電動手抓與對比儀結合在檢測砝碼行業的應用

唐廣文++李偉欣

在砝碼檢測行業，質量比較儀可用于標準質量的傳遞工作，從而并確保對國際原器的可追溯性。 比較器天平的精度非常高，具有極好的重復性。這兩個特性實現了一個已知參考砝碼和一個未知測試樣之間的比較稱量。即使它們之間存在極小的質量差異。在中國，計量研究院里現在只能用人工一個一個的將標準砝碼放到檢測對比儀上，檢測砝碼的重量，然后再將標準砝碼放回到標準砝碼盤中，再用人工將待檢砝碼放到檢測對比儀上，檢測砝碼的重量，然后再將待檢砝碼放回待檢砝碼盤中。完成一次檢測砝碼過程。我公司針對該行業設計了抓取砝碼的機械手，參與砝碼檢測的完成。機械手主要由執行機構、驅動系統、控制系統以及位置檢測裝置等所組成。通過對不同質量和型制的砝碼的分析，我們設計了夾持式平移型結構的手指，手指抓取的位置為砝碼的脖頸。通過微型精密的齒輪齒條驅動手指開閉，手指開閉動力由一個伺服電機提供。手指夾持圓形零件時，工件直徑變化不影響其軸心的位置，因此適宜砝碼檢測行業中砝碼直徑范圍大的特點，可以夾持直徑變化范圍大的工件?？梢詼蚀_搬運待檢砝碼或標準砝碼到指定位置，大大縮短了運料的時間，提高了工作效率。

檢測砝碼，需要分別搬運標準砝碼和待檢砝碼，每次人工只能搬運一個待檢砝碼，待檢測完成后再搬運另一個待檢砝碼。而砝碼的質量分為5公斤、10公斤、20公斤，全部由人工搬運到檢測對比儀上，大大增加了人工的強度。我公司研發的電動手抓與檢測對比儀結合使用首次應用在檢測砝碼行業，精準搬運待檢砝碼或標準砝碼到檢測對比儀上，對于砝碼檢測，該機器手的設計可直接提取5公斤、10公斤或20公斤砝碼，不受砝碼的尺寸限制，能直接使用的機械手裝置該系統為中國唯一。機器人檢測系統的手指滿足以下要求：在任何情況下都必須保證砝碼不會脫落在（即掉下來），在任何情況下都不能對砝碼產生損傷。為了實現以上兩點，手指設計采用了很多特殊的結構，在軟件控制上，對手指抓取砝碼的過程增加了多重智能判斷和程序保護，確保萬無一失。手指能夠自動判斷檢測指的閉合尺寸是否超過砝碼脖頸尺寸，能夠自動判斷檢測夾緊的力量大小，以免傷及砝碼，和砝碼接觸的部位全部縫貼優質鹿皮。手指具有自鎖功能，如果出現突然停電或其他故障，手指不會打開。

圖一到圖二為料倉小車定位與比對儀結合檢測砝碼這種結構形式在檢測砝碼重量這個行業應用圖例， 1為伺服電機，為整個電動手抓傳輸動力。2為減速機，傳遞扭矩。3為手抓安裝座，用于連接導軌4滑塊15減速機2，作為整個手抓的基座。4為導軌，用螺栓與手抓安裝座固定，與滑塊一起承擔整個手抓負載。5為齒條安裝座，用于連接滑塊15和齒條17。6為抓手座，燕尾槽結構，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，起到導向銷軸18的作用。9為鎖緊螺母，能夠自由拉動銷軸18。10為手抓，用于抓取不同大小的砝碼。11為原點感應開關，作為每次重新啟動時搜索原點用。12為限位開關座，用于安裝接近開關。13為硬限位，作為如接近開關失效，最后的安全保障，防止手指脫出。14為接近開關，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，由齒輪驅動，帶動夾指座運動。17為小齒輪，連接減速機作為驅動的執行機構。18為銷軸，起到夾指座的定位作用。19為擋片，用于齒輪定位。

本電動手抓的優點：

（1）傳遞速度快，動力大。齒輪傳動用來傳遞任意兩軸間的齒輪和動力，其圓周速度可達到高，傳遞功率大，是現代機械中應用最廣的一種機械傳動。

（2）使用壽命長，工作平穩，可靠性高；

（3）手抓開合范圍大，能適應不同直徑，直徑范圍變化大的砝碼。

（4）提高工作效率。由于我國國力的發展使得國內高等級砝碼被普遍使用，砝碼檢測的工作量會日趨增加，有限的人員和激增的工作量會使砝碼檢測的質量大打折扣，機器人的引入可以將有效的工作時間由原來的每天8小時工作擴展至24小時。