CN205222058U - 涡轮部件焊缝检测用运动抓取机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种涡轮部件焊缝检测用运动抓取机构，包括气动夹爪、旋转气缸、Z轴驱动机构、Y轴驱动机构和X轴驱动机构。通过设置气动夹爪可以实现抓取待检测涡轮部件的功能，通过设置旋转气缸可以实现抓取的后方向调整，通过X、Y、Z轴驱动机构可以实现气动夹爪抓取后在三维空间内的运动和定位，从而实现自动抓取待检测涡轮部件并将其运动至定位工装上的功能，检测完毕后，还可以自动将待检测涡轮部件抓取运动至下料工位，可大大提高检测效率，适用于大批量的工业化生产。

Description

涡轮部件焊缝检测用运动抓取机构

技术领域

本实用新型涉及涡轮部件焊缝检测技术领域，具体是涉及一种涡轮部件焊缝检测用运动抓取机构。

背景技术

涡轮部件又称涡轮转轴，是汽车涡轮增压器的重要组成部分，由涡轮叶轮和转轴焊接而成。涡轮部件通常工作于高温高速状态下，工作转速从每分钟几万下到二十万多万转，其制造通常采用电子束焊接工艺，由于涡轮叶轮和转轴由不同合金材料环焊接，且焊接质量受焊接设备和工艺控制等影响，其焊缝处的外观缺陷较多，比如虚焊(第二焊接程序未完成)、凹坑(焊接沙洞)等，影响焊接质量。目前，涡轮部件的焊缝外观质量检测主要是依靠人的目视检测或者CT检测。人为目视检测不仅容易漏检零件，而且人为检测精度较低，对于小的焊接凹坑和空洞难以识别，不能100％识别出表面有缺陷的零件。而CT检测采购设备投入过高，且检测时间过长无法用于大批量的工业化生产。

为了解决上述技术问题，本申请人提出了一种涡轮部件焊缝检测方法，通过定位工装对待检测涡轮部件进行可旋转定位，并通过旋转驱动机构驱动待检测涡轮部件以一定的速度作旋转运动，再通过3D激光扫描相机对焊缝区域进行激光扫描拍摄，采集焊缝整个圆周的照片进行分析，可以实现对焊缝外观质量的快速检测。为了适用于大批量的工业化、自动化生产的需要，进一步提高检测效率，迫切需求开发设计一套用于涡轮部件焊缝旋转检测运动抓取机构，以实现将待检测涡轮部件自动装到定位工装上的功能。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种涡轮部件焊缝检测用运动抓取机构，可实现自动待抓取待检测涡轮部件并将其运动至定位工装上的功能，还可以实现自动将待检测涡轮部件抓取运动至下料工位的功能，从而大大提高了检测效率，适用于大批量的工业化生产。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种涡轮部件焊缝检测用运动抓取机构，包括用于抓取待检测涡轮部件指定位置的气动夹爪、用于驱动所述气动夹爪以Z轴为轴旋转并定位的旋转气缸、用于驱动所述气动夹爪沿Z轴方向移动并定位的Z轴驱动机构、用于驱动所述气动夹爪沿Y轴方向移动并定位的Y轴驱动机构、用于驱动所述气动夹爪沿X轴方向移动并定位的X轴驱动机构。

进一步的，所述X轴驱动机构包括X轴伺服电机、X轴丝杠滑台、X轴导轨和X轴滑座，所述Y轴驱动机构包括Y轴伺服电机、Y轴丝杠滑台和Y轴滑座，所述Z轴驱动机构包括Z轴气缸、Z轴导轨和Z轴滑座；设有两个固定支架，两个所述固定支架间隔设于一工作台面上，所述X轴导轨固设于一个所述固定支架顶部，所述X轴丝杠滑台固设于另一个所述固定支架顶部，所述X轴滑座包括两个X轴滑块和固定连接两个所述X轴滑块的连接座，一个所述X轴滑块滑设于所述X轴导轨上，另一个所述X轴滑块与所述X轴丝杠滑台的滑座固定连接，所述X轴伺服电机与所述X轴丝杠滑台的丝杆传动连接；所述Y轴丝杠滑台固设于所述连接座一侧，所述Y轴滑座与所述Y轴丝杠滑台的滑座固定连接，所述Y轴伺服电机与所述Y轴丝杠滑台的丝杆传动连接；所述Z轴导轨固设于所述Y轴滑座的一侧，所述Z轴滑座滑设于所述Z轴导轨上，所述Z轴气缸固设于所述Y轴滑座上，所述Z轴气缸的动力输出轴与所述Z轴滑座固定连接，所述旋转气缸通过旋转气缸安装板固设于所述Z轴滑座的一侧，所述气动夹爪通过夹爪连接件固接于所述旋转气缸的旋转动力输出轴上。

进一步的，所述固定支架包括间隔设置的两个立柱和固定连接两个所述立柱顶端的横杆。

进一步的，所述X轴驱动机构包括X轴伺服电缸、X轴导轨和X轴滑座，所述X轴伺服电缸包括X轴伺服电机和X轴电缸本体，所述Y轴驱动机构包括Y轴伺服电缸和Y轴滑座，所述Y轴伺服电缸包括Y轴伺服电机和Y轴电缸本体；所述Z轴驱动机构包括Z轴升降气缸；设有一个安装顶板和一工作台面，所述安装顶板周边与所述工作台面周边通过若干个支柱固定连接，待检测涡轮部件的定位工装设于所述工作台面上侧，所述X轴导轨、所述X轴电缸本体平行间隔固设于所述安装顶板底侧；所述X轴滑座包括两个X轴滑块，一个所述X轴滑块滑设于所述X轴导轨上，另一个所述X轴滑块与所述X轴电缸本体上的滑座固定连接，所述X轴伺服电机与所述X轴电缸本体内的丝杆传动连接；所述Y轴电缸本体与两个所述X轴滑块固定连接，所述Y轴滑座与所述Y轴电缸本体的滑座固定连接，所述Y轴伺服电机与所述Y轴电缸本体内的丝杆传动连接；所述Z轴升降气缸固设于所述Y轴滑座的一侧，所述Z轴升降气缸的动力输出轴与所述旋转气缸的缸体固定连接，所述气动夹爪通过夹爪连接件固接于所述旋转气缸的旋转动力输出轴上。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种涡轮部件焊缝检测用运动抓取机构，通过设置气动夹爪可以实现抓取待检测涡轮部件的功能，通过设置旋转气缸可以实现抓取的后方向调整，通过X、Y、Z轴驱动机构可以实现气动夹爪抓取后在三维空间内的运动和定位，从而实现自动抓取待检测涡轮部件并将其运动至定位工装上的功能，检测完毕后，还可以自动将待检测涡轮部件抓取运动至下料工位，可大大提高检测效率，适用于大批量的工业化生产。

附图说明

图1为本实用新型实施例1一视角结构示意图；

图2为本实用新型实施例1另一视角结构示意图；

图3为本实用新型实施例1中Z轴驱动机构、旋转气缸及气动夹爪配合示意图；

图4为本实用新型实施例2一视角结构示意图；

图5为本实用新型实施例2另一视角结构示意图；

结合附图，作以下说明：

1——气动夹爪2——旋转气缸

3——Z轴驱动机构31——Z轴气缸

32——Z轴导轨33——Z轴滑座

4——Y轴驱动机构41——Y轴伺服电机

42——Y轴丝杠滑台43——Y轴滑座

5——X轴驱动机构51——X轴伺服电机

52——X轴丝杠滑台53——X轴导轨

54——X轴滑座541——X轴滑块

542——连接座6——固定支架

61——立柱62——横杆

7——工作台面

301——Z轴升降气缸401——Y轴伺服电机

402——Y轴电缸本体403——Y轴滑座

501——X轴伺服电机502——X轴电缸本体

503——X轴导轨504——X轴滑座

5041——X轴滑块60——安装顶板

70——工作台面80——支柱

90——定位工装

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明，其目的仅在于更好理解本实用新型的内容而非限制本实用新型的保护范围。

实施例1

如图1、图2和图3所示，一种涡轮部件焊缝检测用运动抓取机构，包括用于抓取待检测涡轮部件指定位置的气动夹爪1、用于驱动所述气动夹爪以Z轴为轴旋转并定位的旋转气缸2、用于驱动所述气动夹爪沿Z轴方向移动并定位的Z轴驱动机构3、用于驱动所述气动夹爪沿Y轴方向移动并定位的Y轴驱动机构4、用于驱动所述气动夹爪沿X轴方向移动并定位的X轴驱动机构5。所述X轴驱动机构包括X轴伺服电机51、X轴丝杠滑台52、X轴导轨53和X轴滑座54，所述Y轴驱动机构包括Y轴伺服电机41、Y轴丝杠滑台42和Y轴滑座43，所述Z轴驱动机构包括Z轴气缸31、Z轴导轨32和Z轴滑座33；设有两个固定支架6，所述固定支架包括间隔设置的两个立柱和固定连接两个所述立柱顶端的横杆。两个所述固定支架间隔设于一工作台面7上，所述X轴导轨固设于一个所述固定支架顶部，所述X轴丝杠滑台固设于另一个所述固定支架顶部，所述X轴滑座包括两个X轴滑块541和固定连接两个所述X轴滑块的连接座542，一个所述X轴滑块滑设于所述X轴导轨上，另一个所述X轴滑块与所述X轴丝杠滑台的滑座固定连接，所述X轴伺服电机与所述X轴丝杠滑台的丝杆传动连接；所述Y轴丝杠滑台固设于所述连接座一侧，所述Y轴滑座与所述Y轴丝杠滑台的滑座固定连接，所述Y轴伺服电机与所述Y轴丝杠滑台的丝杆传动连接；所述Z轴导轨固设于所述Y轴滑座的一侧，所述Z轴滑座滑设于所述Z轴导轨上，所述Z轴气缸固设于所述Y轴滑座上，所述Z轴气缸的动力输出轴与所述Z轴滑座固定连接，所述旋转气缸通过旋转气缸安装板固设于所述Z轴滑座的一侧，所述气动夹爪通过夹爪连接件固接于所述旋转气缸的旋转动力输出轴上。

本实用新型实施例1给出了涡轮部件焊缝检测用运动抓取机构的另一种优选实施例，该实施例结构将X轴驱动机构固设于两个固定支架上，通过固定支架的立柱和横杆对X轴驱动机构进行固定，然后通过X轴驱动机构带动Y轴驱动机构运动，通过Y轴驱动机构带动Z轴驱动机构运动，可实现三维空间的运动，其优点在于通过固定支架对X、Y、Z轴驱动机构进行支撑，运行非常平稳可靠。

实施例2

如图4和图5所示，一种涡轮部件焊缝检测用运动抓取机构，包括用于抓取待检测涡轮部件指定位置的气动夹爪1、用于驱动所述气动夹爪以Z轴为轴旋转并定位的旋转气缸2、用于驱动所述气动夹爪沿Z轴方向移动并定位的Z轴驱动机构3、用于驱动所述气动夹爪沿Y轴方向移动并定位的Y轴驱动机构4、用于驱动所述气动夹爪沿X轴方向移动并定位的X轴驱动机构5。所述X轴驱动机构包括X轴伺服电缸、X轴导轨503和X轴滑座504，所述X轴伺服电缸包括X轴伺服电机501和X轴电缸本体502，所述Y轴驱动机构包括Y轴伺服电缸和Y轴滑座403，所述Y轴伺服电缸包括Y轴伺服电机401和Y轴电缸本体402；所述Z轴驱动机构包括Z轴升降气缸301；设有一个安装顶板6和一工作台面7，所述安装顶板周边与所述工作台面周边通过若干个支柱80固定连接，待检测涡轮部件的定位工装90设于所述工作台面上侧，所述X轴导轨、所述X轴电缸本体平行间隔固设于所述安装顶板底侧；所述X轴滑座包括两个X轴滑块5041，一个所述X轴滑块滑设于所述X轴导轨上，另一个所述X轴滑块与所述X轴电缸本体上的滑座固定连接，所述X轴伺服电机与所述X轴电缸本体内的丝杆传动连接；所述Y轴电缸本体与两个所述X轴滑块固定连接，所述Y轴滑座与所述Y轴电缸本体的滑座固定连接，所述Y轴伺服电机与所述Y轴电缸本体内的丝杆传动连接；所述Z轴升降气缸固设于所述Y轴滑座的一侧，所述Z轴升降气缸的动力输出轴与所述旋转气缸的缸体固定连接，所述气动夹爪通过夹爪连接件固接于所述旋转气缸的旋转动力输出轴上。

本实用新型实施例2给出了涡轮部件焊缝检测用运动抓取机构的一种优选实施例，该实施例结构将X轴驱动机构固设于一安装顶板上，并通过立柱(机架)实现与工作台面的连接，然后通过X轴驱动机构带动Y轴驱动机构运动，通过Y轴驱动机构带动Z轴驱动机构运动，可实现三维空间的运动，其优点在于充分了利用机架空间，不占据工作台面位置，大大方便了涡轮部件定位工装、旋转驱动机构、3D激光扫描相机及自动上下料机构的设置。

本发明涡轮部件焊缝检测用运动抓取机构的工作原理如下：

首先，通过控制系统启动X、Y轴驱动机构将气动夹爪运动至上料工位上方，然后，启动Z轴驱动机构使气动夹爪下降至待检测涡轮部件的指定位置，接着，启动气动夹爪抓取住待检测涡轮部件，通过X、Y、Z轴驱动机构的运动，将待检测涡轮部件从上料工位抓取运动至检测工位的定位工装上进行检测。检测完成后，通过X、Y轴驱动机构的运动，将气动夹爪运动至检测工位上方，启动Z轴驱动机构使气动夹爪下降至待检测涡轮部件的指定位置，接着，启动气动夹爪抓取住待检测涡轮部件，通过X、Y、Z轴驱动机构的运动，将待检测涡轮部件从检测工位抓取运动至下料工位，完成一个涡轮部件的检测过程；下一个涡轮部件检测时，按照上述步骤循环工作。

综上，本实用新型涡轮部件焊缝检测用运动抓取机构，通过设置气动夹爪可以实现抓取待检测涡轮部件的功能，通过设置旋转气缸可以实现抓取的后方向调整，通过X、Y、Z轴驱动机构可以实现气动夹爪抓取后在三维空间内的运动和定位，从而实现自动抓取待检测涡轮部件并将其运动至定位工装上的功能，检测完毕后，还可以自动将待检测涡轮部件抓取运动至下料工位，可大大提高检测效率，适用于大批量的工业化生产。

通过设置旋转气缸实现抓取的后方向调整的原因在于：涡轮部件包括涡轮叶轮和转轴，为了方便上料时涡轮部件的高密度摆放，提高上料效率，通常将相邻涡轮部件的涡轮叶轮错开，因此，通过旋转气缸驱动气动夹爪旋转，可以达到调整涡轮部件的方向的目的。

以上实施例是参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，但不背离本实用新型的实质的情况下，都落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种涡轮部件焊缝检测用运动抓取机构，其特征在于：包括用于抓取待检测涡轮部件指定位置的气动夹爪(1)、用于驱动所述气动夹爪以Z轴为轴旋转并定位的旋转气缸(2)、用于驱动所述气动夹爪沿Z轴方向移动并定位的Z轴驱动机构(3)、用于驱动所述气动夹爪沿Y轴方向移动并定位的Y轴驱动机构(4)、用于驱动所述气动夹爪沿X轴方向移动并定位的X轴驱动机构(5)。

2.根据权利要求1所述的涡轮部件焊缝检测用运动抓取机构，其特征在于：所述X轴驱动机构包括X轴伺服电机(51)、X轴丝杠滑台(52)、X轴导轨(53)和X轴滑座(54)，所述Y轴驱动机构包括Y轴伺服电机(41)、Y轴丝杠滑台(42)和Y轴滑座(43)，所述Z轴驱动机构包括Z轴气缸(31)、Z轴导轨(32)和Z轴滑座(33)；设有两个固定支架(6)，两个所述固定支架间隔设于一工作台面(7)上，所述X轴导轨固设于一个所述固定支架顶部，所述X轴丝杠滑台固设于另一个所述固定支架顶部，所述X轴滑座包括两个X轴滑块(541)和固定连接两个所述X轴滑块的连接座(542)，一个所述X轴滑块滑设于所述X轴导轨上，另一个所述X轴滑块与所述X轴丝杠滑台的滑座固定连接，所述X轴伺服电机与所述X轴丝杠滑台的丝杆传动连接；所述Y轴丝杠滑台固设于所述连接座一侧，所述Y轴滑座与所述Y轴丝杠滑台的滑座固定连接，所述Y轴伺服电机与所述Y轴丝杠滑台的丝杆传动连接；所述Z轴导轨固设于所述Y轴滑座的一侧，所述Z轴滑座滑设于所述Z轴导轨上，所述Z轴气缸固设于所述Y轴滑座上，所述Z轴气缸的动力输出轴与所述Z轴滑座固定连接，所述旋转气缸通过旋转气缸安装板固设于所述Z轴滑座的一侧，所述气动夹爪通过夹爪连接件固接于所述旋转气缸的旋转动力输出轴上。

3.根据权利要求2所述的涡轮部件焊缝检测用运动抓取机构，其特征在于：所述固定支架包括间隔设置的两个立柱和固定连接两个所述立柱顶端的横杆。

4.根据权利要求1所述的涡轮部件焊缝检测用运动抓取机构，其特征在于：所述X轴驱动机构包括X轴伺服电缸、X轴导轨(503)和X轴滑座(504)，所述X轴伺服电缸包括X轴伺服电机(501)和X轴电缸本体(502)，所述Y轴驱动机构包括Y轴伺服电缸和Y轴滑座(403)，所述Y轴伺服电缸包括Y轴伺服电机(401)和Y轴电缸本体(402)；所述Z轴驱动机构包括Z轴升降气缸(301)；设有一个安装顶板(60)和一工作台面(70)，所述安装顶板周边与所述工作台面周边通过若干个支柱(80)固定连接，待检测涡轮部件的定位工装(90)设于所述工作台面上侧，所述X轴导轨、所述X轴电缸本体平行间隔固设于所述安装顶板底侧；所述X轴滑座包括两个X轴滑块(5041)，一个所述X轴滑块滑设于所述X轴导轨上，另一个所述X轴滑块与所述X轴电缸本体上的滑座固定连接，所述X轴伺服电机与所述X轴电缸本体内的丝杆传动连接；所述Y轴电缸本体与两个所述X轴滑块固定连接，所述Y轴滑座与所述Y轴电缸本体的滑座固定连接，所述Y轴伺服电机与所述Y轴电缸本体内的丝杆传动连接；所述Z轴升降气缸固设于所述Y轴滑座的一侧，所述Z轴升降气缸的动力输出轴与所述旋转气缸的缸体固定连接，所述气动夹爪通过夹爪连接件固接于所述旋转气缸的旋转动力输出轴上。