[發明專利]一種鋼桶小螺紋蓋抓取旋緊工業機器人專用末端執行器

在審

• 申請號: 201710206429.X
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106737790A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 平雪良;徐超;王幀;蔣毅
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;B23P19/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及機器人及其技術領域，特別是一種用于200L鋼桶生產流水線中桶蓋上小螺紋蓋抓取、旋緊的工業機器人專用末端執行器。

背景技術

隨著工業自動化的不斷發展，現代制桶工業進入快速發展時期，對于包裝鋼桶的需求量更是日益增加，因此實現自動化生產是鋼桶產業的發展趨勢。目前國際上發達國家已初步實現鋼桶生產的自動化，不但節約時間，而且提高了企業的生產效率。在工業自動化的發展過程中，工業機器人發揮了重要的作用，自從1959年，第一臺工業機器人在美國問世以來，工業機器人在實際應用方面取得了長足的發展，其中在生產流水線上的應用尤為突出。

末端執行器在機器人的運轉中具有重要的地位，其通常被安裝在機械臂的末端，在工作的過程中移至相應的位置完成相應的工作。末端執行器的設計需考慮多方面的因素，如使用成本、操作的復雜程度等，要求較高；目前鋼桶小螺紋蓋的抓取和旋緊依舊依靠人工操作或機械半自動化的方式實現，還未見采用機器人方式來實現的。要提高鋼桶生產流水線的生產效率，實現鋼桶小螺紋蓋的抓取和旋緊的完全自動化，采用機器人方式是一種必然趨勢，而采用機器人必須要有與之相對應的末端執行器。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于鋼桶生產流水線，通過執行器楔形推子和彈簧實現鋼桶小螺紋蓋的抓取、通過氣動馬達和與鋼桶小螺紋蓋內壁相契合的末端形狀實現鋼桶小螺紋蓋旋緊的工業機器人專用末端執行器。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：該工業機器人專用末端執行器由執行器楔形推子、執行器末端、彈簧、執行器末端蓋板、內六角圓柱頭螺釘M5×10、內六角緊定螺釘M5×8、氣動馬達、執行器套筒、墊片、內六角圓柱頭螺釘M5×16、執行器連接板組成；所述執行器連接板與工業機器人末端相連，所述氣動馬達放置在所述執行器套筒中，并通過螺紋配合，執行器套筒與執行器連接板之間通過內六角圓柱頭螺釘M5×16連接，故實現了末端執行器主體與工業機器人的連接，氣動馬達伸出套筒部分與所述執行器末端蓋板通過內六角緊定螺釘M5×8連接，執行器末端蓋板設有兩個卡槽，兩個所述執行器楔形推子放置在兩個卡槽處，中間放置彈簧，執行器末端蓋板與執行器末端通過內六角圓柱頭螺釘M5×10連接。

采用上述技術方案，通過執行器楔形推子實現鋼桶小螺紋蓋的抓取，當工業機器人接收到觸發信號后，將末端執行器移至鋼桶小螺紋蓋正上方，垂直向下運動，當接觸到鋼桶小螺紋蓋后，兩個執行器楔形推子在壓力的作用下向內收縮，兩個執行器楔形推子中間有一個彈簧，當執行器楔形推子向內運動時，彈簧也被壓縮產生彈力，所以執行器楔形推子對鋼桶小螺紋蓋內壁產生壓力，通過相應計算可使得其與鋼桶小螺紋蓋內壁的最大靜摩擦大于鋼桶小螺紋蓋的自身重力從而可以帶動鋼桶小螺紋蓋運動，實現鋼桶小螺紋蓋的抓取，機器人抓取小螺紋蓋后，工業機器人按照預定的軌跡進行運動，到達鋼桶桶蓋小絲口對應位置處，垂直向下運動；當接觸到鋼桶桶蓋小絲口時，氣動馬達開始帶動執行器末端旋轉，由于執行器末端與鋼桶小螺紋蓋的內部形狀是相契合的，故可以實現鋼桶小螺紋蓋的旋轉；在旋緊的過程中，螺紋蓋逐漸脫離末端執行器，當完成旋緊時，由于螺紋蓋被旋緊，故摩擦力不足以將其帶出，從而實現了鋼桶小螺紋蓋的脫離，該工業機器人專用末端執行器機械結構簡單，控制難度低，可靠性高。

其進一步特征在于：所述末端執行器自帶氣動馬達，故不需要依靠工業機器人的六軸旋轉進行鋼桶螺紋蓋的旋緊，六軸只起到一個調整姿態的作用，從而使得末端執行器的定位更加準確，提高精度。

其進一步特征在于：所述執行器末端和執行器楔形推子式結構，該結構簡單，可靠性高，當末端執行器伸入鋼桶小螺紋蓋之后，執行器楔形推子與小螺紋蓋內壁在彈簧彈力的作用下，與內壁產生摩擦，利用摩擦力實現鋼桶小螺紋蓋的抓取。

其進一步特征在于：所述末端執行器機械結構簡單，該末端執行器不需要復雜的電氣控制，只需要控制氣動馬達即可，結構簡單，質量較輕，對工業機器人的負載要求較低。

本發明的有益效果是：該工業機器人末端執行器針對鋼桶小螺紋蓋而設計，改變了原有依靠人工進行鋼桶小螺紋蓋旋緊的方式，在一定程度上增加了鋼桶流水線的自動化程度，提高了鋼桶的生產效率；通過執行器末端和執行器楔形推子式結構可以輕易地實現鋼桶小螺紋蓋的抓取，通過氣動馬達和與鋼桶小螺紋蓋相契合的執行器末端可以快速地實現鋼桶小螺紋蓋的旋緊，從而極大程度上提高的鋼桶小螺紋蓋的旋緊效率，同時也在一定程度上提高了鋼桶小螺紋蓋的旋緊質量。

附圖說明