一种针对带有方形孔的板状零件打磨用的机器人末端夹具的制作方法

本发明涉及机器人夹具技术领域，具体为一种针对带有方形孔的板状零件打磨用的机器人末端夹具。

背景技术：

传统的零件打磨大多数是人工打磨，费时费力。随着工业机器人的快速应用以及自动化的不断普及，现逐渐出现了机器人自动打磨零件，与传统人工打磨相比，解放了人力，提高了效率，降低了人力成本。

某型号的带有方形孔的板状零件在制造过程中，其外部板侧壁以及方形孔的内侧壁上留有加工毛刺及粗糙面，为了保证装配精度，需要在制造完成后对外部板侧壁以及方形孔的内侧壁进行打磨。因此该型号带有方形孔的板状零件需要两次打磨，但是现有机器人末端上的夹具只能够起到夹持作用，当一次打磨完成后，需要松开换个夹持位置再进行二次打磨，这就影响了打磨速度，造成打磨时间增加，打磨效率降低；此外，机器人末端夹具在二次打磨时还要再一次的夹持定位，容易出现定位不精确等问题。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种针对带有方形孔的板状零件打磨用的机器人末端夹具。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种针对带有方形孔的板状零件打磨用的机器人末端夹具，包括末端连接法兰，还包括与末端连接法兰连接的连接板架，所述连接板架分为架板一和架板二；

所述架板一的底部设有用于在板状零件外部板侧壁、板状零件方形孔内侧壁之间交替夹持以实现打磨对应的板状零件方形孔内侧壁、板状零件外部板侧壁的双夹持夹爪机构；

所述架板二的底部设有用于双夹持夹爪机构在板状零件外部板侧壁、板状零件方形孔内侧壁之间交替夹持过程中对板状零件进行辅助夹持固定并避免双夹持夹爪机构进行二次定位的辅助夹爪机构。

进一步地，所述双夹持夹爪机构包括对称分布在架板一底部的两个夹持夹爪双头气缸、对应设置在两个夹持夹爪双头气缸轴端的四个夹持夹爪臂，每个夹持夹爪臂内均设有可伸缩的夹持夹爪以及与夹持夹爪连接的伸缩传动组件，两个夹持夹爪双头气缸的同一侧轴端上的两个夹持夹爪臂之间设有驱使同一侧轴端上的两个夹持夹爪臂内的伸缩传动组件同步工作的双头伺服驱动电机。

进一步地，所述伸缩传动组件包括位于夹持夹爪臂内且与夹持夹爪臂同向分布的伸缩丝杆、与伸缩丝杆同轴连接的伸缩蜗轮、与伸缩蜗轮对应啮合且与双头伺服驱动电机连接的伸缩蜗杆，所述伸缩丝杆上设有与夹持夹爪连接的伸缩滑座。

进一步地，所述伸缩滑座上设有伸出夹持夹爪臂并与夹持夹爪连接的伸缩连接杆。

进一步地，所述辅助夹爪机构包括分布在架板二底部且分布方向与双夹持夹爪机构垂直的辅助夹爪双头气缸、设置在辅助夹爪双头气缸轴端上且随辅助夹爪双头气缸伸缩做水平直线运动的辅助夹爪。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明通过设置的双夹持夹爪机构以及辅助夹爪机构，一方面使得板状零件两次打磨之间的夹持过程缩短，提高了打磨速度，整体上降低了打磨时间和提高了打磨效率；另一方面，解决了因二次夹持定位，而造成的定位不精确的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1为本发明的主视结构示意图；

图2为本发明的右视半剖结构示意图；

图3为本发明中双夹持夹爪机构的结构示意图；

图4为本发明的工作过程示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图以及实施例对本发明进一步阐述。

如图1至图2所示，一种针对带有方形孔的板状零件打磨用的机器人末端夹具，包括末端连接法兰1，通过末端连接法兰1实现整个夹具固定在机械手臂的执行末端位置；还包括与末端连接法兰1连接的连接板架，所述连接板架分为架板一2和架板二3；

所述架板一2的底部设有用于在板状零件外部板侧壁、板状零件方形孔内侧壁之间交替夹持以实现打磨对应的板状零件方形孔内侧壁、板状零件外部板侧壁的双夹持夹爪机构；

所述架板二3的底部设有用于双夹持夹爪机构在板状零件外部板侧壁、板状零件方形孔内侧壁之间交替夹持过程中对板状零件进行辅助夹持固定并避免双夹持夹爪机构进行二次定位的辅助夹爪机构。

作为本发明的进一步改进，所述架板一2、架板二3均为矩形板状结构且架板一2位于架板二3的上方，所述架板一2、架板二3均呈左右方向分布。其中所述末端连接法兰1安装在架板一2上。

如图3所示，作为本发明的进一步改进，所述双夹持夹爪机构包括左右对称且沿前后方向分布在架板一2底部的两个夹持夹爪双头气缸21，两个夹持夹爪双头气缸21的双头轴端上对应设有四个竖直分布的夹持夹爪臂22，每一个夹持夹爪臂22内部均设有一个可上下伸缩的夹持夹爪23，以及与夹持夹爪23连接以实现夹持夹爪23伸缩的伸缩传动组件。其中两个夹持夹爪双头气缸21左右同一侧的两个夹持夹爪臂22之间设有连板5，所述连板5上设有驱使左右同一侧两个夹持夹爪臂22内伸缩传动组件同步工作的双头伺服驱动电机29。

在双头伺服驱动电机29的双头驱使下，位于左右同一侧的两个夹持夹爪23在伸缩传动组件的动力传动下，进行上下伸缩动作，实现改变夹持夹爪23的夹持高度。夹持夹爪23的上下伸缩动作与夹持夹爪双头气缸21的前后伸缩工作配合使用后，就能够使得双夹持夹爪机构对板状零件外部板侧壁、板状零件方形孔内侧壁之间进行交替夹持，进而实现对应的板状零件方形孔内侧壁、板状零件外部板侧壁的打磨工作。

作为本发明的进一步改进，四个伸缩传动组件中均包括位于夹持夹爪臂22内且竖直设置的伸缩丝杆24，所述伸缩丝杆24的上下两端分别安装在夹持夹爪臂22内的上下侧壁上，所述伸缩丝杆24的上端部同轴连接有伸缩蜗轮25，所述伸缩蜗轮25的外侧啮合有左右水平分布的伸缩蜗杆26，所述伸缩蜗杆26的一端安装在夹持夹爪臂22内，另一端与双头伺服驱动电机29的一端同轴连接。

其中，所述伸缩丝杆24上设有伸缩滑座27，所述伸缩滑座27的底部安装有四个与夹持夹爪臂22下端面滑动配合的伸缩连接杆28，四个伸缩连接杆28的一端安装在伸缩滑座27的底部，另一端安装在夹持夹爪23上。

通过双头伺服驱动电机29驱使伸缩蜗杆26转动，以及伸缩蜗杆26与伸缩蜗轮25啮合传动，使得伸缩滑座27在伸缩连接杆28的滑动导向下沿伸缩丝杆24轴线方向上下移动，从而实现夹持夹爪23的伸缩动作。

作为本发明的进一步改进，所述辅助夹爪机构包括分布在架板二3底部且分布方向与双夹持夹爪机构垂直即左右方向分布的辅助夹爪双头气缸31，所述辅助夹爪双头气缸31左右两侧的轴端上设有随辅助夹爪双头气缸31的气缸轴伸缩动作做水平直线运动的辅助夹爪32。所述辅助夹爪32的宽度宽于夹持夹爪23的宽度。

通过辅助夹爪机构，在双夹持夹爪机构在板状零件外部板侧壁、板状零件方形孔内侧壁之间交替夹持过程中，对板状零件进行辅助夹持，避免板状零件失去夹持支撑，以及无需双夹持夹爪机构对板状零件重新定位夹持，节省了二次定位的时间及过程，提高了打磨效率。

工作过程：

对板状零件的外部板侧壁的打磨：

如图4中的a所示，双夹持夹爪机构中的夹持夹爪23通过夹持板状零件内的方形孔内侧壁将板状零件夹持固定，辅助夹爪机构与板状零件间距一定距离，避免打磨干涉。双夹持夹爪机构夹持好后，通过机械手臂带动夹具沿设定轨迹使板状零件的外部板侧壁与打磨设备接触从而实现板状零件的外部板侧壁的打磨。

交替夹持过程：

在板状零件的外部板侧壁打磨完成后，辅助夹爪机构先对板状零件进行辅助夹持支撑，接着，在双头伺服驱动电机29通过伸缩传动组件控制夹持夹爪23上下伸缩动作和夹持夹爪双头气缸21控制夹持夹爪臂22水平伸缩动作结合，使得夹持夹爪23先水平退出，然后，竖直上升，此时，如图4中的b所示，再然后水平向外侧平移，接着，竖直下降至与板状零件高度齐平，然后，再水平向内侧平移，使得夹持夹爪23对板状零件方形孔内侧壁的夹持替换到对板状零件外部板侧壁的夹持，此时，如图4中的c所示。

对板状零件内的方形孔内侧壁的打磨：

在夹持夹爪23完成对板状零件的外部板侧壁夹持后，辅助夹爪机构松开对板状零件的辅助夹持并复位。接着，过机械手臂带动夹具沿设定轨迹使板状零件的方形孔内侧壁与打磨设备接触从而实现板状零件的方形孔内侧壁的打磨。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。