本發(fā)明涉及高精度機(jī)床自動(dòng)化上料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高精密內(nèi)圓磨床自適應(yīng)柔性上料手爪。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)與信息化技術(shù)的不斷完善和發(fā)展以及人力成本的不斷增加，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用得到跨越式發(fā)展，其應(yīng)用范圍也日益廣泛，機(jī)加工行業(yè)作為勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，對(duì)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用量也不斷增大，對(duì)于精度要求不高的機(jī)床進(jìn)行上下料，采用常見的上料手爪即可滿足要求，然而對(duì)于高精度內(nèi)圓磨床而言，由于機(jī)器人自身重復(fù)定位精度不滿足其要求放置精度，采用一般手爪無法將工件放置到位，如果進(jìn)行加工，不僅加工出來的產(chǎn)品會(huì)是廢品，嚴(yán)重的還將損壞機(jī)床和刀具。為了確保工件能夠被準(zhǔn)確無誤的放置到位，需要模擬人工放置方式，根據(jù)工件頭部受力的大小和方向，不斷的調(diào)整工件進(jìn)入姿態(tài)，旋轉(zhuǎn)進(jìn)入，減少對(duì)工件外圓的損傷，從而確保工件最終能夠放置到位。

此外，為保證工件上料時(shí)加工基準(zhǔn)面滿足要求，機(jī)器人還需要在將每個(gè)工件對(duì)每個(gè)工件放置位置進(jìn)行檢測(cè)，以判斷工件是否被放置到位。為了節(jié)約時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，需要將檢測(cè)機(jī)構(gòu)集成到手爪上，并且應(yīng)用一種特殊的檢測(cè)方式，可快速便捷的檢驗(yàn)工件是否被放置到位，以此來避免廢品的出現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種高精密內(nèi)圓磨床自適應(yīng)柔性上料手爪，用于夠彌補(bǔ)工業(yè)機(jī)器人重復(fù)定位誤差的缺陷，保證工件能夠自適應(yīng)的進(jìn)入高精度內(nèi)圓磨床，并具有自檢功能，判斷最終放置位置是否滿足要求，同時(shí)具有逆向定位功能，保證人工調(diào)試時(shí)能夠順利的找出初始上料點(diǎn)位。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種高精密內(nèi)圓磨床自適應(yīng)柔性上料手爪，包括安裝基板、自適應(yīng)機(jī)構(gòu)、夾持機(jī)構(gòu)和檢測(cè)機(jī)構(gòu)，所述安裝基板與機(jī)器人相連，所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)的上部與安裝基板相連，下部與夾持機(jī)構(gòu)相連，所述檢測(cè)機(jī)構(gòu)安裝在夾持機(jī)構(gòu)上；

所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)包括固定安裝板、周向定位銷、擺動(dòng)柔性彈簧、限位塊、浮動(dòng)安裝板、調(diào)心軸、連接軸、調(diào)心軸承、調(diào)心軸承座和穩(wěn)定針形氣缸，所述固定安裝板通過周向定位銷、擺動(dòng)柔性彈簧與浮動(dòng)安裝板連接，所述調(diào)心軸的下端與調(diào)心軸承的內(nèi)圈固定，上端穿過所述浮動(dòng)安裝板并通過螺釘與固定安裝板相連，所述調(diào)心軸承的外圈與調(diào)心軸承座相連；

所述夾持機(jī)構(gòu)包括三爪氣缸、調(diào)節(jié)手指座和手指，所述三爪氣缸通過調(diào)心軸承座與自適應(yīng)機(jī)構(gòu)相連，所述調(diào)節(jié)手指座與三爪氣缸相連，所述調(diào)節(jié)手指固定在調(diào)節(jié)手指座上；

所述檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括檢測(cè)檢測(cè)基座、檢測(cè)基座固定板、鎖緊安裝板、檢測(cè)立軸和電極傳感器，所述檢測(cè)立軸通過檢測(cè)基座固定在檢測(cè)基座固定板上，所述檢測(cè)基座固定板和鎖緊安裝板通過螺栓與三爪氣缸相連，所述檢測(cè)立軸共有三個(gè)，均布在所述檢測(cè)基座上，所述電極傳感器設(shè)置于檢測(cè)立軸內(nèi)部，所述檢測(cè)立軸外側(cè)設(shè)有電極接頭。

進(jìn)一步地，所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)能夠進(jìn)行剛性與柔性自由轉(zhuǎn)換，上料手爪整體處于剛性狀態(tài)時(shí)，保證手爪在取料和行走過程中不出現(xiàn)晃動(dòng)，從而保證工件的頭部能夠順利進(jìn)入機(jī)床卡盤；當(dāng)工件的錐形頭部進(jìn)入機(jī)床卡盤后，所述穩(wěn)定針形氣缸收縮，柔性生效。

進(jìn)一步地，當(dāng)所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)處于柔性狀態(tài)時(shí)，能夠周向浮動(dòng)并相對(duì)于安裝基板旋轉(zhuǎn)一定的角度，此時(shí)工件基準(zhǔn)定位面與內(nèi)圓磨床卡爪的大面能夠緊密貼合，從而能夠使工件以旋轉(zhuǎn)前進(jìn)的方式自適應(yīng)進(jìn)入內(nèi)圓磨床，保證工件頭部在受力情況下通過自適應(yīng)調(diào)整的功能，實(shí)現(xiàn)將工件送入間隙為0.1mm的機(jī)床夾緊卡盤的卡爪內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述調(diào)節(jié)手指能夠通過調(diào)整螺釘在調(diào)節(jié)手指座上移動(dòng)，進(jìn)而調(diào)整手指塊能夠夾持的工件直徑范圍。

進(jìn)一步地，當(dāng)手爪運(yùn)動(dòng)過程中，其中一個(gè)所述檢測(cè)立軸先接觸到內(nèi)圓磨床卡盤上，在手爪自適應(yīng)的條件下有軸心自適應(yīng)的運(yùn)動(dòng)態(tài)勢(shì)，使剩余兩根所述檢測(cè)立軸自動(dòng)與三爪卡盤接觸。

進(jìn)一步地，當(dāng)三個(gè)所述檢測(cè)立軸均與三爪卡盤接觸時(shí)，所述電極接頭與三爪卡盤導(dǎo)通產(chǎn)生電流，進(jìn)而所述電極傳感器觸發(fā)工件放置到位信號(hào)。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明檢測(cè)機(jī)構(gòu)可檢測(cè)工件放置位置是否滿足要求，從而保證工件基準(zhǔn)定位面與內(nèi)圓磨床卡爪的大面能夠緊密貼合；夾持機(jī)構(gòu)能夠后夾緊工件，并具有逆向定位功能，方便人工調(diào)試時(shí)準(zhǔn)確找出內(nèi)圓磨床機(jī)器人放料點(diǎn)位，能夠彌補(bǔ)工業(yè)機(jī)器人重復(fù)定位誤差的缺陷，保證工件能夠自適應(yīng)的進(jìn)入高精度內(nèi)圓磨床。

當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明自適應(yīng)柔性上料手爪的結(jié)構(gòu)分解示意圖；

圖2為本發(fā)明自適應(yīng)柔性上料手爪的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中自適應(yīng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明中自適應(yīng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分解示意圖；

圖5為本發(fā)明中夾持機(jī)構(gòu)與檢測(cè)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明中夾持機(jī)構(gòu)與檢測(cè)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分解示意圖；

附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下：

1-安裝基板，2-固定安裝板，3-調(diào)心軸，4-穩(wěn)定針形氣缸，5-連接軸，6-調(diào)心軸承座，7-鎖緊安裝板，8-調(diào)節(jié)手指，9-檢測(cè)基座，10-檢測(cè)立軸，11-工件，12-內(nèi)圓磨床卡盤，13-座面定位銷軸，14-電極接頭，15-調(diào)節(jié)手指座，16-檢測(cè)基座固定板，17-三爪卡盤，18-調(diào)心軸承，19-擺動(dòng)柔性彈簧，20-浮動(dòng)安裝板，21-限位塊，22-周向定位銷。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1-6所示，本發(fā)明為一種高精密內(nèi)圓磨床自適應(yīng)柔性上料手爪，包括安裝基板1、自適應(yīng)機(jī)構(gòu)、夾持機(jī)構(gòu)和檢測(cè)機(jī)構(gòu)，安裝基板1與機(jī)器人相連，自適應(yīng)機(jī)構(gòu)的上部與安裝基板1相連，下部與夾持機(jī)構(gòu)相連，檢測(cè)機(jī)構(gòu)安裝在夾持機(jī)構(gòu)上。

自適應(yīng)機(jī)構(gòu)包括固定安裝板2、周向定位銷22、擺動(dòng)柔性彈簧19、限位塊21、浮動(dòng)安裝板20、調(diào)心軸3、連接軸5、調(diào)心軸承18、調(diào)心軸承座6和穩(wěn)定針形氣缸4，固定安裝板2通過周向定位銷22、擺動(dòng)柔性彈簧19與浮動(dòng)安裝板20連接，調(diào)心軸3的下端與調(diào)心軸承18的內(nèi)圈固定、上端穿過浮動(dòng)安裝板20并通過螺釘與固定安裝板2相連，調(diào)心軸承18的外圈與調(diào)心軸承座6相連。自適應(yīng)機(jī)構(gòu)可根據(jù)要求實(shí)現(xiàn)剛性與柔性自由轉(zhuǎn)換，擺動(dòng)柔性彈簧19和穩(wěn)定針形氣缸4提供力使浮動(dòng)安裝板20緊密貼緊限位塊21，上料手爪整體處于剛性狀態(tài)，保證手爪在取料和行走過程中不出現(xiàn)晃動(dòng)，從而保證工件11的頭部能夠順利進(jìn)入機(jī)床卡盤。當(dāng)工件11的錐形頭部進(jìn)入機(jī)床卡盤后，穩(wěn)定針形氣缸4收縮，柔性生效，工件11繼續(xù)進(jìn)入卡爪，此時(shí)工件頭部受力，自適應(yīng)機(jī)構(gòu)根據(jù)工件11頭部受力狀態(tài)自動(dòng)調(diào)整姿態(tài)，使工件11以自適應(yīng)的方式進(jìn)入內(nèi)圓磨床，從而模擬人工放置方式，實(shí)現(xiàn)將工件11送入間隙為0.1mm的機(jī)床夾緊卡盤的卡爪內(nèi)。

檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括檢測(cè)檢測(cè)基座9、檢測(cè)基座固定板16、鎖緊安裝板7、檢測(cè)立軸10和電極傳感器，檢測(cè)立軸10通過檢測(cè)基座9固定檢測(cè)基座固定板16上，檢測(cè)基座固定板16和鎖緊安裝板7通過螺栓連接到的三爪氣缸上，檢測(cè)立軸10共有三個(gè)，均布安裝在檢測(cè)基座9上。機(jī)器人放料過程中，由于手爪處于柔性自適應(yīng)狀態(tài)，當(dāng)手爪運(yùn)動(dòng)過程中，其中一個(gè)檢測(cè)立軸10先接觸到內(nèi)圓磨床卡盤上，在手爪自適應(yīng)的條件下，有軸心自適應(yīng)的運(yùn)動(dòng)態(tài)勢(shì)，使剩余兩根檢測(cè)立軸10自動(dòng)與三爪卡盤17接觸，當(dāng)三個(gè)檢測(cè)立軸10均與機(jī)床三爪卡盤接觸后，檢測(cè)立軸10上的電極接頭14與機(jī)床三爪卡盤17導(dǎo)通產(chǎn)生電流，電極傳感器觸發(fā)工件放置到位信號(hào)，檢測(cè)機(jī)構(gòu)此時(shí)可以判定工件11已經(jīng)放置到位，從而保證工件基準(zhǔn)定位面與機(jī)床卡盤的大面能夠緊密貼合，從而保證工件座面相對(duì)于機(jī)床卡盤大面的相對(duì)距離，以保證座面的加工深度。

夾持機(jī)構(gòu)包括三爪氣缸、調(diào)節(jié)手指座15及調(diào)節(jié)手指8，三爪氣缸通過調(diào)心軸承座6與自適應(yīng)機(jī)構(gòu)相連，調(diào)節(jié)手指座15與三爪氣缸相連，調(diào)節(jié)手指8安裝在調(diào)節(jié)手指座15上，調(diào)節(jié)手指8通過螺釘可在調(diào)節(jié)手指座15上移動(dòng)，從而調(diào)整手指塊能夠夾持的工件直徑范圍，兼容多種產(chǎn)品。同時(shí)，試夾取工件時(shí)，通過移動(dòng)調(diào)節(jié)手指8，使得三個(gè)手指受力均勻，避免座面定位銷承受載荷，造成精度降低。具體調(diào)節(jié)方式為：將待抓直徑標(biāo)準(zhǔn)件插入座面定位銷后，擰動(dòng)調(diào)節(jié)螺絲調(diào)整，直到三個(gè)手指塊都貼緊待抓直徑標(biāo)準(zhǔn)件即可。當(dāng)工件11確定后，需要進(jìn)行示教，即需要尋找合適的內(nèi)圓磨床初始上料點(diǎn)位。調(diào)節(jié)手指8逆向示教流程如下：首先手動(dòng)將工件11插入內(nèi)圓磨床內(nèi)，然后引導(dǎo)機(jī)器人行走至工件11附近，啟動(dòng)三爪氣缸，夾緊工件11，然后擰動(dòng)調(diào)節(jié)螺絲調(diào)整，直到三個(gè)手指塊都貼緊待抓直徑標(biāo)準(zhǔn)件即可，然后機(jī)器人記錄該點(diǎn)位，等程序運(yùn)行，機(jī)器人再次行走到該點(diǎn)位時(shí)，由于機(jī)器人重復(fù)定位誤差，可能只能行走至該點(diǎn)位附近，但相對(duì)誤差已經(jīng)很小，機(jī)器人手爪只需很小的浮動(dòng)量就能將工件11放進(jìn)內(nèi)圓磨床。

本發(fā)明能夠彌補(bǔ)工業(yè)機(jī)器人重復(fù)定位誤差的缺陷，保證工件能夠自適應(yīng)的進(jìn)入高精度內(nèi)圓磨床，并具有自檢功能，判斷最終放置位置是否滿足要求，同時(shí)具有逆向定位功能，保證人工調(diào)試時(shí)能夠順利的找出初始上料點(diǎn)位，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

以上公開的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實(shí)施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實(shí)施方式。顯然，根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地理解和利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。