[發明專利]一種用于微小組件裝配的換接式微夾鉗

有效

• 申請號: 201410087661.2
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN103862255A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 王曉東;羅怡;遲勇臻;張習文;楊衛民
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B23P19/00
• 分類號: B23P19/00;B23P21/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 關慧貞;梅洪玉

技術領域

本發明屬于精密裝配技術領域，涉及一種用于微小組件裝配的換接式微夾鉗。

背景技術

隨著微小器件精密裝配技術的不斷發展，待裝配零件也不斷趨于小型化和多樣化。先進的精密裝配技術能夠有效提高微小零件的裝配質量與裝配效率。對于多零件的精密裝配過程，由于微小零件個數多、形狀不一，故難以保證裝配質量與裝配效率。

大連理工大學碩士學位論文《基于機器視覺的微小型組件精密測量與裝配》，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機械臂末端，用于裝配個數多、形狀不一零部件.雖然能夠保證裝配精度，但裝配過程中的控制操作較為復雜且只能針對一種組件，通用性較低。

申請號為CN103350333A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獨立的功能模塊，可以夾持過渡吸附塊并配合視覺系統實現微小零件的圖像采集測量，以及零件吸附、搬運和裝配。該裝置結構比較緊湊，裝配方法效率較高，但是由于其過渡吸附塊形式單一，故并不適用于個數多、形狀不一的零部件裝配。

機械工程學報2009年45卷第2期公開的一種種具備多操作手協調工作的微裝配機器人系統，開發了真空和壓電陶瓷兩類微夾鉗，可以完成對不同形狀和性態微目標的抓取、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。

本發明中，換接式微夾鉗可通過改變裝配作業工具庫中微夾鉗的形式使設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。

發明內容

本發明主要針對上述問題提供一種可以裝配多個形狀不一的微小型零部件的微夾鉗。

本發明的技術方案如下：

本發明的換接式微夾鉗包括裝配作業工具庫單元和作業機械臂單元。

裝配作業工具庫單元主要用于擺放在裝配過程中針對不同微小零件所采用的不同的微夾鉗。機械臂單元通過微夾鉗的換接實現微小零件的吸附、夾取、搬運和裝配。作業機械臂單元主要的末端執行器為氣動夾鉗，根據作業需要，移動到裝配作業工具庫的某個微夾鉗位置，氣動夾鉗夾持該微夾鉗，用于拾取、搬運和裝配微小零部件。

裝配作業工具庫單元由換接夾鉗放置組件與微夾鉗構成。換接夾鉗放置組件包括夾鉗放置底座、換接工具擋板，其個數由需要而定，用于放置夾持不同微裝配作業零部件的微夾鉗；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小零件。

作業機械臂單元主要由氣路組件與夾持組件構成。氣路組件由夾鉗安裝板、微夾鉗、氣路連接塊、吸盤聯接柱、吸盤組成，用于傳送真空吸附氣體；夾持組件由氣動夾鉗、夾鉗夾指組成，用于夾持微夾鉗作業。氣路連接塊、吸盤聯接柱、吸盤與夾鉗安裝板中的氣路連通，實現氣路傳遞；氣動夾鉗通過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準，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，實現機械結構與氣路的聯接；若為拾取式微夾鉗則可直接靠夾持組件夾持微夾鉗作業。

本發明的特點：本發明能夠通過作業機械臂單元從裝配作業工具庫單元中夾取不同規格的微夾鉗，用于實現不同微小型零部件的拾取、搬運及裝配。裝配作業工具庫單元與作業機械臂單元各作為一個獨立模塊，可以配合視覺系統安裝使用在不同的微裝配設備中。，通過改變裝配作業工具庫中微夾鉗的形式，實現不同尺寸、形狀的微小型零部件的拾取、搬運和裝配。

配圖說明

圖1換接式微夾鉗示意圖。

圖2a夾鉗放置組件示意圖。

圖2b真空吸附式微夾鉗示意圖。

圖2c拾取式微夾鉗結構示意圖。

圖3a錐套示意圖。

圖3b下基板示意圖。