CN106541388A - 一种二极管抓取机械手 - Google Patents

Abstract

一种二极管抓取机械手，主要由左右移栽部件、升降部件、一维滑台机构与机械手末端执行机构(手爪)组成。采用了气动技术、伺服技术与真空技术，结构紧凑，不仅能满足不同点火线圈的二极管的吸取与装配，实现了点火线圈装配的高速化与自动化，而且清洁无污染，不损坏二极管的表面。

Description

一种二极管抓取机械手

技术领域

本发明涉及一种二极管抓取机械手，适用机械电子领域。

背景技术

随着社会的发展和工业技术水平的不断进步，机械手在生产中得到广泛应用，促进了工业生产的自动化。由于工作条件的原因，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命,为了解决这些问题机械手就诞生了。机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。其中的工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，它的发展是由于其积极作用正日益为人们所认识：它能部分地代替人工操作；能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；能制作必要的机具进行焊接和装配从而大大改善工人的劳动条件，显著地提高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。

点火线圈是汽车发动机点火系统中点燃发动机内空气与燃油混合物的关键部件，它主要由初级线圈绕组、次级线圈绕组、二极管、铁芯、壳体以及填充物等组成。点火线圈的制造工艺过程包括树脂浇注、清洗、线圈绕制、焊接、装配、注塑成型、冲压、叠铆、机加工等。在这些工艺过程中，点火线圈的装配至关重要。

点火线圈总成装配及电性能测试设备是用于点火线圈产品的电阻、线圈组件、初级插头、二极管和壳体的组装与二极管导通和线圈电阻的检测。设备的机械部分主要包括：工位分度系统、气动机械手(压入机械手、二极管抓取机械手、测试机械手、工件下料机械手)、送料机构(二极管剪切送料机构、成品下料皮带机、废品下料皮带机)、图像检测机构与吸尘机构。

根据点火线圈的功能和结构特点，设备采用了分度头转台形式，即由压装工位、二极管抓取装配工位、图像检测工位、电性能检测工位、吸尘工位、工件抓取下料工位组成，按照点火线圈装配检测工艺的顺序按顺时针的方向均布。PLC高精度控制分度头的角位移量，对各个工位的行程实行数字监控，保证各工位动作的重复性。设备处于自动与手动状态时。每个工位将对是否有工件以及工件是否合格进行检测。其中二极管抓取装配工位采用了气动机械手，它从二极管剪切送料机构上吸取切断的二极管并将二极管装入点火线圈。机械手性能的优劣直接影响点火线圈的装配精度及设备的生产效率。

发明内容

本发明提供一种二极管抓取机械手，采用了气动技术、伺服技术与真空技术，结构紧凑，不仅能满足不同点火线圈的二极管的吸取与装配，实现了点火线圈装配的高速化与自动化，而且清洁无污染，不损坏二极管的表面。

本发明所采用的技术方案是：

机械手主要有直角坐标、圆柱坐标、极坐标与关节式4种形式。其中直角坐标机械手的手臂运动轨迹都是直线，构造简单，定位精度也比较高。考虑到点火线圈总成装配及电性能测试设备的整体布局与机械手的功能要求，二极管抓取机械手采用了直角坐标形式。

二极管抓取机械手是实现机械手的手抓在二极管取料位与装配位之间的精确定位，以及二极管的取料与装配。不同的点火线圈的二极管位置相对于装配基准，在X、Y、z方向上都存在微量偏差，因此要求机械手在X、Y、Z 3个方向上可以进行快速微量调整。机械手采用直角坐标系形式，具有3个自由度：x方向的左右移动、Y方向的前后移动、z方向的升降运动，实现的动作主要有：左移、右移、上升、下降、取料、放料与压装。

所述的二极管抓取机械手主要由左右移栽部件、升降部件、一维滑台机构与机械手末端执行机构(手爪)组成。

所述机械手的左右移栽部件主要由无杆气缸、直线导轨副、安装板、滑块、油压缓冲器、立柱、右限位块与限位气缸等组成。工作原理是通过直线导轨副和无杆气缸通气后，驱动机械手左右直线移动。因为二极管的取料位相同。而点火线圈的种类不同，不同点火线圈的二极管装配位相对于装配基准在x方向存在着0.5mm偏差，所以左右移栽部件在X方向存在着3个极限位，即一个左极限位(取料位)与两个右极限位(装配位)。因此设计了限位气缸10驱动右限位块伸缩实现无杆气缸的两个右极限位，、右限位面1、2相差O.5mm。

所述的升降部件的工作原理是伺服电机驱动丝杠旋转，丝杠螺母带动与滑座相连接的嗫板在直线导轨上作垂直直线移动。一维滑台机构和竖板相连接，与一维滑台机构相连接的-T-爪也同时作垂直直线移动。交流伺服电机采用了三菱电机HCKFE43作为驱动件，电机通过联轴器直接与精密滚珠丝杠副连接，获得了较高的直线速度，同时采用精密滚动直线导轨副，提高了直线运动精度。不同点火线圈的二极管装配位在y方向上存在着微小的差异性，这就要求升降部件在产品品种更换时可以快速调整。

所述的机械手的一维滑台机构主要由螺杆、螺母、交叉滚柱V形导轨副、端板、调节座与调节板等组成。工作原理是手动旋转螺杆，螺母带动与浮动导轨相连接的调节板在固定导轨上作直线移动。与一维滑台机构相连接的手爪也同时作直线移动。对于不同点火线圈的二极管在z方向装配位的不同，只需手动旋转螺杆就可满足要求。

二极管的表面光滑，两只引脚易折断，因此二极管抓取装配部件采用了真空吸附技术。利用真空吸附进行二极管的抓取装配，可以有效地提高点火线圈的装配效率，而且清洁无污染，吸附平稳可靠，不损坏二极管的表面。二极管的真空吸附采用了真空原理产生负压来吸附二极管，达到了装配过程中二极管的吸放与夹持。

本发明的有益效果是：采用了气动技术、伺服技术与真空技术，结构紧凑，不仅能满足不同点火线圈的二极管的吸取与装配，实现了点火线圈装配的高速化与自动化，而且清洁无污染，不损坏二极管的表面。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的机械手整体结构主视图。

图2是本发明的机械手整体结构左视图。

图3是本发明的机械手的升降部件主视图。

图4是本发明的机械手的升降部件左视图。

图5是本发明的机械手二极管抓取装配组件主视图。

图6是本发明的机械手二极管抓取装配组件左视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2，二极管抓取机械手主要由左右移栽部件、升降部件1、一维滑台机构7与机械手末端执行机构(手爪)组成。二极管抓取机械手是实现机械手的手抓在二极管取料位与装配位之间的精确定位，以及二极管的取料与装配。不同的点火线圈的二极管位置相对于装配基准，在X、Y、z方向上都存在微量偏差，因此要求机械手在X、Y、Z3个方向上可以进行快速微量调整。机械手采用直角坐标系形式，具有3个自由度：x方向的左右移动、Y方向的前后移动、z方向的升降运动，实现的动作主要有：左移、右移、上升、下降、取料、放料与压装。

机械手的左右移栽部件主要由无杆气缸2、直线导轨副3、安装板4、滑块及油压缓冲器5、立柱6、右限位块9与限位气缸10等组成。工作原理是通过直线导轨副3和无杆气缸2通气后，驱动机械手左右直线移动。因为二极管的取料位相同。而点火线圈的种类不同，不同点火线圈的二极管装配位相对于装配基准在x方向存在着0.5mm偏差，所以左右移栽部件在X方向存在着3个极限位，即一个左极限位(取料位)与两个右极限位(装配位)。因此设计了限位气缸10驱动右限位块伸缩实现无杆气缸的两个右极限位，、右限位面1、2相差O.5mm。

如图3、图4，机械手的升降部件的组成部分由：交流伺服电机11，支架12，发信板13，链接开关14，直线导轨15，联轴器16，滑座17，丝杆螺母18，竖板19和滚珠丝杆20。其工作原理是伺服电机驱动丝杠旋转，丝杠螺母带动与滑座相连接的嗫板在直线导轨上作垂直直线移动。一维滑台机构和竖板相连接，与一维滑台机构相连接的手爪也同时作垂直直线移动。交流伺服电机采用了三菱电机HCKFE43作为驱动件，电机通过联轴器直接与精密滚珠丝杠副连接，获得了较高的直线速度，同时采用精密滚动直线导轨副，提高了直线运动精度。不同点火线圈的二极管装配位在y方向上存在着微小的差异性，这就要求升降部件在产品品种更换时可以快速调整。机械手的一维滑台机构主要由螺杆、螺母、交叉滚柱V形导轨副、端板、调节座与调节板等组成。工作原理是手动旋转螺杆，螺母带动与浮动导轨相连接的调节板在固定导轨上作直线移动。与一维滑台机构相连接的手爪也同时作直线移动。对于不同点火线圈的二极管在z方向装配位的不同，只需手动旋转螺杆就可满足要求。

如图5、图6，二极管抓去装配组件的结构主要包括：真空吸取部件21，压脚22，导柱23，压脚定位座24，盖板25，导向安装座26，密珠导套27，导套28，弹簧导柱29和弹簧30。二极管的表面光滑，两只引脚易折断，因此二极管抓取装配部件采用了真空吸附技术。利用真空吸附进行二极管的抓取装配，可以有效地提高点火线圈的装配效率，而且清洁无污染，吸附平稳可靠，不损坏二极管的表面。二极管的真空吸附采用了真空原理产生负压来吸附二极管，达到了装配过程中二极管的吸放与夹持。

Claims (8)

1.一种二极管抓取机械手，其特征是：所述的二极管抓取机械手主要由左右移栽部件、升降部件、一维滑台机构与机械手末端执行机构(手爪)组成。

2.根据权利要求1所述的一种二极管抓取机械手，其特征是：所述机械手的左右移栽部件主要由无杆气缸、直线导轨副、安装板、滑块、油压缓冲器、立柱、右限位块与限位气缸等组成。

3.根据权利要求1所述的一种二极管抓取机械手，其特征是：所述的升降部件的工作原理是伺服电机驱动丝杠旋转，丝杠螺母带动与滑座相连接的嗫板在直线导轨上作垂直直线移动。

4.根据权利要求1所述的一种二极管抓取机械手，其特征是：所述的机械手的一维滑台机构主要由螺杆、螺母、交叉滚柱V形导轨副、端板、调节座与调节板等组成。

5.根据权利要求1所述的一种二极管抓取机械手，其特征是：所述机械手的升降部件主要由交流伺服电机，支架，发信板，链接开关，直线导轨，联轴器，滑座，丝杆螺母，竖板和滚珠丝杆组成。

6.根据权利要求1所述的一种二极管抓取机械手，其特征是：机械手的二极管抓去装配组件的结构主要包括：真空吸取部件，压脚，导柱，压脚定位座，盖板，导向安装座，密珠导套，导套，弹簧导柱和弹簧。

7.根据权利要求1所述的一种二极管抓取机械手，其特征是：所述机械手的二极管抓取装配部件采用了真空吸附技术。

8.根据权利要求1所述的一种二极管抓取机械手，其特征是：所述机械手的二极管的真空吸附采用了真空原理产生负压来吸附二极管，达到了装配过程中二极管的吸放与夹持。