一种夹爪及工业机器人的制作方法

1.本实用新型涉及自动化技术领域，尤其涉及一种夹爪及工业机器人。


背景技术：

2.在现有技术中，随着人力成本的提高及人力资源的减少，制造装备行业对产线的自动化水平提出了更高要求，越来越多地采用工业机器人自动上下料，定位，装配和搬运，尤其是在一些动力设备行业，零件多为铸造件，产品外形复杂且精度较低，零件的自动定位和装配难度高，夹爪是零件的夹持和定位的第一执行设备，直接影响自动化线的可适应性和智能化水平。
3.现有的夹爪造价高，制造周期长，维护成本高，对操作人员操作的熟练程度要求高。由于夹持操作时，需要通过压紧组件对工件施加一定的压力，避免工件脱落。目前常用的压紧组件一般以垂直的方式压紧工件，此种形式下的压紧组件具有结构复杂，占用的空间较大，操控时动作繁多等缺点，在压紧组件发生错误动作时，夹爪难以快速检测到问题的出现，容易对夹爪和工件造成损伤。同时，现有的夹爪也难以完成工件信息的确认，无法对所夹持工件的信息进行实时确认。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种夹爪及工业机器人，以解决夹爪夹持动作繁琐以及检测困难的问题。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种夹爪，用于夹持工件，所述工件上设有发信单元，所述发信单元用于存储工件信息，包括夹持模块和连接模块；所述夹持模块包括夹爪底板、压紧组件和检测组件，所述压紧组件包括伸缩杆、压头件、活动杆以及固连于所述夹爪底板上的气缸和固定杆，所述伸缩杆一端与所述气缸的活塞杆固连，另一端与所述压头件的一端转动连接，所述压头件的另一端为用于压接所述工件的压头，所述活动杆的两端分别与所述压头件中部以及所述固定杆转动连接，所述检测组件包括用于处理所述工件信息的收信单元和用于检测所述气缸工作状况的气缸检测单元；所述连接模块上固连有至少一个所述夹持模块。
7.其中，所述气缸检测单元包括气缸检测支架和气缸检测传感器，所述气缸检测支架固连于所述夹爪底板上，所述气缸检测传感器正对所述活塞杆设置。
8.优选地，所述夹持模块还包括定位组件，所述定位组件包括固连于所述夹爪底板上的定位销，所述定位销能定位所述工件。
9.优选地，所述检测组件还包括工件定位检测单元、标定单元和工件到位检测单元。
10.优选地，所述工件定位检测单元包括工件定位检测支架和工件定位检测传感器，所述工件定位检测支架固连于所述夹爪底板上，所述工件定位检测传感器能检测所述工件是否抵达预定位置。
11.优选地，所述工件到位检测单元包括第一工件到位检测支架、工件到位检测发射
器、第二工件到位检测支架和工件到位检测传感器；所述第一工件到位检测支架和第二工件到位检测支架分别固连于所述夹爪底板上，所述工件到位检测发射器安装于所述第一工件到位检测支架上，所述工件到位检测传感器安装于所述第二工件到位检测支架上，当所述工件到位检测发射器发射的信号被遮挡时，所述工件到位检测传感器接收不到所述信号。
12.优选地，所述标定单元包括机架标定件和设于所述定位销上的夹爪标定件，所述机架标定件固连于标定台上，调节所述夹爪标定件相对所述机架标定件的位置，能校准所述夹爪的位置。
13.进一步地，所述收信单元安装于所述标定台上。
14.优选地，所述连接模块包括固定架和可拆卸连接于所述固定架上的连接法兰，所述夹爪底板能与所述固定架可拆卸连接。
15.一种工业机器人，包括工业机器人主体，还包括上述的夹爪，所述连接法兰可拆卸安装于所述工业机器人主体的悬臂上。
16.本实用新型的有益效果：
17.借助活动杆的设置，为压紧组件提供冗余约束，确保活塞杆在压紧过程中不会因侧向力卡死，保持直线运动顺畅，进而提高了压紧组件压紧操作的准确性和效率，降低了夹持错误的风险，避免了夹爪和工件的损伤；利用气缸检测单元能快速确认气缸是否正常运作；通过设置收信单元，能够确保所夹持工件的信息准确。
附图说明
18.图1是本实用新型实施例提供的夹爪的第一视角的结构示意图；
19.图2是本实用新型实施例提供的夹爪的第二视角的结构示意图；
20.图3是本实用新型实施例提供的工业机器人的结构示意图。
21.图中：
22.100、夹爪底板；111、气缸；112、固定杆；113、伸缩杆；114、压头件；115、活动杆；120、收信单元；130、气缸检测单元；131、气缸检测支架；132、气缸检测传感器；140、工件定位检测单元；141、工件定位检测支架；142、工件定位检测传感器；151、夹爪标定件；152、机架标定件；153、标定台；161、第一工件到位检测支架；162、工件到位检测发射器；163、第二工件到位检测支架；164、工件到位检测传感器；170、定位销；171、定位尖；180、定位块；
23.210、固定架；220、连接法兰；300、工业机器人主体。
具体实施方式
24.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连
接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
27.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
28.如图1和图2所示，本实施例提供了一种夹爪，用于夹持工件，工件上设有发信单元，发信单元用于存储工件信息，包括夹持模块和连接模块；夹持模块包括夹爪底板100、压紧组件和检测组件，压紧组件包括伸缩杆113、压头件114、活动杆115以及固连于夹爪底板100上的气缸111和固定杆112，伸缩杆113一端与气缸111的活塞杆固连，另一端与压头件114的一端转动连接，压头件114的另一端为用于压接工件的压头，活动杆115的两端分别与压头件114中部以及固定杆112转动连接，检测组件包括用于处理工件信息的收信单元120和用于检测气缸111工作状况的气缸检测单元130；连接模块上固连有至少一个夹持模块。借助活动杆115的设置，为压紧组件提供冗余约束，确保活塞杆在压紧过程中不会因侧向力卡死，保持直线运动顺畅，进而提高了压紧组件压紧操作的准确性和效率，降低了夹持错误的风险，避免了夹爪和工件的损伤；利用气缸检测单元130能快速确认气缸111是否正常运作；通过设置收信单元120，能够确保所夹持工件的信息准确。具体地，连接模块上固连有两个夹持模块，夹持模块能分别执行不同的工件定位和夹紧动作；气缸111固定安装于夹爪底板100上表面的边缘，活塞杆穿过夹爪底板100；当改变压头件114与活动杆115的长度时，能调节压头的压紧力。
29.作为优选，夹爪还包括控制组件，控制组件分别与收信单元120和气缸检测单元130通信连接，且操作人员能向控制组件输入预定信息，控制组件通过比对预定信息和由收信单元120传输的工件信息，能反馈该夹爪的所夹持工件的情况。具体地，发信单元为设于工件表面的编码件。
30.在本实施例中，气缸检测单元130包括气缸检测支架131和气缸检测传感器132，气缸检测支架131固连于夹爪底板100上，气缸检测传感器132正对活塞杆设置。具体地，气缸检测传感器132与控制组件通信连接，能向控制组件反馈气缸111的工作情况，防止因活塞杆伸出位置误差或气缸111损坏而导致夹爪发生生产事故，保证了夹爪夹持操作的安全性。
31.在本实施例中，夹持模块还包括定位组件，定位组件包括固连于夹爪底板100上的定位销170，定位销170能定位工件。定位销170的设置规避了错误夹持工件的风险，降低了对夹爪与工件造成损伤的概率，保证了夹持操作的安全性。具体地，定位销170与工件上的定位孔正对设置。
32.作为优选，定位销170上还能设有定位尖171，通过设置定位尖171能实现对夹爪的防呆设计，进一步地提高了夹持操作的安全性。
33.作为优选，夹爪底板100下表面安装有至少一个定位块180，定位块180在进行夹持
操作时与工件接触，定位块180的材料优选为橡塑，能避免工件表面出现划伤和压痕。具体地，定位块180与夹爪底板100之间还设有调整板，通过调节调整板能改变定位块180与夹爪底板100的相对位置。
34.在本实施例中，检测组件还包括工件定位检测单元140、标定单元和工件到位检测单元。具体地，工件定位检测单元140、标定单元和工件到位检测单元均分别与控制组件通信连接，当工件抵达预定位置时，工件定位检测单元140向控制组件发送定位信息，控制组件控制气缸111开始工作，使夹持模块进行夹持操作；控制组件能根据工件到位检测单元传输来的到位信息或未到位信息，判断夹持模块是否靠近工件，进而判定夹爪是否进行后续操作步骤；借助标定单元，能对夹爪的位置进行校准，弥补因夹持模块磨损而产生的系统误差，以保证夹爪定位准确可靠。
35.作为优选，工件定位检测单元140包括工件定位检测支架141和工件定位检测传感器142，工件定位检测支架141固连于夹爪底板100上，工件定位检测传感器142能检测工件是否抵达预定位置。工件定位检测支架141和工件定位检测传感器142的结构简单、拆卸方便，且便于调整工件定位检测传感器142的位置。具体地，工件定位检测传感器142朝向工件的预定位置设置，且与控制组件通信连接。
36.作为优选，工件到位检测单元包括第一工件到位检测支架161、工件到位检测发射器162、第二工件到位检测支架163和工件到位检测传感器164；第一工件到位检测支架161和第二工件到位检测支架163分别固连于夹爪底板100上，工件到位检测发射器162安装于第一工件到位检测支架161上，工件到位检测传感器164安装于第二工件到位检测支架163上，当工件到位检测发射器162发射的信号被遮挡时，工件到位检测传感器164接收不到信号。上述设置结构简单、拆卸方便，且便于调整工件到位检测发射器162和工件到位检测传感器164的位置。
37.具体地，工件到位检测传感器164与控制组件通信连接，当工件到位检测传感器164接收不到信号时，工件到位检测传感器164向控制组件发送到位信息；当工件到位检测传感器164接收到信号时，工件到位检测传感器164向控制组件发送未到位信息。
38.如图3所示，标定单元包括机架标定件152和设于定位销170上的夹爪标定件151，机架标定件152固连于标定台153上，调节夹爪标定件151相对机架标定件152的位置，能校准夹爪的位置。选用机架标定件152和夹爪标定件151作为夹爪标定结构，占用空间小且调整方便；夹爪标定件151设于拆装方便的定位销170上，提高了在改变所夹持工件后对夹爪的位置校准的效率。
39.作为优选，收信单元120安装于标定台153上。该设置减少了安装于夹爪底板100上构件的数量，缩小了占用的空间。
40.继续参考图1和图2，连接模块包括固定架210和可拆卸连接于固定架210上的连接法兰220，夹爪底板100能与固定架210可拆卸连接。连接法兰220的设置方便了夹爪与外部构件的连接，固定架210的设置使多个夹持模块能同时执行不同的工件定位和夹紧动作。
41.如图3所示，本实施例提供了一种使用上述夹爪的工业机器人，还包括工业机器人主体300，连接法兰220可拆卸安装于工业机器人主体300的悬臂上。该工业机器人借助上述夹爪的设置能减少运行过程中的折返路径，提高其工作的效率。
42.具体地，工业机器人主体300与夹爪连接的线缆穿设连接法兰220，降低了线缆损
伤的风险，减少了维修的次数，提高了工业机器人的使用寿命。
43.本实施例还提供了一种工业机器人的工件夹持方法，该方法包括以下步骤：
44.步骤一、工业机器人主体300带动夹爪模块朝向工件放置位置移动。
45.步骤二、当夹爪上的工件到位检测单元检测到工件后，调节夹持模块位置的方向和角度，使定位销170插入工件上的定位孔，工件朝向预定位置移动。
46.步骤三、当工件抵达预定位置时，工件定位检测单元140发送定位信息，气缸111开始工作，完成对工件的夹持操作。
47.步骤四、收信单元120处理工件信息，反馈所夹持工件的情况。
48.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。