CN116141361A - 一种更换便捷的机器人手爪装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种更换便捷的机器人手爪装置，包括一种更换便捷的机器人手爪装置，包括安装在设备支架上的手爪，所述手爪用于吸取PCB板，所述设备支架安装在机器人手臂上，其特征在于：所述手爪的爪座气动式可拆卸连接设备支架。通过可靠的启动装置，手爪可以便捷的和设备支架进行拆卸安装，可缩短因调整调整手爪吸嘴导致生产线的停工时间，提高PCB板的生产效率。通过气动手拉阀、气动锁紧阀和气动锁紧杆的配合使用，锁紧手爪，手爪不易在设备支架掉落。同时通过调整吸嘴横向的位置，提高手爪的适用范围。通过定位柱和相机视觉定位系统，定位和跟踪手爪与PCB板的相对位置，及时发现手爪和PCB板的位置偏差，保证生产线的正常运行。

Description

一种更换便捷的机器人手爪装置

技术领域

本发明涉及机器人手爪技术领域，尤其涉及一种更换便捷的机器人手爪装置。

背景技术

在PCB板自动化生产作业过程中，机器人手爪应用到PCB板的吸板上料、吸板流转、吸板测试等多个的作业环节中，是PCB板自动化生产作业的重要组成部分，不同的PCB板生产加工时因为规格不同，需要及时调整更换手爪，实现手爪对PCB板的吸取，现有机器人的手爪装置多采用锁螺丝方式与设备支架连接，如果在安装工位上对手爪吸嘴直接调整，或者更换整个手爪，需要生产线长时间停机作业，影响了生产线的作业效率。

现实中PCB板自动化生产线作业过程中，需要一种可以更换便捷的机器人手爪装置，建立手爪库，根据生产线需求可以快换更换手爪，适应生产线作业需求，提高PCB板的生产线作业效率，同时可以对对手爪吸嘴的位置进行调整，提高手爪的适用范围，提高手爪与PCB板的定位使用。

文献号为CN204473932U的中国专利公开了一种可高效自动分离PCB板的吸盘装置，包括连杆、动力机构、吸盘机构以及连接动力机构和吸盘机构的支架，本实用新型通过设置分离装置，自动提升第一吸盘机构和第二吸盘机构，从而带动由第一吸盘机构和第二吸盘机构吸附的PCB板侧边向内提升，通过装置实现了下一片板被动分离，此外还可在板的周围增加吹气装置，以辅助板的分离，气体由侧边进入，破坏板与板之间的静电及真空，从而使PCB叠板可靠分离，与现有技术相比，分离效率高，且降低板在分离过程中的损坏。但其也存在一些问题：1、吸盘之间固定连接不便于调整，适用范围小。2、手爪部分与动力机构连接固定，不便于更换。3、没有PCB板的辅助定位和视频定位系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种更换便捷的机器人手爪装置，解决调整更换机器人手臂的手爪，占用时间长，影响PCB板生产线生产，手爪中喷嘴的位置不便于调整，手爪适用范围小，手爪与PCB板定位差的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种更换便捷的机器人手爪装置，包括安装在设备支架上的手爪，所述手爪用于吸取PCB板，所述设备支架安装在机器人手臂上，其特征在于：所述手爪的爪座气动式可拆卸连接设备支架。

作为本发明再进一步的方案：所述设备支架安装有气动锁紧阀，所述气动锁紧阀连接有气动手拉阀，所述气动手拉阀连接气源；所述爪座连接有气动锁紧杆，所述气动锁紧杆插入气动锁紧阀。

作为本发明再进一步的方案：所述气动锁紧杆安装有磁环，所述气动锁紧阀内安装有与磁环对应的吸磁块，所述气动锁紧杆插入气动锁紧阀内时，吸磁块磁吸磁环。

作为本发明再进一步的方案：所述手爪包括若干个吸嘴，每个所述吸嘴连接有一个调节竖架，多个所述调节竖架均连接同一个调节横架，所述调节横架连接调节座，所述调节座连接过渡板，所述过渡板连接爪座。

作为本发明再进一步的方案：所述调节竖架开设有竖架通槽，所述调节横架开设有横架通槽，多个所述吸嘴分别螺纹连接对应的竖架通槽，多个所述调节竖架螺纹连接调节横架。

作为本发明再进一步的方案：所述手爪还包括定位柱，所述定位柱安装在柱座上，所述柱座连接调节座。

作为本发明再进一步的方案：所述柱座呈T型板状，所述调节座的顶面与底面之间开设有调节通槽，所述柱座远离定位柱的一端开设有调节通孔，所述柱座的顶面贴靠调节座的底面，所述调节通孔对正调节通槽，所述调节座螺纹连接柱座。

作为本发明再进一步的方案：所述设备支架上方连接有辅助支架，所述辅助支架靠近手爪的端部安装有相机和相机光源，所述相机光源位于相机和手爪之间，所述相机用于视觉定位手爪与PCB板的位置。

本发明的有益效果：

1、本发明通过手爪与设备支架气动式的可拆卸连接，手爪作为一个整体，根据PCB板的规格，直接从抓库中取出对应的手爪，通过气动装置可靠的连接方式，手爪可以便捷的和设备支架进行拆卸安装，在PCB板流水线生产作业时，通过更换便捷手爪，可以大大缩短因调整调整手爪吸嘴导致生产线的停工时间，有利于提高工厂PCB板生产自动化进行，提高PCB板的生产效率。

2、通过气动手拉阀、气动锁紧阀和气动锁紧杆的配合使用，可以方便快捷的实现对手爪的更换，通过吸磁块磁吸磁环，气动锁紧杆与气动锁紧阀匹配安装，气动锁紧阀发生气动故障时，保障气动锁紧杆和气动锁紧阀不易分离，手爪不易在设备支架掉落。

3、通过调节竖架和调节横架，调整吸嘴横向的位置，使手爪适应不同规格的PCB板，提高手爪的适用范围。

4、通过手爪安装定位柱，定位手爪与PCB板的位置，保证了手爪对PCB板精确的吸取和放置，通过相机视觉定位跟踪手爪与PCB板的相对位置，及时发现手爪和PCB板的位置偏差，保证生产线的正常运行。

附图说明

图1为本发明一种更换便捷的机器人手爪装置的结构示意图之一；

图2为本发明一种更换便捷的机器人手爪装置的结构示意图之二；

图3为图2的右视图；

图4为图3的B-B向剖视图；

图5为本发明手爪的结构示意图。

10、手爪；11、爪座；12、气动锁紧杆；121、磁环；13、杆座；14、吸嘴；15、调节竖架；151、竖架通槽；16、调节横架；161、横架通槽；17、调节座；171、调节通槽；18、定位柱；181、柱座；19、过渡板；20、设备支架；21、连接座；30、气动锁紧阀；40、气动手拉阀；41、进气口；42、消音气口；43、出气口；44、手拉杆；50、辅助支架；60、相机；61、相机底座；62、电源接口；63、网络接口；70、相机光源；71、光源底座；72、连接线。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中表示，其中自始至终相同或类似的符号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解对本发明的限制。

如图1-5所示，本发明公开一种更换便捷的机器人手爪装置，包括安装在设备支架20上的手爪10，手爪10用于吸取PCB板，设备支架20安装在机器人手臂上，手爪10的爪座11气动式可拆卸连接设备支架20。

如图5所示，手爪10作为一个整体，通过气动式装置可拆卸连接设备支架20，使用时，设备支架20通连接座21安装在机器人手臂上，手爪10根据生产PCB板的规格型号形成事先手爪10库，生产作业需要更换手爪10时，直接从手爪库中取出与PCB板对应的手爪10，手爪10的爪座11部分规格一致，手爪10可靠的气动式装置和设备支架20进行便捷装卸，在PCB板流水线生产作业时，通过更换便捷手爪10，可以大大缩短因调整手爪10和吸嘴14导致生产线的停工时间，有利于提高工厂PCB板生产自动化进行效率，提高PCB板的生产效率，采用气动式可拆卸连接的技术成熟，结构简单，可以保障手爪10和设备支架20的可靠连接和便捷更换。

进一步的，气动式连接可以通过安装气动手拉阀40或气动电磁阀(图未示出)，来控制气源(图未示出)的气体压力，在设备支架20安装气动锁紧阀30，爪座11连接气动锁紧杆12，手爪10安装到设备支架20时，气动锁紧杆12插入气动锁紧阀30，通过气动手拉阀40改变气体压力，控制气动锁紧阀30对气动锁紧杆12的锁紧。

气动手拉阀40时可以采用4L1106型气动手拉阀40，4L1106型气动手拉阀40设置有进气口41、消音气口42、出气口43和手拉杆44，进气口41连接气源，出气口43连接气动锁紧阀30，消音气口42用于消音排气，拉动4L1106型气动手拉阀40的手拉杆44，气动锁紧阀30内的气体放出，气压降低，气动锁紧阀30停止锁紧气动锁紧杆12，气动锁紧杆12通过杆座13连接爪座11，气动锁紧杆12被松开后，手爪10可以整体与设备支架20分离，方便爪座11与设备支架20分离；安装爪座11与设备支架20时，先拉动手拉杆44，气动锁紧杆12插入气动锁紧阀30，手拉杆44复位，气动锁紧阀30内气压增高，气动锁紧阀30锁紧气动锁紧杆12，保持爪座11与设备支架20的连接。

进一步的，如图5所示，在气动锁紧杆12插入端端部安装磁环121，在气动锁紧阀30内的插入腔中设置设置与磁环121对应的吸磁块(图未示出)，气动锁紧杆12插入气动锁紧阀30内时，利用吸磁块磁吸磁环121。

气动锁紧杆12插入气动锁紧阀30内时，吸磁块对磁环121的磁吸力，可以保证气动锁紧杆12能插入气动锁紧阀30的内部时安装匹配到位，利用吸磁块对磁环121的磁吸力，也可以使气动锁紧阀30发生气动故障时，保障气动锁紧杆12和气动锁紧阀30不易分离，手爪10不易在设备支架20掉落。

进一步的，手爪10包括若干个吸嘴14，每个吸嘴14连接有一个调节竖架15，多个调节竖架15均连接同一个调节横架16，调节横架16连接调节座17，调节座17连接爪座11。

吸嘴14连接气体控制装置(图未示出)，利用吸嘴14与PCB板接触时的气压变化，完成对PCB板的吸取和放置，吸嘴14通过调节竖架15、调节横架16、调节座17和过渡板19与爪座11连接成一个整体，调节竖架15和调节横架16用于调整手爪10横向和竖向的方向，方便手爪10适应不同规格的PCB板，方便手爪10的整体更换。

进一步的，在调节竖架15开设有竖架通槽151，竖架通槽151呈长条状，吸嘴14的一端开设有螺纹，吸嘴14的螺纹端穿过竖架通槽151后通螺帽固定，通过吸嘴14与竖架通槽151固定的不同位置灵活调整吸嘴14竖向的位置，调节横架16开设有横架通槽161，横架通槽161呈长条状，螺杆穿过横架通槽161与竖架通槽151后通过螺帽固定，通过横架通槽161与竖架通槽151固定的不同位置，可以灵活调整吸嘴14横向的位置，通过调整吸嘴14手爪10适应不同规格的PCB板。

进一步的，手爪10吸取PCB板时，应保持手爪10与PCB板的相对位置准确，才能保障手爪10对PCB板的精确的吸取和准确的放置，保障PCB生产线的正常运行，可以在手爪10安装用于PCB板的定位柱18，在PCB板开设对应的定位孔，通过定位柱18匹配PCB板的定位孔，保证手爪10与PCB板的相对位置准确。

进一步的，定位柱18与调节座17的相对位置可以进行调整，可以使定位柱18对应不同规格的定位孔，也方便不同规格PCB板在合适的位置开设定位孔，提高手爪10的应用范围，定位柱18安装在T型板状的柱座181上，柱座181远离定位柱18的一端开设调节通孔(图未示出)，在调节座17的顶面与底面之间开设有调节通槽171，柱座181的顶面贴靠调节座17的底面，调节通孔对正调节通槽171，利用螺栓穿过调节通孔和调节通槽171，用螺帽锁紧调节座17和柱座181，改变调节通孔与调节通槽171对正的位置，可以调整定位柱18的位置，手爪10可以对多种规格的PCB板定位。

进一步的，PCB板生产线作业，利用视觉定位跟踪手爪10与PCB板的相对位置，保证手爪10精确的吸取和放置PCB板，通过在设备支架20上方连接辅助支架50，辅助支架50靠近手爪10的端部安装有相机60和相机光源70，相机光源70通过光源底座71连接辅助支架50，通过连接线72连接电源和自动化机台，相机60通过相机底座61连接辅助支架50，相机60镜头对正手爪10吸取PCB板的位置，相机60通过电源接口62连接电源，相机光源70提供相机60拍摄所需的照明，相机60拍照后，相机60通过网络接口63连接网络，把照片传送到自动化机台，通过自动化机台的图像识别对比系统分析手爪10和PCB板的位置是否准确，位置出现差异时，系统发出警报，操作人员及时调整手爪10中吸嘴14和定位柱18位置。

本发明原理：本发明公开一种更换便捷的机器人手爪装置，通过手爪10与设备支架20气动式的可拆卸连接，手爪10可以便捷的和设备支架20进行拆卸安装，过气动手拉阀40、气动锁紧阀30和气动锁紧杆12的配合使用，可以方便快捷的实现对手爪10的更换，通过吸磁块磁吸磁环121，气动锁紧杆12与气动锁紧阀30匹配安装，气动锁紧阀30发生气动故障时，手爪10不易在设备支架20掉落；通过调节竖架15和调节横架16，调整吸嘴14横向的位置，使手爪10适应不同规格的PCB板；相机60视觉定位跟踪手爪10与PCB板的相对位置，保证生产线的正常运行。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

Claims (8)

1.一种更换便捷的机器人手爪装置，包括安装在设备支架(20)上的手爪(10)，所述手爪(10)用于吸取PCB板，所述设备支架(20)安装在机器人手臂上，其特征在于：所述手爪(10)的爪座(11)气动式可拆卸连接设备支架(20)。

2.根据权利要求1所述的一种更换便捷的机器人手爪装置，其特征在于：所述设备支架(20)安装有气动锁紧阀(30)，所述气动锁紧阀(30)连接有气动手拉阀(40)，所述气动手拉阀(40)连接气源；所述爪座(11)连接有气动锁紧杆(12)，所述气动锁紧杆(12)插入气动锁紧阀(30)。

3.根据权利要求2所述的一种更换便捷的机器人手爪装置，其特征在于：所述气动锁紧杆(12)安装有磁环(121)，所述气动锁紧阀(30)内安装有与磁环(121)对应的吸磁块，所述气动锁紧杆(12)插入气动锁紧阀(30)内时，吸磁块磁吸磁环(121)。

4.根据权利要求1所述的一种更换便捷的机器人手爪装置，其特征在于：所述手爪(10)包括若干个吸嘴(14)，每个所述吸嘴(14)连接有一个调节竖架(15)，多个所述调节竖架(15)均连接同一个调节横架(16)，所述调节横架(16)连接调节座(17)，所述调节座(17)连接过渡板(19)，所述过渡板(19)连接爪座(11)。

5.根据权利要求4所述的一种更换便捷的机器人手爪装置，其特征在于：所述调节竖架(15)开设有竖架通槽(151)，所述调节横架(16)开设有横架通槽(161)，多个所述吸嘴(14)分别螺纹连接对应的竖架通槽(151)，多个所述调节竖架(15)螺纹连接调节横架(16)。

6.根据权利要求4所述的一种更换便捷的机器人手爪装置，其特征在于：所述手爪(10)还包括定位柱(18)，所述定位柱(18)安装在柱座(181)上，所述柱座(181)连接调节座(17)。

7.根据权利要求6所述的一种更换便捷的机器人手爪装置，其特征在于：所述柱座(181)呈T型板状，所述调节座(17)的顶面与底面之间开设有调节通槽(171)，所述柱座(181)远离定位柱(18)的一端开设有调节通孔，所述柱座(181)的顶面贴靠调节座(17)的底面，所述调节通孔对正调节通槽(171)，所述调节座(17)螺纹连接柱座(181)。

8.根据权利要求7所述的一种更换便捷的机器人手爪装置，其特征在于：所述设备支架(20)上方连接有辅助支架(50)，所述辅助支架(50)靠近手爪(10)的端部安装有相机(60)和相机光源(70)，所述相机光源(70)位于相机(60)和手爪(10)之间，所述相机(60)用于视觉定位手爪(10)与PCB板的位置。

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