CN209601654U - 一种码垛工件夹具组件及码垛装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种码垛工件夹具组件，包括抓取夹具和托盘夹具。抓取夹具包括主体、接口和两个气动手指。接口的一端与机器人电连接，另一端与主体的顶面连接固定，所述主体的底面相向设有两个气动手指，机器人通过接口控制所述气动手指的夹爪抓取工件。气动手指内设有导气通道，该导气通道的第一导气口与真空发生器贯通，第二导气口位于所述夹爪与所述气动手指之间的连接区域。托盘夹具包括两个安装槽、吸盘和多个导气连接件，两个安装槽用于对应安装两个夹爪以形成气动夹紧配合；多个导气连接件沿托盘夹具的边缘设置，上端与第二导气口贯通，下端与吸盘贯通，以形成真空吹气/吸气的密闭通道，吸盘吸附托盘。

Description

一种码垛工件夹具组件及码垛装置

技术领域

本实用新型涉及码垛夹具，具体涉及一种码垛工件夹具组件及码垛装置。

背景技术

现有大型铸件，例如发动机缸体，生产线上铸件的下线一般采用人工搬运方式，该方式的主要存在如下问题是：1.大型铸件的重量至少为20 Kg/件，人工搬运劳动强度大且违反人机工程设计原则，操作工人易发生腰肌劳损等职业病；2.人工搬运稳定性较差，搬运动作及搬运轨迹由工人自行控制；在劳动强度大的背景下，很容易出现动作变形问题，导致铸件产生碰划伤，产生不必要的废品；3.人工搬运工作效率低，若生产节奏较快，工人易产生疲劳，导致效率降低；若增加工人数量会增加成本。机器人取件下线可降低操作人员的劳动强度，同时具有可靠性高、成本可控等多方面的优势，因此该技术的普及是铸造生产线发展的必然。

现有的机器人取件工装设计类型一般为单一作用型，即抓取铸件并按特定轨迹搬运至指定位置，单个机器人仅能够实现最基本的搬运下线功能，而多层码垛摆放任务需要其他机器人或由操作人员配合完成。目前的生产实际情况是，大型铸件的循环节拍约为70-150 s/件，而机器人取件/搬运放件的时间不超过30 s/件，所以给单台机器人安排除搬运以外的码垛工作是可行，不会对前后工序造成负面影响。从成本方面考虑，由单个机器人完成铸件下线及码垛具有优势：1.仅需采购一台机器人及一套多用工装即可完成目标工作，节约了资金投入；2.单台机器人相对于其他方案所占空间较小，利于厂房布局，节约场地；3.单台机器人能耗及维护成本较其他方案有显著优势。因此，单个机器人完成铸件下线及码垛的技术方案可行且优势明显，具有可观的技术价值和经济价值。

CN104647373B公开了码垛机器人的搬运系统，包括机器人单元、及机器人单元连接的夹具单元、成像定位单元、及与成像定位单元电性连接的控制器，夹具单元包括夹具底座、及与夹具底座滑动连接的第一夹具、及使第一夹具转动的第一驱动装置、及使第一夹具滑动的第三驱动装置、及设置于夹具底座上的第二夹具、及使第二夹具转动的第二驱动装置，第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置均与控制器电性连接。成像定位单元对两个工件的位置进行精确定位，并通过控制器同时驱动第一驱动装置使第一夹具转动、驱动第二驱动装置使第二夹具转动、驱动第三驱动装置使第一夹具进行平移，使码垛机器人能同时抓取或下料两个工件。它未涉及托盘夹具的技术方案。

CN203380894U公开了一种分体式气功手指，包括缸体，所述缸体内设有活塞以及活塞杆，活塞杆上设有O形圈，还包括与缸体上端固定连接的前盖体，前盖体设有对称的夹爪，所述的夹爪包括连接部和爪头，所述前盖体朝向缸体上端的一面设有一个贯穿前盖体的凹槽，所述的连接部位于凹槽内并通过转轴与前盖体转动连接，所述的活塞杆上端设有推动夹爪转动的推块。它未涉及托盘夹具的技术方案。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种码垛工件夹具组件及码垛装置，实现单个机器人完成铸件下线及码垛的功能，节省码垛时间，减少工人操作，提高稳定性和效率。

本实用新型所述的一种码垛工件夹具组件及码垛装置，包括抓取夹具和托盘夹具；

所述抓取夹具包括主体、接口和两个气动手指；所述接口的一端与机器人电连接，另一端与所述主体的顶面连接固定，所述主体的底面相向设有两个气动手指，所述机器人通过所述接口控制所述气动手指的夹爪抓取工件；

所述气动手指内设有导气通道，该导气通道的第一导气口与真空发生器通过所述接口贯通，第二导气口位于所述夹爪与所述气动手指之间的连接区域；与所述夹爪相邻的所述气动手指的底面设有定位块；

所述托盘夹具包括两个安装槽、吸盘和多个导气连接件，两个所述安装槽用于对应安装两个所述夹爪以形成气动夹紧配合；多个所述导气连接件沿所述托盘夹具的边缘设置，上端与所述第二导气口通过软管密封贯通，下端与所述吸盘贯通，以形成真空吹气/吸气的密闭通道。

进一步，所述夹爪为平行夹爪或旋转夹爪。

进一步，所述夹爪的抓取面设有防滑纹。

进一步，所述吸盘采用软质密封材料。

进一步，所所述抓取夹具与所述托盘夹具的配合处设有密封垫块。

一种码垛装置，包括上述码垛工件夹具组件。

本实用新型的有益效果是：

由于码垛工件夹具组件包括抓取夹具和托盘夹具，抓取夹具的夹爪可实现抓取工件的功能；真空发生器与托盘夹具上的吸盘等结构形成真空吹气/吸气的密闭通道，可实现吸附托盘的功能。

通过码垛工件夹具组件与单个机器人配合，实现对生产线上工件的下线及码垛功能，一方面可减少人工操作，降低人工操作的不稳定性；另一方面，提高下线及码垛的效率。

附图说明

图1为抓取夹具的结构示意图；

图2为托盘夹具的结构示意图；

图3为抓取夹具和托盘夹具的装配示意图；

图4为图3中A向所示的装配示意图；

图5为托盘的结构示意图；

图6为一种码垛装置的结构示意图。

图中：

1-抓取夹具，10-主体，11-接口，12-气动手指，120-第二导气口，121-夹爪，122-定位块；

2-托盘夹具，20-安装槽，21-吸盘，22-导气连接件；

3-托盘，30-定位点，31-吸附点；

4-机器人；

5-托盘存放架；

6-托盘垛；

7-工件垛。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本技术方案作进一步说明。

实施例一

参见图1至图4，所示的一种码垛工件夹具组件，包括抓取夹具1和托盘夹具2；

所述抓取夹具1包括主体10、接口11和两个气动手指12；所述接口11的一端与机器人4电连接，另一端与所述主体10的顶面连接固定，所述主体10的底面相向设有两个气动手指12，所述机器人4通过所述接口11控制所述气动手指12的夹爪121抓取工件；

所述气动手指12内设有导气通道，该导气通道的第一导气口（图中未示出）与真空发生器（图中未示出）通过所述接口11贯通，第二导气口120位于所述夹爪121与所述气动手指12之间的连接区域；与所述夹爪121相邻的所述气动手指12的底面设有定位块122；

所述托盘夹具2包括两个安装槽20、吸盘21和多个导气连接件22，两个所述安装槽20用于对应安装两个所述夹爪121以形成气动夹紧配合；多个所述导气连接件22沿所述托盘夹具2的边缘设置，上端与所述第二导气口120通过软管密封贯通，下端与所述吸盘21贯通，以形成真空吹气/吸气的密闭通道。

所述夹爪121的抓取面设有防滑纹用于增加摩擦力，具有防滑及美观的作用。所述夹爪121为平行夹爪或旋转夹爪。

所述气动手指12内设有气缸，气缸内设有活塞以及活塞杆，通过活塞杆的移动带动夹爪121绕夹爪转轴转动，从而实现对工件的夹紧或松开。

所述接口11为通用机器人接口。

所述吸盘21采用软质密封材料，例如橡胶或其他密封性较好的弹性材料。

根据待码垛的工件的几何形状进行所述定位块122的随形设计，使所述定位块122的几何形状与工件的几何形状相适配。

所述抓取夹具1与所述托盘夹具的2配合处设有密封垫块，以保证真空吹气/吸气的密闭通道的密封效果。

所述托盘3采用轻质材料，例如工程塑料。所述托盘3上设有定位点30和吸附点31，参见图5。

一种码垛工件夹具组件的工作内容如下所述。

1.控制信号：所述机器人4的控制柜发出电信号通过所述接口11控制真空发生器的吸气/吹气过程和所述气动手指12的夹爪121的转动；

2.工件的抓取与放下：所述抓取夹具1跟随所述机器人4预设的轨迹移动；所述机器人4按预设轨迹移动至生产线上的工件位，所述定位块122与工件接触，若定位正确，通过气缸内活塞杆的移动使所述夹爪121转动将工件夹紧，并抓取工件；待工件搬运至指定位置后，气缸回位使所述夹爪121转动松开，将工件放下；

3.托盘夹具2的抓取：所述抓取夹具1与所述机器人4连接，并按预设轨迹移动至所述托盘夹具2 的存放位置，所述定位块122与安装槽20接触配合，若定位正确，通过气缸内活塞杆的移动使所述夹爪121转动抓取所述托盘夹具2；需要将所述托盘夹具2放回时，所述机器人4移动至所述托盘夹具2的放置位置后，气缸回位并使所述夹爪121转动松开，将所述托盘夹具2放下；

4.托盘3的吸取及放下：所述托盘夹具2和所述抓取夹具1跟随所述机器人4按预设轨迹移动至所述托盘3的存放位置，所述托盘3上的吸盘21对准吸附点31并压紧，通过真空发生器吸气形成负压，将所述托盘3吸起，所述机器人4将所述托盘3抓取并移动至指定位置后，并将其移动至下线码垛工位；当需要放下所述托盘3时，所述机器人4发出电信号控制真空发生器放气形成零气压或正气压，使所述吸盘21与所述托盘3脱离。

5.码垛循环：

所述抓取夹具1抓取所述托盘夹具2，并跟随所述机器人4按预设轨迹移动至放置所述托盘3的托盘存放架5的托盘垛6并通过所述吸盘21将所述托盘3吸起，再移动至工件垛7，将所述托盘3放在可移动的搬运架上；

所述机器人4将所述托盘夹具2移动回到原位；

所述抓取夹具1按预设轨迹移动至生产线上的工件位，抓取工件然后移动至所述托盘3的位置并放下；所述机器人4与所述抓取夹具1按上述步骤搬运其他工件；

待一层的所述托盘3放满工件后，所述机器人4与所述抓取夹具1按上述步骤搬运所述托盘3至第一层工件上并逐步码垛。码垛过程完成后，通过转运设备将放置工件垛的搬运架即时运走，避免对所述机器人4造成干扰，引起干涉或程序错误。

实施例二

参见图6，所示的码垛装置，包括上述码垛工件夹具组件，还包括机器人4、托盘3和托盘存放架5。

所述抓取夹具1抓取所述托盘夹具2，并跟随所述机器人4按预设轨迹移动至放置所述托盘3的托盘存放架5的托盘垛6并通过所述吸盘21将所述托盘3吸起，再移动至工件垛7，将所述托盘3放在可移动的搬运架上；所述机器人4将所述托盘夹具2移动回到原位；所述抓取夹具1按预设轨迹移动至工件位置，抓取工件移动至所述托盘3的位置并放下；所述机器人4与所述抓取夹具1按上述步骤搬运其他工件；待一层的所述托盘3放满工件后，所述机器人4与所述抓取夹具1按上述步骤搬运所述托盘3至第一层工件上并逐步码垛。码垛过程完成后，通过转运设备将放置工件垛的搬运架即时运走，避免对所述机器人4造成干扰，引起干涉或程序错误。

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

Claims (6)

1.一种码垛工件夹具组件，其特征在于：

包括抓取夹具（1）和托盘夹具（2）；

所述抓取夹具（1）包括主体（10）、接口（11）和两个气动手指（12）；所述接口（11）的一端与机器人（4）电连接，另一端与所述主体（10）的顶面连接固定，所述主体（10）的底面相向设有两个气动手指（12），所述机器人（4）通过所述接口（11）控制所述气动手指（12）的夹爪（121）抓取工件；

所述气动手指（12）内设有导气通道，该导气通道的第一导气口与真空发生器通过所述接口（11）贯通，第二导气口（120）位于所述夹爪（121）与所述气动手指（12）之间的连接区域；与所述夹爪（121）相邻的所述气动手指（12）的底面设有定位块（122）；

所述托盘夹具（2）包括两个安装槽（20）、吸盘（21）和多个导气连接件（22），两个所述安装槽（20）用于对应安装两个所述夹爪（121）以形成气动夹紧配合；多个所述导气连接件（22）沿所述托盘夹具（2）的边缘设置，上端与所述第二导气口（120）通过软管密封贯通，下端与所述吸盘（21）贯通，以形成真空吹气/吸气的密闭通道。

2.根据权利要求1所述的码垛工件夹具组件，其特征在于，所述夹爪（121）为平行夹爪或旋转夹爪。

3.根据权利要求2所述的码垛工件夹具组件，其特征在于，所述夹爪（121）的抓取面设有防滑纹。

4.根据权利要求1所述的码垛工件夹具组件，其特征在于，所述吸盘（21）采用软质密封材料。

5.根据权利要求1所述的码垛工件夹具组件，其特征在于，所述抓取夹具（1）与所述托盘夹具（2）的配合处设有密封垫块。

6.一种码垛装置，其特征在于：包括如权利要求1至5任一所述的码垛工件夹具组件。