电动手抓与对比仪结合在检测砝码行业的应用

唐广文++李伟欣

在砝码检测行业，质量比较仪可用于标准质量的传递工作，从而并确保对国际原器的可追溯性。 比较器天平的精度非常高，具有极好的重复性。这两个特性实现了一个已知参考砝码和一个未知测试样之间的比较称量。即使它们之间存在极小的质量差异。在中国，计量研究院里现在只能用人工一个一个的将标准砝码放到检测对比仪上，检测砝码的重量，然后再将标准砝码放回到标准砝码盘中，再用人工将待检砝码放到检测对比仪上，检测砝码的重量，然后再将待检砝码放回待检砝码盘中。完成一次检测砝码过程。我公司针对该行业设计了抓取砝码的机械手，参与砝码检测的完成。机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。通过对不同质量和型制的砝码的分析，我们设计了夹持式平移型结构的手指，手指抓取的位置为砝码的脖颈。通过微型精密的齿轮齿条驱动手指开闭，手指开闭动力由一个伺服电机提供。手指夹持圆形零件时，工件直径变化不影响其轴心的位置，因此适宜砝码检测行业中砝码直径范围大的特点，可以夹持直径变化范围大的工件。可以准确搬运待检砝码或标准砝码到指定位置，大大缩短了运料的时间，提高了工作效率。

检测砝码，需要分别搬运标准砝码和待检砝码，每次人工只能搬运一个待检砝码，待检测完成后再搬运另一个待检砝码。而砝码的质量分为5公斤、10公斤、20公斤，全部由人工搬运到检测对比仪上，大大增加了人工的强度。我公司研发的电动手抓与检测对比仪结合使用首次应用在检测砝码行业，精准搬运待检砝码或标准砝码到检测对比仪上，对于砝码检测，该机器手的设计可直接提取5公斤、10公斤或20公斤砝码，不受砝码的尺寸限制，能直接使用的机械手装置该系统为中国唯一。机器人检测系统的手指满足以下要求：在任何情况下都必须保证砝码不会脱落在（即掉下来），在任何情况下都不能对砝码产生损伤。为了实现以上两点，手指设计采用了很多特殊的结构，在软件控制上，对手指抓取砝码的过程增加了多重智能判断和程序保护，确保万无一失。手指能够自动判断检测指的闭合尺寸是否超过砝码脖颈尺寸，能够自动判断检测夹紧的力量大小，以免伤及砝码，和砝码接触的部位全部缝贴优质鹿皮。手指具有自锁功能，如果出现突然停电或其他故障，手指不会打开。

图一到图二为料仓小车定位与比对仪结合检测砝码这种结构形式在检测砝码重量这个行业应用图例， 1为伺服电机，为整个电动手抓传输动力。2为减速机，传递扭矩。3为手抓安装座，用于连接导轨4滑块15减速机2，作为整个手抓的基座。4为导轨，用螺栓与手抓安装座固定，与滑块一起承担整个手抓负载。5为齿条安装座，用于连接滑块15和齿条17。6为抓手座，燕尾槽结构，安装夹指座及夹指；7为燕尾槽手指座，用于手抓10快换。8为端盖，起到导向销轴18的作用。9為锁紧螺母，能够自由拉动销轴18。10为手抓，用于抓取不同大小的砝码。11为原点感应开关，作为每次重新启动时搜索原点用。12为限位开关座，用于安装接近开关。13为硬限位，作为如接近开关失效，最后的安全保障，防止手指脱出。14为接近开关，做抓取最大工位限位用。15为滑块，连接齿条安装座5。16为齿条，由齿轮驱动，带动夹指座运动。17为小齿轮，连接减速机作为驱动的执行机构。18为销轴，起到夹指座的定位作用。19为挡片，用于齿轮定位。

本电动手抓的优点：

（1）传递速度快，动力大。齿轮传动用来传递任意两轴间的齿轮和动力，其圆周速度可达到高，传递功率大，是现代机械中应用最广的一种机械传动。

（2）使用寿命长，工作平稳，可靠性高；

（3）手抓开合范围大，能适应不同直径，直径范围变化大的砝码。

（4）提高工作效率。由于我国国力的发展使得国内高等级砝码被普遍使用，砝码检测的工作量会日趋增加，有限的人员和激增的工作量会使砝码检测的质量大打折扣，机器人的引入可以将有效的工作时间由原来的每天8小时工作扩展至24小时。