電動(dòng)手抓與對(duì)比儀結(jié)合在檢測(cè)砝碼行業(yè)的應(yīng)用

唐廣文++李偉欣

在砝碼檢測(cè)行業(yè)，質(zhì)量比較儀可用于標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量的傳遞工作，從而并確保對(duì)國(guó)際原器的可追溯性。 比較器天平的精度非常高，具有極好的重復(fù)性。這兩個(gè)特性實(shí)現(xiàn)了一個(gè)已知參考砝碼和一個(gè)未知測(cè)試樣之間的比較稱量。即使它們之間存在極小的質(zhì)量差異。在中國(guó)，計(jì)量研究院里現(xiàn)在只能用人工一個(gè)一個(gè)的將標(biāo)準(zhǔn)砝碼放到檢測(cè)對(duì)比儀上，檢測(cè)砝碼的重量，然后再將標(biāo)準(zhǔn)砝碼放回到標(biāo)準(zhǔn)砝碼盤(pán)中，再用人工將待檢砝碼放到檢測(cè)對(duì)比儀上，檢測(cè)砝碼的重量，然后再將待檢砝碼放回待檢砝碼盤(pán)中。完成一次檢測(cè)砝碼過(guò)程。我公司針對(duì)該行業(yè)設(shè)計(jì)了抓取砝碼的機(jī)械手，參與砝碼檢測(cè)的完成。機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測(cè)裝置等所組成。通過(guò)對(duì)不同質(zhì)量和型制的砝碼的分析，我們?cè)O(shè)計(jì)了夾持式平移型結(jié)構(gòu)的手指，手指抓取的位置為砝碼的脖頸。通過(guò)微型精密的齒輪齒條驅(qū)動(dòng)手指開(kāi)閉，手指開(kāi)閉動(dòng)力由一個(gè)伺服電機(jī)提供。手指夾持圓形零件時(shí)，工件直徑變化不影響其軸心的位置，因此適宜砝碼檢測(cè)行業(yè)中砝碼直徑范圍大的特點(diǎn)，可以?shī)A持直徑變化范圍大的工件。可以準(zhǔn)確搬運(yùn)待檢砝碼或標(biāo)準(zhǔn)砝碼到指定位置，大大縮短了運(yùn)料的時(shí)間，提高了工作效率。

檢測(cè)砝碼，需要分別搬運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)砝碼和待檢砝碼，每次人工只能搬運(yùn)一個(gè)待檢砝碼，待檢測(cè)完成后再搬運(yùn)另一個(gè)待檢砝碼。而砝碼的質(zhì)量分為5公斤、10公斤、20公斤，全部由人工搬運(yùn)到檢測(cè)對(duì)比儀上，大大增加了人工的強(qiáng)度。我公司研發(fā)的電動(dòng)手抓與檢測(cè)對(duì)比儀結(jié)合使用首次應(yīng)用在檢測(cè)砝碼行業(yè)，精準(zhǔn)搬運(yùn)待檢砝碼或標(biāo)準(zhǔn)砝碼到檢測(cè)對(duì)比儀上，對(duì)于砝碼檢測(cè)，該機(jī)器手的設(shè)計(jì)可直接提取5公斤、10公斤或20公斤砝碼，不受砝碼的尺寸限制，能直接使用的機(jī)械手裝置該系統(tǒng)為中國(guó)唯一。機(jī)器人檢測(cè)系統(tǒng)的手指滿足以下要求：在任何情況下都必須保證砝碼不會(huì)脫落在（即掉下來(lái)），在任何情況下都不能對(duì)砝碼產(chǎn)生損傷。為了實(shí)現(xiàn)以上兩點(diǎn)，手指設(shè)計(jì)采用了很多特殊的結(jié)構(gòu)，在軟件控制上，對(duì)手指抓取砝碼的過(guò)程增加了多重智能判斷和程序保護(hù)，確保萬(wàn)無(wú)一失。手指能夠自動(dòng)判斷檢測(cè)指的閉合尺寸是否超過(guò)砝碼脖頸尺寸，能夠自動(dòng)判斷檢測(cè)夾緊的力量大小，以免傷及砝碼，和砝碼接觸的部位全部縫貼優(yōu)質(zhì)鹿皮。手指具有自鎖功能，如果出現(xiàn)突然停電或其他故障，手指不會(huì)打開(kāi)。

圖一到圖二為料倉(cāng)小車定位與比對(duì)儀結(jié)合檢測(cè)砝碼這種結(jié)構(gòu)形式在檢測(cè)砝碼重量這個(gè)行業(yè)應(yīng)用圖例， 1為伺服電機(jī)，為整個(gè)電動(dòng)手抓傳輸動(dòng)力。2為減速機(jī)，傳遞扭矩。3為手抓安裝座，用于連接導(dǎo)軌4滑塊15減速機(jī)2，作為整個(gè)手抓的基座。4為導(dǎo)軌，用螺栓與手抓安裝座固定，與滑塊一起承擔(dān)整個(gè)手抓負(fù)載。5為齒條安裝座，用于連接滑塊15和齒條17。6為抓手座，燕尾槽結(jié)構(gòu)，安裝夾指座及夾指；7為燕尾槽手指座，用于手抓10快換。8為端蓋，起到導(dǎo)向銷軸18的作用。9為鎖緊螺母，能夠自由拉動(dòng)銷軸18。10為手抓，用于抓取不同大小的砝碼。11為原點(diǎn)感應(yīng)開(kāi)關(guān)，作為每次重新啟動(dòng)時(shí)搜索原點(diǎn)用。12為限位開(kāi)關(guān)座，用于安裝接近開(kāi)關(guān)。13為硬限位，作為如接近開(kāi)關(guān)失效，最后的安全保障，防止手指脫出。14為接近開(kāi)關(guān)，做抓取最大工位限位用。15為滑塊，連接齒條安裝座5。16為齒條，由齒輪驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)夾指座運(yùn)動(dòng)。17為小齒輪，連接減速機(jī)作為驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。18為銷軸，起到夾指座的定位作用。19為擋片，用于齒輪定位。

本電動(dòng)手抓的優(yōu)點(diǎn)：

（1）傳遞速度快，動(dòng)力大。齒輪傳動(dòng)用來(lái)傳遞任意兩軸間的齒輪和動(dòng)力，其圓周速度可達(dá)到高，傳遞功率大，是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣的一種機(jī)械傳動(dòng)。

（2）使用壽命長(zhǎng)，工作平穩(wěn)，可靠性高；

（3）手抓開(kāi)合范圍大，能適應(yīng)不同直徑，直徑范圍變化大的砝碼。

（4）提高工作效率。由于我國(guó)國(guó)力的發(fā)展使得國(guó)內(nèi)高等級(jí)砝碼被普遍使用，砝碼檢測(cè)的工作量會(huì)日趨增加，有限的人員和激增的工作量會(huì)使砝碼檢測(cè)的質(zhì)量大打折扣，機(jī)器人的引入可以將有效的工作時(shí)間由原來(lái)的每天8小時(shí)工作擴(kuò)展至24小時(shí)。