能张开瓦盖的清洗机器人卡爪

摘 要：随着国民经济的高速发展，人民生活水平的日益提高，人们环保意识的不断增强，促使汽车发动机行业向环保性、安全性、多品种、柔性化方向发展，为了适应社会发展需求，高精度6轴机器人在汽车发动机清洗行业得到了广泛的应用。传统发动机罩盖机器人清洗机只能对罩盖进行夹持和搬运，不能实现瓦盖的涨开分离，在清洗过程中不利于罩盖油道中的铁屑排除，影响罩盖清洁度。为了适应汽车行业的发展需要，提升汽车零部件清洁度，一种能张开瓦盖的机器人清洗机器人卡爪应运而生。

关键词：清洗机；发动机罩盖；清洁度；机器人夹爪

能张开瓦盖的机器人清洗机卡爪是在传统手抓基础上研发而来，在抓取发动机罩盖的同时，能够将发动机罩盖上的三组瓦盖顶起，使瓦盖和罩盖分离，让开罩盖上的油道孔，在机器人抓取发动机罩盖进行清洗的时候，油道中的杂质在清洗剂的冲洗下沿油道孔流出，经验证此种手抓能有效提高发动机罩盖的清洗度。

能张开瓦盖的机器人清洗机卡爪主要由1.连接法兰、2.手抓本体、3.两侧定位夹板、4.涨开装置、5.压紧固定装置、6.发令装置、7.锁紧装置组成。

1.连接法兰

为了满足机器人负重要求，连接法兰采用高强度，轻质量的航空铝锻造加工而成。航空铝表面采用阳极氧化处理，保证在弱碱的环境下使用不腐蚀。与机器人连接侧采用加工中心加工出定位止口和定位销孔，保证与机器人把合后定位准确，受力不变形。

2.手抓本体

手抓本体是手抓上和核心部件，主要由主体，活塞，导向杆，同步齿轮，密封件组成，主体采用航空铝锻造加工而成，表面进行阳极氧化防腐处理，主体中间加工出气缸孔，周边加工出导向杆孔，导向杆孔内嵌铜套后进行二次加工，保证精度。活塞用于连接两侧夹板，在主体上加工通气孔，采用气动控制活塞来夹紧工件。导向杆采用GCr15热处理后加工而成，表面镀硬铬，有良好的刚性和耐磨性。同步齿轮是保证两侧夹板同步运动的重要部件，两侧夹板同步运动能够提高重复定位精度，有效保证罩盖清洁度的稳定。密封组件是保证机构能够长期稳定运行的重要部件，密封圈采用美国派克公司生产的氟橡胶密封圈，耐磨耐腐蚀，保证在高温、弱碱性的工况下长期稳定运行。

3.两侧定位夹板

两侧定位夹板是由夹板、定位销及保护套组成，夹板由上文中提到的活塞带动张开关闭，夹板要有足够的刚性来夹紧工件，定位销是保证工件位置准确的重要零件，定位销经过热处理提高硬度，保证使用寿命，保护套作为工件保护装置，在定位销断裂或其它形式失效后能够保证工件不掉落。

4.涨开装置

涨开装置为本手抓的核心装置，是保证瓦盖在清洗过程中保持涨开状态的重要部件，涨开装置由撑杆、涨开块组成，撑杆要有足够的刚性来挑起瓦盖，涨开块作为与罩盖直接接触的零件，与工件接触的位置要精磨加工保证粗糙度，防止划伤工件。

5.压紧固定装置

压紧固定装置是涨开的辅助装置，有压紧轮和连接体组成，瓦盖被手抓撑开后会有一定的间隙量，如果直接进入清洗工位清洗会导致瓦盖和瓦盖定位销之间划伤和变形，压紧装置是将瓦盖固定住的装置，当瓦盖涨开后压紧装置将瓦盖压紧，保证在清洗过程中瓦盖固定不动。压紧装置的另一个作用是在清洗完成后将瓦盖壓回原位，为后续工作节省了一套压紧机构，有效的降低成本。

6.发令装置

发令装置安装在手抓本体的密封盒内，由行程开关，压块组成，压块安装在手抓导向杆上，当导向杆运动时带动压块碰撞行程开关的触点发令，行程开关选择FESTO的气动行程开关，通过气管连接到外部的气电转换器装置，通过气电转换实现手抓的涨开夹紧控制，整个控制系统由PLC自动控制。

7.锁紧装置

锁紧装置是手抓上的重要保护装置，当机床断电、断气或按下急停按钮时能够保证工件不脱落。锁紧装置是由FESTO提供的锁紧头锁紧导向杆来实现锁紧的，锁紧气路采用压力传感器监控压力，保证装置运行稳定可靠。

目前国内清洗技术及装备的技术水平已经达到国际同类技术的先进水平。为汽车零部件厂家提供了提高清洁度的把关设备，使汽车主要零部件清洁度大幅度提高，使汽车尾气排放达到国Ⅵ标准，汽车的免维修里程大大提高，受到了专家认可和用户的高度评价。能张开瓦盖的清洗机器人卡爪为客户直接节省了清洗机前的瓦盖涨开机构和清洗机后的瓦盖压紧机构，为生产企业和用户创造了巨大的成本效益，同时也产生了良好社会效益。为辅机制造业的技术升级起积极推动作用。同时符合国家重点发展“装备制造业”的要求。

参考文献：

[1]孙良欣.中国清洗业发展[J].清洗技术，2004，（5）.

[2]高秀华，郭建华.内燃机[M].北京：化学工业出版社，2006.

[3]陈在平，岳有军.工业控制网络与现场总线技术[M].北京：机械工业出版社，2006.

作者简介：王传发（1984.11-），男，辽宁省普兰店市人，本科学历，大连现代辅机开发制造有限公司，中级机械工程师。

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