CN108326842A - 一种可调式精准分捡夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可调式精准分捡夹具，包括夹具载板，及分别设置于夹具载板上的驱动机构、调整机构和两个以上抓取单元；驱动机构设置于夹具载板上；调整机构包括滑动在夹具载板上的导向板，驱动机构驱动导向板沿Z轴往复滑动；抓取单元包括滑动在夹具载板上的移栽支架，导向板上设有与抓取单元配套的导向槽，移栽支架上设有调整作用部，该调整作用部在导向槽内往复滑动；导向板沿Z轴滑动时，在导向槽对调整作用部的牵引作用下，一个以上抓取单元同时且同向的沿Y轴滑动，各抓取单元彼此相互靠近或远离。本发明可使各抓取单元同时且同向滑动，达到相互靠近或远离的位置调整效果，可有效的适应不同型号的工件，通用性和实用性强。

Description

一种可调式精准分捡夹具
技术领域
本发明涉及一种机器人夹具，具体是一种可调式精准分捡夹具。
背景技术
PCB板生产过程中的抓取工作，现有技术是先通过肉眼观察，再徒手抓取，在实际抓取过程中，要求抓取的节拍比较快，因此人工抓取很难持续跟上节拍，导致产量低，而且工人需要长时间进行抓取工作，导致工人的劳动强度大；为解决上述产量低、跟不上节拍和劳动强度大的问题，现有的解决方法一般是通过增派工人以提高产量、跟上抓取节拍和分担劳动量，但这样会增加人工成本。随着行业发展，机器人取代工人是大势所趋，因此，市场逐渐出现了一些用于抓取PCB板的机器人夹具，以提高产量，实现自动化工作，但由于PCB板的型号多种多样，不同型号的PCB板形状各有差异，包括：45*30～6*8mm、45～200*6～30、200*200～80*80等尺寸，所以现在的机器人夹具很难满足不同需求，通常的做法是通过更换或调整改变吸盘的位置，以适应不同型号的PCB板，但每次更换或调整都需要停机且由人工完成，操作麻烦，而且存在一定的安全隐患。
因此，需要进一步改进。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种设计简单、结构合理、自动化程度高、通用性强、性能可靠、工作效率高、降低工人劳动强度、安全系数高的可调式精准分捡夹具。
本发明的目的是这样实现的：
一种可调式精准分捡夹具，其特征在于：包括夹具载板，及分别设置于夹具载板上的驱动机构、调整机构和两个以上抓取单元；所述驱动机构设置于夹具载板上；所述调整机构包括滑动在夹具载板上的导向板，驱动机构驱动导向板沿Z轴往复滑动；所述抓取单元包括滑动在夹具载板上的移栽支架，导向板上设有与抓取单元配套的导向槽，移栽支架上设有调整作用部，该调整作用部在导向槽内往复滑动；导向板沿Z轴滑动时，在导向槽对调整作用部的牵引作用下，一个以上抓取单元同时且同向的沿Y轴滑动，各抓取单元彼此相互靠近或远离。
各导向槽的中心线共同相交于点a，点a位于导向板上方或下方；各导向槽的顶端分别在同一水平面上，各导向槽的底端分别在同一水平面上，各调整作用部始终在同一水平面上。
至少一条导向槽沿Z轴方向线性延伸，其余导向槽倾斜设置，各导向槽与Y轴的夹角α为1°-90°。作为具体的实施例，所述导向槽包括第一导向槽、第二导向槽、第三导向槽和第四导向槽，第一导向槽沿Z轴方向延伸，第一导向槽与Y轴的夹角α1为90°，第二导向槽与Y轴的夹角α2为63°，第三导向槽与Y轴的夹角α3为44°，第四导向槽与Y轴的夹角α4为33°。
所述夹具载板上设置有光电传感器，导向板上设置有光电感应部件，导向板沿Z轴滑动至一定位置时，光电感应部件进入光电传感器的感应区，驱动机构停止工作。
所述抓取单元还包括抓取吸盘和抓取气缸，抓取气缸的缸体固定连接移栽支架，抓取气缸的杆体连接抓取吸盘并驱动其沿Z轴往复移动。
驱动机构可以有以下方案：
方案一，所述驱动机构包括从动轮、主动轮、同步带、伺服电机、滚珠丝杆和螺母；伺服电机固定于夹具载板上，其输出轴连接主动轮，从动轮连接滚珠丝杆且共同定位转动在夹具载板上，同步带连接主动轮和从动轮，螺母固定于导向板上，滚珠丝杆与螺母螺接。
方案二，所述驱动机构包括驱动气缸，该驱动气缸的缸体固定于夹具载板上，杆体连接导向板并驱动其往复移动。
本发明的有益效果如下：
导向板上设置线性且倾斜的导向槽，移栽支架上设置调整作用部，调整作用部往复滑动在导向槽中，在导向板沿Z轴滑动式，导向槽会对调整作用部产生牵引驱动作用，进而带动抓取单元整体沿Y轴方向往复滑动，使各抓取单元同时且同向滑动，达到相互靠近或远离的位置调整效果，可有效的适应不同型号的工件，通用性和实用性强；此外，调整操作便捷，性能可靠，而且调整精度高、效果好、效率高，避免了人工操作带来的麻烦，由于不需要人工参与调整，所以安全系数高。
附图说明
图1为本发明一实施例的组装结构示意图。
图2为本发明一实施例的爆炸图。
图3-图5分别为本发明一实施例不同工作状态的主视图。
图6为本发明一实施例中导向板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
参见图1-图6，本可调式精准分捡夹具，包括用于连接机器人的夹具载板1，及分别设置于夹具载板1上的驱动机构、调整机构和两个以上抓取单元，本实施例设置有四个抓取单元；驱动机构设置于夹具载板1一侧；调整机构包括滑动在夹具载板1正面的导向板10，驱动机构驱动导向板10沿Z轴往复滑动；抓取单元包括滑动在夹具载板1正面的移栽支架15，导向板10上设有与抓取单元配套的导向槽，移栽支架15上设有柱状的调整作用部16，该调整作用部16伸入导向槽内并在导向槽内往复滑动；导向板10沿Z轴滑动时，在导向槽对调整作用部16的牵引作用下，一个以上抓取单元同时且同向的沿Y轴滑动，各抓取单元彼此相互靠近或远离，且彼此间的间距相等。本结构通过设置带导向槽的导向板，在导向板滑动时，导向槽对移栽支架15上的调整作用部16产生牵引作用，使各抓取单元同时定位滑动实现位置调整，本位置调整方式精度高，且可在一定范围内实现任意位置调整，满足不同PCB板的需要，因此其通用性和实用性强，调整效率高；整个调整过程无需工人参与，不但可降低工人的劳动强度，还可以提高安全系数。
进一步地，各导向槽的中心线共同相交于点a，该点a位于导向板10下方，导向板10向上滑动时，各抓取单元扩散式调整，导向板10向下滑动时，各抓取单元靠拢式调整(或者，点a位于导向板10上方，导向板10向上滑动时，各抓取单元靠拢式调整，导向板10向下滑动时，各导向槽的顶端分别在同一水平面上，各导向槽的底端分别在同一水平面上，各调整作用部16始终在同一水平面上，确保各抓取单元具有统一的调整幅度，且彼此间的间距相等。
进一步地，一条导向槽沿Z轴方向延伸，其余导向槽倾斜设置，各导向槽与Y轴的夹角α为1°-90°；具体是，导向槽包括第一导向槽1001、第二导向槽1002、第三导向槽1003和第四导向槽1004，第一导向槽1001沿Z轴方向延伸，即第一导向槽1001与Y轴的夹角α1为90°，第二导向槽1002与Y轴的夹角α2为63°，第三导向槽1003与Y轴的夹角α3为44°，第四导向槽1004与Y轴的夹角α4为33°，本结构有效确保各抓取单元之间的间距始终保持相等；各导向槽与Y轴的夹角α的确定方法如下：先确定导向板在设定位置时各抓取单元的间距d，及调整作用部16与点a所在Y轴的间距h，tanα＝h/(n-1)d，n为导向槽的排序号。
进一步地，夹具载板1顶部固定有光电传感器13，导向板10上固定有光电感应部件11(一挡光片)，导向板10沿Z轴滑动至最高位置时，光电感应部件11进入光电传感器13的感应区，使光电传感器13上的光电信号切断，系统接收到光电信号切断的信息后，控制驱动机构停止工作，从而起到限位保护作用；为提高导向板10的滑动精度，夹具载板1上设置有Z轴导轨12，导向板10滑动在Z轴导轨12上。
进一步地，抓取单元还包括抓取吸盘8和抓取气缸9，移栽支架15呈U形，该移栽支架15一侧设置有滑块，移栽支架15通过该滑块沿夹具载板1上的Y轴导轨14滑动，抓取气缸9的缸体固定连接移栽支架15另一侧，抓取气缸9的杆体连接抓取吸盘8并驱动其沿Z轴往复移动，抓取气缸9驱动抓取吸盘8上下滑动以抓取工件。
进一步地，驱动机构包括从动轮2、主动轮3、同步带4、伺服电机5、滚珠丝杆6和螺母7；伺服电机5固定于夹具载板1上，其输出轴连接主动轮3，从动轮2连接滚珠丝杆6且共同定位转动在夹具载板1上，同步带4连接主动轮3和从动轮2，螺母7固定于导向板10上，滚珠丝杆6与螺母7螺接；伺服电机5通过同步带4驱动滚珠丝杆6转动，在螺纹作用下，螺母7相对移动，从而带动导向板10滑动，实现对导向板10的驱动。此外，驱动机构还可以采用以下结构：驱动机构包括驱动气缸，该驱动气缸的缸体固定于夹具载板1上，杆体连接导向板10并驱动其往复移动。
工作流程：
1.先通过机器人上的CCD对工件进行型号确认、外观检测、排列检测和尺寸检测；
2.各检测数据反馈至控制系统，系统根据抓取单元所要调整的幅度控制伺服电机5工作；
3.伺服电机5通过同步带4带动滚珠丝杆6来驱动导向板10沿Z轴升降滑动，使各抓取单元沿Y轴线性滑轨，且彼此间的间距相等；
4.抓取气缸9驱动抓取吸盘8升降，以完成抓取工作，随后机器人将工件移动至指定位置。
上述为本发明的优选方案，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种可调式精准分捡夹具，其特征在于：包括夹具载板(1)，及分别设置于夹具载板(1)上的驱动机构、调整机构和两个以上抓取单元；所述驱动机构设置于夹具载板(1)上；所述调整机构包括滑动在夹具载板(1)上的导向板(10)，驱动机构驱动导向板(10)沿Z轴往复滑动；所述抓取单元包括滑动在夹具载板(1)上的移栽支架(15)，导向板(10)上设有与抓取单元配套的导向槽，移栽支架(15)上设有调整作用部(16)，该调整作用部(16)在导向槽内往复滑动；导向板(10)沿Z轴滑动时，在导向槽对调整作用部(16)的牵引作用下，一个以上抓取单元同时且同向的沿Y轴滑动，各抓取单元彼此相互靠近或远离。
2.根据权利要求1所述的可调式精准分捡夹具，其特征在于：各导向槽的中心线共同相交于点a，点a位于导向板(10)上方或下方；各导向槽的顶端分别在同一水平面上，各导向槽的底端分别在同一水平面上，各调整作用部(16)始终在同一水平面上。
3.根据权利要求1所述的可调式精准分捡夹具，其特征在于：至少一条导向槽沿Z轴方向线性延伸，其余导向槽倾斜设置，各导向槽与Y轴的夹角α为1°-90°。
4.根据权利要求3所述的可调式精准分捡夹具，其特征在于：所述导向槽包括第一导向槽(1001)、第二导向槽(1002)、第三导向槽(1003)和第四导向槽(1004)，第一导向槽(1001)沿Z轴方向延伸，第一导向槽(1001)与Y轴的夹角α1为90°，第二导向槽(1002)与Y轴的夹角α2为63°，第三导向槽(1003)与Y轴的夹角α3为44°，第四导向槽(1004)与Y轴的夹角α4为33°。
5.根据权利要求1所述的可调式精准分捡夹具，其特征在于：所述夹具载板(1)上设置有光电传感器(13)，导向板(10)上设置有光电感应部件(11)，导向板(10)沿Z轴滑动至一定位置时，光电感应部件(11)进入光电传感器(13)的感应区，驱动机构停止工作。
6.根据权利要求1所述的可调式精准分捡夹具，其特征在于：所述抓取单元还包括抓取吸盘(8)和抓取气缸(9)，抓取气缸(9)的缸体固定连接移栽支架(15)，抓取气缸(9)的杆体连接抓取吸盘(8)并驱动其沿Z轴往复移动。
7.根据权利要求1所述的可调式精准分捡夹具，其特征在于：所述驱动机构包括从动轮(2)、主动轮(3)、同步带(4)、伺服电机(5)、滚珠丝杆(6)和螺母(7)；伺服电机(5)固定于夹具载板(1)上，其输出轴连接主动轮(3)，从动轮(2)连接滚珠丝杆(6)且共同定位转动在夹具载板(1)上，同步带(4)连接主动轮(3)和从动轮(2)，螺母(7)固定于导向板(10)上，滚珠丝杆(6)与螺母(7)螺接。
8.根据权利要求1所述的可调式精准分捡夹具，其特征在于：所述驱动机构包括驱动气缸，该驱动气缸的缸体固定于夹具载板(1)上，杆体连接导向板(10)并驱动其往复移动。
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