CN212109932U - 一种用于cmm检测***实现装夹与定位的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于CMM检测***实现装夹与定位自动化的装置。安全护栏壳内置有精度检测装置和机械臂，前方设有待检测区，旁设有手动扫码枪，待检测区前设有上料周转车，安全护栏壳外设有PLC控制柜和机器人控制柜；上料周转车包括外壳、横板、十字滑台机构、顶板、摄像头、支架和机械夹手，支架底部四角的车轮组件由车轮和电机构成，电机和车轮同轴连接；支架中部装有十字滑台机构，上有机械夹手，横板下侧水平板装有摄像头。本实用新型设计了上料抓取运送的装夹结构，结合机械臂和检测***实现了与现有CMM测量***的整合与优化，来达到机械零件的送检传输、测量、分流等自动化，降低了成本，提高生产效率。

Description

一种用于CMM检测***实现装夹与定位的装置

技术领域

本实用新型涉及了一种机械装夹与定位的装置，尤其是涉及了一种用于CMM检测***实现装夹与定位的装置。

背景技术

发达国家三坐标测量机生产厂家较多，著名的国外生产厂家有德国的蔡司(Zeiss)和莱茨(Leitz)、意大利的DEA、美国的布郎一夏普(Bmwn&Sharpe)、日本的三丰(Mitutoyo)等公司。所用的三坐标测量机与计算机工作站和数控机床联网；三坐标测量机技术近十多年来突飞猛进发展，特别是数控***和测量软件每二三年便更新一代；品种齐全，“三化”(即标准化、通用化、系列化)程度高。在不同的生产领域得到广泛应用。

在我国测量与加工一体化集成越来越多的应用在制造领域，与其相匹配的装夹要求越来越高，现有技术中缺少了自动化成分，较多的中小型企业依旧采取人工装夹定位并且人工上下料的方式。大大增加人力成本，并且容易出现装夹方式的不合理性。

实用新型内容

在制造领域，为了实现检测与加工一体化集成问题，本实用新型的目的在于提供一种用于CMM检测***实现装夹与定位自动化的装置。

本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型包括安全护栏壳、精度检测装置、机械臂、待检测区、手动扫码枪、上料周转车、PLC控制柜和机器人控制柜；安全护栏壳内布置有精度检测装置和机械臂，安全护栏壳前方设有待检测区，待检测区旁设有手动扫码枪，待检测区前设有上料周转车，安全护栏壳外设有PLC控制柜和机器人控制柜；所述的上料周转车包括外壳和安装在外壳内部的横板、十字滑台机构、顶板、摄像头、支架和机械夹手，支架的底部四角均安装有一个车轮组件，每个车轮组件是由车轮和电机构成，电机的输出端和车轮同轴连接，带动车轮旋转；支架的中部安装有竖直布置的十字滑台机构，十字滑台机构的横板上安装有机械夹手，横板下侧延伸固定有水平板，水平板底面安装有摄像头。

所述的机械夹手包括机械手指连杆机构、机械手掌、齿轮、皮带、带轮和步进电机，步进电机固定在十字滑台机构的横板上，横板下侧的水平板上的两侧均安装有一个机械手掌，机械手掌的前端连接安装有机械手指连杆机构，每个机械手掌的顶部均固定安装有齿轮，两个机械手掌的齿轮相啮合连接，其中一个机械手掌顶部的齿轮同轴连接有带轮轴，带轮轴经带轮和皮带和步进电机的输出端传动连接。

所述的机械手指连杆机构包括舵机、根指连杆、曲柄、滑块、滑轨、三角板、第一节指下杆件、第二节指下杆件、指尖构件、第二节指上连杆和第一节指上连杆；舵机固定于机械手掌侧面，舵机的输出端经曲柄带动滑块水平运动，滑块嵌装在滑轨上，滑块前方依次设有三角板和指尖构件，根指连杆的后端铰接于滑块，根指连杆的前端铰接到三角板位于前端的角上，第一节指上连杆后端铰接于三角板位于上端的角上，第一节指上连杆前端和第二节指上连杆的后端铰接，第二节指上连杆前端和指尖构件的上部铰接，第一节指下杆件的后端铰接于三角板位于后端的角上，第一节指下杆件的前端和第二节指下杆件后端铰接，第二节指下杆件前端和指尖构件的下部铰接。

所述的车轮采用麦克纳姆轮。

所述的上料周转车上还安装有预警灯。

本实用新型采用机器小车自动上料，机械臂依据装夹库方案对待测零件于待检测区上进行装夹，并将零件移动至检测台。

本实用新型的有益效果是：大大提高了装夹准确性，以及上下料的速度，降低成本。

本实用新型设计了上料抓取运送的装夹结构，结合机械臂和检测***实现了与现有CMM测量***的整合与优化，来达到机械零件的送检传输、测量机的上、下料及检测后零件分流等全部过程自动化。并且使用机械臂进行固定和夹紧。

本实用新型这样通过数字化***和机械上料抓取结构的结合应用，能够用于制造出高精度、高效率、高技术的产品，降低成本，提高生产效率。

附图说明

图1是本实用新型的整体立体示意图。

图2是上料周转车的立体示意图。

图3是机械夹手的立体示意图。

图4是机械手指连杆机构的左视图。

图5是机械手指连杆的运动状态立体示意图。

图中：1、安全护栏壳，2、精度检测装置，3机械臂，4、待检测区，5、手动扫码枪，6、上料周转车，9、PLC控制柜，10、机器人控制柜，16、横板，17、十字滑台机构，18、顶板，19、摄像头，20、预警灯，21、电机，22、支架，23、车轮，24、机械夹手，30、机械手指连杆机构，31、舵机，32、机械手掌，33、齿轮，34、皮带，35、带轮，36、步进电机，37、根指连杆，38、舵机，39、滑块，40、滑轨，41、三角板，42、第一节指下杆件，43、第二节指下杆件，44、指尖构件，46、第二节指上连杆，47、第一节指上连杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，包括安全护栏壳1、精度检测装置2、机械臂3、待检测区4、手动扫码枪5、上料周转车6、PLC控制柜9和机器人控制柜10；安全护栏壳1内布置有精度检测装置2和机械臂3，安全护栏壳1前方设有待检测区4，待检测区4旁设有手动扫码枪5，待检测区4前设有上料周转车6，安全护栏壳1外设有PLC控制柜9和机器人控制柜10。

如图2所示，上料周转车6包括外壳和安装在外壳内部的横板16、十字滑台机构17、顶板18、摄像头19、支架22和机械夹手24，支架22的底部四角均安装有一个车轮组件，每个车轮组件是由车轮23和电机21构成，电机21的输出端和车轮23同轴连接，带动车轮23旋转；车轮23采用麦克纳姆轮，支架22的中部安装有竖直布置的十字滑台机构17，十字滑台机构17的顶面为顶板18，十字滑台机构17的横板16上安装有机械夹手24，横板16下侧延伸固定有水平板，水平板底面安装有摄像头19，支架22上还安装有预警灯20。

上料周转车6将工件固定地运送到待检测区4，机械臂3抓取待检测区4上的工件将其放置在精度检测装置2上进行检测，进而实现了装夹与定位的检测。

精度检测装置10主要起检测作用，一般为整体机器。机械臂3主要进行工作区内上料以及下料，将待测的工件由待测区至检测台或由检测台至待测区。精度检测装置2和机械臂3分别通过连接线连接到PLC控制柜9和机器人控制柜10，由PLC控制柜9和机器人控制柜10控制精度检测装置2和机械臂3工作。

手动扫码枪5用于操作工进行入库操作，对每一个进入待测区的工件进行扫码并做记录。

具体实施的机械臂为垂直多关节型机械结构，拥有6个自由度，安装方式为地面安装。

摄像头19用于上料时，对应条形码的扫描，根据所扫描条形码进行选择对应的待测件，将其放在对应待测区。

如图3所示，机械夹手24包括机械手指连杆机构30、机械手掌32、齿轮33、皮带34、带轮35和步进电机36，

步进电机36固定在十字滑台机构17的横板16上，横板16下侧的水平板上的两侧均安装有一个机械手掌32，机械手掌32的前端连接安装有机械手指连杆机构30，每个机械手掌32的底部铰接连接于水平板上，每个机械手掌32的顶部均固定安装有齿轮33，两个机械手掌32的齿轮33相啮合连接，其中一个机械手掌32顶部的齿轮33同轴连接有带轮轴，带轮轴经带轮35和皮带34和步进电机36的输出端传动连接。步进电机36运行经经带轮35和皮带34的皮带传动结构带动带轮轴旋转，进而带动该带轮轴所在的一个机械手掌32旋转，由于两个机械手掌32顶部的齿轮啮合关系，进而带动两个机械手掌32开合运动。

抓手部分，首先利用电机36控制机械抓手开合。机械手掌32开合原理是利用齿轮组33外啮合，方向相反的原理，同时利用带传动，传动距离远的特征，从而防止了外端质量过重，是悬臂梁弯曲应力过大形成明显形变的问题。同时使重心能够保持在合适位置，防止升降时发生前倾的问题。

如图4所示，机械手指连杆机构30包括舵机31、根指连杆37、曲柄38、滑块39、滑轨40、三角板41、第一节指下杆件42、第二节指下杆件43、指尖构件44、第二节指上连杆46和第一节指上连杆47；舵机31固定于机械手掌32侧面，舵机31的输出端经曲柄38和滑块39铰接，滑块39嵌装在滑轨40上，滑轨40固定于机械手掌32上，滑块39前方依次设有三角板41和指尖构件44，根指连杆37的后端铰接于滑块39，根指连杆37的前端铰接到三角板41位于前端的角上，第一节指上连杆47后端铰接于三角板41位于上端的角上，第一节指上连杆47前端和第二节指上连杆46的后端铰接，第二节指上连杆46前端和指尖构件44的上部铰接，第一节指下杆件42的后端铰接于三角板41位于后端的角上，第一节指下杆件42的前端和第二节指下杆件43后端铰接，第二节指下杆件43前端和指尖构件44的下部铰接，从而形成多级连杆驱动结构。

根指连杆37、第一节指下杆件42和第一节指上连杆47在三角板41处通过套筒或者轴套在不同轴向位置错开布置，使得各自旋转下运动不干涉。

如图5所示，舵机31运动带动滑块39在滑轨40上前后移动：若滑块39沿滑轨40向前移动，则经多级连杆驱动结构带动根指连杆37前移，三角板41前端上翘翻转，进而带动指尖构件44前端上翘翻转；若滑块39沿滑轨40向后移动，则经多级连杆驱动结构带动根指连杆37后移，三角板41前端下翘翻转，进而带动指尖构件44前端下翘翻转。

如图4和图5，单个手指运动情况如下：

舵机臂做曲柄38发生转动时，带动滑块39在滑轨40上做前后直线运动。当滑块39向后移动时，带动三角连接板41做逆时针旋转，同时带动第一节指下连杆42做圆心固定在机架上的逆时针运动。

直至第一节指下连杆42碰到待取工件时，第一节指下连杆42无法继续做逆时针运动，但三角连接板41因为舵机设定值的缘故还在继续做逆时针旋转，所以就导致了第一节指上连杆47做一个小幅的逆时针运动，同时有前倾的运动倾向，使第二节指上连杆46带动第二节指下连杆43做逆时针运动，达到第二节指向内弯曲的效果，同时使指尖构件44内扣达到锁紧的状态，舵机31停转。

这样在两侧机械手指连杆机构上，通过舵机控制一个机械手指连杆机构。机械手指连杆机构各关节之间用销来铰接，间隙配合，可保证各关节的转动。利用舵机控制机械手指连杆机构舒张及弯曲到极限。

Claims (5)

1.一种用于CMM检测***实现装夹与定位的装置，其特征在于：包括安全护栏壳(1)、精度检测装置(2)、机械臂(3)、待检测区(4)、手动扫码枪(5)、上料周转车(6)、PLC控制柜(9)和机器人控制柜(10)；安全护栏壳(1)内布置有精度检测装置(2)和机械臂(3)，安全护栏壳(1)前方设有待检测区(4)，待检测区(4)旁设有手动扫码枪(5)，待检测区(4)前设有上料周转车(6)，安全护栏壳(1)外设有PLC控制柜(9)和机器人控制柜(10)；

所述的上料周转车(6)包括外壳和安装在外壳内部的横板(16)、十字滑台机构(17)、顶板(18)、摄像头(19)、支架(22)和机械夹手(24)，支架(22)的底部四角均安装有一个车轮组件，每个车轮组件是由车轮(23)和电机(21)构成，电机(21)的输出端和车轮(23)同轴连接，带动车轮(23)旋转；支架(22)的中部安装有竖直布置的十字滑台机构(17)，十字滑台机构(17)的横板(16)上安装有机械夹手(24)，横板(16)下侧延伸固定有水平板，水平板底面安装有摄像头(19)。

2.根据权利要求1所述的一种用于CMM检测***实现装夹与定位的装置，其特征在于：所述的机械夹手(24)包括机械手指连杆机构(30)、机械手掌(32)、齿轮(33)、皮带(34)、带轮(35)和步进电机(36)，步进电机(36)固定在十字滑台机构(17)的横板(16)上，横板(16)下侧的水平板上的两侧均安装有一个机械手掌(32)，机械手掌(32)的前端连接安装有机械手指连杆机构(30)，每个机械手掌(32)的顶部均固定安装有齿轮(33)，两个机械手掌(32)的齿轮(33)相啮合连接，其中一个机械手掌(32)顶部的齿轮(33)同轴连接有带轮轴，带轮轴经带轮(35)和皮带(34)和步进电机(36)的输出端传动连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于CMM检测***实现装夹与定位的装置，其特征在于：所述的机械手指连杆机构(30)包括舵机(31)、根指连杆(37)、曲柄(38)、滑块(39)、滑轨(40)、三角板(41)、第一节指下杆件(42)、第二节指下杆件(43)、指尖构件(44)、第二节指上连杆(46)和第一节指上连杆(47)；舵机(31)固定于机械手掌(32)侧面，舵机(31)的输出端经曲柄(38)带动滑块(39)水平运动，滑块(39)嵌装在滑轨(40)上，滑块(39)前方依次设有三角板(41)和指尖构件(44)，根指连杆(37)的后端铰接于滑块(39)，根指连杆(37)的前端铰接到三角板(41)位于前端的角上，第一节指上连杆(47)后端铰接于三角板(41)位于上端的角上，第一节指上连杆(47)前端和第二节指上连杆(46)的后端铰接，第二节指上连杆(46)前端和指尖构件(44)的上部铰接，第一节指下杆件(42)的后端铰接于三角板(41)位于后端的角上，第一节指下杆件(42)的前端和第二节指下杆件(43)后端铰接，第二节指下杆件(43)前端和指尖构件(44)的下部铰接。

4.根据权利要求1所述的一种用于CMM检测***实现装夹与定位的装置，其特征在于：所述的车轮(23)采用麦克纳姆轮。

5.根据权利要求1所述的一种用于CMM检测***实现装夹与定位的装置，其特征在于：所述的上料周转车(6)上还安装有预警灯(20)。

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