一种桁架机器人用夹具的制作方法

本实用新型涉及夹具领域，具体涉及一种桁架机器人用夹具。

背景技术：

桁架机器人也叫做直角坐标机器人和龙门式机器人。工业应用中，能够实现自动控制的、可重复编程的、多功能的、多自由度的、运动自由度间成空间直角关系、多用途的操作机。能够搬运物体、操作工具，以完成各种作业。广泛地运用在生产车间用以抓取移转物件。目前，常见的桁架机器人较多地为龙门式结构，即一横梁两端分别可滑动地搭载在两平行的支撑梁上，横梁底侧安装抓取治具，如此，抓取治具抓取物件后，横梁沿支撑梁移动，从而将物件从一位置移送至另一位置。

近年来，随着国内汽车行业的快速增长，国内装配线制造商也得到了迅猛发展，工业机器人的应用使工人在规模化生产过程中摆脱了单调重复的体力劳动，改善了工作环境，同时提高了产品质量，因此成为企业自动化改造的必然选择，桁架机器人以其高可靠性、高速度、大负载、大行程、低成本等特点，在物料传输领域有独特的优势；在实际生产作业中，汽车装配线上会出现各种特殊形状、结构的零部件，然而现有桁架机器人的夹具往往结构固定，只能从单一方向抓牢物品的某个部位，显然这种夹具不适用于汽车装配线上出现的特殊形状、结构的零部件。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本申请提供一种桁架机器人用夹具，其能从多个方向同时夹住物品的多个部位，抓取更牢固，特别适用于特殊形状、结构的零部件。

为了实现上述技术效果，本实用新型的具体技术方案如下：

一种桁架机器人用夹具，包括：

一方形框架，所述框架包括外侧的呈长方形的基梁及内侧的多根横梁与纵梁，所述横梁与纵梁通过焊接与所述基梁连接；

一快换系统，所述快换系统通过一安装座固定在框架中央上方，所述快换系统用于与桁架机器人连接；

一风刀，所述风刀通过多个安装支架与所述基梁的长边连接，所述风刀上设有多个进气快接与出气快接，所述进气快接通过三通阀与总电磁阀连接，所述总电磁阀与气源连接；

四个竖直气动抓手，四个所述竖直气动抓手两两一组、分别竖直地固定于两根所述基梁的短边正下方；所述竖直气动抓手的开口朝下，其能从竖直方向夹住物品；

四个水平气动抓手，四个所述水平气动抓手两两一组、交替并列地分布于所述框架的下方，同一组的两个所述水平气动抓手分别连接着“γ”型移动架的竖直段，所述移动架的水平段上端固定有滑块，所述滑块与固定于框架下方的直线滑轨滑动连接，与同一组的两个水平气动抓手分别连接的移动架通过同一根移动横杆与固定于框架下方的伸缩气缸连接，两个所述伸缩气缸分别安装于框架的两侧；同一组的两个所述水平气动抓手的开口朝着与其相邻的所述竖直气动抓手方向，其能从水平方向夹住物品。

进一步地，四个所述竖直气动抓手的连线呈一平行四边形，且其中两竖直气动抓手安装于基梁的对角处。

进一步地，所述框架由长方形的基梁、两根长纵梁、两根短纵梁和两根连接横梁组成，两根所述长纵梁、两根所述连接横梁以所述基梁的正中心呈中心对称地布置于所述基梁的内侧，所述长纵梁的一末端与所述基梁的短边垂直连接、另一末端与所述连接横梁垂直连接，所述连接横梁的一末端与所述基梁的长边垂直连接、另一末端与所述长纵梁垂直连接；所述短纵梁与长纵梁平行设置，其一末端与连接横梁的正中央垂直连接、另一末端固定在与该连接横梁相邻的基梁短边上；所述伸缩气缸安装在所述短纵梁的正下方，所述直线滑轨分别安装在该短纵梁两侧的长纵梁、基梁的长边的正下方。通过该特定的设计、布局，实现了以最少数量的横梁(即连接横梁)、纵梁(即长纵梁、短纵梁)完成框架的整体制作，节省了用料和减轻了框架的重量，同时每根横梁(即连接横梁)、纵梁(即长纵梁、短纵梁)都实现了其具体作用，分别用于固定纵梁(即长纵梁、短纵梁)、安装滑轨和伸缩气缸，达到价值最大化；另外短纵梁居于连接横梁的正中央，使得安装于短纵梁下方的伸缩气缸作用于两端的水平气动抓手的力矩相等，可以平稳地推拉水平气动抓手。

进一步地，还包括一控制箱，所述控制箱固定安装于所述框架上，所述控制箱内设有多个支路电磁阀、多个控制阀，各控制阀分别与总电磁阀、支路电磁阀信号连接，各所述支路电磁阀通过气路分别与所述伸缩气缸、竖直气动抓手、水平气动抓手连接。

进一步地，还包括两个机械式限位开关，其中一限位开关安装于所述基梁顶角处、另一限位开关安装于所述基梁的长边。通过两个限位开关，当夹具夹取物品进行移动达到极限位置时，限位开关受到碰撞，从而向桁架机器人中控柜发出信号，桁架机器人受到信号后即停止移动，提高了桁架机器人的安全性。

一种桁架机器人用夹具的工作原理：

本实用新型的夹具通过快换系统与桁架机器人实现连接；当夹具要夹取物品时，总电磁阀首先在控制箱的控制下与气源接通，高压气体通过三通阀、进气快接进入风刀，然后与竖直气动抓手连接的支路电磁阀在控制箱的控制下导通，风刀内的高压气体通过出气快接输送到竖直气动抓手，竖直气动抓手在高压气体的作用下从竖直方向夹住物品，接着与伸缩气缸连接的支路电磁阀在控制箱的控制下导通，风刀内的高压气体通过出气快接输送到伸缩气缸，伸缩气缸推动水平气动抓手向物品靠近直至到达预定位置，然后与水平气动抓手连接的支路电磁阀在控制箱的控制下导通，风刀内的高压气体通过出气快接输送到水平气动抓手，水平气动抓手在高压气体的作用下从水平方向夹住物品；然后夹具随着桁架机器人往指定位置移动，当到达位置后，同上述工作原理，水平气动抓手先松开物品，然后伸缩气缸带动水平气动抓手复位，最后竖直气动抓手松开物品，夹具复位，整个过程结束。

依据上述技术方案，本实用新型的夹具同时拥有可从竖直方向、水平方向夹住物品的抓手，可同时对物品从多个角度、多个部位进行抓牢，抓取更牢固，特别适用于特殊形状、结构的零部件。

附图说明

下面通过具体实施方式结合附图对本作进一步详细说明。

图1为本实用新型的一整体结构示意图；

图2为本实用新型的一侧面示意图；

图3为本实用新型的一仰视示意图；

图4为图1中的局部a结构示意图；

图5为图1中的局部b结构示意图；

图6为本实用新型中控制阀、总电磁阀、支路电磁阀、伸缩气缸、竖直气动抓手、水平气动抓手相互之间的连接示意图；

其中，1、基梁；2、快换系统；21、安装座；3、风刀；4、安装支架；5、进气快接；6、出气快接；7、三通阀；8、总电磁阀；9、竖直气动抓手；10、水平气动抓手；11、移动架；12、滑块；13、直线滑轨；14、移动横杆；15、伸缩气缸；16、长纵梁；17、短纵梁；18、连接横梁；19、控制箱；20、限位开关。

具体实施方式

为使本实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实施方式中的附图，对本实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上端”、“下端”、“尾端”、“左右”、“上下”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“长”、“短”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“长”、“短”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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在本实用新型中的具体含义。

实施例

如图1所示，一种桁架机器人用夹具，包括：一方形框架，所述框架包括外侧的呈长方形的基梁1及内侧的多根横梁与纵梁，所述横梁与纵梁通过焊接与所述基梁1连接；一快换系统2，所述快换系统2通过一安装座21固定在框架中央上方，所述快换系统2用于与桁架机器人连接，其中快换系统为上下分体式结构，其上部用于连接桁架机器人、下部用于连接下方其他的夹具部分，从而实现方便更换其他同类夹具，该快换系统2为本领域内普通技术人员公知技术，为本行业内熟知设备，在此不详述其具体结构。

如图4所示，一风刀3，所述风刀3通过多个安装支架4与所述基梁1的长边连接，所述风刀3上设有多个进气快接5与出气快接6，所述进气快接5通过三通阀7与总电磁阀8连接，所述总电磁阀8与气源连接。

如图2、图3所示，四个竖直气动抓手9，四个所述竖直气动抓手9两两一组、分别竖直地固定于两根所述基梁1的短边正下方；所述竖直气动抓手9的开口朝下，其能从竖直方向夹住物品；四个所述竖直气动抓手9的连线呈一平行四边形，且其中两竖直气动抓手9安装于基梁的对角处。四个水平气动抓手10，四个所述水平气动抓手10两两一组、交替并列地分布于所述框架的下方，同一组的两个所述水平气动抓手10分别连接着“γ”型移动架11的竖直段，所述移动架11的水平段上端固定有滑块12，所述滑块12与固定于框架下方的直线滑轨13滑动连接，与同一组的两个水平气动抓手10分别连接的移动架11通过同一根移动横杆14与固定于框架下方的伸缩气缸15连接，两个所述伸缩气缸15分别安装于框架的两侧；同一组的两个所述水平气动抓手10的开口朝着与其相邻的所述竖直气动抓手9方向，其能从水平方向夹住物品。

另外如图3所示，本实用新型中的框架具体由长方形的基梁1、两根长纵梁16、两根短纵梁17和两根连接横梁18组成，两根所述长纵梁16、两根所述连接横梁18以所述基梁1的正中心呈中心对称地布置于所述基梁1的内侧，所述长纵梁16的一末端与所述基梁1的短边垂直连接、另一末端与所述连接横梁18垂直连接，所述连接横梁18的一末端与所述基梁1的长边垂直连接、另一末端与所述长纵梁16垂直连接；所述短纵梁17与长纵梁16平行设置，其一末端与连接横梁18的正中央垂直连接、另一末端固定在与该连接横梁18相邻的基梁1短边上；所述伸缩气缸15安装在所述短纵梁17的正下方，所述直线滑轨13分别安装在该短纵梁17两侧的长纵梁16、基梁1的长边的正下方。

如图6所示，本实用新型还包括一控制箱19，所述控制箱19固定安装于所述框架上，所述控制箱19内设有多个支路电磁阀、多个控制阀，各控制阀分别与总电磁阀8、支路电磁阀信号连接，各所述支路电磁阀通过气路分别与所述伸缩气缸15、竖直气动抓手9、水平气动抓手10连接。

本实用新型还包括两个机械式限位开关20，其中一限位开关20安装于所述基梁1顶角处、另一限位开关安装于所述基梁1的长边。

本实用新型的工作原理：

本实用新型的夹具通过快换系统2与桁架机器人实现连接；当夹具要夹取物品时，总电磁阀8首先在控制箱19的控制下与气源接通，高压气体通过三通阀7、进气快接5进入风刀3，然后与竖直气动抓手9连接的支路电磁阀在控制箱19的控制下导通，风刀3内的高压气体通过出气快接6输送到竖直气动抓手9，竖直气动抓手9在高压气体的作用下从竖直方向夹住物品，接着与伸缩气缸15连接的支路电磁阀在控制箱19的控制下导通，风刀3内的高压气体通过出气快接6输送到伸缩气缸15，伸缩气缸15推动水平气动抓手10向物品靠近直至到达预定位置，然后与水平气动抓手10连接的支路电磁阀在控制箱19的控制下导通，风刀3内的高压气体通过出气快接6输送到水平气动抓手10，水平气动抓手10在高压气体的作用下从水平方向夹住物品；然后夹具随着桁架机器人往指定位置移动，当到达位置后，同上述工作原理，水平气动抓手10先松开物品，然后伸缩气缸15带动水平气动抓手10复位，最后竖直气动抓手9松开物品，夹具复位，整个过程结束。

以上应用了具体个例对本进行阐述，只是用于帮助理解本，并不用以限制本。对于本所属技术领域的技术人员，依据本的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。