一种剪板的滑槽式机器人手爪的制作方法

本发明涉及一种工业用视觉机器人手爪，尤其是涉及一种剪板的滑槽式机器人手爪。

背景技术

目前，剪板作业过程中使用的钣金抓取方式主要有真空吸盘、电磁吸盘以及真空和电磁复合吸盘。电磁吸盘虽然吸力大，但重量大，价格高。真空吸盘轻巧，价格相对便宜，应用广泛。真空和电磁复合吸盘结构复杂，需定做，重量大，价格也高。随着剪板作业柔性化的发展，机器人柔性剪板也提上日程了。

传统剪板加工业使用的钣金抓取和夹紧器普遍存在以下几个缺陷：1、普通的气缸内部没有连杆机构，对钣金件的夹紧力很小，且随气源波动，夹紧力也会发生变化，很不稳定，很容易影响钣金件的夹紧力，容易造成压力过紧或空压；2、不能自动对中；3、不能平行夹紧，夹持压强大，易夹坏薄板；4、市场上对钣金件双方向进行夹紧的产品少之又少，大部分钣金夹紧器只能够单方向对工件进行夹紧，很难满足机器人柔性化剪板生产要求；5、气缸动作方向和夹紧方向几乎平行，导致手爪体积大，抓取板材时所需空间大，不利于板材的抓取。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种剪板的滑槽式机器人手爪，以满足机器人柔性化剪板生产的要求。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种剪板的滑槽式机器人手爪，包括壳体、滑槽式夹紧模块、位置感应模块和驱动模块，所述壳体内部设置互相连接的滑槽式夹紧模块和位置感应模块，壳体下端连接驱动模块，其中，所述壳体上端为对称式夹持结构，设有弧形滑槽和中间滑槽，所述滑槽式夹紧模块通过上述滑槽连接壳体。

进一步地，所述弧形滑槽包括四个上弧形滑槽和四个下弧形滑槽，各弧形滑槽对称设置于壳体正面和背面内表面侧，并且沿着手爪夹紧面左右对称设置，所述中间滑槽设于壳体正面和背面的中心线上。

进一步地，所述上弧形滑槽和下弧形滑槽半径相等、下端起始角度相等，且位于同一侧的上弧形滑槽和下弧形滑槽的圆弧中心位于同一铅垂线上。

进一步地，所述的滑槽式夹紧模块包括一对夹紧手指、一对上销轴、一对下销轴、一对连杆、以及一中间销轴和一滑块，所述夹紧手指通过上销轴连接上弧形滑槽，通过下销轴连接下弧形滑槽，所述滑块通过中间销轴连接中间滑槽，所述下销轴通过连杆连接中间销轴，所述滑块还连接驱动模块。

进一步地，所述的滑槽式夹紧模块还包括一弹性挡圈，该弹性挡圈包围中间销轴的外侧，用于连接中间滑槽和连杆。

进一步地，所述位置感应模块包括夹紧位置传感器、传感器接口和松开位置传感器，所述传感器接口伸出壳体外侧。

进一步地，所述驱动模块为气缸，包括气源上接口、气缸体、气缸活塞和气源下接口。

进一步地，所述壳体还设有用于连接外部装置的安装孔、定位孔和安装槽。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明的滑槽式夹紧模块采用滑块、连杆和滑槽的夹紧结构，气缸通过滑块推动连杆，使夹紧手指沿着壳体上的滑槽运动，实现夹紧或者松开，具有增力的效果，可通过较小工作气压产生较大夹紧力，力量强度稳定，同时，滑槽式夹紧模块使用的零部件数量少，结构简单，降低了制造难度、装配工作量和制造成本。

2、本发明的机器人手爪具有平行夹紧能力，手爪对板材的夹持压强小，不容易夹坏薄板，能很好满足机器人夹着薄板完成剪板作业的要求，克服了传统手爪不能平行夹紧，夹持压强大，易夹坏薄板的缺点。

3、本发明的机器人手爪具有自动对中和双方向对称夹紧的能力，所以能满足机器人柔性化剪板正、反面抓取、夹紧板材而中心面保持不变的生产要求，克服了传统手爪只能够单方向对工件进行夹紧的缺点。

4、本发明设有位置传感器模块，能够精确定位手爪的夹紧程度，能够适应各类不同的薄板，提高了生产的精度。

5、本发明结构可靠，气缸动作方向和夹紧方向垂直，手爪结构扁平化，能够使抓取板材时所需空间更小，更利于实际生产过程中机器人对板材的抓取。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的主视结构示意图；

图3为本发明带详细说明的立体结构示意图；

附图说明：100、壳体，200、滑槽式夹紧模块，300、位置感应模块，400、驱动模块，1、夹紧手指，2、槽口，4、上销轴，5、上弧形滑槽，6、下销轴，7、下弧形滑槽，8、安装孔，9、下连杆，10、中间销轴，11、弹性挡圈，12、中间滑槽，13、滑块，14、夹紧位置传感器，15、传感器接口，16、松开位置传感器，17、定位孔，18、气源上接口，19、气缸体，20、气缸活塞，21、气源下接口，22、安装槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1～图3所示，本实施例提供了一种剪板的滑槽式机器人手爪，包括壳体100、滑槽式夹紧模块200、位置感应模块300和驱动模块400，壳体100内部设置互相连接的滑槽式夹紧模块200和位置感应模块300，壳体100下端连接驱动模块400。

壳体100上端为对称式夹持结构，设有弧形滑槽和中间滑槽12，弧形滑槽包括四个上弧形滑槽5和四个下弧形滑槽7，各弧形滑槽对称设置于壳体100正面和背面内表面侧，并且沿着手爪夹紧面左右对称设置，上、下滑槽的半径相等、下端起始角度相等以及圆弧中心均位于同一铅垂线上。中间滑槽12设于壳体100正面和背面的中心线上，滑槽式夹紧模块200通过弧形滑槽和中间滑槽12连接壳体100，此外，壳体100还设有用于连接外部装置安装孔8、定位孔17和安装槽22。

滑槽式夹紧模块200包括一对夹紧手指1、一对上销轴4、一对下销轴6、一对连杆9、一个中间销轴10和一个滑块13，夹紧手指1通过上销轴4连接上弧形滑槽5，通过下销轴6连接下弧形滑槽7，滑块13连接驱动模块，并且通过中间销轴10连接中间滑槽12，滑块13只能在中间滑槽12内上、下直线滑动，一对下销轴6通过一对连杆9连接中间销轴10。滑槽式夹紧模块200还包括一弹性挡圈11，该弹性挡圈11包围中间销轴10的外侧，用于连接中间滑槽12和连杆9，起到缓冲作用。

位置感应模块300包括夹紧位置传感器14、传感器接口15和松开位置传感器16，传感器接口15伸出壳体外侧。夹紧位置传感器14通过感应滑块13和气缸活塞20相连的一端的位置间接感知工件是否处于夹紧状态；松开位置传感器16通过感应滑块13和气缸活塞20相连的一端的位置间接感知工件是否处于完全松开状态；传感器接口15是手爪和外界信息交换和电源连接的桥梁。

驱动模块400为气缸，包括气源上接口18、气缸体19、气缸活塞20、气源下接口21，气缸活塞20的一端连接滑块13。压缩空气通过进入气源上接口18和/或气源下接口21，使气缸活塞20做活塞运动，当气缸活塞20做活塞运动时，气缸活塞20推动滑块13在中间滑槽12中上、下直线滑动从而带动左、右两个对称的下连杆9驱动左、右两个下销轴6分别沿着左、右两个下弧形滑槽7滑动，进而带动滑槽式夹紧模块200相对于夹紧面做对称的、平行的夹紧、松开工件的动作。

本实施例的工作原理为：

一、在滑槽式夹紧对模块200夹紧过程中，压缩空气从气源下接口21进入气缸体19内，气缸体19上腔的空气从气源上接口18排出，推动气缸活塞20向上运动，并推动滑块13在中间滑槽12中向上直线滑动从而带动左、右两个对称的下连杆9驱动左、右两个下销轴6分别沿着左、右两个下弧形滑槽7向上滑动，进而带动左、右两套滑槽式夹紧模块200相对于夹紧面做对称的、平行的夹紧工件的动作，左、右两个夹紧手指1夹紧工件；工件自动对中于夹紧面；同时，滑块13和气缸活塞20相连的一端到达夹紧位置传感器14的感应位置，夹紧位置传感器14通过感应滑块13和气缸活塞20相连的一端的位置间接感知工件处于夹紧状态。

二、在滑槽式夹紧夹模块200松开过程中，压缩空气从气源上接口18进入气缸体19内，气缸体19下腔的空气从气源下接口21排出，推动气缸活塞20向下运动，并拉动滑块13在中间滑槽12中向下直线滑动从而带动左、右两个对称的下连杆9拉动左、右两个下销轴6分别沿着左、右两个下弧形滑槽7向下滑动，进而带动滑槽式夹紧模块200相对于夹紧面做对称的、平行的松开工件的动作，左、右两个夹紧手指1松开工件；同时，滑块13和气缸活塞20相连的一端到达松开位置传感器16的感应位置，松开位置传感器16通过感应滑块13和气缸活塞20相连的一端的位置间接感知工件处于完全松开状态。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。