一种展开式柔性化清洗夹具的制作方法

1.本发明涉及清洗夹具技术领域，特别涉及一种展开式柔性化清洗夹具。


背景技术：

2.发动机缸盖在精加工后需要对孔面进行彻底清洗，以满足装配过程的清洁度要求，对于上罩和缸盖组合装配后加工的特殊缸盖(如下图)，清洗难度相对增加。由于上罩为半封闭结构，容易藏污纳垢，因此必须分拆后清洗，分拆后的上罩和缸盖在清洗过程中必须保证对应性唯一，若错装则会直接影响整机装配质量，导致凸轮轴抱死或异常磨损等问题的发生。
3.现有的清洗方案分为两种：第一种是拆卸上罩和缸盖，分开清洗，再通过二者机身上的二维码信息进行对应装配；第二种是拆卸上罩和缸盖，通过一个托盘同时输送缸盖和上罩进行清洗，清洗完成后再一并输出合装。第一种方案通过读码信息进行组合装配，需要增加读写码装置，成本投入有所增加，且匹配过程相对耗时且可能出现误判；第二种方案采用托盘输送需要增加进出料区域的托盘往返辊道，需要额外增加投入，且清洗完成后需要增加上罩和缸盖的二次合装环节，整体效率不高。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种展开式柔性化清洗夹具，首先人工将上罩和缸盖的合装螺栓拧松取出(不分离)，后通过清洗夹具对缸盖和上罩进行自动展开分离，再分别独立清洗，清洗完成后完成匹配合装；且分离、上罩清洗、缸盖清洗、合装四个过程均由一副夹具完成，无需新增读写码装置和输送托盘，且省去后续合装环节，不仅保证了过程可靠性，也提高了生产效率。
5.本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：
6.一种展开式柔性化清洗夹具，包括机器人连接板，所述机器人连接板一端与清洗专用机器人的手臂法兰盘相连接、另一端通过螺栓与夹爪安装板相连接，所述夹爪安装板远离所述机器人连接板的一端通过螺栓与两个气爪固定连接，所述气爪的侧边设置有用来检测所述气爪夹紧状态的上气动机控阀和下气动机控阀，所述气爪远离所述夹爪安装板的一端分别设置有夹爪以及安装板，所述夹爪通过螺栓与所述气爪相连，所述夹爪的侧边设置有拨板，所述安装板通过法兰盘与两个定位轴相连，所述定位轴上间隔设置有三段气囊，所述定位轴靠近法兰盘处设置有用于给所述气囊充气的充气接头。
7.优选地，所述定位轴的中心设置有长气孔，且在每处气囊安装位置处均设置有相贯气孔，充气口的压缩空气经所述长气孔和所述相贯气孔进入到所述气囊内部，从而使所述气囊发生膨胀变形。
8.优选地，所述夹爪通过所述气爪带动运动，所述拨板能随所述夹爪一起运动。
9.优选地，所述夹爪上设置有多个缸盖夹紧点和多个上罩夹紧点，所述缸盖夹紧点与缸盖底面接触，所述上罩夹紧点与上罩顶面接触，两者均通过所述定位轴与缸盖或上罩
的凸轮轴孔进行导向定位。
10.优选地，所述拨板、所述上气动机控阀和下气动机控阀位于同侧，所述拨板用于对所述上气动机控阀和所述下气动机控阀的杠杆滚轮进行压缩。
11.优选地，当所述气爪驱动所述夹爪运动夹紧缸盖时，所述拨板用于对上气动机控阀的杠杆滚轮进行压缩，机控阀出气口接通，与上气动机控阀相连的单作用气缸通气伸出，与其对应的接近开关感应信号触发，气爪处于缸盖夹紧状态。
12.优选地，当所述气爪驱动所述夹爪运动夹紧上罩时，所述拨板用于对上气动机控阀和所述下气动机控阀的杠杆滚轮分别进行压缩，两个机控阀出气口接通，两个单作用气缸通气伸出，与其对应的两个接近开关感应信号同时触发，气爪处于上罩夹紧状态。
13.优选地，所述两个所述气爪为左右对称设置。
14.优选地，所述气囊为三段，分别设置于所述定位轴的前中后三个位置。
15.本发明上述技术方案，具有如下有益效果：
16.本发明的一种展开式柔性化清洗夹具，其不仅可以满足上罩和缸盖的清洗要求，而且可以通过气囊展开式结构对上罩和缸盖进行在线分离和合装，省去了读写码装置和输送托盘，成本降低；且清洗过程上罩和缸盖始终保持唯一性，可有效规避合装错误风险；并在清洗夹具上采用气动机控阀对夹紧状态进行确认，可以降低电气检测浸水失效引起的安全风险。
附图说明
17.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
18.图1为本发明的展开式柔性化清洗夹具的轴测图；
19.图2为展开分离机构的剖视图；
20.图3为夹爪的轴测图；
21.图4为清洗夹具夹持上罩示意图；
22.图5为清洗夹具夹持缸盖示意图；
23.图6为清洗夹具夹紧检测原理图，其中a为松开状态，b为缸盖夹紧状态，c为上罩夹紧状态。
24.图中：1-机器人连接板，2-气爪安装板，3-上气动机控阀，4-拨板，5-气爪，6-夹爪，7-定位轴，8-气囊，9-定位轴安装板，10-充气接头，11-下气动机控阀，12-单作用气缸，13-接近开关，14-上罩，15-缸盖。
具体实施方式
25.现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
26.图1为本发明的展开式柔性化清洗夹具的轴测图。如图1所示，机器人安装板1与清洗专用机器人的手臂法兰盘相连。夹爪安装板2与机器人安装板1通过螺栓连接在一起。气爪5为两处且左右对称布置，通过螺栓固定在夹爪安装板2远离机器人安装板1的一端上。上
气动机控阀3和下气动机控阀11安装在气爪5的侧边上，用来检测气爪5的夹紧状态。夹爪6通过螺栓与气爪5爪头连接，用来夹紧工件。拨板4装在夹爪6靠近气爪5的一侧边上，可随夹爪6一同运动。定位轴7(左右2处)通过法兰结构与定位轴安装板9连接，定位轴7前中后三个位置上分别布置三段气囊8(左右2处)，定位轴7靠近法兰盘处安装有充气接头10(左右两处)，用作给气囊8充气。
27.图2为展开分离机构的剖视图。如图2所示，定位轴7中心位置加工有深长气孔，在每处气囊安装位置处加工有相贯气孔，充气口的压缩空气可由中心气孔和相贯气孔进入到气囊8内部，使其发生膨胀变形。
28.图3为夹爪的轴测图。图4为清洗夹具夹持上罩示意图。图5为清洗夹具夹持缸盖示意图。如图3-图5所示，夹爪6上安装有缸盖夹紧点601(4处)和上罩夹紧点602(4处)，气爪5带动夹爪6运动，缸盖夹紧点601与缸盖底面接触，上罩夹紧点602与上罩顶面接触，二者均通过定位轴7与缸盖或上罩的凸轮轴孔进行导向定位。
29.目前常见的气爪5夹紧检测方式为磁性开关或接近开关，由于清洗夹具长期处于浸水环境，电气检测方式容易进水失效，导致夹紧状态误判，引发夹紧不牢工件坠落等安全事故。因此，本技术一并提供了一种气动检测夹紧状态的方法。请一并参考附图6，图6中，a为松开状态，b为缸盖夹紧状态，c为上罩夹紧状态。图6松开状态下，上气动机控阀3和下气动机控阀11的杠杆滚轮处于弹起状态，机控阀出气口未接通，单作用气缸12(2处)布置在清洗之外的无水环境下，起初均处于原位(不伸出)，此时接近开关13(2处)无感应信号，表面气爪5处于松开状态；结合图5，当气爪5驱动夹爪6运动夹紧缸盖时，拨板4对上气动机控阀3的杠杆滚轮进行压缩，此时机控阀出气口接通，单作用气缸12(右侧)通气伸出，接近开关13(右侧)感应信号触发，表面气爪5处于缸盖夹紧状态；结合图4，当气爪5驱动夹爪6运动夹紧上罩时，拨板4对上气动机控阀3和下气动机控阀11的杠杆滚轮分别进行压缩，此时2处的机控阀出气口均接通，单作用气缸12(2处)通气伸出，接近开关13(2处)感应信号同时触发，表面气爪5处于上罩夹紧状态。通过以上方式可以将气爪5的夹紧检测摆脱电信号检测，避免水环境造成的信号失效，大大提升了检测可靠性。
30.本技术的展开式柔性化清洗夹具，使用过程中：
31.请参考图2和图4，上罩和缸盖在拆除螺栓后，以合装状态进入清洗工位，工件定位后机器人清洗夹具以图4姿态，将定位轴7插入到工件的组合孔内，此时上罩和缸盖虽然已拆除螺栓，但二者之间仍有定位销连接，由于是销和孔为过渡配合，因此不能直接抓取上罩，否则会拖带下部的缸盖，本发明采用气囊8涨开的方法对组合孔进行分离，当充气孔充气后，气囊8膨胀鼓起，对组合孔产生径向推力，使其分离，由于气囊8为两端厚中间薄的鼓式机构，因此充气后两端变形量较小，可以与定位轴7的轴肩紧密贴合，保证气体不泄露，中部较薄区域充气会产生较大变形，使得上罩与缸盖定位销进行分离，随之气爪5运动夹紧上罩进行清洗，清洗完成后放置暂存区，此时气囊8放气并恢复至原状态；参见图4，上罩清洗完成后，机器人手臂对清洗夹具旋转180
°
，对缸盖进行夹紧抓取清洗，清洗完成后放至出料口，同时抓取暂存区上罩进行合装，上罩和缸盖合装完成后进入后续工位。
32.本技术的展开式柔性化清洗夹具，具有以下优点：
33.(1)上罩和缸盖的分离、上罩清洗、缸盖清洗、上罩和缸盖的合装四个过程均由一副清洗夹具完成，无需新增读写码装置和输送托盘，降低了成本，同时省去后续合装环节，
精简了工序，提高了生产效率。
34.(2)定位轴和双气囊展开式结构可以实现上罩和缸盖的在线分离，同时具备清洗夹具的定位功能。
35.(3)通过夹爪的夹紧点错开布置，可同时满足上罩和缸盖的夹紧清洗功能。
36.(4)通过气动机控阀 单作用气缸 接近开关的形式替代电气开关检测的方式，可有效避免浸水环境对检测开关的不利影响，保证了检测可靠性。
37.(5)定位轴、气囊、夹板定位点、检测机控阀位置均可以根据不同机型进行调整或更换，可实现多机型共线生产的柔性化需求。
38.虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用于限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种不同的选择和修改，因此本发明的保护范围由权利要求书及其等同形式所限定。