一种悬臂关节装夹机械手的制作方法

本发明属于机械手领域，特指一种悬臂关节装夹机械手。

背景技术：

随着科技的发展，社会的进步，搓齿机在金属加工等行业使用非常广泛，在花键冷搓成型过程中，相当多采用人工或使用各自简易配置的辅机，由操作工用手将需要加工的工件送至工件定夹机构上，很容易对操作工造成伤害。不但增加了工人的劳动强度，而且生产效率低、定位精度以及可靠性差。

目前，出现的少许配套机械手能够代替人工操作，实现生产的机械化和自动化，保证操作人员的生命安全，显著地提高劳动生产率。但是现搓齿机上广泛使用的辅助上下料机构存在体积过大，影响车间生产线布局，同时其只能在前后和上下两个维度上运动，很大程度上干涉了搓齿机的主机装刀，而且其工价夹具部位的结构设计存在不合理性，导致装夹效率较低，装夹的稳定性差。

技术实现要素：

本发明针对上述问题，提供了一种占地空间小，且能在X、Y、Z三个维度上运动的悬臂关节装夹机械手。

本发明的目的是这样实现的：

一种悬臂关节装夹机械手，包括安装在搓齿机上的固定板座，固定板座上方转动连接有转臂，所述固定板座下方设置有驱动转臂旋转的驱动装置；所述转臂左端连接有滑块固定座，滑块固定座两侧板内壁上设置有固定滑块，固定滑块上安装有与其相适配的直线导轨，直线导轨侧壁上竖直设置有齿条，所述滑块固定座侧板内壁上设置有与所述齿条啮合的齿轮，滑块固定座一侧的伺服电机带动齿轮旋转；所述直线导轨下方依次连接有工件切换机构和工件装夹机构。

在上述的悬臂关节装夹机械手中，所述工件切换机构包括连接在直线导轨下方的夹爪固定板，夹爪固定板下方设置有工件切换气缸，工件切换气缸下底面上固定连接有滑轨，所述滑轨上连接有与其相适配的横移滑台，横移滑台的左端和工件切换气缸的活塞杆相连，并在其带动下左右运动。

在上述的悬臂关节装夹机械手中，所述工件装夹机构包括固定连接在横移滑台上的抓料气缸一和抓料气缸二，所述抓料气缸一和抓料气缸二下端面均对称安装有左、右气动夹手，所述左、右气动夹手上分别安装有左、右半爪，所述左、右半爪在气动夹手的带动下张开或者合拢。

在上述的悬臂关节装夹机械手中，所述抓料气缸一和抓料气缸二的左、右半爪中至少一侧夹持端铰接有自定心夹紧块，自定心夹紧块相对于其安装半爪可上下摆动。

在上述的悬臂关节装夹机械手中，所述固定板座上方位于转臂两侧设置有弹性挡块，所述夹爪固定板上位于滑块固定座右侧板下方设置有弹性挡块。

在上述的悬臂关节装夹机械手中，所述固定板座前侧，转臂外侧和滑块固定座外侧均设置有防护罩。

在上述的悬臂关节装夹机械手中，所述转臂外侧的防护罩与所述直线导轨上端之间连接有弯曲板封闭拖链。

在上述的悬臂关节装夹机械手中，所述滑块固定座两侧板上端设置有安全弹性护板检测开关。

在上述的悬臂关节装夹机械手中，所述固定板座左侧板上设置有润滑油手动填充开关。

在上述的悬臂关节装夹机械手中，所述固定板座右侧板上设置有套管架。

本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：

1.本发明的悬臂关节装夹机械手通过悬臂的转动以及直线导轨的上下运动可以实现机械手X、Y、Z三个维度上的运动，提高了其工作范围半径。

2.本发明的各传动机构采用伺服电机驱动，其稳定性和灵活性相对气缸传动来说更高。

3.本发明加入了运动部安全防护设计，若触碰到人体或其他物体时会触发弹性护板检测开关，提供系统做出预判预警，增强了机械手运动的安全性能。

4.本发明在机械手的半爪上增加了自定心设计，使工件的夹持更加稳定。

附图说明

图1为悬臂关节装夹机械手结构示意图一。

图2为悬臂关节装夹机械手结构示意图二。

图3为悬臂关节装夹机械手结构示意图三。

图4为A向局部放大图。

图中标号含义：

1-固定板座，2-转臂，3-驱动装置，4-滑块固定座，5-固定滑块，6-直线导轨，7-齿条，8-齿轮，9-伺服电机，10-工件切换机构，11-工件装夹机构，12-夹爪固定板，13-工件切换气缸，14-滑轨，15-横移滑台，16-活塞杆，17-抓料气缸一，18-抓料气缸二，19-左、右气动夹手，20-左、右半爪，21-自定心夹紧块，22-工件，23-弹性挡块，24-防护罩，25-弯曲板封闭拖链，26-安全弹性护板检测开关，27-润滑油手动填充开关，28-套管架。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述，

如图1-图3所示，一种悬臂关节装夹机械手，包括安装在搓齿机上的固定板座1，固定板座1上方转动连接有转臂2，所述固定板座1下方设置有驱动转臂2旋转的驱动装置3；所述转臂2左端连接有滑块固定座4，滑块固定座4两侧板内壁上设置有固定滑块5，固定滑块5上安装有与其相适配的直线导轨6，直线导轨6侧壁上竖直设置有齿条7，所述滑块固定座4侧板内壁上设置有与所述齿条7啮合的齿轮8，滑块固定座4一侧的伺服电机9带动齿轮8旋转；所述直线导轨6下方依次连接有工件切换机构10和工件装夹机构11。该发明通过驱动装置3驱动转臂2在一定半径范围内进行转动，通过伺服电机9驱动齿轮8转动从而带动直线导轨6相对于滑块固定座4上下运动，实现了工件装夹机构11在X、Y、Z三个维度里的运动，提高了工件装夹的灵活性，并且每次将工件放置于搓齿机的工件定夹机构上之后，通过转臂2可迅速将工件装夹机构11转出，不会对搓齿机主机装刀产生干涉，对空间的占用进行了极大的优化。进一步地，所述驱动装置3为伺服电机，并且两个伺服电机均为伺服减速电机，伺服减速电机的输出扭矩大，传动效率高，改进了以往气缸传动的不足。

如图4所示，在上述的悬臂关节装夹机械手中，所述工件切换机构10包括连接在直线导轨6下方的夹爪固定板12，夹爪固定板12下方设置有工件切换气缸13，工件切换气缸13下底面上固定连接有滑轨14，所述滑轨14上连接有与其相适配的横移滑台15，横移滑台15的左端和工件切换气缸13的活塞杆16相连，并在其带动下左右运动。在所述工件装夹机构11包括固定连接在横移滑台15上的抓料气缸一17和抓料气缸二18，所述抓料气缸一17和抓料气缸二18下端面均对称安装有左、右气动夹手19，所述左、右气动夹手19上分别安装有左、右半爪20，所述左、右半爪20在气动夹手的带动下张开或者合拢。每次上料时，通过抓料气缸一17上的左右半爪将加工完的工件抓取上来，然后工件切换气缸13驱动横移滑台15向一侧移动，将抓料气缸二18对准搓齿机的工件定夹机构，再将抓料气缸二18上左、右半爪20夹持的待加工工件置于工件定夹机构上，完成工件的上下料。

如图4所示，在上述的悬臂关节装夹机械手中，所述抓料气缸一17和抓料气缸二18的左、右半爪20中至少一侧夹持端铰接有自定心夹紧块21，自定心夹紧块21相对于其安装半爪可上下摆动。自定心夹紧块21由于其是铰接在半爪上，每次当左、右半爪20去夹紧工件时，由于自定心夹紧块21会根据工件的实际尺寸有一个上下的轻微摆动，自动地去定位该工件的夹紧中心，提高了工件夹持的稳定性。

如图1和图2所示，在上述的悬臂关节装夹机械手中，所述固定板座1上方位于转臂2两侧设置有弹性挡块23，所述夹爪固定板12上位于滑块固定座4右侧板下方设置有弹性挡块23。该弹性挡块23起到缓冲的作用，避免直线导轨6下端以及转臂2的两端和悬臂关节装夹机械手上的其他零部件发生直接的碰触导致机构的损坏。

如图1所示，在上述的悬臂关节装夹机械手中，所述固定板座1前侧，转臂2外侧和滑块固定座4外侧均设置有防护罩24。所述转臂2外侧的防护罩24与所述直线导轨6上端之间连接有弯曲板封闭拖链25。该设计可以提高机构的整体强度，所述弯曲板封闭拖链25由众多单元链接组成，链接之间转动自如，弯曲板封闭拖链25还起到了保护机构上电缆的作用。

在上述的悬臂关节装夹机械手中，所述滑块固定座4两侧板上端设置有安全弹性护板检测开关26。若触碰到人体或其他物体时会触发弹性护板检测开关26，提供系统做出预判预警，增强了机械手运动的安全性能。进一步地，所述安全弹性护板检测开关26优选为欧姆龙微动开关。

在上述的悬臂关节装夹机械手中，所述固定板座1左侧板上设置有润滑油手动填充开关27。所述固定板座1右侧板上设置有套管架28。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。