单元，各套作业单元的第三旋转关节和竖直向移动关节的驱动端子通过穿接的总线接入主控器。/n

【技术特征摘要】
1.一种双头SCARA机器人，包括基座、可编程的主控器、第一支撑臂、第二支撑臂和作业单元，所述第一支撑臂的第一端接设于基座成型为第一旋转关节，第一支撑臂的第二端与第二支撑臂的第一端对接成型为第二旋转关节，作业单元定位装接于第二支撑臂且内置有第三旋转关节，三个旋转关节轴向平行且垂直于作业平面，其特征在于：所述第二支撑臂接设有两套独立受控定位、输出功能动作的作业单元，各套作业单元的第三旋转关节和竖直向移动关节的驱动端子通过穿接的总线接入主控器。


2.根据权利要求1所述双头SCARA机器人，其特征在于：两套作业单元的第三旋转关节可拆卸式换装相同或不同的动作模组，所述动作模组至少为拧紧单元、夹爪单元、胶枪单元或铆接单元中的一种。

<...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓毅，
申请(专利权)人：苏州铂电自动化科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32