机器人工件自动翻转及替换的一体化抓手的制作方法

本发明涉及自动化冲压线的工件翻转的技术领域，具体为机器人工件自动翻转及替换的一体化抓手。

背景技术：

在被冲压的产品结构需要进行双面冲压时，即需要将工件单面冲压后再翻转180°进行冲压，现有技术的机器人作业结构如下，机器人甲从第一台压力机中取出工件放入翻转机、翻转机将工件翻转后，由机器人乙从翻转机中提取工件再放入第二台压力机中，故此工序需二台机器人和一台翻转机，其使得自动化冲压线的制造成本高，且由于需要经过翻转机中转，使得整条冲压产线的生产效率低。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了机器人工件自动翻转及替换的一体化抓手，该一体化抓手能完成抓取工件、翻转工件、放入下道工序的全过程，从而节约了自动化冲压线投入成本和使用成本，且提供了生产效率。

机器人工件自动翻转及替换的一体化抓手，其特征在于：其包括基座模组，所述基座模组可X轴、Y轴移动，所述基座模组的上部输出端固装有连接基座，所述连接基座的对应于Y轴向上平行布置有两个安装空腔，Y向安装轴贯穿两个所述安装空腔的侧壁固装布置，两个齿轮的内圈固装有轴承后分别套装于对应所述安装空腔内的Y向安装轴，两个齿轮对应于所述连接基座的内侧分别啮合有Z轴齿条，每根所述Z轴齿条的下端分别固装于Z轴直线气缸的上部活塞杆，每个所述Z轴直线气缸分别固装于所述连接基座的对应侧位置，两个齿轮分别为第一齿轮、第二齿轮，所述第一齿轮的朝向压力机的一侧上固装有第一抓手模组的内侧杆端，所述第二齿轮的朝向压力机的一侧上固装有第二抓手模组的内侧杆端，所述第一抓手模组包括第一连接杆、第一抓手，所述第一抓手布置于所述第一连接杆的外侧末端，所述第二抓手模组包括第二连接杆、第二抓手，所述第二连接杆的输出端可进行相对第二连接杆的中心轴的绕转，所述第二连接杆的输出端连接有所述第二抓手，第一连接杆、第二连接杆处于水平平行状态时所述第二抓手低于所述第一抓手。

其进一步特征在于：

所述第一连接杆的中部包括有自内向外过渡避让端，其确保第一连接杆、第二连接杆处于水平平行状态时所述第二抓手低于所述第一抓手，使得不会产生干涉；

所述第二连接杆包括螺旋管、直线气缸，所述螺旋管通过螺旋管齿轮连接器连接所述第二齿轮的对应侧，所述螺旋管包括旋转外管、内芯，所述内芯通过轴承定位于所述旋转外管的安装腔体内，所述内芯的外露于所述旋转外管的部分固装有气缸安装板，所述气缸安装板上固装有所述直线气缸，所述直线气缸的活塞杆位于所述内芯的中心孔内，所述内芯的外壁上设置有直线导向槽，所述旋转外管上设置有螺旋线导向槽，所述直线气缸的活塞杆的末端侧凸并贯穿所述直线导向槽、螺旋线导向槽；

所述旋转外管通过外管固定螺母固装于所述螺旋管齿轮连接器的一侧，所述螺旋管齿轮连接器通过圆柱销定位固装于所述第二齿轮对应的定位销孔位置；

直线气缸的活塞杆的末端固装有直行导管，所述直行导管的带有侧凸，所述侧凸上套装有导向轴承，所述导向轴承嵌装于所述直线导向槽、螺旋线导向槽内；

每个所述Z轴齿条的支承侧嵌装于对应的Z轴线性滑轨内，所述Z轴线性滑轨分别固装于所述连接基座的对应位置，确保Z轴齿条的直线运动精准；

所述直线气缸的缸座另一端固装有旋转内管，所述旋转内管连接所述第二抓手的安装座，所述第二抓手可在直线气缸的动作下进行旋转，进而确保第二抓手可吸持从第一抓手下放的工件，而后完成对于工件的翻转。

采用上述技术方案后，第一抓手、第二抓手分别通过各自对应的Z轴直线气缸、Z轴齿条、齿轮传动，完成第一抓手、第二抓手向上或向下旋转90°；当第一抓手进出模具内腔时，第二抓手呈±90°，使得两抓手工作时，两个抓手间不会产生干涉，之后第一抓手、第二抓手沿Y轴旋转，使得第一连接杆、第二连接杆处于水平平行状态时所述第二抓手低于所述第一抓手，且第一抓手所吸持的工件位于第二抓手的吸持面上方，即第一抓手、第二抓手的吸盘底部呈对峙状，完成将工件从第一抓手转移至第二抓手，之后同第二抓手在第二连接杆的作用下相对于第二连接杆的中心轴进行绕转，使得工件被翻转180°，便于工件从第一抓手转移到第二抓手，之后第二抓手在基座模组的带动下将工件放入对应的模具内，然后退出复位，实现一机完成抓取上工序工件、翻转180°、工件在两抓手间的转移、送入下工序动作，该一体化抓手能完成抓取工件、翻转工件、放入下道工序的全过程，从而节约了自动化冲压线投入成本和使用成本，且提供了生产效率。

附图说明

图1为本发明的俯视图结构示意图；

图2为图1的A-A向剖视结构示意图；

图3为图1的B-B向剖视结构示意图；

图4为本发明的工作流程图一；

图5为本发明的工作流程图二；

图6为本发明的工作流程图三；

图7为本发明的工作流程图四；

图8为本发明的工作流程图五；

图9为本发明的工作流程图六；

图10为本发明的工作流程图七；

图11为本发明的工作流程图八；

图12为本发明的工作流程图九；

图13为本发明的工作流程图十；

图中序号所对应的名称如下：

基座模组1、连接基座2、安装空腔3、Y向安装轴4、轴承5、Z轴齿条6、Z轴直线气缸7、上部活塞杆8、第一齿轮9、第二齿轮10、第一抓手模组11、第二抓手模组12、第一连接杆13、第一抓手14、第二连接杆15、第二抓手16、螺旋管17、直线气缸18、螺旋管齿轮连接器19、旋转外管20、内芯21、安装腔体22、气缸安装板23、活塞杆24、直线导向槽25、螺旋线导向槽26、外管固定螺母27、圆柱销28、直行导管29、侧凸30、导向轴承31、Z轴线性滑轨32、旋转内管33、自内向外过渡避让端34。

具体实施方式

机器人工件自动翻转及替换的一体化抓手，见图1～图13：其包括基座模组1，基座模组1可X轴、Y轴移动，基座模组1的上部输出端固装有连接基座2，连接基座2的对应于Y轴向上平行布置有两个安装空腔3，Y向安装轴4贯穿两个安装空腔3的侧壁固装布置，两个齿轮的内圈固装有轴承5后分别套装于对应安装空腔3内的Y向安装轴4，两个齿轮对应于连接基座2的内侧分别啮合有Z轴齿条6，每根Z轴齿条6的下端分别固装于Z轴直线气缸7的上部活塞杆8，每个Z轴直线气缸7分别固装于连接基座2的对应侧位置，两个齿轮分别为第一齿轮9、第二齿轮10，第一齿轮9的朝向压力机的一侧上固装有第一抓手模组11的内侧杆端，第二齿轮10的朝向压力机的一侧上固装有第二抓手模组12的内侧杆端，第一抓手模组11包括第一连接杆13、第一抓手14，第一抓手14布置于第一连接杆13的外侧末端，第二抓手模组12包括第二连接杆15、第二抓手16，第二连接杆15的输出端可进行相对第二连接杆15的中心轴的绕转，第二连接杆15的输出端连接有第二抓手16，第一连接杆12、第二连接杆15处于水平平行状态时第二抓手16低于第一抓手14。

第一连接杆13的中部包括有自内向外过渡避让端34，其确保第一连接杆13、第二连接杆15处于水平平行状态时第二抓手16低于第一抓手14，使得不会产生干涉；

第二连接杆15包括螺旋管17、直线气缸18，螺旋管17通过螺旋管齿轮连接器19连接第二齿轮10的对应侧，螺旋管17包括旋转外管20、内芯21，内芯20通过轴承定位于旋转外管20的安装腔体22内，内芯21的外露于旋转外管20的部分固装有气缸安装板23，气缸安装板23上固装有直线气缸18，直线气缸18的活塞杆24位于内芯21的中心孔内，内芯21的外壁上设置有直线导向槽25，旋转外管20上设置有螺旋线导向槽26，直线气缸18的活塞杆24的末端侧凸并贯穿直线导向槽25、螺旋线导向槽26；

螺旋线导向槽26的长度确保直线气缸可旋转180°；

旋转外管20通过外管固定螺母27固装于螺旋管齿轮连接器19的一侧，螺旋管齿轮连接器19通过圆柱销28定位固装于第二齿轮10对应的定位销孔位置；

直线气缸18的活塞杆24的末端固装有直行导管29，直行导管29的带有侧凸30，侧凸30上套装有导向轴承31，导向轴承31嵌装于直线导向槽25、螺旋线导向槽26内；

每个Z轴齿条6的支承侧嵌装于对应的Z轴线性滑轨32内，Z轴线性滑轨32分别固装于连接基座2的对应位置，确保Z轴齿条6的直线运动精准；

直线气缸18的缸座另一端固装有旋转内管33，旋转内管33连接第二抓手16的安装座，第二抓手16可在直线气缸18的动作下进行旋转，进而确保第二抓手16可吸持从第一抓手14下放的工件，而后完成对于工件的翻转。

第一抓手14、第二抓手16可通过电磁吸附、气动吸附的结构完成吸附，上述功能结构均为现有成熟技术，不属于本发明的创新点，故不再赘述。

其工作原理如下：采用上述技术方案后，第一抓手14、第二抓手16分别通过各自对应的Z轴直线气缸7、Z轴齿条6、齿轮传动，完成第一抓手14、第二抓手16向上或向下旋转90°；当第一抓手14进出第一模具内腔时，第二抓手16呈±90°，使得两抓手工作时，两个抓手间不会产生干涉，之后第一抓手14、第二抓手16沿Y轴旋转，使得第一连接杆13、第二连接杆15处于水平平行状态时第二抓手16低于第一抓手14，且第一抓手14所吸持的工件位于第二抓手16的吸持面上方，即第一抓手14、第二抓手16的吸盘底部呈对峙状，完成将工件从第一抓手14转移至第二抓手16，之后第二抓手16在第二连接杆15的作用下相对于第二连接杆15的中心轴进行绕转，使得工件被翻转180°，便于工件从第一抓手14转移到第二抓手16，实现一机完成抓取上工序工件、翻转180°、工件在抓手间转移、送入下工序动作，该一体化抓手能完成抓取工件、翻转工件、放入下道工序的全过程，从而节约了自动化冲压线投入成本和使用成本，且提供了生产效率。

图4～图13，提供了一种利用该一体化抓手进行工作的流程示意图：图4～图13为顺次进行的流程示意。第一抓手安装于左杆，第二抓手安装于右杆。

其中图4，左杆抓吸产品后，准备X轴向缩回位移；右杆随基座模组-X轴向位移时，启动绕Y轴上旋；

图5，左杆随基座模组-X轴方向位移,在右杆抓吸产品后准备上旋；右杆绕Y轴上旋准备抓吸产品下方，同时随基座模组-X轴位方向移；

图6，左杆随基座模组后退,准备绕Y轴上旋；右杆抓吸产品下方，同时随基座模组后退；

图7，左杆松开产品开始绕Y轴上旋；右杆在左杆上旋30°时，右杆开始绕X轴翻转；

图8，左杆继续上旋，基座模组沿Y轴作横向移动；右杆继续翻转，同时随基座模组沿Y轴作横向位移；

图9，左杆完成上旋，横向位移到位，沿X轴向移动，右杆完成180°翻转，横向位移到位，沿基座模组X轴向移动，将抓手抓吸的产品放入下道工序指定位置；

图10，左杆随基座模组准备沿-X轴向位移；右杆松开产品，随基座模组准备沿-X轴向位移；

图11，左杆随基座沿-X轴向位移后退的同时准备绕Y轴下旋；右杆随基座沿-X轴向位移的同时完成绕Y轴下旋以及绕X轴回复翻转；

图12，左杆下旋到位，随基座模组作-Y轴向位移；右杆回复翻转到位、下旋到位，并随基座模组-Y轴向位移；

图13，左杆随基座Y轴向位移到位，并作X轴向位移；右杆随基座Y轴向位移到位，并作X轴向位移。

以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。