一种机器人夹爪系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种机器人夹爪系统，属于自动化设备技术领域。


背景技术：

2.伴随着工业自动化进程的发展，机器人用于各种工件的拆码垛，特别是对重型加工毛坯件的上线应用非常广泛，大大节省了劳动力和人工作业强度。但在实际操作生产中发现，如果仅仅将工件的夹爪安装到机器人第六轴法兰上对毛坯料进行逐个抓取，会出现两种工作故障。第一种是由于毛坯料毛刺高低差异大，多层叠放之后不仅高度不确定，且实际毛坯的位置会由于毛刺的随机累加造成无规律地歪斜，最终机器人取料失败。第二种是由于毛坯料是无序放置在料笼中，在抓取过程中有可能挂到料笼网格中，若无检知会将料笼整个提起或碰撞直至机器人过载报警，具有极大的安全隐患。
3.机器人用于毛坯料的上线在自动化生产线起始端非常常见。为了使机器人更加智能和灵活，自动化厂商经常会将2d视觉引导作为辅助手段，以降低对来料的位置要求。但在实际操作生产中发现，机器人在实际取料过程中经常出现取料失败或挂笼过载的情况，离不开人工进行手动干预。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种机器人夹爪系统，用于解决现有技术中现有的机器人夹爪系统在取料过程中由于毛坯料的高度差异会导致取料失败，并且在抓取过程中有可能挂到料笼网格中，具有极大的安全隐患的问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种机器人夹爪系统包括：挂笼检知机构、夹爪浮动机构以及夹爪抓取机构，所述的挂笼检知机构包括上连接板和下连接板，上连接板和下连接板两侧通过导向轴相连接，导向轴上活动套设有直线轴承，上连接板和下连接板中间设置有中间连接板，中间连接板两侧连接直线轴承，中间连接板上方连接套筒，套筒内部与上连接板之间设置有第一矩形弹簧，上连接板底面设置有第二接近开关，所述的夹爪浮动机构设置在挂笼检知机构下方，夹爪浮动机构包括浮动套，浮动套与下连接板底面相连接，浮动套内部设置有浮动芯，浮动套与浮动芯接触面为锥形面，浮动芯上方与浮动套之间设置有第二矩形弹簧，所述的夹爪抓取机构设置在夹爪浮动机构下方，夹爪抓取机构与浮动芯相连接。
6.通过采用这种技术方案：当机器人夹爪系统运动到抓取料笼中某个待抓取的工件上方后，夹爪抓取机构对毛坯件进行识别，找出抓取位后机器人修正位置后下降，夹爪抓取机构接触工件上表面，此时机器人记忆该处z向坐标，并继续向下运动一段行程，机器人继续下压会使夹爪抓取机构整体抬升，第二矩形弹簧被压缩，浮动芯和浮动套发生分离，由于浮动芯和浮动套是由两个锥形面接触进行定心的，当发生分离时，夹爪抓取机构连同浮动芯便处于自由浮动状态，可根据工件上表面的角度主动倾斜进行贴合，此时夹爪抓取机构便可准确抓取工件，当机器人将毛坯件抓取提起后，第二矩形弹簧失去下压力后将夹爪抓
取机构连同浮动芯向下压紧，浮动芯和浮动套的两个锥形面重新接触贴合，夹爪抓取机构恢复初始位置，确保机器人放置工件时的位置精度和下一次抓取的初始位置精度，正常情况下，挂笼检知机构内部的第一矩形弹簧能够支撑夹爪浮动机构、夹爪抓取机构以及工件的质量总和，当出现挂笼问题时，夹爪系统受力增大，此时上连接板和下连接板在力的作用下带动导向轴在直线轴承内部向下运动，上连接板与套筒间的第一矩形弹簧压缩，中间连接板与下连接板之间的间距变大，中间连接板底面的第二接近开关丢失信号进而触发机器人停止动作，避免安全事故和碰撞的发生。
7.于本实用新型的一实施例中，还包括机器人，所述的机器人与中间连接板相固定连接。
8.于本实用新型的一实施例中，所述的夹爪抓取机构包括安装架，安装架与浮动芯相连接，安装架底面中间设置有2d相机，安装架下方设置有接触块，接触块通过伸缩杆与安装架相连接，接触块两侧对称设置有两个第一接近开关，第一接近开关与安装架相连接，安装架底面两侧对称设置有夹爪。
9.通过采用这种技术方案：在夹爪系统进行抓取作业时，机器人运动到抓取料笼中某个待抓取的工件上方后，由位于安装架中心的2d相机对工件进行识别，找出抓取位后机器人修正位置后下降，当接触块接触毛坯件，由于接触块连接伸缩杆，接触工件后会上升使得第一接近开关感应到信号，此时机器人记忆该处z向坐标，并继续向下运动一段行程，机器人继续下压会使夹爪抓取机构整体抬升，待夹爪浮动机构调整夹爪抓取机构的位置后，夹爪对工件进行抓取。
10.于本实用新型的一实施例中，所述的夹爪上方设置有气缸，气缸驱动夹爪。
11.通过采用这种技术方案：气缸驱动夹爪对工件进行抓取或释放。
12.于本实用新型的一实施例中，所述的夹爪一侧设置有硬挡块。
13.于本实用新型的一实施例中，所述的套筒内部设置有调整螺栓杆，调整螺栓杆穿过中间连接板且通过螺栓连接与中间连接板相连接，调整螺栓杆上方连接第一矩形弹簧。
14.通过采用这种技术方案：调整螺栓杆通过螺栓连接与中间连接板相连接，通过旋转调整螺栓杆可以调节其位置，从而调节调整螺栓杆与上连接板之间的第一矩形弹簧的弹力，从而调节挂笼的检测力。
15.如上所述，本实用新型的一种机器人夹爪系统，具有以下有益效果：
16.本实用新型中在机器人与夹爪抓取机构之间设置了挂笼检知机构和夹爪浮动机构，通过挂笼检知机构能够实时监测抓取系统是否挂笼，从而避免安全事故的发生，通过夹爪浮动机构能够使得夹爪抓取机构根据工件的角度进行自主调节，从而提高夹爪抓取机构的抓取精度，大大降低了对工件的位置要求，不需要人工二次调整即可顺利抓完整笼工件的抓取，有效提高了工件抓取效率，减少了设备故障停线的几率，且对设备安全和人员安全均提供了保障。
附图说明
17.图1显示为本实用新型实施例中一种机器人夹爪系统的整体结构示意图。
18.图2显示为本实用新型实施例中一种机器人夹爪系统的主视结构示意图。
19.图3显示为本实用新型实施例中一种机器人夹爪系统的左视结构示意图。
20.图4显示为本实用新型实施例中一种机器人夹爪系统的图3的a
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a截面结构示意图。
21.其中，1、挂笼检知机构；2、夹爪浮动机构；3、夹爪抓取机构；4、第一接近开关；5、接触块；6、上连接板；7、下连接板；8、浮动套；9、2d相机；10、硬挡块；11、夹爪；12、夹爪气缸；13、安装架；14、导向轴；15、直线轴承；16、浮动芯；17、第一矩形弹簧；18、调整螺栓杆；19、第二接近开关；20、第二矩形弹簧；21、中间连接板；22、套筒。
具体实施方式
22.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
23.请参阅图1至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
24.请参阅图4，本实用新型提供一种机器人夹爪系统包括：挂笼检知机构1、夹爪浮动机构2以及夹爪抓取机构3，所述的挂笼检知机构1包括上连接板6和下连接板7，上连接板6和下连接板7两侧通过导向轴14相连接，导向轴14上活动套设有直线轴承15，上连接板6和下连接板7中间设置有中间连接板21，中间连接板21两侧连接直线轴承15，中间连接板21上方连接套筒22，套筒22内部与上连接板6之间设置有第一矩形弹簧17，上连接板6底面设置有第二接近开关19，所述的夹爪浮动机构2设置在挂笼检知机构1下方，夹爪浮动机构2包括浮动套8，浮动套8与下连接板7底面相连接，浮动套8内部设置有浮动芯16，浮动套8与浮动芯16接触面为锥形面，浮动芯16上方与浮动套8之间设置有第二矩形弹簧20，所述的夹爪抓取机构3设置在夹爪浮动机构2下方，夹爪抓取机构3与浮动芯16相连接。
25.还包括机器人，所述的机器人与中间连接板21相固定连接。
26.请参阅图1，所述的夹爪抓取机构3包括安装架13，安装架13与浮动芯16相连接，安装架13底面中间设置有2d相机9，安装架13下方设置有接触块5，接触块5通过伸缩杆与安装架13相连接，接触块5两侧对称设置有两个第一接近开关4，第一接近开关4与安装架13相连接，安装架13底面两侧对称设置有夹爪11。
27.请参阅图2，所述的夹爪11上方设置有气缸12，气缸12驱动夹爪11。
28.请参阅图1，所述的夹爪11一侧设置有硬挡块10。
29.请参阅图4，所述的套筒22内部设置有调整螺栓杆18，调整螺栓杆18穿过中间连接板21且通过螺栓连接与中间连接板21相连接，调整螺栓杆18上方连接第一矩形弹簧17。
30.综上所述，本实用新型中在机器人与夹爪抓取机构之间设置了挂笼检知机构和夹爪浮动机构，通过挂笼检知机构能够实时监测抓取系统是否挂笼，从而避免安全事故的发生，通过夹爪浮动机构能够使得夹爪抓取机构根据工件的角度进行自主调节，从而提高夹
爪抓取机构的抓取精度，大大降低了对工件的位置要求，不需要人工二次调整即可顺利抓完整笼工件的抓取，有效提高了工件抓取效率，减少了设备故障停线的几率，且对设备安全和人员安全均提供了保障。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
31.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。