燃油泵支架的储油桶自动上料抓取装置的制作方法

本实用新型与送料设备有关，具体属于一种燃油泵支架的储油桶(或其它圆柱状物料)自动上料抓取装置。

背景技术：

随着工业4.0技术的快速发展和大规模推广，人力成本不断增加，各行各业的生产、装配等工艺过程对自动化的要求越来越高，需求也越来越迫切。然而，在一些生产过程中，要想以自动化技术(如机器人、智能化生产系统)完全取代人工操作，同时还要保证自动化操作与手动操作相同的可操作性和稳定性，则存在诸多的技术难题需要解决，尤其是如何控制自动化设备的成本投入方面。

在传统的汽车燃油系统中，燃油泵支架需要与储油桶装配在一起，而在储油桶的安装过程中，要实现上料和抓取的自动化操作，需要解决以下两点问题：

1、储油桶呈圆柱桶状，由于储油桶在送料托盘内的姿态无法保证唯一性，因此对储油桶进行自动抓取时，必须解决储油桶姿态识别及矫正的问题，这样才能保证自动抓取后储油桶姿态的唯一性，为后续自动装配的实现创造机会和可能性；

2、储油桶的直径通常较大，在送料托盘上占据着较大的面积，如果直接进行姿态识别抓取及姿态校正，那么就需要在XYZ三个方向进行移动且在不同角度上进行旋转，这样会使得整个自动化设备造价极高且系统复杂，对于工厂来说实现这样自动化往往得不偿失。因此，还必须解决在识别抓取过程中设备机构的移动，以减少设备的投入成本。

只有解决了上述两点问题，才能使储油桶的自动化装配成为可能，达到自动化投入的目的。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种燃油泵支架的储油桶自动上料抓取装置，可以解决储油桶上料过程中姿态不唯一性的问题且减少设备的投入成本。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的燃油泵支架的储油桶自动上料抓取装置，包括控制单元、储油桶圆心定位机构、储油桶角度识别调整机构以及储油桶抓取机构；

储油桶圆心定位机构，包括送料机构、外圆定心座和位置传感器，所述送料机构将上料料道中的储油桶送至外圆定心座，所述位置传感器设于外圆定心座的外侧并与控制单元电性连接；

储油桶角度识别调整机构，包括图像采集器、旋转伺服电机，所述图像采集器位于外圆定心座的正上方并将采集到的图像信息传送至控制单元，所述旋转伺服电机与控制单元电性连接；

储油桶抓取机构，包括取料气缸、吸取机构，所述吸取机构安装在旋转伺服电机的下方并在旋转伺服电机的带动下调整角度，所述取料气缸带动旋转伺服电机和吸取机构在水平方向和竖直方向移动。

在上述装置中，所述送料机构包括送料升降气缸和推料气缸，所述推料气缸固定安装在送料升降气缸的活塞杆上并在送料升降气缸的带动下上下移动，所述推料气缸的活塞杆使上料料道中的储油桶移动至外圆定心座中。进一步的，所述推料气缸的活塞杆上安装有一推料顶杆，所述推料顶杆的端部位于上料料道的储油桶下方。优选的，所述推料顶杆呈L型，所述推料气缸的活塞杆伸出时，推料顶杆的端部高于储油桶的下沿。

在上述装置中，所述上料料道的一端与外圆定心座连接。

在上述装置中，所述位置传感器为一对光电传感器。

在上述装置中，所述图像采集器为相机。

在上述装置中，所述取料气缸包括上下升降气缸和左右平移气缸，所述上下升降气缸带动旋转伺服电机和吸取机构在竖直方向上移动，所述左右平移气缸带动旋转伺服电机和吸取机构在水平方向上移动。进一步的，所述上下升降气缸安装在左右平移气缸的活塞杆上，所述旋转伺服电机和吸取机构安装在上下升降气缸的活塞杆上。

在上述装置中，所述吸取机构包括负压系统以及与负压系统相连的负压吸盘。

本实用新型的自动上料抓取装置可以准确可靠地检测和矫正储油桶的上料姿态，保证储油桶在后续自动安装时保持一致性的姿态，并且整体结构紧凑，将姿态矫正和储油桶的抓取移送功能分开实现，设备投入成本低。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的侧视图；

图3为本实用新型的局部俯视图；

图4为本实用新型的信号连接示意图。

其中附图标记说明如下：

111为送料升降气缸；112为推料气缸；113为外圆定心座；114为位置传感器； 115为取料气缸；116为相机；117为旋转伺服电机；118为吸取机构；119为上料料道；120推料顶杆；121为储油桶。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型提供的燃油泵支架的储油桶自动上料抓取装置，如图1所示，包括控制单元(图中未示出)、储油桶圆心定位机构、储油桶角度识别调整机构以及储油桶抓取机构。

储油桶圆心定位机构，包括送料机构、外圆定心座113和位置传感器114，可以减少储油桶在水平面内的移动。所述送料机构将上料料道119中的储油桶121送至外圆定心座113，所述位置传感器114设于外圆定心座113的外侧并与控制单元电性连接。其中，位置传感器114为一对光电传感器，用于检测储油桶121是否传送到位。

储油桶角度识别调整机构，用于对储油桶姿态的识别和调整，其包括图像采集器、旋转伺服电机117，所述图像采集器位于外圆定心座113的正上方并将采集到的图像信息传送至控制单元，所述旋转伺服电机117与控制单元电性连接。其中，图像采集器为相机，也可以为其它图形采集装置，如摄像头。

储油桶抓取机构，包括取料气缸、吸取机构118，所述吸取机构118安装在旋转伺服电机117的下方并在旋转伺服电机117的带动下调整角度，所述取料气缸带动旋转伺服电机117和吸取机构118在水平方向和竖直方向移动。

如图2所示，所述送料机构包括送料升降气缸111和推料气缸112，所述推料气缸112固定安装在送料升降气缸111的活塞杆上并在送料升降气缸111的带动下上下移动，所述推料气缸112的活塞杆使上料料道119中的储油桶121移动至外圆定心座中131。

其中，所述推料气缸112的活塞杆上安装有一推料顶杆120，所述推料顶杆120 的端部位于上料料道119的储油桶121下方。在本实施例中，所述推料顶杆120呈L 型，所述推料气缸112的活塞杆伸出时，推料顶杆120的端部高于储油桶121的下沿。

如图2、图3所示，所述上料料道119的一端与外圆定心座113连接。

其中，取料气缸包括上下升降气缸和左右平移气缸，所述上下升降气缸带动旋转伺服电机117和吸取机构118在竖直方向上移动，所述左右平移气缸带动旋转伺服电机117和吸取机构118在水平方向上移动。

进一步的，上下升降气缸安装在左右平移气缸的活塞杆上，旋转伺服电机117和吸取机构118则安装在上下升降气缸的活塞杆上。这样，上下升降气缸、旋转伺服电机117和吸取机构118在左右平移气缸的带动下在吸取工位(外圆定心座113所在位置)和后续的装配工位之间移动，而旋转伺服电机117和吸取机构118则在上下升降气缸的带动下在吸取工位处和装配工位处上下移动。

在本实施例中，吸取机构包括负压系统以及与负压系统相连的负压吸盘。优选的还包括储油桶仿形定位工装。该储油桶仿形定位工装呈两端开口的柱状，负压吸盘位于储油桶仿形定位工装的顶部。

上述装置的信号连接关系如图4所示，具体上料抓取过程如下：

第一步，控制单元驱动送料升降气缸111运行，送料升降气缸111的活塞杆伸出，带动推料气缸112上升，安装在推料气缸112的活塞杆上的推料顶杆120随之上升且其端部高于储油桶121的下沿；

第二步，控制单元驱动推料气缸112运行，推料气缸112的活塞杆伸出，利用推料顶杆120将储油桶121(桶口在下，桶底在上)推向外圆定心座113；

第三步，储油桶移动到位至外圆定心座113处(即找正圆心)，位置传感器114 检测到储油桶后，向控制单元发出到位信号；

第四步，控制单元接收到位置传感器114发来的到位信号，向相机发出图像采集信号；

第五步，相机接收到图像采集信号后对外圆定心座113处的储油桶121进行拍照，并将采集到的图像信息传送至控制单元；此时，旋转伺服电机117和吸取机构118位于外圆定心座113的一侧位置，这样不会妨碍相机对储油桶121进行拍照；

第六步，控制单元对图像信息进行处理，获取到储油桶121的角度信息；

第七步，控制单元驱动旋转伺服电机117运行，调整吸取机构118的角度；

第八步，控制单元驱动左右平移气缸运行，带动上下升降气缸、旋转伺服电机117 和吸取机构118在水平方向移动至储油桶121上方；

第九步，控制单元驱动上下升降气缸运行，上下升降气缸的活塞杆伸出，带动旋转伺服电机117和吸取机构118向下移动至储油桶121；

第十步，控制单元控制负压系统运行，负压吸盘吸住储油桶121的桶底，储油桶仿形定位工装则将储油桶的圆周侧面包裹在内；上下升降气缸在控制单元的驱动下向上运行，即上下升降气缸的活塞杆收回，旋转伺服电机117、吸取机构118和储油桶121一起上行；到达预定位置后，左右平移气缸在控制单元驱动下活塞杆伸出，带动旋转伺服电机117、吸取机构118和储油桶121在水平方向移动至装配工装的上方(例如装配工位位于吸取工位的右侧)；上下升降气缸的活塞杆再次带动旋转伺服电机 117、吸取机构118和储油桶121向下运行，储油桶121被放入装配工装内，控制单元控制负压系统停止工作，负压吸盘释放储油桶，最后上下升降气缸的活塞杆带动旋转伺服电机117和吸取机构118上行归位。

本实用新型的自动上料抓取装置可以准确可靠地检测和矫正储油桶的上料姿态，保证储油桶在后续自动安装时保持一致性的姿态，并且整体结构紧凑，将姿态矫正和储油桶的抓取移送功能分开实现，设备投入成本低。

以上通过具体实施例对本实用新型进行了详细的说明，该实施例仅仅是本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不局限于上述实施方式。在不脱离本实用新型原理的情况下，本领域的技术人员做出的等效置换和改进，均应视为在本实用新型所保护的技术范畴内。