CN115008239A - 一种发动机缸体加工用抓手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及抓手技术领域，公开了一种发动机缸体加工用抓手，安装在机械人上，包括相连接的连接臂及法兰盘，所述法兰盘用于与机器人连接，所述连接臂的中部设有至少一个夹持机构，所述连接臂的两端各设有一个压紧机构；所述夹持机构包括驱动机构和相对设置的两个夹持块，所述驱动机构连接两个所述夹持块的中部，并驱动两个所述夹持块的夹持端相向或相背移动。本发明由于夹持机构的两个夹持块在驱动机构的作用下其夹持端可相向或相背移动，使得两个夹持块张开的大小可调整，从而能兼容不同排量、不同缸径的发动机缸体的加工，也可以适用于不同加工工艺、不同侧面的加工，减少了抓手的更换频率，提高了生产效率，避免了储备各种抓手，降低了成本。

Description

一种发动机缸体加工用抓手

技术领域

本发明涉及抓手技术领域，特别是涉及一种发动机缸体加工用抓手。

背景技术

随着社会上汽车发展，各种不同功率，不同排量，不同应用场景的发动机应运而生。发动机的重要组成部分缸体，也出现了各种各样的改进。在发动机缸体加工线上，发动机缸体的移动搬运大部分以往大多采用销孔定位的形式。发动机缸体加工不同面，采用不同的装夹方式，再将发动机缸体搬运到机床内加工，加工完成取出后，变换夹紧方式，再将需要加工的另外一面夹紧移动至机床内加工。

目前的装夹方式，加工发动机缸体不同侧面需要不断变换夹紧方式。无法做到一次装夹适用各种加工面的情况。目前的装夹方式，不同的加工面，需要变换不同夹具，夹具不断更换，需要时间过长。夹具种类较多，占用太多位置，给存放、保养、更换造成较大的麻烦。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种发动机缸体加工用抓手，能适用不同排量、不同加工工艺、不同侧面的加工，减少抓手的更换频率，提高生产效率，避免储备各种抓手，降低成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种发动机缸体加工用抓手，与机器人连接，包括相连接的连接臂及法兰盘，所述法兰盘用于与机器人连接，所述连接臂的中部设有至少一个夹持机构，所述连接臂的两端各设有一个压紧机构；

所述夹持机构包括驱动机构和相对设置的两个夹持块，所述驱动机构连接两个所述夹持块的中部，并驱动两个所述夹持块的夹持端相向或相背移动。

优选地，所述夹持机构还包括驱动轴，所述夹持块的中部设有倾斜设置的驱动槽，两个所述夹持块上的所述驱动槽相交叉设置，所述驱动轴穿过两个所述驱动槽的交叉点，并连接所述驱动机构。

优选地，所述夹持机构还包括安装座，所述安装座的一端连接所述连接臂，两个所述夹持块的连接端分别与所述安装座的另一端铰接。

优选地，所述驱动机构包括驱动块和固设在所述连接臂上的驱动气缸，所述驱动块的两端分别与所述驱动轴的两端枢轴连接，所述驱动块的中部连接所述驱动气缸的伸缩杆。

优选地，所述驱动槽的宽度为13-20毫米，所述驱动槽的中心线与所述夹持块的底面之间的夹角为a，a的取值范围为30～45度。

优选地，所述夹持块的夹持端设有卡接头，所述卡接头包括连接部，所述连接部的一端的两侧分别凸设有卡接部。

优选地，包括连接吹气设备的吹气管，且所述吹气管的吹气端固设在所述夹持机构上，所述吹气管上设有电磁阀，所述卡接部上对应所述吹气管的出气口设有吹气孔。

优选地，所述压紧机构包括固设在所述连接臂上的压紧气缸，所述压紧气缸的伸缩杆上设有压紧块。

优选地，所述压紧块包括与所述压紧气缸连接的安装部，所述安装部的两端凸设有压紧部，所述安装部的中部设有减重槽。

优选地，所述连接臂包括连接臂主体，所述连接臂主体的两端设有安装架，所述夹持机构设置在所述连接臂主体上，所述压紧结构设置在所述安装架上。

优选地，所述压紧机构及两个所述夹持机构固设在所述连接臂上，或沿所述连接臂的长度方向可移动地设置在所述连接臂；

和\或所述连接臂可伸缩。

优选地，所述压紧气缸上设有正向夹紧开关、反向夹紧开关和气缸夹紧开关。

本发明实施例的一种发动机缸体加工用抓手，与现有技术相比，其有益效果在于：本发明的抓手在工作时，抓手的夹持机构通过机器人驱动，伸入到发动机缸体的缸孔内，然后两个夹持块往两侧张开，直至贴近缸孔内壁，然而连接臂两端的压紧机构下压，贴合缸体的上表面，之后发动机缸体在机器人带动下，提起、移动、翻转都可实现位置固定不变。由于本申请的夹持机构的两个夹持块在驱动机构的作用下其夹持端可相向或相背移动，使得两个夹持块张开的大小可调整，从而能兼容不同排量、不同缸径的发动机缸体的加工，也可以适用于不同加工工艺、不同侧面的加工，不仅减少了抓手的更换频率，提高了生产效率，也避免了储备各种抓手，降低了成本。本发明结构简单，使用效果好，易于推广使用。

附图说明

图1为本发明的发动机缸体加工用抓手的轴测图。

图2为本发明的发动机缸体加工用抓手的俯视图。

图3为本发明的发动机缸体加工用抓手的夹持机构的结构示意图。

图4为本发明的发动机缸体加工用抓手的夹持机构的剖视图。

图5为本发明的发动机缸体加工用抓手的卡接块的结构示意图。

图6为本发明的发动机缸体加工用抓手正向夹紧定位方式示意图。

图7为本发明的发动机缸体加工用抓手反向夹紧定位方式示意图。

其中：1-法兰盘，2-连接臂，3-夹持块，4-驱动轴，5-驱动槽，6- 安装座，7-驱动块，8-驱动气缸，9-卡接头，91-连接部，92-卡接部， 10-吹气管，11-压紧气缸，12-压紧块，13-安装架，14-吹气孔，15- 正向夹紧开关，16-反向夹紧开关，17-气缸夹紧开关，100-抓手，200- 缸体。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

术语解释：

发动机缸体加工：发动机是汽车发动机最主要的组成部分，它的性能好坏直接决定汽车的行驶性能，故有汽车心脏之称。缸体又是发动机的基础零件通过它把发动机的曲轴连杆机构和配气机构以及供油润滑冷却等机构联接成一个整体，他的加工质量会直接影响发动机的性能。

发动机缸体多面加工：发动机缸体其结构、形状复杂；加工的端面和孔较多；而且壁厚不均；精度要求高，属于典型的箱体类加工零件。针对此类发动机缸体加工端面主要以铣为主，孔以镗为主，其加工工艺复杂。

机器人夹具抓手：安装在机器人活动端，其特征在于：包括：与机器人活动端连接的连接件、驱动装置和夹持手臂，起到搬运和移动作用的装置。

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1-2所示，本发明实施例优选实施例的一种发动机缸体加工用抓手，通过法兰盘1与机器人连接，包括与法兰盘连接的连接臂2，所述连接臂2的中部设有至少一个夹持机构，所述连接臂2的两端各设有一个压紧机构。较佳地，所述夹持机构为两个，关于所述连接臂 2的对称轴对称设置。

所述夹持机构包括驱动机构和相对设置的两个夹持块3，所述驱动机构连接两个所述夹持块3的中部，并驱动两个所述夹持块3的夹持端相向或相背移动。

基于上述技术特征的发动机缸体加工用抓手，其在工作时，抓手100的夹持机构通过机器人驱动，伸入到发动机缸体的缸孔内，然后两个夹持块3往两侧张开，直至贴近缸孔内壁，然而连接臂2两端的压紧机构下压，贴合缸体200的上表面，之后发动机缸体200在机器人带动下，提起、移动、翻转都可实现位置固定不变。由于本申请的夹持机构的两个夹持块3在驱动机构的作用下其夹持端可相向或相背移动，使得两个夹持块3张开的大小可调整，从而能兼容不同排量、不同缸径的发动机缸体的加工，也可以适用于不同加工工艺、不同侧面的加工，不仅减少了抓手的更换频率，提高了生产效率，也避免了储备各种抓手，降低了成本。本发明结构简单，使用效果好，易于推广使用。

本实施方式中，通过发动机缸体200原有的缸孔夹紧定位，原有的缸孔为铸造成型，在后续的加工工序中，并没有加工到缸孔的内壁的情况，并且铸造成型的缸孔精度能被机床夹具的定位精度所兼容。故本设计方案具有可行性。本设计过程中，通过缸孔的定位方式，避免了对缸体侧面的装夹，减少了对装夹面的定位精度要求，故加工工序中减少了对定位面的精度加工的工序。

需要说明的是，所述压紧机构及两个所述夹持机构均可以固设在所述连接臂2上，也可以是可沿所述连接臂2的长度方向可移动地设置在所述连接臂2上，从而可根据不同的缸体200相应调整两个所述压紧机构及两个所述压紧机构之间的间距。当然，也可以是所述连接臂2采用可伸缩的结构，从而根据不同缸体调整所述连接臂2的长度，从而达到最佳的夹取效果。

请参阅附图3-5，本实施例中，所述夹持机构还包括驱动轴4，所述夹持块3的中部设有倾斜设置的驱动槽5，具体地，所述驱动槽5 为长条形，两个所述夹持块3上的所述驱动槽5相交叉设置，所述驱动轴4穿过两个所述驱动槽5的交叉点，并连接所述驱动机构。具体地，两个所述驱动槽5交叉成X行，所述驱动轴4连接在其交叉点，当所述驱动轴4在所述驱动机构的作用下会沿着所述驱动槽5的长度方向移动，从而实现了所述驱动槽5的夹持端的相向或相背移动。

同时，为保证所述驱动轴4的强度，且由于其直径需小于所述驱动槽5的宽度，较佳地，所述驱动槽5的宽度选为13-20毫米，如14 毫米、16毫米、18毫米等。所述驱动槽5的中心线与所述夹持块3 的底面之间的夹角为a，a的取值范围为30～45度，如32度、35度、 38度等。较佳地，所述夹持块3的横截面为类三角形状，其底边为所述夹持块3的底面，所述驱动槽5的中心线与该三角形的其中一条边平行。

具体安装时，所述夹持机构还包括安装座6，所述安装座6的一端连接所述连接臂2，两个所述夹持块3的连接端分别与所述安装座 6的另一端铰接，从而在所述驱动轴4移动时，两个所述夹持块3的连接端不会相对移动，只有两个所述夹持块3的夹持端相对移动，实现对缸体200内壁的夹紧与松开。

同时，为方便所述驱动轴4的移动，所述驱动机构包括驱动块7 和固设在所述连接臂2上的驱动气缸8，所述驱动块7的两端分别与所述驱动轴4的两端枢轴连接，所述驱动块7的中部连接所述驱动气缸8的伸缩杆。所述安装座6的内部中空，所述伸缩杆与所述驱动块7通过连杆连接，所述连杆可移动地插接在所述安装座6的内部，驱动所述驱动块7的移动。

较佳地，所述驱动块7为n形，其横向部连接所述驱动气缸8，其两个竖向部分别连接所述驱动轴4的两端。所述驱动气缸8优选薄型气缸，附带有磁性开关感应，能准确感知到所述夹持块3完全与缸体200的内壁贴合则停止。

本实施例中，所述夹持块3的夹持端设有卡接头9，所述卡接头 9包括连接部91，所述连接部91的一端的两侧分别凸设有卡接部92，抓取缸体200时所述卡接部92抵接在缸孔的内壁，可以与缸孔的内壁充分接触，保证抵接的强度。

本实施例中，所述发动机缸体加工用抓手100还包括连接吹气设备的吹气管10，且所述吹气管10的吹气端固设在所述夹持机构的所述安装座6上，所述吹气管10上设有电磁阀，所述卡接部92上对应所述吹气管10的出气口设有吹气孔14。较佳地，所述卡接部92的两端各设有一个所述吹气孔14，且所述卡接部92上的两个所述吹气孔14相连通。所述吹气管10固定在所述安装座6后一分为二，即所述吹气管10的出气端连接两个分气管，每个所述卡接部92对应一个所述分气管，所述分气管对应一个所述吹气孔14即可实现一个所述卡接部92上的两个所述吹气孔14吹气。从而在所述夹持块贴合所述缸体内壁之前，先连通吹气设备对缸孔的内壁进行清理，吹掉缸孔内因为加工留下的铁屑，保证定位精度。所述电磁阀与吹气设备电连接，可有效控制吹气设备的启停。

本实施例中，所述压紧机构包括固设在所述连接臂2上的压紧气缸11，所述压紧气缸11的伸缩杆上设有压紧块12。所述压紧气缸11 优选导杆气缸。所述压紧块12包括与所述压紧气缸11连接的安装部，所述安装部的两端凸设有压紧部，所述安装部的中部设有减重槽，可以减少材料的用量。

本实施例中，所述压紧气缸上设有正向夹紧开关15、反向夹紧开关16和气缸夹紧收回开关17，优选正向夹紧磁性开关、反向夹紧磁性开关和气缸夹紧收回磁性开关,能准确感应的所述压紧块12是否与缸体贴合。

本实施中，所述连接臂2包括连接臂主体，所述连接臂主体的两端设有安装架13，所述夹持机构设置在所述连接臂主体上，所述压紧结构设置在所述安装架13上。同时，所述连接臂主体的中部还设有固定架，所述法兰盘1固设在所述固定架上，从而避免了在将所述抓手100安装到机器人的机械臂时，所述驱动气缸8及所述压紧气缸 12的干涉，方便安装。

为更好地理解本发明的发动机缸体加工用抓手的工作过程，本发明分别就其正向夹紧定位方式及反向夹紧定位方式进行说明：

请参阅附图6，为发动机缸体200正向夹紧定位方式：

正向夹紧定位方式中，使用到了缸体内壁的圆弧面作为夹紧定位点。具体如图6所示，抓手的所述夹持块3通过机器人的驱动，伸入到发动机缸体内，通过中间两个薄型气缸的推杆往下推的作用下，缓缓将具有铰链结构的夹持块3往两侧张开，直至贴近缸体内壁，薄型气缸附带的磁性开关感应到推杆推动力臂贴合缸体内壁后，左右两侧的导杆气缸往下压贴合缸体的表面，导杆气缸磁性开关感应到位后 (导杆气缸上具有正向夹紧磁性开关15、反向夹紧磁性开关16和气缸夹紧收回磁性开关17，检测到位后相应的开关灯会亮起)，缸体在机器人带动下，提起、移动、翻转位置固定不变。

请参阅附图7，为发动机缸体200反向夹紧定位方式：

反向夹紧定位方式中，同样使用到了缸体内壁的圆弧面作为夹紧定位点。具体如图7所示，抓手的所述夹持块3通过机器人的驱动，伸入到发动机缸体内，通过中间两个薄型气缸的推杆往下推的作用下，缓缓将具有铰链结构的所述夹持块3往两侧张开，直至贴近缸体内壁，薄型气缸附带的磁性开关感应到推杆推动力臂贴合缸体内壁后，左右两侧的导杆气缸往下压贴合缸体的表面，导杆气缸磁性开关感应到位后(导杆气缸上具有正向夹紧磁性开关15、反向夹紧磁性开关16和气缸夹紧收回磁性开关17，检测到位后相应的开关灯会亮起)，缸体在机器人带动下，提起、移动、翻转，其位置固定不变。

针对于发动机缸体复杂的加工工艺，按照以往的生产，需要变更大量的夹紧方式，加工缸体不同表面，需要变更不同的装夹位置，因此设计一款能适用于大部分的加工工艺的抓手越来越重要，一次夹紧能适用于多种加工工艺，减少了装夹的时间，减少了夹具的更换，在同一生产线上会节省大量工时，以及更换成本，对于缸体加工带来极大的经济效益。本发明的发动机加工用抓手，实现了发动机加工不同侧面，都只用一款抓手，加工不同排量的发动机缸体，同样使用一款抓手。一款抓手兼容了各种不同加工工艺的情况，同时也兼容因为排量不一致导致缸孔尺寸不一致的缸体加工情况，机器人不用频繁更换夹具，这种夹具精度高稳定性好，节省大量工时，节省了大量不同的装夹夹具，给夹具存放节省了空间，对保养也减少很多麻烦。同时，其柔性化程度高，兼容性好，成本低。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种发动机缸体加工用抓手，与机器人连接，其特征在于：包括相连接的连接臂及法兰盘，所述法兰盘用于与机器人连接，所述连接臂的中部设有至少一个夹持机构，所述连接臂的两端各设有一个压紧机构；

所述夹持机构包括驱动机构和相对设置的两个夹持块，所述驱动机构连接两个所述夹持块的中部，并驱动两个所述夹持块的夹持端相向或相背移动。

2.如权利要求1所述的发动机缸体加工用抓手，其特征在于：所述夹持机构还包括驱动轴，所述夹持块的中部设有倾斜设置的驱动槽，两个所述夹持块上的所述驱动槽相交叉设置，所述驱动轴穿过两个所述驱动槽的交叉点，并连接所述驱动机构。

3.如权利要求2所述的发动机缸体加工用抓手，其特征在于：所述夹持机构还包括安装座，所述安装座的一端连接所述连接臂，两个所述夹持块的连接端分别与所述安装座的另一端铰接。

4.如权利要求3所述的发动机缸体加工用抓手，其特征在于：所述驱动机构包括驱动块和固设在所述连接臂上的驱动气缸，所述驱动块的两端分别与所述驱动轴的两端枢轴连接，所述驱动块的中部连接所述驱动气缸的伸缩杆。

5.如权利要求2所述的发动机缸体加工用抓手，其特征在于：所述驱动槽的宽度为13-20毫米，所述驱动槽的中心线与所述夹持块的底面之间的夹角为a，a的取值范围为30～45度。

6.如权利要求1-5任一项所述的发动机缸体加工用抓手，其特征在于：所述夹持块的夹持端设有卡接头，所述卡接头包括连接部，所述连接部的一端的两侧分别凸设有卡接部。

7.如权利要求6所述的发动机缸体加工用抓手，其特征在于：包括连接吹气设备的吹气管，且所述吹气管的吹气端固设在所述夹持机构上，所述吹气管上设有电磁阀，所述卡接部上对应所述吹气管的出气口设有吹气孔。

8.如权利要求1-5任一项所述的发动机缸体加工用抓手，其特征在于：所述压紧机构包括固设在所述连接臂上的压紧气缸，所述压紧气缸的伸缩杆上设有压紧块。

9.如权利要求8所述的发动机缸体加工用抓手，其特征在于：所述压紧块包括与所述压紧气缸连接的安装部，所述安装部的两端凸设有压紧部，所述安装部的中部设有减重槽。

10.如权利要求1-5任一项所述的发动机缸体加工用抓手，其特征在于：所述连接臂包括连接臂主体，所述连接臂主体的两端设有安装架，所述夹持机构设置在所述连接臂主体上，所述压紧结构设置在所述安装架上。

11.如权利要求1-5任一项所述的发动机缸体加工用抓手，其特征在于：所述压紧机构及两个所述夹持机构固设在所述连接臂上，或沿所述连接臂的长度方向可移动地设置在所述连接臂；

和\或所述连接臂可伸缩。

12.如权利要求8所述的发动机缸体加工用抓手，其特征在于：所述压紧气缸上设有正向夹紧开关、反向夹紧开关和气缸夹紧开关。

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