一種用于管樁端板加工的大尺寸變直徑機(jī)器人夾具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于管粧端板加工領(lǐng)域，涉及一種用于管粧端板加工的大尺寸變直徑機(jī)器人夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]管粧端板廣泛應(yīng)用于高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力水泥管粧的兩端，是不可或缺的環(huán)盤形金屬構(gòu)件。由于預(yù)應(yīng)力水泥管粧需求多樣，個(gè)體尺寸差距巨大，因此管粧端板的直徑變化很大。在對(duì)管粧端板進(jìn)行機(jī)器人焊接、搬運(yùn)及檢測(cè)作業(yè)時(shí)，端板夾具按裝夾方式不同可分為徑向夾緊與端面夾緊兩種類型。這兩種類型夾具分別通過氣動(dòng)卡盤與機(jī)械壓合裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)管粧端板的徑向或表面施壓，以達(dá)到夾緊的目的。但是由于氣動(dòng)卡盤的行程限制與機(jī)械壓合裝置不可拆分的特性，使這兩種夾具受到很大的裝夾限制。當(dāng)管粧端板尺寸變化稍大時(shí)則夾具失效，需要機(jī)器人頻繁更換不同型號(hào)端板夾具以便加工，這不緊提高了管粧端板加工成本，同時(shí)也大大降低了生產(chǎn)效率。
[0003]因此，有必要設(shè)計(jì)一種能夠?qū)崿F(xiàn)大尺寸變直徑且裝夾穩(wěn)定可靠的管粧端板夾具。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有加工技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種用于機(jī)器人對(duì)管粧端板進(jìn)行焊接、搬運(yùn)及檢測(cè)作業(yè)時(shí)的夾具，該夾具采用電控永磁的方式對(duì)管粧端板表面進(jìn)行夾緊，并由直線變位機(jī)構(gòu)帶動(dòng)夾持裝置運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)大尺寸精確變位，利用極限開關(guān)對(duì)滑塊進(jìn)行定位、啟動(dòng)原點(diǎn)以及防止超出行程，通過防塵裝置保護(hù)夾具內(nèi)部工作環(huán)境，該夾具可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同型號(hào)的管粧端板的裝夾，解決夾具更換頻繁、自動(dòng)化程度低下的問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0006]—種用于管粧端板加工的大尺寸變直徑機(jī)器人夾具，它主要包含底座、直線變位機(jī)構(gòu)、夾持機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)以及防塵機(jī)構(gòu)。
[0007]所述的底座包括支撐框架和機(jī)器人連接法蘭，所述支撐框架的四個(gè)轉(zhuǎn)角處設(shè)有加強(qiáng)筋固定，對(duì)整個(gè)夾具體起支撐穩(wěn)固作用。所述機(jī)器人連接法蘭固定于支撐框架下端，機(jī)器人連接法蘭沿圓周方向設(shè)有均勻分布的螺栓通孔，用于與機(jī)器人活動(dòng)端連接。
[0008]所述直線變位機(jī)構(gòu)包含固定裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)。
[0009]所述固定裝置包括電機(jī)座和尾座，電機(jī)座與尾座分別通過螺釘固定安裝于滑軌兩端，尾座中心設(shè)有軸承座孔。
[0010]所述傳動(dòng)系統(tǒng)包括滑軌、兩塊滑塊和雙向滾珠絲杠；所述滑軌通過螺栓與支撐框架固定連接，滑軌采用U型斷面，U型斷面兩側(cè)內(nèi)壁設(shè)有滾珠珠槽；所述滑塊短邊側(cè)面中心有一通孔，通孔內(nèi)部有一固定滾珠螺母，滑塊上表面四個(gè)邊角處有對(duì)稱分布的螺紋孔，兩塊滑塊對(duì)稱安裝于雙向滾珠絲杠的兩側(cè)，雙向滾珠絲杠通過滑塊中心通孔與其內(nèi)部固定滾珠螺母配合，滑塊長邊兩側(cè)設(shè)有防塵片和單排循環(huán)滾動(dòng)的滾珠，防塵片與滑軌緊密貼合，防止灰塵、異物進(jìn)入滑軌內(nèi)部，滾珠直徑與珠槽直徑一致，滑塊與滑軌通過滾珠與珠槽相配合，滑塊可在滑軌上直線滑動(dòng)，該設(shè)計(jì)使機(jī)器人夾具具有承受側(cè)向負(fù)荷的能力；所述雙向滾珠絲杠一端安裝于電機(jī)座的中心軸承處，另一端安裝于尾座的中心軸承處。
[0011]所述動(dòng)力系統(tǒng)包括聯(lián)軸器和伺服電機(jī)，伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器與雙向滾珠絲杠連接，伺服電機(jī)通過電機(jī)連接法蘭與電機(jī)座固定連接。伺服電機(jī)帶動(dòng)雙向滾珠絲杠正向或逆向旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩塊滑塊沿滑軌做相對(duì)方向直線運(yùn)動(dòng)，通過控制伺服電機(jī)轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)數(shù)，實(shí)現(xiàn)夾具的大尺寸直線精確變位。
[0012]所述夾持機(jī)構(gòu)包含兩個(gè)電永磁鐵和兩個(gè)固定平臺(tái)，所述電永磁鐵的四個(gè)邊角各有一個(gè)螺栓通孔，上表面有兩塊磁極，電永磁鐵內(nèi)部采用永磁鐵作為磁源，通過電控系統(tǒng)對(duì)磁路分布進(jìn)行控制和轉(zhuǎn)換，使永磁磁場(chǎng)在系統(tǒng)內(nèi)部自身平衡，或釋放到電永磁鐵的兩塊磁極表面，對(duì)外表征為消磁放松或充磁夾緊狀態(tài)；所述固定平臺(tái)起中間連接轉(zhuǎn)換作用，固定平臺(tái)兩側(cè)為方形支撐結(jié)構(gòu)，支撐結(jié)構(gòu)表面有對(duì)稱分布的四個(gè)螺栓孔，支撐結(jié)構(gòu)與電永磁鐵通過螺栓固定連接，固定平臺(tái)中部有對(duì)稱分布的安裝通孔，固定平臺(tái)與滑塊通過螺釘固定連接，固定平臺(tái)中部四個(gè)邊角設(shè)置有防塵護(hù)套連接螺孔，固定平臺(tái)底部設(shè)置有與防塵片相配合的凹槽?；诃h(huán)盤形管粧端板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，兩個(gè)電永磁鐵對(duì)管粧端板沿直徑方向表面進(jìn)行夾持，可由直線變位機(jī)構(gòu)改變兩電永磁鐵之間的距離，當(dāng)直線變位機(jī)構(gòu)進(jìn)行變位時(shí)，滑塊通過固定平臺(tái)帶動(dòng)電永磁鐵同步運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)夾具的變直徑夾持。
[0013]所述定位機(jī)構(gòu)包含一個(gè)極限開關(guān)安裝軌道和四個(gè)極限開關(guān)，安裝軌道固定安裝于滑軌一側(cè)，兩個(gè)極限開關(guān)安裝于安裝軌道的兩端，用于提供直線變位機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)原點(diǎn)，另外兩個(gè)極限開關(guān)安裝于安裝軌道中間，用于防止所述直線變位機(jī)構(gòu)超出行程。
[0014]所述防塵機(jī)構(gòu)包含伸縮型防塵護(hù)套A、防塵護(hù)套B和防塵護(hù)套C ;防塵護(hù)套A由螺釘固定安裝于尾座和與尾座相鄰的固定平臺(tái)之間，伸縮護(hù)套B由螺釘固定安裝于兩固定平臺(tái)之間，伸縮護(hù)套C由螺釘固定安裝于電機(jī)座和與電機(jī)座相鄰的固定平臺(tái)之間。防塵護(hù)套A、防塵護(hù)套B和防塵護(hù)套C配合滑塊上的防塵片，可以防止工作時(shí)灰塵、異物等進(jìn)入滑軌內(nèi)而影響其使用精度、壽命。
[0015]所述直線變位機(jī)構(gòu)、夾持機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)和防塵機(jī)構(gòu)共兩套，以尾座為中心對(duì)稱安裝于底座支持框架上，對(duì)兩塊管粧端板同時(shí)進(jìn)行夾持。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:直線變位機(jī)構(gòu)采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)可以提高夾具工作自動(dòng)化程度，同時(shí)通過整合滾珠絲杠和線性滑軌能夠?qū)崿F(xiàn)夾具高精度、大尺寸變位；夾持機(jī)構(gòu)采用電永磁鐵的方式能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)管粧端板快速高效、穩(wěn)定可靠的夾持；定位機(jī)構(gòu)通過極限開關(guān)保證夾具的精確動(dòng)作以及運(yùn)行安全；防塵機(jī)構(gòu)采用伸縮護(hù)套可以確保夾具內(nèi)部良好的工作環(huán)境。本發(fā)明可以滿足多種尺寸規(guī)格管粧端板在機(jī)器人自動(dòng)加工中高效、可靠的夾緊需要。
【附圖說明】
[0017]圖1是大尺寸變直徑機(jī)器人夾具總體裝配圖；
[0018]圖2是直線變位機(jī)構(gòu)與夾緊機(jī)構(gòu)的分解透視圖；
[0019]圖3是軌道與滑塊之間回流系統(tǒng)主視圖；
[0020]圖4是固定平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖中:1支撐框架；2滑軌；3雙向滾珠絲杠；4滑塊；5固定平臺(tái)；6電永磁鐵；7聯(lián)軸器；8伺服電機(jī)；9電機(jī)座；10電機(jī)連接法蘭；11尾座；12機(jī)器人連接法蘭；13a防塵護(hù)套A ;13b防塵護(hù)套B ；13c防塵護(hù)套C ;14防塵片；15極限開關(guān)；16安裝軌道；17珠槽；18滾珠；19支撐結(jié)構(gòu)；20螺栓孔；21安裝通孔；22防塵護(hù)套連接螺孔。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實(shí)施例和說明書附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
[0023]本發(fā)明提供的夾具機(jī)構(gòu)是一種用于管粧端板加工的大尺寸變直徑機(jī)器人夾具，所述機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，可滿足多種尺寸規(guī)格管粧端板快速、可靠的夾緊需要?，F(xiàn)參見附圖，接下來將描述所提供夾具機(jī)構(gòu)的實(shí)施例。
[0024]如圖1和圖2所示，一種用于管粧端板加工的大尺寸變直徑機(jī)器人夾具主要包含底座、直線變位機(jī)構(gòu)、夾持機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)以及防塵機(jī)構(gòu)。
[0025]底座主要包含支撐框架1和機(jī)器人連接法蘭12，支撐框架1截面為長方形結(jié)構(gòu)，四個(gè)轉(zhuǎn)角處設(shè)有加強(qiáng)筋固定，對(duì)整個(gè)夾具體起支撐穩(wěn)固作用。機(jī)器人連接法蘭12固定于支撐框架1下端，法蘭沿圓周方向設(shè)有均勻分布的螺栓通孔，用于與機(jī)器人活動(dòng)端相連接。
[0026]所述直線變位機(jī)構(gòu)包含固定裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)。
[0027]固定裝置包括電機(jī)座9和尾座11，電機(jī)座9與尾座11分別通過螺釘固定安裝于滑軌2兩端，尾座11中心設(shè)有軸承座孔。
[0028]傳動(dòng)系統(tǒng)包括滑軌2、兩塊滑塊4和雙向滾珠絲杠3，所述滑軌2與支撐框架1通過螺栓固定連接，滑軌2采用U型斷面，U型斷面兩側(cè)內(nèi)壁設(shè)有滾珠珠槽17 ;如圖3所示，所述滑塊4為長方體構(gòu)型，滑塊4上表面四個(gè)邊角處有對(duì)稱分布的螺紋孔，短邊側(cè)面中心有一通孔，通孔內(nèi)部有一固定滾珠螺母，雙向滾珠絲杠3通過中心通孔并與其內(nèi)部滾珠螺母相配合，通過此種方式，共有兩個(gè)滑塊4對(duì)稱布置于雙向滾珠絲杠3兩側(cè)；滑塊4長邊兩側(cè)設(shè)有防塵片14和單排循環(huán)滾動(dòng)的滾珠18，防塵片14與滑軌2緊密貼合，防止灰塵、異物進(jìn)入滑軌2內(nèi)部；滑塊4與滑軌2通過滾珠18與珠槽17相配合，滑塊4在滑軌2