一种机械制造抓取装置及其使用方法与流程

本发明涉及机械制造领域，具体是一种机械制造抓取装置及其使用方法。

背景技术：

目前的机械制造发展提倡智能化制造和生产，故而需要广泛的应用更重机械臂，机械臂是指高精度，高速点胶机器手，机械臂是一个多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。因其独特的操作灵活性，已在工业装配，安全防爆等领域得到广泛应用。机械臂是一个复杂系统，存在着参数摄动、外界干扰及未建模动态等不确定性。因而机械臂的建模模型也存在着不确定性，对于不同的任务，需要规划机械臂关节空间的运动轨迹，从而级联构成末端位姿。

而机械臂配合不同的功能性部件实现不同工位不同工作的自动化生产，而在材料或者物品抓取过程中，目前使用最普遍的有机械手、电磁铁和吸盘，其中机械手紧密度高相应的成本也高，而电磁铁紧密度低，同时其多用于大型且重量大的工件抓取，在轻工业生产的过程中吸盘抓取结构最为常见，其造价成本低廉，使用方便而被广受好评。

但是目前的吸盘抓取结构多是根据每个工件物品进行单独的设计支架结构和吸盘位置，同时在实际生产工作过程中，吸盘使用寿命只论次数计算，而在使用次数上限范围内，不发生意外不会检查，由于吸盘一般都是橡胶材质，尤其是长时间工作的误差，容易造成吸盘抓取不牢或者移位，从而产生安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种机械制造抓取装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种机械制造抓取装置，包括机械臂、过线环、上板架、下板架、吸盘抓取组件、三通阀，所述机械臂的一端固定在生产线侧边的安装支架上，且机械臂的另一端通过螺栓固定连接上板架上焊接的连接耳，上板架的下方设置有下板架，上板架和下板架之间连接多个吸盘抓取组件，其中吸盘抓取组件的吸盘位于下板架的下方，而下板架的抽气孔连接三通阀的一个端口，三通阀的另外两个端口中的一个通过管道连接真空泵，而另一个开放设置。

作为本发明进一步的方案：所述吸盘抓取组件主要包括吸盘、压紧套、吸盘定位套、筋板、安装座、管道连接头、推板、触控开关、f形支架、腰型孔、螺母、限位挡环、管状连接杆、导杆和橡胶球，其中管状连接杆为不锈钢材质且其表面成形加工有两个限位挡环，限位挡环之间以及管状连接杆的表面通过焊接若干个筋板，从而加固管状连接杆中间的强度，所述管状连接杆的一端外表面开设外螺纹并螺纹连接吸盘定位套的一端，而吸盘的中部通孔处成形的圆筒结构插入到吸盘定位套的另一端，压紧套从吸盘定位套的另一端插入并螺纹连接在吸盘定位套内壁中间位置成形加工的带有内螺纹的凸环上；所述管状连接杆的另一端螺纹连接安装座的一个进出气孔，安装座的另一个进出气孔用于连接三通阀，所述安装座至少有一个与管状连接杆轴线平行的面且该面上通过螺钉固定连接f形支架的竖直边，f形支架的两个水平边位于安装座的正上方，其中位于顶部的水平边下方通过螺钉固定连接触控开关，触控开关的触点朝向正下方且与推板接触设置，推板的中部螺纹连接导杆的一端，导杆的另一端依次另一个水平边、安装座上对应开设的通孔、管状连接杆的中心孔并连接位于吸盘内的橡胶球。

作为本发明进一步的方案：所述吸盘定位套的另一端外表面一体成型加工有伞状护板，压紧套的下端外表面也一体成型加工有伞状护板，所述压紧套的伞状护板和吸盘定位套的伞状护板夹紧吸盘的顶部，而压紧套的外壁和吸盘定位套的内壁之间夹紧吸盘中部成形的圆筒结构。

作为本发明再进一步的方案：所述安装座为块状钢材，且其相邻的两个侧面分别开设相互连通的管道连接头的连接螺纹孔和管状连接杆的连接螺纹孔，其中管状连接杆的连接螺纹孔上方开设与其通孔的导杆滑动用的通孔。

作为本发明再进一步的方案：所述安装座上用于滑动导杆的通孔内壁粘附有用于保证密封性的橡胶圈。

作为本发明再进一步的方案：所述上板架和下板架是形状一致且开设若干个通孔的板材，所述管状连接杆的上下两端分别穿过上板架和下板架对应开设的通孔并螺纹连接螺母，两端对应的螺母分别将上板架和下板架压紧在限位挡环上，上板架和下板架而两只支架固定的管状连接杆能够构成稳固的支架结构。

作为本发明再进一步的方案：所述上板架和下板架是圆形或者方形。

作为本发明再进一步的方案：所述f形支架的竖直边上开设供螺钉穿过的腰型孔，通过腰型孔实现f形支架的高度调节。

一种机械制造抓取装置的使用方法，其抓取的具体步骤如下：

(1)调校：初次使用的时候，人工控制机械臂将所有的吸盘吸附在待夹持的工件表面，并人工检查每个吸盘抓取组件的稳定性，当判断所有吸盘都抓取闹固的时候，通过旋松f形支架的螺钉，并手动调节f形支架的高度，然后保证触控开关处于刚好被触发的状态，即完成调校；

(2)信号采集：触控开关的输出端通过导线将信号电平传递给控制器，控制器收集并储存每次抓取时每个吸盘对应的触控开关信号，并保存；

(3)安全监控：当单次抓取的时候，每个吸盘抓取组件反馈给控的信号都是触发状态时，则说明该次抓取稳定，一旦出现任意一个或者多个吸盘抓取组件没有反馈信号，则立即将该信号关联机械臂的编号和时间发送给监控人员，便于监控人员对抓取装置的检查，避免因为机械故障抓取不牢而造成的意外坠落事故。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过上板架和下板架而两只支架固定的管状连接杆能够构成稳固的支架结构，为抓取物品材料提供稳定的结构基础，避免单独需求支架的横梁、竖梁、纵梁造成安装难度和成本；

本发明通过设置导杆触发开关的结构能够实时的时间吸盘抓取闹固度的监测，避免意外危险情况的发生，提高生产的安全性。

本发明简化了抓取执行结构，降低了制造成本，同时其可拓展性提高了适用性，具有较高的竞争力。

附图说明

图1为机械制造抓取装置及其使用方法的结构示意图。

图2为机械制造抓取装置及其使用方法中吸盘抓取组件的结构示意图。

图3为机械制造抓取装置及其使用方法中上板架和下板架为圆形的结构示意图。

图4为机械制造抓取装置及其使用方法中上板架和下板架为矩形的结构示意图。

图中：机械臂1、过线环2、上板架3、下板架4、吸盘抓取组件5、三通阀6、吸盘7、压紧套8、吸盘定位套9、筋板10、安装座11、管道连接头12、推板13、触控开关14、f形支架15、腰型孔16、螺母17、限位挡环18、管状连接杆19、导杆20、橡胶球21。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～4，本发明实施例中，一种机械制造抓取装置，包括机械臂1、过线环2、上板架3、下板架4、吸盘抓取组件5和三通阀6，所述机械臂1的一端固定在生产线侧边的安装支架上，且机械臂的另一端通过螺栓固定连接上板架3上焊接的连接耳，上板架3的下方设置有下板架4，上板架3和下板架4之间连接多个吸盘抓取组件5，其中吸盘抓取组件5的吸盘7位于下板架4的下方，而下板架4的抽气孔连接三通阀6的一个端口，三通阀6的另外两个端口中的一个通过管道连接真空泵，而另一个开放设置，便于吸盘负压时候的抽气和放下物件后吸气。

吸盘抓取组件5主要包括吸盘7、压紧套8、吸盘定位套9、筋板10、安装座11、管道连接头12、推板13、触控开关14、f形支架15、腰型孔16、螺母17、限位挡环18、管状连接杆19、导杆20和橡胶球21，其中管状连接杆19为不锈钢材质且其表面成形加工有两个限位挡环18，限位挡环18之间以及管状连接杆19的表面通过焊接若干个筋板10，从而加固管状连接杆19中间的强度，所述管状连接杆19的一端外表面开设外螺纹并螺纹连接吸盘定位套9的一端(连接处设置密封圈为本领域公知常识，故而本发明不做赘述，下同)，而吸盘7的中部通孔处成形的圆筒结构插入到吸盘定位套9的另一端，其中吸盘定位套9的另一端外表面一体成型加工有伞状护板，压紧套8的下端外表面也一体成型加工有伞状护板，压紧套8从吸盘定位套9的另一端插入并螺纹连接在吸盘定位套9内壁中间位置成形加工的带有内螺纹的凸环上，所述压紧套8的伞状护板和吸盘定位套9的伞状护板夹紧吸盘7的顶部，而压紧套8的外壁和吸盘定位套9的内壁之间夹紧吸盘7中部成形的圆筒结构，实现对吸盘7的固定，因为吸盘7采用橡胶材质，在实际使用的过程中厂房内的钢铁、铁屑或者焊渣等存在很大意外造成吸盘7损坏，故而本申请提出的机构能够方便更换；

所述管状连接杆19的另一端螺纹连接安装座11的一个进出气孔，安装座11的另一个进出气孔用于连接三通阀6，所述安装座11至少有一个与管状连接杆19轴线平行的面且该面上通过螺钉固定连接f形支架15的竖直边，f形支架15的两个水平边位于安装座11的正上方，其中位于顶部的水平边下方通过螺钉固定连接触控开关14，触控开关14的触点朝向正下方且与推板13接触设置，推板13的中部螺纹连接导杆20的一端，导杆20的另一端依次另一个水平边、安装座11上对应开设的通孔、管状连接杆19的中心孔并连接位于吸盘7内的橡胶球21，其主要目的是用于监测吸盘的工作状态，因为当机械臂带动吸盘7下压和排空气的过程，吸盘7的高度会缩小，在其真空度达到要求的时候吸盘高度缩小达到临界标准，从而可以通过导杆传动协动实现触控触控开关14，继而发出抓牢的提示信号，反之则没有，需要机械臂重新校准(此处需要人工配合)；另外安装座11上用于滑动导杆20的通孔内壁粘附有用于保证密封性的橡胶圈，即通过橡胶圈挤压填空空隙且并不会影响导杆滑动。

所述安装座11为块状钢材，且其相邻的两个侧面分别开设相互连通的管道连接头12的连接螺纹孔和管状连接杆19的连接螺纹孔，其中管状连接杆19的连接螺纹孔上方开设与其通孔的导杆20滑动用的通孔，以实现个组件的安装。

所述上板架3和下板架4是形状一致且开设若干个通孔的板材，且上板架3和下板架4可以是圆形也可以是方形，具体形状和大小尺寸由所需要抓取的物品决定；所述管状连接杆19的上下两端分别穿过上板架3和下板架4对应开设的通孔并螺纹连接螺母17，两端对应的螺母17分别将上板架3和下板架4压紧在限位挡环18上，而吸盘抓取组件5的具体数量根据所需要抓取物品的重量决定，主要以抓取板材为主，而上板架3和下板架4而两只支架固定的管状连接杆19能够构成稳固的支架结构，为抓取物品材料提供稳定的结构基础。

所述f形支架15的竖直边上开设供螺钉穿过的腰型孔16，通过腰型孔16实现f形支架15的高度调节，从而方便初始调校的时候调节用。

本发明在实际进行工作的过程中，其抓取方法的具体步骤如下：

(1)调校：初次使用的时候，人工控制机械臂将所有的吸盘吸附在待夹持的工件表面，并人工检查每个吸盘抓取组件的稳定性，当判断所有吸盘都抓取闹固的时候，通过旋松f形支架15的螺钉，并手动调节f形支架15的高度，然后保证触控开关处于刚好被触发的状态，即完成调校；

(2)信号采集：触控开关的输出端通过导线将信号电平传递给控制器，控制器收集并储存每次抓取时每个吸盘对应的触控开关信号，并保存；

(3)安全监控：当单次抓取的时候，每个吸盘抓取组件反馈给控的信号都是触发状态时，则说明该次抓取稳定，一旦出现任意一个或者多个吸盘抓取组件没有反馈信号，则立即将该信号关联机械臂的编号和时间发送给监控人员，便于监控人员对抓取装置的检查，避免因为机械故障抓取不牢而造成的意外坠落事故。

需要说明的是，在实际工作过程中机械臂控制抓取装置下压一端距离，然后利用真空度吸附抬升一段距离，吸附抬升这段距离就是导杆被触发的距离。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接：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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。