本實用新型屬于自動化工件搬運領域，涉及工業機器人的應用，具體涉及一種剎車片搬運的機器人通用末端執行器。

背景技術：

隨著工業機器人在自動化搬運作業中的廣泛應用，剎車片的生產過程中開始引進工業機器人。剎車片小批量、多種類生產的特點要求工業機器人拾取剎車片的末端執行器具有高適配性、高拾取成功率和高拾取效率。

現有用于機器人搬運剎車片作業的末端執行器裝置大體上有三種：

1、采用氣動抓手。此種方法成功率高，但是一次性抓取數量少，無法滿足剎車片的生產要求。另外此種方法在三種方法中成本最高。

2、采用真空吸盤。此種方法成功率最低，因為一部分剎車片的可吸表面有局部凸起或凹陷，且作業環境有較大灰塵，不利于吸盤的吸附要求。

3、采用電磁鐵。此種方法成功率高、可靠，且單次拾取數量滿足剎車片的生產要求。另外，此種方法的成本相對來說較低。但是需要改進現有末端執行器電磁鐵的選型和空間布局，以便改善通用性和拾取成功率。

技術實現要素：

針對上述問題，本實用新型提出剎車片搬運的機器人通用末端執行器，采用電磁鐵為主體，以滿足多品種產品混流生產為設計目標，基于對混流生產線上剎車片種類的統計和分組，對電磁鐵選型和空間布局加以合理設計，并且適當考慮一定的產品可擴展性，達到提高拾取成功率，提高生產效率的效果，具有適用廣、成功率高、成本低的優點。

本實用新型剎車片搬運的機器人通用末端執行器，包括執行器主體與拾取機構。

所述執行器主體安裝在機器人末端，具有拾取機構安裝板。所述拾取機構包括電磁鐵安裝板與電磁吸附機構。其中，電磁鐵安裝板上安裝有電磁吸附機構；電磁吸附機構具有電磁鐵與連接軸；連接軸頂端穿過電磁鐵安裝板，且限制連接軸的向下運動；連接軸底端安裝電磁鐵；且電磁鐵與電磁鐵安裝板間設置有彈簧。

上述拾取機構為五個，電磁鐵朝下設置，由左至右并排安裝在拾取機構安裝板上；令五個拾取機構由左至右分別為第一～第五拾取機構，則第一、第三與第五拾取機構與拾取機構安裝板間固定；第二、第四拾取機構與拾取機構安裝板間左右滑動連接，且與機架上安裝的氣缸驅動組件相連。

拾取機構安裝板上安裝有倒U型支撐架，倒U型支撐架兩端安裝在拾取機構安裝板前后側邊處，且位于拾取機構安裝板中部；倒U型法蘭支撐架的頂部安裝有工形法蘭座，工形法蘭座端部與機器人末端相連。

電磁鐵安裝板上開有通孔，通孔內安裝有無油軸套；連接軸頂端穿過無油軸套后，通過螺栓的螺帽定位。

上述剎車片搬運的機器人通用末端執行器應用時，通過控制機器人使末端執行器下移到拾取位置上方指定高度等待工件,直至剎車片隨傳送帶移動到拾取位置的光電開關處時，末端執行器得電，使電磁鐵產生磁性吸附（拾?。﹦x車片至末端執行器上的設定位置。吸附完成后機器人帶動末端執行器移動，等待末端執行器上下一設定位置進行剎車片吸附工作；隨后控制傳動帶將下一塊剎車片輸送至拾取位置，由拾取機構進行吸附。

本實用新型的優點在于：

1、本實用新型剎車片搬運的機器人通用末端執行器，在對產品大量調研的基礎上將電磁鐵的布局優化，使電磁鐵盡可能多得接觸到剎車片，產生足夠的吸附力，減少剎車片形狀不規則對拾取的影響；

2、本實用新型剎車片搬運的機器人通用末端執行器，固定拾取機構和可活動拾取機構的空間布局相互配合，使本裝置可以覆蓋90%以上的剎車片的搬運，提高適用性；

3、本實用新型剎車片搬運的機器人通用末端執行器，其主體結構外加裝防塵罩，以便更好地適應現場工況。

附圖說明

圖1為本實用新型剎車片搬運的機器人通用末端執行器結構示意圖；

圖2為本實用新型剎車片搬運的機器人通用末端執行器中拾取機構結構示 意圖；

圖3為拾取機構中，拾取機構安裝板結構示意圖；

圖4為本實用新型剎車片搬運的機器人通用末端執行器中氣缸驅動組件驅動位置示意圖；

圖5為本實用新型剎車片搬運的機器人通用末端執行器加裝防塵罩后結構示意圖；

圖6為本實用新型剎車片搬運的機器人通用末端執行器進行5個及3個剎車片吸附時狀態示意圖；

圖7為本實用新型剎車片搬運的機器人通用末端執行器進行4個剎車片吸附時狀態示意圖。

圖中：

1-執行器主體 2-拾取機構 3-氣缸驅動組件

4-滑塊 101-工形法蘭座 102-法蘭支撐架

103-拾取機構安裝板 201-電磁鐵安裝板 202-電磁吸附機構

202a-無油軸套 202b-連接軸 202c-電磁鐵

202d-彈簧 202e-內六角螺栓 202f-薄墊

202g-圓環墊 202g-滑塊 301-單缸雙作用氣缸

302-氣缸推桿 303-氣缸推頭

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

本實用新型剎車片搬運的機器人通用末端執行器，包括執行器主體1與拾取機構2，如圖1所示。

所述執行器主體1包括工形法蘭座101、法蘭支撐架102與拾取機構安裝板103。其中，法蘭支撐架102為由頂板與兩側板構成的倒U型支撐架，兩側板底端固定安裝于矩形結構的拾取機構安裝板103前后側邊處，且位于拾取機構安裝板103中部，使支撐架102不會與拾取機構安裝板103上所安裝的拾取機構2間發生干涉。工形法蘭座101的固定端安裝在倒U型法蘭支撐架102的頂板上，另一端為連接端用來與機器人間的連接。

所述拾取機構2包括電磁鐵安裝板201與電磁吸附機構202，如圖2所示，其中，電磁鐵安裝板201為矩形結構，其上開設有9個通孔，如圖3所示，9個通孔排列方式為通孔的排列方式為：一個通孔為中心孔，開設于電磁鐵安裝板 201中心位置；另外8個通孔4個為一組，共兩組，分別開設于電磁鐵安裝板201前部與后部，每組4個通孔以兩行兩列排列，即4個通孔中心連線為一正方形，該正方形的4條邊分別平行于固定安裝板的四條側邊；且上述兩組通孔相對于中心孔中心對稱。上述每個通孔用來安裝一套電磁吸附裝置202，安裝方式相同。通過上述排列方式，使拾取機構2可適用于多種剎車片的吸附。

所述電磁吸附裝置202包括無油軸套202a、連接軸202b、電磁鐵202c與彈簧202d。其中，無油軸套202a以過盈配合的方式同軸安裝于通孔內，通過頂端臺肩與電磁鐵安裝板201頂面配合定位；同時，通過頂絲穿過電磁鐵固定板201側邊上開設的固定孔后，將無油軸套202a頂緊固定。連接軸202b同軸設置于無油軸套202a內，可沿無油軸套202a上下移動，通過無油軸套202a大大減小連接軸202b上下移動所造成的磨損。連接軸202b底端同軸安裝有柱狀電磁鐵202c，且通過上述電磁鐵安裝板201上通孔的開孔方式，使電磁吸附裝置202中的電磁鐵202c也按照通孔的排列方式排列。連接軸頂端與由無油軸套202a頂端穿入的內六角螺栓202e相連，由內六角螺栓202e的螺帽部分實現連接軸202b向下移動的限位。連接軸202b與無油軸套202a間為精密配合，由此確保連接軸202b的垂直性，進而保證了連接軸202b底端安裝的電磁鐵202c底面（吸附面）的水平性。連接軸202b上還套有彈簧202d，彈簧202d上下兩端分別與無油軸套202a底端和電磁鐵202c頂端接觸。在吸附剎車片時，電磁鐵202c的吸附面產生磁性吸附剎車片，通過彈簧202e可實現剎車片吸附時對電磁鐵202c所產生沖擊的緩沖。上述內六角螺栓202e的螺帽部分與連接軸202b頂端之間設置有薄墊202f，使電磁鐵202c的吸附面平整、高度一致；同時在連接軸202b上還套有圓環墊202g，圓環墊202g位于彈簧202e上端與無油軸套202a底端之間，使彈簧202e上端與圓環墊202g接觸，進而使剎車片吸附過程中，各個電磁吸附裝置202中的彈簧202e壓縮距離相同，保證其彈力相同。

由于剎車片為混流生產工藝，需要適應不同產品的尺寸和形狀，因此本實用新型中采用五個拾取機構2，分別設置于拾取機構安裝板103上由左至右的五個搭載位置處；領五個搭載位置由左至右分別為一～五號搭載位，則其中一號、三號與五號搭載位處的拾取機構2作為固定拾取機構，與拾取機構安裝板103相對固定安裝；二號與四號搭載位處的拾取機構2為活動拾取機構，與拾取機構安裝板103間無固定連接，而是采用滑動連接方式安裝，且分別通過氣缸驅動組件3驅動，可在拾取機構安裝板103左右方向上移動。

上述固定拾取機構與拾取機構安裝板103間的安裝方式具體為：在拾取機構安裝板上開設安裝口A，將固定拾取機構中全部電磁吸附機構202由拾取機構安裝板上方穿過安裝口A，使電磁鐵安裝板202a下表面與拾取機構安裝板103上表面搭接定位，隨后通過螺栓將兩者固定，進而實現固定拾取機構與拾取機構安裝板103間的固定。

上述活動拾取機構在拾取機構安裝板103上的設置方式為：在拾取機構安裝板上開設安裝口B，安裝口B左右寬度設計為大于活動拾取機構的電磁鐵安裝板寬度，為活動拾取機構左右移動預留空間。活動拾取機構中全部電磁吸附機構202由拾取機構安裝板上方穿過安裝口B，電磁鐵安裝板202a下表面與拾取機構安裝板103上表面搭接；同時，在拾取機構安裝板103的前后側邊處安裝有滑塊202h，如圖1與圖4所示，滑塊202h上開有滑槽，分別與拾取機構安裝板103的前后側邊滑動配合安裝。

上述氣缸驅動組件3包括單缸雙作用氣缸301、氣缸推桿302與氣缸推頭303，如圖1與圖4所示。其中，單缸雙作用氣缸301為兩個，分別通過支架固定安裝于拾取機構安裝板103的側邊上，且使單缸雙作用氣缸301的活塞桿平行于拾取機構安裝板103，輸出端朝向其所驅動的活動拾取機構。兩個單缸雙作用氣缸301的活塞桿輸出端同軸螺紋固定安裝氣缸推桿302；兩個氣缸推桿302的輸出端螺紋固定安裝有氣缸推頭303。兩個氣缸推頭303通過螺釘分別固定安裝于活動拾取機構中電磁鐵安裝板201上表面的前后兩端處。兩個單缸雙作用氣缸301上還安裝有方向相反的兩個磁性開關8，用來以檢測單缸雙作用氣缸301是否正常運作。

本實用新型剎車片搬運的機器人通用末端執行器，外部由防塵罩進行封裝，如圖5所示，對拾取機構2以及氣缸驅動組件3進行保護。通過工形法蘭座101固定安裝于機器人的末端；通過控制機器人使末端執行器下移到拾取位置上方指定高度等待工件,直至剎車片隨傳送帶移動到拾取位置的光電開關處時，末端執行器得電，使電磁鐵產生磁性吸附（拾取）剎車片至末端執行器上的設定位置。吸附完成后機器人帶動末端執行器移動，等待末端執行器上下一設定位置進行剎車片吸附工作；隨后控制傳動帶將下一塊剎車片輸送至拾取位置，由末端執行器進行吸附。

本實用新型采用由兩個活動拾取裝置與三個固定拾取機構共5個拾取機構，可滿足不同生產需求，實現三種剎車片搬運方案，分別為：

令五個拾取機構，由左至右分別為第一～第五拾取機構，則：

方案1：通過剎車片搬運的機器人通用末端執行器一次性搬運五塊剎車片；如圖6所示，此時單缸雙作用氣缸301為收縮狀態，此時，五個拾取機構間中心距離相等均為60mm。由此，該種狀態下的剎車片搬運的機器人通用末端執行器得電后，使五個拾取裝置中的電磁鐵產生磁性，對應吸附5個寬度尺寸為0～52（含52）毫米，且形狀不限的剎車片。

方案2：通過剎車片搬運的機器人通用末端執行器一次性搬運四塊剎車片；如圖7所示，此時單缸雙作用氣缸301為伸展狀態，此時，第二拾取機構和第四拾取機構的電磁鐵安裝板與第三拾取機構的電磁鐵安裝板貼合；且第一拾取機構和第二拾取機構中心距離，與第四拾取機構和第五拾取機構的中心距均為80mm。由此，該種狀態下的剎車片搬運的機器人通用末端執行器得電后，使五個拾取裝置中的電磁鐵產生磁性，吸附4個寬度尺寸為52～72（含72）毫米，形狀不限的剎車片。4個剎車片的吸附方式為：由第一拾取機構的電磁鐵吸附1個剎車片。由第二拾取機構的電磁鐵，結合第三拾取機構中與第二拾取機構相鄰一側的電磁鐵共同吸附1個剎車片。由第四拾取機構，結合第三拾取機構中與第四拾取機構相鄰一側的電磁鐵共同吸附1個剎車片。由第五拾取機構的電磁鐵吸附1個剎車片。

方案3：通過剎車片搬運的機器人通用末端執行器一次性搬運三塊剎車片；此時，與方案1相同，單缸雙作用氣缸301為收縮狀態，第一拾取機構和第三拾取機構中心距離，與第五拾取機構和第三拾取機構的中心距均為120mm。由此，該種狀態下的剎車片搬運的機器人通用末端執行器得電后，使五個拾取裝置中第一、第三與第五拾取機構2的電磁鐵產生磁性，吸附3個寬度尺寸為72～112（含112）毫米，形狀不限的剎車片。3個剎車片的吸附方式為：由第一拾取機構的電磁鐵，結合第二拾取機構與第一拾取機構相鄰一側的電磁鐵共同吸附1個剎車片。由第三固定拾取機構的電磁鐵，結合第二和第四拾取機構與第三拾取機構相鄰一側的電磁鐵吸附1個剎車片。由第五拾取機構，結合第四拾取機構與第五拾取機構相鄰一側的電磁鐵共同吸附1個剎車片。