CN108393798B - 一种用于汽车支架的机器人打磨末端抓手 - Google Patents

Abstract

一种用于汽车支架的机器人打磨末端抓手，包括外罩板、驱动机构、定位机构和防尘机构，外罩板包括底板和垂直设置于底板上的后端立板、前端立板、侧立板，驱动机构包括相互垂直设置的伸缩气缸和平行气缸，伸缩气缸安装于后端立板内侧，平行气缸安装固定于底板上，伸缩气缸的输出轴末端连接有推板，前端立板上设置有挡板调整推板和挡板之间的间距，实现对工件前后方向上的夹紧；平行气缸两侧用于伸缩夹紧的活动部件外侧分别连接有夹紧手指A和手指B，实现对工件左右方向的夹紧，该抓手在汽车支架铸件自动化打磨应用中能够快速精准的抓取工件进行加工，在机器人自动打磨领域有着广阔的应用前景，能够提高生产效率为企业带来可观的效益。

Description

一种用于汽车支架的机器人打磨末端抓手

技术领域

本发明属于机器人制造领域，具体涉及一种用于汽车支架的机器人打磨末端抓手。

背景技术

当前，铸造行业中铸件的清理打磨仍然使用大量的人工，而人工成本的不断上涨加重了铸造企业的负担，同时粉尘飞扬的打磨环境对工人身体健康造成极大危害，职业病预防、工伤赔偿进一步提高了人工成本，作业环境差、劳动强度大也使企业陷入了招工难的困境。另外人工抓取工件打磨，效率低下，打磨质量不能保证，这些都无形中增加了企业的生产成本，人工打磨的方式不能保证其加工质量以及加工效率，并且环境和安全性问题也较大。针对这一状况，现有技术中有采用机器人六轴安装快速抓取的抓手来代替人工进行打磨作业，而要做到快速准确抓取工件，则需要根据工件的定位夹紧特点对抓手的机械结构进行很好的设计。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：

一种用于汽车支架的机器人打磨末端抓手，包括外罩板、驱动机构、定位机构和防尘机构，其特征在于：所述外罩板包括底板1和垂直设置于底板1上的后端立板2、前端立板15、侧立板4，所述后端立板2、前端立板15和侧立板4按顺序垂直焊接，所述底板1底部连接有法兰盘，用于与机器人的六轴相连接；

所述驱动机构包括相互垂直设置的伸缩气缸3和平行气缸16，所述伸缩气缸3安装于后端立板2内侧，平行气缸16安装固定于底板1上，伸缩气缸3的输出轴末端连接有推板5，前端立板15上设置有挡板10，推板5底部与底板1之间通过滑动机构连接，通过伸缩气缸3的输出轴对连接在输出轴末端的推板5的推动，调整推板5和挡板10之间的间距，实现对工件前后方向上的夹紧；所述平行气缸16两侧用于伸缩夹紧的活动部件外侧分别连接有夹紧手指A7和手指B12，通过平行气缸16控制两个手指的张开闭合运动，实现对工件左右方向的夹紧，平行气缸16的正上方设置有安装板8，安装板8侧边焊接于侧立板4上，安装板8中部设有两个开孔供两个夹紧手指穿过。

所述定位机构包括设置在安装板8上的定位V型块6、定位销A9和定位销B12，安装板8位于平行气缸16的正上方，焊接于侧立板4上，定位V型块6上表面两端开设有V型开口，两个定位销和两个V型开口的设置位置和间距与汽车支架工件上的定位基准面相对应。

所述防尘机构包括设置在安装板8底部两侧的滑槽架A20和滑槽架B21，两个滑槽架相对设置形成的滑槽内设置有密封板A11和密封板B13，两块密封板上均开设有与手指厚度相适应的开口分别供两个手指穿过，密封板跟随手指一起运动，防止粉尘进入抓手内部。

所述滑动机构包括开设在底板1上的导轨17和滑块18，滑块18与推板5底板连接，带动推板5沿导轨17方向在底板1上前后滑动。

所述伸缩气缸3和平行气缸16的侧面均设有传感器，用于监测反馈气缸的伸缩和开合运动，后端立板2中部开设有四个直径为9mm的沉头孔，用于固定伸缩气缸3，后端立板2两侧对称开设有四个直径为20mm的沉头孔，用于安装四个气管接头19，气管接头19连接内外气管分别给两个气缸通气，后端立板2底部设有一通孔用于供传感器线路通过后与外接控制设备连接。

所述手指A7和手指B12以及推板5的外表面形状均为贴合待夹零件外形设计，两个手指和推板主体均为不同跨度尺寸的U型结构，通过气缸施力后方便抓取工件。

本发明设计的基本思路为：1、根据工件的定位基准，对定位V型块以及定位销进行设计，在汽车支架工件的上部有两个长条，长条的上表面一端为弧面另一端为平面，由此采用V型块定位弧面，定位销来定位平面，这样能够适应一定的铸造件误差，保证夹取工件的精度；2、根据工件的结构特点，对抓取的方式以及手指的结构进行设计，汽车支架的中部是一空腔，因此设计的手指适合空腔的大小，安装在平行气缸上，靠气缸驱动，快速夹紧工件，此时只是夹紧好了左右位置，前后位置上会有晃动，因此设计了一推板安装于伸缩气缸上，推板与导轨滑块相连，保证运动的平稳性，并且在抓手外罩板上安装有挡板，推板与挡板共同夹紧工件，这样打磨时，工件受力不会松动，打磨的质量便会提高；3、为了防止打磨过程中，铸铁粉尘进入抓手内部，从而损坏内部结构，在两个手指上过渡配合着两块密封板，密封板跟随手指一起运动，时刻防止着粉尘进入抓手内部，与手指运动方向垂直的两侧安装有滑槽，密封板置于滑槽中，这样使得结构更稳固，运动更平稳；4、为了保证夹紧的快速准确性，我们根据工件的结构特点，夹紧力的大小，以及手指、推板距离工件的距离，计算出平行缸的气压7bar，伸缩缸的气压5bar，并且在抓手移动到夹紧位置时，工件的上部已经由V型块以及定位销定位好，由此抓手便可快速抓取工件进行下一步的加工。

本发明具有如下优点：

1、实现了对汽车支架的快速定位以及抓取，降低了打磨工件工人的操作难度，解决了铸造件一致性差的问题，容错率高，打磨出来的产品质量稳定并且更好；

2、采用密封板结构，能够有效的减少打磨的粉尘进入抓手内部，损坏气缸以及一些机械结构，有效的提高了抓手的使用寿命，降低了更换抓手的成本；

3、加快了打磨工件的节拍，减少了停工时间，即提高了生产效率，增加了打磨时的精度，保证了抓取的稳定性以及加工零件的表面质量。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的夹紧机构示意图；

图3为本发明的定位机构示意图；

图4为本发明的防尘机构示意图；

图5为汽车支架的结构示意图；

其中，1-底板、2-后端立板、3-伸缩气缸、4-侧立板、5-推板、6-V型块、7-手指A、8-安装板、9-定位销A、10-挡板、11-密封板A、12-手指B、13-密封板B、14-定位销B、15-前端立板、16-平行气缸、17-导轨、18-滑块、19-气管接头、20-滑槽架A、21-滑槽架B。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，如图1所示，一种用于汽车支架的机器人打磨末端抓手，包括外罩板、驱动机构、定位机构和防尘机构，其中外罩板包括底板1和垂直设置于底板1上的后端立板2、前端立板15、侧立板4，所述后端立板2、前端立板15和侧立板4按顺序垂直焊接，所述底板1底部连接有法兰盘，用于与机器人的六轴相连接；

如图2所示，驱动机构包括相互垂直设置的伸缩气缸3和平行气缸16，伸缩气缸3安装于后端立板2内侧，平行气缸16安装固定于底板1上，伸缩气缸3的输出轴末端连接有推板5，前端立板15上设置有挡板10，推板5底部与底板1之间通过滑动机构连接，通过伸缩气缸3对推板5的推动，调整推板5和挡板10之间的间距，实现对工件前后方向上的夹紧；平行气缸16两侧用于伸缩夹紧的活动部件外侧分别连接有夹紧手指A7和手指B12，通过平行气缸16控制两个手指的张开闭合运动，实现对工件左右方向的夹紧，平行气缸16的正上方设置有安装板8，安装板8侧边焊接于侧立板4上，安装板8中部设有两个开孔供两个夹紧手指穿过。

如图3和图5所示，定位机构包括设置在安装板8上的定位V型块6、定位销A9和定位销B12，安装板8位于平行气缸16的正上方，焊接于侧立板4上，定位V型块6上表面两端开设有V型开口，两个定位销和两个V型开口的设置位置和间距与汽车支架工件上的定位基准面相对应。

如图4所示，防尘机构包括设置在安装板8底部两侧的滑槽架A20和滑槽架B21，两个滑槽架相对设置形成的滑槽内设置有密封板A11和密封板B13，两块密封板上均开设有与手指厚度相适应的开口分别供两个手指穿过，密封板跟随手指一起运动，防止粉尘进入抓手内部。

如图1所示，滑动机构包括开设在底板1上的导轨17和滑块18，滑块18与推板5底板连接，带动推板5沿导轨17方向在底板1上前后滑动。

如图1所示，伸缩气缸3和平行气缸16的侧面均设有传感器，用于监测反馈气缸的伸缩和开合运动，后端立板2中部开设有四个直径为9mm的沉头孔，用于固定伸缩气缸3，后端立板2两侧对称开设有四个直径为20mm的沉头孔，用于安装四个气管接头19，气管接头19连接内外气管分别给两个气缸通气，后端立板2底部设有一通孔用于供传感器线路通过后与外接控制设备连接。

本发明公开的抓手在汽车支架铸件机器人打磨系统中的工作原理如下：首先操作工人在工装上按照要求摆放好工件，当所有工件摆放完成之后，点击上料按钮，此时摆放好的工件进入到打磨单元内部，机器人开始抓取工件，抓取开始前，平行气缸是闭合状态，伸缩气缸是缩紧状态，抓手快速运动到所要抓取的工件正上方，然后缓慢移动到抓取位置，此时定位V型块以及两个定位销已经对工件的定位基准面定位完成，手指也已经移动到工件的中部，然后平行气缸16通气撑开带动手指夹紧工件，伸缩气缸3伸出带动推板快速夹紧工件，至此工件便已经夹持完毕，接下来便是抓手抓着工件进行自动化打磨，等到需要打磨的部位都打磨完成后，机器人带着抓手移动至下料处，先平行气缸16带动手指收缩，接着伸缩气缸3带动推板5收缩，这样工件便直接掉入到下料框中，然后便去抓取下一个工件重复这一过程。

本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。

Claims (6)

1.一种用于汽车支架的机器人打磨末端抓手，包括外罩板、驱动机构、定位机构和防尘机构，其特征在于：所述外罩板包括底板和垂直设置于底板上的后端立板、前端立板、侧立板，所述后端立板、前端立板和侧立板按顺序垂直焊接，所述底板底部连接有法兰盘；

所述驱动机构包括相互垂直设置的伸缩气缸和平行气缸，所述伸缩气缸安装于后端立板内侧，平行气缸安装固定于底板上，伸缩气缸的输出轴末端连接有推板，前端立板上设置有挡板，推板底部与底板之间通过滑动机构连接，通过伸缩气缸的输出轴对连接在输出轴末端的推板的推动，调整推板和挡板之间的间距，实现对工件前后方向上的夹紧；所述平行气缸两侧用于伸缩夹紧的活动部件外侧分别连接有夹紧手指A和手指B，通过平行气缸控制两个手指的张开闭合运动，实现对工件左右方向的夹紧，平行气缸的正上方设置有安装板，安装板侧边焊接于侧立板上，安装板中部设有两个开孔供两个夹紧手指穿过。

2.如权利要求1所述的一种用于汽车支架的机器人打磨末端抓手，其特征在于：所述定位机构包括设置在安装板上的定位V型块、定位销A和定位销B，安装板位于平行气缸的正上方，焊接于侧立板上，定位V型块上表面两端开设有V型开口，两个定位销和两个V型开口的设置位置和间距与待夹工件上的定位基准面相对应。

3.如权利要求1所述的一种用于汽车支架的机器人打磨末端抓手，其特征在于：所述防尘机构包括设置在安装板底部两侧的滑槽架A和滑槽架B，两个滑槽架相对设置形成的滑槽内设置有密封板A和密封板B，两块密封板上均开设有与手指厚度相适应的开口分别供两个手指穿过。

4.如权利要求1所述的一种用于汽车支架的机器人打磨末端抓手，其特征在于：所述滑动机构包括开设在底板上的导轨和滑块，滑块与推板底板连接，带动推板沿导轨方向在底板上前后滑动。

5.如权利要求1所述的一种用于汽车支架的机器人打磨末端抓手，其特征在于：所述伸缩气缸和平行气缸的侧面均设有传感器，用于监测反馈气缸的伸缩和开合运动，后端立板中部开设有四个直径为9mm的沉头孔，用于固定伸缩气缸，后端立板两侧对称开设有四个直径为20mm的沉头孔，用于安装四个气管接头，气管接头连接内外气管分别给两个气缸通气，后端立板底部设有一通孔用于供传感器线路通过后与外接控制设备连接。

6.如权利要求1所述的一种用于汽车支架的机器人打磨末端抓手，其特征在于：所述手指A和手指B以及推板的外表面形状均为贴合待夹零件外形设计，两个手指和推板主体均为不同跨度尺寸的U型结构，通过气缸施力后方便抓取工件。