一种用于工业机器人的末端柔性机械抓取装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种用于工业机器人的末端柔性机械抓取装置，涉及航空制造领域，能够缓减舱段支架零件装配时抓取难、零件定位不准确、制孔时薄壁类钣金零件易变形的问题。本发明专利技术包括：快换装置、柔性连接装置、平行背光源、横向夹紧机构和翻边压紧机构，所述快换装置由末端法兰盘、快换器固定端、能源模块固定端、能源模块工具端、快换器工具端和中间法兰盘组成；末端法兰盘连接工业机器人末端和快换器固定端；中间法兰盘连接T型架和快换器工具端；所述平行背光源安装在平行气缸底部；所述横向夹紧机构由平行气缸、L型连接块和夹紧块组成；所述翻边压紧机构由滑台气缸和压紧块组成，并固定在夹紧块侧面。本发明专利技术适用于大型薄壁舱段装配。

A flexible mechanical grasping device for industrial robots

The embodiment of the invention discloses an end flexible mechanical grabbing device for industrial robots, which relates to the field of Aeronautical manufacturing, and can alleviate the problems of difficult grabbing, inaccurate positioning of parts and easy deformation of thin-walled sheet metal parts in the assembly of cabin support parts. The invention comprises: a quick-change device, a flexible connection device, a parallel backlight, a transverse clamping mechanism and a flanging and pressing mechanism. The quick-change device consists of an end flange, a fixed end of the fast-change device, a fixed end of the energy module, a tool end of the energy module, a tool end of the fast-change device and an intermediate flange; the end flange connects the end of the industrial robot and the fixed end of the fast-change device; The parallel back light source is installed at the bottom of the parallel cylinder, the transverse clamping mechanism is composed of parallel cylinder, L-shaped connecting block and clamping block, and the flanging clamping mechanism is composed of a sliding platform cylinder and a clamping block, which are fixed on the side of the clamping block. The invention is suitable for assembling large thin-walled cabins.

【技术实现步骤摘要】
一种用于工业机器人的末端柔性机械抓取装置
本专利技术涉及航空制造领域，尤其涉及一种用于工业机器人的末端柔性机械抓取装置。
技术介绍
随着我国航空产业的发展，大型薄壁舱段装配在高质量、高效率等方面有了新的要求。舱段内壁支架零件种类众多，形状复杂，且大小不一，传统的舱段支架零件装配采用手工划线装配，舱段直径小，工人操作空间小，划线装配已经难以满足舱段装配中对效率和精度的要求。为此，国内的航空制造领域在经过几轮产业升级后，通过大规模应用工业机器人，在一定程度上实现了自动化。通过采用自动抓取系统与自动钻铆系统进行舱段内壁零件装配，是大型薄壁舱段装配领域的发展趋势。但是，目前抓取支架零件采用的机械抓手功能单一，每个机械抓手只能抓取几类零件。在需要装配十几种支架零件时，机器人末端需要更换不同的机械抓手，因此装配效率较低，且设计制造多种机械抓手成本很高。另外，在抓取过程中，容易出现零件位置错动，在抓取零件后无法知道零件的准确位姿，因此机器人无法精确地将支架零件贴合到舱段内壁指定位置上，严重影响装配质量，甚至无法进行制孔装配。综上所述，目前大规模应用在航空制造领域的工业机器人，其所采用的常规的机械抓手已经无法满足需求，从而限制了航空制造领域中自动化程度的进一步提高。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种用于工业机器人的末端柔性机械抓取装置，缓减舱段支架零件装配时抓取难、零件定位不准确、制孔时薄壁类钣金零件易变形的问题。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用一种用于工业机器人的末端柔性机械抓取装置，所述末端柔性机械抓取装置由快换装置、柔性连接装置、平行背光源、横向夹紧机构和翻边压紧机构组成；所述快换装置由末端法兰盘(1)、快换器固定端(2)、能源模块固定端(3)、能源模块工具端(4)、快换器工具端(5)和中间法兰盘(6)组成；末端法兰盘(1)连接工业机器人末端和快换器固定端(2)；中间法兰盘(6)连接T型架(7)和快换器工具端(5)；能源模块固定端(3)与快换器固定端(2)相连接；能源模块工具端(4)与快换器工具端(5)相连接；所述横向夹紧机构由平行气缸(16)、两个L型连接块(18)和两个夹紧块(21)组成；平行气缸(16)固定于箱体(10)底面；两个夹紧块(21)通过两个L型连接块(18)分别与平行气缸(16)两端相连；所述翻边压紧机构由固定支架(19)、滑台气缸(20)和压紧块(22)组成；滑台气缸(20)通过固定支架(19)与L型连接块(18)固连；压紧块(22)通过螺钉固定于滑台气缸(20)的滑块上；所述柔性连接装置由T型架(7)、C型架(11)、光电传感器(13)、连接块(8)、限位块(12)、箱体(10)、矩形弹簧(9)、挡光板(14)、第一导轨(23)、第二导轨(24)、制动器导轨(25)、第二滑块(26)、制动器固定端(27)和第一滑块(28)组成。在本实施例中，所述快换装置由末端法兰盘、快换器、能源模块和中间法兰盘组成，末端法兰盘连接工业机器人末端和快换器的固定端，中间法兰盘连接柔性连接装置的T型架和快换器的工具端；所述柔性连接装置包含T型架、C型架、连接块、限位块、箱体、导轨组件、导轨制动器、矩形弹簧和位置检测装置，箱体通过导轨组件与T型架连接，同时，通过连接块和矩形弹簧，使得箱体悬挂在T型架上，箱体可上下浮动，导轨制动器一端与箱体连接，另外一端与T型架连接，导轨制动器通气后，可对箱体进行位置锁死；所述平行背光源通过两个连接板与箱体前后两面相连接；所述横向夹紧机构包含一个平行气缸、两个L型连接块和两个夹紧块，平行气缸固定于箱体底面，两个夹紧块通过两个L型连接块分别与平行气缸两端相连；所述翻边压紧机构由固定支架、滑台气缸和压紧块组成，滑台气缸通过固定支架与L型连接块相连，压紧块固定于滑台气缸的滑动端。本实施例中，可抓取不同的钣金支架零件，通过更换不同的夹紧块和压紧块，可抓取更多种类的零件。本专利技术可在抓取工件后，由多功能自动钻铆机器人对钣金支架零件的翻边进行制孔和铆接。本专利技术可配合双目视觉系统，完成所抓取零件位姿的标定。从而减少装配时末端抓手的频繁更换，提高了装配效率，降低了末端机械抓手的设计制造成本，降低了工人的劳动强度，保证了舱段内壁零件的装配质量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例提供的用于工业机器人的末端柔性机械抓取装置的主视图；图2为本专利技术实施例提供的柔性连接装置分解结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的柔性连接装置的横向剖视图；图4为本专利技术实施例提供的T型架轴测图；图5为本专利技术实施例提供的C型架轴测图；图6为本专利技术实施例提供的箱体轴侧图；图7为本专利技术实施例提供的L型连接块轴测图；图8为本专利技术实施例提供的夹紧块轴测图；图9为本专利技术实施例提供的压紧块轴测图；图10为本专利技术实施例提供的支架零件横向夹紧示意图；图11为本专利技术实施例提供的支架零件翻边压紧示意图；图中各标号分别表示：末端法兰盘1、快换器固定端2、能源模块固定端3、能源模块工具端4、快换器工具端5、中间法兰盘6、T型架7、连接块8、矩形弹簧9、箱体10、C型架11、限位块12、光电传感器13、挡光板14、连接板15、平行气缸16、平行背光源17、L型连接块18、固定支架19、滑台气缸20、夹紧块21、压紧块22、第一导轨23、第二导轨24、制动器导轨25、第二滑块26、制动器固定端27、第一滑块28、支架零件29、舱段壁30。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。下文中将详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式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方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。本专利技术实施例提供一种用于工业机器人的末端柔性机械抓取装置，所述末端柔性机械抓取装置由快换装置、柔性连接装置、光源、横向夹紧机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于工业机器人的末端柔性机械抓取装置，其特征在于，所述末端柔性机械抓取装置由快换装置、柔性连接装置、平行背光源(17)、横向夹紧机构和翻边压紧机构组成；所述快换装置由末端法兰盘(1)、快换器固定端(2)、能源模块固定端(3)、能源模块工具端(4)、快换器工具端(5)和中间法兰盘(6)组成；末端法兰盘(1)连接工业机器人末端和快换器固定端(2)；中间法兰盘(6)连接T型架(7)和快换器工具端(5)；能源模块固定端(3)与快换器固定端(2)相连接；能源模块工具端(4)与快换器工具端(5)相连接；所述横向夹紧机构由平行气缸(16)、两个L型连接块(18)和两个夹紧块(21)组成；平行气缸(16)固定于箱体(10)底面；两个夹紧块(21)通过两个L型连接块(18)分别与平行气缸(16)两端相连；所述翻边压紧机构由固定支架(19)、滑台气缸(20)和压紧块(22)组成；滑台气缸(20)通过固定支架(19)与L型连接块(18)固连；压紧块(22)通过螺钉固定于滑台气缸(20)的滑块上；所述柔性连接装置由T型架(7)、C型架(11)、光电传感器(13)、连接块(8)、限位块(12)、箱体(10)、矩形弹簧(9)、挡光板(14)、第一导轨(23)、第二导轨(24)、制动器导轨(25)、第二滑块(26)、制动器固定端(27)和第一滑块(28)组成。...

【技术特征摘要】
1.一种用于工业机器人的末端柔性机械抓取装置，其特征在于，所述末端柔性机械抓取装置由快换装置、柔性连接装置、平行背光源(17)、横向夹紧机构和翻边压紧机构组成；所述快换装置由末端法兰盘(1)、快换器固定端(2)、能源模块固定端(3)、能源模块工具端(4)、快换器工具端(5)和中间法兰盘(6)组成；末端法兰盘(1)连接工业机器人末端和快换器固定端(2)；中间法兰盘(6)连接T型架(7)和快换器工具端(5)；能源模块固定端(3)与快换器固定端(2)相连接；能源模块工具端(4)与快换器工具端(5)相连接；所述横向夹紧机构由平行气缸(16)、两个L型连接块(18)和两个夹紧块(21)组成；平行气缸(16)固定于箱体(10)底面；两个夹紧块(21)通过两个L型连接块(18)分别与平行气缸(16)两端相连；所述翻边压紧机构由固定支架(19)、滑台气缸(20)和压紧块(22)组成；滑台气缸(20)通过固定支架(19)与L型连接块(18)固连；压紧块(22)通过螺钉固定于滑台气缸(20)的滑块上；所述柔性连接装置由T型架(7)、C型架(11)、光电传感器(13)、连接块(8)、限位块(12)、箱体(10)、矩形弹簧(9)、挡光板(14)、第一导轨(23)、第二导轨(24)、制动器导轨(25)、第二滑块(26)、制动器固定端(27)和第一滑块(28)组成。2.根据权利要求1所述末端柔性机械抓取装置，其特征在于，箱体(10)通过导轨组件与T型架(7)组成直线滑动机构；所述导轨组件包括：第一导轨(23)、第一滑块(28)、第二导轨(24)、第二滑块(26)、制动器导轨(25)和制动器固定端(27)；第一导轨(23)与箱体(10)前内壁通过螺钉固连；第二导轨(24)和制动器导轨(25)与箱体(10)后内壁通过螺钉固连；第二滑块(26)和制动器固定端(27)与T型架(7)的后表面通过螺钉固连；第一滑块(28)与T型架(7)的前表面面通过螺钉固连；C型架(11)有两个，通过螺钉固连于T型架(7)的两端；光电传感器(13)通过螺钉固连于右端的C型架(11)的外侧；连接块(8)有两个，通过螺钉固定在箱体(10)前后两侧；矩形弹簧(9)总共有四个，矩形弹簧(9)的一端与连接块(8)通过销轴相连，另外一端与T型架(7)相连，使箱体(10)悬挂在T型架(7)上面，以便于箱体(10)沿着所述导轨组件上下移动；限位块(12)有两个，通过螺钉固连于箱体(10)左右两侧，挡光板(14)通过螺钉固连于箱体(10)右侧。3.根据权利要求1所述末端柔性机械抓取装置，其特征在于，平行背光源(17)通过两个连接板(15)，分别与箱体(10)的前后两面相连接。4.根据权利要求1所述末端柔性机械抓取装置，其特征在于，T型架(7)侧视呈T形状结构设置，T型架(7)由顶板和腹板焊接而成。5.根据权利要求1所述末端柔性机械抓取装置，其特征在于，T型架(7)侧视呈T形状结构设置，T型架(7)通过整体铣削而成。6.根据权利要求4所述末端柔性机械抓取装置，其特征在于，T型架(7)的顶板，开设有一组用于与中间法兰盘(6)相连接的内螺纹孔和定位销孔，其中，所述一组用于与中间法兰盘(6)相连接的内螺纹孔和定位销孔，包含六个内螺纹孔和两个定位销孔；T型架(7)的顶板，与第一导轨(23)、第二导轨(24)和制动器导轨(25)对应的位置，分别开设了三个方形注油孔；T型架(7)的顶板的侧面，开设了两组用于连接C型架(11)的内螺纹孔和定位销孔，其中，所述两组用于连接C型架(11)的内螺纹孔和定位销孔中，每组包含两个内螺纹孔和两个定位销孔；T型架(7)的腹板开设了三组用于连接第一滑块(28)、第二滑块(26)和制动器固定端(27)的沉孔，其中，所述三组用于连接第一滑块(28)、第二滑块(26)和制动器固定端(27)的沉孔中，每组包含两个沉孔；T型架(7)的腹板，开设了三组用于装配第一导轨(23)、第二导轨(24)和制动器导轨(25)的装配工艺孔，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：田威，庄志炜，廖文和，张霖，李波，崔光裕，李宇飞，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32