发动机气门电镦热锻成型工序三维定位夹取机械手制造技术

本发明专利技术公开了发动机气门电镦热锻成型工序三维定位夹取机械手，包括视觉识别摄像头、自动集成控制系统、Ｘ向传动机构组、Ｙ向传动机构组、Ｚ向传动机构组和气动手爪；其中Ｚ向传动机构组的Ｙ向移动架由上下两板连接而成；Ｔ型板位于Ｙ向移动架由上下两板之间；Ｚ向丝杆上端通过Ｚ向联轴器与Ｚ向电机连接，视觉识别摄像头通过视觉识别摄像头支架固定在Ｔ型板上；Ｔ型板通过Ｚ轴丝杆螺母联接到Ｚ向丝杆上。本发明专利技术处理器通过控制Ｘ向电机、Ｙ向电机、Ｚ向电机分别控制气动手爪分别沿Ｘ向、Ｙ向、Ｚ向运动，实现气动手爪三维定位；处理器依据视觉识别摄像头采集的气门工件的外形信息，与库存的正品气门外形信息对比分析，识别正废品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发动机气门电镦热锻成型领域的三轴运动定位装置，具体涉及一种具有气门位置识别和气门电镦热锻成型工序质量检测功能的气门电镦热锻成型工序三维定位夹取机械手。
技术介绍
现有发动机气门热锻工序，主要由人工完成。工人将电镦完毕的气门送入到摩擦锻压机模具内进行热锻，待热锻完成后将气门取出，放入到落料框。目前的方式存在以下缺点(l)由于人工操作的不确定性，使得气门在工位转移过程中温度下降不一致，导致气门质量存在差异，废品率增多，且人工效率低下。(2)在电镦工序完成以及热锻工序完成后没有相应的工序质量检测，区分正废品，将上一工序的废品带入下一工序，降低生产效率，增加生产成本。针对该生产线自动化改造需求，专利技术了用于发动机气门热锻工序气门夹取的机械手，配合锻压机和上下道工序设备实现发动机气门的自动化生产。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有生产条件，提供一种能替代人工实现发动机气门的夹取和工位转移的机械手，并实现工序间的气门加工质量检测。 本专利技术的目的通过如下技术方案实现 发动机气门电镦热锻成型工序三维定位夹取机械手，包括视觉识别摄像头、自动集成控制系统、X向传动机构组、Y向传动机构组、Z向传动机构组和气动手爪；所述气动手爪包括气门夹块、支爪和手指气缸；手指气缸固定在T型板上，支爪通过螺栓固定在手指气缸上，气门夹块固定在支爪上； 所述X向传动机构组的底座通过X向丝杆螺母与X向丝杆连接，X向电机通过X向联轴器连接X向丝杆，X向丝杆通过轴承固定在X向轴承座上，X向轴承座固定在底座底板上；底座通过螺栓与V型槽导轮相连，V型槽导轮支撑在V型导轨上，V型导轨固定在底座底板上； 所述Y向传动机构组的底座面板位于底座的上端，直线导轨固定在底座面板上，Y向丝杆位于两直线导轨中间，Y向移动架通过滑块与直线导轨连接，Y向电机通过Y向联轴器与Y向丝杆连接，Y向移动架通过Y向丝杆螺母与Y向丝杆连接； 所述Z向传动机构组的Y向移动架由上下两板连接而成；T型板位于Y向移动架由上下两板之间；Z向丝杆下端通过轴承固定在Z向丝杆轴承座上，Z向丝杆轴承座通过螺栓固定在Y向移动架的下板上，Z向丝杆通过Z向丝杆螺母与T型板连接；Z向丝杆上端通过Z向联轴器与Z向电机连接，视觉识别摄像头通过视觉识别摄像头支架固定在T型板上；T型板通过Z轴丝杆螺母联接到Z向丝杆上；X向电机、Y向电机和Z向电机采用伺服电机； 自动集成控制系统包括处理器和自动集成控制系统接口 ；处理器通过控制X向电机、Y向电机、Z向电机分别控制气动手爪分别沿X向、Y向、Z向运动，实现气动手爪三维定3位，气动手爪自动夹取气门工件；处理器依据视觉识别摄像头采集的气门工件的外形信息， 与库存的正品气门外形信息对比分析，识别正废品。 为进一步实现本专利技术目的，所述Z向传动机构组还优选包括4根Z向导杆，4根Z 向导杆通过螺栓与T型板固定，上端穿过Y向移动架的上板。 所述X向轴承座优选通过螺栓固定在底座底板上。 所述V型导轨两端优选设有V型导轨挡板，V型导轨挡板通过螺栓固定在底座底 板上。 所述气门夹块优选设有多个凹槽，用于气门夹持，凹槽形成的角度为30°到 150° ，凹槽表面覆盖一层非金属材料；凹槽表面设有沟槽，凹槽表面与气门工件的摩擦系 数大于O. 55。 所述自动集成控制系统接口由X向电机控制模块、Y向电机控制模块、Z向电机控制模块、图像预处理模块、传感器信号集成模块组成；自动集成控制系统通过X向电机控制模块与X向电机连接，通过Y向电机控制模块与Y向电机连接，通过Z向电机控制模块与Z向电机连接，通过图像预处理模块与视觉识别摄像头连接，通过传感器信号集成模块连接机械手传感器元件。 本专利技术有如下优点 1.可根据视觉识别摄像头采集的气门信息，实现气动手爪三维位置动态自适应调 整，调整气门夹取位置，实现发动机气门自动定位夹取。 2.可根据视觉识别摄像头采集的气门信息进行发动机气门电镦热锻成型工序质 量检测，实现正废品区分处理。 3.发动机气门电镦热锻成型工序的三维定位夹取机械手控制装置可与上下工序 控制装置进行信息交互，可灵活调整生产线。 4.气门夹块有多个气门夹取凹槽，同一气动手爪可以不同规格的气门。 5.气门夹块凹槽面覆盖一层导热系数低，摩擦系数大的非金属材料，凹槽面有粗糙的呈一定规律形状的沟槽，气门夹取稳固，导热低。附图说明 图1为发动机气门电镦热锻成型工序三维定位夹取机械手的结构示意图。 图2是图1中的机械手气动手爪结构示意图。 图3为气门夹块结构示意图。 图4为自动集成控制系统信号连接图。具体实施方案 下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。 本专利技术中，X、Y、Z向代表三维空间的三个轴向，X向、Y向和Z向两两垂直；X向代 表横向，Y向代表纵向，Z向代表上下方向。 如图1所示，发动机气门电镦热锻成型工序三维定位夹取机械手包括视觉识别摄 像头10、自动集成控制系统26、X向传动机构组、Y向传动机构组、Z向传动机构组和气动手 爪7 ;如图2所示，气动手爪7包括气门夹块7-l、支爪7-2和手指气缸7-3。手指气缸7_3通过螺栓固定在T型板8上，支爪7-2通过螺栓固定在手指气缸7-3上，气门夹块7-1通过 螺栓固定在支爪7-2上。如图3所示，气门夹块7-1有多个凹槽，用于气门夹持，凹槽可为 相同规格，也可为不同规格，凹槽形成的角度为30。到150° ，凹槽表面覆盖一层导热系数 低，摩擦系数大的非金属材料；凹槽表面有粗糙的呈一定形状、一定规律的沟槽，凹槽表面 与气门工件的摩擦系数大于0.55。本实施方案中，气门夹块7-l有2个凹槽，用于气门夹 持，凹槽规格分别为夹取直径为小6和小IO的气门，凹槽形成的角度为100° ，凹槽面覆合 一层硅橡胶，凹槽表面有着粗糙的沿气门工件轴向为三角槽型，沿周向为矩形槽的沟槽，凹 槽与气门工件的摩擦系数为0. 65。 X向传动机构组包括V型导轨挡板1、 V型导轨2、 V型槽导轮3、 X向轴承座4、底 座5、 X向丝杆螺母27、 X向丝杆28、 X向联轴器29、 X向电机30和底座底板31 ;底座5通 过X向丝杆螺母27与X向丝杆28连接，X向电机30通过X向联轴器29连接X向丝杆28， 带动X向丝杆28转动，从而驱动底座5沿X向移动，X向丝杆28通过轴承固定在X向轴承 座4上，X向轴承座4通过螺栓固定在底座底板31上。底座5通过螺栓与V型槽导轮3相 连，V型槽导轮3支撑在V型导轨2上，V型导轨2两端设有V型导轨挡板1， V型导轨2以 及V型导轨挡板1通过螺栓固定在底座底板31上。X向电机30采用伺服电机。 Y向传动机构组包括Y向丝杆轴承座6、Y向移动架18、Y向丝杆螺母19、Y向丝杆 20、Y向联轴器21、Y向电机22、直线导轨23、滑块24和底座面板25 ;底座面板25位于底座 5的上端，直线导轨23固定在底座面板25，Y向丝杆20位于两直线导轨23中间，Y向移动 架18通过滑块24与直线导轨23连接，Y向电机22通过Y向联轴器21与Y向丝杆20连 接，Y向移动架18通过Y向丝杆螺母19与Y向丝杆20连接；Y向电机采用伺服电机。 Z向传动机构组包括T型板8、 Z向直线轴承11、 Z向导杆12、 Z向电机13、 Z向联 轴器14、Z向丝杆螺本文档来自技高网...

【技术保护点】
发动机气门电镦热锻成型工序三维定位夹取机械手，其特征在于：包括视觉识别摄像头、自动集成控制系统、Ｘ向传动机构组、Ｙ向传动机构组、Ｚ向传动机构组和气动手爪；所述气动手爪包括气门夹块、支爪和手指气缸；手指气缸固定在Ｔ型板上，支爪通过螺栓固定在手指气缸上，气门夹块固定在支爪上；所述Ｘ向传动机构组的底座通过Ｘ向丝杆螺母与Ｘ向丝杆连接，Ｘ向电机通过Ｘ向联轴器连接Ｘ向丝杆，Ｘ向丝杆通过轴承固定在Ｘ向轴承座上，Ｘ向轴承座固定在底座底板上；底座通过螺栓与Ｖ型槽导轮相连，Ｖ型槽导轮支撑在Ｖ型导轨上，Ｖ型导轨固定在底座底板上；所述Ｙ向传动机构组的底座面板位于底座的上端，直线导轨固定在底座面板上，Ｙ向丝杆位于两直线导轨中间，Ｙ向移动架通过滑块与直线导轨连接，Ｙ向电机通过Ｙ向联轴器与Ｙ向丝杆连接，Ｙ向移动架通过Ｙ向丝杆螺母与Ｙ向丝杆连接；所述Ｚ向传动机构组的Ｙ向移动架由上下两板连接而成；Ｔ型板位于Ｙ向移动架由上下两板之间；Ｚ向丝杆下端通过轴承固定在Ｚ向丝杆轴承座上，Ｚ向丝杆轴承座通过螺栓固定在Ｙ向移动架的下板上，Ｚ向丝杆通过Ｚ向丝杆螺母与Ｔ型板连接；Ｚ向丝杆上端通过Ｚ向联轴器与Ｚ向电机连接，视觉识别摄像头通过视觉识别摄像头支架固定在Ｔ型板上；Ｔ型板通过Ｚ轴丝杆螺母联接到Ｚ向丝杆上；Ｘ向电机、Ｙ向电机和Ｚ向电机采用伺服电机；自动集成控制系统包括处理器和自动集成控制系统接口；处理器通过控制Ｘ向电机、Ｙ向电机、Ｚ向电机分别控制气动手爪分别沿Ｘ向、Ｙ向、Ｚ向运动，实现气动手爪三维定位，气动手爪自动夹取气门工件；处理器依据视觉识别摄像头采集的气门工件的外形信息，与库存的正品气门外形信息对比分析，识别正废品。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟光，刘铨权，许阳钊，刘建华，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]