一种自动搬运机械手的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种自动搬运机械手，包括：电机、机械手部件和传输带部件，所述机械手部件包括控制系统和若干机械臂，所述若干机械臂在水平方向和竖直方向均连接有直线导轨，所述控制系统为PLC控制系统，所述若干机械臂通过气缸装置连接驱动，所述传输带部件包括传输带和缓冲放置平台，所述缓冲放置平台固定所述传输带的末端。通过上述方式，本发明自动搬运机械手具有结构科学、设计新颖、配置合理、功能先进、自动控制、安全可靠、经济实用等优点，在自动搬运机械手的普及上有着广泛的市场前景。
【专利说明】一种自动搬运机械手
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及机械自动化领域，特别是涉及一种自动搬运机械手。
【背景技术】
[0002]苏州艾默生工厂，定子2号线“槽绝缘片插入机”原有的生产中，搬运“定子”的工序，依靠操作员手动搬运完成。因为操作员要配合“槽绝缘片插入机”完成“槽绝缘片的插入”，所以操作员在配和“槽绝缘片插入机”的生产过程中，始终搬运所生产的“定子”。但是因为所生产的“定子”外径为162mm，质量大约在7Kg左右，因此会导致操作员劳动强度大、生产效率不高；而且还存在生产安全、产品质量等隐患。
[0003]综合以上问题本项目对艾默生苏州工厂定子2号线“槽绝缘片插入机”的自动下料进行设计改造，并配套相对应的“传输线”。并且所改造的设计布局、施工等，不会对现有工厂的所有规格的63F工装产生影响。目的是为了解决以上生产中所产生的问题和隐患。
【发明内容】
[0004]本发明主要解决的技术问题是提供一种自动搬运机械手，通过对原有槽绝缘片插入机进行了自动化改造，添加了机械手来实现了自动夹取、移动工件的功能，将人工从繁琐的工序中解放出来，节省了人力物力、智能优化、效率提高、安全实用，在自动搬运机械手的普及上有着广泛的市场前景。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供一种自动搬运机械手，包括:电机、机械手部件和传输带部件，所述机械手部件包括控制系统和若干机械臂，所述若干机械臂在水平方向和竖直方向均连接有直线导轨，所述控制系统为PLC控制系统，所述若干机械臂通过气缸装置连接驱动，所述传输带部件包括传输带和缓冲放置平台，所述缓冲放置平台固定所述传输带的末端。
[0006]在本发明一个较佳实施例中，所述电机为伺服电机。
[0007]在本发明一个较佳实施例中，所述机械手部件的外侧设置有防护栏，所述防护栏的材质为亚克力。
[0008]在本发明一个较佳实施例中，所述机械手部件的左侧设置有电控箱，所述电控箱包括若干控制按钮和紧急制动按钮。
[0009]在本发明一个较佳实施例中，所述机械手部件的两侧设置有安全光栅，所述安全光栅电性连接所述电控箱。
[0010]在本发明一个较佳实施例中，所述气缸装置包括活塞型电动缸和皮带型电动缸。
[0011]在本发明一个较佳实施例中，所述竖直方向的直线导轨的定位精度小于0.1mm。
[0012]在本发明一个较佳实施例中，所述缓冲放置平台的两侧设置有气缸和曲柄机构，。
[0013]在本发明一个较佳实施例中，所述传输带的两侧设置有限位块。
[0014]在本发明一个较佳实施例中，所述传输带的长度为3m。
[0015]本发明的有益效果是:本发明自动搬运机械手具有结构科学、设计新颖、配置合理、功能先进、自动控制、安全可靠、经济实用等优点，在自动搬运机械手的普及上有着广泛的市场前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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它的附图，其中:
[0017]图1是本发明的自动搬运机械手一较佳实施例的结构示意图；
[0018]图2是本发明的自动搬运机械手一较佳实施例的生产工艺流程图；
[0019]图3是本发明的自动搬运机械手一较佳实施例的具体步骤流程图；
[0020]附图中各部件的标记如下:1、机械手部件，10、若干机械臂，11、直线导轨，20、传输带，21缓冲放置平台，3、电机。
【具体实施方式】
[0021]下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022]本发明实施例包括:
[0023]一种自动搬运机械手，包括:电机3、机械手部件I和传输带部件。
[0024]所述机械手部件I包括控制系统和若干机械臂10，所述若干机械臂10在水平方向和竖直方向均连接有直线导轨11，所述控制系统为PLC控制系统，所述若干机械臂10通过气缸装置连接驱动，所述传输带部件包括传输带20和缓冲放置平台21，所述缓冲放置21平台固定所述传输带20的末端。
[0025]优选地，所述电机3为伺服电机。
[0026]优选地，所述机械手部件I的外侧设置有防护栏，所述防护栏的材质为亚克力。
[0027]优选地，所述机械手部件I的左侧设置有电控箱，所述电控箱包括若干控制按钮和紧急制动按钮。
[0028]优选地，所述机械手部件I的两侧设置有安全光栅，所述安全光栅电性连接所述电控箱。
[0029]优选地,所述气缸装置包括活塞型电动缸和皮带型电动缸。
[0030]优选地，所述竖直方向的直线导轨11的定位精度小于0.1mm。
[0031]优选地，所述缓冲放置平台21的两侧设置有气缸和曲柄机构，。
[0032]优选地，所述传输带20的两侧设置有限位块。
[0033]优选地，所述传输带20的长度为3m。
[0034]在整个平面的布局方案中我们主要对以下问题进行了考虑:
[0035](I)操作员的安全，
[0036](2) “槽绝缘片插入机”的使用，[0037](3) “槽绝缘片插入机”日常的维修保养，
[0038](4)所生产零件的绝缘片原料的更换，
[0039](5)机械手与原有“槽绝缘片插入机”空间位置的衔接，
[0040](6)机械手的日常保养与维修，
[0041](7)现场空间的局限性，
[0042](8)操作操作的便捷性，
[0043](9)经济性，
[0044](10)自动化升级的可持续性。
[0045]机械的整体布局如下:
[0046](I)机械手的横梁支撑柱站立在原有机器的一侧，不干涉原有机器的维修保养和消耗品更换，
[0047](2)原有机器与项目机器包括输送带前端放料位均在防护栏之内，确保现场生产安全，
[0048](3)因避免机械手上下运动幅度过大，原有的与产线贴合的电箱移动到与项目机械立柱相同的一侧，
[0049](4)为了使工件自动进入“槽绝缘片插入机”下一个生产工位，输送线设计为有动力的平带，
[0050](5)为便于操作员操作，原操作员的操作位置不变并且操作位两侧设置安全光栅，确保工人人身安全的同时也可循环作业，
[0051](6)机械手的控制箱在操作员的左手侧，便于工人日常操作和突发事件处理，控制箱上包括一个整体机械运动的“急停”按钮，即紧急制动按钮。
[0052]机械的具体运动实施步骤为:
[0053]1.当“槽绝缘插入机”给出机械手启动信号后，机械手水平移动至铁芯正上方。
[0054]2.设备弹出打好槽绝缘片的铁芯，机械手下降至抓取工位。
[0055]3.夹紧工件，上升至铁芯上方位置。
[0056]4.“翻转气缸”动作，使工件翻转90°。同时机械手向放置工位上方水平移动。
[0057]5.机械手运动到放置工位上方，慢慢下降至放置工位。
[0058]6.机械手松开工件，工件直接放在输送带前端的放置台面上，机械手上升，同时“翻转气缸”复位。
[0059]7.完成“折边拍开”。
[0060]8.推入气缸把工件推入输送带，工件进入下一工位。
[0061]9.机械手回到初始位，等待下一个工件......[0062]在机械手执行命令的过程中安全光栅一旦感应到有人，机械手如果处于艾默生厂商规定的A区，机械手将停止运动。在此所有步骤运行中，工人拍下“急停”按钮，机器也将停止运行。
[0063]在垂直移 动的机械手臂部分，为保证移动位置精度在0.1，同样采用了现有的欧规电动缸、活塞杆式，同时在两侧加上了直线导柱。更为优化的是，与以往结构上做了很大的改变，电机和丝杠部分是固定的，机械手的垂直运动时靠活塞杆实现的，且不会转动。
[0064]在机械手抓取部分，考虑到其是直接与工件接触，因此工装部分除了考虑到其外形以外，再设计上考虑到为避免抓伤工件，工装材料为橡胶。
[0065]机械手抓取部分，因要完成翻转和夹取动作其动力均采用气缸驱动；翻转部分为曲柄机构，这种结构实用性强，动作稳定。
[0066]在输送线的设计上，我们考虑到了其输送带是有动力了的，且要在该位置完成“折边拍开”。因此实我们做了以下的考虑并针对性设计:
[0067]a.为了工件可以在输送线上完成折边拍开，首先我们在输送带端部加设了一块台面，并将可以实现“折边拍开”动作的气缸和机构加设在两边，这样工件就有了一个缓冲放
置平台。
[0068]b.在前端放料位置加设了导杆气缸，其功能是将工件推入产线，为了放置在推动工件的时候工件中心偏离，我们将推杆的工装设计为“V”型——定位准确，并且在输送带前端开口位置进行导向设计。
[0069]c.考虑到工件要自动进入下一个工位，但是输送线长度为3m，因此将输送线设计为有动力输送带，这样工件也可以直接放置在平带上。
[0070]d.同时考虑到工件滑落的过程中的问题:因为输送带比工件宽，零件上存在绝缘片，因此要避免触碰。针对以上问题，我们在零件运动路线上两侧限位块，对其运动的自由度进行了限制，解决了绝缘片可能会被触碰的问题。
[0071]e.我们在机械周边位置设置了安全防护栏，并且在工人的操作位设置了安全光栅和“急停”按钮。在此图所展示的安全防护罩为“雅克力板”，但是根据实际需求可以更换为铁丝网、钢化玻璃、栅栏等。
[0072]f.同时在艾默生苏州厂房所规定A区与B区之间加上了一组对射传感器，用来区分机械手移动的区域。
[0073]此外，本发明自动化搬运机械手的控制系统为PLC控制系统。PLC系统构成灵活，扩展容易；使用方便，编程简单，采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，现场调试容易。另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，可靠性强，远高于其他各种机型。
[0074]在本台设备中，包括了伺服电机，单导杆气缸，直线导轨，滚珠丝杠等等一系列的现化产品。在机械机构的设计上更是抓住了安全实用的理念，整台设备完全是一对一设计满足厂商生产所需求的降低劳动力、提高生产效率、生产质量、加大生产安全力度的要求，在设计的布局空间上更是对现有和将有的设备维护日常使用，设备升级等进行了全方面的考虑。更是在控制系统中采用了先进的PLC控制方式。更是采用了无染的动力元件维持了生产现场现有的生产环境；在原有的设备基础上加设了安全护栏安全光栅。因此本台设备在很大程度上提高了安全生产质量、效率、力度并降低了劳动强度，减少了劳动成本。
[0075]本发明自动搬运机械手的有益效果是:
[0076]一、通过对原有槽绝缘片插入机进行了自动化改造，添加了机械手来实现了自动夹取、移动工件的功能，将人工从繁琐的工序中解放出来，节省了人力物力、智能优化、效率提闻、安全实用；
[0077]二、通过采用机械手来将工件夹紧、提升、翻转、水平方向平移、下降等，采用输送带设计在端部位置完成折边拍开，推入传输线进入下一个工位，智能优化、自动控制；
[0078]三、相对于一般的自动搬运机械手，这里的自动搬运机械手在操作位两侧设置安全光栅，确保了工人人身安全的同时也可循环作业。
[0079]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的【技术领域】，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种自动搬运机械手，其特征在于，包括:电机、机械手部件和传输带部件，所述机械手部件包括控制系统和若干机械臂，所述若干机械臂在水平方向和竖直方向均连接有直线导轨，所述控制系统为PLC控制系统，所述若干机械臂通过气缸装置连接驱动，所述传输带部件包括传输带和缓冲放置平台，所述缓冲放置平台固定所述传输带的末端。
2.根据权利要求1所述的自动搬运机械手，其特征在于，所述电机为伺服电机。
3.根据权利要求1所述的自动搬运机械手，其特征在于，所述机械手部件的外侧设置有防护栏，所述防护栏的材质为亚克力。
4.根据权利要求1所述的自动搬运机械手，其特征在于，所述机械手部件的左侧设置有电控箱，所述电控箱包括若干控制按钮和紧急制动按钮。
5.根据权利要求4所述的自动搬运机械手，其特征在于，所述机械手部件的两侧设置有安全光栅，所述安全光栅电性连接所述电控箱。
6.根据权利要求1所述的自动搬运机械手，其特征在于，所述气缸装置包括活塞型电动缸和皮带型电动缸。
7.根据权利要求1所述的自动搬运机械手，其特征在于，所述竖直方向的直线导轨的定位精度小于0.1mm。
8.根据权利要求1所述的自动搬运机械手，其特征在于，所述缓冲放置平台的两侧设置有气缸和曲柄机构。
9.根据权利要求1所述的自动搬运机械手，其特征在于，所述传输带的两侧设置有限位块。
10.根据权利要求1所述的自动搬运机械手，其特征在于，所述传输带的长度为3m。
【文档编号】B25J19/00GK103991073SQ201410188565
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2014年5月7日
【发明者】许尤立, 严道发, 张铭军 申请人:苏州工业园区职业技术学院