CN112743516B - 一种适用于多规格矿用钻头的桁架式上下料系统及方法 - Google Patents

一种适用于多规格矿用钻头的桁架式上下料系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112743516B
CN112743516B CN202011511529.1A CN202011511529A CN112743516B CN 112743516 B CN112743516 B CN 112743516B CN 202011511529 A CN202011511529 A CN 202011511529A CN 112743516 B CN112743516 B CN 112743516B
Authority
CN
China
Prior art keywords
drill bit
truss type
feeding
quick
mechanical arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011511529.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112743516A (zh
Inventor
田东庄
田宏杰
王传留
李浩儒
刘欢
兰菲
陈彦宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Research Institute Co Ltd of CCTEG
Original Assignee
Xian Research Institute Co Ltd of CCTEG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Research Institute Co Ltd of CCTEG filed Critical Xian Research Institute Co Ltd of CCTEG
Priority to CN202011511529.1A priority Critical patent/CN112743516B/zh
Publication of CN112743516A publication Critical patent/CN112743516A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112743516B publication Critical patent/CN112743516B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0096—Programme-controlled manipulators co-operating with a working support, e.g. work-table
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0033—Gripping heads and other end effectors with gripping surfaces having special shapes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/04—Gripping heads and other end effectors with provision for the remote detachment or exchange of the head or parts thereof
    • B25J15/0408—Connections means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing devices
    • B25J19/021—Optical sensing devices
    • B25J19/022—Optical sensing devices using lasers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/023—Cartesian coordinate type
    • B25J9/026—Gantry-type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/102—Gears specially adapted therefor, e.g. reduction gears
    • B25J9/1035—Pinion and fixed rack drivers, e.g. for rotating an upper arm support on the robot base
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/14—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements fluid
    • B25J9/144—Linear actuators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

本发明公开一种适用于多规格矿用钻头的桁架式上下料系统及方法，包括桁架式机械臂、安装在桁架式机械臂上的柔性手爪、设在桁架式机械臂下方的上料及定位装置以及下料托盘；柔性手爪包括气缸、设在气缸下部的固定座、连在固定座下方并连接气缸活塞杆下部的提升座、铰接在固定座两端的两组弧形的支撑板、分别与提升座和支撑板铰的连接板以及可拆卸设在支撑板下端的快换夹爪；上料及定位装置包括上料工作台、设在上料工作台上的预定位机构、激光定位机构和旋转变位机构。本发明柔性手爪可准确抓取钻头且快换夹爪更换方便能实现不同规格钻头的自动抓取；寻位定位装置解决了钻头刀翼周向定位难及钻头高度不一致造成的抓取位置不准确等问题。

Description

一种适用于多规格矿用钻头的桁架式上下料系统及方法
技术领域
本发明属于工业自动化技术领域，涉及一种适用于多规格矿用钻头的桁架式上下料 系统及方法。
背景技术
随着新一轮工业革命的不断发展和“工业4.0”等概念的提出，制造业对自动化、智能化生产模式的需求日益增长,工业机器人作为智能制造的重要载体得到了广泛的应用。在生产制造环节，工业机器人取代人工操作，进行抓取、搬运物件或操作工具，大 大减轻了劳动强度，提高了生产效率和自动化水平。以工业机器人等为主体的技术与装 备成为未来制造强国的重要标志，在促进我国制造业发展，推动工业机器人产业化突破 方面具有重要的意义。
桁架式上下料系统是一种基于工业机械人的多自由度集成式机械装置，具有高可靠 性、高速度、高精度、多功能等优点，依靠自身的动力能源和控制能力实现各类加工制造功能，广泛应用于汽车、电子、航空航天等工业领域。然而，对于矿用钻头而言，由 于其特殊的外形结构和小批量多品种的生产模式，传统的桁架式上下料系统存在一些缺 陷，无法满足自动上下料需求，主要表现在：
(1)无法实现矿用钻头的自动抓取
矿用钻头形状复杂、结构特殊，冠部分布有2～6个工作刀翼，且刀翼分布不均匀，冠部直径大，接手直径小，自动化上下料时机械手需避开冠部刀翼抓取接手端，传统的 机械手无法满足使用要求。
(2)无法满足不同规格、不同结构矿用钻头的柔性生产需求
近几年，随着市场不断变化，矿用钻头的产品种类越来越多，个性化定制产品需求旺盛，其生产模式已由传统的少品类大批量转变为多品类小批量。这种生产模式对自动 化上下料系统提出了更高的要求，需要设计一种具有高度适应性和灵活性，能够方便、 经济的根据加工对象及时调整自身结构的自动化上下料系统，满足多规格、多品类矿用 钻头的柔性生产，提高生产效率。
(3)无法准确识别钻头圆周相位，确保抓取位置精准
矿用钻头刀翼分布不均匀，机加、焊接、装配等自动化生产时，机械设备需要固定的圆周相位才能开始加工，因此，需要自动化上下料系统能够识别钻头圆周相位，确保 抓取和上料位置准确，传统的桁架式上下料系统无法满足使用要求。
为此，针对以上产品现状和技术问题，本发明创新设计了柔性机械手爪和自动寻位 定位系统，并与桁架式机械手集成，提供了一种适用于多规格矿用钻头的桁架式上下料系统，以克服上述缺陷，满足矿用钻头的柔性生产需求。
发明内容
针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种适用于多规格矿用钻头的桁架式 上下料系统及方法，以解决现有技术中的上述问题。
为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：
一种适用于多规格矿用钻头的桁架式上下料系统，包括桁架式机械臂、安装在桁架 式机械臂上的柔性手爪、设在桁架式机械臂下方的上料及定位装置以及下料托盘；
所述柔性手爪包括：竖向的气缸、设在气缸下部的固定座且气缸活塞杆伸至固定座 下方、连在气缸活塞杆下部的提升座、设在固定座两端且与固定座铰接并相互对称的两组弧形的支撑板、对称设在提升座两侧并位于提升座和支撑板之间的两组连接板且连接板两端分别与提升座和支撑板铰接以及可拆卸设在支撑板下端的快换夹爪；
所述上料及定位装置包括上料工作台，还包括设在上料工作台上的预定位机构、激 光定位机构和旋转变位机构；所述上料工作台上设有圆形托盘；
所述预定位机构包括对称设在圆形托盘两侧且固定在上料工作台两侧的两个丝杠 固定座、设在两个丝杠固定座之间的丝杠、配套装在丝杠两端且位于丝杠固定座内的两个丝杠螺母以及分别固定在两个丝杠螺母上的两个V形导向夹爪；所述丝杠连有电机， 电机驱动丝杠转动带动两个丝杠螺母及V形导向夹爪相互靠近以通过两个V形导向夹 爪对圆形托盘上的钻头进行中心预定位；
所述旋转变位机构包括固定在上料工作台上的变位机工作台、安装在变位机工作台 上的气动三爪自定心卡盘和设在变位机工作台下方的伺服电机；所述伺服电机能驱动气 动三爪自定心卡盘夹紧钻头并回转；
所述激光定位机构包括设在预定位机构旁的第一激光传感器以及分别设在旋转变 位机构两侧的第二激光传感器和第三激光传感器。
本发明还包括如下技术特征：
具体的，所述快换夹爪包括连接部和半圆形夹持部，快换夹爪包括多种规格，不同规格的快换夹爪的半圆形夹持部的直径不同。
具体的，所述快换夹爪的连接部设有燕尾凸起；在所述支撑板下端设有燕尾连接板， 燕尾连接板下表面设有燕尾槽，所述燕尾凸起能插在燕尾槽内实现快换夹爪的安装和不 同规格快换夹爪的快速更换。
具体的，所述半圆形夹持部的夹持面为滚花设计，防止搬运过程中钻头滑落。
具体的，所述柔性手爪中，固定座两侧分别设有一组第一铰接耳座，每组第一铰接耳座通过销轴与一组支撑板上端铰接；提升座两侧分别设有一组第二铰接耳座，每组第 二铰接耳座通过销轴与一组连接板的一端铰接，连接板的另一端通过销轴与一组支撑板 的中部铰接；
每组第一铰接耳座包括两个平行相对的第一铰接耳座，每组支撑板包括两个平行相 对的支撑板，两个支撑板的上端位于两个第一铰接耳座之间并通过销轴进行定位和铰接；每组第二铰接耳座包括两个平行相对的第二铰接耳座，每组连接板包括两个平行相 对的连接板，两个第二铰接耳座位于两个连接板之间并通过销轴进行定位和铰接；两个 连接板端部位于两个支撑板之间并通过销轴进行定位和铰接。
具体的，所述桁架式机械臂包括：机架、设在机架上的两个水平且相互平行的X轴横梁、垂直设在两个X轴横梁上并能沿X轴横梁移动的Y轴横梁、设在Y轴横梁上并 能沿Y轴横梁移动的壳体、设在壳体内并能相对壳体竖向移动的Z轴横梁；所述柔性 手爪设在Z轴横梁下端。
具体的，所述X轴横梁与Y轴横梁之间、Y轴横梁和壳体之间、壳体和Z轴横梁 之间均通过齿轮齿条传动；各齿轮齿条传动均通过伺服电机驱动并控制。
具体的，所述丝杠螺母垂直套在丝杠上，丝杠转动能带动两个丝杠螺母沿轴向移动 至相互靠近；V形导向夹爪垂直固定在丝杠螺母上端，V形导向夹爪位于圆形托盘上方并与圆形托盘相互平行；两个V形导向夹爪的V形口相对。
具体的，所述V形导向夹爪的V形口上设有耐磨铜片，耐磨铜片能起到缓冲作用 防止V形导向夹爪夹伤钻头。
一种适用于多规格矿用钻头的桁架式上下料方法，包括：人工任意将钻头摆放在上 料工作台的圆形托盘上，第一激光传感器检测圆形托盘来料后，启动预定位机构的电机驱动丝杠带动丝杠螺母和V形导向夹爪对钻头进行位置修正和中心预定位；通过伺服电 机驱动桁架式机械臂带动柔性手爪将钻头从圆形托盘搬运至旋转变位机构的气动三爪 自定心卡盘；气动三爪自定心卡盘夹紧钻头并带动钻头缓慢旋转，旋转过程中第二激光 传感器对钻头冠部进行扫描识别，当识别到冠部定位标识时，气动三爪自定心卡盘停止 转动，即钻头周向相位确定；第三激光传感器扫描钻头高度，桁架式机械臂和柔性手爪 依据钻头高度确定抓取点位，并对钻头进行上料抓取；工件加工结束后，桁架式机械臂 和柔性手爪将钻头搬运至下料托盘。
本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：
(1)本发明柔性手爪，结构简单、加持范围大，采用气动驱动，可快速、准确的 抓取钻头，满足了矿用钻头自动上下料需求。
(2)本发明设计了系列快换夹爪，并通过燕尾槽形连接方式，安装简便、连接可靠；当钻头直径变化时，无需拆卸整个手爪，大大节省换装时间，提高工作效率，实现 了不同规格矿用钻头的自动抓取。
(3)本发明设计了由“V形导向预定位机构+气动三爪自定心旋转变位机构+激光定位机构”组成的寻位定位装置，解决了矿用钻头刀翼周向定位难、钻头高度不一致造 成的抓取位置不准确等问题。
(4)整个上下料系统具有四自由度，结构简单、工作灵活、成本低、占地面积小、 活动范围大，应用在焊接、数控加工、装配等矿用钻头自动化生产环节，可大大降低劳 动强度，提高生产效率。
附图说明
图1为系统整体示意图；
图2为上料及定位装置示意图；
图3为柔性手爪示意图；
图4为柔性手爪张开示意图；
图5为快换夹爪示意图；
图6适用于不同规格钻头的快换夹爪系列示意图。
附图标号含义：
10.桁架式机械臂，20.柔性手爪，30.上料及定位装置，40.下料托盘；
11.机架，12.X轴横梁，13.Y轴横梁，14.壳体，15.Z轴横梁；
21.气缸，22.固定座，23.气缸活塞杆，24.提升座，25.支撑板，251.燕尾连接板，252. 燕尾槽，26.连接板，27.快换夹爪，271.半圆形夹持部，272.燕尾凸起；
31.上料工作台，32.预定位机构，33.激光定位机构，34.旋转变位机构，35.圆形托盘；
321.丝杠固定座，322.丝杠，323.丝杠螺母，324.V形导向夹爪，325.耐磨铜片；331. 第一激光传感器，332.第二激光传感器，333.第三激光传感器；341.变位机工作台，342. 气动三爪自定心卡盘，343.伺服电机。
以下结合说明书附图和具体实施方式对本发明做具体说明。
具体实施方式
遵从上述技术方案，以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限 于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1：
如图1至图6所示，本实施例提供一种适用于多规格矿用钻头的桁架式上下料系统， 包括桁架式机械臂10、安装在桁架式机械臂10上的柔性手爪20、设在桁架式机械臂10下方的上料及定位装置30以及下料托盘40。
柔性手爪20包括：竖向的气缸21、设在气缸21下部的固定座22且气缸活塞杆23 伸至固定座22下方、连在气缸活塞杆23下部的提升座24、设在固定座22两端且与固 定座22铰接并相互对称的两组弧形的支撑板25、对称设在提升座24两侧并位于提升座 24和支撑板25之间的两组连接板26且连接板26两端分别与提升座24和支撑板25铰 接以及可拆卸设在支撑板25下端的快换夹爪27；两组弧形支撑板的弧形口相对；气缸 活塞杆上升能带动提升座上移进而带动连接板拉动两组支撑板靠近使两个快换夹爪的 半圆形夹持部相对以夹紧钻头。
上料及定位装置30包括上料工作台31，还包括设在上料工作台31上的预定位机构32、激光定位机构33和旋转变位机构34；上料工作台31上设有圆形托盘35；工作时， 预定位机构32对钻头进行位置校正，便于桁架式机械臂10和柔性手爪20抓取钻头； 旋转变位机构34的主要作用是夹紧并旋转钻头，是激光定位机构33准确识别钻头圆周 相位；由“V形导向预定位机构+气动三爪自定心旋转变位机构+激光定位机构”组成的 寻位定位装置，解决了矿用钻头刀翼周向定位难、钻头高度不一致造成的抓取位置不准 确等问题。
预定位机构32包括对称设在圆形托盘35两侧且固定在上料工作台31两侧的两个丝杠固定座321、设在两个丝杠固定座321之间的丝杠322、配套装在丝杠322两端且 位于丝杠固定座321内的两个丝杠螺母323以及分别固定在两个丝杠螺母323上的两个 V形导向夹爪324；丝杠322连有电机，电机驱动丝杠322转动带动两个丝杠螺母323 及V形导向夹爪324相互靠近以通过两个V形导向夹爪324对圆形托盘35上的钻头进 行中心预定位。
旋转变位机构34包括固定在上料工作台31上的变位机工作台341、安装在变位机工作台341上的气动三爪自定心卡盘342和设在变位机工作台341下方的伺服电机343； 伺服电机343能驱动气动三爪自定心卡盘342夹紧钻头并回转。
激光定位机构33包括设在预定位机构32旁的第一激光传感器331以检测钻头来料情况以及分别设在旋转变位机构34两侧的第二激光传感器332和第三激光传感器333， 第二激光传感器用以在钻头旋转时检测钻头冠部定位标识以确定钻头周向相位，第三激 光传感器用以检测钻头高度，便于桁架式机械臂10和柔性手爪20准确抓取钻头。
在本实施例中，如图5所示，快换夹爪27包括连接部和半圆形夹持部271，快换夹爪包括多种规格，如图6所示，不同规格的快换夹爪27的半圆形夹持部271的直径不 同；用以夹持不同规格的钻头；当气缸活塞杆上升时，能带动提升座上移进而带动连接 板拉动两组支撑板靠近使两个快换夹爪的半圆形夹持部相对形成圆形夹持空间以夹紧 钻头。
快换夹爪27的连接部设有燕尾凸起272；在支撑板25下端设有燕尾连接板251， 燕尾连接板251下表面设有燕尾槽252，燕尾凸起272能插在燕尾槽252内实现快换夹 爪27的安装和不同规格快换夹爪27的快速更换，当钻头直径变化时，只需更换相应的 快换夹爪27，无需拆卸整个柔性手爪20，大大节省换装时间，提高工作效率。
半圆形夹持部271的夹持面为滚花设计，防止搬运过程中钻头滑落。
柔性手爪20中，固定座22两侧分别设有一组第一铰接耳座，每组第一铰接耳座通过销轴与一组支撑板25上端铰接；提升座24两侧分别设有一组第二铰接耳座，每组第 二铰接耳座通过销轴与一组连接板26的一端铰接，连接板26的另一端通过销轴与一组 支撑板25的中部铰接；更具体的，每组第一铰接耳座包括两个平行相对的第一铰接耳 座，每组支撑板25包括两个平行相对的支撑板25，两个支撑板25的上端位于两个第一 铰接耳座之间并通过销轴进行定位和铰接；每组第二铰接耳座包括两个平行相对的第二 铰接耳座，每组连接板26包括两个平行相对的连接板26，两个第二铰接耳座位于两个 连接板26之间并通过销轴进行定位和铰接；两个连接板26端部位于两个支撑板25之 间并通过销轴进行定位和铰接。
桁架式机械臂10包括：机架11、设在机架11上的两个水平且相互平行的X轴横 梁12、垂直设在两个X轴横梁12上并能沿X轴横梁12移动的Y轴横梁13、设在Y 轴横梁13上并能沿Y轴横梁13移动的壳体14、设在壳体14内并能相对壳体14竖向 移动的Z轴横梁15；柔性手爪20设在Z轴横梁15下端。
X轴横梁12与Y轴横梁13之间、Y轴横梁13和壳体14之间、壳体14和Z轴横 梁15之间均通过齿轮齿条传动；各齿轮齿条传动均通过伺服电机驱动并控制。
丝杠螺母323垂直套在丝杠322上，丝杠322转动能带动两个丝杠螺母323沿轴向移动至相互靠近；V形导向夹爪324垂直固定在丝杠螺母323上端，V形导向夹爪324 位于圆形托盘35上方并与圆形托盘35相互平行；两个V形导向夹爪324的V形口相 对。在本实施例中，丝杠螺母323上穿有两个平行于丝杠322的导向轴以限制丝杠螺母 323转动。
V形导向夹爪324的V形口上设有耐磨铜片325，耐磨铜片325能起到缓冲作用防 止V形导向夹爪324夹伤钻头。
本实施例中，柔性手爪的工作原理为：气缸带动提升座向下运动，提升座通过连接板给支撑板中部施加向外的推力，由于支撑板上端固定下端自由，则支撑板绕上部支点 向外侧张开，进行抓取动作；桁架式机械臂带动柔性手爪整体向下运动，当到达抓取点 位时，气缸向上运动，带动支撑板和快换夹爪向内收缩夹紧钻头。
预定位机构的工作原理为：丝杠将电机的回转运动转化为直线运动，带动丝杠螺母 和V形导向夹爪向上料工作台中心及圆形托盘中心运动，通过左右两块V形导向夹爪 的共同作用，对钻头进行中心预定位。
实施例2：
本实施例提供一种适用于多规格矿用钻头的桁架式上下料方法，包括：
人工任意将钻头摆放在上料工作台的圆形托盘上，第一激光传感器检测圆形托盘来 料后，启动预定位机构的电机驱动丝杠带动丝杠螺母和V形导向夹爪对钻头进行位置修正和中心预定位；通过伺服电机驱动桁架式机械臂带动柔性手爪将钻头从圆形托盘搬运至旋转变位机构的气动三爪自定心卡盘；气动三爪自定心卡盘夹紧钻头并带动钻头缓慢旋转，旋转过程中第二激光传感器对钻头冠部进行扫描识别，当识别到冠部定位标识时，气动三爪自定心卡盘停止转动，即钻头周向相位确定；第三激光传感器扫描钻头高度， 桁架式机械臂和柔性手爪依据钻头高度确定抓取点位，并对钻头进行上料抓取；工件加 工结束后，桁架式机械臂和柔性手爪将钻头搬运至下料托盘。

Claims (7)

1.一种适用于多规格矿用钻头的桁架式上下料系统，其特征在于，包括桁架式机械臂(10)、安装在桁架式机械臂(10)上的柔性手爪(20)、设在桁架式机械臂(10)下方的上料及定位装置(30)以及下料托盘(40)；
所述柔性手爪(20)包括：竖向的气缸(21)、设在气缸(21)下部的固定座(22)且气缸活塞杆(23)伸至固定座(22)下方、连在气缸活塞杆(23)下部的提升座(24)、设在固定座(22)两端且与固定座(22)铰接并相互对称的两组弧形的支撑板(25)、对称设在提升座(24)两侧并位于提升座(24)和支撑板(25)之间的两组连接板(26)且连接板(26)两端分别与提升座(24)和支撑板(25)铰接以及可拆卸设在支撑板(25)下端的快换夹爪(27)；
所述上料及定位装置(30)包括上料工作台(31)，还包括设在上料工作台(31)上的预定位机构(32)、激光定位机构(33)和旋转变位机构(34)；所述上料工作台(31)上设有圆形托盘(35)；
所述预定位机构(32)包括对称设在圆形托盘(35)两侧且固定在上料工作台(31)两侧的两个丝杠固定座(321)、设在两个丝杠固定座(321)之间的丝杠(322)、配套装在丝杠(322)两端且位于丝杠固定座(321)内的两个丝杠螺母(323)以及分别固定在两个丝杠螺母(323)上的两个V形导向夹爪(324)；所述丝杠(322)连有电机，电机驱动丝杠(322)转动带动两个丝杠螺母(323)及V形导向夹爪(324)相互靠近以通过两个V形导向夹爪(324)对圆形托盘(35)上的钻头进行中心预定位；
所述旋转变位机构(34)包括固定在上料工作台(31)上的变位机工作台(341)、安装在变位机工作台(341)上的气动三爪自定心卡盘(342)和设在变位机工作台(341)下方的伺服电机(343)；所述伺服电机(343)能驱动气动三爪自定心卡盘(342)夹紧钻头并回转；
所述激光定位机构(33)包括设在预定位机构(32)旁的第一激光传感器(331)以及分别设在旋转变位机构(34)两侧的第二激光传感器(332)和第三激光传感器(333)；
所述快换夹爪(27)包括连接部和半圆形夹持部(271)，快换夹爪包括多种规格，不同规格的快换夹爪(27)的半圆形夹持部(271)的直径不同；
所述快换夹爪(27)的连接部设有燕尾凸起(272)；在所述支撑板(25)下端设有燕尾连接板(251)，燕尾连接板(251)下表面设有燕尾槽(252)，所述燕尾凸起(272)能插在燕尾槽(252)内实现快换夹爪(27)的安装和不同规格快换夹爪(27)的快速更换；
所述半圆形夹持部(271)的夹持面为滚花设计，防止搬运过程中钻头滑落。
2.如权利要求1所述的适用于多规格矿用钻头的桁架式上下料系统，其特征在于，所述柔性手爪(20)中，固定座(22)两侧分别设有一组第一铰接耳座，每组第一铰接耳座通过销轴与一组支撑板(25)上端铰接；提升座(24)两侧分别设有一组第二铰接耳座，每组第二铰接耳座通过销轴与一组连接板(26)的一端铰接，连接板(26)的另一端通过销轴与一组支撑板(25)的中部铰接。
3.如权利要求1所述的适用于多规格矿用钻头的桁架式上下料系统，其特征在于，所述桁架式机械臂(10)包括：机架(11)、设在机架(11)上的两个水平且相互平行的X轴横梁(12)、垂直设在两个X轴横梁(12)上并能沿X轴横梁(12)移动的Y轴横梁(13)、设在Y轴横梁(13)上并能沿Y轴横梁(13)移动的壳体(14)、设在壳体(14)内并能相对壳体(14)竖向移动的Z轴横梁(15)；所述柔性手爪(20)设在Z轴横梁(15)下端。
4.如权利要求3所述的适用于多规格矿用钻头的桁架式上下料系统，其特征在于，所述X轴横梁(12)与Y轴横梁(13)之间、Y轴横梁(13)和壳体(14)之间、壳体(14)和Z轴横梁(15)之间均通过齿轮齿条传动；各齿轮齿条传动均通过伺服电机驱动并控制。
5.如权利要求1所述的适用于多规格矿用钻头的桁架式上下料系统，其特征在于，所述丝杠螺母(323)垂直套在丝杠(322)上，丝杠(322)转动能带动两个丝杠螺母(323)沿轴向移动至相互靠近；V形导向夹爪(324)垂直固定在丝杠螺母(323)上端，V形导向夹爪(324)位于圆形托盘(35)上方并与圆形托盘(35)相互平行；两个V形导向夹爪(324)的V形口相对。
6.如权利要求1所述的适用于多规格矿用钻头的桁架式上下料系统，其特征在于，所述V形导向夹爪(324)的V形口上设有耐磨铜片(325)。
7.一种适用于多规格矿用钻头的桁架式上下料方法，其特征在于，包括：人工任意将钻头摆放在上料工作台的圆形托盘上，第一激光传感器检测圆形托盘来料后，启动预定位机构的电机驱动丝杠带动丝杠螺母和V形导向夹爪对钻头进行位置修正和中心预定位；通过伺服电机驱动桁架式机械臂带动柔性手爪将钻头从圆形托盘搬运至旋转变位机构的气动三爪自定心卡盘；气动三爪自定心卡盘夹紧钻头并带动钻头缓慢旋转，旋转过程中第二激光传感器对钻头冠部进行扫描识别，当识别到冠部定位标识时，气动三爪自定心卡盘停止转动，即钻头周向相位确定；第三激光传感器扫描钻头高度，桁架式机械臂和柔性手爪依据钻头高度确定抓取点位，并对钻头进行上料抓取；工件加工结束后，桁架式机械臂和柔性手爪将钻头搬运至下料托盘。
CN202011511529.1A 2020-12-18 2020-12-18 一种适用于多规格矿用钻头的桁架式上下料系统及方法 Active CN112743516B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011511529.1A CN112743516B (zh) 2020-12-18 2020-12-18 一种适用于多规格矿用钻头的桁架式上下料系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011511529.1A CN112743516B (zh) 2020-12-18 2020-12-18 一种适用于多规格矿用钻头的桁架式上下料系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112743516A CN112743516A (zh) 2021-05-04
CN112743516B true CN112743516B (zh) 2022-05-17

Family

ID=75648605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011511529.1A Active CN112743516B (zh) 2020-12-18 2020-12-18 一种适用于多规格矿用钻头的桁架式上下料系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112743516B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113579536B (zh) * 2021-07-30 2023-11-10 无锡艾尔特线性运动机械有限公司 一种光伏定日镜智能制造的斜梁自动架接定位组件
CN114192428B (zh) * 2021-12-17 2024-04-02 仪征常众汽车部件有限公司 一种安装流水线用汽车门外板智能上料装置
CN114407001B (zh) * 2022-01-21 2023-07-07 安徽智玛利机器人有限公司 一种自动更换夹爪的多轴机械手
CN115744282B (zh) * 2022-12-06 2023-06-13 江苏恒力组合机床有限公司 一种适用于重型零件的自动化上料桁架

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0210974A1 (de) * 1985-07-25 1987-02-04 Alfred Winter Industrieroboter
CN102039535A (zh) * 2009-10-15 2011-05-04 陕西汉江机床有限公司 螺纹加工机床工件定位夹持装置
CN102229046A (zh) * 2011-06-15 2011-11-02 李永飞 机床
CN206326598U (zh) * 2016-12-28 2017-07-14 法博智能装备工程（常州）有限公司 桁架式机器人
CN108673535A (zh) * 2018-05-21 2018-10-19 王歆歆 一种用于管材运输的机械手
CN208759384U (zh) * 2018-07-27 2019-04-19 上海福赛特机器人有限公司 一种圆盘类零件的定位机构
CN110160454A (zh) * 2019-05-14 2019-08-23 杭州电子科技大学 一种轴承装配游隙在线测量机及其游隙测量方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0210974A1 (de) * 1985-07-25 1987-02-04 Alfred Winter Industrieroboter
CN102039535A (zh) * 2009-10-15 2011-05-04 陕西汉江机床有限公司 螺纹加工机床工件定位夹持装置
CN102229046A (zh) * 2011-06-15 2011-11-02 李永飞 机床
CN206326598U (zh) * 2016-12-28 2017-07-14 法博智能装备工程（常州）有限公司 桁架式机器人
CN108673535A (zh) * 2018-05-21 2018-10-19 王歆歆 一种用于管材运输的机械手
CN208759384U (zh) * 2018-07-27 2019-04-19 上海福赛特机器人有限公司 一种圆盘类零件的定位机构
CN110160454A (zh) * 2019-05-14 2019-08-23 杭州电子科技大学 一种轴承装配游隙在线测量机及其游隙测量方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112743516A (zh) 2021-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112743516B (zh) 一种适用于多规格矿用钻头的桁架式上下料系统及方法
CN113878398B (zh) 数控车床自动上下料桁架机器人
CN112108929B (zh) 一种零部件制造用智能生产线及其工作方法
CN210849361U (zh) 一种机床的自动上下料装置
CN213410380U (zh) 数控机床上的工件抓取装置
CN111152061B (zh) 一种用于汽车零件上下料的在线检测装置
CN110576330B (zh) 回转体工件搬运机构及回转体工件生产线
CN217942663U (zh) 一种刀具机器人抓手装置
CN218136648U (zh) 一种多主轴立式数控机床
CN216780997U (zh) 一种应用于上、下冲头机加工的自动化生产线
CN110154068B (zh) 一种用于多孔零件的机器人气动夹具
CN210452060U (zh) 一种具有工件检测功能的对立双主轴双刀塔组合机床
CN209954298U (zh) 一种机械手及自动化装置
CN114131059A (zh) 一种零件装卸的桁架机械手
CN112658700A (zh) 一种起重机滑轮轴自动化加工生产线
CN112893736A (zh) 锻造机械手高效加工机组装置以及加工方法
CN211490660U (zh) 机床自动装卸料装置
CN106141786B (zh) 数控机床的自动化上下料装置
CN111168476A (zh) 一种全自动加工车床
CN110640462A (zh) 可变升程装配式凸轮轴自动化组装系统及组装工艺
CN106271822B (zh) 数控机床的上下料机械手
CN219669459U (zh) 一种传送装置
CN220161909U (zh) 一种轮轴自动加工装置
CN217394449U (zh) 一种伸缩式数控机床取送料装置
CN210878886U (zh) 回转体工件搬运机构及回转体工件生产线

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant