一种多车型共用伺服抓手装置的制作方法

本实用新型涉及白车身自动化抓取技术领域，更具体地，涉及一种多车型共用伺服抓手装置。

背景技术：

焊装车间多车型共线生产是每个工厂提高生产竞争力的必然手段，不同车型工件的工艺定位孔也存在差异，故机器人抓手抓持不同的工件需要采用不同的抓手完成。主流生产线共用车型5-6款，少则3-4款，也就是每个工位抓手数量较多，众多的抓手切换工位意味着焊装生产线必须规划较多空间用来存放切换下来的抓手，自动生产线因此占地面积也较大。

目前国内运用方案：每个工位的机器人针对每个车型设置一个专用抓手，抓手与机器人连接通过切换盘来过渡，切换盘上有气、电的快插连接装置。切换盘一侧安装在抓手、一侧安装在机器人，当需要生产一个车型时，机器人收到plc输入的车型信号，与抓手上的工具号(识别车型)对比，如果一致，则不需要切换，如果不一致，机器人执行切换程序去切换抓手。抓手通常存放在固定抓手存放架或者旋转台存放架上，尤其是在地板分总成线、地板总成线、侧围线、门盖线上使用抓手机器人数量居多，设备占地面积大，投资成本高，且后续集成时间长，切换时间长，切换故障发生频率高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有焊接抓手设备占地面积大，投资成本高，后续集成时间长，切换时间长且切换故障发生频率高的缺点，提供一种多车型共用伺服抓手装置。本实用新型能够降低装置占地面积和投资成本，减少切换时间和切换导致的故障率，便于后期集成新的车型数据。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种多车型共用伺服抓手装置，其中，包括抓手框架，所述抓手框架上设有x向伺服电机、y向伺服电机，所述x向伺服电机与所述y向伺服电机互相垂直连接，所述x向伺服电机上设有x向联轴器，所述x向联轴器两侧对称设有x向移动架，所述各个x向移动架上均设有第一抓取单元，所述y向伺服电机上设有y向联轴器，所述y向联轴器上连接有y向移动架，所述y向移动架上设有z向定位架，所述z向定位架上设有活动的第二抓取单元，所述抓手框架上还设有控制所述第一抓取单元、z向定位架和第二抓取单元的集成式阀岛。本技术方案中，x向伺服电机控制其两侧的x向移动架上第一抓取单元的移动，从而调整x方向的上第一抓取单元的位置；y向伺服电机控制y向移动架上z向定位架的移动，故第二抓取单元跟随z向定位架在y向移动架上改变位置即可调整第二抓取单元在y方向上的位置；第二抓取单元活动设置在z向定位架上，只要第二抓取单元在z向定位架上移动即可改变第二抓取单位在z方向上的位置；第一抓取单位和第二抓取单位的抓取和移动作都是由plc控制系统通过集成式阀岛进行控制。本技术方案能够根据加工车型的不同自动更改第一抓取单元和第二抓取单元在x方向、y方向和z方向的位置，从而对多种车型的工件进行抓取工作。本装置省去大量多余抓取设备和存放架，避免设备占地面积过大，节约生产成本。

进一步的，所述x向移动架包括x向丝杆、x向丝杆螺母、x向导轨、x向安装板和x向滑块，所述x向丝杆的两侧均设有所述x向导轨，所述x向丝杆穿过所述x向丝杠螺母，所述x向丝杆的两端均设有x向丝杆支撑座，所述x向丝杆的一端通过所述x向丝杆支撑座与所述x向联轴器连接，所述x向安装板设在所述x向丝杆螺母下方，所述x向安装板的两侧通过所述x向滑块与所述x向导轨滑动连接，所述第一抓取单元位于所述x向安装板上。本技术方案中x向伺服电机通过x向丝杆和x向丝杠螺母的互相配合使得x向安装板在x向导轨和x向丝杆上进行移动，使得x向安装板上的第一抓取单元改变其x方向上的位置，对不同车型的工件进行抓取操作。

进一步的，所述第一抓取单元包括第一销钉气缸和第一检测开关，所述第一销钉气缸与所述x向安装板之间通过第一气缸安装支架连接，所述第一检测开关通过第一检测开关支架固定在所述第一销钉气缸上。第一销钉气缸在集成式阀岛的控制下对工件的定位孔进行夹紧抓取之前，需要第一检测开关对工件和第一销钉气缸进行检测，只有在被抓取的工件处于平整状态，第一销钉气缸的气缸进销处于正常状态，第一销钉气缸才会对工件进行抓取搬运工作。

进一步的，所述y向移动架包括y向丝杆、y向丝杆螺母、两根y向导轨、y向安装板和y向滑块，所述y向丝杆的两端均设有y向丝杆支撑座，所述y向丝杆的一端通过所述y向丝杆支撑座与所述y向联轴器连接，所述y向丝杆穿过所述y向丝杠螺母，各个所述y向导轨的两端均设有y向机械限位块，各个所述y向导轨的一端均通过所述y向机械限位块分别与所述x向联轴器两侧的所述x向丝杆支撑座对应连接，所述y向安装板通过y向滑块设置在所述两根y向导轨上，所述z向定位架位于所述y向安装板和y向丝杆螺母之间。本技术方案中y向伺服电机通过y向丝杆和y向丝杠螺母的互相配合下，y向安装板连带z向定位架在y向导轨和y向丝杆上进行移动，使得z向定位架上的第二抓取单元改变其y方向上的位置，对不同车型的工件进行抓取操作，y向机械限位块对y向安装板进行位置限制，避免y向安装板脱离移动轨道。

进一步的，所述x向滑块上设有x向指针，所述抓手框架上设有对应的x向刻度尺，所述y向滑块上设有y向指针，所述抓手框架上设有对应的y向刻度尺。x/y向指针和x/y向指刻度尺能够让x向伺服电机和y向伺服电机快速定位和快速恢复所有车型的轨迹示教，而不需要工件进行辅助示教。

进一步的，所述z向定位架包括z向导轨、z向伸缩缸，所述z向导轨一端固定在所述y向丝杆螺母上，所述z向导轨另一端固定在所述y向安装板上，所述z向导轨上设有z向机械限位块、z向滑块和滑轨锁，所述滑轨锁与所述z向滑块连接，所述z向滑块与所述z向伸缩缸连接，所述第二抓取单元固定在所述z向滑块上。z向导轨位于z向安装板和z向丝杆螺母之间，故z向丝杆螺母能够带动z向安装板和z向导轨在y向导轨上移动，z向伸缩缸控制z向滑块在z向导轨上的位置，从而改变与z向滑块连接的第二抓取单元在z向导轨上的位置，导轨锁对z向滑块进行锁定和开锁，对z向滑块进行位移限制。

进一步的，所述第二抓取单元包括第二气缸安装支架和第二销钉气缸，所述第二气缸安装支架与所述z向滑块固定，所述第二销钉气缸安装在所述二气缸安装支架上。第二销钉气缸在集成式阀岛的控制下对工件的定位孔进行夹紧抓取前，需要第二检测开关对工件和第二销钉气缸进行检测，只有在被抓取的工件处于平整状态，第二销钉气缸的气缸进销处于正常状态，第二销钉气缸才会对工件进行抓取搬运工作。

优选的，所述x向移动架和y向移动架上均设有防护罩。防护罩能够对x向移动架和y向移动架起到防尘保护作用，避免灰尘杂物进入x向移动架和y向移动架，影响装置使用。

进一步的，所述抓手框架上假设有用于连接机械臂的安装法兰。安装法兰是将本装置固定安装到机械臂上，本装置对工件进行抓紧后，由机械臂进行搬运工作。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型通过x向移动架、y向移动架和z向定位架的配合，能够改变第一抓取单元和第二抓取单元在x方向、y方向和z方向的位置，对多个车型的工件进行抓取，减少设备占地面积，降低投资成本；

2.本实用新型通过x向伺服电机和y向伺服电机对x向移动架、y向移动架进行驱动，只需要执行切换程，就能让移动架到达对应车型的工件抓取位置、切换时间短；

3.本实用新型通过第一抓取单元和第二抓取单元的配合，使得切换动作无需抓手脱开和耦合，设备故障率得到降低；

4.本实用新型通过x/y向刻度尺和与x/y向指针的配合，使得x向伺服电机和y向伺服电机能够快速定位和快速恢复所有车型的轨迹示教，而不需要工件进行辅助示教。

5.本实用新型通过第一检测开关和第二检测开关的配合，能够在第一销钉气缸和第二销钉气缸在进行抓件前，保证销钉气缸与工件之间处于正常到位状态。

附图说明

图1为第一实施例一种多车型共用伺服抓手装置的整体结构示意图。

图2为第一实施例一种多车型共用伺服抓手装置去除抓手框架后的结构示意图。

图3为第一实施例一种多车型共用伺服抓手装置中x向移动架的结构示意图。

图4为第一实施例一种多车型共用伺服抓手装置中y向移动架的结构示意图。

图5为第一实施例一种多车型共用伺服抓手装置中z向定位架的结构示意图。

图6为第二实施例一种多车型共用伺服抓手装置的结构示意图。

图7为图6中a处的局部放大图。

图8为第二实施例一种多车型共用伺服抓手装置抓取工件后的状态示意图。

图示标记说明如下：

1-抓手框架，2-安装法兰，3-集成式阀岛，4-x向伺服电机，5-y向伺服电机，6-x向联轴器，7-y向联轴器，8-x向丝杆支撑座，9-x向导轨，10-x向丝杆，11-x向机械限位块，12-x向丝杆螺母，13-x向滑块，14-x向安装板，15-第一气缸安装支架，16-第一销钉气缸，17-第一检测开关支架，18-第一检测开关，19-y向丝杆支撑座，20-y向丝杆，21-y向丝杆螺母，22-y向导轨，23-y向机械限位块，24-y向滑块，25-y向安装板，26-z向导轨，27-z向伸缩缸，28-z向机械限位块，29-z滑轨锁，30-z向滑块，31-x向刻度尺，32-x向指针，33-防护罩，34-第二销钉气缸，35-工件。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

第一实施例

如图1至图5所示为本实用新型一种多车型共用伺服抓手装置的第一实施例，其中，包括抓手框架1，抓手框架1上设有x向伺服电机4和y向伺服电机5，x向伺服电机4与y向伺服电机5互相垂直连接，x向伺服电机4上设有x向联轴器6，x向联轴器6两侧对称设有x向移动架，各个x向移动架上均设有第一抓取单元，y向伺服电机5上设有y向联轴器7，y向联轴器7上连接y向移动架，y向移动架上设有z向定位架，z向定位架上设有活动的第二抓取单元，抓手框架1上还设有控制第一抓取单元、z向定位架和第二抓取单元的集成式阀岛3。

如图3所示，x向伺服电机4通过x向联轴器6对称连接两个x向移动架，x向移动架包括x向丝杆10、x向丝杆螺母12、x向导轨9、x向安装板14和x向滑块13，x向丝杆10两端设有x向丝杆支撑座8，x向丝杆10穿过x向丝杆螺母12，x向丝杆10的一端通过x向丝杆支撑座8与x向联轴器6连接，x向丝杆10上靠近x向联轴器6的x向丝杆支撑座8与x向丝杆螺母12之间设有x向机械限位块11，x向丝杆10的两侧均设有x向导轨9，x向安装板14设在x向丝杆螺母12的下方，x向安装板14的两侧通过x向滑块13在x向导轨9上滑动连接，x向伺服电机4对x向丝杆10和x向丝杆螺母12进行控制，使得x向安装板14在x向丝杆10和x向导轨9上进行移动，改变x向安装板14上的第一抓取单元的位置。

其中，第一抓取单元包括第一销钉气缸16、第一检测开关18、第一气缸安装支架15和第一检测开关支架17，第一销钉气缸16通过第一气缸安装支架15安装在x向安装板14上，第一检测开关18通过第一检测开关支架17安装在第一销钉气缸16上。第一销钉气缸16在集成式阀岛3的控制下对工件的定位孔进行夹紧抓取前，需要第一检测开关18对工件和第一销钉气缸16进行检测，只有在被抓取的工件处于平整状态，第一销钉气缸16的气缸进销处于正常状态，第一销钉气缸16才会对工件进行抓取搬运工作。

如图4所示，y向伺服电机5通过y向联轴器7连接y向移动架，y向移动架包括y向丝杆20、y向丝杆螺母21、两根y向导轨22、y向安装板25和y向滑块24，y向丝杆20穿过y向丝杠螺母21，y向丝杆20的两端均设有y向丝杆支撑座19，y向丝杆20的一端通过y向丝杆支撑座19与y向联轴器5连接，两根y向导轨22位于y向丝杆20的下方，两根y向导轨22的两端均设有y向机械限位块23，两个y向导轨22的同一端均通过该端的y向机械限位块23分别与x向联轴器4两侧的x向丝杆支撑座8对应连接，y向安装板25通过y向滑块24设置在两根y向导轨22上，z向定位架固定在y向安装板25和y向丝杆螺母21之间。

如图5所示，z向定位架包括z向导轨26、z向伸缩缸27，z向导轨26一端固定在y向丝杆螺母21上，z向导轨26另一端固定在y向安装板25上，z向导轨26的上设有z向机械限位块28、z向滑块30和滑轨锁29，滑轨锁29与z向滑块30连接，z向滑块30与z向伸缩缸27连接，第二抓取单元固定在z向滑块30上；z向伸缩缸27带动z向滑块30在z向导轨26上的移动，滑轨锁29对z向滑块30进行锁紧或开锁，第二抓取单元随着z向滑块30的移动改变自身位于z方向的位置。

其中，第二抓取单元包括第二销钉气缸34、第二检测开关、第二气缸安装支架和第二检测开关支架，第二销钉气缸34通过第二气缸安装支架安装在x向安装板14上，第二检测开关通过第二检测开关支架安装在第二销钉气缸34上。第二销钉气缸34在集成式阀岛3的控制下对工件的定位孔进行夹紧抓取前，需要第二检测开关对工件和第二销钉气缸34进行检测，只有在被抓取的工件处于平整状态，第二销钉气缸34的气缸进销处于正常状态，第二销钉气缸34才会对工件进行抓取搬运工作。

本实施例中，抓手框架1上设有安装法兰2，通过安装法兰2将本实施例安装在工厂里的机械臂上对工件进行抓取搬运工作。

本实施例的工作原理如下文所示：将本实施例通过安装法兰2安装在机械臂上，将本实施例的集成式阀岛1、x向伺服电机和y向伺服电机与plc控制系统进行连接，x向伺服电机4通过x向丝杆10和x向丝杠螺母12的互相配合，让x向安装板14在x向导轨9和x向丝杆10上进行移动，使得x向安装板14上的第一抓取单元改变其在x方向上的位置，y向伺服电机5在y向丝杆20和y向丝杠螺母21的互相配合下，y向安装板25连带与之连接的z向定位架在x向导轨9和x向丝杆10上进行移动，使得z向定位架上的第二抓取单元改变其y方向上的位置，z向伸缩缸27控制与之连接的z向滑块30在z向导轨26上的位置，从而改变第二抓取单元在z向导轨26上的位置，第一抓取单元、第二抓取单元和z向伸缩缸27都由集成式阀岛3进行抓取动作和位移动作，本实施例能够改变第一抓取单元和第二抓取单元在x方向，y方向和z方向上的位置来抓取不用车型的工件，对于后期新加工的车型，只需要将工件定位孔位置集成到本实施例中，对应改变第一抓取单元和第二抓取单元的位置，即可对新车型进行抓取操作。

第二实施例

本实施例与第一实施例类似，所不同之处在于，x向滑块13上设有x向指针32，抓手框架1上设有对应的x向刻度尺31，y向滑块24上设有y向指针，抓手框架上设有对应的y向刻度尺，如图7所示，x向刻度尺31左右各30cm，精度为1mm，x/y向指针和x/y向指刻度尺能够让x向伺服电机4和y向伺服电机5快速定位和快速恢复所有车型的轨迹示教，而不需要工件进行辅助示教。

本实施例中，x向移动架和y向移动架上均设有防护罩33，如图8所示，防护罩33能够对x向移动架和y向移动架起到防尘保护作用，避免灰尘杂物进入x向移动架和y向移动架，影响装置使用。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地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。

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