CN111376300A - 可实现柔顺调整的金刚石用叶蜡石块生产的抓装成套设备 - Google Patents

Abstract

本发明是一种可实现柔顺调整的金刚石用叶蜡石块生产的抓装成套设备，包括沿直线布置的上料皮带、下料皮带及抓取和压装机，抓取和压装机包括安装在立柱上的工作平台，在工作平台的中间安装有成型模的下模组件，工作平台的下方设有顶升液压缸或气缸能够驱动位于工作平台中部的成型模的下模组件的升降；在工作平台的侧面安装有工件移动装置，其包括竖向升降直线模组和横向平移直线模组，横向平移直线模组的移动部件上连接有抓压一体化的机械手；本发明应用于金刚石生产过程中叶蜡石块的加工，能够实现抓取和安装的自动化，且机械手抓取工件的支撑力比较均匀，不易损坏易碎的工件，在装配工件时，柔顺环具有一定的位姿偏差补偿功能，便于装配。

Description

可实现柔顺调整的金刚石用叶蜡石块生产的抓装成套设备

技术领域

本发明涉及机器人的技术领域，特别涉及一种金刚石用叶蜡石块生产的抓装成套设备。

背景技术

在金刚石叶蜡石块的生产过程中（如图1所示），要求先将专用白云石环（图1中①所示）转运在成型模具上方（图1中②所示），并压装在成型模腔的凸模上（图1中③所示）；再加注叶蜡石粉料，使用液压压机压制成外方内孔的叶腊石块（图1中④所示）；压成的叶腊石块由下模顶出（图1中⑤所示）；叶腊石块（易碎）再被转运到指定位置（图1中⑥所示）。目前的叶蜡石块的生产过程采用人工上、下料，尚未使用机器人来作业，即使采用现有技术中的工业机器人，也难以完成相关工作。比如（中国发明，CN201710356710.1金刚石用叶蜡石块生产的抓装成套设备），由于该专利中机械手单个内撑爪的作用力面积较小对工件内壁产生的压强较大，很难控制夹取力度极易损坏工件，且该专利的机械手的内撑爪在夹取工件的运动形式为摆动运动，导致内撑爪在夹取工件时对工件存在多个复杂的作用力，内撑爪很难控制且极易对工件产生不必要的损害，然而现有技术（申请号：CN201910141096.6，主题名称：易碎薄壁圆柱形内壁工件的内撑式抓取与装配柔性机械手）针对性地解决了机械手中的问题，但是其仍然存在不足，比如，在实际生产作业中，当机械手抓取工件并与待装配工件进行装配时，因工件与待装配工件之间难免会出现形貌与位姿的偏差，例如说明书附图19所示的位姿偏差示意图，此时机械手持工件以刚性的压力再继续进行装配，必然会损坏工件、待装配工件或两者均损坏，尤其是装配易碎工件，影响生产的连续性，降低生产效率、增加生产成本，更有甚者还会损坏机械手，容易造成更大的经济损失。因此，发明具有自适应性能的机械手，用于自适应补偿作业对象间的形貌与位姿的偏差，对于机械手完成易碎件的高速抓取与装配作业十分关键。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种可实现柔顺调整的金刚石用叶蜡石块生产的抓装成套设备。

具体内容如下：可实现柔顺调整的金刚石用叶蜡石块生产的抓装成套设备，包括沿直线布置的上料皮带、下料皮带和位于两个皮带之间的抓取和压装机，其特征是：

所述的抓取和压装机包括一个工作平台，该工作平台安装在四个立柱上；在工作平台的中间安装有成型模的下模组件，工作平台的下方设有顶升液压缸或气缸能够驱动位于工作平台中部的成型模的下模组件的升降；

在工作平台的侧面安装有工件移动装置，该工件移动装置包括竖向升降直线模组和横向平移直线模组，所述的竖向升降直线模组的固定部件安装在工作平台上，竖向升降直线模组的移动部件与横向平移直线模组的固定部件连接，并驱动横向直线平移模组的升降；横向平移直线模组的移动部件的运行方向与抓取和压装机的布置方向相同，横向平移直线模组的移动部件上连接有抓压一体化的机械手；

该机械手包括外部竖直设置的圆柱形套筒、安装在套筒内的抓取装置以及安装在套筒上端的自适应连接装置；

所述的抓取装置包括有：

与套筒的内圆柱面直径匹配的盘形主体；

设置在盘形主体的下表面并沿圆周均布的至少三个相同的内撑机构；

安装在盘形主体上表面中部、并穿过盘形主体至其下表面、并与内撑机构连接的伸缩式直线运动驱动器；

该直线运动驱动器的活动部件的运行方向与盘形主体的轴向相同；该盘形主体套装在所述套筒内部，并能够沿套筒内表面滑动；在盘形主体上表面还固定连接有至少三根沿盘形主体圆周方向均布且与套筒轴向平行的导杆，每根导杆的自由端穿出设置在套筒上部的导向孔，所述的导向孔设置在套筒上端面的空心的端面体上，在该端面体与盘形主体之间设有复位弹簧，在每根导杆穿出的部分通过螺母与同一块固定盘固定，该固定盘与盘形主体平行且每个螺母的安装高度相同；

所述的内撑机构包括有：

固定在盘形主体的下表面垂直向外伸出的支撑腿，该支撑腿外侧面到盘形主体中心的最大距离小于盘形主体的半径；

沿盘形主体的径向贯穿该支撑腿下端滑动孔的滑动块；

两端分别通过铰接轴连接滑动块里端和直线运动驱动器的活动部件之间的连杆，该连杆的下端与滑动块的里端铰接；

固定在滑动块外端的圆弧条状的内撑体，该内撑体上表面的中间位置固定在对应滑动块外端的下表面上；

每块内撑体外侧的圆弧面在同一圆柱面上且每块内撑体对应圆心的位置均相同，该内撑体外侧的圆弧面所在的圆柱面的轴向中心线与盘形主体的轴向中心线共线；在每块内撑体外侧的圆弧面上固定一块与之匹配的软体垫片，该软体垫片通过至少两个导柱过盈配合塞装在内撑体上对应的通孔内，所述的软体垫片在内撑体外侧的圆弧面的母线方向的宽度大于内撑体的宽度且向下伸出内撑体的下表面，该软体垫片伸出内撑体下表面的部分设为软体内撑片，支撑腿外侧与盘形主体边沿之间的径向距离大于内撑体与软体垫片的厚度之和；

所述的套筒的下端面为精加工后的平整圆环形端面、在该端面上设有与之匹配的柔性减震环；

所述的自适应连接装置包括有：

套装在套筒上端外部的连接筒，位于连接筒内部的预警弹簧和用于检测套筒位移变化的传感器，以及用于连接横向平移直线模组的移动部件与连接筒的柔顺环；

所述的连接筒为上端密封、下端开口的圆筒状，在套筒的上端的圆周面上设有沿其径向向外均匀凸出的定位凸台，该定位凸台的外圆周面的尺寸与连接筒的内圆周面尺寸相同，且定位凸台的外圆周面上分布有若干个导向条，每根导向条的长度方向均沿定位凸台的母线方向固定设置，在连接筒的内圆周面设有与导向条对应匹配的导向槽，连接筒套装在套筒的上端并匹配形成竖直运动的滑动副，且导向条在对应的导向槽内竖直滑动，在连接筒的下端面同轴固定有可拆卸的限位环，限位环与连接筒之间通过螺栓固定，该限位环的内圆柱面的直径与套筒的外圆柱面的直径相同，该限位环位于定位凸台的下方，所述的预警弹簧的上端支撑在连接筒的顶部、下端支撑在固定盘上，且预警弹簧为圆柱状，预警弹簧的外径与连接筒的内径匹配并紧贴连接筒的内圆柱面安装，且传感器位于预警弹簧的内部，所述的柔顺环采用柔性材质制成，柔顺环的一端固定在连接筒的外圆柱面上，柔顺环的另一端固定在横向平移直线模组的移动部件上。

优选的，所述的复位弹簧外径与所述的套筒内圆柱面直径匹配并紧贴套筒内圆柱面安装，所述的导杆、直线运动驱动器位于复位弹簧内部。

优选的，所述的内撑体外侧的圆弧面上设有自该圆弧面向内凹陷的缓压槽。

优选的，所述的直线运动驱动器为气缸，或者为液压缸，或者为电动推杆。

优选的，所述的软体垫片、柔性减震环均采用特殊橡胶或者硅胶或者高分子合成材料制成，柔顺环采用高弹性材料制成；所述的软体垫片的表面设有有网纹或者密集的小凸起，其整体外形为圆柱面。

优选的，所述的套筒的侧壁上沿圆周均匀设有至少三个的窗口，相邻的窗口之间设有支柱。

优选的，所述的连接筒的侧壁上设有至少三个的观察口，相邻的观察口之间设有支撑壁，所述的导向槽设置在支撑壁上。

优选的，所述的上料皮带上设有沿物料运行方向逐渐收窄的导料板，导料板前端设有定位挡板；所述的下料皮带靠近抓取和压装机的一端设有横向的物料整理气缸。

优选的，所述的竖向升降直线模组为两个，分别并平行的分布在抓取和压装机上部一侧的两个立柱的外侧，两个竖向升降直线模组的固定部件之间连接有上、下两根横梁，形成方形的移动装置框架，下部的横梁与工作平台的侧面固定连接；在下部横梁上还设有一个电机驱动的摆动式清扫器，该清扫器的清扫头的清扫范围覆盖工作平台中部的成型模的下模组件处。

优选的，所述的横向平移直线模组的移动部件为一个横向长板，在该横向长板上连接有两个抓压一体化的机械手，两个机械手分别位于横向长板的两端。

本发明的有益技术效果：

本发明是一种可实现柔顺调整的金刚石用叶蜡石块生产的抓装成套设备，该设备的机械手通过安装在套筒内部可伸缩的内撑机构实现对圆柱形内壁工件的内圆柱面的抓取和放下，同时作为内撑机构伸缩导向部件的套筒的下端还设有柔性减震环还可以作为工件装配的压头来使用，解决了一般的机械手只能转运工件不能装配工件的问题；

同时多个圆弧条状的内撑体组成的类环状的内撑结构、该内撑结构对工件内撑的作用力的面积变大，容易抓取工件的同时还不易损坏工件，且每块内撑体上设有软体垫片，极大程度地保护了易碎工件；

再者，当遇到质量较轻质地较脆的工件时，通过内撑体带动软体内撑片对工件进行夹取，通过软体内撑片自身的柔韧性对质量较轻质地较脆的工件进行夹取，一定程度上降低对工件夹取的难度同时保护工件免受不必要的损伤，而且，内撑体通过滑动块沿盘形主体的径向移动，在抓取工件时内撑体也沿着圆柱形工件的径向进行抓取工件，直线运动驱动器驱动内撑体抓取工件时的受力过程简单，抓取工件时更加稳定、安全，效率更高；

最关键的是，本发明机械手上设有柔顺环、预警弹簧和传感器，其中柔顺环用于装配时工件位姿偏差的调整，工件移动装置只需要提供装配用的抵进力，柔顺环会在工件及待装配工件倒角的作用下产生变形，从而使机械手所夹取的工件的轴心朝着待装配工件的轴心方向移动以完成装配，提高装配效率；而预警弹簧与传感器协调设计，可以确保易碎工件受力在其允许的范围内，即采用机械手作业的工件和待装配工件之间存在偏差后，装配中先是柔顺环变形进行两者位姿偏差的调整，如果两者之间的位姿偏差较大且柔顺环不足以进行补偿时，装配的压力自然会逐渐增大至阈值，然后预警弹簧响应，启动传感器切断机械手的下压动作，避免继续作业压坏相应的工件，同时也保护机械手避免损坏。

附图说明

图1为叶腊石块生产过程示意图；

图2为可实现柔顺调整的金刚石用叶蜡石块生产的抓装成套设备的立体结构示意图一；

图3为图2中D的放大示意图；

图4为可实现柔顺调整的金刚石用叶蜡石块生产的抓装成套设备的立体结构示意图二；

图5为抓取和压装机的立体结构示意图一；

图6为抓取和压装机的立体结构示意图二；

图7为抓压一体化的机械手的立体结构示意图；

图8为抓压一体化的机械手的主视图；

图9为图8中A-A方向的剖面结构示意图；

图10为图9中B的放大示意图；

图11为图8中C-C方向的剖面结构示意图；

图12为抓压一体化的机械手去除套筒及自适应连接装置后的立体结构示意图一；

图13为抓压一体化的机械手去除套筒及自适应连接装置后的立体结构示意图二；

图14为图7中套筒的立体结构示意图；

图15为连接筒通过柔顺环安装在横向平移直线模组的移动部件上的立体结构示意图；

图16为盘形主体及支撑腿的立体结构示意图；

图17为内撑体及滑动块的立体结构示意图；

图18为图12中软体垫片的立体结构示意图；

图19为机械手夹持的工件与待装配工件之间的位姿偏差示意图；

图20为柔顺环在空间上构建六自由度弹簧-阻尼示意图；

图中：a1.白云石环、a2.成型模具、a3.下模、a4.凸模、a5.液压压机压头、a6.叶腊石块；

101.上料皮带、102.导料板、103.竖向升降直线模组、104.立柱、105.横梁、106.横向平移直线模组、107.下料皮带、108.工作平台、109.抓压一体化的机械手、110.物料整理气缸、111.摆动式清扫器、112.电机、113.成型模的下模组件；

1.套筒、11.定位凸台、12.导向条、13.柔性减震环、14.套筒上端的端面体、141.导向孔、15.窗口、16.支柱、21.导杆、211.螺母、212.固定盘、22.复位弹簧、23.直线运动驱动器（气缸）、231.直线运动驱动器（气缸）的运动部件、24.连杆、241.铰接轴、25.支撑腿、251.滑动孔、26.软体垫片、261.导柱、262.软体内撑片、27.内撑体、271.缓压槽、272.通孔、273.内撑体外侧的圆弧面、28.滑动块、29.盘形主体、32.横向平移直线模组的移动部件、33.柔顺环、34.连接筒、341.观察口、342.支撑壁、343.导向槽、35.限位环、351.螺栓、36.预警弹簧、37.传感器、38.待装配工件、39.工件、40、抓取工件的机械手、41.与连接筒连接的位置、42.与横向平移直线模组的移动部件连接的位置。

具体实施方式

实施例一，参见图1-20，可实现柔顺调整的金刚石用叶蜡石块生产的抓装成套设备，包括沿直线布置的上料皮带、下料皮带和位于两个皮带之间的抓取和压装机；

所述的抓取和压装机包括一个工作平台，该工作平台安装在四个立柱上；在工作平台的中间安装有成型模的下模组件，工作平台的下方设有顶升液压缸或气缸能够驱动位于工作平台中部的成型模的下模组件的升降；

在工作平台的侧面安装有工件移动装置，该工件移动装置包括竖向升降直线模组和横向平移直线模组，所述的竖向升降直线模组的固定部件安装在工作平台上，竖向升降直线模组的移动部件与横向平移直线模组的固定部件连接，并驱动横向直线平移模组的升降；横向平移直线模组的移动部件的运行方向与抓取和压装机的布置方向相同，横向平移直线模组的移动部件上连接有抓压一体化的机械手；

该机械手包括外部竖直设置的圆柱形套筒、安装在套筒内的抓取装置以及安装在套筒上端的自适应连接装置；

所述的抓取装置包括有：

与套筒的内圆柱面直径匹配的盘形主体；

设置在盘形主体的下表面并沿圆周均布的至少三个相同的内撑机构；

安装在盘形主体上表面中部、并穿过盘形主体至其下表面、并与内撑机构连接的伸缩式直线运动驱动器；

该直线运动驱动器的活动部件的运行方向与盘形主体的轴向相同；该盘形主体套装在所述套筒内部，并能够沿套筒内表面滑动；在盘形主体上表面还固定连接有至少三根沿盘形主体圆周方向均布且与套筒轴向平行的导杆，每根导杆的自由端穿出设置在套筒上部的导向孔，所述的导向孔设置在套筒上端面的空心的端面体上，在该端面体与盘形主体之间设有复位弹簧，复位弹簧用于将回缩的抓取装置顶出，便于下一次抓取工件，在每根导杆穿出的部分通过螺母与同一块固定盘固定，该固定盘与盘形主体平行且每个螺母的安装高度相同；该固定盘与盘形主体对应固定在导杆的两端，保证三根导杆之间相对固定形成一个整体，提高导杆在运动过程中的稳定性和牢固性，避免导杆相对摇晃或者摆动；本发明中的机械手中采用三个均匀分布的内撑机构，以内撑的方式来夹取工件，可实现自动中心定位；内撑式结构对工件外部形状没有要求，只需工件内部为圆筒状即可。

所述的内撑机构包括有：

固定在盘形主体的下表面垂直向外伸出的支撑腿，该支撑腿外侧面到盘形主体中心的最大距离小于盘形主体的半径；

沿盘形主体的径向贯穿该支撑腿下端滑动孔的滑动块；

两端分别通过铰接轴连接滑动块里端和直线运动驱动器的活动部件之间的连杆，该连杆的下端与滑动块的里端铰接；

固定在滑动块外端的圆弧条状的内撑体，该内撑体上表面的中间位置固定在对应滑动块外端的下表面上；

每块内撑体外侧的圆弧面在同一圆柱面上且每块内撑体对应圆心的位置均相同，该内撑体外侧的圆弧面所在的圆柱面的轴向中心线与盘形主体的轴向中心线共线；工作中，内撑体张开后其外侧圆弧工作面能够处于同一圆柱面上，这样能够与工件的内圆柱面对应贴合，更利于抓取工件时的准确定位及抓取工件的稳定性，在每块内撑体外侧的圆弧面上固定一块与之匹配的软体垫片，软体垫片用于缓压和增大内撑摩擦力，该软体垫片通过至少两个导柱过盈配合塞装在内撑体上对应的通孔内，所述的软体垫片在内撑体外侧的圆弧面的母线方向的宽度大于内撑体的宽度且向下伸出内撑体的下表面，该软体垫片伸出内撑体下表面的部分设为软体内撑片，当遇到质量较轻质地较脆的工件时，通过内撑体带动软体内撑片对工件进行夹取，通过软体内撑片自身的柔韧性对质量较轻质地较脆的工件进行夹取，一定程度上降低对工件夹取的难度，同时保护工件免受不必要的损伤，支撑腿外侧与盘形主体边沿之间的径向距离大于内撑体与软体垫片的厚度之和，该安装方式便于软体垫片的更换和维护；

所述的套筒的下端面为精加工后的平整圆环形端面、在该端面上设有与之匹配的柔性减震环；

所述的自适应连接装置包括有：

套装在套筒上端外部的连接筒，位于连接筒内部的预警弹簧和用于检测套筒位移变化的传感器，以及用于连接横向平移直线模组的移动部件与连接筒的柔顺环；

所述的连接筒为上端密封、下端开口的圆筒状，在套筒的上端的圆周面上设有沿其径向向外均匀凸出的定位凸台，该定位凸台的外圆周面的尺寸与连接筒的内圆周面尺寸相同，且定位凸台的外圆周面上分布有若干个导向条，每根导向条的长度方向均沿定位凸台的母线方向固定设置，在连接筒的内圆周面设有与导向条对应匹配的导向槽，连接筒套装在套筒的上端并匹配形成竖直运动的滑动副，且导向条在对应的导向槽内竖直滑动，在连接筒的下端面同轴固定有可拆卸的限位环，限位环与连接筒之间通过螺栓固定，该限位环的内圆柱面的直径与套筒的外圆柱面的直径相同，该限位环位于定位凸台的下方，所述的预警弹簧的上端支撑在连接筒的顶部、下端支撑在固定盘上，且预警弹簧为圆柱状，预警弹簧的外径与连接筒的内径匹配并紧贴连接筒的内圆柱面安装，且传感器位于预警弹簧的内部，该传感器用于检测套筒在连接筒内的位移变化，从而判断整个机械手受到的压力峰值，该传感器可以是压力传感器也可以是位移传感器，或者是能够监测套筒相对于连接筒位移变化的其他元器件，所述的柔顺环采用柔性材质制成，柔顺环的一端固定在连接筒的外圆柱面上，柔顺环的另一端固定在横向平移直线模组的移动部件上。

本发明的柔顺环在上、下方向有较大的主刚度，可以传递较大的垂直力，用于在工件移动装置的驱动下，实现易碎件在待装配工件上的装配，而在其余方向上，柔顺环的刚度较小，受力下的形变明显，响应敏捷，由于待装配工件的刚度大，当转运的易碎件的中心线与待装配工件的中心线不共线时，柔顺环能够自适应地调整机械手，亦即易碎件的姿态，以减少两个中心线之间的偏差，有助于完成装配。该柔顺环为特殊的结构设计，在横向平移直线模组的移动部件与连接筒之间，构建空间六自由度弹簧—阻尼连接，可以实现空间六维运动的调整，如图20所示。

所述的复位弹簧外径与所述的套筒内圆柱面直径匹配并紧贴套筒内圆柱面安装，所述的导杆、直线运动驱动器位于复位弹簧内部。当然该复位弹簧也可以为两个与导杆直径匹配的细一点的弹簧，套装在导杆上，也能起到复位的作用。

所述的内撑体外侧的圆弧面上设有自该圆弧面向内凹陷的缓压槽。该缓压槽便于容纳内撑体在抓取工件时软体垫片被挤压变形产生的余量，防止过大的挤压变形力对工件产生损坏。

所述的直线运动驱动器为气缸，或者为液压缸，或者为电动推杆。本实施例采用气缸作为动力，具有缓冲效果，可以用于抓取抗拉强度较低的工件。

所述的软体垫片、柔性减震环均采用特殊橡胶或者硅胶或者高分子合成材料制成，柔顺环采用高弹性材料制成；所述的软体垫片的表面设有有网纹或者密集的小凸起，在同等压力的作用下产生更大的摩擦力，抓取工件的同时保护工件，软体垫片外侧面整体外形为圆柱面。

所述的套筒的侧壁上沿圆周均匀设有至少三个的窗口，相邻的窗口之间设有支柱。所述的连接筒的侧壁上设有至少三个的观察口，相邻的观察口之间设有支撑壁，所述的导向槽设置在支撑壁上。窗口和观察窗的作用相同，一方面用于减轻套筒或者连接筒的自重，另一方面可作为观察和检修窗，对套筒或者连接筒内部的零部件进行日常的观察和检修。

所述的上料皮带上设有沿物料运行方向逐渐收窄的导料板，导料板前端设有定位挡板；用于物料白云石环的排队和上料位置定位，所述的下料皮带靠近抓取和压装机的一端设有横向的物料整理气缸。用于压装后的工件的横向排队整理，这样可以一行一行地进行下料输送。

所述的竖向升降直线模组为两个，分别并平行的分布在抓取和压装机上部一侧的两个立柱的外侧，两个竖向升降直线模组的固定部件之间连接有上、下两根横梁，形成方形的移动装置框架，下部的横梁与工作平台的侧面固定连接；在下部横梁上还设有一个电机驱动的摆动式清扫器，该清扫器的清扫头的清扫范围覆盖工作平台中部的成型模的下模组件处。便于清扫压装过程中产生的粉末。

所述的横向平移直线模组的移动部件为一个横向长板，在该横向长板上连接有两个抓压一体化的机械手，两个机械手分别位于横向长板的两端。这样两个机械手分别负责抓工件上料和下料。

本发明的工作过程是：

工件即白云石环在上料皮带的输送下向抓取和压装机运动，在两侧的导向板的作用下渐渐在上料皮带前端形成一列，最前端的白云石环被定位挡板的阻挡后实现定位，抓取和压装机上的工件移动装置的横向直线模组和竖向直线模组配合运动将机械手移动到最前端的白云石环上方；

①机械手的内撑机构的三个内撑体处于内缩状态，工件移动装置驱动机械手移动，使其三个内撑体伸入到白云石环的内部；

②气缸的活塞杆向上运动，带动连杆运动，连杆带动滑动块推动三个内撑体同时向外移动，内撑体外侧圆弧面上的圆弧形的软体垫片逐渐与工件的内表面接触，利用内撑体向外移动撑开的压力及基于压力产生的摩擦力逐渐夹紧白云石环；

③通过工件移动装置将机械手连同夹取的白云石环移动至成型模的下模组件的正上方，工件移动装置驱动机械手下压进行装配，装配时，白云石环与下模组件上的柱状凸模之间存在略微的位姿偏差，柔顺环会在工件及柱状凸模倒角的作用下产生相应的变形，从而使机械手所夹取的白云石环的轴心朝着柱状凸模的轴心方向移动顺利进行装配，装配位置找准后，气缸的活塞杆向下运动，步骤②中的各个部件向相反方向运动，内撑体向内移动收缩离开工件，工件移动装置带动套筒继续下压白云石环至指定位置；如果两者之间的位姿偏差较大且柔顺环不足以进行补偿时，装配的压力自然会逐渐增大至阈值，然后预警弹簧响应，启动传感器切断机械手的下压动作，人工调整，重新操作直至完成装配；

④由于待装配的工件是柱状凸模，那么在套筒下压的过程中，其内部的内撑机构会被柱状的待装配工件阻碍，将保持不动，由于套筒向下运动产生的相对运动，内撑机构会进入套筒内部，套筒内的复位弹簧将受压收缩，套筒下压完成后并在工件移动装置的作用下升起时，内撑机构在复位弹簧弹力的作用下恢复到初始状态；

⑤完成压装后，该机械手在工件移动装置的驱动下上行并水平移动，离开成型模的上方，设备系统将由一个粉料加料装置在成型模内加注粉料，并通过液压压机压头下行，将所加粉料与白云石环一同压制成叶腊石块，通过安装于工作平台下方的顶升液压缸或气缸的运动，驱动成型模的下模组件的升降，而将压制成的叶腊石块顶出成型模腔。

此后，该机械手重复前面的动作进行第二次抓取，在该机械手重复前面的抓取动作时，第二个机械手在同步运动到工作平台中部的压装完成的工件上部，同步抓取出压装完成的工件。然后随着第一机械手重复上述③-④动作的同时，第二个机械手将压装完成的工件放置到下料皮带上，下料皮带为间隙运动，下料皮带上的物料整理气缸将压装后的工件横向排队整理，实现一行一行地进行下料输送。

Claims (10)

1.可实现柔顺调整的金刚石用叶蜡石块生产的抓装成套设备，包括沿直线布置的上料皮带、下料皮带和位于两个皮带之间的抓取和压装机，其特征是：

所述的抓取和压装机包括一个工作平台，该工作平台安装在四个立柱上；在工作平台的中间安装有成型模的下模组件，工作平台的下方设有顶升液压缸或气缸能够驱动位于工作平台中部的成型模的下模组件的升降；

在工作平台的侧面安装有工件移动装置，该工件移动装置包括竖向升降直线模组和横向平移直线模组，所述的竖向升降直线模组的固定部件安装在工作平台上，竖向升降直线模组的移动部件与横向平移直线模组的固定部件连接，并驱动横向直线平移模组的升降；横向平移直线模组的移动部件的运行方向与抓取和压装机的布置方向相同，横向平移直线模组的移动部件上连接有抓压一体化的机械手；

该机械手包括外部竖直设置的圆柱形套筒、安装在套筒内的抓取装置以及安装在套筒上端的自适应连接装置；

所述的抓取装置包括有：

与套筒的内圆柱面直径匹配的盘形主体；

设置在盘形主体的下表面并沿圆周均布的至少三个相同的内撑机构；

安装在盘形主体上表面中部、并穿过盘形主体至其下表面、并与内撑机构连接的伸缩式直线运动驱动器；

该直线运动驱动器的活动部件的运行方向与盘形主体的轴向相同；该盘形主体套装在所述套筒内部，并能够沿套筒内表面滑动；在盘形主体上表面还固定连接有至少三根沿盘形主体圆周方向均布且与套筒轴向平行的导杆，每根导杆的自由端穿出设置在套筒上部的导向孔，所述的导向孔设置在套筒上端面的空心的端面体上，在该端面体与盘形主体之间设有复位弹簧，在每根导杆穿出的部分通过螺母与同一块固定盘固定，该固定盘与盘形主体平行且每个螺母的安装高度相同；

所述的内撑机构包括有：

固定在盘形主体的下表面垂直向外伸出的支撑腿，该支撑腿外侧面到盘形主体中心的最大距离小于盘形主体的半径；

沿盘形主体的径向贯穿该支撑腿下端滑动孔的滑动块；

两端分别通过铰接轴连接滑动块里端和直线运动驱动器的活动部件之间的连杆，该连杆的下端与滑动块的里端铰接；

固定在滑动块外端的圆弧条状的内撑体，该内撑体上表面的中间位置固定在对应滑动块外端的下表面上；

每块内撑体外侧的圆弧面在同一圆柱面上且每块内撑体对应圆心的位置均相同，该内撑体外侧的圆弧面所在的圆柱面的轴向中心线与盘形主体的轴向中心线共线；在每块内撑体外侧的圆弧面上固定一块与之匹配的软体垫片，该软体垫片通过至少两个导柱过盈配合塞装在内撑体上对应的通孔内，所述的软体垫片在内撑体外侧的圆弧面的母线方向的宽度大于内撑体的宽度且向下伸出内撑体的下表面，该软体垫片伸出内撑体下表面的部分设为软体内撑片，支撑腿外侧与盘形主体边沿之间的径向距离大于内撑体与软体垫片的厚度之和；

所述的套筒的下端面为精加工后的平整圆环形端面、在该端面上设有与之匹配的柔性减震环；

所述的自适应连接装置包括有：

套装在套筒上端外部的连接筒，位于连接筒内部的预警弹簧和用于检测套筒位移变化的传感器，以及用于连接横向平移直线模组的移动部件与连接筒的柔顺环；

所述的连接筒为上端密封、下端开口的圆筒状，在套筒的上端的圆周面上设有沿其径向向外均匀凸出的定位凸台，该定位凸台的外圆周面的尺寸与连接筒的内圆周面尺寸相同，且定位凸台的外圆周面上分布有若干个导向条，每根导向条的长度方向均沿定位凸台的母线方向固定设置，在连接筒的内圆周面设有与导向条对应匹配的导向槽，连接筒套装在套筒的上端并匹配形成竖直运动的滑动副，且导向条在对应的导向槽内竖直滑动，在连接筒的下端面同轴固定有可拆卸的限位环，限位环与连接筒之间通过螺栓固定，该限位环的内圆柱面的直径与套筒的外圆柱面的直径相同，该限位环位于定位凸台的下方，所述的预警弹簧的上端支撑在连接筒的顶部、下端支撑在固定盘上，且预警弹簧为圆柱状，预警弹簧的外径与连接筒的内径匹配并紧贴连接筒的内圆柱面安装，且传感器位于预警弹簧的内部，所述的柔顺环采用柔性材质制成，柔顺环的一端固定在连接筒的外圆柱面上，柔顺环的另一端固定在横向平移直线模组的移动部件上。

2.根据权利要求1所述的可实现柔顺调整的金刚石用叶蜡石块生产的抓装成套设备，其特征是：所述的复位弹簧外径与所述的套筒内圆柱面直径匹配并紧贴套筒内圆柱面安装，所述的导杆、直线运动驱动器位于复位弹簧内部。

3.根据权利要求1所述的可实现柔顺调整的金刚石用叶蜡石块生产的抓装成套设备，其特征是：所述的内撑体外侧的圆弧面上设有自该圆弧面向内凹陷的缓压槽。

4.根据权利要求1所述的可实现柔顺调整的金刚石用叶蜡石块生产的抓装成套设备，其特征是：所述的直线运动驱动器为气缸，或者为液压缸，或者为电动推杆。

5.根据权利要求1所述的可实现柔顺调整的金刚石用叶蜡石块生产的抓装成套设备，其特征是：所述的软体垫片、柔性减震环均采用特殊橡胶或者硅胶或者高分子合成材料制成，柔顺环采用高弹性材料制成；所述的软体垫片的表面设有有网纹或者密集的小凸起，其整体外形为圆柱面。

6.根据权利要求1所述的可实现柔顺调整的金刚石用叶蜡石块生产的抓装成套设备，其特征是：所述的套筒的侧壁上沿圆周均匀设有至少三个的窗口，相邻的窗口之间设有支柱。

7.根据权利要求1所述的可实现柔顺调整的金刚石用叶蜡石块生产的抓装成套设备，其特征是：所述的连接筒的侧壁上设有至少三个的观察口，相邻的观察口之间设有支撑壁，所述的导向槽设置在支撑壁上。

8.根据权利要求1所述的可实现柔顺调整的金刚石用叶蜡石块生产的抓装成套设备，其特征是：所述的上料皮带上设有沿物料运行方向逐渐收窄的导料板，导料板前端设有定位挡板；所述的下料皮带靠近抓取和压装机的一端设有横向的物料整理气缸。

9.根据权利要求1所述的可实现柔顺调整的金刚石用叶蜡石块生产的抓装成套设备，其特征是：所述的竖向升降直线模组为两个，分别并平行的分布在抓取和压装机上部一侧的两个立柱的外侧，两个竖向升降直线模组的固定部件之间连接有上、下两根横梁，形成方形的移动装置框架，下部的横梁与工作平台的侧面固定连接；在下部横梁上还设有一个电机驱动的摆动式清扫器，该清扫器的清扫头的清扫范围覆盖工作平台中部的成型模的下模组件处。

10.根据权利要求1所述的可实现柔顺调整的金刚石用叶蜡石块生产的抓装成套设备，其特征是：所述的横向平移直线模组的移动部件为一个横向长板，在该横向长板上连接有两个抓压一体化的机械手，两个机械手分别位于横向长板的两端。

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