CN109533936A - 一种机器人与二次吊具抓取并悬挂热水器内胆的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人与二次吊具抓取并悬挂热水器内胆的方法,包括挂筒的二次吊具、热水器内胆筒吊具放置方式、机器人手爪、悬挂链吊具的导向与定位方式、悬挂链吊具与二次吊具的配合方式；由于内胆筒的制造精度较低，为保证机器人能将内胆筒顺利挂到悬挂链上，采用二次吊具人工挂到内胆筒吊耳上，然后由机器人同时将二次吊具与内胆夹住，并整体放置到悬挂链下的吊具上，通过设计二次吊具与一次吊具的配合形式，保证了上下筒时不需要考虑方向性，确保上下筒的可靠性，为保证二次吊具准确与一次吊具精确配合，采用视觉伺服机器人实现精确上件。本发明提出一种新型的用于长型、重载型零件放置到悬挂链生产线上的一种方法，具有简单可靠，易于采用机器人实现。

Description

一种机器人与二次吊具抓取并悬挂热水器内胆的方法

技术领域

本发明涉及热水器内胆的生产工艺(搪瓷、喷涂等)，尤其涉及的是将内胆筒从焊接生产线搬运到悬挂链上的过程，后续生产工艺是搪瓷、喷涂等。

背景技术

热水器内胆筒，是由钢皮卷曲并焊接而成，焊接之后，需要对内胆壁进行表面处理、喷涂、搪瓷等工艺，通常的做法通过悬挂链将内胆筒连续经过各工艺的工位，采用间歇运行的方式。目前采用人工将内胆筒放置到悬挂链上，为方便悬挂，在热水器内胆上方焊接两个吊耳，人工利用助力臂将内胆筒移动至悬挂链下方，将吊耳挂到的挂钩上。这种操作方式，人工劳动强度大，存在较大的劳动危险性，生产效率也较低，因此采用机器人挂筒是一种更好的操作方式。但是用于悬挂的吊耳，由于焊接位置不准、焊接变形、筒体形状一致性差等原因，导致机器人悬挂存在很多难点，本发明针对机器人挂筒中存在的几个关键技术难点，提出了解决的办法。

发明内容

本发明的目的在于解决机器人悬挂热水器内胆筒到悬挂链上存在的一些技术难点，提出种结构简单，易于实现挂筒的二次吊具，可以与二次吊具配合的一次吊具，并设计出一种对应的机器人手爪，以及挂内胆需要吊具定位方式，采用该方法可以保证可靠的将热水器内明悬挂到悬挂链上。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种机器人与二次吊具抓取并悬挂热水器内胆的方法,包括设计一种容易放到悬挂链上的二次吊具、机器人抓取热水器内胆的抓手、悬挂链一次吊具的定位方法，

所述二次吊具，具有两个吊钩，一根横杆，所述吊钩的底部、吊钩的质心、吊钩的横杆在一条连线上；所述二次吊具的横杆用于悬挂到固定在悬挂链下的一次吊具上；

所述机器人抓取热水器内胆的抓手，具有两套手爪，一套夹抱手爪，主要实现筒体本体的夹紧，另一套是夹持手爪，主要起夹紧二次吊具；

所述一次吊具，上部分与悬挂链下的竖杆相连接，下部分两侧具有掌托，掌托形状与二次吊具的横杆相配合，方便二次吊具快速放到其中；

所述一次吊具定位，即针对悬挂链竖杆可以旋转的情况，采用导向机构将一次吊具摆正到近似于与输送线平行的状态，在正式悬吊之前，再利用定位机构，将一次吊具完全夹正；

作为上述技术方案的优选实施方式，所述二次吊具利用耐高温合金制作而成，主要包括横杆、弯钩；作为横杆的优选实施方式，横杆采用圆柱形，所述弯钩的挂钩点与其重心及弯钩与横杆连接点在一直线上，保证二次吊具放到一次吊具上时，弯钩处于竖直状态。

作为上述技术方案的优选实施方式，所述热水器内胆的抓手，由于块基板与机器人法兰连接，中间部位具有夹抱手爪，夹抱手爪呈V形，便于对多种直径热水器内胆的夹紧，利用双侧反向丝杠带动两块V形手爪，起到夹紧与松开工件的作用；所述夹持二次吊具手爪，主要能夹持住二次吊具的横杆，采用两片夹板，其中下方起撑托作用夹板，采用平板形式，上方起固定位置夹板，呈V形，下方呈平板形式有利于抓手的进出；所述夹抱手爪固定在基板上，所述二次吊具手爪在基板可移动，这种方式使得所述抓手具备适应一定长度范围内热水器内胆的抓取。

作为上述技术方案的优选实施方式，所述一次吊具，采用高温合金制造，为节省材料，可采用3-4片耐高温合金板拼接而成，可以是焊接或者是铆接，一次吊具的下部向中间弯曲伸出两个撑托，其中间呈U形，方便一次吊具的横杆放入到其中；一次吊具上部分与悬挂链的悬杆固定在一起。

作为上述技术方案的优选实施方式，所述一次吊具的导向机构，放置在悬挂位置处的前方，在输送线的两侧分别布置一个弧形导向板，两块弧形板曲率不同，且沿着悬挂链行走方向逐渐内收，这保证即使一次吊具因某种原因发生旋转，均在导向板的作用下，一次吊具会变得基本与输送线平行。

作为上述技术方案的优选实施方式，所述一次吊具的定位机构，该机构由定位块、基板平推气缸、旋转夹紧机构、旋转机构气缸组成，平推气缸从一次吊具的一侧将定位块推向一次吊具的上部位置，接着旋转机构在气缸推动下，从吊具的另一侧将一次吊具夹靠到定位块上，从而实现一次吊具的横向定位。

作为上述技术方案的优选实施方式，一次吊具的纵向定位，采用机器视觉的方法实现，由于悬挂链在输送过程中，停止位置并不精确，所以为将二次吊具悬挂到一次吊具中时，不要发生碰撞，所以需在机器人末端或在悬挂位置附近设置工业相机，预先判断每次悬停位置偏差，并将偏差值发送到机器人控制器上，让机器人进行误差补偿。

本发明相比现有技术具有以下优点：

1、本发明提供的二次吊具的方法，避免了吊耳误差导致的悬挂难度，降低了自动悬吊的复杂度。

2、本发明提供的二次吊具结构，不需要在悬吊时考虑挂钩的方向问题，避免了确定挂钩前后方向的难点。

3、本发明提供的夹抱机械手，具有对二次吊具的定位夹紧机构，对筒体夹抱的要求降低，也避免了筒体误差导致悬挂处产生的误差，保证悬挂的可靠性。

附图说明

图1是本发明的总体方案示意图。

图2是本发明的二次吊具与一次吊具配合示意图。

图3是本发明的一次吊具的结构示意图。

图4是本发明的二次吊具的结构示意图。

图5是本发明的机器人抓手夹抱工件的示意图。

图6是本发明的一次吊具定位机构示意图。

图7是本发明的一次吊具定位机构侧面示意图。

图8是本发明的工件悬吊前的位置示意图。

图中标号：1悬挂状态下的热水器内胆筒，2悬挂杆下的一次吊具，21耐高温合金板，22合金板拼装销，23掌托，3悬挂链杆，4二次吊具，41，悬挂横杆，42，挂钩，5一次吊具定位机构，51定位块，52顶伸气缸，53定位机构基板，54气缸安装座，55夹紧气缸，56夹板手爪，57连接杆，58旋转轴支承板，59旋转轴，6工业机器人，7机器人抓手，71，筒身夹抱手爪，72抓手基板，73，二次吊具夹爪，8，输送线上热水器内胆筒，9输送线。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

参见图1至图8，本实施例公开了一种采用二次吊具利用机器人将筒体夹抱悬挂到悬挂链上的方法，包括悬放在悬挂链下方的一次吊具，用于方便悬挂的二次吊具，同时夹抱筒体及二次吊具的机器人抓手，一次吊具的定位机构等。

一次吊具2包括若干片(本实例为3片)耐高温合金板21，合金板拼装销22，掌托23。为节省耐高温合金的使用量，一次吊具2的主体结构采用几片耐高温合金板拼装而成，合金板拼装销22起到将多片合金板组合起来的目的，可采用拼装的方式有铆接或焊接。掌托23为独立个体，也以在耐高温合金板底部延长，并伸出形成掌托部位，同时中间加一块衬托板。

二次吊具4包括横杆41和挂钩42，挂钩的底部用于与热水器内胆的吊耳接触，其位置应该与横杆的连线通过其质心，如图4所示，这样保证在悬挂筒体后，二次吊具不会产生大的旋转。

机器人抓手7，包括底板72、筒体夹抱手爪71、二次吊具夹紧手爪73。

一次定位机构5，包括定位块51，顶伸气缸52，定位机构基板53，气缸安装座，55夹紧气缸54，夹板手爪56，连接杆57，旋转轴支承板58，旋转轴59。

本实施例公开的采用二次吊具利用机器人将筒体夹抱悬挂到悬挂的工作过程如下：

热水器内胆筒8，由焊接生产线焊接完成后，仍然放置在工装上，工装随输送线9一起移动到末端，为便于机器人抓取工件时人工的安全性，可以在末端设置两个工位，一个工位用于人工放置二次吊具，另一个工位用于机器人抓取上料位。由于二次吊具被人工挂到内胆筒吊耳上后，会由于重力原因下垂，因此需要在机器人抓取工位处加上二次吊具的定位装置。

当内胆筒8挂好二次吊具4之后，机器人6带动抓手7到达内胆筒的工位处，复合手爪上的二次吊具夹爪73会夹持住二次吊具4上的横杆41，同时平行夹爪71抱紧筒体，为适应不同长度筒体的抓取，作为优选方式，平行夹爪71固定在基板72上，二次吊具夹爪73可以与基板利用丝杠导轨相连接，从而可以产生相对移动。

当内胆筒8被机器人6从焊接输送线上抓取后，再由机器人6移动到悬挂链下方一次吊具2处，作为优选方式，机器人夹爪4上携带工业相机，实现对一次吊具2的视觉定位，确保机器人带动二次吊具横杆41放入到一次吊具2的掌托槽内，当二次吊具与一次吊具完全配合好后，二次吊具夹爪73松开，同时夹抱平行手爪71也松开筒体，机器人退开上件工位，并继续执行下一上件动作。

作为优选方式，为防止筒体悬挂不到位，出现掉胆现象，需要在悬挂位下面放置缓冲装置。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种机器人与二次吊具抓取并悬挂热水器内胆的方法,包括二次吊具的结构，二次吊具与悬挂链吊具的配合形式，机器人手爪的结构与形式；

所述热水器内胆是采用悬挂链进行工艺处理的一种形式，所述热水器内胆上部装有两个工艺吊耳，用于悬挂时与挂钩连接；

所述一次吊具(吊具)是与悬挂链装配在一起，且可以自由转动；

所述二次吊具是为方便将内胆悬挂到一次吊具上的中间附加的中介件；

所述机器人手爪是复合型手爪，具备筒体的夹抱机构、二次吊具夹持机构，所述夹抱机构与二次吊具夹持机构由大型基板相连，其中有一个机构可以实现相对移动，从而可以实现一定长度范围的内胆筒的夹抱。

2.如权利要求1所述的一种机器人与二次吊具抓取并悬挂热水器内胆的方法,其特征在于：所述方法用于热水器内胆筒焊接之后，需将筒体运送到悬挂链上，也可以用于热水器内胆从一套悬挂链转移到另一套悬挂链上，也适用于从悬挂链上将热水器内胆吊到输送线上。

3.如权利要求1所述的一种机器人与二次吊具抓取并悬挂热水器内胆的方法,其特征在于：所述机器人手爪具备两个功能，即夹抱筒体以及夹持二次吊具，保证二次吊具与热水器内胆筒体的相对位置。

4.如权利要求1所述的一种机器人与二次吊具抓取并悬挂热水器内胆的方法,其特征在于：二次吊具悬挂到一次吊具上，两者配合时，无方向性选择，即不需要一次吊具朝前或朝后的要求。

5.如权利要求4所述的一种机器人与二次吊具抓取并悬挂热水器内胆的方法,其特征在于：对于悬挂链有旋转功能的，悬吊之前，需采用定位机构对一次吊具进行定位。