一種用于微小組件裝配的換接式微夾鉗的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于多個(gè)微小組件裝配的換接式微夾鉗，屬于精密裝配【技術(shù)領(lǐng)域】。其特征是該套夾鉗由裝配作業(yè)工具庫(kù)單元、機(jī)械臂單元組成；裝配作業(yè)工具庫(kù)單元主要用于擺放在裝配過(guò)程中針對(duì)不同微小零件所采用的不同的微夾鉗。機(jī)械臂單元通過(guò)換接不同的微夾鉗實(shí)現(xiàn)微小零件的吸附、夾取、搬運(yùn)和裝配。通過(guò)作業(yè)機(jī)械臂單元從裝配作業(yè)工具庫(kù)單元中夾取不同的微夾鉗，用于實(shí)現(xiàn)不同尺寸和形狀的微小零部件的拾取、搬運(yùn)及裝配。本發(fā)明所涉及的換接式微夾鉗，可通過(guò)更換裝配作業(yè)工具庫(kù)單元中微夾鉗來(lái)實(shí)現(xiàn)不同零件裝配，提高裝配的通用性與效率。
【專利說(shuō)明】—種用于微小組件裝配的換接式微夾鉗
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于精密裝配【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種用于微小組件裝配的換接式微夾鉗。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著微小器件精密裝配技術(shù)的不斷發(fā)展，待裝配零件也不斷趨于小型化和多樣化。先進(jìn)的精密裝配技術(shù)能夠有效提高微小零件的裝配質(zhì)量與裝配效率。對(duì)于多零件的精密裝配過(guò)程，由于微小零件個(gè)數(shù)多、形狀不一，故難以保證裝配質(zhì)量與裝配效率。
[0003]大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文《基于機(jī)器視覺的微小型組件精密測(cè)量與裝配》，公開了一種組合式微夾鉗。該微夾鉗將真空吸附夾鉗與拾取式夾鉗整合到同一作業(yè)機(jī)械臂末端，用于裝配個(gè)數(shù)多、形狀不一零部件.雖然能夠保證裝配精度，但裝配過(guò)程中的控制操作較為復(fù)雜且只能針對(duì)一種組件，通用性較低。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮镃N103350333A的專利，公開了一種適用于微小零件的裝配裝置及裝配方法，其主要特點(diǎn)是蓋裝置主要包括上料夾具單元、組合式吸附夾鉗單元和裝配夾具單元。其中核心單元組合式吸附夾鉗單元作為一個(gè)獨(dú)立的功能模塊，可以?shī)A持過(guò)渡吸附塊并配合視覺系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)微小零件的圖像采集測(cè)量，以及零件吸附、搬運(yùn)和裝配。該裝置結(jié)構(gòu)比較緊湊，裝配方法效率較高，但是由于其過(guò)渡吸附塊形式單一，故并不適用于個(gè)數(shù)多、形狀不一的零部件裝配。
[0005]機(jī)械工程學(xué)報(bào)2009年45卷第2期公開的一種種具備多操作手協(xié)調(diào)工作的微裝配機(jī)器人系統(tǒng)，開發(fā)了真空和壓電陶瓷兩類微夾鉗，可以完成對(duì)不同形狀和性態(tài)微目標(biāo)的抓取、釋放等操作。雖然能夠保證較高的裝配精度，且通用性良好，但由于該機(jī)器人只裝備兩種夾鉗，夾持零件形狀較單一，不能完成形狀不一的零部件裝配。
[0006]本發(fā)明中，換接式微夾鉗可通過(guò)改變裝配作業(yè)工具庫(kù)中微夾鉗的形式使設(shè)備適用于不同尺寸形狀的微小組件裝配，使裝配更加靈活，適用范圍更加廣泛。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明主要針對(duì)上述問(wèn)題提供一種可以裝配多個(gè)形狀不一的微小型零部件的微夾甜。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0009]本發(fā)明的換接式微夾鉗包括裝配作業(yè)工具庫(kù)單元和作業(yè)機(jī)械臂單元。
[0010]裝配作業(yè)工具庫(kù)單元主要用于擺放在裝配過(guò)程中針對(duì)不同微小零件所采用的不同的微夾鉗。機(jī)械臂單元通過(guò)微夾鉗的換接實(shí)現(xiàn)微小零件的吸附、夾取、搬運(yùn)和裝配。作業(yè)機(jī)械臂單元主要的末端執(zhí)行器為氣動(dòng)夾鉗，根據(jù)作業(yè)需要，移動(dòng)到裝配作業(yè)工具庫(kù)的某個(gè)微夾鉗位置，氣動(dòng)夾鉗夾持該微夾鉗，用于拾取、搬運(yùn)和裝配微小零部件。
[0011]裝配作業(yè)工具庫(kù)單元由換接夾鉗放置組件與微夾鉗構(gòu)成。換接夾鉗放置組件包括夾鉗放置底座、換接工具擋板，其個(gè)數(shù)由需要而定，用于放置夾持不同微裝配作業(yè)零部件的微夾鉗；微夾鉗分為拾取式與真空吸附式兩種。拾取式微夾鉗包括拾取夾鉗本體、夾持擋板和拾取夾鉗夾指，真空吸附式微夾鉗由吸附夾鉗蓋板、吸附夾鉗本體吸附墊固定座、小型吸附墊組成，分別夾持或吸附不同尺寸形狀的細(xì)小零件。
[0012]作業(yè)機(jī)械臂單元主要由氣路組件與夾持組件構(gòu)成。氣路組件由夾鉗安裝板、微夾鉗、氣路連接塊、吸盤聯(lián)接柱、吸盤組成，用于傳送真空吸附氣體；夾持組件由氣動(dòng)夾鉗、夾鉗夾指組成，用于夾持微夾鉗作業(yè)。氣路連接塊、吸盤聯(lián)接柱、吸盤與夾鉗安裝板中的氣路連通，實(shí)現(xiàn)氣路傳遞；氣動(dòng)夾鉗通過(guò)夾鉗夾指夾持微夾鉗，微夾鉗上端面與夾鉗安裝板貼合，上端面上的氣孔與吸盤對(duì)準(zhǔn)，若為真空吸附式微夾鉗則可將真空吸附氣體傳送到微夾鉗，實(shí)現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)與氣路的聯(lián)接；若為拾取式微夾鉗則可直接靠夾持組件夾持微夾鉗作業(yè)。
[0013]本發(fā)明的特點(diǎn):本發(fā)明能夠通過(guò)作業(yè)機(jī)械臂單元從裝配作業(yè)工具庫(kù)單元中夾取不同規(guī)格的微夾鉗，用于實(shí)現(xiàn)不同微小型零部件的拾取、搬運(yùn)及裝配。裝配作業(yè)工具庫(kù)單元與作業(yè)機(jī)械臂單元各作為一個(gè)獨(dú)立模塊，可以配合視覺系統(tǒng)安裝使用在不同的微裝配設(shè)備中。，通過(guò)改變裝配作業(yè)工具庫(kù)中微夾鉗的形式，實(shí)現(xiàn)不同尺寸、形狀的微小型零部件的拾取、搬運(yùn)和裝配。
[0014]配圖說(shuō)明
[0015]圖1換接式微夾鉗示意圖。
[0016]圖2a夾鉗放置組件示意圖。
[0017]圖2b真空吸附式微夾鉗示意圖。
[0018]圖2c拾取式微夾鉗結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3a錐套示意圖。
[0020]圖3b下基板示意圖。
[0021]圖中:1左夾鉗夾指；2氣路A ;3夾鉗安裝板；4氣動(dòng)夾鉗；5連接塊；6氣路聯(lián)接塊；7右夾鉗夾指；8吸盤聯(lián)接柱；9吸盤；10真空吸附式微夾鉗；11拾取式微夾鉗；12換接工具定位擋塊；13換接工具放置底座；14氣路B;15吸附夾鉗蓋板；16吸附夾鉗本體；17吸附墊固定座；18小型吸附墊；19氣路C;20氣路D;21拾取夾鉗本體；22夾持擋板；23拾取夾甜右夾指；24拾取夾甜左夾指；25維套；26下基板。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以吸附和夾持兩種拾取方式裝配零件例，結(jié)合技術(shù)方案與附圖敘述本發(fā)明具體實(shí)施步驟
[0023]第一步:作業(yè)機(jī)械臂單元根據(jù)需要裝配的錐套25與下基板28的形狀尺寸選擇拾取式微夾鉗11與真空吸附式微夾鉗10。將兩個(gè)微夾鉗分別放置在稍短的夾鉗放置底座13與稍長(zhǎng)的夾鉗放置底座13上。
[0024]第二步:作業(yè)機(jī)械臂單元運(yùn)動(dòng)到指定位置，控制氣動(dòng)夾鉗動(dòng)力氣體的電磁閥打開，氣動(dòng)夾鉗4開始動(dòng)作，通過(guò)左夾鉗夾指1、右夾鉗夾指7夾持住真空吸附式微夾鉗10。真空吸附式微夾鉗10兩側(cè)留有臺(tái)階面，左夾鉗夾指I和右夾鉗夾指7也開有相對(duì)應(yīng)的臺(tái)階面與之配合，真空吸附微夾鉗10兩側(cè)設(shè)計(jì)成臺(tái)階形式與左夾鉗夾指1、右夾鉗夾指7配合定位。這樣實(shí)現(xiàn)了真空吸附式微夾鉗10的夾持與固定。
[0025]第三步:完成對(duì)真空吸附式微夾鉗10的夾持與固定之后，作業(yè)機(jī)械臂單元運(yùn)動(dòng)到下基板28的上料位置。此時(shí)打開控制真空吸附氣體的電磁閥，氣體通過(guò)氣路連接塊6上的氣路B、吸盤連接柱8、吸盤9到真空吸附微夾鉗10，通過(guò)氣路C與氣路D以及吸附墊固定座17傳遞到小型吸附墊18，在小型吸附墊處形成真空負(fù)壓將零件吸附起來(lái)，完成下基板26的吸附與夾持。
[0026]第四步:視覺系統(tǒng)從上方采集下基板26—端的圖像，對(duì)下基板26的位置和姿態(tài)進(jìn)行識(shí)別。
[0027]第五步:真空吸附式組合夾鉗單元吸附著下基板26運(yùn)動(dòng)到指定位置，完成下基板26的裝配任務(wù)。
[0028]第六步:關(guān)閉真空吸附氣體控制電磁閥，釋放下基板26。作業(yè)機(jī)械臂單元運(yùn)動(dòng)到夾鉗換接工具庫(kù)指定位置，關(guān)閉氣動(dòng)夾鉗4的氣體控制電磁閥，釋放真空吸附式微夾鉗10。
[0029]第七步:在完成其他零件的裝配任務(wù)后，作業(yè)機(jī)械臂單元運(yùn)動(dòng)到拾取式微夾鉗12所在位置，控制氣動(dòng)夾鉗動(dòng)力氣體的電磁閥打開，氣動(dòng)夾鉗4開始動(dòng)作，通過(guò)左夾鉗夾指1、右夾鉗夾指7夾持住拾取式微夾鉗11。
[0030]第八步:完成對(duì)拾取式微夾鉗11的夾持與固定之后，作業(yè)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)到錐套27的上料位置。將拾取式微夾鉗11運(yùn)動(dòng)到錐套25正前方，向前運(yùn)動(dòng)到指定位置，使拾取夾鉗左夾指24與拾取夾鉗右夾指23與錐套25的邊緣吻合，向上運(yùn)動(dòng)到指定位置，將錐套25抬起，完成對(duì)錐套25的夾持。
[0031]第九步:視覺系統(tǒng)從上方采集錐套25—端的圖像，對(duì)下錐套25的位置和姿態(tài)進(jìn)行識(shí)別。
[0032]第十步:真空吸附式組合夾鉗單元吸附著錐套25運(yùn)動(dòng)到指定位置，完成錐套25與已裝配組件的裝配任務(wù)。
[0033]第十一步:真空吸附式組合夾鉗單元后移一段距離，釋放錐套25。真空吸附式組合夾鉗單元運(yùn)動(dòng)到夾鉗換接工具庫(kù)指定位置，關(guān)閉氣動(dòng)夾鉗4的氣體控制電磁閥，釋放拾取式微夾鉗11。
【權(quán)利要求】
1.一種用于微小組件裝配的換接式微夾鉗，其特征在于，該套夾鉗由裝配作業(yè)工具庫(kù)單元、機(jī)械臂單元組成； 裝配作業(yè)工具庫(kù)單元主要用于擺放在裝配過(guò)程中針對(duì)不同微小零件所采用的不同的微夾鉗；機(jī)械臂單元通過(guò)換接不同的微夾鉗實(shí)現(xiàn)微小零件的吸附、夾取、搬運(yùn)和裝配； 所述的裝配作業(yè)工具庫(kù)，由換接夾鉗放置組件與微夾鉗構(gòu)成；換接夾鉗放置組件包括夾鉗放置底座、換接工具側(cè)擋板、換接工具后擋板，其個(gè)數(shù)由需要而定，用于放置夾持不同微裝配作業(yè)零件的微夾鉗；微夾鉗分為拾取式與真空吸附式兩種，拾取式微夾鉗包括拾取夾鉗本體、夾持擋板和拾取夾鉗夾指，真空吸附式微夾鉗包括吸附夾鉗蓋板、吸附夾鉗本體吸附墊固定座、小型吸附墊，分別夾持或吸附不同尺寸形狀的微小零件； 所述的機(jī)械臂單元由氣路組件與夾持組件構(gòu)成，氣路組件由夾鉗安裝板、氣路連接塊、吸盤聯(lián)接柱、吸盤組成，用于傳送真空吸附氣體；夾持組件由氣動(dòng)夾鉗、夾鉗夾指組成，用于夾持微夾鉗作業(yè)；氣路連接塊、吸盤聯(lián)接柱、吸盤與夾鉗安裝板中的氣路連通，實(shí)現(xiàn)氣路傳遞；氣動(dòng)夾鉗通過(guò)夾鉗夾指夾持微夾鉗，微夾鉗上端面與夾鉗安裝板貼合，上端面上的氣孔與吸盤對(duì)準(zhǔn)，若為真空吸附式微夾鉗則將真空吸附氣體傳送到微夾鉗，實(shí)現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)與氣路的聯(lián)接；若為拾取式微夾鉗則直接靠夾持組件夾持微夾鉗作業(yè)。
【文檔編號(hào)】B23P19/00GK103862255SQ201410087661
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】王曉東, 羅怡, 遲勇臻, 張習(xí)文, 楊衛(wèi)民 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)