CN112692533A - 一种机器人浮取固持纠偏精投机构及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种浮取固持纠偏精投机构，尤其涉及一种机器人浮取固持纠偏精投机构及其操作方法。包括顶板和浮动组件，所述的顶板的上部设有机械手安装法兰，所述的顶板与浮动组件间呈弹性回位连接，所述的浮动组件包括可上下位移的平整压块且平整压块对翅片进行平整操作，所述的平整压块的两侧分别设有与平整压块呈配接分布的夹片指且夹片指对翅片进行夹取操作，所述的平整压块的两侧分别设有与平整压块呈配接分布的矫正指且矫正指将流通片矫正到与上方的翅片中心平面重合的位置，所述的平整压块下移将翅片平推掉落至流通片产品的型腔中。进一步提升自动化的程度。

Description

一种机器人浮取固持纠偏精投机构及其操作方法
技术领域
本发明涉及一种浮取固持纠偏精投机构，尤其涉及一种机器人浮取固持纠偏精投机构及其操作方法。
背景技术
近年来，随着新能源车的高速发展，要求配置更高容量、更长续航的电池，并由此对新能源车热交换系统提出了更高的要求。板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。其中的叠片组装工艺比较复杂，自动化组装难度很大，急需研究出一种稳定、可靠、适用于自动化组装的工艺和产线。现有技术的主要缺点：
1.由于前道工序来料翅片大量存在翘曲变形现象，堆垛后的翅片参差不齐，机器人难以可靠稳定拾取起翅片时或拾取翅片后在机械手高速运动过程中容易发生翅片脱落。
2.机器人投放翅片至流通片内时，因各种因素叠加造成翅片无法稳定、准确地投放到流通片中。
3.翅片投放下落的过程中其姿态容易发生倾斜。
发明内容
本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种自动化程度高，每次取一片翅片放到实时运行中的皮带输送线上的流通片中，然后通过输送线输送至下一工站的一种机器人浮取固持纠偏精投机构及其操作方法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种机器人浮取固持纠偏精投机构，包括翅片和流通片，还包括顶板和浮动组件，所述的顶板的上部设有机械手安装法兰，所述的顶板与浮动组件间呈弹性回位连接，所述的浮动组件包括可上下位移的平整压块且平整压块对翅片进行平整操作，所述的平整压块的两侧分别设有与平整压块呈配接分布的夹片指且夹片指对翅片进行夹取操作，所述的平整压块的两侧分别设有与平整压块呈配接分布的矫正指且矫正指将流通片矫正到与上方的翅片中心平面重合的位置，所述的平整压块下移将翅片平推掉落至流通片产品的型腔中。
作为优选，所述的浮动组件还包括设在顶板下方的浮动上板，所述的顶板与浮动上板间设有二根以上的导杆，所述的顶板中设有与导杆相套接的球面轴承，所述的顶板与浮动上板间设有与导杆相套接的弹簧，所述的顶板通过球面轴承沿导杆进行上下弹性位移；
所述的顶板中设有可向下位移的定位销，所述的浮动上板中设有与定位销呈活动止位的无油衬套。
作为优选，所述的平整压块的上部设有随平整压块进行下移的整平底板，所述的浮动上板中设有推动整平底板向下位移的的推片气缸，所述的推片气缸与整平底板间通过气连板相固定连接；
所述的浮动上板的下方设有呈水平分布的水平导向轴，所述的夹片指安装在夹爪安装板中，所述的夹爪安装板通过夹爪滑块沿水平导向轴进行滑动，所述的矫正指通过矫正滑块沿水平导向轴进行滑动，所述的夹片指的两侧分别设有矫正指，所述的矫正滑块通过直线轴承沿水平导向轴进行滑动。
作为优选，所述的定位销安装在定位销安装板中，所述的定位销安装板通过锁定气缸向下位移。
作为优选，所述的浮动上板中设有用于安装推片气缸的推片气缸安装板，所述的整平底板中设有感应翅片的反射传感器；所述的夹片指通过夹片气爪沿水平导向轴进行位移后夹取翅片，所述的矫正指通过矫正气爪沿水平导向轴进行位移后夹取流通片；
所述的平整压块与整平底板间通过若干螺栓固定，所述的螺栓嵌入至平整压块中且螺栓的底部通过嵌入至平整压块中的卡簧防松动。
作为优选，所述的浮动上板中设有可上下微浮调节的导向轴且导向轴的底部向下延伸与平整压块相固定，所述的浮动上板中设有与导向轴相滑动连接的直线轴承，所述的直接轴承的上部设有固定环，所述的导向轴的上部设有与固定环呈活动式定位的垫圈。
一种机器人浮动取料固持放料机构的操作方法，按以下步骤进行：
机器人移动至翅片来料架装置上空，机器人垂直下降，同时锁定气缸活塞杆缩回，定位销上升，当机器人连同整组机构下降，直到平整压块开始接触翅片来料架装置中顶层第一片翅片，受翅片来料架装置内的整组翅片翘曲变形量累积影响，翅片来料架装置中顶层第一片翅片平面并不平行于水平面，此时平整压块与翅片来料架装置中顶层第一片翅片的接触是局部的、并非整个平面接触的，机器人继续垂直下降，此时导杆沿球面轴承内孔滑动的同时弹簧压缩，球面轴承内圈相对于外圈发生空间角度偏转，平整压块同时发生空间角度偏转直至其平面完全贴合翅片来料架装置中顶层第一片翅片的上表面，反射传感器检测到有翅片，此时夹片气爪闭合，夹片指夹住翅片，然后，机器人垂直上升至预定高度，锁定气缸活塞杆推出，定位销进入无油衬套中将球面轴承的内外圈进行锁定，之后，机器人高速运动至皮带输送线区域上方，根据皮带线上方的机器视觉给出的流通片位置，机器人下降，当矫正指的最下方平面降至与距离皮带线高度约3到5mm位置时，矫正气爪闭合，矫正指将流通片产品矫正到与上方翅片产品中心平面重合的位置，此时推片气缸活塞杆推出，平整压块将翅片产品平推掉落入流通片产品型腔内，而后夹片气爪张开，反射传感器信号确定翅片已经被推落，最后机器人垂直上升，重复上述动作循环。
机器人高速运动去拾取片状产品时，执行器浮动机构自动找寻到片状产品的实际平面并服帖整平翘曲变形的产品，配合下部夹爪从而可靠、稳固地拾取起单件片状产品，解决了因产品翘曲变形而造成的拾取片状产品失败率高的棘手问题。
在机器人高速运动中去投放产品之前，执行器浮动机构自动复位至原点并结合高速定位机构固定保持住重复性高的稳定姿态，确保机器人运动移位过程中执行器和产品姿态的稳定性。
在机器人高速运动至投放对象壳体区域上方时，执行器对下方壳体实时位置进行动态纠偏，保证投放对象与被投放对象中心平面处于重合状态，进而修正因机器人重复精度问题、机器视觉误判对象位置问题、下方对象位置因输送带速度波动或编码器滚轮与皮带线对滚打滑脉冲计数失真等因素造成的片状产品与壳体相对位置偏差。
在机器人高速运动至投放对象区域上方，并完成下方对象位置的纠偏之后，在夹持状态下垂直平推机构动作，使被投放对象保持平行姿态落料准确进入下方壳体内。
高速机器人叠片执行器研发的目的在于提供一种稳定、可靠的高速机器人叠片执行机构。其意义在于可以确保高速叠片的稳定性和可靠性，提高生产效率，降低废品率，降低成本。
关键点和欲保护点是：
A.浮动寻平拾取技术：在机器人高速运动中拾取片状产品时，执行器浮动机构自动找寻到片状产品的实际平面并服帖整平变形翘曲的产品，配合下部夹爪从而可靠、稳固地拾取起单件片状产品。解决了因产品变形翘曲而造成的拾取片状产品失败率高的问题。
B.自复固持态移位技术：在机器人高速运动中去投放产品之前，执行器浮动机构自动复位至原点并结合高速定位机构固定保持住重复性高的稳定姿态，确保机器人运动移位过程中执行器和产品姿态的稳定性。
C.动态纠偏技术：在机器人高速运动至投放对象壳体区域上方时，执行器对下方壳体实时位置进行动态纠偏，保证投放对象与被投放对象中心平面处于重合状态，进而修正因机器人重复精度问题、机器视觉误判对象位置问题、下方对象位置因输送带速度波动或编码器滚轮与皮带线对滚打滑脉冲计数失真等因素造成的片状产品与壳体相对位置偏差。
D.夹态平投技术：在机器人高速运动至投放对象区域上方，并完成下方对象位置的纠偏之后，在夹持状态下垂直平推机构动作，使被投放对象保持平行姿态落料准确进入下方壳体内。
因此，本发明的一种机器人浮取固持纠偏精投机构及其操作方法，浮动定位更加稳定，保证机器人在高速运转时，执行机构和产品姿态的稳定性；机器人在投放产品时，夹持状态下的垂直平推机构，确保产品投放后，以平行姿态落料；机器人在投放产品之前，对投放对象壳体进行位置矫正，使得被投放对象能精准的投放到壳体中。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明的剖视结构示意图；
图3是本发明的剖视结构示意图；
图4是是本发明的剖视结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：如图所示，一种机器人浮取固持纠偏精投机构，包括翅片1和流通片2，还包括顶板3和浮动组件，所述的顶板3的上部设有机械手安装法兰4，所述的顶板3与浮动组件间呈弹性回位连接，所述的浮动组件包括可上下位移的平整压块5且平整压块5对翅片1进行平整操作，所述的平整压块5的两侧分别设有与平整压块5呈配接分布的夹片指6且夹片指6对翅片1进行夹取操作，所述的平整压块5的两侧分别设有与平整压块5呈配接分布的矫正指7且矫正指7将流通片2矫正到与上方的翅片1中心平面重合的位置，所述的平整压块5下移将翅片1平推掉落至流通片2产品的型腔中。
所述的浮动组件还包括设在顶板3下方的浮动上板8，所述的顶板3与浮动上板8间设有二根以上的导杆9，所述的顶板3中设有与导杆9相套接的球面轴承10，所述的顶板3与浮动上板8间设有与导杆9相套接的弹簧11，所述的顶板3通过球面轴承11沿导杆9进行上下弹性位移；
所述的顶板3中设有可向下位移的定位销12，所述的浮动上板8中设有与定位销12呈活动止位的无油衬套13。
所述的平整压块5的上部设有随平整压块5进行下移的整平底板14，所述的浮动上板8中设有推动整平底板14向下位移的的推片气缸15，所述的推片气缸15与整平底板14间通过气连板16相固定连接；
所述的浮动上板8的下方设有呈水平分布的水平导向轴17，所述的夹片指6安装在夹爪安装板18中，所述的夹爪安装板18通过夹爪滑块19沿水平导向轴17进行滑动，所述的矫正指7通过矫正滑块20沿水平导向轴17进行滑动，所述的夹片指6的两侧分别设有矫正指7，所述的矫正滑块20通过直线轴承21沿水平导向轴17进行滑动。
所述的定位销12安装在定位销安装板22中，所述的定位销安装板22通过锁定气缸23向下位移。
所述的浮动上板8中设有用于安装推片气缸15的推片气缸安装板24，所述的整平底板14中设有感应翅片1的反射传感器25；所述的夹片指6通过夹片气爪26沿水平导向轴17进行位移后夹取翅片1，所述的矫正指7通过矫正气爪27沿水平导向轴17进行位移后夹取流通片2；
所述的平整压块5与整平底板14间通过若干螺栓28固定，所述的螺栓28嵌入至平整压块5中且螺栓28的底部通过嵌入至平整压块5中的卡簧29防松动。
所述的浮动上板8中设有可上下微浮调节的导向轴30且导向轴30的底部向下延伸与平整压块5相固定，所述的浮动上板8中设有与导向轴30相滑动连接的直线轴承31，所述的直接轴承31的上部设有固定环32，所述的导向轴30的上部设有与固定环32呈活动式定位的垫圈33。
一种机器人浮动取料固持放料机构的操作方法，按以下步骤进行：
机器人移动至翅片来料架装置上空，机器人垂直下降，同时锁定气缸活塞杆缩回，定位销上升，当机器人连同整组机构下降，直到平整压块开始接触翅片来料架装置中顶层第一片翅片，受翅片来料架装置内的整组翅片翘曲变形量累积影响，翅片来料架装置中顶层第一片翅片平面并不平行于水平面，此时平整压块与翅片来料架装置中顶层第一片翅片的接触是局部的、并非整个平面接触的，机器人继续垂直下降，此时导杆沿球面轴承内孔滑动的同时弹簧压缩，球面轴承内圈相对于外圈发生空间角度偏转，平整压块同时发生空间角度偏转直至其平面完全贴合翅片来料架装置中顶层第一片翅片的上表面，反射传感器检测到有翅片，此时夹片气爪闭合，夹片指夹住翅片，然后，机器人垂直上升至预定高度，锁定气缸活塞杆推出，定位销进入无油衬套中将球面轴承的内外圈进行锁定，之后，机器人高速运动至皮带输送线区域上方，根据皮带线上方的机器视觉给出的流通片位置，机器人下降，当矫正指的最下方平面降至与距离皮带线高度约3到5mm位置时，矫正气爪闭合，矫正指将流通片产品矫正到与上方翅片产品中心平面重合的位置，此时推片气缸活塞杆推出，平整压块将翅片产品平推掉落入流通片产品型腔内，而后夹片气爪张开，反射传感器信号确定翅片已经被推落，最后机器人垂直上升，重复上述动作循环。

Claims (7)

1.一种机器人浮取固持纠偏精投机构，包括翅片(1)和流通片(2)，其特征在于：还包括顶板(3)和浮动组件，所述的顶板(3)的上部设有机械手安装法兰(4)，所述的顶板(3)与浮动组件间呈弹性回位连接，所述的浮动组件包括可上下位移的平整压块(5)且平整压块(5)对翅片(1)进行平整操作，所述的平整压块(5)的两侧分别设有与平整压块(5)呈配接分布的夹片指(6)且夹片指(6)对翅片(1)进行夹取操作，所述的平整压块(5)的两侧分别设有与平整压块(5)呈配接分布的矫正指(7)且矫正指(7)将流通片(2)矫正到与上方的翅片(1)中心平面重合的位置，所述的平整压块(5)下移将翅片(1)平推掉落至流通片(2)产品的型腔中。
2.根据权利要求1所述的一种机器人浮取固持纠偏精投机构，其特征在于：所述的浮动组件还包括设在顶板(3)下方的浮动上板(8)，所述的顶板(3)与浮动上板(8)间设有二根以上的导杆(9)，所述的顶板(3)中设有与导杆(9)相套接的球面轴承(10)，所述的顶板(3)与浮动上板(8)间设有与导杆(9)相套接的弹簧(11)，所述的顶板(3)通过球面轴承(11)沿导杆(9)进行上下弹性位移；
所述的顶板(3)中设有可向下位移的定位销(12)，所述的浮动上板(8)中设有与定位销(12)呈活动止位的无油衬套(13)。
3.根据权利要求2所述的一种机器人浮取固持纠偏精投机构，其特征在于：所述的平整压块(5)的上部设有随平整压块(5)进行下移的整平底板(14)，所述的浮动上板(8)中设有推动整平底板(14)向下位移的的推片气缸(15)，所述的推片气缸(15)与整平底板(14)间通过气连板(16)相固定连接；
所述的浮动上板(8)的下方设有呈水平分布的水平导向轴(17)，所述的夹片指(6)安装在夹爪安装板(18)中，所述的夹爪安装板(18)通过夹爪滑块(19)沿水平导向轴(17)进行滑动，所述的矫正指(7)通过矫正滑块(20)沿水平导向轴(17)进行滑动，所述的夹片指(6)的两侧分别设有矫正指(7)，所述的矫正滑块(20)通过直线轴承(21)沿水平导向轴(17)进行滑动。
4.根据权利要求2所述的一种机器人浮取固持纠偏精投机构，其特征在于：所述的定位销(12)安装在定位销安装板(22)中，所述的定位销安装板(22)通过锁定气缸(23)向下位移。
5.根据权利要求3所述的一种机器人浮取固持纠偏精投机构，其特征在于：所述的浮动上板(8)中设有用于安装推片气缸(15)的推片气缸安装板(24)，所述的整平底板(14)中设有感应翅片(1)的反射传感器(25)；所述的夹片指(6)通过夹片气爪(26)沿水平导向轴(17)进行位移后夹取翅片(1)，所述的矫正指(7)通过矫正气爪(27)沿水平导向轴(17)进行位移后夹取流通片(2)；
所述的平整压块(5)与整平底板(14)间通过若干螺栓(28)固定，所述的螺栓(28)嵌入至平整压块(5)中且螺栓(28)的底部通过嵌入至平整压块(5)中的卡簧(29)防松动。
6.根据权利要求3所述的一种机器人浮取固持纠偏精投机构，其特征在于：所述的浮动上板(8)中设有可上下微浮调节的导向轴(30)且导向轴(30)的底部向下延伸与平整压块(5)相固定，所述的浮动上板(8)中设有与导向轴(30)相滑动连接的直线轴承(31)，所述的直接轴承(31)的上部设有固定环(32)，所述的导向轴(30)的上部设有与固定环(32)呈活动式定位的垫圈(33)。
7.据权利要求5或6所述的一种机器人浮取固持纠偏精投机构的操作方法，其特征在于按以下步骤进行：
机器人移动至翅片来料架装置上空，机器人垂直下降，同时锁定气缸活塞杆缩回，定位销上升，当机器人连同整组机构下降，直到平整压块开始接触翅片来料架装置中顶层第一片翅片，受翅片来料架装置内的整组翅片翘曲变形量累积影响，翅片来料架装置中顶层第一片翅片平面并不平行于水平面，此时平整压块与翅片来料架装置中顶层第一片翅片的接触是局部的、并非整个平面接触的，机器人继续垂直下降，此时导杆沿球面轴承内孔滑动的同时弹簧压缩，球面轴承内圈相对于外圈发生空间角度偏转，平整压块同时发生空间角度偏转直至其平面完全贴合翅片来料架装置中顶层第一片翅片的上表面，反射传感器检测到有翅片，此时夹片气爪闭合，夹片指夹住翅片，然后，机器人垂直上升至预定高度，锁定气缸活塞杆推出，定位销进入无油衬套中将球面轴承的内外圈进行锁定，之后，机器人高速运动至皮带输送线区域上方，根据皮带线上方的机器视觉给出的流通片位置，机器人下降，当矫正指的最下方平面降至与距离皮带线高度约3到5mm位置时，矫正气爪闭合，矫正指将流通片产品矫正到与上方翅片产品中心平面重合的位置，此时推片气缸活塞杆推出，平整压块将翅片产品平推掉落入流通片产品型腔内，而后夹片气爪张开，反射传感器信号确定翅片已经被推落，最后机器人垂直上升，重复上述动作循环。
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