CN108312169A - 一种镜片自动夹持装置和方法 - Google Patents
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Abstract
一种镜片自动夹持装置和方法，由电机驱动装置（1）、电动平行手指（2）、微处理器（3）、下夹爪（4）、上夹爪（5）、橡胶垫（6）、导柱导套（7）、弹簧（8）、电磁铁（9）、铁磁块（10）组成，所述电机驱动装置（1）通过I/O口与微处理器（3）相连，实现对电机转动的控制，并为电动平行手指（2）提供驱动力，其特征在于：所述的上夹爪（5）与下夹爪（4）的圆弧顶端通过导柱导套（7）连接。本发明，电动平行手指可根据前镜片的大小定量设置开度，对不同大小镜片具有自适应性，采用上、下夹持的方式可实现对不同厚度镜片的夹持，保证了夹持过程中运动的稳定性，全程无需人工参与，为自动化的镜片检测和分拣提供前提条件。
Description
本发明涉及一种镜片自动夹持装置和方法，特别是指用于镜片自动检测、分拣装置的镜片自动夹持装置和方法。
背景技术
我国是树脂镜片生产大国，产量占全球70%左右，在“中国制造2025”规划的背景下，镜片行业通过提高自主研发和引进国外技术，镜片生产、加工过程的自动化水平逐步提高，其中镜片自动化检测和分拣已成为镜片行业研究的热门，在此过程中的对镜片的自动化夹持是实现高产量镜片自动化生产的必要条件，而为了满足检测需求，镜片的夹持要求保持一定的水平性、不引入灰尘、夹牢又不破坏、可自适应不同类型以及减少遮挡等。
经检索，目前镜片自动化夹持装置大多数采用气动夹爪，发明专利：一种镜片在检测线（CN201510436258.0）、一种镜片加持装置（CN201220460778.7）、镜片夹具自动上盘机（CN201720070669.7）、一种自动抓取PC镜片的机械手（201510652276.2）和一种镜片自动上料装置（CN201720139688.0）等均提到镜片自动夹持装置，这些装置虽可满足不同大小镜片的自适应性，但其驱动力由外部气压提供，对夹持力的控制无法实现精细化，夹持过程中易对薄边缘镜片产生破坏；而且待上料镜片无法精确置于夹持装置的中心位置，夹持装置夹紧过程中夹持力的不均匀性导致很难将镜片夹平，对后续镜片的自动化检测会产生影响。
发明内容
针对现有镜片自动夹持装置所存在的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种用于镜片自动检测、分拣装置的镜片自动夹持装置和方法。
本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种镜片自动夹持装置，由电机驱动装置、电动平行手指、微处理器、下夹爪、上夹爪、橡胶垫、导柱导套、弹簧、电磁铁、铁磁块、前端上料装置、继电器和后端分拣装置组成，所述电机驱动装置由电机及驱动器组成，通过I/O口与微处理器相连，实现对电机转动的控制，并为电动平行手指提供驱动力, 其特征在于：所述的上夹爪与下夹爪的圆弧顶端，通过导柱导套连接，并在导套外安装一弹簧；在上夹爪和下夹爪的圆弧中心位置嵌入有电磁铁和铁磁块。
所述的电动平行手指与电机驱动装置通过联轴器连接，电动平行手指行程大于镜片最大直径差，两侧手指通过螺丝将下夹爪紧固；
所述的上夹爪与下夹爪均为圆弧刚性结构、对称设计，在圆弧内测设计有2个凸出平面台阶，用于待上料镜片的平稳摆放，其中上夹爪凸出平面台阶上安装有橡胶垫。
所述微处理器与前端上料控制器及后端下料控制器相连，按照预定时序执行控制命令。
所述电动平行手指通过张开与夹紧动作实现对不同大小镜片的自适应夹持及松开，其两侧手指分别与两下夹爪紧固连接；
所述导柱导套对称固定安装于上夹爪和下夹爪圆弧顶端，在上夹爪运动时提供精确导向和稳定的直线运动，防止上夹爪运动偏移。
所述电磁铁与铁磁块分别嵌入安装于上夹爪和下夹爪的圆弧中心位置，其中电磁铁的通断由微处理器控制，当电磁铁处于上电状态时，电磁铁与铁磁块吸合，带动上夹爪下行对镜片进行夹紧。
本发明的一种镜片自动夹持方法，包括以下步骤如下：
1）前端上料装置将待夹持镜片移动至自动夹持预定区域；
2）根据上料装置所检测镜片平面尺寸信息，微处理器通过I/O口控制电机驱动、电动平行手指执行定量相对移动；
3）平行电动手指运动执行完毕后，前端上料装置释放对镜片的抓取力，使镜片置于下夹爪凸出平面台阶上；
4）微处理器通过I/O口控制继电器切换触点，使电磁铁处于上电状态；
5）在电磁铁与铁磁块所产生的引力作用下，上夹爪在导柱导套的约束下向下移动；
6）向下移动过程中弹簧被压缩，减轻瞬态引起的冲击，此外，安装于上夹爪凸出平面台阶上的橡胶垫在引力作用下与镜片紧密贴合，实现对镜片的自动夹持功能；
7）当镜片进入待分拣预定位置时，由后端下料装置对镜片进行抓取，微处理器则控制电磁铁与铁磁块处于掉电状态，并控制电动平行手指相向运动至起始位置，而上夹爪在弹簧作用下回复至初始状态，自动夹持装置进入待夹持状态。
本发明的优点：（1）采用电动平行手指可根据前镜片的大小定量设置开度，对不同大小镜片具有自适应性，且在镜片横向不具有挤压力，防止破坏镜片边缘；
2）采用电磁铁和铁磁块配合的方式实现镜片的夹持控制，采用上、下夹持的方式可实现对不同厚度镜片的夹持，亦可保证夹持过程中镜片的水平性和稳定性（3）上夹爪和下夹爪通过导柱导套连接，并安装有弹簧，保证了夹持过程中运动的稳定性，也起到缓冲作用，同时，还可使上夹爪回复起始位置；（4）可与前端上料装置和后端分拣装置柔性连接，且自动夹持装置全程无需人工参与，为自动化的镜片检测和分拣提供前提条件。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的夹爪夹持部分示意图。
图3是本发明的导柱导套及弹簧的示意图。
图4是本发明的电气原理图。
图中：1电机驱动装置、2电动平行手指、3微处理器、4下夹爪、5上夹爪、6橡胶垫、7导柱导套、7-1导柱、7-2导套、8弹簧、9电磁铁、10铁磁块、11前端上料装置、12继电器、13后端分拣装置。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，一种镜片夹爪装置，由电机驱动装置1、电动平行手指2、微处理器3、下夹爪4、上夹爪5、橡胶垫6、导柱导套7、弹簧8、电磁铁9和铁磁块10组成。所述电机驱动装置2由电机及驱动器组成，通过I/O口与微处理器3相连，实现对电机转动的控制，并为电动平行手2指提供驱动力；所述微处理器3与前端上料控制器11及后端分拣装置13相连，按照预定时序执行控制命令；所述电动平行手指2通过张开与夹紧动作实现对不同大小镜片的自适应夹持及松开，其两侧手指分别与两下夹爪4紧固连接；所述下夹爪4为一刚性结构，其直杆部分与电动手指固定，圆弧部分内测对称设计有2个凸出平面台阶，用于待上料镜片的平稳摆放，并与上夹爪5通过导柱导套7相连接；所述上夹爪5为一圆弧刚性结构，与下夹爪4对称设计，并在凸出平面台阶下方安装橡胶垫6；所述橡胶垫6用于配合下夹爪4平面台阶实现镜片的压紧，并可对不同厚度镜片具有自适应性；所述导柱导套7对称固定安装于上夹爪5和下夹爪4圆弧顶端，在上夹爪5运动时提供精确导向和稳定的直线运动，防止上夹爪5运动偏移；所述弹簧8分别套于4个导套7-2上，在夹紧过程中弹簧8起到减震作用，以防止镜片被压碎；在松开过程中弹簧8则通过弹力使上夹爪5恢复至起始状态。所述电磁铁9与铁磁块10分别嵌入安装于上夹爪5和下夹爪4的圆弧中心位置，其中电磁铁9的通断由微处理器3控制，当电磁铁9处于上电状态时，电磁铁9与铁磁块10吸合，带动上夹爪5下行对镜片进行夹紧。
在装置机械结构方面，电动平行手指2与电机驱动装置1通过联轴器连接，其行程需大于镜片最大直径差，两侧手指则通过螺丝将下夹爪4紧固。
如图4所示，是本发明的电气原理图。在电气结构方面，电机驱动装置1通过I/O口与微处理器3相连接；电磁铁9与继电器12输出端相连；继电器12电压输入端接入电磁铁9工作所需电压，控制端则通过I/O口与微处理器3相连；微处理器3与前端上料控制器11和后端分拣装置13通过数据通信的方式相连接。
一种镜片自动夹持方法，步骤如下：
1、前端上料装置11将待夹持镜片移动至自动夹持预定区域；
2、根据上料装置所检测镜片平面尺寸信息，微处理器3通过I/O口控制电机驱动1电动平行手指2执行定量相对移动；
3、平行电动手指2运动执行完毕后，前端上料装置11释放对镜片的抓取力，使镜片置于下夹爪4凸出平面台阶上；
4、微处理器3通过I/O口控制继电器12切换触点，使电磁铁9处于上电状态；
5、在电磁铁9与铁磁块10所产生的引力作用下，上夹爪5在导柱7-1、导套7-2的约束下向下移动；
6、向下移动过程中弹簧8被压缩，减轻瞬态引起的冲击，此外，安装于上夹爪5凸出平面台阶上的橡胶垫6在引力作用下与镜片紧密贴合，实现对镜片的自动夹持功能；
7、当镜片进入待分拣预定位置时候，由后端分拣装置13对镜片进行抓取，微处理器3则控制电磁阀处于掉电状态，并控制电动平行手指2相向运动至起始位置，而上夹爪5在弹簧8作用下回复至初始状态，自动夹持装置进入待夹持状态。
Claims (8)
1.一种镜片自动夹持装置，由电机驱动装置（1）、电动平行手指（2）、微处理器（3）、下夹爪（4）、上夹爪（5）、橡胶垫（6）、导柱导套（7）、弹簧（8）、电磁铁（9）、铁磁块（10）、前端上料装置（11）、继电器（12）和后端分拣装置（13）组成，所述电机驱动装置（1）由电机及驱动器组成，电机驱动装置（1）通过I/O口与微处理器（3）相连，实现对电机转动的控制，并为电动平行手指（2）提供驱动力，其特征在于：所述的上夹爪（5）与下夹爪（4）的圆弧顶端通过导柱导套（7）连接，导套（7-2）外安装一弹簧（8）；所述的上夹爪（5）和下夹爪（4）的圆弧中心位置嵌入有电磁铁（9）和铁磁块（10）。
2.根据权利要求1所述的一种镜片自动夹持装置，其特征在于：所述的电动平行手指（2）与电机驱动装置（1）通过联轴器连接，电动平行手指（2）行程大于镜片最大直径差，两侧手指通过螺丝将下夹爪（4）紧固。
3.根据权利要求1所述的一种镜片自动夹持装置，其特征在于：所述的上夹爪（5）与下夹爪（4）均为圆弧刚性结构、对称设计，在圆弧内测设计有2个凸出平面台阶，用于待上料镜片的平稳摆放，其中上夹爪（5）凸出平面台阶上安装有橡胶垫（6）。
4.根据权利要求1所述的一种镜片自动夹持装置，其特征在于：所述微处理器（3）与前端上料控制器（11）及后端分拣装置（13）相连，按照预定时序执行控制命令。
5.根据权利要求1所述的一种镜片自动夹持装置，其特征在于：所述电动平行手指（2）通过张开与夹紧动作实现对不同大小镜片的自适应夹持及松开，其两侧手指分别与两下夹爪紧固连接。
6.根据权利要求1所述的一种镜片自动夹持装置，其特征在于：所述导柱导套（7）对称固定安装于上夹爪（5）和下夹爪（4）的圆弧顶端，在上夹爪（5）运动时提供精确导向和稳定的直线运动，防止上夹爪（5）运动偏移。
7.根据权利要求1所述的一种镜片自动夹持装置，其特征在于：所述电磁铁（9）与铁磁块（10）分别嵌入安装于上夹爪（5）和下夹爪（4）的圆弧中心位置，其中电磁铁（9）的通断由微处理器（3）控制，当电磁铁（9）处于上电状态时，电磁铁（9）与铁磁块（10）吸合，带动上夹爪（5）下行对镜片进行夹紧。
8.一种如权利要求1所述的镜片自动夹持的方法，其特征在于：包括以下步骤如下：
1）前端上料装置（11）将待夹持镜片移动至自动夹持预定区域；
2）根据前端上料装置（11）所检测镜片平面尺寸信息，微处理器（3）通过I/O口控制电机驱动（1）、电动平行手指（2）执行定量相对移动；
3）平行电动手指（2）运动执行完毕后，前端上料装置（11）释放对镜片的抓取力，使镜片置于下夹爪（4）凸出平面台阶上；
4）微处理器（3）通过I/O口控制继电器（12）切换触点，使电磁铁（9）处于上电状态；
5）在电磁铁（9）与铁磁块（10）所产生的引力作用下，上夹爪（5）在导柱导套（7）的约束下向下移动；
6）向下移动过程中弹簧（8）被压缩，减轻瞬态引起的冲击，此外，安装于上夹爪（5）凸出平面台阶上的橡胶垫（6）在引力作用下与镜片紧密贴合，实现对镜片的自动夹持功能；
7）当镜片进入待分拣预定位置时，由后端分拣装置（13）对镜片进行抓取，微处理器（3）则控制电磁铁（9）与铁磁块（10）处于掉电状态，并控制电动平行手指（2）相向运动至起始位置，而上夹爪（5）在弹簧（8）作用下回复至初始状态，自动夹持装置进入待夹持状态。
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