一种机器人清理发动机缸盖铸件的抓手夹具的制作方法

本发明涉及汽车零部件铸件生产线，具体涉及一种机器人清理发动机缸盖铸件的抓手夹具。

背景技术：

随着人工成本增加，工业4.0(第四次工业革命)的快速发展，铸造行业开始提倡机器人替换人工作业。在铸件清理作业中，采用机器人抓取工件自动清理飞边毛刺，能降低工人劳动强度，提高生产效率。目前，机器人抓取铸件按照程序轨迹进行打磨清理，如果铸件定位精度差，将造成铸件在清理过程中损伤铸件基体或飞边毛刺未打磨干净，因此精确的定位铸件是保证铸件清理质量前提。铸造生产线提倡多品种混线生产，因此不同品种铸件采用同一抓手夹具是保证生产线效率的前提。不同品种的铸件外形有一定的差异，在设计抓手夹具时一般选取不同品种铸件之间的共同点进行定位夹持。

目前铸件的定位方式一般采用随形夹具或两销一面夹具。随形夹具采用铸件的外形进行定位，一般采用一个气缸或一个油缸驱动夹持，其优点是参与运动部件少，可靠性高，缺点在于铸件外形存在偏差，导致定位精度差；两销一面夹具利用铸件一个平面及两个销孔进行定位，其优点在于定位精度高，缺点在于铸造销孔的同轴度偏差大，定位销与销孔易产生过盈配合，定位销难以退出销孔，造成机器人报警停机。

CN204123404U公开的一种机器人用的钢丝帘线锭子抓取夹具，包括一个“门”形支架，在“门”形支架的上侧壁上面，设有连接法兰，连接法兰用于与工业机器人装置固定连接，在“门”形支架的上侧壁下面，设有定位装置，在“门”形支架的两侧侧壁外面，设有一对“L”形夹紧座，“L”形夹紧座相向设置，“L”形夹紧座通过导向装置与支架的侧壁活动连接，在“门”形支架的两侧侧壁内面，设有一对驱动气缸，驱动气缸的活塞杆穿过支架侧壁上的通孔与夹紧座传动连接，在驱动气缸的驱动下，气缸活塞杆带动夹紧座相向夹紧或背向松开。其抓取钢丝帘线锭子位置准确、动作可靠，实现了子午线轮胎生产中钢丝压延工序的自动化。但不能适用于清理发动机缸盖铸件。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种机器人清理发动机缸盖铸件的抓手夹具，其能够精确定位，清理质量高，适用于多品种混线生产的需要，特别是适用于发动机缸盖铸件的清理。

本发明所述的一种机器人清理发动机缸盖铸件的抓手夹具，包括呈“凸”字形的夹具安装底板、下部与夹具安装底板连接的防护罩、连接在防护罩上部的法兰连接基座，其特征是：还包括设在所述夹具安装底板下面的定位夹紧部分、设在所述夹具安装底板上面并与所述定位夹紧部分对应配合的驱动控制部分；所述定位夹紧部分用于抓取铸件，所述法兰连接基座用于与机器人连接。

进一步，所述定位夹紧部分包括分别设在靠近所述夹具安装底板下面的下边边缘的右部的右夹紧构件、左部的左夹紧构件、设在靠近所述夹具安装底板下面的上边边缘中部的上夹紧构件；在靠近所述右夹紧构件的部位设有Z方向第一限位点，在靠近所述左夹紧构件的部位设有Z方向第二限位点，在靠近所述上夹紧构件的部位设有Z方向第三限位点；

还包括设在靠近所述夹具安装底板下面的下边边缘中部的Y方向第一限位块和Y方向第二限位块；

还包括设在靠近所述夹具安装底板下面左部的第一推紧块、设在靠近所述夹具安装底板下面右部的X方向限位块、设在靠近所述夹具安装底板下面上部的第二推紧块；在靠近所述第一推紧块的部位设有第一接触式感应开关，在靠近X方向限位块的部位设有第二接触式感应开关。

进一步，所述驱动控制部分包括设在所述夹具安装底板上的右夹紧气缸、左夹紧气缸和上夹紧气缸，所述右夹紧气缸与所述右夹紧构件对应配合，所述左夹紧气缸和与所述左夹紧构件对应配合，所述上夹紧气缸与所述上夹紧构件对应配合；

还包括设在所述夹具安装底板上面用于驱动所述左夹紧气缸、右夹紧气缸和上夹紧气缸的夹紧气缸电磁阀；

还包括设在所述夹具安装底板上面用于驱动所述第一推紧构件的Y方向推紧气缸和用于驱动第二推紧构件的X方向推紧气缸，所述Y方向推紧气缸和X方向推紧气缸受推紧气缸电磁阀控制；

还包括设在所述夹具安装底板上面的下边边中部的电器信号插接箱，所述推紧气缸电磁阀、夹紧气缸电磁阀、第一接触式感应开关和第二接触式感应开关分别与所述电器信号插接箱电连接。

进一步，所述Y方向第一限位块、Y方向第二限位块、X方向限位块通过螺栓与夹具安装底板连接固定，所述Z方向第一限位点、Z方向第二限位点和Z方向第三限位点通过螺栓与夹具安装底板连接固定,所述Y方向推紧气缸、X方向推紧气缸通过螺栓与夹具安装底板连接固定；所述右夹紧构件、左夹紧构件和上夹紧构件通过螺栓与夹具安装底板连接固定。

本发明解决了机器人抓取多品种铸件后铸件精确定位问题，主要体现在以下几点：

(1)抓手夹具定位面采用铸件的机加粗定位基准面，而此定位基准面为不同品种的共同点，从而实现同一抓手满足不同品种的定位与抓取；

(2)机加粗定位基准面的平整度为0.03mm(毫米)，而其余面的平整度较低，此抓手夹具利用铸件的机加粗定位基准面对X、Y、Z三个方向进行定位，精确定位铸件，解决了随形夹具定位精度差及两销一面夹具定位销与销孔配合差的问题。

附图说明

图1是本发明的轴测图；

图2是安装在夹具安装底板下面的定位夹紧部分的示意图(图1的仰视图)；

图3是安装在夹具安装底板上的驱动控制部分示意图；

图4是本发明抓取铸件时的示意图；

图5是图4的后视图；

图6是Y方向第一限位块或Y方向第二限位块的示意图；

图7是上夹紧气缸与上夹紧构件对应配合的示意图；

图8是Y方向推紧气缸与第二推紧构件对应配合的示意图。

图中：1－法兰连接基座，2－防护罩，3－右夹紧构件，4－Z方向第一限位点，5－Y方向第一限位块，6－Y方向第二限位块，7－Z方向第二限位点，8－左夹紧构件，9－第一推紧构件，10－第一接触式感应开关，11－Z方向第三限位点，12－上夹紧构件，13－第二推紧构件，14－第二接触式感应开关，15－X方向限位块，16－夹具安装底板，17－Y方向推紧气缸，18－上夹紧气缸，19－X方向推紧气缸，20－推紧气缸电磁阀，21－夹紧气缸电磁阀，22－右夹紧气缸，23－电器信号插接箱，24－左夹紧气缸；

25－铸件X方向定位面，26－铸件，27－铸件Z方向第一定位点，28－铸件Y方向第一定位面，29－铸件Z方向第三定位点，30－铸件Y方向第二定位面31－铸件Z方向第二定位点。

具体实施方式

下面根据说明书附图对本发明作进一步的描述。

参见图1、图2、图3、图6、图7和图8所示的一种机器人清理发动机缸盖铸件的抓手夹具，包括呈“凸”字形的夹具安装底板16、下部与夹具安装底板连接的防护罩2、连接在防护罩上部的法兰连接基座1，其特征是：还包括设在所述夹具安装底板16下面的定位夹紧部分、设在所述夹具安装底板16上面并与所述定位夹紧部分对应配合的驱动控制部分；所述定位夹紧部分用于抓取铸件26，所述法兰连接基座1用于与机器人连接。

所述定位夹紧部分包括分别设在靠近所述夹具安装底板16下面的下边边缘的右部的右夹紧构件3、左部的左夹紧构件8、设在靠近所述夹具安装底板16下面的上边边缘中部的上夹紧构件12；在靠近所述右夹紧构件3的部位设有Z方向第一限位点4，在靠近所述左夹紧构件8的部位设有Z方向第二限位点7，在靠近所述上夹紧构件12的部位设有Z方向第三限位点11；右夹紧构件3与Z方向第一限位点4布置在同一区域，左夹紧构件8与Z方向第二限位点7布置在同一区域，上夹紧构件12与Z方向第三限位点11布置在同一区域，这样能够保证铸件夹持的受力方向轴线与限位点的中心轴线靠近，以保证夹持铸件时不出现偏移。

还包括设在靠近所述夹具安装底板16下面的下边边缘中部的Y方向第一限位块5和Y方向第二限位块6；

还包括设在靠近所述夹具安装底板16下面左部的第一推紧块9、设在靠近所述夹具安装底板16下面右部的X方向限位块15、设在靠近所述夹具安装底板16下面上部的第二推紧块13；在靠近所述第一推紧块9的部位设有第一接触式感应开关10，在靠近X方向限位块15的部位设有第二接触式感应开关14。第一推紧块9与X方向限位块15布置在同一轴线上，第二推紧块13设在所述夹具安装底板16下面的上边，Y方向第一限位块5和Y方向第二限位块6设在所述夹具安装底板16下面的下边，并且第二推紧块13位于第一限位块5和Y方向第二限位块6的中心线附近，以保证推动铸件时不出现偏移。

所述驱动控制部分包括设在所述夹具安装底板16上的右夹紧气缸24、左夹紧气缸22和上夹紧气缸18，所述右夹紧气缸24与所述右夹紧构件3对应配合，所述左夹紧气缸22和与所述左夹紧构件8对应配合，所述上夹紧气缸18与所述上夹紧构件12对应配合；

还包括设在所述夹具安装底板16上面用于驱动所述左夹紧气缸22、右夹紧气缸24和上夹紧气缸18的夹紧气缸电磁阀21；

还包括设在所述夹具安装底板16上面用于驱动所述第一推紧构件9的Y方向推紧气缸17和用于驱动第二推紧构件13的X方向推紧气缸19，所述Y方向推紧气缸17和X方向推紧气缸19受推紧气缸电磁阀20控制；

还包括设在所述夹具安装底板16上面的下边边中部的电器信号插接箱23，所述推紧气缸电磁阀20、夹紧气缸电磁阀21、第一接触式感应开关10和第二接触式感应开关14分别与所述电器信号插接箱23电连接。

所述Y方向第一限位块5、Y方向第二限位块6、X方向限位块15通过螺栓与夹具安装底板16连接固定，所述Z方向第一限位点4、Z方向第二限位点7和Z方向第三限位点11通过螺栓与夹具安装底板16连接固定,所述Y方向推紧气缸17、X方向推紧气缸19通过螺栓与夹具安装底板16连接固定；所述右夹紧构件3、左夹紧构件8和上夹紧构件12通过螺栓与夹具安装底板16连接固定。

Y方向推紧气缸17、X方向推紧气缸19动作时，作用力为Z方向向下，以保证铸件Y方向第一定位面28与Y方向限位块5接触，铸件Y方向第二定位面30与Y方向第二限位块6接触。第二推紧构件13利用杠杆摇臂原理将推紧气缸的气缸顶杆Z方向下运动转换为第二推紧块向Y方向运动；第一推紧块9、第一夹紧构件3、第二夹紧构件8和第三夹紧构件12同样运用了此原理，只是第一夹紧构件3、第二夹紧构件8和第三夹紧构件12将气缸顶杆Z方向向下运动转换为夹紧块Z方向向上运动。

参见图4和图5，

抓取流程：铸件放置在托盘输送线传输到机器人抓取位置停止，机器人移动到抓取位，抓手上的Y方向推紧气缸17驱动第一推紧块9，X方向推紧气缸19驱动第二推紧构件13将铸件推动到位后，述左夹紧气缸22驱动左夹紧构件8、右夹紧气缸24驱动右夹紧构件3，上夹紧气缸18驱动上夹紧构件12夹持住铸件26。

发动机缸盖铸件传输到位停止后，机器人移动至抓取位置，首先是第一接触式感应开关10和第二接触式感应开关14先与铸件表面接触感应到位，然后推紧气缸电磁阀20动作，压缩空气进入Y方向推紧气缸17与X方向推紧气缸19，Y方向推紧气缸17驱动第一推紧构件9，X方向推紧气缸19驱动第二推紧构件13定位铸件的X方向和Y方向；X方向限位块15与铸件X方向定位面25接触，Y方向第一限位块5与铸件Y方向第一定位面28接触，Y方向第二限位块与铸件Y方向第二定位面30接触，再是夹紧气缸电磁阀21动作，压缩空气进入驱动上夹紧气缸18、右夹紧气缸22，左夹紧气缸24定位铸件Z方向，铸件Z方向第一定位点27与Z方向第一限位点4接触，铸件Z方向第二定位点31与Z方向第二限位点7接触，铸件Z方向第三定位点29与Z方向第三限位点11接触，完成铸件夹持，最后机器人移动至打磨位置进行清理。