專利名稱：一種用于熱鍛工序氣門夾取的機(jī)械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及熱鍛及電鐓過程工件的夾取裝置，具體是涉及一種用于熱鍛工序 氣門夾取的機(jī)械手。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)氣門熱鍛工序，主要由人工完成。工人將電鐓完畢的氣門轉(zhuǎn)移到摩擦 鍛壓機(jī)模具內(nèi)，待熱鍛完成后將氣門取出。由于人工操作的不確定性，使得發(fā)動(dòng)機(jī)氣門在 轉(zhuǎn)移過程中溫度下降不一致，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)氣門質(zhì)量存在差異，廢品率增多，并且人工效率低 下，在整個(gè)氣門生產(chǎn)過程中是一個(gè)瓶頸工序。針對該工序自動(dòng)化改造需求，構(gòu)造用于該熱鍛 工序氣門夾取的機(jī)械手，配合鍛壓機(jī)和上下道工序設(shè)備實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門的自動(dòng)化生產(chǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有生產(chǎn)條件，提供一種能替代人工實(shí)現(xiàn)氣門夾取機(jī) 械手。本實(shí)用新型目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種用于熱鍛工序氣門夾取的機(jī)械手包括垂直升降運(yùn)動(dòng)裝置、水平直線運(yùn)動(dòng)裝 置和機(jī)架移動(dòng)裝置；所述垂直升降運(yùn)動(dòng)裝置包括末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)、攝像頭、活動(dòng)板、導(dǎo)向桿、汽 缸和固定支架；汽缸安裝在固定支架上，活動(dòng)板與汽缸的活塞桿連接，用于氣門夾取的末端 執(zhí)行機(jī)構(gòu)固定在活動(dòng)板上表面，用于圖像獲取的攝像頭安裝在活動(dòng)板的下表面；所述末端 執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括氣門夾塊、測溫探頭、支爪和指型汽缸；指型汽缸與兩個(gè)支爪連接，支爪與氣 門夾塊連接，測溫探頭位于氣門夾塊的孔內(nèi)，指型汽缸與活動(dòng)板連接；所述水平直線運(yùn)動(dòng)裝置包括可移動(dòng)連接板、滾珠絲杠、聯(lián)軸器、直線導(dǎo)軌、電機(jī)、滑 塊和底板；電機(jī)通過聯(lián)軸器與滾珠絲杠連接，滾珠絲杠的螺帽與可移動(dòng)連接板連接，可移動(dòng) 連接板與兩直線導(dǎo)軌的滑塊連接，直線導(dǎo)軌與底板固接，固定支架與可移動(dòng)連接板固接，所述電機(jī)為伺服電機(jī)；所述機(jī)架移動(dòng)裝置包括機(jī)架、V型槽輪和V型導(dǎo)軌；機(jī)架與底板相連，V型槽輪用 螺栓連接在機(jī)架底部，4個(gè)V型槽輪在V型導(dǎo)軌上滾動(dòng)連接；為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的，所述氣門夾塊為立方型，設(shè)有V型槽，V型槽角度 為30° -150°，槽面雕鏤出許多微小的溝槽，以增加摩擦力。所述測溫探頭優(yōu)選為熱電偶傳感器。所述指型汽缸與兩個(gè)支爪優(yōu)選通過內(nèi)六角螺釘連接。所述支爪與氣門夾塊優(yōu)選通過內(nèi)六角螺釘連接。所述可移動(dòng)連接板與兩直線導(dǎo)軌的滑塊優(yōu)選通過螺栓連接。所述滾珠絲杠的螺帽與可移動(dòng)連接板優(yōu)選通過螺栓連接。所述機(jī)架與底板焊接相連。本實(shí)用新型的垂直升降運(yùn)動(dòng)和水平直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)合成配合攝像頭和末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)二維平面內(nèi)的氣門夾取。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)1.本實(shí)用新型機(jī)械手的垂直升降運(yùn)動(dòng)與水平直線運(yùn)動(dòng)能實(shí)現(xiàn)二維平面內(nèi)的定位。2.末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣門夾塊有V型槽，V型槽角度30° -150°，槽面雕鏤出一定 規(guī)律形狀的溝槽以增加摩擦力。3.末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)有測溫探頭能準(zhǔn)確測量所夾取部位的溫度。4.攝像頭能識別氣門的位置而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位。5.攝像頭能判斷氣門的形狀而實(shí)現(xiàn)質(zhì)量檢驗(yàn)。

圖1是一種用于熱鍛工序氣門夾取的機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中示出1一垂直 升降運(yùn)動(dòng)裝置；1-1 一氣門；1-2—末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)；1-3—攝像頭；1-4一活動(dòng)板；1-5—導(dǎo)向 桿；1-6—汽缸；1-7—固定支架；2—水平直線運(yùn)動(dòng)裝置；2-1—可移動(dòng)連接板；2-2—滾珠絲 杠；2-3—聯(lián)軸器；2-4—直線導(dǎo)軌；2-5—電機(jī)；2-6—滑塊；2_7—底板；3—機(jī)架移動(dòng)裝置； 3-1—機(jī)架；3-2 — V型槽輪；3-3 — V型導(dǎo)軌圖2是末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)示意圖。圖中示出1-2_1—?dú)忾T夾塊；1-2-2—測溫探頭； 1-2-3—支爪；1-2-4—指型汽缸圖3是氣門夾塊的溝槽示意圖。具體實(shí)施方法
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖1所示，一種用于熱鍛工序氣門夾取的機(jī)械手，包括垂直升降運(yùn)動(dòng)裝置1、水 平直線運(yùn)動(dòng)裝置2、機(jī)架移動(dòng)裝置3 ；垂直升降運(yùn)動(dòng)裝置1包括末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)1-2、攝像頭 1-3、活動(dòng)板1-4、導(dǎo)向桿1-5、汽缸1-6和固定支架1-7 ；汽缸1_6安裝在固定支架1_7上， 用于氣門1-1夾取的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)1-2固定在活動(dòng)板1-4上表面，用于圖像獲取的攝像頭
1-3安裝在活動(dòng)板1-4的下表面，位于末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)1-2后端，攝像頭1-3的鏡頭與氣門夾 塊1-2-1的V型槽在水平直線運(yùn)動(dòng)方向上的距離可根據(jù)攝像頭焦距調(diào)整，活動(dòng)板1-4與汽 缸1-6的活塞桿連接，汽缸1-6伸縮帶動(dòng)活動(dòng)板1-4上下運(yùn)動(dòng)。水平直線運(yùn)動(dòng)裝置2包括可移動(dòng)連接板2-1、滾珠絲杠2-2、聯(lián)軸器2_3、直線導(dǎo)軌
2-4、電機(jī)2-5、滑塊2-6和底板2-7；電機(jī)2_5通過聯(lián)軸器2_3與滾珠絲杠2_2連接，滾珠絲 杠2-2的螺帽與可移動(dòng)連接板2-1通過螺栓聯(lián)接，可移動(dòng)連接板2-1與兩直線導(dǎo)軌2-4的 滑塊2-6通過螺栓聯(lián)接，直線導(dǎo)軌2-4與底板2-7固接，固定支架1-7與可移動(dòng)連接板2_1 固接，電機(jī)2-5驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠2-2旋轉(zhuǎn)，絲杠帶動(dòng)可移動(dòng)連接板2-1在直線導(dǎo)軌2-4上運(yùn)動(dòng)， 電機(jī)2-5為伺服電機(jī)。機(jī)架移動(dòng)裝置3包括機(jī)架3-1、V型槽輪3-2和V型導(dǎo)軌3_3 ；機(jī)架3_1與底板2_7 焊接相連，V型槽輪3-2用螺栓聯(lián)接在機(jī)架3-1底部，4個(gè)V型槽輪3-2在V型導(dǎo)軌3_3上 滾動(dòng)，從而使得機(jī)架3-1和垂直升降運(yùn)動(dòng)裝置1及水平直線運(yùn)動(dòng)裝置2由人力操作實(shí)現(xiàn)移 動(dòng)。通過汽缸1-6的伸縮運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)垂直升降運(yùn)動(dòng)，汽缸1-6內(nèi)部自帶磁環(huán)，在汽缸外表 面的極限位置放置能檢測磁性的傳感器；通過電機(jī)2-5驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠2-2的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)可移
4動(dòng)連接板2-1在兩條平行直線導(dǎo)軌2-4上實(shí)現(xiàn)水平直線運(yùn)動(dòng)，直線導(dǎo)軌2-4在安裝時(shí)要保 證平行度。如圖2所示，末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)1-2包括氣門夾塊1-2-1、測溫探頭1_2_2、支爪1_2_3 和指型汽缸1-2-4 ；指型汽缸1-2-4與兩個(gè)支爪1-2-3通過內(nèi)六角螺釘連接，支爪1_2_3與 氣門夾塊1-2-1通過內(nèi)六角螺釘連接，測溫探頭1-2-2位于氣門夾塊1-2-1的孔內(nèi)，指型汽 缸1-2-4與活動(dòng)板1-4通過螺栓聯(lián)接。如圖3所示，氣門夾塊1-2-1為立方型，設(shè)有V型槽，便于夾取氣門，V型槽角度 為30° -150°，槽面雕鏤出微小的溝槽，以增加摩擦力。按照V型槽角度的不同，氣門夾塊 1-2-1制作成系列規(guī)格，能夾取直徑為Φ 5-Φ 20的氣門。測溫探頭1-2-2為熱電偶傳感器， 安裝在氣門夾塊1-2-1的孔內(nèi)，可測量所夾取部位的溫度。攝像頭1-3用于獲取圖像信息，后由視頻采集卡進(jìn)行圖像處理，處理結(jié)果包括氣 門的當(dāng)前位置和氣門的形狀，PC機(jī)獲取這些處理信息后進(jìn)行判斷應(yīng)該進(jìn)行夾取操作或者丟 棄操作。若判斷為執(zhí)行夾取操作，則PC機(jī)發(fā)出控制命令給電機(jī)和汽缸前往夾取。若判斷為 執(zhí)行丟棄操作，則將氣門放入廢料框，停止后續(xù)操作。
權(quán)利要求一種用于熱鍛工序氣門夾取的機(jī)械手，其特征在于包括垂直升降運(yùn)動(dòng)裝置、水平直線運(yùn)動(dòng)裝置和機(jī)架移動(dòng)裝置；所述垂直升降運(yùn)動(dòng)裝置包括末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)、攝像頭、活動(dòng)板、導(dǎo)向桿、汽缸和固定支架；汽缸安裝在固定支架上，活動(dòng)板與汽缸的活塞桿連接，用于氣門夾取的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)固定在活動(dòng)板上表面，用于圖像獲取的攝像頭安裝在活動(dòng)板的下表面，位于末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)后端；所述末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括氣門夾塊、測溫探頭、支爪和指型汽缸；指型汽缸與兩個(gè)支爪連接，支爪與氣門夾塊連接，測溫探頭位于氣門夾塊的孔內(nèi)，指型汽缸與活動(dòng)板連接；所述水平直線運(yùn)動(dòng)裝置包括可移動(dòng)連接板、滾珠絲杠、聯(lián)軸器、直線導(dǎo)軌、電機(jī)、滑塊和底板；電機(jī)通過聯(lián)軸器與滾珠絲杠連接，滾珠絲杠的螺帽與可移動(dòng)連接板連接，可移動(dòng)連接板與兩直線導(dǎo)軌的滑塊連接，直線導(dǎo)軌與底板連接，固定支架與可移動(dòng)連接板連接，所述電機(jī)為伺服電機(jī)；所述機(jī)架移動(dòng)裝置包括機(jī)架、V型槽輪和V型導(dǎo)軌；機(jī)架與底板相連，V型槽輪用螺栓連接在機(jī)架底部，4個(gè)V型槽輪在V型導(dǎo)軌上滾動(dòng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于熱鍛工序氣門夾取的機(jī)械手，其特征在于所述氣門夾 塊為立方型，設(shè)有V型槽，V型槽角度為30° -150°，槽面雕鏤出許多微小的溝槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于熱鍛工序氣門夾取的機(jī)械手，其特征在于所述測溫探 頭為熱電偶傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于熱鍛工序氣門夾取的機(jī)械手，其特征在于所述指型汽 缸與兩個(gè)支爪通過內(nèi)六角螺釘連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于熱鍛工序氣門夾取的機(jī)械手，其特征在于所述支爪與 氣門夾塊通過內(nèi)六角螺釘連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于熱鍛工序氣門夾取的機(jī)械手，其特征在于所述可移動(dòng) 連接板與兩直線導(dǎo)軌的滑塊通過螺栓連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于熱鍛工序氣門夾取的機(jī)械手，其特征在于所述滾珠絲 杠的螺帽與可移動(dòng)連接板通過螺栓連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于熱鍛工序氣門夾取的機(jī)械手，其特征在于所述機(jī)架與 底板焊接相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于熱鍛工序氣門夾取的機(jī)械手，包括垂直升降運(yùn)動(dòng)裝置、水平直線運(yùn)動(dòng)裝置和機(jī)架移動(dòng)裝置；垂直升降運(yùn)動(dòng)裝置包括末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)、攝像頭、活動(dòng)板、導(dǎo)向桿、汽缸和固定支架；汽缸安裝在固定支架上，活動(dòng)板與汽缸的活塞桿連接，末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)固定在活動(dòng)板上表面，用于圖像獲取的攝像頭安裝在活動(dòng)板的下表面；末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括氣門夾塊、測溫探頭、支爪和指型汽缸；指型汽缸與兩個(gè)支爪連接，支爪與氣門夾塊連接，測溫探頭位于氣門夾塊的孔內(nèi)，指型汽缸與活動(dòng)板連接；機(jī)架與底板相連，V型槽輪用螺栓連接在機(jī)架底部，4個(gè)V型槽輪在V型導(dǎo)軌上滾動(dòng)連接。機(jī)械手的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)配合攝像頭和末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)氣門的夾取和搬運(yùn)。
文檔編號B21J13/10GK201751047SQ20102012091
公開日2011年2月23日 申請日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者劉建華, 張惠洪, 李偉光, 李錦波, 林榮華, 王勇, 王國河, 謝汝炘 申請人:清遠(yuǎn)新大南方機(jī)械裝備制造有限公司;華南理工大學(xué)