一种具有精确测量功能的机器人夹爪控制系统的制作方法

专利查询2022-6-30  89



1.本实用新型涉及机器人夹爪领域,具体涉及一种具有精确测量功能的机器人夹爪控制系统。


背景技术:

2.机器人由于其可按照各种用途的编程后即可执行各种动作,所以机器人的用途比较广,可用于焊接、切割、打磨、喷涂以及机床上下料等,但是在执行各种不同的工作时,仍然需要一些合适的末端执行机构,比如说进行机器人上下料取件时,需要有相应的夹爪来抓紧工件并将其输送到指定的位置;虽然目前市场上的夹爪多种多样,可是基本上就只具备抓取功能,只能对工件进行抓取而没有其他功能。
3.但是通常情况下在数控车床的流水线上,还需要对产品的半成品和成品进行监控,以防没有及时发现问题而批量性出现报废工件,所以往往在机床上下料的自动上下料的工序中,有时还需要增加一个测量的程序,以对半成品和成品的尺寸进行检测。
4.但是由于在数控机床的加工工序中往往对工作节拍非常敏感,因为一条流水线在一天的工作中产品数以千计,只要每个工件多一个测量工序增加几秒钟,则每天用于测量工序的时间就可能要增加几千秒,严重影响了工作效率和产品的产出。
5.不仅如此,由于目前的在线检测手段一般需要做专业的精密检测工作台,而这个检测台动辄数万元的造价也大大增加了机器人上下料工作站的成本,使一些并不需要特别精确的在线检测或者对成本敏感的机器人用户望而却步。
6.同时由于传统夹爪的夹持系统和在线检测系统各自独立工作,基本上毫无联系,所以在安装调试时需要各自单独调试,增加了调试工作量和时间成本。


技术实现要素:

7.本实用新型针对现有技术中存在的技术问题,提供一种具有精确测量功能的机器人夹爪,可以避免产生批量性废品的风险,同时显著提升了机床上下料的工作节拍,提升生产效率,降低了在线检测功能的流水线的生产制造成本,并提升集成度,可降低生产线的安装调试难度,缩短安装调试时间。
8.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:一种具有精确测量功能的机器人夹爪,其包括机器人夹爪、夹爪控制模块、尺寸检测模块、机器人控制模块、控制器;所述尺寸检测模块设置在所述机器人夹爪上,所述尺寸检测模块与控制器的信号输入端连接,所述机器人控制模块和所述机器人夹爪分别与控制器的信号输出端连接。
9.作为优选的,所述控制器连接有报警器,尺寸检测模块检测到工件尺寸与设定值不匹配或误差超过设定值时,通过报警器输出报警信号。
10.作为优选的,所述尺寸检测模块包括测量传感器和数据转换模块,所述测量传感器的信号输出端与所述数据转换模块的信号输入端连接,所述数据转换模块的信号输出端与控制器的信号输入端连接。
11.作为优选的,所述测量传感器为位移传感器。
12.作为优选的,所述机器人夹爪包括固定支架、气缸和活动支架,所述固定支架呈工字形,且所述固定支架上端固定有连接部,所述连接部用于与机器人连接,所述固定支架包括上部横板、竖板和下部底板,两个竖板横向间隔设置在上部横板与下部底板之间,所述气缸有两个,分别固定在所述竖板的外部两侧,所述气缸的活塞杆与活动支架的下端连接,使得所述下部底板与活动支架的下端之间形成工件的夹持空间,所述活动支架套设在所述竖板上且沿所述竖板竖直方向滑动,所述尺寸检测模块有两个,分别设置在所述下部底板上,所述活动支架的上端位于所述尺寸检测模块的上方,所述尺寸检测模块用于检测下部底板与所述活动支架上端之间的距离。
13.本实用新型的有益效果是:本实用新型提供一种具有精确测量功能的机器人夹爪,可以避免产生批量性废品的风险,同时显著提升了机床上下料的工作节拍,提升生产效率,降低了在线检测功能的流水线的生产制造成本,并提升集成度,可降低生产线的安装调试难度,缩短安装调试时间。
附图说明
14.图1为本实用新型的原理框图。
15.图2为本实用新型的结构示意图。
16.其中,连接部1、上部横板2、气缸3、活塞杆4、下部底板5、竖板6、活动支架7、尺寸检测模块8。
具体实施方式
17.下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
18.在本实用新型的描述中,除非另有规定和限定,需要说明的是,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
19.如图1和图2所示,本实施例公开了一种具有精确测量功能的机器人夹爪,其包括机器人夹爪、夹爪控制模块、尺寸检测模块、机器人控制模块、控制器;所述尺寸检测模块设置在所述机器人夹爪上,所述尺寸检测模块与控制器的信号输入端连接,所述机器人控制模块和所述机器人夹爪分别与控制器的信号输出端连接。
20.可以理解的是,在本实施例中,所述尺寸检测模块用于对工件进行尺寸的测量并将测量结果发送到控制器,所述机器人夹爪用于对工件进行夹持和搬运,夹爪控制模块用于控制所述机器人夹爪的动作和状态,所述机器人控制模块则用于控制整个机器人的动作和状态,具体的,在本实施例中,通过所述尺寸检测模块检测待测工件是否达到规定尺寸,若符合则保持整个流水线正常作业,否则,通过控制器输出到机器人的夹爪控制模块驱动所述机器人夹爪将不合格的工件运输到指定位置,同时,输出控制信号到机器人控制模块
停止其运作,避免进一步继续产生不合格的工件,以达到及时止损的作用。
21.在另一个实施例中,当检测到工件符合标准后,控制器驱动夹爪控制模块输出以收拢机器人夹爪完成夹持和搬运动作,若检测到工件不符合标准,则控制器控制所述机器人夹爪不进行动作。
22.作为优选的,所述控制器连接有报警器,尺寸检测模块检测到工件尺寸与设定值不匹配或误差超过设定值时,通过报警器输出报警信号。
23.可以理解的是,在检测到不合格工件是,通过报警器输出报警信号以对操作人员进行提示,并同步完成其他设定动作。
24.作为优选的,所述尺寸检测模块包括测量传感器和数据转换模块,所述测量传感器的信号输出端与所述数据转换模块的信号输入端连接,所述数据转换模块的信号输出端与控制器的信号输入端连接。
25.可以理解的是,尺寸检测模块输出模拟信号或数字信号,通过数据转换模块将其转换后输出至控制器以便于进行识别和读取,进一步提升控制器的运行效率。
26.作为优选的,所述测量传感器为位移传感器。
27.可以理解的是,尺寸测量模块可以采用位移传感器电子尺等高精度测量装置。本实施例仅限定或举例说明采用上述列举的测量装置中的一种,在实际实施过程中,可以通过多种测量装置进行组合和选择。
28.作为优选的,所述机器人夹爪包括固定支架、气缸3和活动支架7,所述固定支架呈工字形,且所述固定支架上端固定有连接部1,所述连接部1用于与机器人连接,所述固定支架包括上部横板2、竖板6和下部底板 5,两个竖板6横向间隔设置在上部横板2与下部底板5之间,所述气缸3 有两个,分别固定在所述竖板6的外部两侧,所述气缸3的活塞杆4与活动支架7的下端连接,使得所述下部底板5与活动支架7的下端之间形成工件的夹持空间,所述活动支架7套设在所述竖板6上且沿所述竖板6竖直方向滑动,所述尺寸检测模块8有两个,分别设置在所述下部底板5上,所述活动支架7的上端位于所述尺寸检测模块8的上方,所述尺寸检测模块8用于检测下部底板5与所述活动支架7上端之间的距离。
29.可以理解的是,在本实施例中,所述尺寸检测模块8设置在所述下部底板5之上,且位于两个所述竖板6之间的位置,因此,其下端为固定,而上端通过活动支架7的上端进行遮挡,在检测时,能够检测到所述下部底板5 与活动支架7的上端之间的直线距离。因此,在本实施例中,所述活动支架 7为类似于z字形或s形结构,活动支架7的下端位于所述下部底板5上端且间隔有一定的距离,该间隔的距离用于夹持工件,活动支架7的下端固定在所述气缸3的活塞杆4上,通过气缸3的运动,使得所述活动支架7与所述下部底板5之间的距离发生变化。
30.而所述活动支架7套设或夹持在所述竖板6上,概括性的,所述活动支架7与所述竖板6活动连接。使得气缸3带动整个活动支架7相对于竖板6 和下部底板5做往复运动,已进行工件的夹持和测量。
31.在另一个实施例中,所述气缸、竖板、尺寸测量模块和活动支架可以设置多个,具体的,可以为四个,使得该机器人夹爪四个方向均可以进行夹持和测量。
32.在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特
点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
33.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

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