一种升降夹紧型真空吸盘夹具及使用方法与流程

本发明属于机器人夹具技术领域，尤其涉及一种升降夹紧型真空吸盘夹具及使用方法。

背景技术：

目前，业内最接近的现有技术：采用抱夹式和吸附式，依靠气缸带动旋转轴。

目前机器人夹具，是利用只真空吸盘吸取箱体，带来的问题是机器人速度过快损坏纸箱外包装；对于表面凹陷的薄膜包装，无法抓取或者抓取就掉，造成极大的损失；以及缺少可选3d工业相机识别功能。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有的机器人夹具在机器人速度过快时容易损坏纸箱外包装于表面凹陷的薄膜包装，无法抓取或者抓取就掉，造成极大的损失；

(2)缺少可选3d工业相机识别功能，无法对货物进行识别。

解决上述技术问题的难度：

1、相机和夹具吸盘的协作，相机通过三轴气缸的作用伸长收缩完成拍照后，不影响吸盘的抓取；

2、夹板通过三轴气缸升降，单向气缸的的作用在不移动吸盘的情况下完成货品的吸附、夹紧；

3、在弹簧装置的作用下，夹板横向恢复原位。

解决上述技术问题的意义：

1、添加相机识别功能，而不给夹具带来干涉；

2、可以满足各种范围的货品的安全抓取；

3、无需添加额外机械动力，减少潜在成本，简便易行。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种升降夹紧型真空吸盘夹具及使用方法。

本发明是这样实现的，一种升降夹紧型真空吸盘夹具设置有：

安装架；

安装架中间设置有连接管，连接管上下两端焊接有相互垂直的安装槽，安装架下端通过螺栓固定有吸盘；

安装架上端通过螺栓固定有夹具连接板，夹具连接板两端下侧均通过螺栓连接有一个三轴气缸，三轴气缸下端通过螺固定有导轨框架，导轨框架左右两端上侧均通过螺栓固定有一个单向气缸，两个单向气缸输出轴下端均通过螺栓连接有夹板；

安装架下端的安装槽内通过螺栓固定有相机三轴气缸，相机三轴气缸的输出轴下端通过螺栓连接有3d相机，3d相机在吸盘中央开设的矩形通孔处穿出。

本发明不仅能通过吸盘真空吸取非标货物，同时也可以通过升降和左右移动夹板夹紧货物，机器人高速工作时也能保证货物不会掉落，外包装不会损坏，以有利于提高整体机器人抓取货物的效率。本发明通过将气缸、吸盘和夹板进行组合设计，以及3d相机的物品识别，解决了无法进行货物识别，无法抓取、损坏，抓取节拍慢的问题。

进一步，安装架上端安装槽内通过螺栓固定有真空系统关联元件。

本发明通过气控装置可以接收外部控制信号，对吸盘的气路开合进行控制。

进一步，两侧夹板上端均通过螺栓固定有固定槽，弹簧杆两端套设在固定槽内，弹簧杆设置有支撑杆，支撑杆两端外侧套设有弹簧，弹簧外端设置有套设在支撑杆外侧的固定套筒，固定套筒卡设固定在固定槽内。

本发明通过弹簧杆两端的弹簧可以对两侧的夹板施加向外的推力，可以辅助左右夹板恢复至初始位置。

进一步，夹板中间开设有多个竖直开槽。

本发明通过竖直开槽可以减少夹板的重量，同时方便在侧面观察被夹持货物的状态。

附图说明

图1是本发明实施例提供的升降夹紧型真空吸盘夹具爆炸图；

图2是本发明实施例提供的升降夹紧型真空吸盘夹具结构示意图；

图3是本发明实施例提供的3d相机安装结构示意图；

图4是本发明实施例提供的单向气缸、安装架和夹板结构示意图；

图5是本发明实施例提供的吸盘实物图；

图6是本发明实施例提供的货品夹紧结构示意图；

图7是本发明实施例提供的夹板下降结构示意图；

图8是本发明实施例提供的升降抓手-吸盘吸附结构示意图；

图9是本发明实施例提供的相机下降结构示意图；

图10是本发明实施例提供的夹板夹取货物流程图；

图中：1、三轴气缸；2、单向气缸；3、安装架；4、吸盘；5、3d相机；6、相机三轴气缸；7、导轨框架；8、弹簧杆；9、真空系统关联元件；10、夹板；11、夹具连接板。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

如图1至图3所示，本发明实施例提供的升降夹紧型真空吸盘夹具包括：三轴气缸1、单向气缸2、安装架3、吸盘4、3d相机5、相机三轴气缸6、导轨框架7、弹簧杆8、真空系统关联元件9、夹板10、夹具连接板11。

安装架3中间设置有连接管，连接管上下两端焊接有相互垂直的安装槽，安装架3下端通过螺栓固定有吸盘4；安装架3上端通过螺栓固定有夹具连接板11，夹具连接板11两端下侧均通过螺栓连接有一个三轴气缸1，三轴气缸1下端通过螺栓固定有导轨框架7，导轨框架7左右两端上侧均通过螺栓固定有一个单向气缸2，两个单向气缸2输出轴下端均通过螺栓连接有夹板10；安装架3下端的安装槽内通过螺栓固定有相机三轴气缸6，相机三轴气缸6的输出轴下端通过螺栓连接有3d相机5，3d相机5在吸盘4中央开设的矩形通孔处穿出。

作为优选，安装架3上端安装槽内通过螺栓固定有真空系统关联元件9。

作为优选，两侧夹板10上端均通过螺栓固定有固定槽，弹簧杆8两端套设在固定槽内，弹簧杆8设置有支撑杆，支撑杆两端外侧套设有弹簧，弹簧外端设置有套设在支撑杆外侧的固定套筒，固定套筒卡设固定在固定槽内。

作为优选，夹板10中间开设有多个竖直开槽。

作为优选，真空系统关联元件设置有电磁阀，真空发生器，压力传感器；通过两位四通电换向阀(集成在内部)来实现“吹气”和“吸气”的作用；真空发生器利用正压气源产生负压。

本发明的工作原理是：

3d相机拍照：三轴气缸将压缩空气的压力转化为机械能，驱动整个相机随其做上下往复运动,使得相机伸到吸盘外拍照后回复到原位不影响接下来的工作。

夹具运动到货品上方后，由外部控制系统发送拍照信号给夹具上的真空系统关联元件9，真空系统关联元件9收到拍照信号后打开连接在3d相机5上的相机三轴气缸6的气路，3d相机5被气压顶出吸盘4(如图5所示)，相机视野不再收到限制，气控装置9达到一定压强后向外部控制系统输出信号。外部控制系统收到真空系统关联元件9的反馈的信号后，控制3d相机5进行拍照。拍照完成后再由外部控制系统向气控装置9发出相机收回信号，夹具的真空系统关联元件9收到该信号后关闭气路，3d相机5自动收回到图3所示的位置。

气控装置9通过两位四通电换向阀(集成在内部)来实现“吹气”和“吸气”的作用；真空发生器利用正压气源产生负压。

真空吸盘抓取货品原理：利用真空发生器将正压转化成低于大气压的负压，形成压强差，产生吸力。

在夹具贴紧被抓货品表面后(如图6所示)，外部控制系统向夹具的真空系统关联元件9发送吸取信号，真空系统关联元件9收到该信号后打开与吸盘通过气路连接的真空发生器，将正压转化为负压产生吸力，从而将货品吸紧。真空系统关联元件9达到一定压强后，向外部控制系统输出信号，至此真空吸盘抓取货品完成。当真空系统关联元件9收到停止吸取信号后，吸盘气路被关闭，货品将不再被吸取。

夹具夹板装置伸长：三轴气缸将压缩空气的压力转化为机械能，驱动机构直线往复运动，使得夹板装置可以伸长以及回复到原位。

外部控制系统向夹具真空系统关联元件9发送夹板装置伸长信号后，真空系统关联元件9收到该信号后打开两侧三轴气缸1的气路，夹板从未伸缩状态(如图7(a)所示)变为伸展状态(如图7(b)所示)，真空系统关联元件9达到一定压强后真空系统关联元件9打开单相气缸2气路同时向外部控制系统输出信号。至此连接在夹具夹板上的两个三轴气缸通过伸长使整个夹板组件和滑轨板组件下降，完成半包覆物品过程。

夹具夹板装置夹紧货品：两个单向气缸通过活塞一侧供气聚能产生气压，气压推动活塞产生推力推出，使得夹板压住货品，货品与夹板产生较大的摩擦力，从而夹紧货品；单向气缸为单作用气缸依靠弹簧装置恢复原位。

当单向气缸气路2被打开后，横向单向气缸2气杆被正压压出，通过气缸滑轨带动两边夹板，夹紧货品。待放下货物时，外部控制系统向气控装置发出停止夹取信号，真空系统关联元件收到该信号后，关闭横向单向气缸气路夹板被横向弹回，弹簧杆8能够通过两端的弹簧对两侧的夹板施加向外的推力，从而辅助左右夹板恢复至初始位置，此后再关闭吸盘两侧连接在夹板上的三轴气缸1气路，两侧的夹板恢复到初始状态。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。