一種機器人清理發(fā)動機缸蓋鑄件的抓手夾具的制作方法

本發(fā)明涉及汽車零部件鑄件生產(chǎn)線，具體涉及一種機器人清理發(fā)動機缸蓋鑄件的抓手夾具。

背景技術(shù)：

隨著人工成本增加，工業(yè)4.0(第四次工業(yè)革命)的快速發(fā)展，鑄造行業(yè)開始提倡機器人替換人工作業(yè)。在鑄件清理作業(yè)中，采用機器人抓取工件自動清理飛邊毛刺，能降低工人勞動強度，提高生產(chǎn)效率。目前，機器人抓取鑄件按照程序軌跡進行打磨清理，如果鑄件定位精度差，將造成鑄件在清理過程中損傷鑄件基體或飛邊毛刺未打磨干凈，因此精確的定位鑄件是保證鑄件清理質(zhì)量前提。鑄造生產(chǎn)線提倡多品種混線生產(chǎn)，因此不同品種鑄件采用同一抓手夾具是保證生產(chǎn)線效率的前提。不同品種的鑄件外形有一定的差異，在設(shè)計抓手夾具時一般選取不同品種鑄件之間的共同點進行定位夾持。

目前鑄件的定位方式一般采用隨形夾具或兩銷一面夾具。隨形夾具采用鑄件的外形進行定位，一般采用一個氣缸或一個油缸驅(qū)動夾持，其優(yōu)點是參與運動部件少，可靠性高，缺點在于鑄件外形存在偏差，導致定位精度差；兩銷一面夾具利用鑄件一個平面及兩個銷孔進行定位，其優(yōu)點在于定位精度高，缺點在于鑄造銷孔的同軸度偏差大，定位銷與銷孔易產(chǎn)生過盈配合，定位銷難以退出銷孔，造成機器人報警停機。

CN204123404U公開的一種機器人用的鋼絲簾線錠子抓取夾具，包括一個“門”形支架，在“門”形支架的上側(cè)壁上面，設(shè)有連接法蘭，連接法蘭用于與工業(yè)機器人裝置固定連接，在“門”形支架的上側(cè)壁下面，設(shè)有定位裝置，在“門”形支架的兩側(cè)側(cè)壁外面，設(shè)有一對“L”形夾緊座，“L”形夾緊座相向設(shè)置，“L”形夾緊座通過導向裝置與支架的側(cè)壁活動連接，在“門”形支架的兩側(cè)側(cè)壁內(nèi)面，設(shè)有一對驅(qū)動氣缸，驅(qū)動氣缸的活塞桿穿過支架側(cè)壁上的通孔與夾緊座傳動連接，在驅(qū)動氣缸的驅(qū)動下，氣缸活塞桿帶動夾緊座相向夾緊或背向松開。其抓取鋼絲簾線錠子位置準確、動作可靠，實現(xiàn)了子午線輪胎生產(chǎn)中鋼絲壓延工序的自動化。但不能適用于清理發(fā)動機缸蓋鑄件。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種機器人清理發(fā)動機缸蓋鑄件的抓手夾具，其能夠精確定位，清理質(zhì)量高，適用于多品種混線生產(chǎn)的需要，特別是適用于發(fā)動機缸蓋鑄件的清理。

本發(fā)明所述的一種機器人清理發(fā)動機缸蓋鑄件的抓手夾具，包括呈“凸”字形的夾具安裝底板、下部與夾具安裝底板連接的防護罩、連接在防護罩上部的法蘭連接基座，其特征是：還包括設(shè)在所述夾具安裝底板下面的定位夾緊部分、設(shè)在所述夾具安裝底板上面并與所述定位夾緊部分對應(yīng)配合的驅(qū)動控制部分；所述定位夾緊部分用于抓取鑄件，所述法蘭連接基座用于與機器人連接。

進一步，所述定位夾緊部分包括分別設(shè)在靠近所述夾具安裝底板下面的下邊邊緣的右部的右夾緊構(gòu)件、左部的左夾緊構(gòu)件、設(shè)在靠近所述夾具安裝底板下面的上邊邊緣中部的上夾緊構(gòu)件；在靠近所述右夾緊構(gòu)件的部位設(shè)有Z方向第一限位點，在靠近所述左夾緊構(gòu)件的部位設(shè)有Z方向第二限位點，在靠近所述上夾緊構(gòu)件的部位設(shè)有Z方向第三限位點；

還包括設(shè)在靠近所述夾具安裝底板下面的下邊邊緣中部的Y方向第一限位塊和Y方向第二限位塊；

還包括設(shè)在靠近所述夾具安裝底板下面左部的第一推緊塊、設(shè)在靠近所述夾具安裝底板下面右部的X方向限位塊、設(shè)在靠近所述夾具安裝底板下面上部的第二推緊塊；在靠近所述第一推緊塊的部位設(shè)有第一接觸式感應(yīng)開關(guān)，在靠近X方向限位塊的部位設(shè)有第二接觸式感應(yīng)開關(guān)。

進一步，所述驅(qū)動控制部分包括設(shè)在所述夾具安裝底板上的右夾緊氣缸、左夾緊氣缸和上夾緊氣缸，所述右夾緊氣缸與所述右夾緊構(gòu)件對應(yīng)配合，所述左夾緊氣缸和與所述左夾緊構(gòu)件對應(yīng)配合，所述上夾緊氣缸與所述上夾緊構(gòu)件對應(yīng)配合；

還包括設(shè)在所述夾具安裝底板上面用于驅(qū)動所述左夾緊氣缸、右夾緊氣缸和上夾緊氣缸的夾緊氣缸電磁閥；

還包括設(shè)在所述夾具安裝底板上面用于驅(qū)動所述第一推緊構(gòu)件的Y方向推緊氣缸和用于驅(qū)動第二推緊構(gòu)件的X方向推緊氣缸，所述Y方向推緊氣缸和X方向推緊氣缸受推緊氣缸電磁閥控制；

還包括設(shè)在所述夾具安裝底板上面的下邊邊中部的電器信號插接箱，所述推緊氣缸電磁閥、夾緊氣缸電磁閥、第一接觸式感應(yīng)開關(guān)和第二接觸式感應(yīng)開關(guān)分別與所述電器信號插接箱電連接。

進一步，所述Y方向第一限位塊、Y方向第二限位塊、X方向限位塊通過螺栓與夾具安裝底板連接固定，所述Z方向第一限位點、Z方向第二限位點和Z方向第三限位點通過螺栓與夾具安裝底板連接固定,所述Y方向推緊氣缸、X方向推緊氣缸通過螺栓與夾具安裝底板連接固定；所述右夾緊構(gòu)件、左夾緊構(gòu)件和上夾緊構(gòu)件通過螺栓與夾具安裝底板連接固定。

本發(fā)明解決了機器人抓取多品種鑄件后鑄件精確定位問題，主要體現(xiàn)在以下幾點：

(1)抓手夾具定位面采用鑄件的機加粗定位基準面，而此定位基準面為不同品種的共同點，從而實現(xiàn)同一抓手滿足不同品種的定位與抓取；

(2)機加粗定位基準面的平整度為0.03mm(毫米)，而其余面的平整度較低，此抓手夾具利用鑄件的機加粗定位基準面對X、Y、Z三個方向進行定位，精確定位鑄件，解決了隨形夾具定位精度差及兩銷一面夾具定位銷與銷孔配合差的問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的軸測圖；

圖2是安裝在夾具安裝底板下面的定位夾緊部分的示意圖(圖1的仰視圖)；

圖3是安裝在夾具安裝底板上的驅(qū)動控制部分示意圖；

圖4是本發(fā)明抓取鑄件時的示意圖；

圖5是圖4的后視圖；

圖6是Y方向第一限位塊或Y方向第二限位塊的示意圖；

圖7是上夾緊氣缸與上夾緊構(gòu)件對應(yīng)配合的示意圖；

圖8是Y方向推緊氣缸與第二推緊構(gòu)件對應(yīng)配合的示意圖。

圖中：1－法蘭連接基座，2－防護罩，3－右夾緊構(gòu)件，4－Z方向第一限位點，5－Y方向第一限位塊，6－Y方向第二限位塊，7－Z方向第二限位點，8－左夾緊構(gòu)件，9－第一推緊構(gòu)件，10－第一接觸式感應(yīng)開關(guān)，11－Z方向第三限位點，12－上夾緊構(gòu)件，13－第二推緊構(gòu)件，14－第二接觸式感應(yīng)開關(guān)，15－X方向限位塊，16－夾具安裝底板，17－Y方向推緊氣缸，18－上夾緊氣缸，19－X方向推緊氣缸，20－推緊氣缸電磁閥，21－夾緊氣缸電磁閥，22－右夾緊氣缸，23－電器信號插接箱，24－左夾緊氣缸；

25－鑄件X方向定位面，26－鑄件，27－鑄件Z方向第一定位點，28－鑄件Y方向第一定位面，29－鑄件Z方向第三定位點，30－鑄件Y方向第二定位面31－鑄件Z方向第二定位點。

具體實施方式

下面根據(jù)說明書附圖對本發(fā)明作進一步的描述。

參見圖1、圖2、圖3、圖6、圖7和圖8所示的一種機器人清理發(fā)動機缸蓋鑄件的抓手夾具，包括呈“凸”字形的夾具安裝底板16、下部與夾具安裝底板連接的防護罩2、連接在防護罩上部的法蘭連接基座1，其特征是：還包括設(shè)在所述夾具安裝底板16下面的定位夾緊部分、設(shè)在所述夾具安裝底板16上面并與所述定位夾緊部分對應(yīng)配合的驅(qū)動控制部分；所述定位夾緊部分用于抓取鑄件26，所述法蘭連接基座1用于與機器人連接。

所述定位夾緊部分包括分別設(shè)在靠近所述夾具安裝底板16下面的下邊邊緣的右部的右夾緊構(gòu)件3、左部的左夾緊構(gòu)件8、設(shè)在靠近所述夾具安裝底板16下面的上邊邊緣中部的上夾緊構(gòu)件12；在靠近所述右夾緊構(gòu)件3的部位設(shè)有Z方向第一限位點4，在靠近所述左夾緊構(gòu)件8的部位設(shè)有Z方向第二限位點7，在靠近所述上夾緊構(gòu)件12的部位設(shè)有Z方向第三限位點11；右夾緊構(gòu)件3與Z方向第一限位點4布置在同一區(qū)域，左夾緊構(gòu)件8與Z方向第二限位點7布置在同一區(qū)域，上夾緊構(gòu)件12與Z方向第三限位點11布置在同一區(qū)域，這樣能夠保證鑄件夾持的受力方向軸線與限位點的中心軸線靠近，以保證夾持鑄件時不出現(xiàn)偏移。

還包括設(shè)在靠近所述夾具安裝底板16下面的下邊邊緣中部的Y方向第一限位塊5和Y方向第二限位塊6；

還包括設(shè)在靠近所述夾具安裝底板16下面左部的第一推緊塊9、設(shè)在靠近所述夾具安裝底板16下面右部的X方向限位塊15、設(shè)在靠近所述夾具安裝底板16下面上部的第二推緊塊13；在靠近所述第一推緊塊9的部位設(shè)有第一接觸式感應(yīng)開關(guān)10，在靠近X方向限位塊15的部位設(shè)有第二接觸式感應(yīng)開關(guān)14。第一推緊塊9與X方向限位塊15布置在同一軸線上，第二推緊塊13設(shè)在所述夾具安裝底板16下面的上邊，Y方向第一限位塊5和Y方向第二限位塊6設(shè)在所述夾具安裝底板16下面的下邊，并且第二推緊塊13位于第一限位塊5和Y方向第二限位塊6的中心線附近，以保證推動鑄件時不出現(xiàn)偏移。

所述驅(qū)動控制部分包括設(shè)在所述夾具安裝底板16上的右夾緊氣缸24、左夾緊氣缸22和上夾緊氣缸18，所述右夾緊氣缸24與所述右夾緊構(gòu)件3對應(yīng)配合，所述左夾緊氣缸22和與所述左夾緊構(gòu)件8對應(yīng)配合，所述上夾緊氣缸18與所述上夾緊構(gòu)件12對應(yīng)配合；

還包括設(shè)在所述夾具安裝底板16上面用于驅(qū)動所述左夾緊氣缸22、右夾緊氣缸24和上夾緊氣缸18的夾緊氣缸電磁閥21；

還包括設(shè)在所述夾具安裝底板16上面用于驅(qū)動所述第一推緊構(gòu)件9的Y方向推緊氣缸17和用于驅(qū)動第二推緊構(gòu)件13的X方向推緊氣缸19，所述Y方向推緊氣缸17和X方向推緊氣缸19受推緊氣缸電磁閥20控制；

還包括設(shè)在所述夾具安裝底板16上面的下邊邊中部的電器信號插接箱23，所述推緊氣缸電磁閥20、夾緊氣缸電磁閥21、第一接觸式感應(yīng)開關(guān)10和第二接觸式感應(yīng)開關(guān)14分別與所述電器信號插接箱23電連接。

所述Y方向第一限位塊5、Y方向第二限位塊6、X方向限位塊15通過螺栓與夾具安裝底板16連接固定，所述Z方向第一限位點4、Z方向第二限位點7和Z方向第三限位點11通過螺栓與夾具安裝底板16連接固定,所述Y方向推緊氣缸17、X方向推緊氣缸19通過螺栓與夾具安裝底板16連接固定；所述右夾緊構(gòu)件3、左夾緊構(gòu)件8和上夾緊構(gòu)件12通過螺栓與夾具安裝底板16連接固定。

Y方向推緊氣缸17、X方向推緊氣缸19動作時，作用力為Z方向向下，以保證鑄件Y方向第一定位面28與Y方向限位塊5接觸，鑄件Y方向第二定位面30與Y方向第二限位塊6接觸。第二推緊構(gòu)件13利用杠桿搖臂原理將推緊氣缸的氣缸頂桿Z方向下運動轉(zhuǎn)換為第二推緊塊向Y方向運動；第一推緊塊9、第一夾緊構(gòu)件3、第二夾緊構(gòu)件8和第三夾緊構(gòu)件12同樣運用了此原理，只是第一夾緊構(gòu)件3、第二夾緊構(gòu)件8和第三夾緊構(gòu)件12將氣缸頂桿Z方向向下運動轉(zhuǎn)換為夾緊塊Z方向向上運動。

參見圖4和圖5，

抓取流程：鑄件放置在托盤輸送線傳輸?shù)綑C器人抓取位置停止，機器人移動到抓取位，抓手上的Y方向推緊氣缸17驅(qū)動第一推緊塊9，X方向推緊氣缸19驅(qū)動第二推緊構(gòu)件13將鑄件推動到位后，述左夾緊氣缸22驅(qū)動左夾緊構(gòu)件8、右夾緊氣缸24驅(qū)動右夾緊構(gòu)件3，上夾緊氣缸18驅(qū)動上夾緊構(gòu)件12夾持住鑄件26。

發(fā)動機缸蓋鑄件傳輸?shù)轿煌Ｖ购?，機器人移動至抓取位置，首先是第一接觸式感應(yīng)開關(guān)10和第二接觸式感應(yīng)開關(guān)14先與鑄件表面接觸感應(yīng)到位，然后推緊氣缸電磁閥20動作，壓縮空氣進入Y方向推緊氣缸17與X方向推緊氣缸19，Y方向推緊氣缸17驅(qū)動第一推緊構(gòu)件9，X方向推緊氣缸19驅(qū)動第二推緊構(gòu)件13定位鑄件的X方向和Y方向；X方向限位塊15與鑄件X方向定位面25接觸，Y方向第一限位塊5與鑄件Y方向第一定位面28接觸，Y方向第二限位塊與鑄件Y方向第二定位面30接觸，再是夾緊氣缸電磁閥21動作，壓縮空氣進入驅(qū)動上夾緊氣缸18、右夾緊氣缸22，左夾緊氣缸24定位鑄件Z方向，鑄件Z方向第一定位點27與Z方向第一限位點4接觸，鑄件Z方向第二定位點31與Z方向第二限位點7接觸，鑄件Z方向第三定位點29與Z方向第三限位點11接觸，完成鑄件夾持，最后機器人移動至打磨位置進行清理。