CN108620863A - 一种面向偏心轴组件自动化装配的抓取装置及装配方法 - Google Patents

一种面向偏心轴组件自动化装配的抓取装置及装配方法 Download PDF

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胡磊
张坚
姚兴华
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/10—Aligning parts to be fitted together
    • B23P19/12—Alignment of parts for insertion into bores

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明涉及一种面向偏心轴组件自动化装配的抓取装置及装配方法，包括偏心轴组件的定位方式、抓取机构以及轴孔装配方法。其中，偏心轴组件1由一个偏心轴、两个滚针轴承和两个滚柱轴承组成；抓取机构由气动三爪3连接末端抓持器2实现偏心轴组件1的抓取；安装板9、定位块7、摆线轮6、行星架8用来定位偏心轴组件的位置和相位；六维力传感器4与下端连接的偏心轴模型5进行轴孔搜索。本发明实现的抓取装置充分考虑偏心轴组件结构特点，由内外两层组成，抓取方式稳定可靠。本发明实现的装配方法依据实际装配工艺流程，设计了偏心轴组件的定位方式，并使用力传感器来搜索轴孔，解决了单纯靠位置控制很难实现高精密装配的问题，可以有效替代人工来实现自动化装配。

Description

一种面向偏心轴组件自动化装配的抓取装置及装配方法
技术领域
本发明涉及一种面向偏心轴组件自动化装配的抓取装置及装配方法，用于轴孔结构零件的抓取及装配，属于精密装配技术领域。
背景技术
随着科技发展，机器人取代人工完成零件生产和产品装配等任务已经成为一种必然趋势。而目前一些高精密的零部件装配由于装配精度太高，还没有实现机器人自动化装配，仍然需要依靠工人丰富的操作经验来完成。
在不同的行业中，装配的技术难度、占用的劳力和成本各不相同。高精密RV减速器由于其精度高、减速性能好，目前广泛应用于各类工业机器人转动关节中。高精密RV减速器各零部件间装配间隙达到微米级，单纯靠位置控制很难实现装配。其中，偏心轴组件由于在装配过程中不仅存在位置误差，还存在角度偏差，即使在国内最先进的机床厂RV减速器偏心轴组件仍然依靠工人手动来装配，因此很有必要设计高效、稳定的抓取装置和装配方法来实现偏心轴组件的自动化装配。
发明内容
本发明设计了一种偏心轴组件的抓取装置，并提供了一种采用六维力传感器来实现轴孔搜索的装配方法，目的是实现高精密偏心轴组件自动化装配。
本发明涉及一种面向偏心轴组件自动化装配的抓取装置及装配方法，包括偏心轴组件的定位方式、抓取机构以及轴孔装配方法。其中，偏心轴组件1由一个偏心轴、两个滚针轴承和两个滚柱轴承组成；抓取机构由气动三爪3连接末端抓持器2实现偏心轴组件1的抓取，抓取装置充分考虑偏心轴组件特点：偏心轴组件上的两个滚针轴承分别与中心轴偏心，且中心轴和轴承外径相差较大，设计的末端抓持器2由内外两层组成，内层抓偏心轴花键部分，外层抓滚针轴承部分，且采用气动方式抓取，抓取方式稳定可靠；安装板9、定位块7、摆线轮6、行星架8用来定位偏心轴组件1的位置和相位：安装板9上的两个圆台定位行星架8，摆线轮6通过定位块7确定位姿，这样由摆线轮6与行星架8决定的偏心轴组件1的位姿唯一确定；六维力传感器4与下端连接的偏心轴模型5进行轴孔搜索：在六维力传感器4下端连接偏心轴模型5，使用六维力传感器4实时检测装配过程中偏心轴模型5与孔之间的接触力，分析接触力特征来矫正轴孔的对心位置和角度；当偏心轴模型5与孔对中时，移动一个连接板的长度，即将末端抓持器2抓取的偏心轴组件1移动到与孔完全对中，最终完成轴孔装配。
本发明涉及一种面向偏心轴组件自动化装配的抓取装置及装配方法的优点在于：本发明实现的抓取装置充分考虑偏心轴组件特点，由内外两层组成，抓取方式稳定可靠，同时采用六维力传感器矫正轴孔位置和方向偏差的方式来搜索轴孔，解决了单纯靠位置控制很难实现高精密装配的问题。
附图说明
图1偏心轴组件装配示意图
图2安装板零件图
图3定位块零件图
图4偏心轴组件装配图
图5末端抓持器零件图
图6抓取装置示意图
图中，各部件的标记如下：
1-偏心轴组件、 2-末端抓持器、 3-气动三爪
4-六维力传感器、 5-偏心轴模型、 6-摆线轮
7-定位块、 8-行星架、 9-安装板
具体实施方式
见图1---图6，下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。
请参见图1所示，本发明包括偏心轴组件的定位方式和抓取机构。抓取机构由气动三爪3连接末端抓持器2实现偏心轴组件1的抓取；安装板9、定位块7、摆线轮6、行星架8用来定位偏心轴组件1的位置和相位：安装板9上的两个圆台定位行星架8，摆线轮6通过定位块7确定位姿，这样由摆线轮6与行星架8决定的偏心轴组件1的位姿唯一确定；六维力传感器4与下端连接的偏心轴模型5进行轴孔搜索。
请参见图4所示，偏心轴组件1由一个偏心轴、两个滚针轴承和两个滚柱轴承组成。
请参见图6所示，抓取装置由气动三爪3连接末端抓持器2实现偏心轴组件1的抓取，在六维力传感器4下端连接偏心轴模型5，使用六维力传感器4实时检测装配过程中偏心轴模型5与孔之间的接触力，分析接触力特征来矫正轴孔的对心位置和角度；当偏心轴模型5与孔对中时，移动一个连接板的长度，即将末端抓持器2抓取的偏心轴组件1移动到与孔完全对中，最终完成轴孔装配。

Claims (3)

1.本发明涉及一种面向偏心轴组件自动化装配的抓取装置及装配方法，包括偏心轴组件的定位方式、抓取机构以及轴孔装配方法。其中，偏心轴组件1由一个偏心轴、两个滚针轴承和两个滚柱轴承组成；抓取机构由气动三爪3连接末端抓持器2实现偏心轴组件1的抓取；安装板9、定位块7、摆线轮6、行星架8用来定位偏心轴组件1的位置和相位：安装板9上的两个圆台定位行星架8，摆线轮6通过定位块7确定位姿，这样由摆线轮6与行星架8决定的偏心轴组件1的位姿唯一确定；六维力传感器4与下端连接的偏心轴模型5进行轴孔搜索。
2.如权利要求1所述的一种面向偏心轴组件自动化装配的抓取装置，其特征在于：抓取装置充分考虑偏心轴组件结构特点(偏心轴组件上的两个滚针轴承分别与中心轴偏心，且中心轴和轴承外径相差较大)，设计的末端抓持器2由内外两层组成，内层抓偏心轴花键部分，外层抓滚针轴承部分，且采用气动方式抓取，抓取方式稳定可靠。
3.如权利要求1所述的装配方法，其特征在于：在六维力传感器4下端连接偏心轴模型5，使用六维力传感器4实时检测装配过程中偏心轴模型5与孔之间的接触力，分析接触力特征来矫正轴孔的对心位置和角度；当偏心轴模型5与孔对中时，移动一个连接板的长度，即将末端抓持器2抓取的偏心轴组件1移动到与孔完全对中，最终完成轴孔装配。
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