CN203371550U - 一种取片机器人用端持器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种取片机器人用端持器，该端持器的结构中包括与取片机器人活动轴末端连接的法兰盘，还包括与所述法兰盘固定连接的型材基板、以及借助连接件与所述型材基板垂直搭接的型材叉指，在型材叉指上设有与抽真空系统连通的吸盘组件。本实用新型采用铝型材，其重量轻、连接可靠，尤其是采用了本实用新型的异型连接件，降低了连接件的重量，且连接可靠；可适应范围为4~10代线，玻璃基板厚度可以为0.3~1.8mm，负载为可达到33kg；降低了成本，为碳纤维设备成本的1/20左右。

Description

一种取片机器人用端持器

技术领域

    本实用新型属于装备制造技术领域，具体涉及一种用于搬运8.5代玻璃基板的取片机器人用端持器。 

背景技术

随着等离子显示器（PDP）分辨率的提高和市场对大屏幕显示器需求的增加，等离子玻璃基板规格也随之相应增大。等离子8.5代玻璃基板规格达到2500mm（长度）x2200mm（宽度）x1.8mm（高度），大尺寸玻璃基板对搬运工艺的要求也相应提高。

在PDP玻璃基板生产线，采用工业六轴机器人对玻璃基板进行搬运——堆垛和卸垛。为保护等离子玻璃基板的上表面，端持器一律从玻璃下表面进行抓取动作。因机器人自身有其动作范围和负载能力的限制，需要在端持器设计中予以辅助，所以要求端持器不但长度要满足搬运玻璃基板的要求，而且必须在减轻重量的前提下达到保证整体联接强度的目的。所述端持器是指为配合机器人完成某种特定动作而安装在机器人活动轴末端的工装。

目前上述规格的玻璃基板，其端持器手指部分采用国外进口碳纤维材料进行减重。碳纤维材质端持器特点：重量轻；价格昂贵；加工、安装均有难度；整体成本高；一旦发生断裂，要求维修人员经过相应维修技术的培训；损坏单个手指部分后、维修时间长，需要至少备用一台端持器进行整体更换，无形中也增加了成本。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种价格便宜、重量轻、连接安全可靠、更换容易的取片机器人用端持器，其采用铝型材框架结构的端持器替代碳纤维材质，并用带有加强筋结构连接件连接任意角度交叉的铝型材。

为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案是：

一种取片机器人用端持器，该端持器的结构中包括与取片机器人活动轴末端连接的法兰盘，还包括与所述法兰盘固定连接的型材基板、以及借助连接件与所述型材基板垂直搭接的3个以上型材叉指，在型材叉指上设有与抽真空系统的气路连通的吸盘组件，设置在端部的第一型材叉指上与吸盘组件相间隔地还设有气缸吸盘组件，气缸吸盘组件上的第二吸盘借助气缸具有伸缩自由度。

所述连接件采用异型连接件，所述异型连接件的结构中包括第一连接板、借助下表面与所述第一连接板垂直固定的定位板、以及垂直固定在定位板上表面的第二连接板；所述第一连接板和第二连接板分别与型材基板和型材叉指的内侧面连接、形成型材基板和型材叉指的搭接结构。

所述吸盘组件和气缸吸盘组件的气路借助分气块分路，每个分路借助集成阀控制，取片机器人总控机构的相应输出端分别接集成阀和气缸的控制端。

本实用新型中端持器采用铝型材框架结构，具有价格低廉、重量轻，加工、安装和维修简单，更换方便，不易损坏等优点。目前工业铝型材的搭接一般采用内部连接方式，安装前在型材连接处打安装孔，然后使用专用螺栓连接，采用该连接方式，在两根型材间容易以连接用螺栓为轴发生转动；而且需要在型材上打孔，影响型材的力学性能；端持器的负载较大、对动作要求精密，因此内部连接方式不适用。需要采用外部连接方式，目前，对于直角搭接的铝型材，通常采用连接角件，该L型连接角件仅用一个螺钉固定，受力面积小，强度不够，一旦连接失效，在机器人的快速动作中会导致事故的发生。若增加连接角件的数量或增加连接角件的连接件宽度的方式来增加两根型材的连接强度，占用空间较多，增加了整个端持器的重量。本实用新型的突破了L型连接角件的模式，设计了一种新型的异型连接件来替代部分L型连接角件，采用空间交叉的方式，能够满足任意角度交叉的铝型材之间的连接。

采用上述技术方案产生的有益效果在于：（1）本实用新型采用铝型材，其重量轻、连接可靠，尤其是采用了本实用新型的异型连接件，降低了连接件的重量，且连接可靠；可适应范围为4~10代线，玻璃基板厚度可以为0.3~1.8mm，负载为可达到33kg；降低了成本，为碳纤维设备成本的1/20左右，而且更换方便，维修成本较低；而且采用异型连接件节省了空间，在端持器取放玻璃基板的过程中避免了干涉；（2）将本实用新型用于取片机器人，满足了机器人负载要求，已通过现场机器人破坏性试验；（3）本实用新型采用分路控制吸盘，避免单一吸盘失效而导致所有吸盘失效的现象。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图；

图2是图1吸取玻璃基板后的左视结构示意图；

图3是图2的俯视结构示意图；

图4是图1中A-A向局部剖视结构示意图；

图5是图4中的吸盘到位的结构示意图；

图6 是图2中B处的放大结构示意图；

图7是图3中C处的放大结构示意图； 

图8是异型连接件的立体结构示意图；

图9是本实用新型端持器从A型架上取片的结构示意图； 

其中，1、型材叉指，2、异型连接件，2-1、第一加强筋板，2-2、定位板，2-3、第二连接板，2-4、第二加强筋板，2-5、第一连接板，3、型材基板，3-1、第一铝型材、3-1、第二铝型材，3-3、草帽型连接板，3-4、凵形连接板，4、气缸吸盘组件，5、法兰盘，6、吸盘组件，6-1、第一吸盘，6-2、导杆，6-3、套筒，6-4、吸盘安装座，6-5、传感器支座，6-6、接近传感器，6-7、腔室，7、玻璃基板，8、A型架。

具体实施方式

参见图1~图8，本实用新型中端持器的结构中包括与取片机器人活动轴末端连接的法兰盘5，还包括与所述法兰盘5固定连接的型材基板3、以及借助连接件与所述型材基板3垂直搭接的型材叉指1，在型材叉指1上设有与抽真空系统连通的吸盘组件6。法兰盘5用于与取片机器人的活动轴末端连接，且法兰盘5安装与型材基板3的中心位置，端持器的中心会向法兰盘处移动，这样更有益于改善取片机器人持重能力，更大挖掘了取片机器人的潜能。

在模拟试验过程中，由于端持器尺寸较大，当基板与叉指之间的搭接采用连接角件进行搭接时，叉指的远端在工作过程中变形、震颤严重，整个端持器的强度严重不足。因此，为了增加端持器强度，改善其性能，本实用新型采用带有肋筋的中空式结构的铝型材，形成型材基板3与型材叉指1垂直搭接的结构，并用异型连接件2进行连接。所述异型连接件2的结构中包括第一连接板2-5、借助下表面与所述第一连接板2-5垂直固定的定位板2-2、以及垂直固定在定位板2-2上表面的第二连接板2-3；所述第一连接板2-5和第二连接板2-3分别与型材基板3和型材叉指1的内侧面连接、形成型材基板1和型材叉指3的搭接结构。在第一连接板2-5与定位面板2-2之间、以及第二连接板2-3与定位面板2-2之间分别设有第一加强筋板2-1和第二加强筋板2-4。所述第一加强筋板2-1和第二加强筋板2-4增加了连接件2的连接强度。

第一连接板2-5和第二连接板2-3上分别设有2个以上螺纹孔。该连接件的两个连接板上分别设有2各以上螺纹孔，增加了连接的可靠性。

所述第一连接板2-5与第二连接板2-3呈90°夹角，型材基板3与型材叉指1形成直角搭接结构。

并且所述基板型材3由第一型材3-1和第二型材3-2借助凵形连接板3-4和草帽型连接板3-3拼接而成。增强了端持器的强度，有利于承载较大重量的玻璃基板。端持器经过上述改进之后，进行了重复上万次试验，结果显示其可以稳定、可靠地工作，之前出现的变形、震颤都不再明显。

在型材基板3上均布有3个以上型材叉指1。本实施例中采用4组带有吸盘组件6的型材叉指1，更适用于抓取8.5代线以上玻璃基板的搬运。

为了适应玻璃基板7大小不同的规格，同时为了保证单一吸盘失效不导致所有吸盘失效，对抽真空系统的气路进行分路设计。端持器中多个吸盘分成多路控制，通过分气块完成气路分配，每个分路借助集成阀控制，取片机器人总控机构的相应输出端分别接集成阀的控制端。

所述吸盘组件6的结构中包括吸盘6-1、与吸盘6-1连通的腔室6-7、与腔室6-7固定的导杆6-2、设置在导杆6-2外周的套筒6-3、以及装配在导杆6-2外并限定在套筒6-3内的弹簧，吸盘组件借助吸盘安装座6-4固定在型材叉指1的侧面；在型材叉指1的下表面借助传感器支座6-5还固定有接近传感器6-6；所述导杆6-2在套筒6-3内具有滑动自由度、与接近传感器6-6形成非接触到位检测结构；所述接近传感器6-6的输出端接取片机器人总控机构的相应输入端。接近传感器6-6传感器用于检测吸盘压缩位置，为吸盘压紧玻璃提供信号。

在第一型材叉指1-1上与吸盘组件6相间隔地设有气缸吸盘组件4，所述气缸吸盘组件4结构中包括与借助气缸座与第一型材叉指1-1连接的气缸4-1、借助接头与气缸4-1的活塞杆连接的第二吸盘4-2。

所述法兰盘5与基板型材3的夹角为40~70°。

以图9为例，说明本实用新型的信号控制和工作步骤如下：

①当取片机器人收到动作信号后，端持器在取片机器人的带动下，按照预先设定的程序动作；当运行到设定的位置时，端持器缓慢靠近A型架上的外层玻璃基板7表面，调整端持器，使吸盘6-1的平面同玻璃基板7的表面保持平行；

②吸盘6-1接触玻璃基板7表面之后，继续按照既定的程序运动，吸盘6-1在导杆6-2沿套筒6-3向后运动，因此端持器继续压向玻璃基板7；由于弹簧的作用力不是很大，所以既可保证吸盘6-1都同玻璃基板7的表面贴实，又能确保玻璃基板7不被压碎；

③当端持器压紧玻璃基板7表面一定距离时，导杆6-2带动吸盘6-1向后运动相应的距离，此时导杆6-2的后端触发接近传感器6-6，接近传感器6-6的信号传输控制信号传输给取片机器人，停止继续压向玻璃基板7；

④取片机器人控制集成阀使吸盘形成真空；此时，保持端持器不动，控制气缸反复伸缩2~3次，在气缸和第二吸盘的带动下，被端持器吸附的玻璃基板7上部被反复揭开2~3次；使玻璃基板之间进入一定量的空气，以确保取片时玻璃基板安全稳定地分开；

⑤此后取片机器人按照设定的轨迹运行，将玻璃基板7放置到设定的位置；然后破坏掉真空，并控制气缸处于缩回状态，再将端持器平稳下降，此时玻璃基板7被放置到指定位置；取片机器人回到初始原点，等待下一循环的动作信号。

综上所述，本实用新型的端持器价格便宜、重量轻、连接安全可靠、更换容易，维修成本低。

Claims (9)

1.一种取片机器人用端持器，该端持器的结构中包括与取片机器人活动轴末端连接的法兰盘（5），其特征在于还包括与所述法兰盘（5）固定连接的型材基板（3）、以及借助连接件与所述型材基板（3）垂直搭接的3个以上型材叉指（1），在型材叉指（1）上设有与抽真空系统的气路连通的吸盘组件（6），设置在端部的第一型材叉指（1-1）上与吸盘组件（6）相间隔地还设有气缸吸盘组件（4），气缸吸盘组件（4）上的第二吸盘（4-2）借助气缸具有伸缩自由度。

2.根据权利要求1所述的取片机器人用端持器，其特征在于所述连接件为异型连接件（2），所述异型连接件（2）的结构中包括第一连接板（2-5）、借助下表面与所述第一连接板（2-5）垂直固定的定位板（2-2）、以及垂直固定在定位板（2-2）上表面的第二连接板（2-3）；所述第一连接板（2-5）和第二连接板（2-3）分别与型材基板（3）和型材叉指（1）的内侧面连接、形成型材基板（1）和型材叉指（3）的搭接结构。

3.根据权利要求2所述的取片机器人用端持器，其特征在于在第一连接板（2-5）与定位面板（2-2）之间、以及第二连接板（2-3）与定位面板（2-2）之间分别设有第一加强筋板（2-1）和第二加强筋板（2-4）。

4.根据权利要求1所述的取片机器人用端持器，其特征在于所述型材基板（3）和型材叉指（1）采用带有肋筋的中空式结构的铝型材。

5.根据权利要求1或4所述的取片机器人用端持器，其特征在于所述基板型材（3）由两根型材借助凵形连接板（3-4）和草帽型连接板（3-3）拼接而成。

6.根据权利要求1所述的取片机器人用端持器，其特征在于所述吸盘组件（6）的结构中包括吸盘（6-1）、与吸盘（6-1）连通的腔室（6-7）、与腔室（6-7）固定的导杆（6-2）、设置在导杆（6-2）外周的套筒（6-3）、以及装配在导杆（6-2）外并限定在套筒（6-3）内的弹簧，吸盘组件借助吸盘安装座（6-4）固定在型材叉指（1）的侧面；在型材叉指（1）的下表面借助传感器支座（6-5）还固定有接近传感器（6-6）；所述导杆（6-2）在套筒（6-3）内具有滑动自由度、与接近传感器（6-6）形成非接触到位检测结构；所述接近传感器（6-6）的输出端接取片机器人总控机构的相应输入端。

7.根据权利要求1所述的取片机器人用端持器，其特征在于在所述气缸吸盘组件（4）结构中包括与借助气缸座与第一型材叉指（1-1）连接的气缸（4-1）以及借助接头与气缸（4-1）的活塞杆连接的第二吸盘（4-2）。

8.根据权利要求1所述的取片机器人用端持器，其特征在于所述吸盘组件（6）和气缸吸盘组件（4）的气路借助分气块分路，每个分路借助集成阀控制；取片机器人总控机构的相应输出端分别接集成阀和气缸的控制端。

9.根据权利要求1所述的取片机器人用端持器，其特征在于所述法兰盘（5）与基板型材（3）的夹角为40~70°。

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