CN218422865U - 一种阻尼环自动充汞机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种阻尼环自动充汞机构，包括基座，机械臂，夹具，光源，相机和注射机构；机械臂、光源、相机和注射机构分别独立的安装于基座上；夹具固定于机械臂末端；注射机构位于机械臂的下方；光源和相机对准注射机构且分别位于注射机构两侧；夹具夹取阻尼环，使阻尼环注射孔位于注射机构上方，相机在光源的光照下检测阻尼环注射孔与注射机构的相对位置，机械臂根据所述相对位置带动夹具，使阻尼环注射孔与注射机构对准，注射机构向阻尼环注射孔充汞。本实用新型能够替代人工所有的操作步骤，实现自动抓取阻尼环并注射。

Description

一种阻尼环自动充汞机构

技术领域

本实用新型涉及一种阻尼环自动夹取注汞装置，属于阻尼环充汞技术领域。

背景技术

阻尼环充汞为非常精细的操作过程，由于总的注射量很小，比如一种典型的阻尼环的注射量仅约0.046ml，注射孔本身尺寸也很小，使阻尼环充汞的操作过程更加困难。现有技术中，常用注射方式为人工注射，由操作人员通过手套箱，隔着密封手套抓取阻尼环和注射器进行观察注射，带来了极大的不便，且通过人眼判别注射角度并不精准。同时这套操作流程的经验较难积累，操作人员需要通过较长的周期才能熟练掌握，培养周期长。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种阻尼环自动充汞机构，包括基座，机械臂，夹具，光源，相机和注射机构；机械臂、光源、相机和注射机构分别独立的安装于基座上；夹具固定于机械臂末端；注射机构位于机械臂的下方；光源和相机对准注射机构且分别位于注射机构两侧；夹具夹取阻尼环，使阻尼环注射孔位于注射机构上方，相机在光源的光照下检测阻尼环注射孔与注射机构的相对位置，机械臂根据所述相对位置带动夹具，使阻尼环注射孔与注射机构对准，注射机构向阻尼环注射孔充汞。本实用新型能够替代人工所有的操作步骤，实现自动抓取阻尼环并注射。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种阻尼环自动充汞机构，包括基座，机械臂，夹具，光源，相机和注射机构；

机械臂、光源、相机和注射机构分别独立的安装于基座上；

夹具固定于机械臂末端，用于夹取阻尼环；

注射机构位于机械臂的下方，注射时机械臂带动夹具夹取阻尼环至注射机构上方，并根据阻尼环注射孔与注射机构的相对位置使阻尼环注射孔与注射机构对准；

光源和相机对准注射机构且分别位于注射机构两侧，相机在光源的光照下检测阻尼环注射孔与注射机构的相对位置；

注射机构向阻尼环注射孔充汞。

进一步的，所述注射机构包括机构底座，注射调节台，电缸，音圈电机，推杆，注射针筒，针筒夹具和汞回收盒；

机构底座安装于基座上，注射调节台安装于机构底座上，电缸和针筒夹具与注射调节台固定连接，注射针筒固定安装于针筒夹具上，音圈电机固定安装于电缸上，推杆与音圈电机输出轴固定连接，音圈电机驱动推杆向注射针筒前进，同时根据推杆与注射针筒的接触情况控制电缸的运动，汞回收盒安装于注射针筒一侧，用于回收充汞时由注射针筒流出的多余汞液。

进一步的，所述电缸、音圈电机、注射针筒和针筒夹具的安装角度与基座呈30°～90°角。

进一步的，所述机械臂为六轴转动结构。

进一步的，夹具包括夹具基座，电动夹爪和夹爪，所述夹具基座与机械臂末端固定连接，电动夹爪安装于夹具基座下方，夹爪安装于电动夹爪下方，电动夹爪用于在预设行程和夹爪力指令的控制下，带动夹爪夹取阻尼环。

进一步的，夹具夹取阻尼环时，夹爪与阻尼环的接触面为弧面。

进一步的，相机包括相机支架，相机调节台和工业相机；

相机支架固定安装于基座上，相机调节台安装于相机支架上，工业相机安装于相机调节台上，相机调节台用于带动工业相机上下运动；

工业相机的分辨率≥500万像素。

进一步的，光源包括光源支架，光源调节台和平板光源；

光源支架安装于基座上，光源调节台安装于光源支架上，平板光源安装在光源调节台上，光源调节台带动平板光源上下运动。

进一步的，音圈电机的定位精度≤0.001mm；机械臂的运动控制精度≤ 0.02mm。

进一步的，相机在光源的光照下检测的阻尼环注射孔与注射机构的相对位置包括阻尼环注射孔中心与注射针筒针头之间的水平偏差X和竖直偏差Y。

本实用新型与现有技术相比具有如下至少一种有益效果：

(1)本实用新型通过机械臂、光源和相机的配合实现阻尼环注射孔与注射机构的精准对位，实现了自动注射，有效降低了注射工作的成本消耗，提高了注射效率和产品质量；

(2)本实用新型通过夹具的设计以及夹具与机械臂的配合，实现自动夹取阻尼环，通过影像系统自动识别并调整阻尼环的注射口与针头之间的角度偏差，同时能够准确停止注射，提高了自动化程度；

(3)本实用新型采用音圈电机均匀控制注射时推动的力度，避免了造成液体遗漏；

(4)本实用新型采用高像素分辨率的工业相机，和定位精度可达到 0.001mm的音圈电机，使得充汞量精确可控，可以稳定控制精度在1度。

附图说明

图1为本实用新型自动充汞机构的主视图；

图2为阻尼环结构图；

图3为本实用新型夹具的剖面视图；

图4为本实用新型注射机构的主视图；

图5为本实用新型相机和光源的主视图；

图6为阻尼环载物托盘示意图；

图7为本实用新型注射孔与针头的相对位置的示意图。

具体实施方式

下面通过对本实用新型进行详细说明，本实用新型的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

本实用新型一种阻尼环自动充汞机构，包括基座、机械臂、夹具、注射机构、相机、光源，是一种自动运行机构。本实用新型机构作为阻尼环自动充汞检测设备的核心机构，通过机械臂自动抓取阻尼环，然后移动到注射机构，通过相机和光源组成的影像系统，检测阻尼环位置偏差，通过编程指令对机械臂位置微调，校准阻尼环的位置。之后由注射机构进行汞的微量精准填充、充汞角度高精度自动检测等步骤，进而完成阻尼环自动充汞步骤。通过更换不同的工装，可以对多种阻尼环零件进行自动夹取。由于不同型号产品对充汞角度要求不同，充汞角度一般在在340～355度之间，本实用新型可通过设置汞角度要求，实现不同充汞角度的精准控制。

如图1，本实用新型一种阻尼环自动充汞机构，包括基座1、机械臂2、夹具3、注射机构4、相机5和光源6。

机械臂2、注射机构4、相机5、光源6安装在基座1上；

夹具3安装在机械臂2上；

在一种优选的实施方式中，机械臂2具备六轴转动结构，可在行程范围内的三维空间中实现任意角度的坐标与朝向调整。

在一种优选的实施方式中，如图3，夹具3包括夹具基座31、电动夹爪32 和夹爪33。

夹具3由夹具基座31连接在机械臂2上，电动夹爪32安装在夹具基座 31上，夹爪33安装在电动夹爪32上。

电动夹爪32具备编程定位功能，可以自由设定收缩距离，并可以设置夹爪力上限，防止挤压损坏阻尼环。

夹爪33的截面为圆弧形，与阻尼环相契合；夹爪33的槽口宽度与对应的阻尼环宽度相适应。更换阻尼环时，需要根据尺寸变化与否更换夹爪33。

在一种优选的实施方式中，如图4，注射机构4包括机构底座41、注射调节台42、电缸43、音圈电机44、推杆、注射针筒45、针筒夹具46和汞回收盒47。

注射机构4通过机构底座41安装在基座1上，电缸43和针筒夹具46安装在注射调节台42上，注射调节台42安装在机构底座41上。音圈电机44安装在电缸43上，推杆与音圈电机44输出轴固定连接，注射针筒45安装在针筒夹具46上。

电缸43、音圈电机44、注射针筒45、针筒夹具46均呈倾斜安装角度。

在一种优选的实施方式中，如图5，相机5由相机支架51、相机调节台52、工业相机53组成。相机支架51安装在基座1上，相机调节台52安装在相机支架51上，工业相机53安装在相机调节台52上。

在一种优选的实施方式中，光源6由光源支架61、光源调节台62、平板光源63组成。光源支架61安装在基座1上，光源调节台62安装在光源支架 61上，平板光源63安装在光源调节台62上。

阻尼环圆周为360度，通过阻尼环垂直时，汞液的水平投影(环)来测量角度，可以反映充汞量。在一种优选的实施方式中，工业相机53具备高像素分辨率的特点，音圈电机43具备较高的定位精度，可达到0.001mm，使得充汞量可控，可以稳定控制精度在1度。

实施例1：

本实用新型一种阻尼环充汞的机构，通过机械臂2及夹具3抓取阻尼环，利用影像系统判断注射机构4的充汞角度，完成阻尼环注汞操作。

本实用新型的工作原理如下：

如图1所示，机械臂2带动夹具3，从如图6所示的阻尼环托盘将阻尼环夹取到注射机构4中央。通过电动夹爪32编程设定行程，使夹爪33抓取保证阻尼环的夹取力度，不把阻尼环挤变形，夹爪33设计中采用如图3所示的圆弧口的设计，保证夹取后不晃动。

如图2，阻尼环是一种外径为24mm，内径为18mm，厚度为3mm，NB 中空的圆环，采用白色半透明状的有机玻璃制成，且注射孔是一个1mm宽、 1mm高的圆口，位于环体内侧，所以注汞的困难度是很高的，注射孔与针头很难对准。因此，本实用新型中设计了工业相机影像系统，通过计算分析，控制音圈电机44的推动，做到精细控制。

具体操作步骤如下：

工业相机53拍照检测阻尼环注射孔位置，由于注射孔的形状导致透光率与其他部位不同，而阻尼环其余部分透明，在平板光源63作为背景时，注射孔成像特征为灰黑色方块，中间透明；如图7，通过图像检测技术，计算注射孔中心位置与注射针筒45针头之间水平偏差X、垂直偏差Y，机械臂2调节阻尼环位置，使其可以插入到注射针10针头中，机械臂1带动阻尼环插入到注射针筒45针头。机械臂2的运动控制精度为0.02mm，图7中，101为注射孔，102为针头。

注射步骤启动时，电缸43带动音圈电机44前进，直至推杆可以接触到注射针筒45推柄；音圈电机44可通过编程判断外部的阻力，判断是否接触注射针筒45推柄，从而实现自动停止电缸43的前进。后续的注射是由音圈电机44 完成的，这样可以控制注射量。

音圈电机44的运动控制精度为0.001mm，工业相机53实时计算汞环的角度，选型能有效做到1°以内的识别。

汞回收盒47用于收集多余流出的废液。注射针筒45固定在针筒夹具46 上。

本实施例中，使用的工业相机分辨率为500像素，相机最终的角度测量重复性约为0.02度。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本实用新型进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本实用新型的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本实用新型精神和范围的情况下，可以对本实用新型技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本实用新型的范围内。本实用新型的保护范围以所附权利要求为准。

本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种阻尼环自动充汞机构，其特征在于，包括基座(1)，机械臂(2)，夹具(3)，光源(6)，相机(5)和注射机构(4)；

机械臂(2)、光源(6)、相机(5)和注射机构(4)分别独立的安装于基座(1)上；

夹具(3)固定于机械臂(2)末端，用于夹取阻尼环；

注射机构(4)位于机械臂(2)的下方，注射时机械臂带动夹具(3)夹取阻尼环至注射机构(4)上方，并根据阻尼环注射孔与注射机构(4)的相对位置使阻尼环注射孔与注射机构(4)对准；

光源(6)和相机(5)对准注射机构(4)且分别位于注射机构(4)两侧，相机(5)在光源(6)的光照下检测阻尼环注射孔与注射机构(4)的相对位置；

注射机构(4)向阻尼环注射孔充汞。

2.根据权利要求1所述的一种阻尼环自动充汞机构，其特征在于，所述注射机构(4)包括机构底座(41)，注射调节台(42)，电缸(43)，音圈电机(44)，推杆，注射针筒(45)，针筒夹具(46)和汞回收盒(47)；

机构底座(41)安装于基座(1)上，注射调节台(42)安装于机构底座(41)上，电缸(43)和针筒夹具(46)与注射调节台(42)固定连接，注射针筒(45)固定安装于针筒夹具(46)上，音圈电机(44)固定安装于电缸(43)上，推杆与音圈电机(44)输出轴固定连接，音圈电机(44)驱动推杆向注射针筒(45)前进，同时根据推杆与注射针筒(45)的接触情况控制电缸(43)的运动，汞回收盒(47)安装于注射针筒(45)一侧，用于回收充汞时由注射针筒(45)流出的多余汞液。

3.根据权利要求2所述的一种阻尼环自动充汞机构，其特征在于，所述电缸(43)、音圈电机(44)、注射针筒(45)和针筒夹具(46)的安装角度与基座(1)呈30°～90°角。

4.根据权利要求1所述的一种阻尼环自动充汞机构，其特征在于，所述机械臂(2)为六轴转动结构。

5.根据权利要求1所述的一种阻尼环自动充汞机构，其特征在于，夹具(3)包括夹具基座(31)，电动夹爪(32)和夹爪(33)，所述夹具基座(31)与机械臂(2)末端固定连接，电动夹爪(32)安装于夹具基座(31)下方，夹爪(33)安装于电动夹爪(32)下方，电动夹爪(32)用于在预设行程和夹爪力指令的控制下，带动夹爪(33)夹取阻尼环。

6.根据权利要求5所述的一种阻尼环自动充汞机构，其特征在于，夹具(3)夹取阻尼环时，夹爪(33)与阻尼环的接触面为弧面。

7.根据权利要求1所述的一种阻尼环自动充汞机构，其特征在于，相机(5)包括相机支架(51)，相机调节台(52)和工业相机(53)；

相机支架(51)固定安装于基座(1)上，相机调节台(52)安装于相机支架(51)上，工业相机(53)安装于相机调节台(52)上，相机调节台(52)用于带动工业相机(53)上下运动；

工业相机(53)的分辨率≥500万像素。

8.根据权利要求1所述的一种阻尼环自动充汞机构，其特征在于，光源(6)包括光源支架(61)，光源调节台(62)和平板光源(63)；

光源支架(61)安装于基座(1)上，光源调节台(62)安装于光源支架(61)上，平板光源(63)安装在光源调节台(62)上，光源调节台(62)带动平板光源(63)上下运动。

9.根据权利要求2所述的一种阻尼环自动充汞机构，其特征在于，音圈电机(44)的定位精度≤0.001mm；机械臂(2)的运动控制精度≤0.02mm。

10.根据权利要求2所述的一种阻尼环自动充汞机构，其特征在于，相机(5)在光源(6)的光照下检测的阻尼环注射孔与注射机构(4)的相对位置包括阻尼环注射孔中心与注射针筒(45)针头之间的水平偏差X和竖直偏差Y。

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