一种用于异形聚氨酯泡沫板加工的组合式废料抓取装置的制作方法

本实用新型属于lng船用绝缘箱聚氨酯泡沫板加工技术领域，涉及一种用于异形聚氨酯泡沫板加工的组合式废料抓取装置。

背景技术：

lng船用绝缘箱聚氨酯泡沫板在自动化切割生产时，会产生上下表皮废料及侧边废料。为了提高自动化加工水平，需要对连续生产的废料进行自动化抓取。由于聚氨酯泡沫板发泡工艺的特殊性，导致其废料形状具有多样性，且往往表面不平整，采用一般的“抓”或“吸”的方式均不能满足自动化生产线的技术要求。

目前，国内外对该种异形聚氨酯泡沫板加工中的废料多采用人工抓取的方式，该方式主要存在以下技术问题：

1.不能合理解决特殊形状废料用同一抓取装置抓取的问题，增加了自动化生产线的设计难度，同时还增加了自动化生产线的设备数量和采购成本。

2.人工参与的取料过程中，操作人员需暴露在机器中工作，存在非常大的安全隐患，不利于工人的安全防护。

3.人工取料方式效率低，不适合大规模工业化生产。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于异形聚氨酯泡沫板加工的组合式废料抓取装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于异形聚氨酯泡沫板加工的组合式废料抓取装置，该抓取装置包括一对并列设置的横向连接杆以及多个并列设置在横向连接杆上的纵向连接杆，所述的纵向连接杆上设有弹性吸盘机构及气动夹爪机构。纵向连接杆通过连杆连接件与横向连接杆固定连接。废料抓取装置配合plc控制器使用。

进一步地，多个纵向连接杆包括一对第一纵向连接杆以及多个设置在两第一纵向连接杆之间的第二纵向连接杆，所述的第一纵向连接杆及第二纵向连接杆上均设有弹性吸盘机构，所述的气动夹爪机构设置在相邻两第二纵向连接杆上。每个纵向连接杆上均设有一对弹性吸盘机构，其中位于中间的几个纵向连接杆，每两个为一组，每组设有一对气动夹爪机构。

气动夹爪机构的位置与布局需满足：气动夹爪机构需布置于纵向连接杆的两端，对称布局，每一侧布置两个气动夹爪机构，且两侧气动夹爪机构的间距大于工件上下表皮的宽度。

进一步地，所述的弹性吸盘机构包括设置在纵向连接杆上的吸盘安装板、插设在吸盘安装板上并与吸盘安装板滑动连接的吸盘连接杆、设置在吸盘连接杆顶端的吸盘以及由上而下依次套设在吸盘连接杆上的弹簧、滑套、限位螺母，所述的滑套及限位螺母分别位于吸盘安装板的两侧。弹性吸盘机构通过吸盘安装板安装在纵向连接杆上。吸盘连接杆的中部为光杆，两端为螺纹杆，其中一端的螺纹杆与限位螺母连接，另一端的螺纹杆上设有与吸盘固定连接的吸盘连接件，并通过吸盘连接件与吸盘固定连接。吸盘连接杆能够带着吸盘上下运动，同时弹簧受到变化的压力作用。限位螺母从外侧对吸盘连接杆进行限位，避免吸盘连接杆因为弹簧的弹力作用而脱离吸盘安装板。滑套对吸盘连接杆的上下运动进行导向。

吸盘为真空橡胶吸盘。吸盘的位置与布局需满足：吸盘需要分为多区控制，根据不同的工件尺寸启用对应区域的吸盘。每个吸盘的气路上均设有止回阀，当通过吸盘的空气体积流量超过预设值时自动关闭。因此，可在某个吸盘未与工件接触时停用该吸盘，同时继续维持其余吸盘的真空度。

进一步地，所述的吸盘的侧面设有工件检测接近开关，所述的纵向连接杆上设有与吸盘连接杆的底端相适配的压缩检测接近开关。工件检测接近开关的检测方向垂直于吸盘吸附面，用于检测吸盘是否与物体接触，当抓取装置在搬运过程中工件未抓牢或掉落时，通过工件检测接近开关发出信号使抓取装置自动停止工作。当弹簧处于过度压缩状态时，吸盘连接杆的底端靠近压缩检测接近开关，压缩检测接近开关发出信号，使抓取装置及时停止工作，防止抓取装置与工件的碰撞。

进一步地，所述的气动夹爪机构包括一对并列设置在纵向连接杆上的夹爪连接板、设置在夹爪连接板上的气缸固定板、设置在气缸固定板上的气缸以及与气缸相适配的夹板组件。

进一步地，所述的夹板组件包括设置在气缸固定板上的固定夹板以及设置在固定夹板一侧并与气缸传动连接的随动夹板。气缸中的活塞杆伸缩，带动随动夹板远离或靠近固定夹板运动，进而完成夹取过程。

进一步地，所述的固定夹板上开设有与气缸相适配的气缸让位孔。气缸中的活塞杆穿过气缸让位孔。

进一步地，所述的随动夹板上设有与气缸相平行的导杆，所述的固定夹板上开设有与导杆相适配的导杆导向孔。通过导杆与导杆导向孔的配合，对随动夹板的运动进行导向。

进一步地，所述的气缸固定板与夹爪连接板之间设有高度调节螺栓。高度调节螺栓的作用主要为：根据机器人及废料位置的需要，调节夹板组件相对于纵向连接杆的距离，并用于固定气缸固定板。

进一步地，所述的横向连接杆的底部设有机器人连接件。机器人连接件便于将本废料抓取装置安装在机器人上。机器人连接件一方面能够实现抓取装置与机器人的固定，另一方面能够使抓取装置的横向连接杆及纵向连接杆远离机器人关节，有利于机器人做复杂动作。

本实用新型中将弹性吸盘机构与气动夹爪机构进行组合，弹性吸盘机构主要用于聚氨酯泡沫板上下表皮废料的去除，气动夹爪机构主要用于聚氨酯泡沫板侧边废料的去除。使用过程如下：

首先，工件上表皮切割完成后，必须通过机器人配合抓取装置将上表皮废料去除后才能进入下一个工序，受限于发泡材料表面不平整、尺寸误差比较大的特点，必须采取弹簧与真空吸盘相配合的弹性吸取方式。

其次，工件下表皮切割完成后，必须通过机器人配合抓取装置将下表皮废料去除后才能进入下一个工序，该工序处于发泡材料的底部，相对平整，结构设计与上一工序相同即可。

最后，工件侧边废料切割完成后，必须通过机器人配合抓取装置将侧边废料去除后才能进入下一个工序，该工序由于不同型号的聚氨酯泡沫板厚度不同，其产生的侧边废料厚度的范围为60mm-300mm，如采用吸盘方式很难兼容最大和最小废料，必须采用气动夹爪实现不同尺寸废料的去除。

与现有技术相比，本实用新型具有以下特点：

1)本实用新型采取“抓”、“吸”结合的方式，实现聚氨酯泡沫板加工过程中残余废料的抓取，通过一个抓取装置即可实现聚氨酯泡沫板上下表皮与侧边废料的抓取，提高了工作效率，降低了生产成本；

2)采用能够弹性伸缩的弹性吸盘机构，对于发泡材料的不平整表面具有自适应特性，且吸盘采用负压分区控制，防止由于个别吸盘漏气而造成吸取失败，增加了吸取成功的概率。

附图说明

图1为本实用新型的主视结构示意图；

图2为本实用新型的俯视结构示意图；

图3为本实用新型中弹性吸盘机构的安装结构示意图；

图4为本实用新型中弹性吸盘机构的结构示意图；

图5为本实用新型中气动夹爪机构的结构示意图；

图中标记说明：

1—横向连接杆、2—纵向连接杆、3—吸盘安装板、4—吸盘连接杆、5—吸盘、6—弹簧、7—滑套、8—限位螺母、9—工件检测接近开关、10—压缩检测接近开关、11—夹爪连接板、12—气缸固定板、13—气缸、14—固定夹板、15—随动夹板、16—气缸让位孔、17—导杆、18—高度调节螺栓、19—机器人连接件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例：

如图1、图2所示的一种用于异形聚氨酯泡沫板加工的组合式废料抓取装置，包括一对并列设置的横向连接杆1以及多个并列设置在横向连接杆1上的纵向连接杆2，纵向连接杆2上设有弹性吸盘机构及气动夹爪机构。多个纵向连接杆2包括一对第一纵向连接杆以及多个设置在两第一纵向连接杆之间的第二纵向连接杆，第一纵向连接杆及第二纵向连接杆上均设有弹性吸盘机构，气动夹爪机构设置在相邻两第二纵向连接杆上。

如图3、图4所示，弹性吸盘机构包括设置在纵向连接杆2上的吸盘安装板3、插设在吸盘安装板3上并与吸盘安装板3滑动连接的吸盘连接杆4、设置在吸盘连接杆4顶端的吸盘5以及由上而下依次套设在吸盘连接杆4上的弹簧6、滑套7、限位螺母8，滑套7及限位螺母8分别位于吸盘安装板3的两侧。吸盘5的侧面设有工件检测接近开关9，纵向连接杆2上设有与吸盘连接杆4的底端相适配的压缩检测接近开关10。

如图5所示，气动夹爪机构包括一对并列设置在纵向连接杆2上的夹爪连接板11、设置在夹爪连接板11上的气缸固定板12、设置在气缸固定板12上的气缸13以及与气缸13相适配的夹板组件。夹板组件包括设置在气缸固定板12上的固定夹板14以及设置在固定夹板14一侧并与气缸13传动连接的随动夹板15。固定夹板14上开设有与气缸13相适配的气缸让位孔16。随动夹板15上设有与气缸13相平行的导杆17，固定夹板14上开设有与导杆17相适配的导杆导向孔。气缸固定板12与夹爪连接板11之间设有高度调节螺栓18。横向连接杆1的底部设有机器人连接件19。

废料抓取装置的使用过程如下：

(1)第一次加工时，去上表皮锯床加工完成后，进入除尘位置，机器人带着抓取装置将上表皮废料抓取并送至废料小车，并码垛。

(2)第一次加工时，去下表皮锯床加工完成后，机器人带着抓取装置将下表皮废料抓取并送至废料小车，并码垛。

(3)第一次加工时，去侧边cnc加工完成后，机器人带着抓取装置将侧边废料抓取并送至废料小车，并码垛。其中，两侧气动夹爪机构是依次夹取侧边废料的，当一侧抓取完成后，抓取装置向另一侧移动一段距离后，再抓取另一侧废料。

(4)后续加工，根据加工设备发出的废料抓取信号进行相应的操作，三台设备同时发出信号时，优先级满足：1.去侧边废料；2.去下表皮废料；3.去上表皮废料。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。