CN105003505A - 一种弹性体装夹结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弹性体装夹结构，是针对生活中电子称中的重要零部件——弹性体，在进行孔内自动粘贴应变片时的装夹机构；应变片的粘贴精度将直接影响到弹性体测量的精度，但目前在企业生产过程中，弹性体孔内粘贴应变片仍然需要人工来完成，为了提高弹性体孔内粘贴应变片的效率和精度，本发明给出了一种可以应用于弹性体孔内贴片的装夹机构该机构主要包括工作台、相机、夹板、第一驱动装置、第二驱动装置和箱体组件；工作人员将弹性体放置在装夹机构上，工控机通过相机捕获弹性体的特征孔位置，并将其与标准位置进行对比，然后控制第一驱动装置和第二驱动装置调节弹性体的孔位至标准位置，以保证自动贴应变片的精度。

Description

一种弹性体装夹结构

技术领域

本发明是针对生活中电子称中的重要零部件—弹性体，在进行孔内自动粘贴应变片时的装夹机构，该装夹机构主要应用于机器人对弹性体粘贴应变片的工艺过程中，特别适用于机器人对弹性体孔内贴应变片生产过程中。弹性体是称重行业中所用的一种电阻应变片传感器中的重要组成部分。

背景技术

目前，在称重行业中大部分都采用测试精度高、测量范围广、响应频率快的电阻应变片传感器。这种传感器的生产中的关键环节就是要向弹性体的表面粘贴应变片。应变片的粘贴精度将直接影响到该电阻应变片传感器的特性。根据现实生产的需要，不仅要实现对弹性体表面粘贴应变片，而且要实现对弹性体孔内粘贴应变片。

在论文《基于机器人的弹性体自动贴片设备》中，公开提出了一种机器人自动贴片的一种方法。但这种方法主要是实现对弹性体表面粘贴应变片。而对弹性体孔内粘贴应变片的技术现在还没有专门的文献给出解决方法。大部分企业对弹性体孔内贴应变片主要是靠的人工来完成的，要想通过机器人来实现对应变片孔内贴片自动化的主要难题是，无法精确固定和检测弹性体孔的位置，而且人工粘贴应变片不仅效率低，精度不高。即使借助于一些小的贴片工具也很难达到所需的精度要求。

基于上述问题，本发明给出了一种可以应用于弹性体孔内贴片的装夹机构。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是：为了实现弹性体体孔内粘贴应变片的自动化，克服现有的生产过程中的低效率、低精度的不足。本发明提供了装夹机构。该装夹机构应用于机器人去弹性体孔内贴片的系统中。首先，在由相机和工控机组成 的光视系统中设置弹性体贴片的基准位置；然后人工将弹性体放置在弹性体工装位置并夹紧，机构调整弹性体的空间位置，机械手拾取应变片后，相机对应变片的表面进行光视检测，校准应变片位置。最后机械手将应变片贴入应变片的孔内，整个过程中，对弹性体和应变片都进行了光视校准，这种重复性精度可以提高对应变片粘贴的精度。

本发明的技术方案是：设计一种弹性体装夹结构，包括工作台5、相机11、夹板7、第一驱动装置、第二驱动装置和箱体组件；工作台5上设有第一导轨6、第一滑块9和基座10；夹板7位于第一滑块9上；相机11通过基座10安装在工作台5上；所述第一驱动装置包括第一电机15、第一联轴器16和第一丝杠19和第一丝杠螺母18；第一电机15输出端通过第一联轴器16带动第一丝杠19；第一丝杠19与第一丝杠螺母18形成丝杠丝母结构，且第一丝杠螺母18通过连接板17与夹板7相互连接，使得第一丝杠螺母18带动连接板17和夹板7沿第一丝杠19所在轴线方向同步进行轴向运动；所述第二驱动装置包括第二电机1、第二联轴器2、第二导轨3、第二滑块26、丝杠螺母副8；第二电机1输出端通过第二联轴器2带动丝杠螺母副8；第二联轴器2和丝杠螺母副8之间设有第二导轨3，且第二导轨3上设有第二滑块26，第二导轨3与第一导轨6相互垂直；所述箱体组件包括箱体13、伸缩气缸20、连杆、伸缩杆23和挡块12；箱体13一侧与第二驱动装置上的第二滑块26连接，使得箱体13能够在第二导轨3上运动；箱体13另一侧设有两个挡块12，两个挡块12与连杆连接，连杆与伸缩杆23连接；箱体13内设有伸缩气缸20，伸缩气缸20与伸缩杆23连接；工作时将弹性体22置于两个挡块12之间，伸缩气缸20通过带动连杆、伸缩杆23调整挡块12之间的距离，从而固定夹紧弹性体22；相机所在轴线方向、第二导轨3的轴线方向和第一导轨6的轴线方向三者相互垂直，且相机通过拍照能够获得弹性体22上的贴片孔的坐标位置。

本发明的进一步技术方案为：还包括工控器28，获取相机所得的弹性体22上的贴片孔坐标位置并进行数据处理。

本发明的进一步技术方案为：所述连杆包括第一连杆24和第二连杆25，第一连杆24的一端和第二连杆25的一端分别于两个挡块12连接，第一连杆24的另一端和第二连杆25的另一端相互铰接后与伸缩杆23进行连接。

本发明的进一步技术方案为：所述挡块12之间的距离大于弹性体22的长度。

本发明的进一步技术方案为：所述弹性体22的长度为185～225mm，厚度为20～25mm。

本发明的进一步技术方案为：所述相机的安装距离为能够捕捉到弹性体22在第一驱动装置和第二驱动装置带动下进行运动的运动范围。

发明效果

本发明的技术效果在于：本发明提出了一种用于实现机器人对弹性体孔内贴应变片的装夹机构，由于弹性体装夹机构的设计，实现了在对弹性体装夹时的自动夹紧，提高了弹性体孔的定位精度，并通过光视检测系统实现机器人对弹性体孔的感知，从而实现对弹性体孔内粘贴应变片的自动化。

附图说明

图1是本发明机构的主视图

图2是本发明机构的俯视图

图3是本发明机构的右视图

附图标记说明：1-第二轴电机；2-第二联轴器；3-第二导轨；4-第一电机安装座；5-工作台；6-第一导轨；7-夹板；8-丝杠螺母副；9-第一滑块；10-相机安装座；11-相机；12-挡块；13-箱体；14-第二连接板；15-第一电机；16-第一联轴器；17-第一连接板；18-第一丝杠螺母；19-第一丝杠；20-伸缩气缸；21- 拉杆；22-弹性体；23-伸缩杆；24-第一连杆；25-第二连杆；26-第二滑块；27-定位销；28-工控机

具体实施方式

下面结合具体实施实例，对本发明技术方案进一步说明。

如附图1-3示，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：设计一种弹性体装夹结构，包括气缸、箱体、定位销、相机、夹板、连杆机构、第一驱动装置和第二驱动装置。在本实施例中，为方便描述，将第一驱动装置中的第一导轨所在方向设为X轴方向，将第二驱动装置中的第二导轨所在方向设为Y轴方向。所述的机构中，箱体和第二导轨的滑块相连，通过伺服电机驱动丝杠螺母副带动箱体实现Y轴上的移动。夹板由两块钢板垂直焊接而成，呈T字型。导轨固定在夹板的竖直钢板上；夹板与第一导轨的滑块相连，同样是根据伺服电机驱动丝杠螺母副带动夹板移动。箱体一面上固定上两个同一高度的定位销，将弹性体放在定位销上，定位销是用来对弹性体进行定位的，挡块是用来夹紧弹性体进行孔内贴片的。本机构中气缸为伸缩气缸，气缸固定在箱体的其中一个内壁上，连杆机构的一端与气缸杆相连，另一端通过箱体实现对弹性体的夹紧和放开。从而实现对弹性体的完全定位。在箱体与弹性体接触的同一面上开有一孔与弹性体上的孔同心，对弹性体装夹完成后，其对面的相机启动，对弹性体的实际位置进行检测，并将弹性体的实际位置传输给工控机通过与原已设定好的基准位置对比，从而控制水平和竖直面上的伺服电机运动，将弹性体移到基准位置准备贴片。

夹板7通过第一导轨6和第一滑块9固定在工作台5上，第一电机15通过第一电机4安装座安装固定在工作台5上，第一丝杠19通过第一联轴器16与第一电机15的电机轴相连接，第一丝杠螺母18通过第一连接板17与夹板7相连接，这样第一电机15通过滚珠丝杠运动副带动夹板在实现X轴方向的运动。-第二电 机1安装固定在-夹板7上，第二导轨3和第二滑块26安装固定在夹板7上，-箱体13固定在第二滑块上，丝杠螺母副8通过第二联轴器2与第二电机1的电机轴相连，第二连接板14将丝杠螺母副8和-箱体13相连，这样在第二电机1通过滚珠丝杠副带动箱体做上下运动，同时整个第二驱动装置固定在夹板7上，夹板7在第一电机15的带动下可以实现X轴方向的运动，这样就实现了箱体既可以在X轴方向移动，也可以在Y轴方向移动。弹性体22在进行自动贴片时，固定在箱体的装夹机构上，这样整个机构就可以实现弹性体在X轴和Y轴两个方向上的运动；相机11通过相机安装座10固定在工作台5上，伸缩气缸20安装固定在箱体13上，伸缩杆23与第一连杆24铰接相连，拉杆21通过末端的螺纹与第二连杆25相连接挡块12，安装拉杆21的另一端，用来固定弹性体22在定位销27固定在箱体上；工作人员将弹性体22放置到定位销27上，控制系统通过控制电磁阀的通断电，实现气缸的伸缩运动，并通过通过伸缩杆23、第一连杆24和第二连杆25，带动拉杆21和挡块12动作，将弹性体工件夹紧；相机11捕获弹性体上贴片孔的上的特征点，相机的安装距离为能够捕捉到弹性体(22)在第一驱动装置和第二驱动装置带动下进行运动的运动范围。相机将获得贴片孔上特征点的坐标传输到工控器上，工控器通过相机传送的数据绘制弹性体贴片孔的轮廓，这样工控机就确定了贴片孔在相机内坐标的具体位置。工控机将坐标与原以规定好的贴片孔的基准位置(原点)坐标进行对比计算，计算出贴片孔在当前位置到达原点，X轴和Y轴所要移动的距离，工控机分别给X轴电机15和Y轴电机发出相应的脉冲数，控制贴片孔到达相机内坐标系的原点。这样弹性体贴片孔的位置确定了，由于此方法是基于相机的光视检测原理，所以相机的像素直接影响弹性体贴片孔的位置精度。

本次发明所提出的装夹机构主要用于，在实现机器人对弹性体孔内粘贴贴片自动化的工艺过程，对弹性体的精确装夹和定位。并相机的光视实现对弹性体孔的捕获和精确定位。

Claims (6)

1.一种弹性体装夹结构，其特征在于，包括工作台(5)、相机(11)、夹板(7)、第一驱动装置、第二驱动装置和箱体组件；工作台(5)上设有第一导轨(6)、第一滑块(9)和基座(10)；夹板(7)位于第一滑块(9)上；相机(11)通过基座(10)安装在工作台(5)上；所述第一驱动装置包括第一电机(15)、第一联轴器(16)和第一丝杠(19)和第一丝杠螺母(18)；第一电机(15)输出端通过第一联轴器(16)带动第一丝杠(19)；第一丝杠(19)与第一丝杠螺母(18)形成丝杠丝母结构，且第一丝杠螺母(18)通过连接板(17)与夹板(7)相互连接，使得第一丝杠螺母(18)带动连接板(17)和夹板(7)沿第一丝杠(19)所在轴线方向同步进行轴向运动；所述第二驱动装置包括第二电机(1)、第二联轴器(2)、第二导轨(3)、第二滑块(26)、丝杠螺母副(8)；第二电机(1)输出端通过第二联轴器(2)带动丝杠螺母副(8)；第二联轴器(2)和丝杠螺母副(8)之间设有第二导轨(3)，且第二导轨(3)上设有第二滑块(26)，第二导轨(3)与第一导轨(6)相互垂直；所述箱体组件包括箱体(13)、伸缩气缸(20)、连杆、伸缩杆(23)和挡块(12)；箱体(13)一侧与第二驱动装置上的第二滑块(26)连接，使得箱体(13)能够在第二导轨(3)上运动；箱体(13)另一侧设有两个挡块(12)，两个挡块(12)与连杆连接，连杆与伸缩杆(23)连接；箱体(13)内设有伸缩气缸(20)，伸缩气缸(20)与伸缩杆(23)连接；工作时将弹性体(22)置于两个挡块(12)之间，伸缩气缸(20)通过带动连杆、伸缩杆(23)调整挡块(12)之间的距离，从而固定夹紧弹性体(22)；弹性体(22)上设有贴片孔；相机所在轴线方向、第二导轨(3)的轴线方向和第一导轨(6)的轴线方向三者相互垂直，且相机通过拍照能够获得弹性体(22)上的贴片孔的坐标位置。

2.如权利要求1所述的一种弹性体装夹结构，其特征在于，还包括工控机(28)，工控器(28)获取相机所得的弹性体(22)上的贴片孔坐标位置并进行数据处理。

3.如权利要求1所述的一种弹性体装夹结构，其特征在于，所述连杆包括第一连杆(24)和第二连杆(25)，第一连杆(24)的一端和第二连杆(25)的一端分别于两个挡块(12)连接，第一连杆(24)的另一端和第二连杆(25)的另一端相互连接后与伸缩杆(23)进行连接。

4.如权利要求1所述的一种弹性体装夹结构，其特征在于，所述挡块(12)之间的距离大于弹性体(22)的长度。

5.如权利要求1或4所述的一种弹性体装夹结构，其特征在于，所述弹性体(22)的长度为185～225mm，厚度为20～25mm。

6.如权利要求1所述的一种弹性体装夹结构，其特征在于，所述相机的安装距离为能够捕捉到弹性体(22)在第一驱动装置和第二驱动装置带动下进行运动的运动范围。