一种用于机械手的浮动装置的制作方法

本实用新型涉及工业机器人技术领域，具体是一种用于机械手的浮动装置。

背景技术：

工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。机械手具有能不断重复、不知疲惫、不怕危险以及力量比人手力大的特点，所以机械手越来越广泛地得到了应用。

本实用新型提供一种确保机械手夹具夹持工件可以在Z轴(垂直上下)方向软浮动的浮动装置，即使机械手夹具夹持工件向下运行超过设定值时亦不会撞坏加工设备的工装夹具；且当机械手夹具夹持工件在Z轴方向放置工件行程异常，即超出浮动机构浮动量后(卡料或者送料不到位)时可以反馈异常信号，通知操作人员及时干预。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于机械手的浮动装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于机械手的浮动装置，包括竖轴连接法兰、伸缩气缸、四组线轨组、机械手夹具安装法兰、下降到位信号开关和上升到位信号开关；所述竖轴连接法兰与机械手夹具安装法兰左右两端之间分别设有滑块安装法兰一和滑块安装法二，所述线轨组包括线轨和滑块，线轨顶部竖直固定安装在竖轴连接法兰上，滑块安装法兰一和滑块安装法二的内侧壁上均固定安装有两个滑块，滑块与线轨一一对应连接，滑块与线轨之间为直线滑动副，在竖轴连接法兰的下端两侧设有竖向平行的安装块，线轨安装在安装块上，四组线轨平行；所述滑块安装法兰一和滑块安装法二的底部均与机械手夹具安装法兰固定连接，机械手夹具安装法兰与竖轴连接法兰活动连接，机械手夹具安装法兰相对于竖轴连接法兰上下滑动；缓冲器、下降到位信号开关和上升到位信号开关均竖直安装在竖轴连接法兰上；所述伸缩气缸水平设于气缸安装支架上，气缸安装支架固定安装在竖轴连接法兰上，滑块安装法兰一、滑块安装法二和机械手夹具安装法兰向下贴合时，伸缩气缸端部销轴处于伸出状态，销轴置于安装在滑块安装法兰一内侧面上的销孔块中锁紧滑块安装法兰一、滑块安装法二和机械手夹具安装法兰位置。

作为本实用新型进一步的方案：限制竖轴连接法兰向下滑动距离的定位块通过螺栓和销孔固定安装在滑块安装法兰二的后端；定位块的定位块上沿与竖轴连接法兰接触后到达上升极限；定位块的定位块下沿与竖轴连接法兰接触后到达下降极限。

作为本实用新型进一步的方案：定位块上沿为平行于竖轴连接法兰的接触面。

作为本实用新型进一步的方案：还包括触发力机构。

作为本实用新型进一步的方案：所述触发力机构包括球形凹槽块和球头弹簧柱销，球头弹簧柱销中的球头卡在球形凹槽块的凹槽中。

作为本实用新型进一步的方案：球形凹槽块安装在滑块安装法兰一的内侧壁上，球头弹簧柱销安装在安装块上，球头弹簧柱销与球形凹槽块一一对应。

作为本实用新型进一步的方案：滑块安装法兰一、滑块安装法二和机械手夹具安装法兰向上异常浮动时,上升到位信号开关检测到滑块安装法兰二上升的边沿发出异常信号，当滑块安装法兰一、滑块安装法二和机械手夹具安装法兰向下贴合时，下降到位信号开关检测到滑块安装法兰一下降边沿发出正常信号。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

该用于机械手的浮动装置设计合理，结构紧凑，可以大大提高工件的安装精度和安全性，从而提高生产效率，降低设备的损耗以及维修成本，带来规模效益。确保机械手夹具夹持工件可以在Z轴(垂直上下)方向软浮动的浮动装置，即使机械手夹具夹持工件向下运行超过设定值时亦不会撞坏加工设备的工装夹具；且当机械手夹具夹持工件在Z轴方向放置工件行程异常，即超出浮动机构浮动量后(卡料或者送料不到位)时可以反馈异常信号，通知操作人员及时干预。

附图说明

图1为用于机械手的浮动装置的立体结构示意图之一。

图2为用于机械手的浮动装置的立体结构示意图之二。

图3为用于机械手的浮动装置的前视图。

图4为用于机械手的浮动装置的后视图。

图5为用于机械手的浮动装置的侧面结构示意图。

其中：1、竖轴连接法兰；2、线轨；3、滑块；4、滑块安装法兰一；5、滑块安装法兰二；6、机械手夹具安装法兰；7、伸缩气缸；8、气缸安装支架；9、销孔块；10、定位块上沿；11、定位块；12、定位块下沿；13、缓冲器；14、下降到位信号开关；15、上升到位信号开关；16、球形凹槽块；17、球头弹簧柱销。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-5，一种用于机械手的浮动装置，包括竖轴连接法兰1、伸缩气缸7、四组线轨组、机械手夹具安装法兰6、下降到位信号开关14和上升到位信号开关15；所述竖轴连接法兰1与机械手夹具安装法兰6左右两端之间分别设有滑块安装法兰一4和滑块安装法二5，所述线轨组包括线轨2和滑块3，线轨2顶部通过螺栓固定方式竖直安装在竖轴连接法兰1上，滑块安装法兰一4和滑块安装法二5的内侧壁上均通过螺栓固定方式固定安装有两个滑块3，滑块3与线轨2一一对应连接，滑块3与线轨2之间为直线滑动副，在竖轴连接法兰1的下端两侧设有竖向平行的安装块，线轨安装在安装块上，四组线轨平行；

所述滑块安装法兰一4和滑块安装法二5的底部均通过螺栓固定方式与机械手夹具安装法兰6固定连接，机械手夹具安装法兰6与竖轴连接法兰1活动连接，机械手夹具安装法兰6可相对于竖轴连接法兰1上下滑动；机械手夹具安装法兰6上下滑动，定位块11 通过螺栓和销孔固定安装在滑块安装法兰二5的后端，定位块11可以限制竖轴连接法兰1 向下的滑动距离；定位块11的定位块上沿10与竖轴连接法兰1接触后到达上升极限，其中定位块上沿10为精加工面，定位块上沿10为保证平行于竖轴连接法兰1的接触面；定位块11的定位块下沿12与竖轴连接法兰1接触后到达下降极限；

缓冲器13、下降到位信号开关14和上升到位信号开关15均经直角连接件通过细牙螺纹竖直固定安装在竖轴连接法兰1上(此三个部件相对于竖轴以及1、竖轴连接法兰静止)，安装后三个部件均平行于线轨方向；当滑块安装法兰一4、滑块安装法二5和机械手夹具安装法兰6向上异常浮动时,上升到位信号开关15检测到滑块安装法兰二5上升的边沿发出异常信号，当滑块安装法兰一4、滑块安装法二5和机械手夹具安装法兰6向下贴合时，下降到位信号开关14检测到滑块安装法兰一4下降边沿发出正常信号；

所述伸缩气缸7水平设于气缸安装支架8上，气缸安装支架8通过螺栓固定方式固定安装在竖轴连接法兰1上，当滑块安装法兰一4、滑块安装法二5和机械手夹具安装法兰 6向下贴合时，伸缩气缸7端部销轴处于伸出状态，伸入安装在滑块安装法兰一4内侧面上的销孔块9中，销轴和销孔为间隙配合，此时锁紧滑块安装法兰一4、滑块安装法二5 和机械手夹具安装法兰6位置，滑块安装法兰一4、滑块安装法二5和机械手夹具安装法兰6相对于竖轴连接法兰1固定；

球形凹槽块16和球头弹簧柱销17构成触发力机构，球头弹簧柱销17中的球头卡在球形凹槽块16的凹槽中，保持一定的预紧力，只有当滑块安装法兰一4、滑块安装法二5 和机械手夹具安装法兰6携带工件向上的力量超过预紧力方开始上升，此时浮动机构正常工作，此结构可防止加速度过快造成的浮动机构误动作；球形凹槽块16安装在滑块安装法兰一4的内侧壁上，球头弹簧柱销17安装在安装块上，球头弹簧柱销17与球形凹槽块 16一一对应。优选的，还包括电控箱，下降到位信号开关14和上升到位信号开关15连接至电控箱。

本实用新型的工作原理是：本实用新型通过以下技术方案来实现：通过两组直线导轨，以及上下限位块，在重力的影响下实现浮动功能，使得工件在和加工设备工装贴合到位后不继续随桁架竖轴下降，此时滑块和线轨相对位移；对浮动装置乃至整个桁架抓取系统的监控，由两组接近开关控制，一组接近开关为设备正常运行状态以及正常浮动状态的监控开关，一组开关为异常浮动或撞机的监控开关；设备在高位运行时，需将浮动装置锁紧以防意外发生，所以在固定位置增加定位锁紧销，锁紧销工作时浮动机构仅做桁架竖轴和工件夹具的连接用法兰，浮动功能取消。结构设计，此机构结构设计紧凑功能合理，降低桁架竖轴重量起到至关重要作用。浮动单元：线轨结构(1、2、3)；上下限位结构(1、5、 11)；初始触发力结构(16、17)；重力到位后缓冲机构(1、13)。浮动状态电气控制原理及开光安装结构和方法：正常运行信号、异常浮动信号(1、5、14、15)；浮动锁死机构：保证机构正常运行时稳定安全，此时取消浮动功能固要锁死机构执行(7、8、9)。利用这种浮动装置可以实现以下功能：确保机械手夹具夹持工件可以在Z轴(垂直上下) 方向软浮动，即夹持夹具及夹持工件和桁架竖轴之间非刚性连接而是柔性连接，即使机械手夹持工件向下运行超过设定值时亦不会撞坏加工设备的工装夹具。这样也可以保证工件向下送入加工设备的行程到位，甚至过行程2-5mm，而不损坏加工设备。当机械手夹具夹持工件在Z轴方向放置工件行程异常，即超出浮动机构浮动量后(卡料或者送料不到位) 时可以反馈异常信号，通知操作人员及时干预。正常运行时锁紧机械手，浮动装置仅做连接法兰。

该用于机械手的浮动装置设计合理，结构紧凑，可以大大提高工件的安装精度和安全性，从而提高生产效率，降低设备的损耗以及维修成本，带来规模效益。确保机械手夹具夹持工件可以在Z轴(垂直上下)方向软浮动的浮动装置，即使机械手夹具夹持工件向下运行超过设定值时亦不会撞坏加工设备的工装夹具；且当机械手夹具夹持工件在Z轴方向放置工件行程异常，即超出浮动机构浮动量后(卡料或者送料不到位)时可以反馈异常信号，通知操作人员及时干预。

在本用于机械手的浮动装置的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。