[发明专利]一种圆形薄片类零件的夹持装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及精密装配技术领域，尤其是一种圆形薄片类零件的夹持装置和方法。

背景技术

精密装配领域中存在一类圆形薄片零件(厚度50-200微米)，使用传统的夹持方法或装置在夹持过程中极易损坏零件，无法满足精密装配的要求。因此亟需一种新型的基于显微视觉和力觉控制的夹持装置和方法来实现此类零件的无损夹持。

发明内容

本发明的目的在于提供一种精密装配中圆形薄片类零件的夹持装置和方法，基于显微视觉和力觉信息实现零件的无损夹持，以克服传统夹持方法的不足、提高圆形薄片类零件夹持的可靠性。

为达到上述目的，本发明提出一种圆形薄片类零件夹持装置，其特征在于，该装置包括底座1、三自由度手动调整台2、微力传感器3、通气悬臂4和夹持部位，所述夹持部位包括气孔塞5、通气管件6和夹持头7，其中：

所述底座1用于固定所述夹持装置；

所述三自由度手动调整台2通过螺钉与所述底座1相连，用于对所述通气悬臂4、气孔塞5、通气管件6和夹持头7的姿态进行调整；

所述微力传感器3为圆形零件，其中一个端面通过螺钉与三自由度手动调整台2的上端面相连，另一个端面与通气悬臂4通过螺钉相固连，用于检测所述夹持头7受到的外力；

所述通气悬臂4一端通过螺钉固定在所述微力传感器3上，另一端由上至下依次与气孔塞5、通气管件6之间通过胶相粘连；所述通气悬臂4与气孔塞5、通气管件6进行连接的连接部位32上开设一通气槽31；该通气槽31与位于所述通气悬臂4侧面靠近连接部位32处的圆形气孔33相通；所述圆形气孔33处安装有气动插头，气动插头上安装有软管，所述软管与真空发生装置相连；

所述通气管件6的中心为通气孔槽62，在所述通气管件6的一个侧面上开设有一气槽64，其同时与所述通气孔槽62和所述通气悬臂4中的通气槽31相通；

所述气孔塞5用于封堵所述通气管件6的真空气路；

所述夹持头7与所述通气管件6的一端相粘连，用于夹持圆形薄片类零件8，所述夹持头7与圆形薄片类零件8的接触部位为三个扇形面，三个扇形面上分别开设三个通气圆弧孔，所述三个通气圆弧孔与所述通气管件6中的通气孔槽62相通。

根据本发明的另一方面，提出一种使用所述夹持装置夹持圆形薄片类零件的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：在夹持装配台上布置一路竖直和两路水平方向的显微视觉镜头，将三路镜头均对准所述夹持装置的夹持头；

步骤2：根据通过竖直方向的显微视觉镜头采集得到的显微视觉图像将所述夹持装置的夹持头和被夹持零件进行竖直对准，即将所述夹持头和被夹持零件两者的圆心对准，为夹持操作做准备；

步骤3：控制夹持装置向被夹持零件移动，当夹持装置的夹持头与被夹持零件之间距离为一预定距离时，调整三自由手动调整台，使得所述夹持头的夹持面与所述被夹持零件的端面平行；

步骤4：控制夹持装置向被夹持零件移动，当夹持装置的夹持头与被夹持零件之间距离为一预定较小距离时，开启真空发生装置，对零件进行真空吸附夹持；

步骤5：通过夹持装置带动被夹持零件向目标位置运动，当被夹持零件和其它零件接触后，通过微力传感器感知夹持装置的夹持头产生的装配作用力，当检测到所述装配作用力达到某一极限值时，夹持装置停止运动，关闭所述真空发生装置，完成对所述圆形薄片类零件的夹持。

本发明利用显微视觉和力觉信息实现圆形薄片类零件的夹持，具体地，本发明首先利用显微视觉镜头采集的图像调整夹持头和被夹持零件之间的相对位置和姿态，完成调整后再进行真空吸附夹持，装配过程中本发明还利用微力传感器感知装配力的大小。本发明能够实现圆形薄片类零件的真空吸附夹持，可以满足精密装配中无损夹持的要求。

附图说明

图1为本发明的圆形薄片类零件夹持装置的三维结构图；

图2为本发明夹持装置的三自由度手动调整台的结构示意图；

图3为本发明夹持装置的通气悬臂的结构示意图；

图4为本发明夹持装置吸附有圆形薄片类零件8的夹持部位的三维结构图；

图5为本发明夹持装置吸附有圆形薄片类零件8的夹持部位的俯视图；

图6为本发明夹持装置的通气管件的结构示意图；

图7为本发明夹持装置的夹持头的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。