驱动桥壳抓手装置的制作方法

本发明涉及一种机器人辅助装置，特别是一种在汽车驱动桥自动化生产线上用于搬运驱动桥壳的驱动桥壳抓手装置。

背景技术：

目前在汽车驱动桥生产过程中，先冲压成形两半驱动桥壳，然后再将两半桥壳对焊为一体。驱动桥半壳冲压成型后，体积、重量较大，在生产上，通常需要将桥壳搬运到相应工序夹具上进行加工。（1）由于桥壳不允许有工艺定位孔，所以通常是人工将桥壳搬运到各个工序或者借用龙门架吊钩搬运；这种工作方式效率低，危险性高，不利于规模化生产。（2）用搬运机器人来搬运，但由于驱动桥壳种类多（100多种类型）、零件差异大，不同型号的驱动桥壳结构高度不一样（108mm～170mm），桥壳的材料厚度也不一样（8mm～16mm），半轴的直径也不一致，这就导致得用多个抓手来夹紧不同型号的工件，抓手得按工件型号频繁更换，不利于自动化生产。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种驱动桥壳抓手装置，以解决现有技术存在的单个抓手无法抓夹各种大小不同的桥壳、生产效率低、危险性高的不足之处。

解决上述技术问题的技术方案是：一种驱动桥壳抓手装置，包括夹紧装置，该夹紧装置包括夹抓气缸、夹抓，夹抓气缸的输出端与夹抓连接，所述的夹紧装置还包括横梁、夹抓气缸底座、防滑装置；所述的横梁通过安装在其上的法兰盘与搬运机器人连接；所述的夹抓气缸底座固定连接在横梁上；所述的夹抓气缸紧固在该夹抓气缸底座的底部,夹抓安装在夹抓气缸的输出端上；所述的防滑装置安装在夹抓内侧夹紧面上。

本发明的进一步技术方案是：所述的防滑装置为加工有沉头孔的防滑垫，该防滑垫通过位于沉头孔内的紧固件安装在夹抓的内侧夹紧面上，且防滑垫的工作端面与夹抓的末端弯勾端面相平齐，所述的末端弯勾长度k=15～20mm。

本发明的进一步技术方案是：所述的夹紧装置还包括有激光器支架及用于感应是否有工件的激光发射器，所述的激光器支架为“l”块，该激光器支架紧固在横梁的底部；所述的激光发射器安装在激光器支架上。

本发明的进一步技术方案是：所述的夹紧装置还包括有用于感应是否夹紧到工件的感应器，该感应器安装在夹抓的内侧夹紧面上。

本发明的进一步技术方案是：所述的驱动桥壳抓手装置还包括有压平装置，该压平装置包括底板、压平气缸底座、横推块、纵推块、压紧块、压平气缸；所述的底板为“h”块，安装在夹抓气缸的底部；所述的压平气缸底座具有连续的凹陷和凸起，该压平气缸底座在凸起部位沿纵向开设有纵推块穿过槽、沿横向开设有横推块穿过槽，纵推块穿过槽与横推块穿过槽相互贯通，该压平气缸底座安装在底板上；所述的纵推块内加工有梯形孔，该纵推块穿过压平气缸底座的纵推块穿过槽与压紧块固定连接；所述的压平气缸安装在压平气缸底座的横向端面上；横推块的一端与压平气缸的连杆连接，横推块的另一端为带有斜面的楔舌，该横推块的楔舌穿过压平气缸底座的横推块穿过槽，且与纵推块梯形孔的斜面相互配合实现纵推块的纵向运动。

本发明的再进一步技术方案是：所述的横推块为方形块，该横推块一端加工有用于与压平气缸的连杆固定连接的“凸”字形凹槽，另一端为所述的带有斜面的楔舌，横推块的中部设有与纵推块配合的贯通槽。

本发明的再进一步技术方案是：所述的纵推块为由水平块和竖直块一体连成的“t”形块，水平块的底端在竖直块的两侧分别安装有螺旋弹簧ⅰ，竖直块在上端加工有所述的梯形孔；所述的压平气缸底座还在纵推块穿过槽的两侧沿纵向开设有弹簧安装孔，所述的螺旋弹簧ⅰ安装在弹簧安装孔内实现纵推块的复位。

本发明的更进一步技术方案是：所述的纵推块的竖直块还在中部沿纵向加工有螺栓通过孔；竖直块底部还加工有螺纹孔；所述的压紧块为内部镶有磁铁的圆柱块，压紧块的中部加工有螺栓沉头孔，且在对应竖直块的螺纹孔位置加工有螺钉沉头孔；螺钉穿过该螺钉沉头孔与竖直块底部的螺纹孔螺纹连接，以便将压紧块紧固在竖直块上；螺栓依次穿过竖直块的螺栓通过孔、压紧块的螺栓沉头孔与磁铁连接，以便防止磁铁脱落。

本发明的进一步技术方案是：所述的驱动桥壳抓手装置还包括有防护装置，该防护装置包括防护挂钩、圆柱销；所述的防护挂钩为一块中部折弯成u形槽的折弯板，防护挂钩的下端为挂钩端，防护挂钩的u形槽宽度与夹抓夹紧端的宽度相同，且夹抓上设有圆柱销孔，防护挂钩通过圆柱销与位于u形槽内的夹抓连接，且可以绕圆柱销转动。

本发明的再进一步技术方案是：所述的防护装置还包括导向螺栓、螺旋弹簧ⅱ，防护挂钩的u形槽底端面上还加工有用于安装导向螺栓及螺旋弹簧ⅱ的腰孔；所述的夹抓的内侧夹紧面还开设有螺栓孔，夹抓的外侧面开设有与螺栓孔同轴的弹簧安装孔，所述的导向螺栓穿过螺旋弹簧ⅱ、且端部与夹抓的螺栓孔连接，以便将螺旋弹簧ⅱ限制在防护挂钩及夹抓中间，同时螺旋弹簧ⅱ限制于弹簧安装孔内。

由于采用上述结构，本发明之驱动桥壳抓手装置与现有技术相比，具有以下有益效果：

1．通用性高

由于本发明包括夹紧装置，该夹紧装置包括横梁、夹抓气缸底座、夹抓气缸、夹抓、防滑装置；其中防滑装置安装在夹抓的内侧夹紧面上。由于本发明采用防滑装置即摩擦力夹紧而不是采用机械挂钩夹紧，这样设计可以减小夹抓末端弯钩的长度以便增加两夹抓的空间宽度，即末端弯勾长度k仅仅是15～20mm，其长度比较短，不向内延伸占用打开空间，使夹抓气缸在有效行程内能够打开空间最大，从而可使各种大小的桥壳半轴都可以无障碍的通过夹抓，以便都能夹持或松开桥壳，有效提高了通用性。

另外，本发明压平装置中的横推块一端为带有外斜面的楔舌，纵推块上加工有带内斜面梯形孔，该楔舌的外斜面与纵推块梯形孔的内斜面相互配合实现推动纵推块作纵向运动，通过将楔舌的外斜面及梯形孔的内斜面进行不同倾斜角度的设计，可得到不同升降的高度，因此可以满足压紧各类不同高度的驱动桥壳，进一步提高了通用性能。

2.生产效率高

由于本发明是可以配合搬运机器人自动搬运各种大小的驱动桥壳，无需人工去搬运，其生产效率较高。

3．稳定性及安全性高

由于本发明包括有压平装置，可在夹抓夹紧前将驱动桥壳压平，防止夹紧时两半桥壳因贴合料边厚度过小（两半桥壳的搭接料边都铣了坡口，剩余的搭接部分厚度较薄，大概只有2mm）导致料边错位翻转进入到桥壳中心而导致的夹紧失败或夹紧零件错位，有效提高了稳定性及安全性。

进一步地，由于本发明压平装置的压紧块端面设计有磁铁，在压紧驱动桥壳时，同时磁铁也吸住驱动桥壳，使驱动桥壳定位更加稳定。

更进一步地，由于本发明还包括有防护装置，在有工件时始终处于夹紧（闭合）状态即挂钩端始终伸出，在设备故障或气压不足或者气路意外断开，气路自我保压无法满足夹抓夹紧力，夹抓夹紧力变小，工件会自动向重力方向滑落，此时，防护装置会勾住工件，防止工件坠落，有效保护工件，保护设备及人员，提高生产的安全性能。

4.结构可靠

由于本发明压平装置的纵推块上安装有螺旋弹簧ⅰ，通过该螺旋弹簧ⅰ可以使纵推块快速复位，其可靠性比较高。

另外，由于本发明防护装置包括有螺旋弹簧ⅱ，在无夹紧工件的状态下，螺旋弹簧ⅱ会使防护挂钩始终处于打开状态，方便夹抓能够夹住各种大小的驱动桥壳；当驱动桥壳伸进夹抓内部，与防护挂钩上端的接触端接触，顶住防护挂钩的接触端，克服螺旋弹簧ⅱ作用力，使防护挂钩沿圆柱销翻转，防护挂钩的挂钩端伸进夹抓的夹紧空间，防止桥壳滑落，其机械化程度高，可靠性也比较高。

5.加工工艺简单，生产成本低

本发明设计科学、结构简单、经济实用，驱动力为气缸驱动，弹簧复位、工作环境安静平稳，连接快捷、感应器控制，装置的各个部分均使用螺钉连接不仅拆卸方便，而且简化了加工工艺，节约生产成本。

下面，结合附图和实施例对本发明之驱动桥壳抓手装置的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1：本发明之驱动桥壳抓手装置的结构示意图（夹持有工件的状态），

图2：实施例一所述夹紧装置的主视图，

图3：图2的俯视图，

图4：图2的左视图，

图5：图4的a-a剖视图，

图6：实施例一所述夹紧装置的立体结构示意图，

图7：实施例一所述夹抓与防滑垫、感应器的连接结构主视图，

图8：图7的俯视图，

图9：图7的左视图，

图10：图7的右视图，

图11：实施例一所述夹抓与防滑垫、感应器的连接结构立体图；

图12：实施例一所述压平装置的主视图，

图13：图12的俯视图，

图14：图12的b-b剖视图，

图15：图13的c-c剖视图，

图16：实施例一所述压平装置的立体图，

图17：实施例一所述压平气缸底座的主视图，

图18：图17的俯视图，

图19：图17的右视图，

图20：图18的d-d剖视图，

图21：图18的e-e剖视图，

图22：实施例一所述压平气缸底座的立体图，

图23：实施例一所述横推块的主视剖视图，

图24：图23的俯视图，

图25：实施例一所述横推块的立体图，

图26：实施例一所述纵推块的主视图，

图27：图26的f-f剖视图，

图28：实施例一所述纵推块的立体图，

图29：实施例一所述防护装置的主视图，

图30：图29的左视图，

图31：图29的右视图，

图32：图29的俯视图，

图33：实施例一所述防护装置的立体图，

图34：工件——驱动桥壳的主视图，

图35：图34的左视图，

图36：图35的g部放大示意图，

图37：工件——驱动桥壳的立体图。

1-搬运机器人，

2-夹紧装置，21-横梁，22-法兰盘，23-夹抓气缸底座，24-夹抓气缸，

25-夹抓，251-末端弯勾，252-圆柱销孔，253-螺栓孔，254-弹簧安装孔，

26-激光器支架，27-激光发射器

28-防滑装置，281-沉头孔，29-感应器，210-夹紧空间，

3-压平装置，31-底板，311-避让槽，

32-压平气缸底座，321-纵推块穿过槽，322-横推块穿过槽，323-弹簧安装孔，

33-横推块，331-“凸”字形凹槽，332-楔舌，3321-外斜面，333-贯通槽，

34-纵推块，341-水平块，342-竖直块，3421-梯形孔，34211-内斜面，

3422-螺栓通过孔，3423-螺纹孔，

35-压紧块，351-磁铁，352-螺栓沉头孔，353-螺钉沉头孔，

36-压平气缸，37-螺旋弹簧ⅰ，

4-防护装置，

41-防护挂钩，411-u形槽，412-接触端，413-挂钩端，414-腰孔，

42-圆柱销，43-导向螺栓，44-螺旋弹簧ⅱ。

5-工件，51-坡口，

6-工件放置台。

具体实施方式

实施例一：

一种驱动桥壳抓手装置，包括夹紧装置2、压平装置3、防护装置4：

所述的夹紧装置2包括横梁21、夹抓气缸底座23、夹抓气缸24、夹抓25、激光器支架26、激光发射器27、防滑装置28、感应器29，其中：所述的横梁21用于承载整个抓手装置，该横梁21通过安装在其中部的法兰盘22与搬运机器人1连接；所述的夹抓气缸底座23固定连接在横梁21的两端；所述的夹抓气缸24紧固在夹抓气缸底座23的底部，夹抓气缸24的输出端（即夹抓气缸24的活动机构）上安装有一对相向的所述的夹抓25（即抓手）；夹抓25的末端带有末端弯勾251，且夹抓25的侧面上设有圆柱销孔252，夹抓25的内侧夹紧面上设有螺栓孔253，夹抓25的外侧面开设有与螺栓孔253同轴的弹簧安装孔254；两个相向的夹抓25之间形成夹紧空间210；所述的防滑装置28为加工有沉头孔281的防滑垫，该防滑垫通过位于沉头孔281内的螺钉安装在夹抓25的内侧夹紧面上，且防滑垫的工作端面与夹抓25的末端弯勾251端面相平齐，该末端弯勾251长度k=15～20mm。由于夹抓25的末端弯勾251比较短，不向内延伸占用打开空间，使夹抓气缸在有效行程内能够打开空间最大，从而可以使各种大小不相同的桥壳半轴都可以伸进夹抓内夹紧，提高装置的通用性。所述的激光器支架26为“l”块，该激光器支架26紧固在横梁21的底部；所述的激光发射器27安装在激光器支架26上，用于感应工件放置台6上是否有工件。所述的感应器29安装在夹抓25的内侧夹紧面上，用于感应是否夹紧到工件。

所述的压平装置3包括底板31、压平气缸底座32、横推块33、纵推块34、压紧块35、压平气缸36；其中，

所述的底板31为“h”块，安装在夹抓气缸24的底部；该底板31加工成两端带有避让槽311的“h”块，是为了避让夹抓的活动空间；

所述的压平气缸底座32具有连续的凹陷和凸起，该压平气缸底座32在凸起部位沿纵向开设有纵推块穿过槽321、沿横向开设有横推块穿过槽322，纵推块穿过槽321与横推块穿过槽322相互贯通，压平气缸底座32还在纵推块穿过槽321的两侧沿纵向开设有弹簧安装孔323；压平气缸底座32的凹陷部分是用于减重及避让横推块的运动空间；该压平气缸底座32安装在底板31上；

所述的纵推块34为由水平块341和竖直块342一体连成的“t”形块，水平块341的底端在竖直块342的两侧分别安装有螺旋弹簧ⅰ37，螺旋弹簧ⅰ37位于压平气缸底座32的弹簧安装孔323内，以便实现纵推块34的复位；纵推块34的竖直块342在上端加工有带有内斜面34211的梯形孔3421；该竖直块342穿过压平气缸底座32的纵推块穿过槽321；纵推块的竖直块342还在中部沿纵向加工有螺栓通过孔3422；竖直块342的底部还加工有螺纹孔3423；所述的压紧块35为内部镶有磁铁351的圆柱块，压紧块35的中部加工有螺栓沉头孔352，且在对应竖直块342的螺纹孔3423位置加工有螺钉沉头孔353；螺钉穿过该螺钉沉头孔353与竖直块342底部的螺纹孔3423螺纹连接，以便将压紧块35紧固在竖直块342上；螺栓依次穿过竖直块342的螺栓通过孔3422、压紧块35的螺栓沉头孔352与磁铁351连接，以便防止磁铁351脱落。

所述的压平气缸36安装在压平气缸底座32的横向端面上；所述的横推块33为方形块，该横推块33的一端加工有“凸”字形凹槽331，另一端为带有外斜面3321的楔舌332，横推块33的中部还设有与纵推块配合的贯通槽333；该横推块33的一端通过所述的“凸”字形凹槽331与压平气缸36的连杆通过螺栓固定连接，横推块33的楔舌穿过压平气缸底座32的横推块穿过槽322，且楔舌332的外斜面与纵推块梯形孔3421的内斜面相互配合实现推动纵推块34作纵向运动。通过将楔舌的外斜面及梯形孔的内斜面进行不同倾斜角度的设计，可得到不同升降的高度，因此可以满足压紧各类不同高度的驱动桥壳。

所述的防护装置4包括防护挂钩41、圆柱销42、导向螺栓43、螺旋弹簧ⅱ44；所述的防护挂钩41为一块中部折弯成u形槽的折弯板，防护挂钩41的上端为接触端412，防护挂钩41的下端为挂钩端413，防护挂钩41的u形槽411宽度与夹抓夹紧端的宽度相同，且夹抓25上设有用于穿过圆柱销42的圆柱销孔252，防护挂钩41通过该圆柱销42与位于u形槽内的夹抓25连接，且防护挂钩41可以绕圆柱销42转动。所述的防护挂钩41的u形槽底端面上还加工有用于安装导向螺栓43及螺旋弹簧ⅱ44的腰孔414；所述的导向螺栓43穿过螺旋弹簧ⅱ44、且端部与夹抓25的螺栓孔253连接，以便将螺旋弹簧ⅱ44限制在防护挂钩41及夹抓25中间，同时螺旋弹簧ⅱ44限制于弹簧安装孔254内，防止弹簧窜动。在无工件的状态下，由于受到螺旋弹簧ⅱ44的弹力作用，防护挂钩41属于打开状态，即防护挂钩41的接触端412伸向两个夹抓之间，挂钩端413则向夹抓外侧翻转。

本发明的工作原理：

搬运机器人1带动整个抓手装置到工件放置台6上方，激光发射器27感应工件放置台6上是否放置有工件5—驱动桥壳，如果无，则搬运机器人1停在工件放置台6上方待件；如果有，则搬运机器人1带动抓手装置继续前进，使两个夹抓25卡进工件5的两半轴内；压平气缸36推动横推块33前进，横推块33的楔舌依次穿过压平气缸底座32的横推块穿过槽322、纵推块34的梯形孔3421，且楔舌的外斜面与纵推块34的梯形孔3421内斜面接触（初始位置时纵推块34在螺旋弹簧ⅰ37作用下贴紧底板31）并沿斜面相对运动，实现将水平推力转化为竖直推力，使纵推块34向下运动，直到压紧块35与工件5—驱动桥壳半轴的平面接触，压紧半轴平面，同时压紧块35内的磁铁吸住驱动桥壳（由于驱动桥壳是两半壳预组合放置的，并未连接为固定整体，且两对半桥壳的贴合料边都铣了坡口51，只留有将近2mm的配合料边，夹紧前压住驱动桥壳是为了防止夹紧时桥壳相互内镶嵌而错位）；夹紧装置2夹紧，同时工件5与防护挂钩41上的接触端412接触（初始状态时，由于受到螺旋弹簧ⅱ44的弹力作用，防护挂钩41属于打开状态，即接触端412伸向两个夹抓之间，挂钩端413则向夹抓外侧翻转与夹抓25末端相平齐）并克服螺旋弹簧ⅱ44的作用力，使防护挂钩41绕圆柱销42顺时针方向旋转，接触端412向夹抓25外侧运动，直到接触端412与夹抓25内侧壁相平齐，挂钩端413则向两个抓25形成的夹紧空间运动，此时防护挂钩41处于自锁状态（因为夹紧空间只要有工件5存在，工件5会一直顶住接触端412，挂钩端413就始终伸向夹紧空间，防止工件滑落，即使工件滑落到挂钩端413时，由于工件还顶住接触端412，防护装置4就无法打开，实现有件自锁功能，有效的防止因防滑垫磨损或气压不足导致摩擦力不足时，工件滑落而造成生产事故）；感应器29感应夹紧空间有工件存在，控制信号继续传递；搬运机器人1将工件5—驱动桥壳搬运到下个工位上，压平气缸36带动横推块33复位，纵推块34在螺旋弹簧ⅰ37的作用下带动压紧块35复位；夹抓气缸24带动夹抓25复位（即打开）；夹抓25打开后，接触端412远离工件5，防护挂钩41在螺旋弹簧ⅱ44的作用下绕圆柱销42逆时针旋转，挂钩端413远离夹紧空间（即打开），解除保护作用；搬运机器人1带动整个抓手装置复位；工作结束。