CN108687756B - 一种抓取u形管的手臂装置 - Google Patents
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Abstract
一种抓取U形管的手臂装置，包括：固定底座，第一电机，第一旋转臂，第二电机，第二旋转臂，第三电机，第四电机，Z轴丝杆，吸盘，U形管吸附组件,线体管；抓取U形管的手臂装置具有如下优势：自动化抓取代替人工，降低劳动强度，提高抓取效率；定位检测相机的设置可精准定位抓取位置、检测U形管的外观尺寸，阻止不合格U形管参与后续插装操作，降低无效操作的发生率；多个U形管吸附组件的设置可使手臂装置一次性抓取多个U形管，进一步提高抓取效率，进而提高U形管插装效率，实现U形管插装的自动化操作。
Description
技术领域
发明涉及U形管插装技术领域,具体为一种抓取U形管的手臂装置。
背景技术
空调散热器是由多个铜制的U形管组成的结构，通过散热器的热量传递作用完成对室内温度的调节。传统空调散热器U形管的插装操作由人工手动完成，U形管人工插装工艺存在以下缺陷：一，人工操作的效率低下；二，U形管在插装之前需要由操作员进行质量、尺寸的核查，但是人工检测效率、准确度较低，评判标准不一，导致散热器插装质量难以保持稳定；三，U形管的插装位置精度全靠操作者的熟练程度决定，无规范的插装标准限制，随机性较大，散热器中U形管的插装精度无法保证。针对传统U形管插装工艺的诸多弊端，相关领域的技术人员致力于研制U形管自动插装设备来代替人工操作，其中便涉及U形管自动插装设备用抓取U形管的手臂装置代替人工取放。
发明内容
本发明主要涉及抓取U形管的手臂装置代替人工取放U形管，减轻人工劳动强度的同时解决上述至少一个技术问题。
一种抓取U形管的手臂装置,包括：固定底座1，第一电机，第一旋转臂3，第二电机，第二旋转臂5(内部中空的腔体结构)，第三电机，第四电机，Z轴丝杆8，吸盘9，U形管吸附组件10,线体管14；
第一电机置于固定底座1的内腔中，第一电机的动力输出轴穿过固定底座1的上板面与第一旋转臂3的后端底板面固定连接，第一旋转臂3在第一电机的作用下在平面上进行旋转摆动；第二电机位于第二旋转臂5的后端部，第二电机的底端与第一旋转臂3的前端板面固定连接，第二电机的动力输出轴与第二旋转臂5的后端固定连接，第二电机带动第二旋转臂5进行平面旋转运动；第三电机、第四电机均位于第二旋转臂5内的前端位置，第三电机、第四电机的动力输出轴均套接固定有齿轮，第二旋转臂5的前端位置加工有与第二旋转臂5内腔连通的Z轴丝杆通孔51，Z轴丝杆8穿插在Z轴丝杆通孔51中且Z轴丝杆8的外圆柱面加工有平行于中心轴线方向的滑动凹槽81，Z轴丝杆8上套接有内侧面加工有匹配螺纹结构的第一转环、内侧面加工有匹配外凸滑动边的第二转环，第一转环、第二转环的圆柱外侧均设有齿状结构，第三电机上的齿轮与第一转环外部齿状结构啮合连接，第四电机上的齿轮与第二转环外部的齿轮啮合连接，第三电机启动后带动第一转环转动进而实现Z轴丝杆8的升降运动，第四电机启动后带动第二转环转动进而实现Z轴丝杆8的旋转运动，当第三电机、第四电机同时运转时Z轴丝杆8只做旋转运动，当第三电机运转、第四电机静止时Z轴丝杆8实现升降的运动；
U形管吸附组件10安装在吸盘9的板面上，U形管吸附组件10包括升降气缸101、花键轴承组件102、真空吸附组件103，花键轴承组件102套在固定套筒11内，花键轴承组件102包括花键轴1021、外筒1022，外筒1022的圆柱外侧面加工有一圈凹槽10221，凹槽10221内加工有多个定位螺纹孔10222，外筒1022的圆柱侧面加工有垂直穿过凹槽10221的定位键凹槽10223，定位键凹槽10223内安装有竖直方向的定位键10224，固定套筒11穿过吸盘9边缘的圆弧缺口91且固定套筒11的上端面通过螺丝与吸盘9的上端面螺固，固定套筒11的圆柱面上加工有与内腔体连通的腰形孔卡槽111，外筒1022上固定的定位键10224恰好卡在固定套筒11中的腰形孔卡槽111中使外筒1022与固定套筒11之间不发生相对转动，固定套筒11的圆柱面上加工有直径方向的两个止付螺丝孔112，将止付螺丝依次插入止付螺丝孔112、外筒1022的定位螺纹孔10222中将固定套筒11与外筒1022固定连接；升降气缸101倒扣固定在固定套筒11上板面且升降气缸101的动力输出轴穿过固定套筒11的圆心孔且动力输出轴的端部与花键轴1021上端面固定连接；真空吸附组件103包括负压气体接头1031、与负压气体接头1031连接的风琴式吸嘴1032、内部中空的U形管定位罩，花键轴1021下端面与U形管定位罩的上端面固定连接，负压气体接头1031卡接固定在U形管定位罩内的负压接头安置槽中，U形管定位罩的底端面加工有与中空内腔体连通的拱形定位槽10331，风琴式吸嘴1032的下端位于拱形定位槽10331中间位置，U形管定位罩的侧板面加工有气管过孔10332，真空发生器中负压吸力气管穿过气管过孔10332与负压气体接头1031连接将真空负压吸力传送到风琴式吸嘴1032中；
Z轴丝杆8的下端面与吸盘9圆心位置螺固链接，分别与固定底座1、第二旋转臂5的内腔连通且横跨固定底座1、第二旋转臂5上方固定有线体管14，线体管14作为四个电机用的线体走线通道。
上述用于空调散热器U形管插装工艺用的手臂装置代替了传统插装技术中的人工操作，减轻劳工强度，加快插装速度的同时保证U形管的抓取速率恒定不变，有利于后续插装频率的控制。
优选的，所述抓取U形管的手臂装置，Z轴丝杆8的下端部螺丝套接固定有卡环84，吸盘9的圆心位置螺固有缺口卡圈93，Z轴丝杆8下端部插入相同直径尺寸的缺口卡圈93圆心孔中，卡环84卡在缺口卡圈93的上端面，缺口卡圈93的竖向缺口两侧的圆柱面上加工有平行于直径方向的水平螺纹孔931，通过在水平螺纹孔931中拧紧螺栓缩小缺口卡圈93圆心孔的尺寸进而将Z轴丝杆8固定在缺口卡圈93中。
缺口卡圈93与Z轴丝杆8之间的挤压固定方式代替Z轴丝杆8与吸盘9直接固定方式，便于Z轴丝杆8与吸盘9之间的拆装操作。
优选的，所述抓取U形管的手臂装置，Z轴丝杆8的下端圆柱面加工有定位平面85或定位盲孔86。当Z轴丝杆8与卡环84、第一转环、第二转环、缺口卡圈93进行组装固定时可用工具抵住定位平面85或定位盲孔86避免Z轴丝杆8的转动，加快组装速度。
优选的，所述抓取U形管的手臂装置，Z轴丝杆8的圆心位置加工有用于输气管走线的中心通孔87，相应的，吸盘9上加工有输气管穿过的圆孔。
将气缸101所用的输气管集中束缚在Z轴丝杆8的中心通孔87中，避免输气管乱拉乱扯的现象。
优选的，所述抓取U形管的手臂装置，吸盘9加工有相机定位孔92，定位检测相机12倒扣安装在吸盘9的相机定位孔92上端面，吸盘9中相机定位孔92下端面安装有环形光源13，其中定位检测相机12中安装有定位、检测程序(属于现有技术，此处不再鳌述)。
第四电机启动后带动第二转环转动进而带动Z轴丝杆8转动，定位检测相机12也随之转动，位于吸盘9正下方且圆形排列的U形管可利用定位检测相机12进行拍照并将照片传到定位软件、检测软件对U形管的位置进行定位，检测U形管的尺寸、外观，并将检测结果传送到PLC控制器，由PLC控制器根据检测结果向相关设备发出命令，将检测不合格的U形管放到废品区，将检测合格的U形管根据坐标定位实施抓取操作，通过定位检测相机12的设置，便于抓取定位、外观检测
优选的，所述抓取U形管的手臂装置，吸盘9上安装有多个U形管吸附组件10，且多个U形管吸附组件10与定位检测相机12在吸盘9的圆周方向等角度分布。
多个U形管吸附组件10可同时满足多个U形管的抓取操作，进一步提升抓取速度。
优选的，所述抓取U形管的手臂装置，风琴式吸嘴1032的下端延伸出拱形定位槽10331外2mm～5mm。
风琴式吸嘴1032为现有技术，在未吸附U形管之前风琴式吸嘴1032延伸在外面可距离要吸取的U形管距离较近便于吸附U形管；吸附U形管之后由于负压力的收缩作用，风琴式吸嘴1032自身会发生收缩，真空吸力进一步增大的同时还会拉动U形管上升卡进拱形定位槽10331中，经过反复的吸附实验，风琴式吸嘴1032可很稳定、迅速的对U形管进行吸附和抓取。
优选的，所述抓取U形管的手臂装置，U形管定位罩是由两个钣金结构螺丝组装结构，包括前定位罩板金10333、后定位罩钣金10334，前定位罩板金10333的端面加工有供花键轴1021穿过并固定的螺纹孔103331，前定位罩板金10333的宽度中心部位加工有放置负压气体接头1031的容纳腔103332且容纳腔103332两侧的下端部的设有外凸板103333，外凸板103333的相对侧加工有与容纳腔103332连通的拱形定位槽10331，前定位罩板金10333板面的下端面为拱形面，容纳腔103332两侧的上端部加工有螺纹孔103335；后定位罩钣金10334的上端内板面宽度中心设有放置负压气体接头1031的容纳腔103341，容纳腔103341两侧设有外凸卡板103342且外凸卡板103342上加工有沉头螺纹孔103343，后定位罩钣金10334的下板面为拱形面，后定位罩钣金10334的外凸卡板103342恰好卡在前定位罩板金10333中外凸板103333的上端凹槽内，螺丝穿过沉头螺纹孔103343、螺纹孔103335将前定位罩板金10333、后定位罩钣金10334固定连接，其中负压气体接头1031的下端圆柱正好卡在前定位罩板金10333中两侧外凸板103333的上板面，U形管的上端拱形部分卡在前定位罩板金10333、后定位罩钣金10334之间且上端面顶触在前定位罩板金10333外凸板103333下端面的拱形定位槽10331中。
由两个钣金件组装而成的U形管定位罩，便于内腔中负压气体接头1031、风琴式吸嘴1032的拆装更换，其次由后定位罩钣金10334、前定位罩板金10333中外凸板103333形成的内凹的拱形定位槽10331，使风琴式吸嘴1032中释放的真空负压吸力充满在内凹的拱形定位槽10331中，使U形管的吸附更加迅速、稳定。
附图说明：
下面结合附图对具体实施方式作进一步的说明，其中：
图1是发明涉及的抓取U形管的手臂装置整体结构图；
图2是发明涉及的抓取U形管的手臂装置的部分结构折示意图；
图3是发明涉及的抓取U形管的手臂装置的部分结构折示意图；
图4是发明涉及的抓取U形管的手臂装置中花键轴承组件及U形管定位罩的结构示意图；
图5是发明涉及的抓取U形管的手臂装置中花键轴承组件、U形管定位罩及U形管安装结构示意图；
图6a是发明涉及的抓取U形管的手臂装置中后定位罩板金结构示意图；
图6b是发明涉及的抓取U形管的手臂装置中前定位罩板金结构示意图；
图7是发明涉及的抓取U形管的手臂装置中缺口卡圈结构示意图；
图8是发明涉及的抓取U形管的手臂装置中Z轴丝杆的结构示意图；
编号对应的具体结构如下：
固定底座1，第一旋转臂3,第二旋转臂5，Z轴丝杆通孔51，Z轴丝杆8，滑动凹槽81,卡环84,定位平面85,定位盲孔86,中心通孔87,吸盘9，圆弧缺口91,相机定位孔92,缺口卡圈93,水平螺纹孔931,U形管吸附组件10,升降气缸101、花键轴承组件102,花键轴1021,外筒1022,凹槽10221,定位螺纹孔10222,定位键凹槽10223,定位键10224,真空吸附组件103，负压气体接头1031,风琴式吸嘴1032,拱形定位槽10331,气管过孔10332,前定位罩板金10333,螺纹孔103331,容纳腔103332,外凸板103333，螺纹孔103335,后定位罩钣金10334，容纳腔103341，外凸卡板103342,沉头螺纹孔103343，固定套筒11,腰形孔卡槽111,止付螺丝孔112,定位检测相机12,环形光源13，线体管14，
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明发明。
具体实施方式
具体实施案例1：
一种抓取U形管的手臂装置,包括：固定底座1，第一电机，第一旋转臂3，第二电机，第二旋转臂5(内部中空的腔体结构)，第三电机，第四电机，Z轴丝杆8，吸盘9，U形管吸附组件10,线体管14；
第一电机置于固定底座1的内腔中，第一电机的动力输出轴穿过固定底座1的上板面与第一旋转臂3的后端底板面固定连接，第一旋转臂3在第一电机的作用下在平面上进行旋转摆动；第二电机位于第二旋转臂5的后端部，第二电机的底端与第一旋转臂3的前端板面固定连接，第二电机的动力输出轴与第二旋转臂5的后端固定连接，第二电机带动第二旋转臂5进行平面旋转运动；第三电机、第四电机均位于第二旋转臂5内的前端位置，第三电机、第四电机的动力输出轴均套接固定有齿轮，第二旋转臂5的前端位置加工有与第二旋转臂5内腔连通的Z轴丝杆通孔51，Z轴丝杆8穿插在Z轴丝杆通孔51中且Z轴丝杆8的外圆柱面加工有平行于中心轴线方向的滑动凹槽81，Z轴丝杆8上套接有内侧面加工有匹配螺纹结构的第一转环、内侧面加工有匹配外凸滑动边的第二转环，第一转环、第二转环的圆柱外侧均设有齿状结构，第三电机上的齿轮与第一转环外部齿状结构啮合连接，第四电机上的齿轮与第二转环外部的齿轮啮合连接，第三电机启动后带动第一转环转动进而实现Z轴丝杆8的升降运动，第四电机启动后带动第二转环转动进而实现Z轴丝杆8的旋转运动，当第三电机、第四电机同时运转时Z轴丝杆8只做旋转运动，当第三电机运转、第四电机静止时Z轴丝杆8实现升降的运动；
U形管吸附组件10安装在吸盘9的板面上，U形管吸附组件10包括升降气缸101、花键轴承组件102、真空吸附组件103，花键轴承组件102套在固定套筒11内，花键轴承组件102包括花键轴1021、外筒1022，外筒1022的圆柱外侧面加工有一圈凹槽10221，凹槽10221内加工有多个定位螺纹孔10222，外筒1022的圆柱侧面加工有垂直穿过凹槽10221的定位键凹槽10223，定位键凹槽10223内安装有竖直方向的定位键10224，固定套筒11穿过吸盘9边缘的圆弧缺口91且固定套筒11的上端面通过螺丝与吸盘9的上端面螺固，固定套筒11的圆柱面上加工有与内腔体连通的腰形孔卡槽111，外筒1022上固定的定位键10224恰好卡在固定套筒11中的腰形孔卡槽111中使外筒1022与固定套筒11之间不发生相对转动，固定套筒11的圆柱面上加工有直径方向的两个止付螺丝孔112，将止付螺丝依次插入止付螺丝孔112、外筒1022的定位螺纹孔10222中将固定套筒11与外筒1022固定连接；升降气缸101倒扣固定在固定套筒11上板面且升降气缸101的动力输出轴穿过固定套筒11的圆心孔且动力输出轴的端部与花键轴1021上端面固定连接；真空吸附组件103包括负压气体接头1031、与负压气体接头1031连接的风琴式吸嘴1032、内部中空的U形管定位罩，花键轴1021下端面与U形管定位罩的上端面固定连接，负压气体接头1031卡接固定在U形管定位罩内的负压接头安置槽中，U形管定位罩的底端面加工有与中空内腔体连通的拱形定位槽10331，风琴式吸嘴1032的下端位于拱形定位槽10331中间位置，U形管定位罩的侧板面加工有气管过孔10332，真空发生器中负压吸力气管穿过气管过孔10332与负压气体接头1031连接将真空负压吸力传送到风琴式吸嘴1032中；
Z轴丝杆8的下端面与吸盘9圆心位置螺固链接，分别与固定底座1、第二旋转臂5的内腔连通且横跨固定底座1、第二旋转臂5上方固定有线体管14，线体管14作为四个电机用的线体走线通道。
其中，Z轴丝杆8的圆心位置加工有用于输气管走线的中心通孔87，相应的，吸盘9上加工有输气管穿过的圆孔。
进一步的，Z轴丝杆8的下端部螺丝套接固定有卡环84，吸盘9的圆心位置螺固有缺口卡圈93，Z轴丝杆8下端部插入相同直径尺寸的缺口卡圈93圆心孔中，卡环84卡在缺口卡圈93的上端面，缺口卡圈93的竖向缺口两侧的圆柱面上加工有平行于直径方向的水平螺纹孔931，通过在水平螺纹孔931中拧紧螺栓缩小缺口卡圈93圆心孔的尺寸进而将Z轴丝杆8固定在缺口卡圈93中。
进一步的，Z轴丝杆8的下端圆柱面加工有定位平面85或定位盲孔86。当Z轴丝杆8与卡环84、第一转环、第二转环、缺口卡圈93进行组装固定时可用工具抵住定位平面85或定位盲孔86避免Z轴丝杆8的转动，加快组装速度。
进一步的，吸盘9加工有相机定位孔92，定位检测相机12倒扣安装在吸盘9的相机定位孔92上端面，吸盘9中相机定位孔92下端面安装有环形光源13，其中定位检测相机12中安装有定位、检测程序(属于现有技术，此处不再鳌述)。
进一步的，U形管定位罩是由两个钣金结构螺丝组装结构，包括前定位罩板金10333、后定位罩钣金10334，前定位罩板金10333的端面加工有供花键轴1021穿过并固定的螺纹孔103331，前定位罩板金10333的宽度中心部位加工有放置负压气体接头1031的容纳腔103332且容纳腔103332两侧的下端部的设有外凸板103333，外凸板103333的相对侧加工有与容纳腔103332连通的拱形定位槽10331，前定位罩板金10333板面的下端面为拱形面，容纳腔103332两侧的上端部加工有螺纹孔103335；后定位罩钣金10334的上端内板面宽度中心设有放置负压气体接头1031的容纳腔103341，容纳腔103341两侧设有外凸卡板103342且外凸卡板103342上加工有沉头螺纹孔103343，后定位罩钣金10334的下板面为拱形面，后定位罩钣金10334的外凸卡板103342恰好卡在前定位罩板金10333中外凸板103333的上端凹槽内，螺丝穿过沉头螺纹孔103343、螺纹孔103335将前定位罩板金10333、后定位罩钣金10334固定连接，其中负压气体接头1031的下端圆柱正好卡在前定位罩板金10333中两侧外凸板103333的上板面，U形管的上端拱形部分卡在前定位罩板金10333、后定位罩钣金10334之间且上端面顶触在前定位罩板金10333外凸板103333下端面的拱形定位槽10331中。
可选择的，吸盘9上安装有三个U形管吸附组件10，且三个U形管吸附组件10与定位检测相机12在吸盘9的圆周方向每隔90°平均分布。
可选择的，风琴式吸嘴1032的下端延伸出拱形定位槽10331外2mm。
本具体实施例中涉及的抓取U形管的手臂装置具有如下优势：一，自动化抓取代替人工，降低劳动强度，提高抓取效率；二，定位检测相机的设置可精准定位抓取位置、检测U形管的外观尺寸，阻止不合格U形管参与后续插装操作，降低无效操作的发生率；三，多个U形管吸附组件的设置可使手臂装置一次性抓取多个U形管，进一步提高抓取效率，进而提高U形管插装效率，实现U形管插装的自动化操作。
具体实施案例2：
一种抓取U形管的手臂装置,包括：固定底座1，第一电机，第一旋转臂3，第二电机，第二旋转臂5(内部中空的腔体结构)，第三电机，第四电机，Z轴丝杆8，吸盘9，U形管吸附组件10,线体管14；
第一电机置于固定底座1的内腔中，第一电机的动力输出轴穿过固定底座1的上板面与第一旋转臂3的后端底板面固定连接，第一旋转臂3在第一电机的作用下在平面上进行旋转摆动；第二电机位于第二旋转臂5的后端部，第二电机的底端与第一旋转臂3的前端板面固定连接，第二电机的动力输出轴与第二旋转臂5的后端固定连接，第二电机带动第二旋转臂5进行平面旋转运动；第三电机、第四电机均位于第二旋转臂5内的前端位置，第三电机、第四电机的动力输出轴均套接固定有齿轮，第二旋转臂5的前端位置加工有与第二旋转臂5内腔连通的Z轴丝杆通孔51，Z轴丝杆8穿插在Z轴丝杆通孔51中且Z轴丝杆8的外圆柱面加工有平行于中心轴线方向的滑动凹槽81，Z轴丝杆8上套接有内侧面加工有匹配螺纹结构的第一转环、内侧面加工有匹配外凸滑动边的第二转环，第一转环、第二转环的圆柱外侧均设有齿状结构，第三电机上的齿轮与第一转环外部齿状结构啮合连接，第四电机上的齿轮与第二转环外部的齿轮啮合连接，第三电机启动后带动第一转环转动进而实现Z轴丝杆8的升降运动，第四电机启动后带动第二转环转动进而实现Z轴丝杆8的旋转运动，当第三电机、第四电机同时运转时Z轴丝杆8只做旋转运动，当第三电机运转、第四电机静止时Z轴丝杆8实现升降的运动；
U形管吸附组件10安装在吸盘9的板面上，U形管吸附组件10包括升降气缸101、花键轴承组件102、真空吸附组件103，花键轴承组件102套在固定套筒11内，花键轴承组件102包括花键轴1021、外筒1022，外筒1022的圆柱外侧面加工有一圈凹槽10221，凹槽10221内加工有多个定位螺纹孔10222，外筒1022的圆柱侧面加工有垂直穿过凹槽10221的定位键凹槽10223，定位键凹槽10223内安装有竖直方向的定位键10224，固定套筒11穿过吸盘9边缘的圆弧缺口91且固定套筒11的上端面通过螺丝与吸盘9的上端面螺固，固定套筒11的圆柱面上加工有与内腔体连通的腰形孔卡槽111，外筒1022上固定的定位键10224恰好卡在固定套筒11中的腰形孔卡槽111中使外筒1022与固定套筒11之间不发生相对转动，固定套筒11的圆柱面上加工有直径方向的两个止付螺丝孔112，将止付螺丝依次插入止付螺丝孔112、外筒1022的定位螺纹孔10222中将固定套筒11与外筒1022固定连接；升降气缸101倒扣固定在固定套筒11上板面且升降气缸101的动力输出轴穿过固定套筒11的圆心孔且动力输出轴的端部与花键轴1021上端面固定连接；真空吸附组件103包括负压气体接头1031、与负压气体接头1031连接的风琴式吸嘴1032、内部中空的U形管定位罩，花键轴1021下端面与U形管定位罩的上端面固定连接，负压气体接头1031卡接固定在U形管定位罩内的负压接头安置槽中，U形管定位罩的底端面加工有与中空内腔体连通的拱形定位槽10331，风琴式吸嘴1032的下端位于拱形定位槽10331中间位置，U形管定位罩的侧板面加工有气管过孔10332，真空发生器中负压吸力气管穿过气管过孔10332与负压气体接头1031连接将真空负压吸力传送到风琴式吸嘴1032中；
Z轴丝杆8的下端面与吸盘9圆心位置螺固链接，分别与固定底座1、第二旋转臂5的内腔连通且横跨固定底座1、第二旋转臂5上方固定有线体管14，线体管14作为四个电机用的线体走线通道。
其中，Z轴丝杆8的圆心位置加工有用于输气管走线的中心通孔87，相应的，吸盘9上加工有输气管穿过的圆孔。
进一步的，Z轴丝杆8的下端部螺丝套接固定有卡环84，吸盘9的圆心位置螺固有缺口卡圈93，Z轴丝杆8下端部插入相同直径尺寸的缺口卡圈93圆心孔中，卡环84卡在缺口卡圈93的上端面，缺口卡圈93的竖向缺口两侧的圆柱面上加工有平行于直径方向的水平螺纹孔931，通过在水平螺纹孔931中拧紧螺栓缩小缺口卡圈93圆心孔的尺寸进而将Z轴丝杆8固定在缺口卡圈93中。
进一步的，Z轴丝杆8的下端圆柱面加工有定位平面85或定位盲孔86。当Z轴丝杆8与卡环84、第一转环、第二转环、缺口卡圈93进行组装固定时可用工具抵住定位平面85或定位盲孔86避免Z轴丝杆8的转动，加快组装速度。
进一步的，吸盘9加工有相机定位孔92，定位检测相机12倒扣安装在吸盘9的相机定位孔92上端面，吸盘9中相机定位孔92下端面安装有环形光源13，其中定位检测相机12中安装有定位、检测程序(属于现有技术，此处不再鳌述)。
进一步的，U形管定位罩是由两个钣金结构螺丝组装结构，包括前定位罩板金10333、后定位罩钣金10334，前定位罩板金10333的端面加工有供花键轴1021穿过并固定的螺纹孔103331，前定位罩板金10333的宽度中心部位加工有放置负压气体接头1031的容纳腔103332且容纳腔103332两侧的下端部的设有外凸板103333，外凸板103333的相对侧加工有与容纳腔103332连通的拱形定位槽10331，前定位罩板金10333板面的下端面为拱形面，容纳腔103332两侧的上端部加工有螺纹孔103335；后定位罩钣金10334的上端内板面宽度中心设有放置负压气体接头1031的容纳腔103341，容纳腔103341两侧设有外凸卡板103342且外凸卡板103342上加工有沉头螺纹孔103343，后定位罩钣金10334的下板面为拱形面，后定位罩钣金10334的外凸卡板103342恰好卡在前定位罩板金10333中外凸板103333的上端凹槽内，螺丝穿过沉头螺纹孔103343、螺纹孔103335将前定位罩板金10333、后定位罩钣金10334固定连接，其中负压气体接头1031的下端圆柱正好卡在前定位罩板金10333中两侧外凸板103333的上板面，U形管的上端拱形部分卡在前定位罩板金10333、后定位罩钣金10334之间且上端面顶触在前定位罩板金10333外凸板103333下端面的拱形定位槽10331中。
可选择的，吸盘9上安装有二个U形管吸附组件10，且二个U形管吸附组件10与定位检测相机12在吸盘9的圆周方向每隔120°平均分布。
可选择的，风琴式吸嘴1032的下端延伸出拱形定位槽10331外4.5mm。
本具体实施例中涉及的抓取U形管的手臂装置具有如下优势：一，自动化抓取代替人工，降低劳动强度，提高抓取效率；二，定位检测相机的设置可精准定位抓取位置、检测U形管的外观尺寸，阻止不合格U形管参与后续插装操作，降低无效操作的发生率；三，多个U形管吸附组件的设置可使手臂装置一次性抓取多个U形管，进一步提高抓取效率，进而提高U形管插装效率，实现U形管插装的自动化操作。
以上所述实施例仅表达了发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于发明的保护范围。因此，发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种抓取U形管的手臂装置，包括：固定底座，第一电机，第一旋转臂，第二电机，第二旋转臂，第三电机，第四电机，Z轴丝杆，吸盘，U形管吸附组件,线体管；
第一电机置于固定底座的内腔中，第一电机的动力输出轴穿过固定底座的上板面与第一旋转臂的后端底板面固定连接，第一电机带动第一旋转臂在平面上进行旋转摆动；第二电机位于第二旋转臂的后端部，第二电机的底端与第一旋转臂的前端板面固定连接，第二电机的动力输出轴与第二旋转臂的后端固定连接，第二电机带动第二旋转臂进行平面旋转运动；第三电机、第四电机均位于第二旋转臂内的前端位置，第三电机、第四电机的动力输出轴均套接固定有齿轮，第二旋转臂的前端位置加工有与第二旋转臂内腔连通的Z轴丝杆通孔，Z轴丝杆穿插在Z轴丝杆通孔中且Z轴丝杆的外圆柱面加工有平行于中心轴线方向的滑动凹槽，Z轴丝杆上套接有内侧面加工有匹配螺纹结构的第一转环、内侧面加工有匹配外凸滑动边的第二转环，第一转环、第二转环的圆柱外侧均设有齿状结构，第三电机上的齿轮与第一转环外部齿状结构啮合连接，第四电机上的齿轮与第二转环外部的齿轮啮合连接，第三电机启动后带动第一转环转动进而实现Z轴丝杆的升降运动，第四电机启动后带动第二转环转动进而实现Z轴丝杆的旋转运动，当第三电机、第四电机同时运转时Z轴丝杆只做旋转运动，当第三电机运转、第四电机静止时Z轴丝杆实现升降的运动；
U形管吸附组件安装在吸盘的板面上，U形管吸附组件包括升降气缸、花键轴承组件、真空吸附组件，花键轴承组件套在固定套筒内，花键轴承组件包括花键轴、外筒，外筒的圆柱外侧面加工有一圈凹槽，凹槽内加工有多个定位螺纹孔，外筒的圆柱侧面加工有垂直穿过凹槽的定位键凹槽，定位键凹槽内安装有竖直方向的定位键，固定套筒穿过吸盘边缘的圆弧缺口且固定套筒的上端面通过螺丝与吸盘的上端面螺固，固定套筒的圆柱面上加工有与内腔体连通的腰形孔卡槽，外筒上固定的定位键恰好卡在固定套筒中的腰形孔卡槽中使外筒与固定套筒之间不发生相对转动，固定套筒的圆柱面上加工有直径方向的两个止付螺丝孔，将止付螺丝依次插入止付螺丝孔、外筒的定位螺纹孔中将固定套筒与外筒固定连接；升降气缸倒扣固定在固定套筒上板面且升降气缸的动力输出轴穿过固定套筒的圆心孔且动力输出轴的端部与花键轴上端面固定；真空吸附组件包括负压气体接头、与负压气体接头连接的风琴式吸嘴、内部中空的U形管定位罩，花键轴下端面与U形管定位罩的上端面固定连接，负压气体接头卡接固定在U形管定位罩内的负压接头安置槽中，U形管定位罩的底端面加工有与中空内腔体连通的拱形定位槽，风琴式吸嘴的下端位于拱形定位槽中间位置，U形管定位罩的侧板面加工有气管过孔，真空发生器中负压吸力气管穿过气管过孔与负压气体接头连接将真空负压吸力传送到风琴式吸嘴中；
Z轴丝杆的下端面与吸盘圆心位置螺固链接，分别与固定底座、第二旋转臂的内腔连通且横跨固定底座、第二旋转臂上方固定有线体管，线体管作为四个电机的线体走线通道。
2.如权利要求1所述抓取U形管的手臂装置,其特征在于：Z轴丝杆的下端部螺丝套接固定有卡环，吸盘的圆心位置螺固有缺口卡圈，Z轴丝杆下端部插入相同直径尺寸的缺口卡圈的圆心孔中，卡环卡在缺口卡圈的上端面，缺口卡圈的竖向缺口两侧的圆柱面上加工有平行于直径方向的水平螺纹孔，在水平螺纹孔中拧紧螺栓缩小缺口卡圈圆心孔的尺寸进而将Z轴丝杆固定在缺口卡圈中。
3.如权利要求1所述抓取U形管的手臂装置,其特征在于：Z轴丝杆的下端圆柱面加工有定位平面或定位盲孔。
4.如权利要求1所述抓取U形管的手臂装置,其特征在于：Z轴丝杆的圆心位置加工有用于输气管走线的中心通孔，相应的，吸盘上加工有输气管穿过的圆孔。
5.如权利要求1中所述抓取U形管的手臂装置,其特征在于：吸盘加工有相机定位孔，定位检测相机倒扣安装在吸盘中相机定位孔上端面，吸盘中相机定位孔下端面安装有环形光源，其中定位检测相机中安装有定位、检测程序。
6.如权利要求5中所述抓取U形管的手臂装置,其特征在于：吸盘上安装有多个U形管吸附组件，且多个U形管吸附组件与定位检测相机在吸盘的圆周方向等角度分布。
7.如权利要求1所述抓取U形管的手臂装置,其特征在于：风琴式吸嘴的下端延伸出拱形定位槽外2mm～5mm。
8.如权利要求1中所述抓取U形管的手臂装置,其特征在于：U形管定位罩是由两个钣金结构螺丝组装结构，包括前定位罩板金、后定位罩钣金，前定位罩板金的端面加工有供花键轴穿过并固定的螺纹孔，前定位罩板金的宽度中心部位加工有放置负压气体接头的容纳腔且容纳腔两侧下端部设有外凸板，外凸板的相对侧加工有与容纳腔连通的拱形定位槽，前定位罩板金板面的下端面为拱形面，容纳腔两侧的上端部加工有螺纹孔；后定位罩钣金的上端内板面宽度中心设有放置负压气体接头的容纳腔，容纳腔两侧设有外凸卡板且外凸卡板上加工有沉头螺纹孔，后定位罩钣金的下板面为拱形面，后定位罩钣金的外凸卡板恰好卡在前定位罩板金中外凸板的上端凹槽内，螺丝穿过沉头螺纹孔、螺纹孔将前定位罩板金、后定位罩钣金固定连接，其中负压气体接头的下端圆柱正好卡在前定位罩板金中两侧外凸板的上板面，U形管的上端拱形部分卡在前定位罩板金、后定位罩钣金之间且上端面顶触在前定位罩板金外凸板下端面的拱形定位槽中。
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