CN213136791U - 真空吸盘装置及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种真空吸盘装置及机器人，真空吸盘装置包括：连接支架、设于连接支架上的多组吸盘组件，所述吸盘组件包括：依次连接的支杆、止回阀和吸盘；所述支杆内形成有真空通道，所述支杆设有与所述真空通道连通的第一接口和第二接口，所述支杆设于所述连接支架上，所述第二接口位于所述支杆的背离所述连接支架的一端；所述止回阀与所述第二接口连接。本实用新型每根支杆和吸盘之间设有止回阀，当工件平整度不够，某个吸盘没有吸到工件或吸取不平衡时，对应的止回阀能够立即自动切断，防止大量空气进入真空气路导致吸力不够，使得本真空吸盘装置对于平整度不够的工件、对于中间存在孔洞的板件，都能实现稳固抓取。

Description

真空吸盘装置及机器人

技术领域

本实用新型属于钢板加工技术领域，更具体地说，是涉及一种真空吸盘装置及机器人。

背景技术

为判断和分析钢材的性能差异，在钢材的生产过程中，钢铁企业需要定期对生产的钢材进行取样制样，对试样进行试验。对于钢板，它的取样步骤主要包括：1、将生产钢卷拆开一圈，在中间切一块板材样料，将来自不同批次的多块板材样料由样件搬运小车运送到激光切割台等物理加工制样设备附近；2、上料和机加工，将板材样件搬运到加工制样设备的切割台上，由加工制样设备对板材样料进行机加工制样，通常是在板材样料的中间切割出一块标准尺寸的试样；3、下料，切割制样完成后的废样中间镂空成为废料，需要将废料从切割台搬运下来，再输送至废料池丢弃。

传统的绝大部分钢厂采用人工上料和人工下料，人工将板材样件从样件搬运小车搬到加工制样设备上，在制得样品后，又人工将废料从加工制样设备上搬下来。这种人工上、下料方式具有以下不足：一、板材样料有几公斤至数十公斤，加工制样设备体积占地大，切割台位置高且加工区域和加工尺寸较大，采用人工上、下料，搬运距离大，制样人员作业不安全，工作劳动强度大，导致工作效率低下，且无法实现现代加工设备的全自动化要求；二、人工上、下料，需要由制样人员一块块手工搬运到切割台上摆放，逐一加工，由于板材样料重，因此通常制样人员仅能将板材样料搬运至加工设备的周边位置，从而导致每次进行加工的板材样料数量有限，也导致工作效率低。

目前，利用工业机器人采用吸盘对板件进行吸附吸取的搬运方式已经被应用，但现有的吸盘都不适用于制样板材的上、下料。现有的吸盘包括电磁铁吸盘，而多块板材样料厚薄不一，是堆叠放在样件搬运小车上的，若是采用电磁铁吸盘，会存在一次吸取多块样件的情况，因此无法采用电磁铁吸盘。现有的吸盘还包括真空吸盘，而对于样料钢板，制样后中间会存在加工后的孔洞，若采用一般结构的真空吸盘装置，与吸盘连接的真空设备在抽吸时产生的真空气压不够，无法建立足够的真空度，会导致无法下料。因此，有必要对真空吸盘装置做进一步改进。

发明内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种真空吸盘装置及机器人，以解决现有技术中存在的现有的真空吸盘不适用于样料板材上下料的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种真空吸盘装置，真空吸盘装置，包括：连接支架、设于连接支架上的多组吸盘组件，所述吸盘组件包括：依次连接的支杆、止回阀和吸盘；所述支杆内形成有真空通道，所述支杆的两端分别设有与所述真空通道连通的第一接口和第二接口，所述支杆设于所述连接支架上，所述第二接口位于所述支杆的背离所述连接支架的一端，并与所述止回阀连通。

可选地，所述连接支架上设有真空发生器，所述真空发生器具有第三接口和第四接口；所述支杆的第一接口通过第一管路与所述第三接口连接，所述第四接口连接第二管路，并通过所述第二管路的电磁阀组与第一支路、第二支路择一导通，所述第一支路设有真空泵，所述第二支路与外界空气连通。

可选地，所述连接支架上设有真空开关，所述真空开关的检测端连通于所述第一管路和/或第二管路，所述检测端设有真空度测试器，用于检测第一管路和/或第二管路中的真空度。

可选地，所述连接支架上固定有支杆支座，所述支杆支座具有贯穿的通孔，所述支杆插装于所述通孔中；所述支杆的靠近第一接口一侧伸出所述支杆支座并设有限位螺母；所述支杆的靠近其第二接口的一侧设有凸台，所述凸台与所述支杆支座之间连接有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧套设在所述支杆上。

可选地，所述连接支架上设有第一安装板，所述第一安装板上设有支杆安装孔；所述支杆支座为螺纹管，所述支杆支座上安装有两个固定螺母；所述支杆支座穿设于所述支杆安装孔中，所述第一安装板夹设于两所述固定螺母之间，所述支杆支座通过两所述固定螺母与所述第一安装板固定连接。

可选地，所述连接支架上设有第二安装板，所述第二安装板上设有防撞限位开关，所述防撞限位开关的触头靠近所述吸盘。

可选地，所述连接支架的一侧设有第三安装板，所述第三安装板上设有环形光源和工业相机，所述环形光源位于所述工业相机的摄像方向上，所述工业相机的摄像方向与所述吸盘吸取工件的方向一致。

可选地，所述连接支架上设有激光测距传感器，所述激光测距传感器的激光发射方向与所述吸盘吸取工件的方向一致。

可选地，所述连接支架包括多根第一连接杆和多根第二连接杆，所述第一连接杆相互平行设置并通过所述第二连接杆进行连接，所述第二连接杆上设有连接法兰。

本实用新型还提供一种机器人，包括机械臂，所述机械臂的末端设有上述任一项所述的真空吸盘装置。

与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果：

本实用新型每组吸盘组件通过支杆连接到连接支架上，支杆不仅起到支撑安装作用，支杆内还设有真空通道，真空通道用于与真空发生器进行气路连接，每根支杆和吸盘之间设有止回阀，止回阀靠近吸盘设置，当工件平整度不够，某个吸盘没有吸到工件或吸取不平衡时，对应的止回阀能够立即自动切断，防止大量空气进入真空气路导致真空吸盘装置整体无法维持真空状态进而吸力不足，使得本真空吸盘装置对于平整度不够的工件、对于中间存在孔洞的板件，都能实现稳固抓取，因而可应用于样料板材上下料。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的真空吸盘装置吸取工件时的立体结构图；

图2为图1提供的真空吸盘装置吸取工件时的主视图；

图3为图1提供的真空吸盘装置的仰视图；

图4为图1提供的真空吸盘装置吸取工件时的俯视图；

图5为图1提供的真空吸盘装置中吸盘与支杆的连接结构图。

其中，图中各附图标记：

10-连接支架；101-第一连接杆；102-第一安装板；103-第二安装板；104-第三安装板；105-第四安装板；106-第二连接杆；107-第三连接杆；108-分气接头；109-主接头；110-连接法兰；

20-吸盘组件；201-支杆；2011-凸台；202-止回阀；203-吸盘；204-吸盘接头；205-支杆支座；206-限位螺母；207-支杆接头；208-缓冲弹簧；209-固定螺母；

30-真空发生器；301-第四接口；302-第三接口；

40-电磁阀组；50-环形光源；60-工业相机；70-激光测距传感器；80-真空开关；90-防撞限位开关。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本实用新型提出一种真空吸盘装置。

请参照图1至图5，真空吸盘装置，主要用作工业机器人的夹具，用于对工件进行吸附抓取和放置。工件至少具有一能够被真空吸盘装置抓住的平面，包括但不限于薄板状工件，尤其指钢板。在以下的描述中，上下方向基于图1的方向，图1的工件所在的一方为下方。

真空吸盘装置，包括：连接支架10、设于连接支架10上的多组吸盘组件20，所述吸盘组件20包括：依次连接的支杆201、止回阀202和吸盘203；所述支杆201内形成有真空通道，所述支杆201的两端分别设有与所述真空通道连通的第一接口和第二接口，所述支杆201设于所述连接支架10上，所述第二接口位于所述支杆201的背离所述连接支架10的一端，并与所述止回阀202连通。

所述连接支架10用于连接机器人。所有支杆201安装在连接支架10的底侧，第一接口、第二接口分别位于支杆201的上、下两端，第一接口用于通过管路与真空发生器和外接空气连接。止回阀202为单向阀，具有相对的进气端口和出气端口，气体仅能够从其进气端口进、从出气端口出，反向则关闭，止回阀202的进气端口与吸盘203连接，止回阀202的出气端口与支杆201连接。

由此，每个吸盘203通过对应的支杆201安装在连接支架1上，支杆201对吸盘203起到了支撑定位作用；并且，当机器人带动连接支架10移动时，连接支架10带动所有吸盘203一起移动，当吸盘203移动至与工件贴合时，通过与支杆201真空通道连接的管路能够使吸盘4内产生负压，将工件吸牢，从而能进行工件的搬运，而待将工件搬运至目的位置后，通过控制支杆201与外接空气连通，会使外接空气向吸盘203内吹，使吸盘203内部失去真空，从而能够与工件脱离，将工件释放。由于每个吸盘203对应设有一止回阀202，且止回阀202靠近吸盘203设置，当工件平整度不够，某个吸盘203没有吸到工件或吸取不平衡时，对应的止回阀203能够立即自动切断，防止大量空气进入真空气路导致吸力不够，使得本真空吸盘装置对于平整度不够的工件也能实现稳固抓取。

进一步地，所述连接支架10上设有真空发生器30，所述真空发生器30具有第三接口302和第四接口301；所述支杆201的第一接口通过第一管路与所述第三接口302连接，所述第四接口301连接第二管路，并通过所述第二管路的电磁阀组40与第一支路、第二支路择一导通，所述第一支路设有真空泵，所述第二支路与外界空气连通。

所述电磁阀组40包括并联的第一电磁阀和第二电磁阀，所述第四接口301通过第二管路与所述第一电磁阀和第二电磁阀连接，第一电磁阀用于控制第二管路与第一支路导通或关闭，第二电磁阀用于控制第二管路与第二支路导通或关闭。

当第一电磁阀打开、第二电磁阀关闭时，真空泵对第二管路内的气体起到真空抽吸作用，能够依次通过第二管路、第一管路、支杆201将吸盘203内的空气吸走，使吸盘203内产生负压，实现对工件的吸附；当第一电磁阀关闭、第二电磁阀打开时，外接空气依次通过第二管路、第一管路、支杆201吹向吸盘203，使吸盘203内的真空解除，实现与工件的分离，并且，此时通过吸盘203还能够吹出从工件上吸入的灰尘杂物。

进一步地，所述连接支架10上设有真空开关80，所述真空开关80的检测端连通于所述第一管路和/或第二管路中，所述检测端设有真空度测试器，用于检测第一管路和/或第二管路中的真空度。

当检测到的真空度低于设定值时，真空开关80发送信号至机器人的PLC控制系统，由PLC控制系统进行联锁控制，停止动作并报警，避免由于真空度不够导致板件掉落的问题发生。

进一步地，所述连接支架10上固定有支杆支座205，所述支杆支座205具有贯通的通孔，所述支杆201插装于所述通孔中；所述支杆201的靠近第一接口一侧伸出所述支杆支座205并设有限位螺母206；所述支杆201的靠近其第二接口的一侧设有凸台2011，所述凸台2011与所述支杆支座205之间连接有缓冲弹簧208，所述缓冲弹簧208套设在所述支杆201上。

使得，支杆201相对支杆支座205可伸缩移动，伸缩弹簧208起到顶压作用，当工件的表面有起伏、台阶或弧度时，多个吸盘203压向工件时，就算各吸盘203吸附的高度不一致，由于支杆201可伸缩，支杆201和缓冲弹簧208构成缓冲支杆，具有一定行程的缓冲作用，各高度不一致的吸盘203都能被缓冲弹簧208顶压，使每个吸盘203都能与工件表面紧贴，进一步消除漏气破真空的隐患，使得本真空吸盘装置能适应表面有起伏、台阶或弧度的工件。

进一步地，所述连接支架10上设有第一安装板102，所述第一安装板102上设有支杆安装孔；所述支杆支座205为螺纹管，所述支杆支座205上安装有两个固定螺母209；所述支杆支座205穿设于所述支杆安装孔中，所述第一安装板102夹设于两所述固定螺母209之间，所述支杆支座205通过两所述固定螺母209与所述第一安装板102固定连接。

不限定地，在其它一些实施方式中，支杆支座205也可通过其它方式固定在连接支架10上。

进一步地，所述连接支架10上设有第二安装板103，所述第二安装板103上设有防撞限位开关90，所述防撞限位开关90的触头靠近所述吸盘203。

防撞限位开关90包括两个机械限位开关，两个机械限位开关分别位于本真空吸盘装置的两侧，两个机械限位开关中采用一连杆相连，连杆为机械限位开关的机械触头，连杆上的任一部位被触动，都会触发两机械限位开关中的一个或两个动作，产生一个限位开关信号或两个同步的限位开关信号。本真空吸盘装置安装在工业机器人上，工业机器人通过PLC控制吸盘203的移动，防撞限位开关90与PLC信号连接。当连接支架10在工业机器人的驱动下带动吸盘203靠近工件，若触头被碰到，则说明吸盘203已经受到压迫，此时触头会马上发送限位开关信号送至PLC进行逻辑判断，使PLC发出停止机器人动作的指令，并控制机器人反向上升一定距离，以保护吸盘203吸取工件时不过分下压而发生损害。当然，在其它一些实施方式中，防撞限位开关90也可采用非接触式的限位开关，只要能检测到吸盘203下移的位置并发送控制信号即可，在此不作限定。

进一步地，所述连接支架10的一侧设有第三安装板104，所述第三安装板104上设有环形光源50和工业相机60，所述环形光源50位于所述工业相机60的摄像方向上，所述工业相机60的摄像方向与所述吸盘203吸取工件的方向一致。

吸盘203沿上下方向吸取工件，工业相机60也沿上下方向对工件进行摄像识别，每个工件上设有对应的二维码，通过工业相机60能够识别工件上的二维码信息，进而获取对应工件的材料、需切割的标准尺寸等信息，环形光源50位于工业相机60的摄像方向上，用于对工件进行照明。

进一步地，所述连接支架10上设有第四安装板105，所述第四安装板105上设有激光测距传感器70，所述激光测距传感器70的激光发射方向与所述吸盘203吸取工件的方向一致。

具体地，所述第四安装板位于连接支架10的中间位置且向下延伸，激光测距传感器70的激光发射方向向下，用于实时测量吸盘203距工件的高度，并且，通过激光测距传感器16测得吸盘4的高度，便于据此控制机器人的移动，也便于调节工业相机60的高度，保证拍照的清晰度。

进一步地，所述连接支架10包括：多根第一连接杆101和多根第二连接杆106，所述第一连接杆101相互平行设置并通过所述第二连接杆102进行连接，所述第二连接杆102上设有连接法兰110。

第一连接杆101和第二连接杆106相互垂直交叉连接构成主体框架结构，整体机械强度非常稳固。第二连接杆106位于第一第一连接杆101顶部，吸盘组件20设在第一连接杆101上，真空发生器30和电磁阀组40安装在第二连接杆106顶部。第三连接杆107连接在第一连接杆101底部，第三安装板104连接在第三连接杆107上，使得，连接支架1能够牢固地承载其他所有部件，整体结构稳固牢靠。连接支架10通过连接法兰110连接在机器人机械臂的末端。

具体在本实施方式中，连接支架10包括四根第一连接杆101，每根第一连接杆101的一侧设有五个第一安装板102，每个第一安装板102上设有一根支杆201，因此本连接支架10上共设有二十组吸盘组件，每根第一连接杆,101的与第一安装板102相对的另一侧设有五个分气接头108和两个主接头109。

每根第一连接杆101上：每个吸盘203的顶部通过吸盘接头204连接止回阀202，通过止回阀202连接对应的支杆201，每个支杆201顶部的第一接口安装有支管接头207，支管接头207通过气管一与对应的分气接头108连接，五个分气接头108通过气管二与两个主接头109连接，主接头109通过气管三与真空发生器30的第三接口302连接。五根第一连接杆101上：共五组主接头108通过气管四依次串联，将五排吸盘203串联起来。连接于多个支杆201和真空发生器30之间的气管一、分气接头108、气管二、主接头109、气管三依次连接构成所述第一管路，连接于真空发生器30和电磁阀组40之间的管路为所述第二管路。

本实用新型还提出一种机器人，机器人包括机械臂，机械臂的末端设有上述任一项所述的真空吸盘装置，所述真空吸盘装置的具体结构参照上述实施例，由于机器人采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种真空吸盘装置，其特征在于：包括：连接支架、设于连接支架上的多组吸盘组件，所述吸盘组件包括：依次连接的支杆、止回阀和吸盘；所述支杆内形成有真空通道，所述支杆的两端分别设有与所述真空通道连通的第一接口和第二接口，所述支杆设于所述连接支架上，所述第二接口位于所述支杆的背离所述连接支架的一端，并与所述止回阀连通。

2.如权利要求1所述的真空吸盘装置，其特征在于：所述连接支架上设有真空发生器，所述真空发生器具有第三接口和第四接口；所述支杆的第一接口通过第一管路与所述第三接口连接，所述第四接口连接第二管路，并通过所述第二管路的电磁阀组与第一支路、第二支路择一导通，所述第一支路设有真空泵，所述第二支路与外界空气连通。

3.如权利要求2所述的真空吸盘装置，其特征在于：所述连接支架上设有真空开关，所述真空开关的检测端连通于所述第一管路和/或第二管路，所述检测端设有真空度测试器，用于检测第一管路和/或第二管路中的真空度。

4.如权利要求1所述的真空吸盘装置，其特征在于：所述连接支架上固定有支杆支座，所述支杆支座具有贯穿的通孔，所述支杆插装于所述通孔中；所述支杆的靠近第一接口一侧伸出所述支杆支座并设有限位螺母；所述支杆的靠近其第二接口的一侧设有凸台，所述凸台与所述支杆支座之间连接有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧套设在所述支杆上。

5.如权利要求4所述的真空吸盘装置，其特征在于：所述连接支架上设有第一安装板，所述第一安装板上设有支杆安装孔；所述支杆支座为螺纹管，所述支杆支座上安装有两个固定螺母；所述支杆支座穿设于所述支杆安装孔中，所述第一安装板夹设于两所述固定螺母之间，所述支杆支座通过两所述固定螺母与所述第一安装板固定连接。

6.如权利要求1所述的真空吸盘装置，其特征在于：所述连接支架上设有第二安装板，所述第二安装板上设有防撞限位开关，所述防撞限位开关的触头靠近所述吸盘。

7.如权利要求1所述的真空吸盘装置，其特征在于：所述连接支架的一侧设有第三安装板，所述第三安装板上设有环形光源和工业相机，所述环形光源位于所述工业相机的摄像方向上，所述工业相机的摄像方向与所述吸盘吸取工件的方向一致。

8.如权利要求1所述的真空吸盘装置，其特征在于：所述连接支架上设有激光测距传感器，所述激光测距传感器的激光发射方向与所述吸盘吸取工件的方向一致。

9.如权利要求1所述的真空吸盘装置，其特征在于：所述连接支架包括多根第一连接杆和多根第二连接杆，所述第一连接杆相互平行设置并通过所述第二连接杆进行连接，所述第二连接杆上设有连接法兰。

10.一种机器人，其特征在于：包括机械臂，所述机械臂的末端设有如权利要求1至9任一项所述的真空吸盘装置。

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