CN201751047U - 一种用于热锻工序气门夹取的机械手 - Google Patents

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张惠洪
王勇
谢汝炘
李锦波
刘建华
林荣华
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Abstract

本实用新型公开了一种用于热锻工序气门夹取的机械手，包括垂直升降运动装置、水平直线运动装置和机架移动装置；垂直升降运动装置包括末端执行机构、摄像头、活动板、导向杆、汽缸和固定支架；汽缸安装在固定支架上，活动板与汽缸的活塞杆连接，末端执行机构固定在活动板上表面，用于图像获取的摄像头安装在活动板的下表面；末端执行机构包括气门夹块、测温探头、支爪和指型汽缸；指型汽缸与两个支爪连接，支爪与气门夹块连接，测温探头位于气门夹块的孔内，指型汽缸与活动板连接；机架与底板相连，V型槽轮用螺栓连接在机架底部，4个V型槽轮在V型导轨上滚动连接。机械手的机构运动配合摄像头和末端执行机构，实现气门的夹取和搬运。

Description

一种用于热锻工序气门夹取的机械手
技术领域
本实用新型涉及热锻及电镦过程工件的夹取装置，具体是涉及一种用于热锻工序气门夹取的机械手。
背景技术
现有发动机气门热锻工序，主要由人工完成。工人将电镦完毕的气门转移到摩擦锻压机模具内，待热锻完成后将气门取出。由于人工操作的不确定性，使得发动机气门在转移过程中温度下降不一致，导致发动机气门质量存在差异，废品率增多，并且人工效率低下，在整个气门生产过程中是一个瓶颈工序。针对该工序自动化改造需求，构造用于该热锻工序气门夹取的机械手，配合锻压机和上下道工序设备实现发动机气门的自动化生产。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有生产条件，提供一种能替代人工实现气门夹取机械手。
本实用新型目的通过如下技术方案实现：
一种用于热锻工序气门夹取的机械手：包括垂直升降运动装置、水平直线运动装置和机架移动装置；所述垂直升降运动装置包括末端执行机构、摄像头、活动板、导向杆、汽缸和固定支架；汽缸安装在固定支架上，活动板与汽缸的活塞杆连接，用于气门夹取的末端执行机构固定在活动板上表面，用于图像获取的摄像头安装在活动板的下表面；所述末端执行机构包括气门夹块、测温探头、支爪和指型汽缸；指型汽缸与两个支爪连接，支爪与气门夹块连接，测温探头位于气门夹块的孔内，指型汽缸与活动板连接；
所述水平直线运动装置包括可移动连接板、滚珠丝杠、联轴器、直线导轨、电机、滑块和底板；电机通过联轴器与滚珠丝杠连接，滚珠丝杠的螺帽与可移动连接板连接，可移动连接板与两直线导轨的滑块连接，直线导轨与底板固接，固定支架与可移动连接板固接，
所述电机为伺服电机；
所述机架移动装置包括机架、V型槽轮和V型导轨；机架与底板相连，V型槽轮用螺栓连接在机架底部，4个V型槽轮在V型导轨上滚动连接；
为进一步实现本实用新型目的，所述气门夹块为立方型，设有V型槽，V型槽角度为30°-150°，槽面雕镂出许多微小的沟槽，以增加摩擦力。
所述测温探头优选为热电偶传感器。
所述指型汽缸与两个支爪优选通过内六角螺钉连接。
所述支爪与气门夹块优选通过内六角螺钉连接。
所述可移动连接板与两直线导轨的滑块优选通过螺栓连接。
所述滚珠丝杠的螺帽与可移动连接板优选通过螺栓连接。
所述机架与底板焊接相连。
本实用新型的垂直升降运动和水平直线运动的运动合成配合摄像头和末端执行机构能实现二维平面内的气门夹取。
本实用新型与现有技术相比有如下优点：
1.本实用新型机械手的垂直升降运动与水平直线运动能实现二维平面内的定位。
2.末端执行机构的气门夹块有V型槽，V型槽角度30°-150°，槽面雕镂出一定规律形状的沟槽以增加摩擦力。
3.末端执行机构有测温探头能准确测量所夹取部位的温度。
4.摄像头能识别气门的位置而实现准确定位。
5.摄像头能判断气门的形状而实现质量检验。
附图说明
图1是一种用于热锻工序气门夹取的机械手的结构示意图。图中示出：1—垂直升降运动装置；1-1—气门；1-2—末端执行机构；1-3—摄像头；1-4—活动板；1-5—导向杆；1-6—汽缸；1-7—固定支架；2—水平直线运动装置；2-1—可移动连接板；2-2—滚珠丝杠；2-3—联轴器；2-4—直线导轨；2-5—电机；2-6—滑块；2-7—底板；3—机架移动装置；3-1—机架；3-2—V型槽轮；3-3—V型导轨
图2是末端执行机构示意图。图中示出：1-2-1—气门夹块；1-2-2—测温探头；1-2-3—支爪；1-2-4—指型汽缸
图3是气门夹块的沟槽示意图。
具体实施方法
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，一种用于热锻工序气门夹取的机械手，包括垂直升降运动装置1、水平直线运动装置2、机架移动装置3；垂直升降运动装置1包括末端执行机构1-2、摄像头1-3、活动板1-4、导向杆1-5、汽缸1-6和固定支架1-7；汽缸1-6安装在固定支架1-7上，用于气门1-1夹取的末端执行机构1-2固定在活动板1-4上表面，用于图像获取的摄像头1-3安装在活动板1-4的下表面，位于末端执行机构1-2后端，摄像头1-3的镜头与气门夹块1-2-1的V型槽在水平直线运动方向上的距离可根据摄像头焦距调整，活动板1-4与汽缸1-6的活塞杆连接，汽缸1-6伸缩带动活动板1-4上下运动。
水平直线运动装置2包括可移动连接板2-1、滚珠丝杠2-2、联轴器2-3、直线导轨2-4、电机2-5、滑块2-6和底板2-7；电机2-5通过联轴器2-3与滚珠丝杠2-2连接，滚珠丝杠2-2的螺帽与可移动连接板2-1通过螺栓联接，可移动连接板2-1与两直线导轨2-4的滑块2-6通过螺栓联接，直线导轨2-4与底板2-7固接，固定支架1-7与可移动连接板2-1固接，电机2-5驱动滚珠丝杠2-2旋转，丝杠带动可移动连接板2-1在直线导轨2-4上运动，电机2-5为伺服电机。
机架移动装置3包括机架3-1、V型槽轮3-2和V型导轨3-3；机架3-1与底板2-7焊接相连，V型槽轮3-2用螺栓联接在机架3-1底部，4个V型槽轮3-2在V型导轨3-3上滚动，从而使得机架3-1和垂直升降运动装置1及水平直线运动装置2由人力操作实现移动。
通过汽缸1-6的伸缩运动实现垂直升降运动，汽缸1-6内部自带磁环，在汽缸外表面的极限位置放置能检测磁性的传感器；通过电机2-5驱动滚珠丝杠2-2的旋转带动可移动连接板2-1在两条平行直线导轨2-4上实现水平直线运动，直线导轨2-4在安装时要保证平行度。
如图2所示，末端执行机构1-2包括气门夹块1-2-1、测温探头1-2-2、支爪1-2-3和指型汽缸1-2-4；指型汽缸1-2-4与两个支爪1-2-3通过内六角螺钉连接，支爪1-2-3与气门夹块1-2-1通过内六角螺钉连接，测温探头1-2-2位于气门夹块1-2-1的孔内，指型汽缸1-2-4与活动板1-4通过螺栓联接。
如图3所示，气门夹块1-2-1为立方型，设有V型槽，便于夹取气门，V型槽角度为30°-150°，槽面雕镂出微小的沟槽，以增加摩擦力。按照V型槽角度的不同，气门夹块1-2-1制作成系列规格，能夹取直径为φ5-φ20的气门。测温探头1-2-2为热电偶传感器，安装在气门夹块1-2-1的孔内，可测量所夹取部位的温度。
摄像头1-3用于获取图像信息，后由视频采集卡进行图像处理，处理结果包括气门的当前位置和气门的形状，PC机获取这些处理信息后进行判断应该进行夹取操作或者丢弃操作。若判断为执行夹取操作，则PC机发出控制命令给电机和汽缸前往夹取。若判断为执行丢弃操作，则将气门放入废料框，停止后续操作。

Claims (8)

1.一种用于热锻工序气门夹取的机械手，其特征在于：包括垂直升降运动装置、水平直线运动装置和机架移动装置；所述垂直升降运动装置包括末端执行机构、摄像头、活动板、导向杆、汽缸和固定支架；汽缸安装在固定支架上，活动板与汽缸的活塞杆连接，用于气门夹取的末端执行机构固定在活动板上表面，用于图像获取的摄像头安装在活动板的下表面，位于末端执行机构后端；所述末端执行机构包括气门夹块、测温探头、支爪和指型汽缸；指型汽缸与两个支爪连接，支爪与气门夹块连接，测温探头位于气门夹块的孔内，指型汽缸与活动板连接；
所述水平直线运动装置包括可移动连接板、滚珠丝杠、联轴器、直线导轨、电机、滑块和底板；电机通过联轴器与滚珠丝杠连接，滚珠丝杠的螺帽与可移动连接板连接，可移动连接板与两直线导轨的滑块连接，直线导轨与底板连接，固定支架与可移动连接板连接，所述电机为伺服电机；
所述机架移动装置包括机架、V型槽轮和V型导轨；机架与底板相连，V型槽轮用螺栓连接在机架底部，4个V型槽轮在V型导轨上滚动连接。
2.根据权利要求1所述的用于热锻工序气门夹取的机械手，其特征在于：所述气门夹块为立方型，设有V型槽，V型槽角度为30°-150°，槽面雕镂出许多微小的沟槽。
3.根据权利要求1所述的用于热锻工序气门夹取的机械手，其特征在于：所述测温探头为热电偶传感器。
4.根据权利要求1所述的用于热锻工序气门夹取的机械手，其特征在于：所述指型汽缸与两个支爪通过内六角螺钉连接。
5.根据权利要求1所述的用于热锻工序气门夹取的机械手，其特征在于：所述支爪与气门夹块通过内六角螺钉连接。
6.根据权利要求1所述的用于热锻工序气门夹取的机械手，其特征在于：所述可移动连接板与两直线导轨的滑块通过螺栓连接。
7.根据权利要求1所述的用于热锻工序气门夹取的机械手，其特征在于：所述滚珠丝杠的螺帽与可移动连接板通过螺栓连接。
8.根据权利要求1所述的用于热锻工序气门夹取的机械手，其特征在于：所述机架与底板焊接相连。
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