柔性抓具伺服切换设备的制作方法

本发明涉及一种制造汽车抓具设备，特别涉及一种柔性抓具伺服切换设备。

背景技术：

目前，市场上的各类产品更新换代频繁，例如汽车车型众多，汽车生产企业往往需要同时生产多种车型，以满足市场需求，生产线中就会采用多种抓具，满足相应车型工件的抓取；当切换车型生产时,需要切换对应抓具，这样极易造成更换抓具时间长、人力损耗大的问题，且可能出现抓具还处于崭新状态就被淘汰闲置，造成资源的极大浪费；同时抓具数量多也占用了更多的使用空间，造成了空间的浪费。

因此，提供一种成本低廉、适用性强、设计合理、操作方便、安全性高、生产效率高的用于不同尺寸搬运物的抓具设备，成为该领域技术人员急待着手解决的问题之一。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种结构简单、设计合理、性能可靠、应用效果显著的柔性抓具伺服切换设备。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：一种柔性抓具伺服切换设备，其特征在于该设备由主框架机构、横向伺服单元夹紧机构、纵向伺服单元夹紧机构及固定单元夹紧机构连接组成；

所述横向伺服单元夹紧机构、纵向伺服单元夹紧机构和固定单元夹紧机构分别通过销孔定位和螺栓固定连接在主框架上，横向伺服单元夹紧机构通过伺服滑台横向移动位置，纵向伺服单元夹紧机构通过伺服滑台纵向移动位置；

所述主框架机构包括主框架、连接法兰、电控箱、阀岛模块组件及阀岛护罩；所述连接法兰通过销孔定位与螺栓连接安装在主框架上，其另一安装面与机器人六轴法兰连接；所述电控箱通过螺栓安装在主框架上；所述阀岛模块组件通过螺栓安装在主框架上；所述阀岛护罩通过螺栓安装在主框架上，罩住阀岛模块组件；

所述横向伺服单元夹紧机构包括伺服滑台a、支撑座a、立板a、圆垫片a、定位块a、立板销轴铜套a、立板销轴a、压臂连接板a、压臂a、长垫片、连接块、气缸a、气缸销轴a、气缸销轴垫片a及开口销a；所述伺服滑台a通过销孔定位与螺栓连接安装主框架上；所述支撑座a通过销孔定位与螺栓连接安装在伺服滑台a上；所述立板a通过销孔定位与螺栓连接安装在支撑座a上；所述定位块a通过自身螺纹安装在立板a上，中间安装圆垫片a,另一定位块a通过自身螺纹安装在连接块上，中间安装圆垫片a；所述立板销轴铜套a通过过盈配合安装在立板a上；所述压臂连接板a通过立板销轴a安装在立板a的两侧上；所述压臂a通过销孔定位安装在压臂连接板a上；所述连接块通过销孔定位与螺栓连接安装在压臂a上，中间安装长垫片；所述气缸a缸体通过气缸销轴a安装在立板a上，气缸a头部通过气缸销轴a与压臂a连接；

所述纵向伺服单元夹紧机构包括伺服滑台b、支撑座b、立板b、圆垫片b、定位块b、立板销轴铜套b、立板销轴b、压臂连接板b、压臂b、气缸b、气缸销轴b、气缸销轴垫片b及开口销b；所述伺服滑台b通过销孔定位与螺栓连接安装主框架上；所述支撑座b通过销孔定位与螺栓连接安装在伺服滑台b上；所述立板b通过销孔定位与螺栓连接安装在支撑座b上；所述定位块b通过自身螺纹安装在立板b上，中间安装圆垫片b，另一定位块b通过自身螺纹安装在压臂b上，中间安装圆垫片b；所述立板销轴铜套通过过盈配合安装在立板b上；所述压臂连接板b通过立板销轴b安装在立板b的两侧上；所述压臂b通过销孔定位安装在压臂连接板b上；所述气缸b缸体通过气缸销轴b安装在立板b上，气缸b头部通过气缸销轴b与压臂b连接；

所述固定单元夹紧机构包括支撑座c、立板c、圆垫片c、定位块c、立板销轴铜套c、立板销轴c、压臂连接板c、压臂c、气缸c、气缸销轴c、气缸销轴垫片c及开口销c；所述支撑座c通过销孔定位与螺栓连接安装在主框架上；所述立板c通过销孔定位与螺栓连接安装在支撑座c上；所述定位块c通过自身螺纹安装在立板c上，中间安装圆垫片c,另一定位块c通过自身螺纹安装在压臂c上，中间安装圆垫片c；所述立板销轴铜套c通过过盈配合安装在立板c上；所述压臂c连接板通过立板销轴c安装在立板c的两侧上；所述压臂c通过销孔定位安装在压臂连接板c上；所述气缸c缸体通过气缸销轴c安装在立板c上，气缸c头部通过气缸销轴c与压臂c连接。

所述气缸销轴a的两侧设有气缸销轴垫片a，用开口销a穿过气缸销轴a，气缸销轴垫片a用以卡紧防止气缸销轴a窜动。

所述气缸销轴b的两侧设有气缸销轴垫片b，用开口销b穿过气缸销轴b，气缸销轴垫片b用以卡紧防止气缸销轴b窜动。

所述气缸销轴c的两侧设有气缸销轴垫片c，用开口销c穿过气缸销轴c，气缸销轴垫片c用以卡紧防止气缸销轴c窜动。

本发明的有益效果是：由于横向伺服单元夹紧机构通过伺服滑台横向移动位置，纵向伺服单元夹紧机构通过伺服滑台纵向移动位置，使得该设备抓取点移动位置，可以适应不同尺寸的搬运物，以达到一个抓取设备可以对多种搬运物进行抓取的效果。可大大提高企业的生产效率，降低生产成本，有效节省使用空间，用灵活方便，性能稳定可靠，应用效果非常显著。

总之，该设备结构设计合理，简单易操作，并适用于各种生产制造行业，应用非常广泛。

附图说明

图1是本发明整体结构主视示意图；

图2是本发明整体结构侧视示意图；

图3是本发明整体结构俯视示意图；

图4是图2中沿a-a向剖视结构示意图；

图中：

主框架机构：

1-1主框架，1-2连接法兰，1-3电控箱，1-4阀岛模块组件，1-5阀岛护罩；

横向伺服单元夹紧机构：

2-1伺服滑台a，2-2支撑座a，2-3立板a，2-4圆垫片a，2-5定位块a，2-6立板销轴铜套a，2-7立板销轴a，2-8压臂连接板a，2-9压臂a，2-10长垫片，2-11连接块，2-12气缸a，2-13气缸销轴a，2-14气缸销轴垫片a，2-15开口销a；

纵向伺服单元夹紧机构：

3-1伺服滑台b，3-2支撑座b，3-3立板b，3-4圆垫片b，3-5定位块b，3-6立板销轴铜套b，3-7立板销轴b，3-8压臂连接板b，3-9压臂b，3-10气缸b，3-11气缸销轴b，3-12气缸销轴垫片b，3-13开口销b；

固定单元夹紧机构：

4-1支撑座c，4-2立板c，4-3圆垫片c，4-4定位块c，4-5立板销轴铜套c，4-6立板销轴c，4-7压臂连接板c，4-8压臂c，4-9气缸c，4-10气缸销轴c，4-11气缸销轴垫片c，4-12开口销c。

具体实施方式

以下结合附图和较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式、结构、特征详述如下：

如图1-图4所示，一种柔性抓具伺服切换设备，该设备由主框架机构、横向伺服单元夹紧机构、纵向伺服单元夹紧机构和固定单元夹紧机构连接组成。所述横向伺服单元夹紧机构、纵向伺服单元夹紧机构和固定单元夹紧机构分别通过销孔定位和螺栓固定的方式连接在主框架上，横向伺服单元夹紧机构通过伺服滑台横向移动位置，纵向伺服单元夹紧机构通过伺服滑台纵向移动位置，使得该设备抓取点移动位置，适应不同尺寸的搬运物，以达到一个抓取设备可以对多种搬运物进行抓取的效果。

所述主框架机构包括主框架1-1、连接法兰1-2、电控箱1-3、阀岛模块组件1-4及阀岛护罩1-5。所述连接法兰1-2通过销孔定位与螺栓连接方式安装在主框架1-1的背面左侧位置，其另一安装面与机器人六轴法兰连接；所述电控箱1-3通过螺栓安装在主框架1-1的背面中间位置；所述阀岛模块组件1-4通过螺栓安装在主框架1-1的背面右侧位置；所述阀岛护罩1-5通过螺栓安装在主框架1-1上，罩住阀岛模块组件1-4。

该机构中各部件的设置及作用特点如下：

1-1主框架：由钢板和方管焊接完成，上下面为加工面，为整个设备的基础。

1-2连接法兰：由钢板焊接完成，通过销孔定位和螺栓连接固定在主框架1-1的背面左侧位置。

1-3电控箱：由钣金折弯焊接完成，里面用来放置电气元件。

1-4阀岛模块组件：为市售产品，品牌为festo，型号为cpx-模块化电终端，用来控制气缸动作。

1-5阀岛护罩：通过螺栓安装在主框架上，罩住阀岛模块组件。

所述横向伺服单元夹紧机构包括伺服滑台a2-1、支撑座a2-2、立板a2-3、圆垫片a2-4、定位块a2-5、立板销轴铜套a2-6、立板销轴a2-7、压臂连接板a2-8、压臂a2-9、长垫片a2-10、连接块2-11、气缸a2-12、气缸销轴a2-13、气缸销轴垫片a2-14及开口销a2-15。

所述横向伺服滑台a2-1通过销孔定位与螺栓连接方式安装在主框架1-1的正面左侧位置；所述支撑座a2-2通过销孔定位与螺栓连接方式安装在伺服滑台a2-1上；所述立板a2-3通过销孔定位与螺栓连接方式安装在支撑座a2-2上；所述定位块a2-5通过自身螺纹安装在立板a2-3上，中间安装圆垫片a2-4,另一定位块a2-5通过自身螺纹安装在连接块2-11上，中间安装圆垫片a2-4；所述立板销轴铜套a2-6通过过盈配合安装在立板a2-3上；所述压臂连接板a2-8通过立板销轴a2-7安装在立板a2-3的两侧上；所述压臂a2-9通过销孔定位安装在压臂连接板a2-8上；所述连接块2-11通过销孔定位与螺栓连接方式安装在压臂a2-9上，中间安装长垫片a2-10；所述气缸a2-12缸体通过气缸销轴a2-13安装在立板a2-3上，气缸a2-12头部通过气缸销轴a2-13与压臂a2-9连接；所述缸销轴垫片a2-14安装在气缸销轴a2-13两侧，用开口销a2-15穿过气缸销轴a2-13，卡紧防止气缸销轴a2-13窜动。

该机构中各部件的设置及作用特点如下：

2-1伺服滑台a：为市售产品，利用伺服电机驱动滑台上滑块直线运动，稳定性好，精度高。

2-2支撑座a：由钢板焊接完成，通过销孔定位和螺栓连接固定在伺服滑台a2-1。

2-3立板a：材料为q235a，火焰切割下料，通过销孔定位与螺栓连接方式安装在支撑座a2-2上。

2-4圆垫片a：为薄型垫片，分为0.5毫米、1毫米、2毫米三种规格，安装在定位块a2-5与立板a2-3中间，调试时通过增加或减少垫片的厚度来满足设备的定位位置。

2-5定位块a：材质45#钢，淬火调质，硬度45-50hrc；通过螺栓安装在立板a2-3和连接块2-11上。

2-6立板销轴铜套a：为外购件，铜粉末冶金制成，低速旋转使用。

2-7立板销轴a：采用标准直径太敬轴，调质处理220-250hb。

2-8压臂连接板a：标准板材加工，通过销孔安装在立板a2-3上。

2-9压臂a：标准板材加工，通过销孔安装在压臂连接板a2-8上。

2-10长垫片a：为薄型垫片，分为0.5毫米、1毫米、2毫米三种规格，安装在连接块2-11与压臂a2-9中间，调试时通过增加或减少垫片的厚度来满足设备的定位位置。

2-11连接块：材料为q235a，火焰切割下料，通过销孔定位与螺栓连接方式安装在压臂a2-9上。

2-12气缸a：为市售产品，通过气缸销轴a2-13安装在立板a2-3上，头部与压臂a2-9连接，用来推动压臂a2-9夹紧或者打开。

2-13气缸销轴a：为国标外购件，用来连接气缸a2-12。

2-14气缸销轴垫片：为国标外购件，用于气缸销轴2-13。

2-15开口销a：为国标外购件，用于气缸销轴a2-13。

所述纵向伺服单元夹紧机构包括伺服滑台b3-1、支撑座b3-2、立板b3-3、圆垫片b3-4、定位块b3-5、立板销轴铜套b3-6、立板销轴b3-7、压臂连接板b3-8、压臂b3-9、气缸b3-10、气缸销轴b3-11、气缸销轴垫片b3-12及开口销b3-13。

所述伺服滑台b3-1通过销孔定位与螺栓连接方式安装在主框架1-1的正面右侧位置；所述支撑座b3-2通过销孔定位与螺栓连接方式安装在伺服滑台b3-1上；所述立板b3-3通过销孔定位与螺栓连接方式安装在支撑座b3-2上；所述定位块b3-5通过自身螺纹安装在立板b3-3上，中间安装圆垫片b3-4,另一定位块b3-5通过自身螺纹安装在压臂b3-9上，中间安装圆垫片b3-4；所述立板销轴铜套b3-6通过过盈配合安装在立板b3-3上；所述压臂连接板b3-8通过立板销轴b3-7安装在立板b3-3的两侧上；所述压臂b3-9通过销孔定位安装在压臂连接板b3-8上；所述气缸b3-10缸体通过气缸销轴b3-11安装在立板b3-3上，气缸b3-10头部通过气缸销轴b3-11与压臂b3-4连接；所述缸销轴垫片b3-12安装在气缸销轴b3-11两侧，用开口销b3-13穿过气缸销轴b3-11，卡紧防止气缸销轴b3-11窜动。

该机构中各部件的设置及作用特点如下：

3-1伺服滑台b：为市售产品，利用伺服电机驱动滑台上滑块直线运动，稳定性好，精度高。

3-2支撑座b：由钢板焊接完成，通过销孔定位和螺栓连接固定在伺服滑台3-1上。

3-3立板b：材料为q235a，火焰切割下料，通过销孔定位与螺栓连接方式安装在支撑座b3-2上。

3-4圆垫片b：为薄型垫片，分为0.5毫米、1毫米、2毫米三种规格，安装在定位块b3-5与立板b3-3中间或者定位块b3-5与压臂b3-9中间，调试时通过增加或减少垫片的厚度来满足设备的定位位置。

3-5定位块b：材质45#钢，淬火调质，硬度45-50hrc。通过螺栓安装在立板b3-3和压臂b3-9上。

3-6立板销轴铜套b：为外购件，铜粉末冶金制成，低速旋转使用。

3-7立板销轴b：采用标准直径太敬轴，调质处理220-250hb。

3-8压臂连接板b：标准板材加工，通过销孔安装在立板b3-3上。

3-9压臂b：标准板材加工，通过销孔安装在压臂连接板b3-8上。

3-10气缸b：为市售产品，通过气缸销轴b3-11安装在立板b3-3上，头部与压臂b3-9连接，用来推动压臂b3-9夹紧或者打开。

3-11气缸销轴b：为国标外购件，用来连接气缸b3-10。

3-12气缸销轴垫片b：为国标外购件，用于气缸销轴b3-11。

3-13开口销b：为国标外购件，用于气缸销轴b3-11。

所述固定单元夹紧机构包括支撑座c4-1、立板c4-2、圆垫片c4-3、定位块c4-4、立板销轴铜套c4-5、立板销轴c4-6、压臂连接板c4-7、压臂c4-8、气缸c4-9、气缸销轴c4-10、气缸销轴垫片c4-11及开口销c4-12。

所述支撑座c4-1通过销孔定位与螺栓连接方式安装在主框架1-1上；所述立板c4-2通过销孔定位与螺栓连接方式安装在支撑座c4-1上；所述定位块c2-5通过自身螺纹安装在立板c4-2上，中间安装圆垫片c4-3,另一定位块c2-5通过自身螺纹安装在压臂c4-8上，中间安装圆垫片c4-3；所述立板销轴铜套c4-5通过过盈配合安装在立板c4-2上；所述压臂连接板c4-7通过立板销轴c4-6安装在立板c4-2的两侧上；所述压臂c4-8通过销孔定位安装在压臂连接板c4-7上；所述气缸c4-9缸体通过气缸销轴c4-10安装在立板c4-2上，气缸c4-9头部通过气缸销轴c4-10与压臂c4-8连接；所述缸销轴垫片c4-11安装在气缸销轴c4-10两侧，用开口销c4-12穿过气缸销轴c4-10，卡紧防止气缸销轴c4-10窜动。

该机构中各部件的设置及作用特点如下：

4-1支撑座c：由钢板焊接完成，通过销孔定位和螺栓连接固定在主框架1-1上。

4-2立板c：材料为q235a，火焰切割下料，通过销孔定位与螺栓连接方式安装在支撑座c4-2上。

4-3圆垫片c：为薄型垫片，分为0.5毫米、1毫米、2毫米三种规格，安装在定位块c4-4与立板c4-2中间或者定位块c3-5与压臂c3-9中间，调试时通过增加或减少垫片的厚度来满足设备的定位位置。

4-4定位块c：材质45#钢，淬火调质，硬度45-50hrc。通过螺栓安装在立板c4-2和压臂c4-8上。

4-5立板销轴铜套c：为外购件，铜粉末冶金制成，低速旋转使用。

4-6立板销轴c：采用标准直径太敬轴，调质处理220-250hb。

4-7压臂连接板c：标准板材加工，通过销孔安装在立板c4-2上。

4-8压臂c：标准板材加工，通过销孔安装在压臂连接板c4-7上。

4-9气缸c：为市售产品，通过气缸销轴c4-10安装在立板c4-2上，头部与压臂c4-8连接，用来推动压臂c4-8夹紧或者打开。

4-10气缸销轴c：为国标外购件，用来连接气缸c4-9。

4-11气缸销轴垫片c：为国标外购件，用于气缸销轴c4-10。

4-12开口销c：为国标外购件，用于气缸销轴c4-10。

该机整体连接：所述横向伺服单元夹紧机构、纵向伺服单元夹紧机构和固定单元夹紧机构分别通过销孔定位和螺栓固定的方式连接在主框架上，整个柔性抓具伺服切换设备与外部设备以销孔定位和螺栓固定方式连接，通过总线控制方式实现伺服单元夹紧机构位置。

工作原理及主要结构特点：

主框架机构：为整个设备的基础,支撑其它单元夹紧机构，为其提供气源、电控信号,与外部机器人等设备连接。

横向伺服单元夹紧机构：利用伺服电机驱动滑台上的滑块横向直线运动，带动整个单元夹紧机构横向直线运动,使得抓具可以适应各种长度的搬运物进行抓取。

纵向伺服单元夹紧机构：利用伺服电机驱动滑台上的滑块纵向直线运动，带动整个单元夹紧机构纵向直线运动,使得抓具可以适应各种宽度的搬运物进行抓取。

固定单元夹紧机构：固定在主框架上，设备以此机构为基准进行调整横横向伺服单元夹紧机构和纵向伺服单元夹紧机构的相应位置。

总之，该设备可根据实际应用要求设计适宜的主框架机构以及横向伺服单元夹紧机构与纵向伺服单元夹紧机构的相对位置，进而可以适应多种尺寸的搬运物，性能稳定可靠，在企业的混线生产过程中可轻松切换生产产品，简单方便，适用性强，大大提高企业的生产效率，降低生产成本，应用效果非常显著。

该设备主要参数：

工件最大外形尺寸1360mmx1020mmx740mm；

工件最大重量130kg。

应用于各种设备操作的工艺流程如下：

接收外部有产品识别的控制信号，横向伺服单元夹紧机构滑台上面的单元移动到相应位置，纵向伺服单元夹紧机构滑台上面的单元移动到相应位置；机器人带着设备到抓取点，检测有搬运物，电信号控制三个气缸杆伸出，三个压臂夹紧，反馈夹紧信号给机器人，机器人带着设备将搬运物抓起。

该设备机械结构设计简单、合理、性能安全可靠，便于加工制造、装配、运输、安装，且维护方便。

上述参照实施例对柔性抓具伺服切换设备进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的；因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。