CN109702762A - 一种铝合金轮毂加工专用抓手 - Google Patents

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肖国新
刘双勇
王绍江
孙岩
李崇
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Abstract

本发明公开了一种铝合金轮毂加工专用抓手，包括铝合金轮毂加工专用抓手本体、抓手臂组件和位移传感器组件；所述抓手本体由左侧板(1)、导杆(2)、立板(3)、右侧板(4)、底板(6)组成抓手的基础框架。左右两气缸(8)带动移动块(5)左右移动实现抓手的开启与闭合。齿条(13)、齿轮(14)啮合传动实现两个移动块(5)的同步运动。抓手臂(10)上的双层V型轮(11)根据要求抓取轮毂。位移传感器(12)准确的监控抓手夹取轮毂的位置。本发明具有价格低廉、整体结构紧凑、夹紧力大、抓取精度及定位精度高、稳定性强等优点。

Description

一种铝合金轮毂加工专用抓手
技术领域
本发明涉及高端智能制造和新材料技术领域，具体地说涉及轮毂制造自动化技术领域，尤其是涉及一种用以抓取轮毂在加工机床及物流滚道上下料的专用机器人抓手。
背景技术
铝合金轮毂以其美观大方、安全舒适等特点博得了越来多汽车生产商的青睐。由于铝合金轮毂重量轻、制造精度高，在高速转动时变形小、惯性阻力也小。铝合金轮毂具有吸收振动和反弹力量的金属特性，经数控机床加工尺寸精度、真圆度高、偏摆跳动小、平衡好，使汽车行驶平稳舒适。在加工铝合金轮毂的自动生产线上，用机器人抓手抓取轮毂上下料是一种不可缺少的生产方式。目前生产线上所采用的常规机器人抓手基本都是DESTACORPR系列的通用型的抓手。未针对铝合金轮毂的结构、尺寸等特点进行具体设计，且价格非常昂贵，货期长，很难适应铝合金轮毂自动生产线的使用要求，且抓手未带防护和检测装置，容易对铝合金轮毂造成损伤。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了适合于铝合金轮毂加工而设计的抓手，不需要任何调整就可实现对13英寸到22英寸轮毂的抓取，抓取精度与重复精度均达到加工机床对机器人抓手的要求。
本发明完整的技术方案包括：
本发明完整的技术方案包括：一种铝合金轮毂加工专用抓手，其特征在于，包括铝合金轮毂加工专用抓手本体、抓手臂组件和位移传感器组件；
所述抓手本体包括左侧板(1)、导杆(2)、立板(3)、右侧板(4)、底板(6)，左侧板(1)和右侧板(4)位于两侧，底板(6)位于底部，立板(3)位于左侧板(1)和右侧板(4) 中间，导杆(2)穿过立板(3)并与左侧板(1)和右侧板(4)螺栓连接，形成抓手的基础框架；
左右两个气缸(8)分别与左侧板(1)和右侧板(4)用螺栓连接，气缸(8)的活塞杆与移动块(5)铰形连接，压缩空气通过第一气动接头(16)、第二气动接头(17)、第三气动接头(18)输送到气缸(8)；气缸(8)活塞杆的伸出与缩回带动移动块(5)左右移动，实现抓手的开启与闭合；移动块(5)与两个导杆(2)之间用铜套完成导向；
底板(6)上固定有直线导轨(7)，直线导轨(7)上设有直线导轨滑块(9)，直线导轨滑块(9)与移动块(5)连接，直线导轨(8)与直线导轨滑块(9)在允许力矩下的径向间隙为 2微米；
所述的抓手臂组件包括抓手臂(10)、双层V型轮(11)，抓手臂(10)与移动块(5)相连，每个抓手臂(10)上固定两个双层V型轮(11)，双层V型轮(11)的第一层V轮材料是 45号钢，用于夹取毛坯轮毂的上轮唇，第二层V轮材料是聚氨酯，用于夹取轮毂加工完的轮唇，气缸(8)带动移动块(5)、抓手臂(10)、双层V型轮(11)实现抓取轮毂；
所述的位移传感器组件包括位移传感器(12)和位移传感器检测头(15)，位移传感器(12) 通过支架固定在底板(6)上、位移传感器检测头(15)固定在移动块(5)上；位移传感器 (12)能检测到位移传感器检测头(15)的移动位置；用位移传感器(12)的精度，准确的监控抓手抓取轮毂的位置；
底板上固定有齿轮(14)，齿轮(14)啮合齿条(13)，两根齿条(13)分别与两个移动块 (5)连接，通过齿条(13)和齿轮(14)啮合传动实现两个移动块(5)的同步运动。第一层 V轮与轮毂的接触面设有所述的压力传感器。
第一层V轮与轮毂的接触面设有压力传感器。
本发明相对于现有技术的优点在于：本发明公开的机器人抓手设计合理，抓取精度及定位精度高，位移传感器(12)准确的监控抓手抓取轮毂的位置，抓手开闭行程能做到400mm。不需要任何调整就可实现对13英寸到22英寸，针对加工前后抓取的不同需求，设计双层V 型轮，双层V型轮的两层采用不同材料，尤其是第二层采用柔性的聚氨酯，防止对轮毂造成损伤。用直线导轨和直线导轨滑块的精度消除了导杆与移动块之间的配合间隙，提高抓手自身的定位精度。位移传感器准确的监控抓手抓取轮毂的位置，防止轮毂加工时的铝屑对抓手产生的卡顿现象，压力传感器对与轮毂的接触力实时监控，提高了设备使用的安全性，同时具有价格低廉、整体结构紧凑、夹紧力大、稳定性强等优点。
附图说明
图1为本发明铝合金轮毂加工专用抓手去掉护罩的主视图。
图2为本发明铝合金轮毂加工专用抓手去掉护罩的左视图。
图3a为本发明铝合金轮毂加工专用抓手的主视图。
图3b为本发明铝合金轮毂加工专用抓手的A-A剖视图。
图中：1－左侧板、2－导杆、3－立板、4－右侧板、5－移动块、6－底板、7－直线导轨、 8－气缸、9－直线导轨滑块、10－抓手臂、11－双层V型轮、12－位移传感器、13－齿条、14－齿轮、15－位移传感器检测头、16－第一气动接头、17－第二气动接头、18－第三气动接头、19-压力传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
如图1-3所示：本发明铝合金轮毂加工专用抓手中，左侧板(1)、导杆(2)、立板(3)、右侧板(4)、底板(6)用螺栓连接一起，形成抓手的基础框架。
左右两气缸(8)分别与左侧板(1)、右侧板(4)用螺栓连接，气缸(8)的活塞杆与移动块(5)铰形连接，压缩空气通过第一气动接头(16)、第二气动接头(17)、第三气动接头(18)输送到气缸(8)。气缸(8)活塞杆的伸出与缩回带动移动块(5)左右移动，实现抓手的开启与闭合。
直线导轨(7)与底板(6)连接、直线导轨滑块(9)与移动块(5)连接。用铜套完成移动块(5)与两个导杆(2)导向，由于铜套在允许力矩下的径向间隙25微米左右，这个精度满足不了使用要求，直线导轨(8)与直线导轨滑块(9)在允许力矩下的径向间隙2微米左右。用直线导轨(8)与直线导轨滑块(9)的精度来保证抓手的精度。
抓手臂(10)与移动块(5)相连，每个抓手臂(10)上固定两个双层V型轮(11)、气缸(8)带动移动块(5)、抓手臂(10)、双层V型轮(11)实现抓取轮毂。双层V型轮(11) 的第一层V轮材料是45号钢，用于夹取毛坯轮毂的上轮唇，第二层V轮材料是聚氨酯，用于夹取轮毂加工完的轮唇，防止夹取时V轮对轮毂轮唇产生的磕碰伤，第一层V轮与轮毂的接触面设有压力传感器(19)，压力传感器在夹取时感应与轮毂的接触力并传送回控制系统，当接触力超过预设值时，发出警报，对设备进行检查维修。
位移传感器(12)通过支架固定在底板(6)上、位移传感器检测头(15)固定在移动块 (5)上。位移传感器(12)能检测到位移传感器检测头(15)的移动位置。用位移传感器(12) 的精度，准确的监控抓手抓取轮毂的位置，防止轮毂加工时的铝屑对抓手产生的卡顿现象。
两根齿条(13)分别与两个移动块(5)连接，齿轮(14)固定在底板(6)上。通过齿条(13)、齿轮(14)啮合传动实现两个抓手臂(10)的同步运动，保证抓手的重复精度。
铝合金轮毂由毛坯加工到成品需要3个工序，1序是抓手V型轮夹取毛坯轮毂的上轮唇送到1序机床里加工轮毂的下轮唇及中心孔，2序、3序是抓手V型轮夹取1序加工完的下轮唇送到机床里，用机床芯轴与轮毂的中心孔定位加工轮毂的其他部位。轮毂的中心孔与机床的芯轴的定位公差要求0.05毫米左右，定位精度高。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (2)

1.一种铝合金轮毂加工专用抓手，其特征在于，包括铝合金轮毂加工专用抓手本体、抓手臂组件和位移传感器组件；
所述抓手本体包括左侧板(1)、导杆(2)、立板(3)、右侧板(4)、底板(6)，左侧板(1)和右侧板(4)位于两侧，底板(6)位于底部，立板(3)位于左侧板(1)和右侧板(4)中间，导杆(2)穿过立板(3)并与左侧板(1)和右侧板(4)螺栓连接，形成抓手的基础框架；
左右两个气缸(8)分别与左侧板(1)和右侧板(4)用螺栓连接，气缸(8)的活塞杆与移动块(5)铰形连接，压缩空气通过第一气动接头(16)、第二气动接头(17)、第三气动接头(18)输送到气缸(8)；气缸(8)活塞杆的伸出与缩回带动移动块(5)左右移动，实现抓手的开启与闭合；移动块(5)与两个导杆(2)之间用铜套完成导向；
底板(6)上固定有直线导轨(7)，直线导轨(7)上设有直线导轨滑块(9)，直线导轨滑块(9)与移动块(5)连接，直线导轨(8)与直线导轨滑块(9)在允许力矩下的径向间隙为2微米；
所述的抓手臂组件包括抓手臂(10)、双层V型轮(11)，抓手臂(10)与移动块(5)相连，每个抓手臂(10)上固定两个双层V型轮(11)，双层V型轮(11)的第一层V轮材料是45号钢，用于夹取毛坯轮毂的上轮唇，第二层V轮材料是聚氨酯，用于夹取轮毂加工完的轮唇，气缸(8)带动移动块(5)、抓手臂(10)、双层V型轮(11)实现抓取轮毂；
所述的位移传感器组件包括位移传感器(12)和位移传感器检测头(15)，位移传感器(12)通过支架固定在底板(6)上、位移传感器检测头(15)固定在移动块(5)上；位移传感器(12)能检测到位移传感器检测头(15)的移动位置；用位移传感器(12)的精度，准确的监控抓手抓取轮毂的位置；
底板上固定有齿轮(14)，齿轮(14)啮合齿条(13)，两根齿条(13)分别与两个移动块(5)连接，通过齿条(13)和齿轮(14)啮合传动实现两个移动块(5)的同步运动。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金轮毂加工专用抓手，其特征在于，第一层V轮与轮毂的接触面设有所述的压力传感器。
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