一种自动抓取与检测装置

技术领域

本发明涉及电机铁芯检测技术领域，具体涉及到一种自动抓取与检测装置。

背景技术

电机中固定的部分叫作定子(stator),在其上面装设了成对的直流励磁的静止的主磁极；而旋转部分转子-rotor叫铁芯,在上面要装设电枢绕组，通常铁芯是由若干与其截面形状相同的硅钢片堆叠形成的圆柱状结构，并且在铁芯的内壁上设有若干贯穿槽用于安装电枢绕组。

在电机铁芯的生产中，需要对成品电机铁芯进行各项检测，检测时需要通过机械臂抓取电机铁芯至指定位置，一般是多个电机铁芯批量放置在铁芯放置板上输送至检测区域，然后将铁芯放置板上的电机铁芯通过机械臂抓取至指定位置，但是一般机械臂上的机械爪都是固定的，或者需要人工进行拆卸更换，而在电机铁芯的抓取与检测过程中，除了用气动三角爪对电机铁芯的抓取之外，还需要转移放置电机铁芯的铁芯放置板，但是气动三角爪却不能抓取铁芯放置板，因此通常需要设置两个不同的机械臂，但是这样的方式需要增加机械臂的投入成本。

发明内容

为了解决上述现有技术中的不足之处，本发明提出一种自动抓取与检测装置。

为了实现上述技术效果，本发明采用如下方案：

一种自动抓取与检测装置，包括旋转设置的机械臂，所述机械臂的抓取端设有连接座，所述连接座的一侧设有感应器，所述机械臂周围设有铁芯架、检测架以及抓手架，所述铁芯架包括第一支撑架，所述第一支撑架的上端放置有铁芯放置板，所述铁芯放置板上阵列设有若干铁芯放置孔，所述铁芯放置孔与电机铁芯相匹配，所述检测架包括第二支撑架，所述第二支撑架的上端设有检测台，所述检测台上设有检测装置，所述抓手架包括第三支撑架，所述第三支撑架的上端设有放置架，所述放置架上放置有气动三角爪以及真空吸附板，所述气动三角爪与真空吸附板的上端均设有可以与连接座可拆卸连接的连接结构。

优选的技术方案，所述连接结构包括固定设置于气动三角爪以及真空吸附板上端的第一连接头，所述第一连接头的上端面光滑平整设置，所述第一连接头的上端面中心设有定位孔，所述连接座包括与机械臂固定连接的安装座，所述安装座的中心设有与定位孔相匹配的定位柱，所述安装座上围绕定位柱设有若干第一真空吸附孔，若干第一真空吸附孔与连接头的上端面相对应，所述安装座的侧壁上设有与第一真空吸附孔连通的第一真空管。

优选的技术方案，所述真空吸附板包括基板，所述基板的下表面阵列设有若干橡胶罩，所述连接结构设于基板的上表面，所述基板的上表面设有第二连接头，所述第二连接头上设有插槽，所述第二连接头的内壁设有真空腔，所述第二连接头的侧壁上设有与真空腔连通的第一连接管，所述第一连接管通过若干第二连接管与若干橡胶罩一一连通，所述连接座上设有与插槽相匹配的插头，所述插头上设有第二真空管，所述插头插入插槽后，第二真空管与真空腔连通。

优选的技术方案，所述插槽内凸出设有若干与真空腔连通的插管，所述插头插入插槽的一端的端面具有若干与插管相匹配的插孔，若干插管与若干插孔一一对应，若干插孔与第二真空管相连通。

优选的技术方案，所述放置架的上端设有两根第一支撑柱以及两根第二支撑柱，两根第一支撑柱间隔设置，两根第二支撑柱间隔设置，两根第一支撑柱连线的中点与两根第二支撑柱连线的中点重合并且两根第一支撑柱的连线与两根第二支撑柱的连线垂直相交，所述基板承托在两根第一支撑柱以及两根第二支撑柱的上端，两根第一支撑柱的连线与两根第二支撑柱的连线的交点处位于基板中心的下方，所述第一支撑柱的上端凸出设有一限位柱，所述限位柱的尺寸小于第一支撑柱的尺寸，所述基板上具有两个分别与两个限位柱匹配的限位孔，所述限位柱插入限位孔内。

优选的技术方案，所述气动三角爪的上端侧壁上朝外延伸设有三根支撑杆，三根支撑杆两两之间的夹角为120°，所述放置架上设有三个支撑立板，三个支撑立板分别与三根支撑杆相对应，所述支撑立板的上端具有与支撑杆匹配的卡槽，三根支撑杆分别卡入三个卡槽内用于支撑气动三角爪。

优选的技术方案，所述检测装置包括尺寸检测装置、端面检测装置以及侧壁检测装置，所述尺寸检测装置包括横向设于检测台上的圆筒支架，所述圆筒支架的一端连接视觉检测系统；所述检测台内固定设有安装支架，所述安装支架内设有竖直移动的升降板，所述升降板的下端中心固定设有竖直设置的连杆，所述安装支架的下端安装有升降气缸，所述升降气缸的伸缩杆朝上与连杆的下端通过转动连接头连接，所述升降板上竖直设有若干检测通条，所述检测通条的截面形状与电机铁芯的贯穿槽相匹配，若干检测通条围绕一圈设置并且与电机铁芯上的若干贯穿槽一一对应，所述安装支架的上方设有安装于检测台上的承载板，所述承载板上转动安装有第一转动盘，所述第一转动盘通过旋转驱动机构驱动，所述第一转动盘上表面的中心具有与电机铁芯相匹配的放置槽，所述放置槽的底部贯穿设有若干与若干第一通孔一一对应的第二通孔，所述承载板上具有一个与若干第二通孔对应的中心孔，若干检测通条的上端通过中心孔后一一插入对应的第二通孔内；所述端面检测装置包括安装于承载板上的第一位移传感器，所述第一位移传感器的拉杆竖直设置并且位于电机铁芯端面的上方；所述侧壁检测装置包括安装于承载板上的第二位移传感器，所述第二位移传感器的拉杆水平设置并且位于电机铁芯的一侧。

优选的技术方案，所述承载板通过两条导轨滑动设于检测台上，两条导轨分别位于安装支架的两侧并设于检测台上，所述承载板匹配滑动安装在两条导轨上，所述承载板的一侧贯穿设有一与导轨相平行的丝孔，所述丝孔内匹配穿过设有丝杆，所述丝杆的两端转动安装于检测台上，所述丝杆通过第一旋转电机驱动转动。

优选的技术方案，所述旋转驱动机构包括第二旋转电机，所述第一转动盘呈圆形，所述第一转动盘的侧壁上设有一圈齿牙，所述承载板上转动安装有与齿牙相啮合的传动齿轮，所述传动齿轮通过第二旋转电机驱动转动。

优选的技术方案，所述所述安装支架的上端设有顶板，所述顶板上具有一安装中心孔，所述安装中心孔内转动设有一第二转动盘，所述第二转动盘上具有若干与若干检测通条一一对应的第一通孔。

与现有技术相比，有益效果为：

通过机械臂转动，将连接座与气动三角爪进行连接，气动三角爪从铁芯放置板上抓取电机铁芯到检测台上进行检测，或者将电机铁芯放置到其他需要的位置；将连接座与真空吸附板连接，可以采用真空吸附的方式抓取铁芯放置板进行转移，通过此方式，只需要通过一个机械臂的设置，采用更换抓手的方式来达到抓取电机铁芯以及铁芯放置板的目的，减少了机械臂的设置。

附图说明

图1是本发明俯视示意图；

图2是本发明中机械臂与气动三角爪的连接状态示意图；

图3是本发明中机械臂与真空吸附板的连接状态示意图；

图4是本发明中抓手架结构示意图；

图5是本发明中真空吸附板结构示意图；

图6是本发明中检测架结构示意图；

图7是本发明中安装支架结构示意图；

图8是本发明中承载板与导轨结构示意图。

附图标记：1、机械臂；2、铁芯放置板；3、铁芯放置孔；4、检测台；5、圆筒支架；6、视觉检测系统；7、抓手架；8、气动三角爪；9、感应器；10、真空吸附板；11、第三支撑架；12、放置架；13、基板；14、第一连接头；15、定位孔；16、橡胶罩；17、第二连接头；18、第一支撑柱；19、第二支撑柱；20、限位柱；21、支撑立板；22、支撑杆；23、第一连接管；24、插槽；25、插管；26、第二连接管；27、限位孔；28、安装支架；29、升降板；30、检测通条；31、顶板；32、第一通孔；33、第二转动盘；34、导轨；35、承载板；36、丝杆；37、第一旋转电机；38、第一转动盘；39、第二旋转电机；40、第一位移传感器；41、第二位移传感器；42、支撑架；43、放置槽；44、升降气缸；45、滑轨；46、移动架；47、连接座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

一种自动抓取与检测装置，包括旋转设置的机械臂1，机械臂1采用现有技术中工业所使用的机械臂1，可以360°自由旋转，所述机械臂1的抓取端设有连接座47，所述连接座47的一侧设有感应器9，所述感应器9采用现有技术，用于感应需要抓取的电机铁芯的位置，所述机械臂1周围设有铁芯架、检测架以及抓手架7，铁芯架上用于放置需要检测的电机铁芯，检测架上用于放置检测电机铁芯的装置，抓手架7上用于放置抓取电机铁芯的抓手，所述铁芯架包括第一支撑架42，所述第一支撑架42的上端放置铁芯放置板2，铁芯放置板2直接放置在第一支撑架42上，所述铁芯放置板2上阵列设有若干铁芯放置孔3，所述铁芯放置孔3与电机铁芯相匹配，铁芯放置孔3内用于放置电机铁芯，所述检测架包括第二支撑架42，所述第二支撑架42的上端设有检测台4，所述检测台4上设有检测装置，检测装置用于检测电机铁芯，所述抓手架7包括第三支撑架11，所述第三支撑架11的上端设有放置架12，所述放置架12上放置有气动三角爪8以及真空吸附板10，气动三角爪8采用现有技术，气动三角爪8用于抓取电机铁芯，真空吸附板10用于抓取铁芯放置板2，所述气动三角爪8与真空吸附板10的上端均设有可以与连接座47可拆卸连接的连接结构，便于连接座47在气动三角爪8与真空吸附板10之间进行更换。

需要抓取电机铁芯时，机械臂1转动，通过连接机构将连接座47与气动三角爪8进行连接，气动三角爪8从铁芯放置板2上抓取电机铁芯到检测装置进行检测，或者将电机铁芯放置到其他需要的位置；通过连接结构将连接座47与真空吸附板10连接，可以采用真空吸附的方式抓取铁芯放置板2进行转移，通过此方式，只需要通过一个机械臂1的设置，采用更换抓手的方式来达到抓取电机铁芯以及铁芯放置板2的目的，减少了机械臂1的设置。

优选的技术方案，所述连接结构包括固定设置于气动三角爪8以及真空吸附板10上端的第一连接头14，所述第一连接头14的上端面光滑平整设置，所述第一连接头14的上端面中心设有定位孔15，所述连接座47包括与机械臂1固定连接的安装座，所述安装座的中心设有与定位孔15相匹配的定位柱，所述安装座上围绕定位柱设有若干第一真空吸附孔，若干第一真空吸附孔与连接头的上端面相对应，所述安装座的侧壁上设有与第一真空吸附孔连通的第一真空管，第一真空管用于与外接的真空发生器连接。

机械臂1选择气动三角爪8以及真空吸附板10时，将定位柱插入到定位孔15中，然后安装座设有定位柱的一面与第一连接头14的端面相贴紧，使第一连接头14的端面封堵住若干第一真空吸附孔，然后通过第一真空管连接的外接真空发生器产生的真空使安装座吸附住第一连接头14，从而将连接座47与气动三角爪8或者真空吸附板10进行连接，通过此方式能够快速连接以及拆卸，便于随时进行更换。

优选的技术方案，所述真空吸附板10包括基板13，所述基板13的下表面阵列设有若干橡胶罩16，所述连接结构设于基板13的上表面，所述基板13的上表面设有第二连接头17，所述第二连接头17上设有插槽24，所述第二连接头17的内壁设有真空腔，所述第二连接头17的侧壁上设有与真空腔连通的第一连接管23，所述第一连接管23通过若干第二连接管26与若干橡胶罩16一一连通，所述连接座47上设有与插槽24相匹配的插头，所述插头上设有第二真空管，所述插头插入插槽24后，第二真空管与真空腔连通，第二真空管与外接的真空发生器进行连接。

真空吸附板10抓取铁芯放置板2时，将若干橡胶罩16压紧在铁芯放置板2的基板13上，然后通过外接的真空发生器产生负压，通过第二真空管、真空腔、第一连接管23以及第二连接管26使橡胶罩16内具有负压，从而吸附住铁芯放置板2，柔性的橡胶罩16能够保证与基板13更容易密封接触，并且不容易损伤基板13的表面。

优选的技术方案，所述插槽24内凸出设有若干与真空腔连通的插管25，所述插头插入插槽24一端的端面具有若干与插管25相匹配的插孔，若干插管25与若干插孔一一对应，若干插孔与第二真空管相连通。

机械臂1抓取真空吸附板10时，插头插入插槽24，若干插管25一一对应插入若干插孔中，通过此方式连通负压腔与第二真空管，此结构能够提高密封性，避免泄压。

优选的技术方案，所述放置架12的上端设有两根第一支撑柱18以及两根第二支撑柱19，两根第一支撑柱18间隔设置，两根第二支撑柱19间隔设置，两根第一支撑柱18连线的中点与两根第二支撑柱19连线的中点重合并且两根第一支撑柱18的连线与两根第二支撑柱19的连线垂直相交，所述基板13承托在两根第一支撑柱18以及两根第二支撑柱19的上端，两根第一支撑柱18的连线与两根第二支撑柱19的连线的交点处位于基板13中心的下方，所述第一支撑柱18的上端凸出设有一限位柱20，所述限位柱20的尺寸小于第一支撑柱18的尺寸，所述基板13上具有两个分别与两个限位柱20匹配的限位孔27，所述限位柱20插入限位孔27内。

通过两根第一支撑柱18以及第二支撑柱19顶住真空吸附板10，并且限位柱20插入限位孔27内后，避免真空吸附板10滑动掉落。

优选的技术方案，所述气动三角爪8的上端侧壁上朝外延伸设有三根支撑杆22，三根支撑杆22两两之间的夹角为120°，所述放置架12上设有三个支撑立板21，三个支撑立板21分别与三根支撑杆22相对应，所述支撑立板21的上端具有与支撑杆22匹配的卡槽，三根支撑杆22分别卡入三个卡槽内用于支撑气动三角爪8，气动三角爪8的外壁上具有与气动三角爪8内的气缸连通的第三真空管，第三真空管用于与外接的真空发生器连接。

通过三个支撑立板21支撑柱气动三角爪8，并且通过支撑杆22卡入卡槽内避免气动三角爪8滑动掉落。

优选的技术方案，所述检测装置包括尺寸检测装置、端面检测装置以及侧壁检测装置，尺寸检测装置用于检测电机铁芯的尺寸，所述尺寸检测装置包括横向设于检测台4上的圆筒支架5，所述圆筒支架5的一端连接视觉检测系统6，电机铁芯从圆筒支架5的另一端横向插入到圆筒支架5内，视觉检测系统6从电机铁芯的一端检测电机铁芯的外表尺寸；

所述检测台4内固定设有安装支架28，所述安装支架28内设有竖直移动的升降板29，所述升降板29的下端中心固定设有竖直设置的连杆，所述安装支架28的下端安装有升降气缸44，所述升降气缸44的伸缩杆朝上与连杆的下端通过转动连接头连接，所述升降板29上竖直设有若干检测通条30，所述检测通条30的截面形状与电机铁芯的贯穿槽相匹配，若干检测通条30围绕一圈设置并且与电机铁芯上的若干贯穿槽一一对应，所述安装支架28的上方设有安装于检测台4上的承载板35，所述承载板35上转动安装有第一转动盘38，所述第一转动盘38通过旋转驱动机构驱动，所述第一转动盘38上表面的中心具有与电机铁芯相匹配的放置槽43，所述放置槽43的底部贯穿设有若干与若干第一通孔32一一对应的第二通孔，所述承载板35上具有一个与若干第二通孔对应的中心孔，若干检测通条30的上端通过中心孔后一一插入对应的第二通孔内，初始时检测通条30的上端略微凸出第二通孔形成定位结构；

通过机械臂1将电机铁芯转移至放置槽43内，并且转动电机铁芯使电机铁芯上的若干贯穿槽对应，升降气缸44驱动升降板29上升，带动若干检测通条30上升插入贯穿槽内并且穿过贯穿槽，由于电机铁芯由若干硅钢片堆叠构成，因此若有硅钢片在堆叠时没有完全重合产生了偏离，则会在贯穿槽内形成阻碍，通过检测通条30是否能够穿过贯穿槽来检测是否有硅钢片在堆叠时未能完全重合；

所述端面检测装置包括安装于承载板35上的第一位移传感器40，所述第一位移传感器40的拉杆竖直设置并且位于电机铁芯端面的上方；所述侧壁检测装置包括安装于承载板35上的第二位移传感器41，所述第二位移传感器41的拉杆水平设置并且位于电机铁芯的一侧。

第一位移传感器40的拉杆下端下降抵在电机铁芯的上端面上，第二位移传感器41的一端抵在电机铁芯的侧壁上，第一转动盘38带动电机铁芯进行转动，第一位移传感器40的拉杆随着电机铁芯的转动在电机铁芯的上端面上滑动，在此过程中通过第一位移传感器40是否检测到有位移变化，来判断电机铁芯端面在周向上的高度是否一致，第二位移传感器41的拉杆随着电机铁芯的转动在电机铁芯的侧壁上滑动，在此过程中通过第二位移传感器41是否检测到有位移变化，来判断电机铁芯的侧壁在周向上的厚度是否一致。

优选的技术方案，第一位移传感器40通过支撑架42安装在检测台4上，所述支撑架42的上端设有水平设置的滑轨45，所述滑轨45的方向平行于放置槽43的直径方向，所述滑轨45上匹配滑动设有移动架46，所述移动架46通过安装在支撑架42上的推动气缸驱动移动，所述第一位移传感器40安装在移动架46上。

通过推动气缸驱动移动架46移动，从而带动第一位移传感器40移动，当放置或者取出电机铁芯时，第一位移传感器40远离放置槽43移动，避免造成阻碍。

优选的技术方案，所述承载板35通过两条导轨34滑动设于检测台4上，两条导轨34分别位于安装支架28的两侧并设于检测台4上，所述承载板35匹配滑动安装在两条导轨34上，所述承载板35的一侧贯穿设有一与导轨34相平行的丝孔，所述丝孔内匹配穿过设有丝杆36，所述丝杆36的两端转动安装于检测台4上，所述丝杆36通过第一旋转电机37驱动转动。

优选的技术方案，所述旋转驱动机构包括第二旋转电机39，所述第一转动盘38呈圆形，所述第一转动盘38的侧壁上设有一圈齿牙，所述承载板35上转动安装有与齿牙相啮合的传动齿轮，所述传动齿轮通过第二旋转电机39驱动转动。

优选的技术方案，所述所述安装支架28的上端设有顶板31，所述顶板31上具有一安装中心孔，所述安装中心孔内转动设有一第二转动盘33，所述第二转动盘33上具有若干与若干检测通条30一一对应的第一通孔32。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。