CN217437120U - 用于轴类零件的自动抓取装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于轴类零件的自动抓取装置，包括安装组件，具有安装件和连接件；夹持结构，具有一对结构相同的夹持单元，每个夹持单元均包括安装架和夹持件，夹持件的夹持槽内设置有用于吸附零件的电磁铁；开合动力机构，带动安装架反向移动以调整两安装架之间的间距；托架夹紧机构，用于抓取托架。本实用新型的开合动力机构可通过安装架调整两夹持件的间距，能够满足不同长度的轴类零件的抓取需求，进而提高了本实用新型的适用范围。托架夹紧机构可将零件下方的零件托架夹紧并固定，然后利用机器人将空的托架叠放在下层托架的上方以便于对轴件归类，还可以将空的托架取下以便于下层托架上的轴件，提高了上料和下料效率。

Description

用于轴类零件的自动抓取装置

技术领域

本实用新型涉及轴类零件的自动上料领域，尤其是涉及一种用于轴类零件的自动抓取装置。

背景技术

在现有装配或加工车间，经常需要借助起吊设备和吊具实现零件的转移。传统的车间并没有与起吊设备配合的专用吊具，往往是利用起吊绳起吊单根或一捆轴类零件或较长的工件，安全性差，在起吊过程中容易掉落而发生意外事故。

为此，目前很多装配车间大多采用机器人和夹爪来抓取零件，以实现零件的上料和下料。然而，现有的夹爪大多是直接固定在机器人上，其对轴件的摆放位置要求较高，只能满足一种轴径的轴件的夹取需求，导致装配线具有多个机器人，占用空间大；另外很多轴类零件的托架是叠摞在一起的，在上料过程中需要人工辅助将上面的托架取下或人工将托架叠放在下层的托架上，在一定程度上降低了上料和下料效率。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种用于轴类零件的自动抓取装置，实现了轴类零件的精准抓取，抓取稳定性高，还能实现不同轴径轴件的上料需求，适用范围广。

为实现上述目的，本实用新型采取下述技术方案：

本实用新型所述的用于轴类零件的自动抓取装置，包括

安装组件，具有一水平设置的安装件和一固连在所述安装件中心位置处的连接件，所述连接件与机器人的连接端连接在一起；

夹持结构，具有一对结构相同的夹持单元，每个所述夹持单元均包括设置在所述安装件下方的安装架和设置在所述安装架下部的夹持件，且所述夹持件的夹持槽开口向下，夹持槽内设置有用于吸附零件的电磁铁；

开合动力机构，设置在所述安装件上，所述开合动力机构带动两所述安装架反向移动以调整两安装架之间的间距；

托架夹紧机构，具有竖向设置在所述安装件上的安装座、由第一动力源驱动的升降单元和由夹紧动力源驱动开合的夹紧组件，所述第一动力源竖向设置在所述安装座上，且所述夹紧动力源设置在所述升降单元上。

在上述技术方案中，开合动力机构可通过安装架调整两夹持件的间距，能够满足不同长度的轴类零件的抓取需求，进而提高了本实用新型的适用范围。托架夹紧机构可将零件下方的零件托架夹紧并固定，然后利用机器人将空的托架叠放在下层托架的上方以便于对轴件归类，还可以将空的托架取下以便于下层托架上的轴件，提高了上料和下料效率。

在上述技术方案中，第一动力源可以是气缸，也可以是液压缸，还可以是传动连接的电机和丝杠，还可以是同步带传动机构，还可以是同步带传动机构带动旋转的丝杠。在实际安装时，可根据车间条件和安装空间的需求灵活选择。

优选地，所述开合动力机构具有一由第二动力源驱动的传动丝杠，所述传动丝杠具有旋向相反的第一螺纹段和第二螺纹段，两所述安装架分别与旋拧在所述第一螺纹段、第二螺纹段上的螺母一一对应连接。第二动力源可以是电机，也可以是同步带传动机构或齿轮传动机构，可根据安装空间灵活选择合适的动力源。工作时，第二动力源通过具有螺纹方向不一致的传动丝杠实现安装架间距的调整，进而满足不同长度轴类零件的抓取需求。

优选地，所述开合动力机构还包括水平设置在所述安装件下表面的第一滑轨，所述安装架通过滑动组件沿着所述第一滑轨水平往返运动，有效确保两安装架的运动轨迹和平稳运行，减少外界因素对安装架的干扰。

优选地，所述夹持件和所述安装架通过缓冲组件连接，所述缓冲组件包括至少一个竖向设置在所述安装架上的套筒，所述套筒内插设有向下延伸的连接轴，位于所述安装架下方的连接轴上套装有弹性缓冲件，所述夹持件固定在所述连接轴上。弹性缓冲件可以是压缩弹簧，其具有缓冲作用，在抓取零件时能避免夹持件与零件刚性接触，保护零件。

优选地，所述夹持槽具有夹角为钝角的第一夹持面和第二夹持面，且所述第一夹持面和第二夹持面内设置有用于吸附轴类零件的电磁铁。第一夹持面和第二夹持面为钝角，即夹持槽为V形槽，可满足不同轴径的夹取需求；采用电磁铁吸附下方的零件，且夹持件为两个，有效避免上料过程中零件掉落，提高了安全性。

优选地，所述升降单元包括水平设置的第一安装板和竖向设置的第二安装板，所述第一安装板和第二安装板固连在一起，且第二安装板沿着所述安装座上的第二滑轨移动，所述夹紧动力源设置在所述第一安装板上。

优选地，所述夹紧动力源为具有一对开合连接头的手指气缸，所述夹紧组件包括一对结构相同的夹爪，每个所述开合连接头上固连有一个所述夹爪。工作时，手指气缸通过开合连接头实现两夹爪的张开和闭合，进而实现了零件托架的夹紧固定。在实际加工时，夹爪的夹持面为用于增加摩擦力的齿条结构。

优选地，所述第二安装板上还具有水平设置的第三滑轨，两所述夹爪通过滑块沿着所述第三滑轨开合，有效保证两夹爪的运动轨迹。

优选地，所述自动抓取装置还包括用于获取轴类零件信息的视觉组件，视觉组件包括设置位于安装架一侧的防护壳和设置在防护壳内的3D视觉相机，可通过3D视觉相机获取轴类零件的位置信息以及零件托架的信息，为实现零件的抓取和零件托架的夹紧固定打下基础。

优选地，所述托架夹紧机构至少为两个，且托架夹紧机构设置在所述夹持结构的两侧。更优选地，托架夹紧机构为两个，即安装件的两端各有一个托架夹紧机构，可将零件托架夹紧，以便于夹取托架上的零件。

本实用新型优点在于开合动力机构可通过安装架调整两夹持件的间距，能够满足不同长度的轴类零件的抓取需求，进而提高了本实用新型的适用范围。另外，本实用新型利用夹持件上的电磁铁抓取零件，即使零件摆放位置不当也能将其抓起，降低了对零件位置的摆放要求，进而降低了零件的上料和下料难度。

本实用新型的托架夹紧机构可将零件下方的零件托架夹紧并固定，然后利用机器人将空的托架叠放在下层托架的上方以便于对轴件归类，还可以将空的托架取下以便于下层托架上的轴件，提高了上料和下料效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中左侧的托架夹紧机构的放大图。

图3是图1中夹持单元的放大图。

图4是图1的主视图（略去视觉组件）。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

如图1-4所示，本实用新型所述的用于轴类零件的自动抓取装置，包括

安装组件，具有一水平设置的安装件（即安装板1.1）和一固连在安装板1.1中心位置处的连接座1.2，连接座1.2具有连接法兰，可将连接座1.2固定在机器人（如六轴机器人）上，通过机器人带动本实用新型的灵活转动和升降等；

夹持结构，具有一对结构相同的夹持单元，每个夹持单元均包括设置在安装板1.1下方的安装架2.1和设置在安装架2.1下部的夹持件（即抓取块2.2），抓取块2.2的夹持槽开口向下，夹持槽内设置有用于吸附轴类零件的电磁铁2.4，电磁铁2.4断电时不带磁，电磁铁2.4通电时具有磁性，可利用两个抓取块2.2内的电磁铁2.4实现轴类零件的抓取；

开合动力机构，设置在安装板1.1上，开合动力机构带动两安装架2.1反向移动以调整两安装架2.1之间的间距，进而满足不同轴类零件的抓取需求；

两个结构相同的托架夹紧机构，分别设置在安装板1.1的两侧，确保将零件托架（采用木制材质制成）夹紧固定，每个托架夹紧机构具有竖向设置在安装板1.1边缘处的安装座3.1、由第一动力源驱动的升降单元和由夹紧动力源驱动的夹紧组件，第一动力源竖向设置在安装座3.1上，且夹紧动力源设置在升降单元上；

工作时，利用夹持件来抓取托架上的零件，实现了零件的快速抓取；另外，开合动力机构可通过安装架2.1调整两夹持件的间距，能够满足不同长度的轴类零件的抓取需求，进而提高了适用范围；

托架夹紧机构可将零件下方的零件托架夹紧并固定，然后利用机器人将空的托架叠放在下层托架的上方以便于对轴件归类，还可以将空的托架取下以便于下层托架上的轴件，提高了上料和下料效率。

在本实施方式中，抓取块2.2的夹持槽开口向下，且夹持槽具有夹角为钝角的第一夹持面和第二夹持面，第一夹持面和第二夹持面内设置有用于吸附轴类零件的电磁铁2.4，具体如图1和3所示。由于夹持槽为V形结构，可满足不同轴径的夹取需求；每个抓取块2.2内均设置有电磁铁2.4，可通过两个抓取块2.2实现轴类零件的稳定抓取，有效避免上料过程中零件掉落，提高了安全性。

如图1所示，本实用新型所述的自动抓取装置还包括用于获取轴类零件信息的视觉组件4，视觉组件4包括设置位于安装架2.1一侧的防护壳和设置在防护壳内的3D视觉相机，工作时可通过3D视觉相机获取轴类零件的位置信息以及零件托架的信息，然后再进行夹紧托架和抓取零件的相关操作。

在实际安装时，第一动力源可以是气缸，也可以是液压缸，还可以是传动连接的电机和丝杠，还可以是同步带传动机构，还可以是同步带传动机构带动旋转的丝杠。在本实施方式中，由于安装空间的限制，第一动力源优选为竖向设置在安装座3.1上的气缸3.2，气缸的活塞杆与升降单元相固连，以满足升降单元的升降需求，具体如图1-2所示。

如图2所示，升降单元包括水平设置的第一安装板3.3和竖向设置的第二安装板3.4，第一安装板3.3和第二安装板3.4固连在一起，第二安装板3.4沿着安装座3.1上的第二滑轨3.5移动；

夹紧动力源为设置在第一安装板3.3上的手指气缸3.6，手指气缸3.6具有一对结构相同的开合连接头；夹紧组件包括一对结构相同的夹爪3.7，每个开合连接头上固连有一个夹爪3.7，两个夹爪3.7相对设置且夹持面均具有多个防脱齿，以确保托架的固定效果。

工作时，手指气缸3.6通过开合连接头实现两夹爪3.7的张开和闭合，进而实现了零件托架的夹紧固定。

在实际安装时，为进一步保证两夹爪3.7的运动轨迹，第二安装板3.4上还具有水平设置的第三滑轨3.8，两夹爪3.7通过滑块沿着第三滑轨3.8张开和闭合，具体如图2所示。

如图1和4所示，开合动力机构具有一由第二动力源驱动的传动丝杠5.1，传动丝杠5.1具有旋向相反的第一螺纹段和第二螺纹段，两安装架2.1分别与旋拧在第一螺纹段、第二螺纹段上的螺母5.2一一对应连接，两螺母的运动方向始终相反。工作时，由于传动丝杠5.1上的螺纹相反，在其传动过程中可通过两段螺纹上的螺母5.2带动两安装架2.1反向（包括相向和背向）运动，进而实现两抓取块2.2的张开和闭合，进而调整两抓取块2.2的间距，满足不同长度的轴件的抓取需求，当然也可以用于长杆件（如型材或槽钢）。

在实际安装时，第二动力源可以是电机，也可以是同步带传动机构或齿轮传动机构，可根据安装空间灵活选择合适的动力源。在本实用新型方式中，由于安装空间和运动精度的限制，第二动力源优选设置在其中一个安装座3.1上的同步带传动机构（即由电机驱动的同步带传动副）。

为进一步地确保安装架2.1的平稳运行和运动轨迹，开合动力机构还包括水平设置在安装板1.1下表面的第一滑轨5.3，安装架2.1通过滑动组件沿着第一滑轨5.3水平往返运动。其中，滑动组件包括与螺母5.2相固连的滑动座5.4，滑动座5.4的上表面具有与第一滑轨5.3配合的滑块，且安装架2.1固定在滑动座5.4的一端，具体如图4所示。

在本实用新型的一个优选实施方式中：如图3所示，为减少抓取块2.2与零件的刚性碰触，抓取块2.2和安装架2.1通过缓冲组件连接，缓冲组件包括一对竖向设置在安装架2.1上的套筒2.5，每个套筒2.5内插设有向下延伸的连接轴，位于安装架2.1下方的每个连接轴上套装有弹性缓冲件（即压缩弹簧2.6），抓取块2.2固定在连接轴的下端部。工作时，压缩弹簧2.6的缓冲作用避免夹持件与零件刚性接触，保护零件。

本实用新型的使用过程及工作原理为：机器人带动本实用新型移动至零件的上方，3D视觉相机获取零件和托架的信息并发送至装配线的控制系统，利用控制系统控制同步带传动机构的运动，以调整抓取块2.2的间距。具体地，同步带传动机构通过传动丝杠5.1带动两个螺母5.2移动，实现两抓取块2.2间距的调整；

抓取块2.2上的电磁铁2.4通具有磁吸引力，通过磁吸引力吸附托架上的零件；当抓取零件后，手指气缸3.6的两开合连接头张开，利用机器人将本实用新型搬运至指定上料位置或存放工位。

当需要将托架取下或将托架放在储料工位时，气缸的活塞杆向下伸出，使夹爪下降至指定位置，每对夹爪均位于托架的支撑杆的两侧；然后通过手指气缸带动两夹爪闭合，进而夹紧托架两端的支撑杆，最后利用机器人将托架放在指定位置处，实现了托架的自动取放，提高了工作效率。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后还需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施方式对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。因而，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于轴类零件的自动抓取装置，其特征在于：包括

安装组件，具有一水平设置的安装件和一固连在所述安装件中心位置处的连接件，所述连接件与机器人的连接端连接在一起；

夹持结构，具有一对结构相同的夹持单元，每个所述夹持单元均包括设置在所述安装件下方的安装架和设置在所述安装架下部的夹持件，且所述夹持件的夹持槽开口向下，夹持槽内设置有用于吸附零件的电磁铁；

开合动力机构，设置在所述安装件上，所述开合动力机构带动两所述安装架反向移动以调整两安装架之间的间距；

托架夹紧机构，具有竖向设置在所述安装件上的安装座、由第一动力源驱动的升降单元和由夹紧动力源驱动开合的夹紧组件，所述第一动力源竖向设置在所述安装座上，且所述夹紧动力源设置在所述升降单元上。

2.根据权利要求1所述的用于轴类零件的自动抓取装置，其特征在于：所述开合动力机构具有一由第二动力源驱动的传动丝杠，所述传动丝杠具有旋向相反的第一螺纹段和第二螺纹段，两所述安装架分别与旋拧在所述第一螺纹段、第二螺纹段上的螺母一一对应连接。

3.根据权利要求2所述的用于轴类零件的自动抓取装置，其特征在于：所述开合动力机构还包括水平设置在所述安装件下表面的第一滑轨，所述安装架通过滑动组件沿着所述第一滑轨水平往返运动。

4.根据权利要求1所述的用于轴类零件的自动抓取装置，其特征在于：所述夹持件和所述安装架通过缓冲组件连接，所述缓冲组件包括至少一个竖向设置在所述安装架上的套筒，所述套筒内插设有向下延伸的连接轴，位于所述安装架下方的连接轴上套装有弹性缓冲件，所述夹持件固定在所述连接轴上。

5.根据权利要求4所述的用于轴类零件的自动抓取装置，其特征在于：所述夹持槽具有夹角为钝角的第一夹持面和第二夹持面，且所述第一夹持面和第二夹持面内设置有用于吸附轴类零件的所述电磁铁。

6.根据权利要求1所述的用于轴类零件的自动抓取装置，其特征在于：所述升降单元包括水平设置的第一安装板和竖向设置的第二安装板，所述第一安装板和第二安装板固连在一起，且第二安装板沿着所述安装座上的第二滑轨移动，所述夹紧动力源设置在所述第一安装板上。

7.根据权利要求6所述的用于轴类零件的自动抓取装置，其特征在于：所述夹紧动力源为具有一对开合连接头的手指气缸，所述夹紧组件包括一对结构相同的夹爪，每个所述开合连接头上固连有一个所述夹爪。

8.根据权利要求7所述的用于轴类零件的自动抓取装置，其特征在于：所述第二安装板上还具有水平设置的第三滑轨，两所述夹爪通过滑块沿着所述第三滑轨开合。

9.根据权利要求1所述的用于轴类零件的自动抓取装置，其特征在于：所述自动抓取装置还包括用于获取轴类零件信息的视觉组件。

10.根据权利要求1所述的用于轴类零件的自动抓取装置，其特征在于：所述托架夹紧机构至少为两个，托架夹紧机构设置在所述夹持结构的两侧。

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