本發(fā)明屬于自動化工件搬運領(lǐng)域，涉及工業(yè)機器人的應(yīng)用，具體涉及一種剎車片搬運的機器人通用末端執(zhí)行器。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)機器人在自動化搬運作業(yè)中的廣泛應(yīng)用，剎車片的生產(chǎn)過程中開始引進工業(yè)機器人。剎車片小批量、多種類生產(chǎn)的特點要求工業(yè)機器人拾取剎車片的末端執(zhí)行器具有高適配性、高拾取成功率和高拾取效率。

現(xiàn)有用于機器人搬運剎車片作業(yè)的末端執(zhí)行器裝置大體上有三種：

1、采用氣動抓手。此種方法成功率高，但是一次性抓取數(shù)量少，無法滿足剎車片的生產(chǎn)要求。另外此種方法在三種方法中成本最高。

2、采用真空吸盤。此種方法成功率最低，因為一部分剎車片的可吸表面有局部凸起或凹陷，且作業(yè)環(huán)境有較大灰塵，不利于吸盤的吸附要求。

3、采用電磁鐵。此種方法成功率高、可靠，且單次拾取數(shù)量滿足剎車片的生產(chǎn)要求。另外，此種方法的成本相對來說較低。但是需要改進現(xiàn)有末端執(zhí)行器電磁鐵的選型和空間布局，以便改善通用性和拾取成功率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提出剎車片搬運的機器人通用末端執(zhí)行器，采用電磁鐵為主體，以滿足多品種產(chǎn)品混流生產(chǎn)為設(shè)計目標，基于對混流生產(chǎn)線上剎車片種類的統(tǒng)計和分組，對電磁鐵選型和空間布局加以合理設(shè)計，并且適當考慮一定的產(chǎn)品可擴展性，達到提高拾取成功率，提高生產(chǎn)效率的效果，具有適用廣、成功率高、成本低的優(yōu)點。

本發(fā)明剎車片搬運的機器人通用末端執(zhí)行器，包括執(zhí)行器主體與拾取機構(gòu)。

所述執(zhí)行器主體安裝在機器人末端相連，具有拾取機構(gòu)安裝板。所述拾取機 構(gòu)包括電磁鐵安裝板與電磁吸附機構(gòu)。其中，電磁鐵安裝板上安裝有電磁吸附機構(gòu)；電磁吸附機構(gòu)具有電磁鐵與連接軸；連接軸頂端穿過電磁鐵安裝板，且限制連接軸的向下運動；連接軸底端安裝電磁鐵；且電磁鐵與電磁鐵安裝板間設(shè)置有彈簧。

上述電磁鐵有9個，9個電磁鐵的排布為：一個位于電磁鐵安裝板中心位置。另外8個電磁鐵4個為一組，共兩組，分別位于電磁鐵安裝板的前部與后部，每組4個電磁鐵兩行兩列排列，且兩組電磁鐵相對于中心位置電磁鐵中心對稱。

上述拾取機構(gòu)為五個，電磁鐵朝下設(shè)置，由左至右并排安裝在拾取機構(gòu)安裝板上；令五個拾取機構(gòu)由左至右分別為第一～第五拾取機構(gòu)，則第一、第三與第五拾取機構(gòu)與拾取機構(gòu)安裝板間固定；第二、第四拾取機構(gòu)與拾取機構(gòu)安裝板間左右滑動連接，且與機架上安裝的氣缸驅(qū)動組件相連。

上述剎車片搬運的機器人通用末端執(zhí)行器應(yīng)用時，通過控制機器人使末端執(zhí)行器下移到拾取位置上方指定高度等待工件,直至剎車片隨傳送帶移動到拾取位置的光電開關(guān)處時，末端執(zhí)行器得電，使電磁鐵產(chǎn)生磁性吸附(拾取)剎車片至末端執(zhí)行器上的設(shè)定位置。吸附完成后機器人帶動末端執(zhí)行器移動，等待末端執(zhí)行器上下一設(shè)定位置進行剎車片吸附工作；隨后控制傳動帶將下一塊剎車片輸送至拾取位置，由拾取機構(gòu)進行吸附。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

1、本發(fā)明剎車片搬運的機器人通用末端執(zhí)行器，在對產(chǎn)品大量調(diào)研的基礎(chǔ)上將電磁鐵的布局優(yōu)化，使電磁鐵盡可能多得接觸到剎車片，產(chǎn)生足夠的吸附力，減少剎車片形狀不規(guī)則對拾取的影響；

2、本發(fā)明剎車片搬運的機器人通用末端執(zhí)行器，固定拾取機構(gòu)和可活動拾取機構(gòu)的空間布局相互配合，使本裝置可以覆蓋90％以上的剎車片的搬運，提高適用性；

3、本發(fā)明剎車片搬運的機器人通用末端執(zhí)行器，其主體結(jié)構(gòu)外加裝防塵罩，以便更好地適應(yīng)現(xiàn)場工況。

附圖說明

圖1為本發(fā)明剎車片搬運的機器人通用末端執(zhí)行器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明剎車片搬運的機器人通用末端執(zhí)行器中拾取機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為拾取機構(gòu)中，拾取機構(gòu)安裝板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明剎車片搬運的機器人通用末端執(zhí)行器中氣缸驅(qū)動組件驅(qū)動位 置示意圖；

圖5為本發(fā)明剎車片搬運的機器人通用末端執(zhí)行器加裝防塵罩后結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明剎車片搬運的機器人通用末端執(zhí)行器進行5個及3個剎車片吸附時狀態(tài)示意圖；

圖7為本發(fā)明剎車片搬運的機器人通用末端執(zhí)行器進行4個剎車片吸附時狀態(tài)示意圖。

圖中：

1-執(zhí)行器主體 2-拾取機構(gòu) 3-氣缸驅(qū)動組件

4-滑塊 101-工形法蘭座 102-法蘭支撐架

103-拾取機構(gòu)安裝板 201-電磁鐵安裝板 202-電磁吸附機構(gòu)

202a-無油軸套 202b-連接軸 202c-電磁鐵

202d-彈簧 202e-內(nèi)六角螺栓 202f-薄墊

202g-圓環(huán)墊 202g-滑塊 301-單缸雙作用氣缸

302-氣缸推桿 303-氣缸推頭

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。

本發(fā)明剎車片搬運的機器人通用末端執(zhí)行器，包括執(zhí)行器主體1與拾取機構(gòu)2，如圖1所示。

所述執(zhí)行器主體1包括工形法蘭座101、法蘭支撐架102與拾取機構(gòu)安裝板103。其中，法蘭支撐架102為由頂板與兩側(cè)板構(gòu)成的倒U型支撐架，兩側(cè)板底端固定安裝于矩形結(jié)構(gòu)的拾取機構(gòu)安裝板103前后側(cè)邊處，且位于拾取機構(gòu)安裝板103中部，使支撐架102不會與拾取機構(gòu)安裝板103上所安裝的拾取機構(gòu)2間發(fā)生干涉。工形法蘭座101的固定端安裝在倒U型法蘭支撐架102的頂板上，另一端為連接端用來與機器人間的連接。

所述拾取機構(gòu)2包括電磁鐵安裝板201與電磁吸附機構(gòu)202，如圖2所示，其中，電磁鐵安裝板201為矩形結(jié)構(gòu)，其上開設(shè)有9個通孔，如圖3所示，9個通孔排列方式為通孔的排列方式為：一個通孔為中心孔，開設(shè)于電磁鐵安裝板201中心位置；另外8個通孔4個為一組，共兩組，分別開設(shè)于電磁鐵安裝板201前部與后部，每組4個通孔以兩行兩列排列，即4個通孔中心連線為一正方形，該正方形的4條邊分別平行于固定安裝板的四條側(cè)邊；且上述兩組通孔相對于中 心孔中心對稱。上述每個通孔用來安裝一套電磁吸附裝置202，安裝方式相同。通過上述排列方式，使拾取機構(gòu)2可適用于多種剎車片的吸附。

所述電磁吸附裝置202包括無油軸套202a、連接軸202b、電磁鐵202c與彈簧202d。其中，無油軸套202a以過盈配合的方式同軸安裝于通孔內(nèi)，通過頂端臺肩與電磁鐵安裝板201頂面配合定位；同時，通過頂絲穿過電磁鐵固定板201側(cè)邊上開設(shè)的固定孔后，將無油軸套202a頂緊固定。連接軸202b同軸設(shè)置于無油軸套202a內(nèi)，可沿無油軸套202a上下移動，通過無油軸套202a大大減小連接軸202b上下移動所造成的磨損。連接軸202b底端同軸安裝有柱狀電磁鐵202c，且通過上述電磁鐵安裝板201上通孔的開孔方式，使電磁吸附裝置202中的電磁鐵202c也按照通孔的排列方式排列。連接軸頂端與由無油軸套202a頂端穿入的內(nèi)六角螺栓202e相連，由內(nèi)六角螺栓202e的螺帽部分實現(xiàn)連接軸202b向下移動的限位。連接軸202b與無油軸套202a間為精密配合，由此確保連接軸202b的垂直性，進而保證了連接軸202b底端安裝的電磁鐵202c底面(吸附面)的水平性。連接軸202b上還套有彈簧202d，彈簧202d上下兩端分別與無油軸套202a底端和電磁鐵202c頂端接觸。在吸附剎車片時，電磁鐵202c的吸附面產(chǎn)生磁性吸附剎車片，通過彈簧202e可實現(xiàn)剎車片吸附時對電磁鐵202c所產(chǎn)生沖擊的緩沖。上述內(nèi)六角螺栓202e的螺帽部分與連接軸202b頂端之間設(shè)置有薄墊202f，使電磁鐵202c的吸附面平整、高度一致；同時在連接軸202b上還套有圓環(huán)墊202g，圓環(huán)墊202g位于彈簧202e上端與無油軸套202a底端之間，使彈簧202e上端與圓環(huán)墊202g接觸，進而使剎車片吸附過程中，各個電磁吸附裝置202中的彈簧202e壓縮距離相同，保證其彈力相同。

由于剎車片為混流生產(chǎn)工藝，需要適應(yīng)不同產(chǎn)品的尺寸和形狀，因此本發(fā)明中采用五個拾取機構(gòu)2，分別設(shè)置于拾取機構(gòu)安裝板103上由左至右的五個搭載位置處；領(lǐng)五個搭載位置由左至右分別為一～五號搭載位，則其中一號、三號與五號搭載位處的拾取機構(gòu)2作為固定拾取機構(gòu)，與拾取機構(gòu)安裝板103相對固定安裝；二號與四號搭載位處的拾取機構(gòu)2為活動拾取機構(gòu)，與拾取機構(gòu)安裝板103間無固定連接，而是采用滑動連接方式安裝，且分別通過氣缸驅(qū)動組件3驅(qū)動，可在拾取機構(gòu)安裝板103左右方向上移動。

上述固定拾取機構(gòu)與拾取機構(gòu)安裝板103間的安裝方式具體為：在拾取機構(gòu)安裝板上開設(shè)安裝口A，將固定拾取機構(gòu)中全部電磁吸附機構(gòu)202由拾取機構(gòu)安裝板上方穿過安裝口A，使電磁鐵安裝板202a下表面與拾取機構(gòu)安裝板103上 表面搭接定位，隨后通過螺栓將兩者固定，進而實現(xiàn)固定拾取機構(gòu)與拾取機構(gòu)安裝板103間的固定。

上述活動拾取機構(gòu)在拾取機構(gòu)安裝板103上的設(shè)置方式為：在拾取機構(gòu)安裝板上開設(shè)安裝口B，安裝口B左右寬度設(shè)計為大于活動拾取機構(gòu)的電磁鐵安裝板寬度，為活動拾取機構(gòu)左右移動預(yù)留空間?；顒邮叭C構(gòu)中全部電磁吸附機構(gòu)202由拾取機構(gòu)安裝板上方穿過安裝口B，電磁鐵安裝板202a下表面與拾取機構(gòu)安裝板103上表面搭接；同時，在拾取機構(gòu)安裝板103的前后側(cè)邊處安裝有滑塊202h，如圖1與圖4所示，滑塊202h上開有滑槽，分別與拾取機構(gòu)安裝板103的前后側(cè)邊滑動配合安裝。

上述氣缸驅(qū)動組件3包括單缸雙作用氣缸301、氣缸推桿302與氣缸推頭303，如圖1與圖4所示。其中，單缸雙作用氣缸301為兩個，分別通過支架固定安裝于拾取機構(gòu)安裝板103的側(cè)邊上，且使單缸雙作用氣缸301的活塞桿平行于拾取機構(gòu)安裝板103，輸出端朝向其所驅(qū)動的活動拾取機構(gòu)。兩個單缸雙作用氣缸301的活塞桿輸出端同軸螺紋固定安裝氣缸推桿302；兩個氣缸推桿302的輸出端螺紋固定安裝有氣缸推頭303。兩個氣缸推頭303通過螺釘分別固定安裝于活動拾取機構(gòu)中電磁鐵安裝板201上表面的前后兩端處。兩個單缸雙作用氣缸301上還安裝有方向相反的兩個磁性開關(guān)8，用來以檢測單缸雙作用氣缸301是否正常運作。

本發(fā)明剎車片搬運的機器人通用末端執(zhí)行器，外部由防塵罩進行封裝，如圖5所示，對拾取機構(gòu)2以及氣缸驅(qū)動組件3進行保護。通過工形法蘭座101固定安裝于機器人的末端；通過控制機器人使末端執(zhí)行器下移到拾取位置上方指定高度等待工件,直至剎車片隨傳送帶移動到拾取位置的光電開關(guān)處時，末端執(zhí)行器得電，使電磁鐵產(chǎn)生磁性吸附(拾取)剎車片至末端執(zhí)行器上的設(shè)定位置。吸附完成后機器人帶動末端執(zhí)行器移動，等待末端執(zhí)行器上下一設(shè)定位置進行剎車片吸附工作；隨后控制傳動帶將下一塊剎車片輸送至拾取位置，由末端執(zhí)行器進行吸附。

本發(fā)明采用由兩個活動拾取裝置與三個固定拾取機構(gòu)共5個拾取機構(gòu)，可滿足不同生產(chǎn)需求，實現(xiàn)三種剎車片搬運方案，分別為：

令五個拾取機構(gòu)，由左至右分別為第一～第五拾取機構(gòu)，則：

方案1：通過剎車片搬運的機器人通用末端執(zhí)行器一次性搬運五塊剎車片；如圖6所示，此時單缸雙作用氣缸301為收縮狀態(tài)，此時，五個拾取機構(gòu)間中心 距離相等均為60mm。由此，該種狀態(tài)下的剎車片搬運的機器人通用末端執(zhí)行器得電后，使五個拾取裝置中的電磁鐵產(chǎn)生磁性，對應(yīng)吸附5個寬度尺寸為0～52(含52)毫米，且形狀不限的剎車片。

方案2：通過剎車片搬運的機器人通用末端執(zhí)行器一次性搬運四塊剎車片；如圖7所示，此時單缸雙作用氣缸301為伸展狀態(tài)，此時，第二拾取機構(gòu)和第四拾取機構(gòu)的電磁鐵安裝板與第三拾取機構(gòu)的電磁鐵安裝板貼合；且第一拾取機構(gòu)和第二拾取機構(gòu)中心距離，與第四拾取機構(gòu)和第五拾取機構(gòu)的中心距均為80mm。由此，該種狀態(tài)下的剎車片搬運的機器人通用末端執(zhí)行器得電后，使五個拾取裝置中的電磁鐵產(chǎn)生磁性，吸附4個寬度尺寸為52～72(含72)毫米，形狀不限的剎車片。4個剎車片的吸附方式為：由第一拾取機構(gòu)的電磁鐵吸附1個剎車片。由第二拾取機構(gòu)的電磁鐵，結(jié)合第三拾取機構(gòu)中與第二拾取機構(gòu)相鄰一側(cè)的電磁鐵共同吸附1個剎車片。由第四拾取機構(gòu)，結(jié)合第三拾取機構(gòu)中與第四拾取機構(gòu)相鄰一側(cè)的電磁鐵共同吸附1個剎車片。由第五拾取機構(gòu)的電磁鐵吸附1個剎車片。

方案3：通過剎車片搬運的機器人通用末端執(zhí)行器一次性搬運三塊剎車片；此時，與方案1相同，單缸雙作用氣缸301為收縮狀態(tài)，第一拾取機構(gòu)和第三拾取機構(gòu)中心距離，與第五拾取機構(gòu)和第三拾取機構(gòu)的中心距均為120mm。由此，該種狀態(tài)下的剎車片搬運的機器人通用末端執(zhí)行器得電后，使五個拾取裝置中第一、第三與第五拾取機構(gòu)2的電磁鐵產(chǎn)生磁性，吸附3個寬度尺寸為72～112(含112)毫米，形狀不限的剎車片。3個剎車片的吸附方式為：由第一拾取機構(gòu)的電磁鐵，結(jié)合第二拾取機構(gòu)與第一拾取機構(gòu)相鄰一側(cè)的電磁鐵共同吸附1個剎車片。由第三固定拾取機構(gòu)的電磁鐵，結(jié)合第二和第四拾取機構(gòu)與第三拾取機構(gòu)相鄰一側(cè)的電磁鐵吸附1個剎車片。由第五拾取機構(gòu)，結(jié)合第四拾取機構(gòu)與第五拾取機構(gòu)相鄰一側(cè)的電磁鐵共同吸附1個剎車片。