CN108972331A - 用于机器人末端的尾排管抓手装置 - Google Patents

用于机器人末端的尾排管抓手装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于机器人末端的尾排管抓手装置，包含旋转机构(1)、气缸结构以及夹持结构；所述旋转机构(1)与气缸结构相连，所述气缸结构包含气缸本体与夹臂，多个所述夹臂安装在气缸本体的一个或多个端面上；所述夹持结构安装在夹臂上，多个夹持结构之间的长度相等或存在不等。本发明解决了自动打磨中方形尾排管难以装夹的问题，使得整个打磨抛光工位更加自动化智能化，不仅能够节省大量人工成本，而且提高了尾排管打磨抛光的表面质量，保证了表面的一致性。

Description

用于机器人末端的尾排管抓手装置
技术领域
本发明涉及夹具领域，具体地，涉及一种用于机器人末端的尾排管抓手装置。
背景技术
目前的汽车零部件生产特别是汽车尾排管生产过程中自动化水平较低，大部分工艺需要人工完成，比如打磨抛光工序。对于尾排管自动打磨抛光来说，由于前道工序焊接目前大部分是人工焊接，焊接一致性较差，质量不够稳定，所以对打磨设备及工艺提出了比较高的要求，而尾排管夹具是打磨设备很重要的一环。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于机器人末端的尾排管抓手装置。
根据本发明提供的用于机器人末端的尾排管抓手装置，包含旋转机构、气缸结构以及夹持结构；
所述旋转机构与气缸结构相连，所述气缸结构包含气缸本体与夹臂，多个所述夹臂安装在气缸本体的一个或多个端面上；
所述夹持结构安装在夹臂上，多个夹持结构之间的长度相等或存在不等。
优选地，所述气缸本体包含四杆气缸；多个夹臂中包含有气缸左夹臂、气缸右夹臂、气缸前夹臂以及气缸后夹臂；
多个所述夹臂按尾排管的四个径向端面对应的位置分布。
优选地，夹持结构与夹臂一一对应；多个夹持结构中包含有以下任一种或任多种结构：
--定位板；
--固定板；
--仿形块。
优选地，所述仿形块配设有仿形块安装板；
多个仿形块中包含有第一仿形块与第二仿形块；多个仿形块安装板中包含有第一仿形块安装板与第二仿形块安装板；
气缸左夹臂、第一仿形块安装板、第一仿形块依次连接；气缸右夹臂、第二仿形块安装板、第二仿形块依次连接。
优选地，第一仿形块安装板与第二仿形块安装板之间的长度相等或不等；
第一仿形块与第二仿形块之间的大小相等或不等。
优选地，固定板、定位板分别安装在气缸后夹臂、气缸前夹臂上；
所述固定板包含一体成型的第一连接部与第一夹持部，第一夹持部呈梯形；
所述定位板包含第二连接部与第二夹持部，第二夹持部呈C形。
优选地，还包含安装法兰，旋转机构、安装法兰、气缸本体依次紧固连接。
优选地，所述旋转机构包含定子组件与转子组件，定子组件与转子组件通过轴承连接；
所述定子组件包含紧固连接的电气输入模块与固定端盖，所述转子组件包含紧固连接的转动端盖与电气输出模块；
沿旋转机构轴向方向，电气输入模块、固定端盖、转动端盖、电气输出模块、安装法兰依次布置。
优选地，电气输入模块、固定端盖上分别设置有电气输入接口、控制模块接口；转动端盖上套接有线圈，电气输出模块上设置有电气输出接口。
优选地，所述仿形块上设置有橡胶垫。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明解决了自动打磨中方形尾排管难以装夹的问题，使得整个打磨抛光工位更加自动化智能化，不仅能够节省大量人工成本，而且提高了尾排管打磨抛光的表面质量，保证了表面的一致性。
2、本发明采用四杆气缸，多点定位夹紧，在打磨抛光过程中尾排管不会产生晃动，保证打磨质量。
3、本发明可以很方便将人工使用的角磨机应用到机器人上面；本发明中可引入六轴旋转机构，一方面方便了机器人程序的编制，另一方面防止设备线缆缠绕，保证安全。
4、旋转机构通过伺服控制器控制，机械特性曲线好，控制精度高，大大提高了设备工作效率。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明立体结构图；
图2为本发明结构的爆炸图；
图3为旋转机构爆炸图；
图4为旋转机构剖视图。
图中示出：
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明提供的用于机器人末端的尾排管抓手装置，包含旋转机构1、气缸结构以及夹持结构，所述旋转机构1与气缸结构相连，所述气缸结构包含气缸本体与夹臂，多个所述夹臂安装在气缸本体的一个或多个端面上，所述夹持结构安装在夹臂上，多个夹持结构之间的长度相等或存在不等。实施例中，本发明还包含安装法兰2，旋转机构1、安装法兰2、气缸本体依次紧固连接。
方形尾排管为不规则曲面、前道工序焊接误差，所以存在定位误差大，夹持不稳的情况，本发明中气缸本体包含四杆气缸3；多个夹臂中包含有气缸左夹臂4、气缸右夹臂13、气缸前夹臂11以及气缸后夹臂7；多个所述夹臂按矩形四条边对应的位置分布，也就是说，按尾排管的四个径向端面对应的位置分布。夹持结构与夹臂一一对应；多个夹持结构中包含有以下任一种或任多种结构：定位板9；固定板6；仿形块。采用仿形块的形式增大夹臂与尾排管曲面的接触面积，使得夹持力更好的发挥作用，进而增大摩擦力，对于定位误差大的问题，通过对尾排管前道工序的分析，尾排管尾部圆滑过渡部分受焊接影响最小，所以采用定位板9去定位该处，达到定位误差最小的目的。
所述仿形块配设有仿形块安装板；多个仿形块中包含有第一仿形块8与第二仿形块10；多个仿形块安装板中包含有第一仿形块安装板5与第二仿形块安装板12；气缸左夹臂4、第一仿形块安装板5、第一仿形块8依次连接；气缸右夹臂13、第二仿形块安装板12、第二仿形块10依次连接。第一仿形块安装板5与第二仿形块安装板12之间的长度相等或不等；第一仿形块8与第二仿形块10之间的大小相等或不等。固定板6、定位板9分别安装在气缸后夹臂7、气缸前夹臂11上；所述固定板6包含一体成型的第一连接部与第一夹持部，第一夹持部呈梯形；所述定位板9包含第二连接部与第二夹持部，第二夹持部呈C形。通过上述结构，适应不同结构的尾排管的打磨需要。
优选地，所述仿形块上设置有橡胶垫。本发明在研发过程中曾采用带螺纹橡胶柱代替仿形块来夹持尾排管，通过调节橡胶柱到合适的位置来夹紧尾排管，但由于橡胶柱与尾排管接触面积较小，所以在打磨过程中尾排管会出现晃动的情况，影响打磨质量。采用仿形块可以有效避免尾排管打磨过程中的晃动，但对零件加工精度要求较高，容易出现尾排管与仿形块贴合不好的情况，所以需要在尽量保证加工精度的前提下，前端粘贴橡胶垫来补偿加工误差。优选地，其他的夹持结构，如定位板9、固定板6上也可以附着有橡胶垫。
如图3、图4所示，所述旋转机构1包含定子组件与转子组件，定子组件与转子组件通过轴承18连接；所述定子组件包含紧固连接的电气输入模块15与固定端盖17，所述转子组件包含紧固连接的转动端盖20与电气输出模块22；沿旋转机构1轴向方向，电气输入模块15、固定端盖17、转动端盖20、电气输出模块22、安装法兰2依次布置。电气输入模块15、固定端盖17上分别设置有电气输入接口14、控制模块接口16；转动端盖20上套接有线圈19，电气输出模块22上设置有电气输出接口21。优选地，在固定端盖17与电气输出模块22之间的内部形成容物空间，所述转动端盖20位于容物空间中，转动端盖20包含紧固连接或一体成型的盘状部与轴状部，所述线圈19套接在轴状部上，线圈19与轴承18也整体位于容物空间中，优选地，在固定端盖17与电气输出模块22之间设置有动密封结构，这样使得整个容物空间处于密封的状态，进而对内部的部件实现保护。
优选实施方式：
如图1、图2所示，本发明主要由旋转机构1、安装法兰2、四杆气缸3、气缸左夹臂4、第一仿形块安装板5、固定板6、气缸后夹臂7、第一仿形块8、定位板9、第二仿形块10、气缸前夹臂11、第二仿形块安装板12、气缸右夹臂13组成。其中，旋转机构1与安装法兰2通过螺钉固定连接，旋转机构1可以360度旋转而且不会产生绕线的情况，在抛光整个尾排管外表面时，机器人程序也会更加简洁。四杆气缸3(包括气缸左夹臂4、气缸后夹臂7、气缸前夹臂11、气缸右夹臂13)通过螺钉固定在安装法兰2上，四杆气缸3有前后左右四个方向的自由度，可以多点定位夹紧，更适合打磨工况。第一仿形块8通过螺钉固定在第一仿形块安装板5上，第一仿形块安装板5通过螺钉安装在气缸左夹臂4上，第二仿形块10通过螺钉固定在第二仿形块安装板12上，第二仿形块安装板12通过螺钉安装在气缸右夹臂13上，仿形块通过仿形加工，可以更好的贴合尾排管内表面，第一仿形块8与第二仿形块10配合完成方形尾排管长度方向定位。固定板6通过螺钉安装在气缸后夹臂7上，定位板9通过螺钉安装在气缸前夹臂11上，固定板6、定位板9相互配合完成方形尾排管宽度方向定位。
如图3、图4所示，旋转机构1主要由电气输入接口14、电气输入模块15、控制模块接口16、固定端盖17、轴承18、线圈19、转动端盖20、电气输出接口21、电气输出模块22组成。电气输入模块15与固定端盖17之间通过螺钉连接，控制模块接口16通过螺钉与固定端盖17连接，固定端盖17、轴承18、转动端盖20通过过盈配合依次相连。线圈19通过物理连接与转动端盖20相连，电气输出模块22通过螺钉与转动端盖20相连，两者均与转动端盖20一起运动。电气输入接口14、电气输入模块15之间通过螺纹连接，电气输出接口21、电气输出模块22之间通过螺纹连接。电气输入接口14、电气输入模块15、控制模块接口16、固定端盖17组成旋转机构1的定子组件，线圈19、转动端盖20、电气输出接口21、电气输出模块22组成旋转机构1的转子组件，通电后相对定子组件转动。使用时，电气输入模块15与机器人相连，电气输出模块22与工具相连，工具端所需要的电信号、气源等通过电气输入接口14输入，通过电气输出接口21输出到工具处，由于工具端与电气输出模块22相连并随着转子组件一起转动，所以能避免产生绕线的情况。整个装置通过伺服控制器控制，机械特性曲线好，控制精度高，大大提高了设备工作效率。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种用于机器人末端的尾排管抓手装置，其特征在于，包含旋转机构(1)、气缸结构以及夹持结构；
所述旋转机构(1)与气缸结构相连，所述气缸结构包含气缸本体与夹臂，多个所述夹臂安装在气缸本体的一个或多个端面上；
所述夹持结构安装在夹臂上，多个夹持结构之间的长度相等或存在不等。
2.根据权利要求1所述的用于机器人末端的尾排管抓手装置，其特征在于，所述气缸本体包含四杆气缸(3)；多个夹臂中包含有气缸左夹臂(4)、气缸右夹臂(13)、气缸前夹臂(11)以及气缸后夹臂(7)；
多个所述夹臂按尾排管的四个径向端面对应的位置分布。
3.根据权利要求2所述的用于机器人末端的尾排管抓手装置，其特征在于，夹持结构与夹臂一一对应；多个夹持结构中包含有以下任一种或任多种结构：
--定位板(9)；
--固定板(6)；
--仿形块。
4.根据权利要求3所述的用于机器人末端的尾排管抓手装置，其特征在于，所述仿形块配设有仿形块安装板；
多个仿形块中包含有第一仿形块(8)与第二仿形块(10)；多个仿形块安装板中包含有第一仿形块安装板(5)与第二仿形块安装板(12)；
气缸左夹臂(4)、第一仿形块安装板(5)、第一仿形块(8)依次连接；气缸右夹臂(13)、第二仿形块安装板(12)、第二仿形块(10)依次连接。
5.根据权利要求4所述的用于机器人末端的尾排管抓手装置，其特征在于，第一仿形块安装板(5)与第二仿形块安装板(12)之间的长度相等或不等；
第一仿形块(8)与第二仿形块(10)之间的大小相等或不等。
6.根据权利要求3所述的用于机器人末端的尾排管抓手装置，其特征在于，固定板(6)、定位板(9)分别安装在气缸后夹臂(7)、气缸前夹臂(11)上；
所述固定板(6)包含一体成型的第一连接部与第一夹持部，第一夹持部呈梯形；
所述定位板(9)包含第二连接部与第二夹持部，第二夹持部呈C形。
7.根据权利要求1所述的用于机器人末端的尾排管抓手装置，其特征在于，还包含安装法兰(2)，旋转机构(1)、安装法兰(2)、气缸本体依次紧固连接。
8.根据权利要求7所述的用于机器人末端的尾排管抓手装置，其特征在于，所述旋转机构(1)包含定子组件与转子组件，定子组件与转子组件通过轴承(18)连接；
所述定子组件包含紧固连接的电气输入模块(15)与固定端盖(17)，所述转子组件包含紧固连接的转动端盖(20)与电气输出模块(22)；
沿旋转机构(1)轴向方向，电气输入模块(15)、固定端盖(17)、转动端盖(20)、电气输出模块(22)、安装法兰(2)依次布置。
9.根据权利要求8所述的用于机器人末端的尾排管抓手装置，其特征在于，电气输入模块(15)、固定端盖(17)上分别设置有电气输入接口(14)、控制模块接口(16)；转动端盖(20)上套接有线圈(19)，电气输出模块(22)上设置有电气输出接口(21)。
10.根据权利要求3所述的用于机器人末端的尾排管抓手装置，其特征在于，所述仿形块上设置有橡胶垫。
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