一種機器人清理發動機缸蓋鑄件的抓手夾具的制作方法

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

背景技術：

隨著人工成本增加，工業4.0(第四次工業革命)的快速發展，鑄造行業開始提倡機器人替換人工作業。在鑄件清理作業中，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量前提。鑄造生產線提倡多品種混線生產，因此不同品種鑄件采用同一抓手夾具是保證生產線效率的前提。不同品種的鑄件外形有一定的差異，在設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動夾持，其優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”形支架的上側壁上面，設有連接法蘭，連接法蘭用于與工業機器人裝置固定連接，在“門”形支架的上側壁下面，設有定位裝置，在“門”形支架的兩側側壁外面，設有一對“L”形夾緊座，“L”形夾緊座相向設置，“L”形夾緊座通過導向裝置與支架的側壁活動連接，在“門”形支架的兩側側壁內面，設有一對驅動氣缸，驅動氣缸的活塞桿穿過支架側壁上的通孔與夾緊座傳動連接，在驅動氣缸的驅動下，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，實現了子午線輪胎生產中鋼絲壓延工序的自動化。但不能適用于清理發動機缸蓋鑄件。

技術實現要素：

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

本發明所述的一種機器人清理發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：還包括設在所述夾具安裝底板下面的定位夾緊部分、設在所述夾具安裝底板上面并與所述定位夾緊部分對應配合的驅動控制部分；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件、左部的左夾緊構件、設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件；在靠近所述右夾緊構件的部位設有Z方向第一限位點，在靠近所述左夾緊構件的部位設有Z方向第二限位點，在靠近所述上夾緊構件的部位設有Z方向第三限位點；

還包括設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；

還包括設在靠近所述夾具安裝底板下面左部的第一推緊塊、設在靠近所述夾具安裝底板下面右部的X方向限位塊、設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有第一接觸式感應開關，在靠近X方向限位塊的部位設有第二接觸式感應開關。

進一步，所述驅動控制部分包括設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件對應配合，所述左夾緊氣缸和與所述左夾緊構件對應配合，所述上夾緊氣缸與所述上夾緊構件對應配合；

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

還包括設在所述夾具安裝底板上面用于驅動所述第一推緊構件的Y方向推緊氣缸和用于驅動第二推緊構件的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、第一接觸式感應開關和第二接觸式感應開關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；所述右夾緊構件、左夾緊構件和上夾緊構件通過螺栓與夾具安裝底板連接固定。

本發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動控制部分示意圖；

圖4是本發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件對應配合的示意圖；

圖8是Y方向推緊氣缸與第二推緊構件對應配合的示意圖。

圖中：1－法蘭連接基座，2－防護罩，3－右夾緊構件，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－左夾緊構件，9－第一推緊構件，10－第一接觸式感應開關，11－Z方向第三限位點，12－上夾緊構件，13－第二推緊構件，14－第二接觸式感應開關，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

下面根據說明書附圖對本發明作進一步的描述。

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：還包括設在所述夾具安裝底板16下面的定位夾緊部分、設在所述夾具安裝底板16上面并與所述定位夾緊部分對應配合的驅動控制部分；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件3、左部的左夾緊構件8、設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件12；在靠近所述右夾緊構件3的部位設有Z方向第一限位點4，在靠近所述左夾緊構件8的部位設有Z方向第二限位點7，在靠近所述上夾緊構件12的部位設有Z方向第三限位點11；右夾緊構件3與Z方向第一限位點4布置在同一區域，左夾緊構件8與Z方向第二限位點7布置在同一區域，上夾緊構件12與Z方向第三限位點11布置在同一區域，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偏移。

還包括設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；

還包括設在靠近所述夾具安裝底板16下面左部的第一推緊塊9、設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的部位設有第一接觸式感應開關10，在靠近X方向限位塊15的部位設有第二接觸式感應開關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偏移。

所述驅動控制部分包括設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與所述右夾緊構件3對應配合，所述左夾緊氣缸22和與所述左夾緊構件8對應配合，所述上夾緊氣缸18與所述上夾緊構件12對應配合；

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

還包括設在所述夾具安裝底板16上面用于驅動所述第一推緊構件9的Y方向推緊氣缸17和用于驅動第二推緊構件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、第一接觸式感應開關10和第二接觸式感應開關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；所述右夾緊構件3、左夾緊構件8和上夾緊構件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方向下運動轉換為第二推緊塊向Y方向運動；第一推緊塊9、第一夾緊構件3、第二夾緊構件8和第三夾緊構件12同樣運用了此原理，只是第一夾緊構件3、第二夾緊構件8和第三夾緊構件12將氣缸頂桿Z方向向下運動轉換為夾緊塊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到機器人抓取位置停止，機器人移動到抓取位，抓手上的Y方向推緊氣缸17驅動第一推緊塊9，X方向推緊氣缸19驅動第二推緊構件13將鑄件推動到位后，述左夾緊氣缸22驅動左夾緊構件8、右夾緊氣缸24驅動右夾緊構件3，上夾緊氣缸18驅動上夾緊構件12夾持住鑄件26。

發動機缸蓋鑄件傳輸到位停止后，機器人移動至抓取位置，首先是第一接觸式感應開關10和第二接觸式感應開關14先與鑄件表面接觸感應到位，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驅動第一推緊構件9，X方向推緊氣缸19驅動第二推緊構件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。