CN114559461A - 一种小型金属薄壁零件抓取机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小型金属薄壁零件抓取机器人，包括：位移驱动装置，传送组件以及工作组件。延伸臂与位移驱动装置连接，驱动整体装置与工件加工位置相对应，将移动滑轨固定连接在延伸臂上，从而为工作组件提供直线传送位移路线，驱动电机为工作组件提供动力，衔接组件带动端部的磁吸附组件整体沿移动滑轨位移至加工工件上方，整体磁吸附组件与待抓取工件相对应。本发明通过衔接组件驱动延伸与工件表面吸附实现抓取，位移过程中，双向设置的缓冲组件有效避免磁吸附组件的位移晃动，提高磁吸附组件与工件表面的相对位置精度。

Description

一种小型金属薄壁零件抓取机器人

技术领域

本发明涉及零件抓取技术领域，具体涉及一种小型金属薄壁零件抓取机器人。

背景技术

金属薄壁零件的加工制造是现有生产中较为复杂的一种，加工过程中避免不了的需要对工件进行夹持以实现稳定加工，保证加工尺寸精度。薄壁零件的加工所需要的夹持力相对于其他普通零件的加工需要额外注意，以防止零件弯曲变形。

传统薄壁零件根据加工位置对其内壁进行径向延伸夹持，这种仅限于对待加工或者精度要求不高的部位进行夹持，零件加工完成后为保证零件表面质量便无法通过夹持装置进行下料抓取。

发明内容

发明目的：本发明将针对以上缺点，提供一种小型金属薄壁零件抓取机器人，从而解决了现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种小型金属薄壁零件抓取机器人，包括：位移驱动装置，传送组件以及工作组件。

传送组件，包括与所述位移驱动装置固定连接的延伸臂，以及沿所述延伸臂内部同轴延伸固定连接的移动滑轨；

工作组件，与所述移动滑轨活动连接，包括与所述延伸臂上端面固定连接的驱动电机，与所述移动滑轨垂直活动连接的衔接组件，沿所述衔接杆中轴对称、且一端与所述移动滑轨活动连接另一端与所述衔接组件固定连接的第一缓冲组件；

磁吸附组件，沿所述衔接组件端部连接，并沿所述衔接组件周向延伸至与所述第一缓冲组件固定连接。

延伸臂与现有技术中的位移驱动装置连接，驱动整体装置与工件加工位置相对应，将移动滑轨固定连接在延伸臂上，从而为工作组件提供直线传送位移路线，驱动电机为工作组件提供动力，衔接组件的一端与移动滑轨活动连接，另一端与磁吸附组件固定连接，使其衔接组件带动端部的磁吸附组件整体沿移动滑轨位移至加工工件上方，整体磁吸附组件与待抓取工件相对应，通过衔接组件驱动延伸与工件表面吸附实现抓取，位移过程中，双向设置的缓冲组件有效避免磁吸附组件的位移晃动，提高磁吸附组件与工件表面的相对位置精度。

在进一步实施例中，所述磁吸附组件包括与所述衔接组件端部平面固定连接的电源板，沿所述电源板下端周向均匀阵列分布的电磁铁，以及以所述电源板为对称轴、与所述电磁铁对称连接的第二缓冲组件，所述周向尺寸大于所述缓冲组件之间间距。电磁吸附对金属薄壁零件表面进行保护，电源板与电磁铁电性连接，控制电磁铁的磁性能力，在电磁铁与待抓取工件未稳定贴合时，电源板与电磁铁保持断电状态，电源板周向均匀分布有多个电磁铁，提高整体吸附能力，电磁铁在安装时磁性方向沿电源板下方与工件表面相对，从而电磁铁通电与工件实现吸附效果，第二缓冲组件设置在电磁铁的另一端与电源板固定连接，缓解金属工件向电磁铁表面的冲击力，保证电磁铁的稳定磁吸力。

在进一步实施例中，所述电源板沿截面走势呈Logistic函数曲线状，用于吸附不同尺寸以及形状的金属面，所述电磁铁呈环形状沿所述电源板周边分布。电磁铁之间在电源板内部并联连接，以便于后续检修更换。除了与金属薄壁零件接触点的电磁铁通电以外，接触点周边的电磁铁同样通电，当单独电磁铁损坏并进行金属薄壁零件吸附抓取时，周边电磁铁保留与金属薄壁零件的延伸磁力，保证整体电磁铁的局部吸附力，防止金属薄壁零件突然掉落造成损伤。电源板以Logistic函数曲线延伸形成高低两个方向的磁吸范围，高低延伸处的磁性互不干扰，从而能够同时吸附多个金属薄壁零件，有效提高抓取效率。并在延伸拐角处设置有一定圆弧度，形成平面以及曲面的磁吸范围，能够同时适应不同曲线形状的金属薄壁零件。

在进一步实施例中，所述第一缓冲组件包括与所述移动滑轨活动连接的阻尼杆，与所述阻尼杆外圈套接的阻尼套，以及分别与所述阻尼套两端连接的伸缩弹簧，所述阻尼杆截面呈T形。阻尼杆整体成T形结构，大端与移动滑轨连接，阻尼杆整体其中一端延伸至与电源板连接，其中一个伸缩弹簧套接在大端与阻尼套之间，另一个伸缩弹簧套接在阻尼套与电源板之间，当电磁铁吸附金属薄壁零件时，电磁铁与金属薄壁零件产生撞击，冲击力传递至伸缩弹簧，阻尼套在伸缩弹簧的推动下沿阻尼杆活动，从而形成双向叠加缓冲，有效整体磁吸附组件的稳定性，避免磁吸附组件带动衔接组件一起沿移动滑轨活动连接处晃动，保证磁吸附组件的吸附抓取效果。

在进一步实施例中，所述第二缓冲组件包括与所述电磁铁周向固定连接的吸盘，与所述吸盘顶部固定连接的微型真空泵，所述电磁铁的通电线圈位于铁块下端部，所述吸盘与所述铁块上端部配合连接。吸盘有微型真空泵控制工作，微型真空泵固定在电源板的上端，而不影响与电源板连接的工作组件的工作。通电线圈由吸盘下端与电源板电性连接，吸盘通过微型真空泵固定在铁块上端部，与通电线圈工作互不干涉。当金属薄壁零件受磁性吸附位移时，微型真空泵同步工作，对金属薄壁零件表面进行真空吸附，从而进一步提高整体装置的抓紧力，同时吸盘采用橡胶材质且吸盘端部高度低于电磁铁高度，橡胶吸盘首先与金属薄壁零件接触，在真空泵与电磁铁同向以及双吸附下，有效提高抓取效率。

有益效果：本发明涉及一种小型金属薄壁零件抓取机器人，位移驱动装置控制整体机器人位移并实现与其他任意加工作业的配合使用，通过以预定曲线设计的磁吸附组件实现双高度方向的工件吸附，同时对多个工件表面工作，有效提高整体工作效率。磁吸附组件整体以平面以及曲面结合使用，与工件表面形状相匹配有效提高工件适用效果。第一缓冲组件与第二缓冲组件结合在吸附过程中同时工作，有效提高整体吸附工作的稳定性。其中第一缓冲组件提高对整体磁吸附组件的延伸工作的稳定性，第二缓冲组件对电磁铁端部与工件表面的撞击有效缓冲，电磁铁以及工件表面进行保护。

附图说明

图1为本发明的整体结构图。

图2为本发明中的传送组件与工作组件的整体结构图。

图3为本发明中第一缓冲组件的局部结构图。

图4为本发明中第二缓冲组件的局部结构图。

图中各附图标记为：移动滑轨101、延伸板102、驱动电机201、衔接组件202、第一缓冲组件203、位移驱动装置23、电源线4、磁吸附组件5、电源板501、电磁铁502、阻尼杆2031、阻尼套2032、伸缩弹簧2033、微型真空泵601、吸盘602。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

本发明提供一种小型金属薄壁零件抓取机器人 包括：位移驱动装置23，传送组件以及工作组件。

传送组件，包括与所述位移驱动装置23固定连接的延伸臂，以及沿所述延伸臂内部同轴延伸固定连接的移动滑轨101；工作组件，与所述移动滑轨101活动连接，包括与所述延伸臂上端面固定连接的驱动电机201，与所述移动滑轨101垂直活动连接的衔接组件202，沿所述衔接杆中轴对称、且一端与所述移动滑轨101活动连接另一端与所述衔接组件202固定连接的第一缓冲组件203；磁吸附组件5沿所述衔接组件202端部连接，并沿所述衔接组件202周向延伸至与所述第一缓冲组件203固定连接。

延伸臂与现有技术同种结构的位移驱动装置23固定连接，并由位移驱动装置23内的电源线4延伸为驱动电机201以及整体装置提供电力，延伸臂由驱动整体装置水平延伸与工件加工位置相对应，将移动滑轨101固定连接在延伸臂上，从而为工作组件提供直线传送位移路线，驱动电机201为工作组件提供动力，衔接组件202整体采用伸缩杆形式，衔接组件202整体的一端与移动滑轨101活动连接，另一端与磁吸附组件5固定连接，使衔接组件202带动端部的磁吸附组件5整体沿移动滑轨101位移至加工工件上方，整体磁吸附组件5与待抓取工件相对应，通过衔接组件202驱动延伸与工件表面吸附实现抓取，位移过程中，双向设置的缓冲组件有效避免磁吸附组件5的位移晃动，提高磁吸附组件5与工件表面的相对位置精度。所述磁吸附组件5包括与所述衔接组件202端部平面固定连接的电源板501，沿所述电源板501下端周向均匀阵列分布的电磁铁502，以及以所述电源板501为对称轴、与所述电磁铁502对称连接的第二缓冲组件，所述周向尺寸大于所述缓冲组件之间间距。通过电磁吸附对金属薄壁零件表面进行保护，电源板501与电磁铁502电性连接，控制电磁铁502的磁性能力，在电磁铁502与待抓取工件未稳定贴合时，电源板501与电磁铁502保持断电状态，电源板501始终与延伸板102保持水平，周向均匀分布有多个电磁铁502，提高整体吸附能力，电磁铁502在安装是磁性方向沿电源板501下方与工件表面相对，从而电磁铁502通电与工件实现吸附效果，第二缓冲组件设置在电磁铁502的另一端与电源板501固定连接，缓解金属工件向电磁铁502表面的冲击力，保证电磁铁502的稳定磁吸力。

金属薄壁零件采用对其表面吸附式的方式进行抓取，其抓取效果一部分取决于所金属薄壁零件的表面接触面积，在实际生产过程中，金属薄壁零件的表面形状与实际需求相关，以规则平面、曲面以及不规则曲面为主，电磁铁502所形成的平面与金属薄壁表面无法贴合，或者接触面过小，吸附力与对金属薄壁零件需要的提取力相差较大，影响对金属薄壁零件的吸附效果。所述电源板501沿截面走势呈Logistic函数曲线状，用于吸附不同尺寸以及形状的金属面，所述电磁铁502呈环形状沿所述电源板501周边分布。电磁铁502之间在电源板501内部并联连接，以便于后续检修更换。除了与金属薄壁零件接触点的电磁铁502通电以外，接触点周边的电磁铁502同样通电，当单独电磁铁502损坏并进行金属薄壁零件吸附抓取时，周边电磁铁502保留与金属薄壁零件的延伸磁力，保证整体电磁铁502的局部吸附力，防止金属薄壁零件突然掉落造成损伤。电源板501以Logistic函数曲线延伸形成高低两个方向的磁吸范围，高低延伸处的磁性互不干扰，从而能够同时吸附多个金属薄壁零件，有效提高抓取效率。并在延伸拐角处设置有一定圆弧度，形成平面以及曲面的磁吸范围，能够同时适应不同曲线形状的金属薄壁零件。

此外，第一缓冲组件203包括与所述移动滑轨101活动连接的阻尼杆2031，与所述阻尼杆2031外圈套接的阻尼套2032，以及分别与所述阻尼套2032两端连接的伸缩弹簧2033，所述阻尼杆2031截面呈T形。阻尼杆2031整体成T形结构，大端与移动滑轨101连接，阻尼杆2031整体长度根据电源板501与延伸板102之间的间距设定，一端与电源板501表面固定，另一端延伸至与电源板501连接，其中一个伸缩弹簧2033套接在大端与阻尼套2032之间，另一个伸缩弹簧2033套接在阻尼套2032与电源板501之间，当电磁铁502吸附金属薄壁零件时，电磁铁502与金属薄壁零件产生撞击，冲击力传递至伸缩弹簧2033，阻尼套2032在伸缩弹簧2033的推动下沿阻尼杆2031活动，从而形成双向叠加缓冲，有效整体磁吸附组件5的稳定性，避免磁吸附组件5带动衔接组件202一起沿移动滑轨101活动连接处晃动，保证磁吸附组件5的吸附抓取效果。

电磁铁502在吸附时与金属薄壁零件产生撞击，其初始磁性收到冲击后消减，其磁性随冲击力度的消减而逐渐增加，如此便影响到电磁铁502的吸附效率，所述第二缓冲组件包括与所述电磁铁502周向固定连接的吸盘602，与所述吸盘602顶部固定连接的微型真空泵601，所述电磁铁502的通电线圈位于铁块下端部，所述吸盘602与所述铁块上端部配合连接。吸盘602有微型真空泵601控制工作，微型真空泵601固定在电源板501的上端，而不影响与电源板501连接的工作组件的工作。通电线圈由吸盘602下端与电源板501电性连接，吸盘602通过微型真空泵601固定在铁块上端部，与通电线圈工作互不干涉。当金属薄壁零件受磁性吸附位移时，微型真空泵601同步工作，对金属薄壁零件表面进行真空吸附，从而进一步提高整体装置的抓紧力，同时吸盘602采用橡胶材质且吸盘602端部高度低于电磁铁502高度，橡胶吸盘602首先与金属薄壁零件接触，在真空泵与电磁铁502同向以及双吸附下，有效提高抓取效率。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。

Claims (5)

1.一种小型金属薄壁零件抓取机器人，其特征在于，包括：

位移驱动装置，

传送组件，包括与所述位移驱动装置固定连接的延伸臂，以及沿所述延伸臂内部同轴延伸固定连接的移动滑轨；

工作组件，与所述移动滑轨活动连接，包括与所述延伸臂上端面固定连接的驱动电机，与所述移动滑轨垂直活动连接的衔接组件，沿所述衔接杆中轴对称、且一端与所述移动滑轨活动连接另一端与所述衔接组件固定连接的第一缓冲组件；

以及，

磁吸附组件，沿所述衔接组件端部连接，并沿所述衔接组件周向延伸至与所述第一缓冲组件固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种小型金属薄壁零件抓取机器人，其特征在于，所述磁吸附组件包括与所述衔接组件端部平面固定连接的电源板，沿所述电源板下端周向均匀阵列分布的电磁铁，以及以所述电源板为对称轴、与所述电磁铁对称连接的第二缓冲组件，所述周向尺寸大于所述缓冲组件之间间距。

3.根据权利要求2所述的一种小型金属薄壁零件抓取机器人，其特征在于，所述电源板沿截面走势呈Logistic函数曲线状，用于吸附不同尺寸以及形状的金属面，所述电磁铁呈环形状沿所述电源板周边分布。

4.根据权利要求1所述的一种小型金属薄壁零件抓取机器人，其特征在于，所述第一缓冲组件包括与所述移动滑轨活动连接的阻尼杆，与所述阻尼杆外圈套接的阻尼套，以及分别与所述阻尼套两端连接的伸缩弹簧，所述阻尼杆截面呈T形。

5.根据权利要求2所述的一种小型金属薄壁零件抓取机器人，其特征在于，所述第二缓冲组件包括与所述电磁铁周向固定连接的吸盘，与所述吸盘顶部固定连接的微型真空泵，所述电磁铁的通电线圈位于铁块下端部，所述吸盘与所述铁块上端部配合连接。

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