一种钢桶小螺纹盖抓取旋紧工业机器人专用末端执行器的制作方法

本发明涉及机器人及其技术领域，特别是一种用于200L钢桶生产流水线中桶盖上小螺纹盖抓取、旋紧的工业机器人专用末端执行器。

背景技术：

随着工业自动化的不断发展，现代制桶工业进入快速发展时期，对于包装钢桶的需求量更是日益增加，因此实现自动化生产是钢桶产业的发展趋势。目前国际上发达国家已初步实现钢桶生产的自动化，不但节约时间，而且提高了企业的生产效率。在工业自动化的发展过程中，工业机器人发挥了重要的作用，自从1959年，第一台工业机器人在美国问世以来，工业机器人在实际应用方面取得了长足的发展，其中在生产流水线上的应用尤为突出。

末端执行器在机器人的运转中具有重要的地位，其通常被安装在机械臂的末端，在工作的过程中移至相应的位置完成相应的工作。末端执行器的设计需考虑多方面的因素，如使用成本、操作的复杂程度等，要求较高；目前钢桶小螺纹盖的抓取和旋紧依旧依靠人工操作或机械半自动化的方式实现，还未见采用机器人方式来实现的。要提高钢桶生产流水线的生产效率，实现钢桶小螺纹盖的抓取和旋紧的完全自动化，采用机器人方式是一种必然趋势，而采用机器人必须要有与之相对应的末端执行器。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于钢桶生产流水线，通过执行器楔形推子和弹簧实现钢桶小螺纹盖的抓取、通过气动马达和与钢桶小螺纹盖内壁相契合的末端形状实现钢桶小螺纹盖旋紧的工业机器人专用末端执行器。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：该工业机器人专用末端执行器由执行器楔形推子、执行器末端、弹簧、执行器末端盖板、内六角圆柱头螺钉M5×10、内六角紧定螺钉M5×8、气动马达、执行器套筒、垫片、内六角圆柱头螺钉M5×16、执行器连接板组成；所述执行器连接板与工业机器人末端相连，所述气动马达放置在所述执行器套筒中，并通过螺纹配合，执行器套筒与执行器连接板之间通过内六角圆柱头螺钉M5×16连接，故实现了末端执行器主体与工业机器人的连接，气动马达伸出套筒部分与所述执行器末端盖板通过内六角紧定螺钉M5×8连接，执行器末端盖板设有两个卡槽，两个所述执行器楔形推子放置在两个卡槽处，中间放置弹簧，执行器末端盖板与执行器末端通过内六角圆柱头螺钉M5×10连接。

采用上述技术方案，通过执行器楔形推子实现钢桶小螺纹盖的抓取，当工业机器人接收到触发信号后，将末端执行器移至钢桶小螺纹盖正上方，垂直向下运动，当接触到钢桶小螺纹盖后，两个执行器楔形推子在压力的作用下向内收缩，两个执行器楔形推子中间有一个弹簧，当执行器楔形推子向内运动时，弹簧也被压缩产生弹力，所以执行器楔形推子对钢桶小螺纹盖内壁产生压力，通过相应计算可使得其与钢桶小螺纹盖内壁的最大静摩擦大于钢桶小螺纹盖的自身重力从而可以带动钢桶小螺纹盖运动，实现钢桶小螺纹盖的抓取，机器人抓取小螺纹盖后，工业机器人按照预定的轨迹进行运动，到达钢桶桶盖小丝口对应位置处，垂直向下运动；当接触到钢桶桶盖小丝口时，气动马达开始带动执行器末端旋转，由于执行器末端与钢桶小螺纹盖的内部形状是相契合的，故可以实现钢桶小螺纹盖的旋转；在旋紧的过程中，螺纹盖逐渐脱离末端执行器，当完成旋紧时，由于螺纹盖被旋紧，故摩擦力不足以将其带出，从而实现了钢桶小螺纹盖的脱离，该工业机器人专用末端执行器机械结构简单，控制难度低，可靠性高。

其进一步特征在于：所述末端执行器自带气动马达，故不需要依靠工业机器人的六轴旋转进行钢桶螺纹盖的旋紧，六轴只起到一个调整姿态的作用，从而使得末端执行器的定位更加准确，提高精度。

其进一步特征在于：所述执行器末端和执行器楔形推子式结构，该结构简单，可靠性高，当末端执行器伸入钢桶小螺纹盖之后，执行器楔形推子与小螺纹盖内壁在弹簧弹力的作用下，与内壁产生摩擦，利用摩擦力实现钢桶小螺纹盖的抓取。

其进一步特征在于：所述末端执行器机械结构简单，该末端执行器不需要复杂的电气控制，只需要控制气动马达即可，结构简单，质量较轻，对工业机器人的负载要求较低。

本发明的有益效果是：该工业机器人末端执行器针对钢桶小螺纹盖而设计，改变了原有依靠人工进行钢桶小螺纹盖旋紧的方式，在一定程度上增加了钢桶流水线的自动化程度，提高了钢桶的生产效率；通过执行器末端和执行器楔形推子式结构可以轻易地实现钢桶小螺纹盖的抓取，通过气动马达和与钢桶小螺纹盖相契合的执行器末端可以快速地实现钢桶小螺纹盖的旋紧，从而极大程度上提高的钢桶小螺纹盖的旋紧效率，同时也在一定程度上提高了钢桶小螺纹盖的旋紧质量。

附图说明

图1是本发明正视图；

图2是本发明左视图。

图1中：1-执行器楔形推子；2-执行器末端；3-弹簧；4-执行器末端盖板；5-内六角圆柱头螺钉M5×10；6-内六角紧定螺钉M5×8；7-气动马达；8-执行器套筒；9-垫片；10-内六角圆柱头螺钉M5×16；11-执行器连接板。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体使用过程。

末端执行器接触到钢桶小螺纹盖时，执行器楔形推子1受到向内的压力，从而压缩弹簧3，使得弹簧3产生弹力；则执行器楔形推子1对小螺纹盖内壁产生压力，当执行器完全伸入到钢桶小螺纹盖后，执行器停止向下运动转而向上提取小螺纹盖，执行器楔形推子1与小螺纹盖内壁产生静摩擦力，通过相应的计算可以得出执行器楔形推子1材料为尼龙66时，与钢桶小螺纹盖内壁的最大静摩擦力大于小螺纹盖自身重力，从而实现小螺纹盖的抓取。当机械臂按照预定轨迹运动到钢桶桶盖小丝口对应位置处时，气动马达7开始旋转，从图2可以看以看出，小螺纹盖执行器末端2与小螺纹盖的内部形状相契合，小螺纹盖随着气动马达7开始旋转并逐渐旋入钢桶桶盖上的丝口，并且小螺纹盖随着不断地旋紧而向下运动，当完全旋入丝口后，末端执行器向上运动，即可实现螺纹盖的脱离，从而完成小螺纹盖的抓取和旋紧。