平面薄壁零件高精度测量分拣机械手制造技术

本实用新型专利技术涉及平面薄壁零件高精度测量分拣机械手。目的是提供的机械手应能实现止推片抓取下料、高精度检测、分拣，以节约人工、提高生产效率、确保安全生产。技术方案是：平面薄壁零件高精度测量分拣机械手，包括控制系统；其特征在于，该机械手还包括机械手臂，安装在机械手臂上且带有若干检测传感器的抓取装置、驱使抓取装置上下运动的直线气缸以及驱使抓取装置绕竖直轴线转动的旋转气缸；所述抓取装置中配置的抓取气缸、旋转气缸以及直线气缸均分别通过开关阀连通带有气源的气动系统以获得动力。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种测量机械手，尤其是平面薄壁零件高精度测量分拣机械手。
技术介绍
曲轴止推片作为发动机曲轴的一个平面薄壁零件，分为正反两面,靠近曲轴的一面为耐磨面且有油槽,另一面为非耐磨面并贴着缸体台阶面，在曲轴高速运转过程中起到轴向保护作用,防止曲轴轴向过大的窜动。止推片在设备上切削加工后，进行人工下料、人工检测加工质量等环节，主要内容有检测止推片厚度、油槽是否加工、两端斜角是否加工。设备自动连续加工止推片，人工下料时间窗口很短且有危险性，如果能够实现自动下料和检测，可以极大的提高工作效率，节省大量人工时间，也降低了工作危险性。机械手能够实现止推片抓取下料、高精度检测、分拣的功能，将对企业生产效率和经济效益提升具有十分重大的意义。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是克服上述
技术介绍
的不足，提供一种平面薄壁零件高精度测量分拣机械手，该机械手应能实现止推片抓取下料、高精度检测、分拣，以节约人工、提高生产效率、确保安全生产。本技术采用的技术方案是：平面薄壁零件高精度测量分拣机械手，包括控制系统；其特征在于，该机械手还包括机械手臂，安装在机械手臂上且带有若干检测传感器的抓取装置、驱使抓取装置上下运动的直线气缸以及驱使抓取装置绕竖直轴线转动的旋转气缸；所述抓取装置中配置的抓取气缸、旋转气缸以及直线气缸均分别通过开关阀连通带有气源的气动系统以获得动力；所述若干检测传感器均安装在抓取装置的下端且位于两个抓取手指的中间位置；每个检测传感器均通过一竖直运动的小气缸定位在抓取装置的下端，以近距离对准所检测的平面薄壁零件的待检部位；各开关阀、控制小气缸的换向阀以及各检测传感均通过信号线连通所述控制系统。所述检测传感器均通过一弹簧连接小气缸，以减少测量过程对检测传感器的震动冲击。所述气动系统配有利于机械手速度均匀、动作协调的蓄压器。所述控制系统包括PLC与触摸屏。本技术的工作原理是：机械手先位于初始状态；控制系统给出指令后，旋转气缸1旋转和直线气缸2同时动作，机械手臂在旋转的同时完成上升运动；抓取装置3达到零件上方后，抓取气缸5动作启动抓取手指，小气缸往下伸出后使检测传感器近距离靠近零件进行测量，检测传感器完成测量将测量数据输至计算机后小气缸再退回，抓取手指则抓住被测零件；然后，旋转气缸旋转和直线气缸同时动作，机械手臂在旋转的同时完成下降运动，机械手臂旋转至停止位置(停止在合格产品区或者不合格产品区，由计算机测量数据判别)，抓取气缸再往下伸出并且抓取手指松开放下零件；最后机械手臂回到初始位置，至此完成一个循环动作。反复上述循环，测量、分拣操作连续进行。本技术的有益效果是：本技术提供的机械手可自动完成检测、下料动作，替代了人工下料、人工测量和分拣；可配合多工位加工专机，实现多道工序的集成，一次装夹，自动加工检测和分拣；极大地提高生产效率，减少用工人数及成本(原有各类加工设备和操作员工可缩减至20％左右)。附图说明图1是本技术的结构简图。图2是本技术的气动系统原理示意图。图中有：1-截止阀，2-分水过滤器，3-压力表，4-蓄压器，5-油雾器，6-电磁换向阀，7、8-开关阀(高速气动开关阀)，9-摆动升降一体缸，10-抓取装置(即气动末端抓取执行器)，11-精密减压阀，12、13、17、18、21-换向阀(高速开关换向阀)，14、15、16、19、20-小气缸(即传感器二次驱动气缸)。具体实施方式以下结合附图所示的实施例进一步说明。曲轴止推片属于平面薄壁零件，平均厚度2～3mm，因此采用机械手在工作台上对止推片进行自动检测和下料分拣。自动测量内容有厚度检测(误差±3μm)、两侧油槽是否加工检测、两端铣角是否加工检测，由5个检测传感器分别负责一个检测内容。由于止推片零件外形尺寸小，受加工设备空间限制，机械手检测和抓取的空间极其有限。对止推片进行自动检测和下料分拣机械手，包括机械手臂(图中省略)，抓取装置35安装在机械手臂上且带有若干检测传感器34(图中显示5个检测传感器)；直线气缸32驱使抓取装置上下运动，旋转气缸31则驱使抓取装置绕竖直轴线转动(图1中显示：旋转气缸带动直线气缸和抓取装置一起转动；也可以设计为由直线气缸带动旋转气缸和抓取装置一起上下运动)；或者如图2所示，采用摆动升降一体缸9(取代直线气缸和旋转气缸)来驱使抓取装置上下运动和旋转运动。所述抓取装置中配置的抓取气缸35-1(抓取手指的动力源)、旋转气缸以及直线气缸均通过开关阀连通带有气源的气动系统以获得动力。图中还可见：所述若干检测传感器均安装在抓取装置的下端且位于两个抓取手指的中间位置；如此，可使两个抓取手指(的动作不会对检测传感器的测量造成干涉。显然，包括抓取气缸和抓取手指的抓取装置为常规装置。进一步，每个检测传感器均通过一竖直运动的小气缸(图中省略)定位在抓取装置的下端，使得每个检测传感器可上下运动，以近距离对准所检测的平面薄壁零件的待检部位。再进一步，所述检测传感器均通过一弹簧(作为阻尼的弹簧；图中省略)连接小气缸，如此可减少测量过程对检测传感器的震动冲击。由图2可知：所述气动系统由高压部分和低压部分组成；气源(如气泵)将高压气体输入高压部分，蓄压器4保持高压部分压力稳定，电磁换向阀6用于控制抓取装置10，高速气动开关阀7和高速气动开关阀8共同控制摆动升降一体缸9；高压部分的压力气体又经过精密减压阀11降压后进入低压部分，然后再通过5个并联的高速开关换向阀(图2中的标号分别为12、13、17、18、21)分别连通并控制5个小气缸(图2中的标号分别为14、15、16、19、20)，每个高速开关换向阀分别连通并控制一个小气缸。实际生产工况要求机械手能够快速、平稳运行，动作周期为2～4秒。升降一体缸(旋转气缸和直线气缸)采用高速开关阀控制以获得机械手臂旋转升降动作较高的位置精度和速度。检测传感器伸出行程很小(3～5mm)，同时与零件的接触力也越小越好(小于1N)，所以要求5个小气缸的压力小且稳定，其工作压力要低于旋转气缸和直线气缸，精密减压阀11能够很好的控制小气缸(传感器伸缩气缸)的压力。为了保证机械手速度均匀、动作协调，系统中设置了蓄压器。整个气动系统具有较高的运动速度，结构简单、成本较低，工作环境整洁无污染。机械手测量系统同时完成零件厚度检测、两侧油槽是否加工检测、两端铣角是否加工检测等内容，分别由5个检测传感器负责检测。其中零件厚度检测要求最高，采用长度计测量，精度±0.2μm，其他四个检测位置采用光栅尺测量，精度±3μm。整个测量过程应平稳、快速，时间小于1.5秒，对测量机械结构和数据处理方法都提出了较高要求。被测零件为平面薄壁半圆形状，半径40～130mm，传感器全部安装在零件的单侧面，其空间狭小，要求传感器尺寸小巧。另外长度计和光栅尺均为精密传感器，要求测量过程震动冲击极小，以此保证数据的准确性和传感器的使用寿命。测量装置缓冲阻尼结构的设计必不可少，故可采用弹簧阻尼+气囊阻尼的方式减少测量过程对传感器的震动冲击。利用AMEsim软件仿真计算弹簧参数、气囊尺寸及压力，在仿真计算的基础上，根据弹簧气囊实际试验结果确定缓冲装置具体结构尺寸。机械手的控制系统采用PLC加触摸屏的模式，PLC主要负责系统控制逻辑关本文档来自技高网...

【技术保护点】
平面薄壁零件高精度测量分拣机械手，包括控制系统；其特征在于，该机械手还包括机械手臂，安装在机械手臂上且带有若干检测传感器(34)的抓取装置(35)、驱使抓取装置上下运动的直线气缸(32)以及驱使抓取装置绕竖直轴线转动的旋转气缸(31)；所述抓取装置中配置的抓取气缸、旋转气缸以及直线气缸均分别通过开关阀连通带有气源的气动系统以获得动力；所述若干检测传感器均安装在抓取装置的下端且位于两个抓取手指的中间位置；每个检测传感器均通过一竖直运动的小气缸定位在抓取装置的下端，以近距离对准所检测的平面薄壁零件的待检部位；各开关阀、控制小气缸的换向阀以及各检测传感均通过信号线连通所述控制系统。

【技术特征摘要】
1.平面薄壁零件高精度测量分拣机械手，包括控制系统；其特征在于，该机械手还包括机械手臂，安装在机械手臂上且带有若干检测传感器(34)的抓取装置(35)、驱使抓取装置上下运动的直线气缸(32)以及驱使抓取装置绕竖直轴线转动的旋转气缸(31)；所述抓取装置中配置的抓取气缸、旋转气缸以及直线气缸均分别通过开关阀连通带有气源的气动系统以获得动力；所述若干检测传感器均安装在抓取装置的下端且位于两个抓取手指的中间位置；每个检测传感器均通过一竖直运动的小气缸定位在抓取装置的下端，以近距离对准...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈百仁，夏春林，沈飞飞，
申请(专利权)人：临安东方滑动轴承有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33