CN108298294A - 一种用于曲轴搬运的机器人夹具 - Google Patents

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李明
马颖
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Abstract

本发明公开一种用于曲轴搬运的机器人夹具，包括框架以及安装在框架上的曲轴上料机构、曲轴下料机构以及分中定位机构；所述曲轴上料机构、曲轴下料机构分别位于所述框架的底部两侧并相对设置，分别包括两副夹爪，且各自有一副夹爪可滑动调节位置；所述分中定位机构设在所述框架的顶部一侧，包括受驱动可绕转轴旋转的拨块，所述拨块的两端可分别作用于曲轴定位面两个相对内壁上，使定位面的对称面横向移动并定位于转轴所在平面上。本发明可安装在六轴工业机器人上使用，实现了充分利用六轴工业机器人的多自由度和高柔性，节省了辅助工艺时间，简化了系统布局和相关设备结构。

Description

一种用于曲轴搬运的机器人夹具
技术领域
本发明涉及机器人曲轴搬运夹具技术领域，具体涉及一种用于曲轴搬运的机器人夹具。
背景技术
曲轴铸件在进行加工之前需要进行毛刺披缝的清理，传统的人工清理作业已经远远不能满足生产对于提高效率和降低成本的需求，采用自动化清理作业已是必然趋势。
在自动化清理系统中，为了安全与效率，普遍采用机器人或专用设备进行曲轴的上下料。目前市场上各种自动化清理系统中，曲轴的上料和下料一般都是各自采用一套机器人系统或者专用设备，即先用曲轴下料机器人或设备将加工工位上已完工的曲轴取走，再用曲轴上料机器人或设备将待加工的曲轴放入加工工位，然后又专用的曲轴分中定位机构进行分中定位，最后进行夹紧。在这种自动化系统中，专用上下料机器人或设备的利用率不高，工艺动作时间也较长，加工工位处的分中定位机构有可能会妨碍清理加工动作。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种用于曲轴搬运的机器人夹具，用于曲轴加工或清理系统中由机器人进行上下料使用，是一种高度集成化的多功能曲轴搬运夹具，其实现了充分利用六轴工业机器人的多自由度和高柔性，节省了辅助工艺时间，简化了系统布局和相关设备结构。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
一种用于曲轴搬运的机器人夹具，包括框架以及安装在框架上的曲轴上料机构、曲轴下料机构以及分中定位机构；所述曲轴上料机构、曲轴下料机构分别位于所述框架的底部两侧并相对设置，且分别包括两副夹爪，其中各自有一副夹爪可滑动调节位置；所述分中定位机构设在所述框架的顶部一侧，包括受驱动可绕转轴旋转的拨块，所述拨块的两端可分别作用于曲轴中部的定位面的两个相对内壁上，使定位机构对称面横向移动并定位于转轴所在平面上。
所述框架的顶部一侧设置有用于与机器人手臂法兰相连接的法兰，与所述分中定位机构相对。
所述框架的底部安装有直线导轨，所述曲轴上料机构、曲轴下料机构各有一副夹爪分别通过连接板与直线导轨的滑块相连接。
所述框架的一侧安装有手轮，所述手轮连接滚珠丝杠机构的丝杠，与所述丝杠连接的滚动螺母连接所述的连接板。
所述框架为矩形状的平面框架结构。
所述拨块由气缸或油缸驱动旋转。
本发明可安装在六轴工业机器人上使用，实现了充分利用六轴工业机器人的多自由度和高柔性，节省了辅助工艺时间，简化了系统布局和相关设备结构。
附图说明
图1是本发明用于曲轴搬运的机器人夹具的主视图；
图2是本发明用于曲轴搬运的机器人夹具的俯视图；
图3是本发明用于曲轴搬运的机器人夹具的左视图；
图4-5示出了曲轴定位过程的示意图。
图中：1.法兰2.框架3.直线导轨4.连接板5.第一夹爪6.拨块7.分中定位机构8.气缸9.滚珠丝杠10.第二夹爪11.手轮12.曲轴定位面13.对称面。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1-5所示，一种用于曲轴搬运的机器人夹具，包括：
框架2以及安装在框架上的曲轴上料机构、曲轴下料机构以及分中定位机构7；所述曲轴上料机构、曲轴下料机构分别位于所述框架的底部两侧并相对设置，且各自包括两副夹爪，且其中一副夹爪可滑动调节位置；所述分中定位机构设在所述框架的顶部一侧，包括受驱动可绕转轴旋转的拨块6，所述拨块的两端可分别作用于曲轴中部的定位面12的两个相对内壁上，使其对称面横向移动并定位于转轴所在平面上。
其中，所述框架为矩形状的平面框架结构。
如曲轴在加工之前需要进行预处理，可将曲轴上料抓取机构的两副夹爪选用为第一夹爪5(可采用强力夹爪)，抓取曲轴先进行预处理后再放入加工工位。如曲轴在加工之前不需要进行预处理，则两套抓取机构上的夹爪都可选用第二夹爪10(普通夹爪)。在进行连续加工时，可先用曲轴下料抓取机构将加工工位上已完工的曲轴取走，再将曲轴上料抓取机构中待加工曲轴放入加工工位，然后用夹具上的分中定位机构对待加工曲轴进行分中定位；完成定位后机器人夹具将完工曲轴搬运到出料处。
其中，所述的曲轴上料机构两副夹爪可以采用第一夹爪，分别抓取曲轴两端的轴颈部位，用于对曲轴需要进行预处理时对曲轴抓取。其中一副夹爪可沿直线导轨3滑动调整位置，从而调整两副夹爪的间距，以适应不同的曲轴品种。所述的曲轴下料机构的两副夹爪，可以是采用第二夹爪，分别抓取曲轴两端的轴颈部位，其中一副夹爪可沿直线导轨3滑动调整位置，从而调整两副夹爪的间距，以适应不同的曲轴品种。
具体的，所述分中定位机构7的拨块6为定位工作部件，可以是由安装在框架顶部中部的气缸8或油缸驱动旋转，通过气缸8或油缸驱动转臂，通过转轴带动拨块回转；拨块的两端分别作用于曲轴定位面12的两个相对内壁上，使其对称面13横向移动并定位于转轴所在平面上。
所述框架2的顶部一侧设置有用于与机器人手臂法兰相连接的法兰1，与所述分中定位机构相对。其中，法兰的安装面上有中心止口、偏置的定位销孔和螺栓连接孔。
其中，所述框架的底部安装有直线导轨3，所述曲轴上料机构、曲轴下料机构各有一副夹爪分别通过连接板4与直线导轨的滑块相连接。
所述框架的一侧安装有手轮11，所述手轮连接滚珠丝杠机构的滚珠丝杠9，与所述滚珠丝杠连接的滚动螺母连接所述的连接板4，丝杆通过轴承安装在框架2上，丝杠一端伸出框架2侧面并连接手轮，滚动螺母安装在连接板4的上表面，旋转手轮11，丝杠驱动滚动螺母即可同步调节第一夹爪5和第二夹爪10的位置，并可锁定位置。
具体的，在框架2下表面的一侧安装有两套直线导轨3，两套直线导轨的滑块通过连接板4相连接。在连接板4的下表面两端各安装一个第一夹爪5和一个第二夹爪10，分别作为上料抓取机构和下料抓取机构的一部分。在框架2下表面的另一侧与直线导轨3相对齐的位置同样各安装有一个第一夹爪5和一个第二夹爪10，分别作为上料抓取机构和下料抓取机构的一部分；两个第一夹爪5一起组成曲轴上料抓取机构，两个第二夹爪10一起组成曲轴下料抓取机构。
工作过程：初始状态所有的夹爪都处于张开状态，未抓取曲轴100。首先根据曲轴长度确定抓取机构的两个夹爪的间距尺寸，是通过旋转手轮11来调节夹爪间距。调节好间隔后，机器人将夹具移动到取料处，两个第一夹爪5对准待加工曲轴轴径后夹紧曲轴，然后抓取曲轴进行预清理。
完成预清理，并等待加工工位的曲轴完成加工后，机器人移动夹具，使两个第二夹爪10对准完工曲轴轴径后夹紧曲轴。机器人提起夹具一小段距离后再平移夹具，使待加工曲轴移动到加工工位正上方,然后下降将待加工曲轴放入加工工位中；接着再次提起夹具，并将其移动到曲轴下方，使拨块6进入曲轴定位面12两相对内壁之间(如图4所示)，然后气缸8驱动分中定位机构7，使分中定位机构7的拨块6回转，将曲轴定位面12拨动，使曲轴定位面12的对称面13与分中定位机构7的轴线重合，完成轴向定位(如图5所示)。待加工工位的夹紧装置将曲轴夹紧后，气缸8驱动分中定位机构7，使拨块6回转到原始位置，然后机器人将夹具移出该位置，开始下一个循环。
本发明可安装于六轴工业机器人手臂末端，用于曲轴加工的上下料。
本发明的优点是，在一个机器人夹具中集中设置了上料、下料抓取机构和分中定位机构，可以在一个连续紧凑的动作循环中完成曲轴预处理、下料、上料和分中定位四种工艺动作，节省了辅助工艺时间，充分利用机器人多自由度的灵活性，提高其利用率，同时简化了其它辅助机构。
本发明通过在搬运夹具上集中布置上料抓取机构、下料抓取机构和分中定位机构，通过调整机器人的位置和姿态，使机器人在最短移动距离上完成下料、上料、定位三个相连贯的工艺动作，充分利用了六轴工业机器人的多自由度和高柔性，实现节省辅助工艺时间，简化系统布局和相关设备结构。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于曲轴搬运的机器人夹具，其特征在于，包括框架以及安装在框架上的曲轴上料机构、曲轴下料机构以及分中定位机构；所述曲轴上料机构、曲轴下料机构分别位于所述框架的底部两侧并相对设置，且分别包括两副夹爪，其中各自有一副夹爪可滑动调节位置；所述分中定位机构设在所述框架的顶部一侧，包括受驱动可绕转轴旋转的拨块，所述拨块的两端可分别作用于曲轴中部定位面的两个相对内壁上，使其对称面横向移动并定位于转轴所在平面上。
2.权利要求书1中所述用于曲轴搬运的机器人夹具，其特征在于，所述框架的顶部一侧设置有用于与机器人手臂法兰相连接的法兰，与所述分中定位机构相对。
3.权利要求书1中所述用于曲轴搬运的机器人夹具，其特征在于，所述框架的底部安装有直线导轨，所述曲轴上料机构、曲轴下料机构各自有一副夹爪通过连接板与直线导轨的滑块相连接。
4.权利要求书3中所述用于曲轴搬运的机器人夹具，其特征在于，所述框架的一侧安装有手轮，所述手轮连接滚珠丝杠机构的丝杠，与所述丝杠连接的滚动螺母连接所述的连接板。
5.权利要求书1中所述用于曲轴搬运的机器人夹具，其特征在于，所述框架为矩形状的平面框架结构。
6.权利要求书1中所述用于曲轴搬运的机器人夹具，其特征在于，所述拨块由气缸或油缸驱动旋转。
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