杆件三轴伺服抓取装置的制作方法

【技术领域】

本实用新型涉及一种机械臂结构，特别涉及一种杆件三轴伺服抓取装置。

背景技术：

在自动化生产的过程中，一些结构件的生产过程中，需要满足能够抓取杆件至预定位置进行焊接的需求。如图1所示，为一种大中型客车的顶盖骨架200，其是由两根边纵梁201、若干根弧形杆202及连接在弧形杆202之间的长直杆203和短直杆204经焊接而成。其在自动化焊接的过程中，需要从料框中抓取弧形杆或直杆到预定的焊接位置进行焊接。

再如图2所示，为本申请人自行设计的一种杆件柔性存储定位的物料框300，物料框300上设有复数个存储定位隔槽，包括弧形杆槽301、长直杆槽302和短直杆槽303。使用时，如图2a所示，预先将多根弧形杆202码放在弧形杆槽301内，将长直杆203码放在长直杆槽302内，将短直杆204码放在短直杆槽303内。然后将物料框300置于焊接工位附近即可。

然而现有的三轴伺服机械手无法配合如图2所示的物料框300而满足兼具抓取长、短直杆和弧形杆的需求。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种杆件三轴伺服抓取装置，可以配合上述物料框而满足兼具抓取长、短直杆和弧形杆的需求。

本实用新型是这样实现的：一种杆件三轴伺服抓取装置，包括三轴伺服机构和末端执行器，所述末端执行器包括一支架、两固定气爪以及一能升降的活动气爪；所述支架连接于所述三轴伺服机构，两所述固定气爪和所述活动气爪均连接于所述支架，且其中一固定气爪处于另一固定气爪和所述活动气爪之间，两所述固定气爪之间相隔第一距离；所述活动气爪与相邻固定气爪之间相隔第二距离，所述第一距离大于所述第二距离。

进一步的，所述活动气爪包括一固定板、一升降气缸以及一气爪本体，所述固定板连接在所述支架的一端部，所述气爪本体通过一升降气缸连接所述固定板上。

进一步的，所述三轴伺服机构包括x轴移动单元、y轴移动单元以及z轴移动单元；所述末端执行器固定连接在y轴移动单元上并能相对y轴移动单元沿y轴方向移动；所述y轴移动单元设在x轴移动单元上并能相对x轴移动单元沿x轴方向移动；所述x轴移动单元设在z轴移动单元并能相对z轴移动单元沿z轴方向移动。

进一步的，所述z轴移动单元包括z轴电机、z轴减速机、z轴齿轮、z轴齿条、z向移动座以及z轴横梁，所述z轴齿条沿z向布设在z轴横梁上，z轴电机通过z轴减速机连接z轴齿轮，所述z轴齿轮安装在z向移动座上并与所述z轴齿条啮合，所述x轴移动单元设在z向移动座上。

进一步的，所述x轴移动单元包括x轴电机、x轴减速机、x轴齿轮、x轴齿条、x向移动座以及x轴横梁；所述x向移动座固定连接于所述z向移动座上；x轴电机通过x轴减速机连接x轴齿轮，所述x轴齿轮安装在所述x向移动座上并与x轴齿条啮合；所述x轴齿条沿x向布设在x轴横梁上，所述x轴横梁固定在所述z向移动座上，所述y轴移动单元固定连接于所述x轴横梁。

进一步的，所述y轴移动单元包括y轴电机、y轴减速机、y轴齿轮、y轴齿条、y向移动座以及y轴横梁；所述末端执行器固定连接于所述y轴横梁上，且所述y轴齿条沿y向布设在y轴横梁上；所述y向移动座固定在所述x轴横梁上，y轴电机通过y轴减速机连接y轴齿轮，且y轴齿轮安装在y向移动座上，并与所述y轴齿条啮合。

本实用新型的优点在于：本实用新型的杆件三轴伺服抓取装置，包括三轴伺服机构和末端执行器，通过三轴伺服机构带动末端执行器沿三个维度精确移动，所述末端执行器由两固定气爪和一活动气爪构成，活动气爪紧邻布置在其中一固定气爪的外侧并能根据需要进行升降。先将长、短直杆和弧形杆预先放在如图2所示的物料框内，当要抓取长直杆和弧形杆时，将活动气爪上升避开，由两个固定气爪气爪同时进行抓取，当要抓取短直杆时，则由活动气爪和相邻固定气爪同时进行抓取，如此使抓取装置可以同时满足兼具抓取长短直杆和弧形杆等细长杆件的需求，抓取效率高。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1是一种大中型客车的顶盖骨架的结构示意图。

图2是杆件柔性存储定位的物料框的结构示意图。

图2a是杆件柔性存储定位的物料框使用状态的结构示意图。

图3是本实用新型杆件三轴伺服抓取装置的立体结构示意图。

图4是本实用新型杆件三轴伺服抓取装置的前视结构示意图。

图5是本实用新型杆件三轴伺服抓取装置的结构示意图。

图6是本实用新型杆件三轴伺服抓取装置的结构示意图。

【具体实施方式】

请参阅图1至图6所示，本实用新型的杆件三轴伺服抓取装置100，包括三轴伺服机构1和末端执行器2，其中末端执行器2连接于三轴伺服机构1，由三轴伺服机构1带动沿x轴、y轴和z轴三个维度移动，以使末端执行器2能够精确定位在焊接的预定位置。

所述末端执行器2包括一支架21、两固定气爪22以及一活动气爪23；两固定气爪22即第一固定气爪221、第二固定气爪222，所述支架21连接于所述三轴伺服机构1，两所述固定气爪22和所述活动气爪23均连接于所述支架21，且第一固定气爪221处于第二固定气爪222和所述活动气爪23之间，第一固定气爪221和第二固定气爪222之间相隔第一距离w1；所述活动气爪23与相邻的第一固定气爪221之间相隔第二距离w2，所述第一距离w1大于所述第二距离w2。这样第一距离w1的跨度适合抓取长直杆和弧形杆，而第二距离w2的跨度适合抓取短直杆。

所述活动气爪23包括一固定板231、一升降气缸232以及一气爪本体233，所述固定板231连接在所述支架21的一端部，所述气爪本体233通过升降气缸232连接所述固定板21上。

所述三轴伺服机构1包括x轴移动单元11、y轴移动单元12以及z轴移动单元13；所述末端执行器2固定连接在y轴移动单元12上并能相对y轴移动单元12沿y轴方向移动；所述y轴移动单元12设在x轴移动单元11上并能相对x轴移动单元11沿x轴方向移动；所述x轴移动单元11设在z轴移动单元13并能相对z轴移动单元沿z轴方向移动。

所述z轴移动单元13包括z轴电机131、z轴减速机132、z轴齿轮133、z轴齿条134、z向移动座135以及z轴横梁136，所述z轴齿条134沿z向布设在z轴横梁136上，z轴电机131通过z轴减速机132连接z轴齿轮133，所述z轴齿轮133安装在z向移动座135上并与所述z轴齿条134啮合，所述x轴移动单元11设在z向移动座135上。在

所述x轴移动单元11包括x轴电机111、x轴减速机112、x轴齿轮113、x轴齿条114、x向移动座115以及x轴横梁116；所述x向移动座115固定连接于所述z向移动座135上；x轴电机111通过x轴减速机112连接x轴齿轮113，所述x轴齿轮113安装在所述x向移动座115上并与x轴齿条114啮合；所述x轴齿条114沿x向布设在x轴横梁116上，所述x轴横梁116固定在所述z向移动座135上，所述y轴移动单元12固定连接于所述x轴横梁116。

所述y轴移动单元12包括y轴电机121、y轴减速机122、y轴齿轮123、y轴齿条124、y向移动座125以及y轴横梁126；所述末端执行器2固定连接于所述y轴横梁126上，且所述y轴齿条124沿y向布设在y轴横梁126上；所述y向移动座125固定在所述x轴横梁116上，y轴电机121通过y轴减速机122连接y轴齿轮123，且y轴齿轮123安装在y向移动座125上，并与所述y轴齿条124啮合。

本实用新型的工作原理在于：

焊接前，先将弧形杆202、长直杆203和短直杆204预先放在如图2所示的物料框内，即将多根弧形杆202码放在弧形杆槽301内，将长直杆203码放在长直杆槽302内，将短直杆204码放在短直杆槽303内。然后将物料框300置于焊接工位附近即可。

当要抓取长直杆203和弧形杆202时，将活动气爪23上升以进行避让，由两个固定气爪22对准长直杆203和弧形杆202的中段同时进行抓取。

当要抓取短直杆204时，将活动气爪23下降，由于短直杆204处于物料框300的一端部，物料框300另一端的相应位置却为空，刚好为第二固定气爪222提供避让位置，即可由活动气爪23和相邻固定气爪即第一固定气爪221同时进行抓取。

如此使抓取装置可以同时满足兼具抓取长、短直杆和弧形杆等细长杆件的需求，抓取效率高。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。