CN111673778B - 一种锻造环境下带飞边连杆自适应抓取末端执行器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锻造环境下带飞边连杆自适应抓取末端执行器，包括机器人安装基板、压平机构、夹持机构；压平机构组件包括压平驱动机构、安装座、连接铰轴、连接铰轴基座、压平连杆、转动中心轴基座、下压运动铰轴基座、下压隔热板、下压板；安装座、转动中心轴基座固定在机器人安装基板上；压平驱动机构固定在安装座上；压平驱动机构推杆与连接铰轴基座相连；压平连杆与转动中心轴基座转动连接，上下端分别与连接铰轴基座、下压运动铰轴基座转动连接；下压运动铰轴基座与下压隔热板固定，下压隔热板固定到下压板上；机器人安装基板与下压隔热板之间设有导向机构；夹持机构用于连杆的对中即底部飞边的托举。本发明实现锻件的可靠定位与抓取。

Description

一种锻造环境下带飞边连杆自适应抓取末端执行器
技术领域
本发明属于汽车连杆自动化锻造技术领域，特别是一种锻造环境下带飞边连杆自适应抓取末端执行器。
背景技术
随着自动化技术的发展，由于锻造行业作业环境差、危险性高、劳动强度大等因素，传统的人工锻造生产线正在逐渐被机器人自动化生产线替代，汽车连杆作为发动机重要组成部分，自动化生产的需求越来越大。然而，汽车连杆在锻造过程中，由于工件被顶出预锻模具或终锻模具时可能发生倾斜情况，导致机器人无法抓取带飞边连杆，这对于汽车连杆机器人自动化生产线建设造成极大的障碍，严重制约了汽车连杆锻造行业自动化、智能化水平。此外现有锻造的工件的夹取方式，通过液压带动手抓夹持方式，通过手抓与工件的夹持摩擦力实现夹紧，这种夹持方式，导致夹持力较大，手抓体积大，影响液压缸的寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锻造环境下带飞边连杆自适应抓取末端执行器，以消除带飞边连杆被顶出模腔时倾斜偏差问题，实现锻件的可靠定位与抓取。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种锻造环境下带飞边连杆自适应抓取末端执行器，包括机器人安装基板、压平机构、夹持机构；
所述压平机构组件包括压平驱动机构、安装座、连接铰轴、连接铰轴基座、压平连杆、转动中心轴基座、下压运动铰轴基座、下压隔热板、下压板；
所述安装座、转动中心轴基座均固定在机器人安装基板上；所述压平驱动机构固定在安装座上；所述压平驱动机构推杆与连接铰轴基座相连；所述压平连杆中间与转动中心轴基座转动连接，上下端分别与连接铰轴基座、下压运动铰轴基座转动连接；所述下压运动铰轴基座与下压隔热板固定，所述下压隔热板固定到下压板上；所述机器人安装基板与下压隔热板之间设有导向机构，用于下压板上下往复运动的导向；
所述夹持机构包括夹持驱动机构、手指安装过渡板、手指安装板、直线导轨副、手指延长板、手指块；
所述夹持驱动机构固定在机器人安装基板上；夹持驱动机构左右两端对称连接有手指安装过渡板；所述手指安装过渡板另一端与手指安装板固定；所述手指安装过渡板与机器人安装基板之间设有直线导轨副；所述手指安装板通过手指延长板与手指块相连，所述手指块用于连杆的对中即底部飞边的托举。
本发明与现有技术相比，其显著优点是：
(1)通过压平机构将锻件压平，消除倾斜偏差，然后夹持机构平行气缸再进行收缩夹持工件，从而实现锻件的可靠对中定位与抓取。
(2)压平机构组件采用连杆式机构并配置复合材料隔热板，使气缸远离热源，防止热辐射导致气缸元器件受损，从而提高末端执行器寿命，夹持机构组件采用夹取锻件底部特征并托举飞边的形式，夹持机构只用于工件定位，对于质量较重锻件可有效减少手爪夹持力，缩减手爪体积，降低成本。
(3)采用4组直线滑轨与直线滑块形式，将锻件重量载荷分解，提高手爪寿命，同时保证移动精度与平稳性。
附图说明
图1为本发明的总体结构图；
图2为局部放大结构图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。
结合图1、图2，本发明的一种锻造环境下带飞边连杆自适应抓取末端执行器，包括机器人安装基板1、压平机构、夹持机构；
所述压平机构组件包括压平气缸4、安装座3、气缸连接件20、U型连接铰轴22、U型连接铰轴基座21、压平连杆6、转动中心轴23、转动中心轴基座5、下压运动铰轴24、下压运动铰轴基座12、下压隔热板13、下压板11；
所述安装座3通过螺钉固定到机器人安装基板1上；所述压平气缸4通过螺钉固定到安装座3上；所述压平气缸4推杆通过气缸连接件20与U型连接铰轴基座21相连；所述U型连接铰轴22固定到U型连接铰轴基座21内；所述中心轴基座5固定到机器人安装基板1上，转动中心轴23固定到转动中心轴基座5内；所述下压运动铰轴24固定在下压运动铰轴基座12内；所述安装座3、连接铰轴基座21、转动中心轴基座5均为向下开口的U形结构。下压运动铰轴基座12为向上开口的U形结构。
所述压平连杆6上下两端均设有直槽口；所述U型连接铰轴22穿过压平连杆6上端直槽口，下压运动铰轴24穿过压平连杆6下端直槽口；转动中心轴23与压平连杆6中间转动连接；所述下压运动铰轴基座12与下压隔热板13固定，所述下压隔热板13固定到下压板11上；所述机器人安装基板1与下压隔热板13之间设有导向机构，实现下压板11的上下可控往复运动，从而将带飞边连杆10进行压平，保证锻件的平行度，为夹持机构顺利抓取锻件提供保障，压平机构组件采用连杆式机构，并配合复合材料隔热板13，可大幅度降低热辐射手爪零部件的损害。
作为一种实施方式，所述导向机构包括导杆8、导杆限位导套7、缓冲弹簧14；所述机器人安装基板1上固定有多个导杆限位导套7；所述导杆限位导套7内设有导杆8；所述导杆8穿过导杆限位导套7和缓冲弹簧14固定到下压隔热板13上。所述导杆8上端设有限位环，用于对导杆8与导杆限位导套7的轴向位置进行限位。正常工作时，压平气缸接收控制信号命令，驱动压平连杆6绕着旋转中心转动，配合导杆8与导套7的运动机构，实现下压板11的上下可控往复运动，从而将带飞边连杆10进行压平。
所述夹持机构包括平行气缸2、手指安装过渡板18、手指安装板19、滑轨17、滑块16、手指延长板15、手指块9；
所述平行气缸2固定在机器人安装基板1上；平行气缸2两端推杆对称连接有手指安装过渡板18；所述手指安装过渡板18一端安装在平行气缸2往复推杆块上，另一端与手指安装板19固定；手指安装过渡板18与滑块16相连；所述滑轨17固定在机器人安装基板1下端，所述滑块16安装在滑轨17上，手指延长板15一端连接在手指安装板19上，另一端连接手指块9；所述平行气缸2左右两侧各设有两组滑轨和滑块构成的直线导轨副。
机器人安装基板1上设有多个法兰安装孔，用于与机器人安装；正常工作过程中，机器人带动整个末端执行器下行到指定距离，使夹持机构手的指块9越过连杆10底部飞边，然后机器人控制器发出信号，控制压平机构将位于模具顶杆上的连杆10锻件压平，平行气缸2收缩，两个手指块9同时向中靠拢，从而将连杆10工件对中定位夹持。由于夹持机构采用夹取连杆10锻件底部特征并托举飞边的形式，而非夹紧的方式，对于质量较重锻件可有效减少手爪夹持力，缩减手爪体积，降低成本。
本发明旨在解决带飞边连杆由于被顶出模腔时倾斜而无法抓取的问题，实现锻件的可靠定位与夹持。压平机构组件采用连杆式机构并配置复合材料隔热板，防止热辐射导致气缸元器件受损，从而提高末端执行器寿命，夹持机构组件采用夹取锻件底部特征并托举飞边的形式，夹持机构只用于工件定位，对于质量较重锻件可有效减少手爪夹持力，缩减手爪体积，降低成本。

Claims (9)

1.一种锻造环境下带飞边连杆自适应抓取末端执行器，其特征在于，包括机器人安装基板（1）、压平机构、夹持机构；
所述压平机构包括压平驱动机构、安装座（3）、连接铰轴（22）、连接铰轴基座（21）、压平连杆（6）、转动中心轴基座（5）、下压运动铰轴基座（12）、下压隔热板（13）、下压板（11）；
所述安装座（3）、转动中心轴基座（5）均固定在机器人安装基板（1）上；所述压平驱动机构固定在安装座（3）上；所述压平驱动机构推杆与连接铰轴基座（21）相连；所述压平连杆（6）中间与转动中心轴基座（5）转动连接，上下端分别与连接铰轴基座（21）、下压运动铰轴基座（12）转动连接；所述下压运动铰轴基座（12）与下压隔热板（13）固定，所述下压隔热板（13）固定到下压板（11）上；所述机器人安装基板（1）与下压隔热板（13）之间设有导向机构，用于下压板（11）上下往复运动的导向；
所述夹持机构包括夹持驱动机构、手指安装过渡板（18）、手指安装板（19）、直线导轨副、手指延长板（15）、手指块（9）；
所述夹持驱动机构固定在机器人安装基板（1）上；夹持驱动机构左右两端对称连接有手指安装过渡板（18）；所述手指安装过渡板（18）另一端与手指安装板（19）固定；所述手指安装过渡板（18）与机器人安装基板（1）之间设有直线导轨副；所述手指安装板（19）通过手指延长板（15）与手指块（9）相连，所述手指块（9）用于连杆的对中及底部飞边的托举；
所述直线导轨副包括滑轨（17）、滑块（16）；手指安装过渡板（18）与滑块（16）相连；所述滑轨（17）固定在机器人安装基板（1）下端，所述滑块（16）安装在滑轨（17）上。
2.根据权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，所述导向机构包括导杆（8）、导杆限位导套（7）、缓冲弹簧（14）；所述机器人安装基板（1）上固定有多个导杆限位导套（7）；所述导杆限位导套（7）内设有导杆（8）；所述导杆（8）穿过导杆限位导套（7）和缓冲弹簧（14）固定到下压隔热板（13）上。
3.根据权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，所述夹持驱动机构左右两侧各设有两组直线导轨副。
4.根据权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，所述压平驱动机构采用压平气缸。
5.根据权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，所述夹持驱动机构采用平行气缸（2）。
6.根据权利要求2所述的末端执行器，其特征在于，所述导杆（8）上端设有限位环，用于对导杆（8）与导杆限位导套7的轴向位置进行限位。
7.根据权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，所述安装座（3）、连接铰轴基座（21）、转动中心轴基座（5）均为向下开口的U形结构。
8.根据权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，所述下压运动铰轴基座（12）为向上开口的U形结构。
9.根据权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，所述机器人安装基板（1）上设有多个法兰安装孔，用于与机器人安装。
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