[发明专利]一种适用于多规格矿用钻头的桁架式上下料系统及方法

说明书

本发明公开一种适用于多规格矿用钻头的桁架式上下料系统及方法，包括桁架式机械臂、安装在桁架式机械臂上的柔性手爪、设在桁架式机械臂下方的上料及定位装置以及下料托盘；柔性手爪包括气缸、设在气缸下部的固定座、连在固定座下方并连接气缸活塞杆下部的提升座、铰接在固定座两端的两组弧形的支撑板、分别与提升座和支撑板铰的连接板以及可拆卸设在支撑板下端的快换夹爪；上料及定位装置包括上料工作台、设在上料工作台上的预定位机构、激光定位机构和旋转变位机构。本发明柔性手爪可准确抓取钻头且快换夹爪更换方便能实现不同规格钻头的自动抓取；寻位定位装置解决了钻头刀翼周向定位难及钻头高度不一致造成的抓取位置不准确等问题。

技术领域

本发明属于工业自动化技术领域，涉及一种适用于多规格矿用钻头的桁架式上下料 系统及方法。

背景技术

随着新一轮工业革命的不断发展和“工业4.0”等概念的提出，制造业对自动化、智能化生产模式的需求日益增长,工业机器人作为智能制造的重要载体得到了广泛的应用。在生产制造环节，工业机器人取代人工操作，进行抓取、搬运物件或操作工具，大 大减轻了劳动强度，提高了生产效率和自动化水平。以工业机器人等为主体的技术与装 备成为未来制造强国的重要标志，在促进我国制造业发展，推动工业机器人产业化突破 方面具有重要的意义。

桁架式上下料系统是一种基于工业机械人的多自由度集成式机械装置，具有高可靠 性、高速度、高精度、多功能等优点，依靠自身的动力能源和控制能力实现各类加工制造功能，广泛应用于汽车、电子、航空航天等工业领域。然而，对于矿用钻头而言，由 于其特殊的外形结构和小批量多品种的生产模式，传统的桁架式上下料系统存在一些缺 陷，无法满足自动上下料需求，主要表现在：

(1)无法实现矿用钻头的自动抓取

矿用钻头形状复杂、结构特殊，冠部分布有2～6个工作刀翼，且刀翼分布不均匀，冠部直径大，接手直径小，自动化上下料时机械手需避开冠部刀翼抓取接手端，传统的 机械手无法满足使用要求。

(2)无法满足不同规格、不同结构矿用钻头的柔性生产需求

近几年，随着市场不断变化，矿用钻头的产品种类越来越多，个性化定制产品需求旺盛，其生产模式已由传统的少品类大批量转变为多品类小批量。这种生产模式对自动 化上下料系统提出了更高的要求，需要设计一种具有高度适应性和灵活性，能够方便、 经济的根据加工对象及时调整自身结构的自动化上下料系统，满足多规格、多品类矿用 钻头的柔性生产，提高生产效率。

(3)无法准确识别钻头圆周相位，确保抓取位置精准

矿用钻头刀翼分布不均匀，机加、焊接、装配等自动化生产时，机械设备需要固定的圆周相位才能开始加工，因此，需要自动化上下料系统能够识别钻头圆周相位，确保 抓取和上料位置准确，传统的桁架式上下料系统无法满足使用要求。

为此，针对以上产品现状和技术问题，本发明创新设计了柔性机械手爪和自动寻位 定位系统，并与桁架式机械手集成，提供了一种适用于多规格矿用钻头的桁架式上下料系统，以克服上述缺陷，满足矿用钻头的柔性生产需求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种适用于多规格矿用钻头的桁架式 上下料系统及方法，以解决现有技术中的上述问题。

为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种适用于多规格矿用钻头的桁架式上下料系统，包括桁架式机械臂、安装在桁架 式机械臂上的柔性手爪、设在桁架式机械臂下方的上料及定位装置以及下料托盘；

所述柔性手爪包括：竖向的气缸、设在气缸下部的固定座且气缸活塞杆伸至固定座 下方、连在气缸活塞杆下部的提升座、设在固定座两端且与固定座铰接并相互对称的两组弧形的支撑板、对称设在提升座两侧并位于提升座和支撑板之间的两组连接板且连接板两端分别与提升座和支撑板铰接以及可拆卸设在支撑板下端的快换夹爪；