本实用新型涉及精密零件抓取机械臂技术，具体的是一种吸附式微小零件精确抓取装置。
背景技术：
随着科技的进步，宏微领域已得到科研工作者越来越多的重视，而对于微小零件的装配，在现在工业制造中，装配工作量占制造工作量的45%，装配费用占制造总费用的20%-30%或更高。
目前，国内微小零件装配采用传统手动安装，精度差、效率低，而国外方面也为能解决此类问题。为满足要求，装配平台需要更好的稳定性、易操作性，保证更高的精度和工作效率。因此对于微小零件装配平台，采用自动化程度高、刚度强、操作简单稳定、提升精度和效率是装配的关键，因此需要提出一种能解决此类问题的装置及方法。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本实用新型提供一种吸附式微小零件精确抓取装置，通过控制系统控制气压系统使吸附头产生正负压来吸取或释放微小零件，配合视觉引导系统可以实现精确抓取，并且可以实现精准释放。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种吸附式微小零件精确抓取装置，包括作业台、气压管理系统和控制系统，所述的作业台设置有机械臂和视觉引导系统，所述操作系统设置有控制系统，控制系统包括上位机和单片机系统，所述的上位机与单片机系统连接，所述的单片机系统分别与机械臂、气压管理系统和视觉引导系统电性连接，所述的气压管理系统设置于作业台下方，所述的气压管理系统设置有气管连接至机械臂，机械臂末端设置有吸附头与气管连接，所述的气压管理系统设置有气源、空气过滤器、压力控制阀、第一电磁阀和第二电磁阀，所述的空气过滤器一端与气源连接，一端与压力控制阀连接，所述的压力控制阀分别于第一电磁阀和第二电磁阀连接，所述的第一电磁阀连接设置有真空发生器与吸附头连接，所述的第二电磁阀连接设置有速度调节阀与吸附头连接，所述的视觉引导系统包括光学显微镜和高分辨率ccd摄像头，所述的光学显微镜与ccd摄像头固定连接，所述的作业台设置有l型摄像头支架，所述的视觉引导系统通过摄像头支架设置为两个正交光路位于作业台侧面，摄像头分别以水平和垂直方向对准吸附头末端。
进一步的，所述的ccd摄像头的镜头周边设置有环形补光灯，补光灯内设有若干个独立led灯，围绕镜头边缘设置。
进一步的，所述的吸附头末端采用硼硅酸玻璃针头，针尖磨平，金属针头在微小零件的吸附和释放过程中产生的静电力难以控制，容易造成较大干扰，采用玻璃针头可以有效抑制静电力。
进一步的，所述的玻璃针头连接设置有微力传感器，玻璃针头易碎，因此在玻璃针头设置微力传感器，防止吸附力过大造成针头破碎。
进一步的，所述的机械臂设置有多段金属固件，机械臂的每段金属固件通过铰接的方式连接，使机械臂具备高自由度。
进一步的，所述的机械臂的关节连接处甚至有混合式步进电机，步进电机装配有细分驱动器，机械臂在进行吸附或释放过程中，微小零件尺寸较精密，因此机械臂在自动调整过程中需要进行自动微调，细分驱动器使机械臂能够实现精细调整。
本实用新型有益效果
本实用新型提供一种吸附式微小零件精确抓取装置，通过控制系统控制气压系统使吸附头产生正负压来吸取或释放微小零件，设置有视觉引导系统可以引导机械臂动作使吸附头靠近零件吸取，并且在气压系统内设置有速度调节阀，防止零件释放过程中，速度过快，通过速度调节阀的调节可以实现精准释放。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1本实用新型整体结构示意图；
图2本实用新型吸附头结构示意图；
图3本实用新型ccd摄像头结构示意图；
图4本实用新型气压管理系统示意图；
附图标记说明：作业台1、控制系统2、机械臂4、吸附头40、玻璃针头41、微力传感器42、气管43、摄像头5、补光灯50、光学显微镜51、ccd摄像头52、摄像头支架6、气源7、空气过滤器8、压力控制阀9、第一电磁阀10、第二电磁阀11、真空发生器12、速度调节阀13。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制，因此，说明书的阐述仅仅是为了说明的目的，因此，本文中实用新型构思的实践并不唯一限于本文描述的示例实施例和附图中的举例说明，此外附图并不是限制。
实施例1
如图1-4所示：一种吸附式微小零件精确抓取装置，包括作业台1、气压管理系统和控制系统2，所述的作业台1设置有机械臂4和视觉引导系统，所述操作系统设置有控制系统2，控制系统2包括上位机和单片机系统，所述的上位机与单片机系统连接，所述的单片机系统分别与机械臂4、气压管理系统和视觉引导系统电性连接，所述的气压管理系统设置于作业台1下方，所述的气压管理系统设置有气管连接至机械臂4，机械臂4末端设置有吸附头41与气管43连接，所述的气压管理系统设置有气源7、空气过滤器8、压力控制阀9、第一电磁阀10和第二电磁阀11，所述的空气过滤器8一端与气源7连接，一端与压力控制阀9连接，所述的压力控制阀9分别于第一电磁阀10和第二电磁阀11连接，所述的第一电磁阀10连接设置有真空发生器12与吸附头41连接，所述的第二电磁阀11连接设置有速度调节阀13与吸附头41连接，微小零件由于尺寸小，质量轻，在吸附头41释放过程，快速释放容易造成偏差或受气流影响滚动，设置速度调节阀13实现微小零件缓慢释放，提高释放精度，所述的视觉引导系统包括光学显微镜和高分辨率ccd摄像头，所述的光学显微镜51与ccd摄像头52固定连接，所述的作业台1设置有l型摄像头支架6，所述的视觉引导系统通过摄像头支架6设置为两个正交光路位于作业台1侧面，摄像头5分别以水平和垂直方向对准吸附头41末端。
本实施例采用真空吸附原理，通过真空发生器12在气路内产生真空，通过压力差产生的吸附力来吸取零件。
通过上位机软件发送信号控制单片机系统，通过单片机系统控制相应阀门，实现机械臂4吸附头41吸附力大小和机械臂4的方向调整。
ccd摄像头52的镜头周边设置有环形补光灯50，补光灯50内设有若干个独立led灯，围绕镜头边缘设置。
吸附头41末端采用硼硅酸玻璃针头41，针尖磨平，金属针头在微小零件的吸附和释放过程中产生的静电力难以控制，容易造成较大干扰，采用玻璃针头41可以有效抑制静电力。
玻璃针头41连接设置有微力传感器42，玻璃针头41易碎，因此在玻璃针头41设置微力传感器42，防止吸附力过大造成针头破碎。
机械臂4设置有多段金属固件，机械臂4的每段金属固件通过铰接的方式连接，使机械臂4具备高自由度。
机械臂4的关节连接处甚至有混合式步进电机，步进电机装配有细分驱动器，机械臂4在进行吸附或释放过程中，微小零件尺寸较精密，因此机械臂4在自动调整过程中需要进行自动微调，细分驱动器使机械臂4能够实现精细调整。
本实用新型工作原理：
工作人通过上位机输入相应的压力数据，上位机将信号发送至单片机系统，单片机系统控制压力控制阀9调整相应的压力，第一电磁阀10打开，第二电磁阀11关闭，调整压力后的空气进入真空发生器12，产生负压，使吸附头41产生吸附力。
通过光学引导系统实时传送垂直和水平的画面，将图像信号传送至上位机，有上位机控制机械臂4的步进电机动作，使机械臂4进行相应的调整，直至微小零件被玻璃针头41吸附。
释放时，机械臂4配合光学引导系统，调整到合适位置后，第一电磁阀10关闭，第二电磁阀11打开，空气经过速度调节阀13调整后产生正压，将微小零件缓慢释放。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本实用新型中所未详细描述的技术特征，均可以通过任一现有技术实现。
1.一种吸附式微小零件精确抓取装置，其特征是，包括作业台、气压管理系统和操作系统，所述的作业台设置有机械臂和视觉引导系统，所述操作系统设置有控制系统，控制系统包括上位机和单片机系统，所述的上位机与单片机系统连接，所述的单片机系统分别与机械臂、气压管理系统和视觉引导系统电性连接，所述的气压管理系统设置于作业台下方，所述的气压管理系统设置有气管连接至机械臂，机械臂末端设置有吸附头与气管连接，所述的气压管理系统设置有气源、空气过滤器、压力控制阀、第一电磁阀和第二电磁阀，所述的空气过滤器一端与气源连接，一端与压力控制阀连接，所述的压力控制阀分别于第一电磁阀和第二电磁阀连接，所述的第一电磁阀连接设置有真空发生器与吸附头连接，所述的第二电磁阀连接设置有速度调节阀与吸附头连接，所述的视觉引导系统包括光学显微镜和高分辨率ccd摄像头，所述的光学显微镜与ccd摄像头固定连接，所述的作业台设置有l型摄像头支架，所述的视觉引导系统通过摄像头支架设置为两个正交光路位于作业台侧面，摄像头分别以水平和垂直方向对准吸附头末端。
2.根据权利要求1所述的一种吸附式微小零件精确抓取装置，其特征在于，所述的ccd摄像头的镜头周边设置有环形补光灯。
3.根据权利要求1所述的一种吸附式微小零件精确抓取装置，其特征在于，所述的吸附头末端采用硼硅酸玻璃针头，针尖磨平。
4.根据权利要求3所述的一种吸附式微小零件精确抓取装置，其特征在于，所述的玻璃针头连接设置有微力传感器。
5.根据权利要求1所述的一种吸附式微小零件精确抓取装置，其特征在于，所述的机械臂设置有多段金属固件，机械臂的每段金属固件通过铰接的方式连接。
6.根据权利要求1所述的一种吸附式微小零件精确抓取装置，其特征在于，所述的机械臂的关节连接处甚至有混合式步进电机，步进电机装配有细分驱动器。
技术总结