一种用于生产家电零配件的注塑机用机械手臂梁的制作方法

本发明属于机器人设备领域，特别涉及一种用于生产家电零配件的注塑机用机械手臂梁。

背景技术：

现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命和改造。工程机械臂是近代自动控制领域出现的一项新技术，却已经成为了工业发展的必然趋势。工程机械臂现如今还不具备人手的灵活性，但是却具备不间断重复劳动的能力，同时不惧危险，能够代替人工进行热切割、锻压等处于危险环境的工作，工程机械臂的发展势不可挡。在注塑行业，也大量的使用到了机械手臂梁，来提高生产安全。

虽然机械手臂梁正处于高速发展的进程中，但是现在的机械手臂梁仍有许多的不足之处，现有的手臂梁为了保证输出动力，大多采用xyz三轴运动，占地面积大，不方便安置和移动；同时，现在的机械手臂梁只能对固定位置的物体采取动作，无法识别不在指定位置的被加工物体，也不能自动将其纳入自身的坐标系，行动力和实用性差。因此，本申请就以上问题，对机械手臂梁进行了研究和创新。

现在的机械手臂梁，主要存在以下几个问题：

1、现在的机械手臂梁大多采用的是xyz三轴运动结构，占地面积大，空间利用率小，操作范围小，实用性差。

2、现在的机械手臂梁大多只能识别提前录入的坐标点，不能识别不在指定位置的被加工物体，也不能自动将其纳入自身的坐标系，行动力和实用性差。

3、现在的机械手臂梁大多无法移动，只能固定在一处进行一项工作，对小批量、多种类生产的企业而言，由于批量小而无法持续使用机械手臂梁，会产生闲置情况，没有太高的实用性。

技术实现要素：

发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种用于生产家电零配件的注塑机用机械手臂梁，一方其采用转轴和平移轴配合，增加了手臂梁的工作范围，另一方面其利用传感器和触针主动寻找被加工物体，不但能够避免漏料，还提高了寻找速度，实用性高；同时增加了机械手臂梁的移动性能，能够为多台设备工作，提高了便捷性和实用性，使其能够贴合小批量、多种类生产的企业需求。

技术方案：为了实现上述目的，本发明提供了一种用于生产家电零配件的注塑机用机械手臂梁，包括：支撑基座、广域位移机构和工作终端，所述支撑基座上设置有广域位移机构，所述广域位移机构一端设置有工作终端；所述广域位移机构包括水平旋转台、垂直旋转梁、第一线性位移机构和第二线性位移机构，所述水平旋转台设置于支撑基座上，所述水平旋转台一端设置有垂直旋转梁，所述垂直旋转梁中心设置有第一线性位移机构，所述第一线性位移机构上设置有第二线性位移机构，所述第二线性位移机构一端连接工作终端。

本发明中所述机械手臂梁是设置，其增加了手臂梁的工作范围，实用性强。

本发明中所述的一种用于生产家电零配件的注塑机用机械手臂梁，还包括主动定位机构，所述主动定位机构包括定位块、荧光标记、第一荧光传感器、第二荧光传感器、定位触针、激发光线发射器和plc控制器，所述定位块设置于支撑基座上，所述荧光标记设置于被加工件顶端的任意位置，所述第一荧光传感器设置于工作终端上，所述第一荧光传感器一侧设置有第二荧光传感器，所述第一荧光传感器向第二荧光传感器方向接收信号，所述第二荧光传感器向第一荧光传感器方向接收信号，所述第二荧光传感器一侧设置有激发光线发射器，所述第二荧光传感器一侧设置有定位触针，所述定位触针设置于工作终端上；所述第一荧光传感器、第二荧光传感器和定位触针分别连接于plc控制器上，所述plc控制器连接广域位移机构。

本发明中所述主动定位机构的设置，其利用传感器和触针主动寻找被加工物体，不但能够避免漏料，还提高了寻找速度，实用性高。

本发明中所述的定位触针采用伸缩杆结构，所述定位触针内设置有压力传感器和减压弹簧，所述压力传感器设置于减压弹簧一端，所述减压弹簧固定于定位触针内，所述压力传感器与定位触针伸缩运动部分接触，所述压力传感器连接plc控制器。

本发明中所述压力传感器和减压弹簧的设置，能够减少压力传感器的冲击力，提高传感器的使用寿命。

本发明中所述的水平旋转台包括旋转台、第一转轴和第一电机，所述第一电机设置于支撑基座内，所述第一电机一端设置有第一转轴，所述第一转轴一端设置有旋转台；所述垂直旋转梁包括旋转梁、第二转轴和第二电机，所述第二电机设置于旋转台内，所述第二电机一端设置有第二转轴，所述第二转轴一端设置有旋转梁；所述第一线性位移机构包括第一螺杆、第一辅助导轨、第三电机和第一滑块，所述第三电机设置于旋转梁内，所述第三电机一端设置有第一螺杆，所述第一螺杆上设置有第一滑块，所述第一螺杆穿过第一滑块，所述第一螺杆一侧设置有第一辅助导轨，所述第一辅助导轨固定于旋转梁上，所述第一辅助导轨穿过第一滑块；所述第二线性位移机构包括第四电机、传动齿条和第二滑块，所述第四电机设置于第一滑块内，所述第四电机一端连接有传动齿条，所述传动齿条固定于第二滑块上，所述第二滑块穿过第一滑块，所述第二滑块上设置有工作终端。

本发明中所述广域位移机构的设置，其采用转轴和平移轴配合，增加了手臂梁的工作范围，相比于xyz三轴运动系统，增加了超过4倍的工作范围，占地面积却有所缩小，实用性强。

本发明中所述的第一滑块内设置有用于减少摩擦的滚珠，所述滚珠与第二滑块外表面接触配合。

本发明中所述滚珠的设置，能够减少第一滑块与第二滑块之间的摩擦力，降低了噪音，增加了设备的使用寿命。

本发明中所述的第二线性位移机构一端设置有球型滚子，所述工作终端包覆所述球型滚子，所述工作终端与所述球型滚子滑动连接，所述工作终端中心线始终竖直。

本发明中所述球型滚子的设置，能够保证工作终端始终保持竖直。

本发明中所述的工作终端包括基础块、电磁铁、夹板、复位弹簧和工作工具，所述基础块设置于第二线性位移机构一端，所述基础块上设置有电磁铁，所述电磁铁一侧设置有夹板，所述夹板与基础块滑动连接，所述夹板上设置有复位弹簧，所述复位弹簧一端固定于基础块凹槽内，所述基础块一端设置有工作工具，所述夹板与工作工具接触配合。

本发明中所述工作终端的设置，其利用电磁铁的磁力增加了工作终端的通用性，使得设备能够装备多种工作工具，如夹具、钻具、磨具，提高了设备的实用性。

本发明中所述的夹板上设置有缓冲弹簧和缓冲垫，所述缓冲弹簧一端固定于夹板上，所述缓冲弹簧另一端设置有缓冲垫，所述缓冲垫与工作工具接触配合。

本发明中所述缓冲弹簧和缓冲垫的设置，减小了夹板对工作工具的压力，增加了设备的实用性和使用寿命。

本发明中所述的支撑基座底部设置有走轮和固定支撑柱，所述走轮设置于支撑基座底部，所述走轮一侧设置有固定支撑柱，所述固定支撑柱包括支撑气缸、输气管和气压泵，所述支撑气缸设置于支撑基座底部，所述支撑气缸一端固定于支撑基座底部，所述支撑气缸上设置有输气管，所述输气管一端连接气压泵，所述气压泵固定于支撑基座上。

本发明中所述走轮和固定支撑柱的设置，其通过走轮增加设备的移动性，同时利用固定支撑柱保证设备静止状态时的稳定性，从而在不降低设备性能的前提下增加了设备的便利性，提高了设备的实用性，使得小批量、多种类生产的企业能够灵活使用设备，不留下空闲时间。

本发明中所述的一种用于生产家电零配件的注塑机用机械手臂梁定位方法，包括粗定位和精准定位，具体包括以下步骤：

步骤一：粗定位，所述激发光线发射器发射紫光线激发荧光标记发光，同时通过广域位移机构移动工作终端，所述第一荧光传感器与第二荧光传感器均接收到荧光信号时停止移动；

步骤二：精准定位，所述定位触针通过广域位移机构移动确认被加工产品的形状，并对照定位块的位置形成坐标系，确认被加工产品准确位置。

本发明中所述的定位方法，能够依靠粗定位快速缩小定位搜索范围，提高设备的工作效率。

上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：

1、本发明中所述的一种用于生产家电零配件的注塑机用机械手臂梁，其利用传感器和触针主动寻找被加工物体，不但能够避免漏料，还提高了寻找速度，实用性高。

2、本发明中所述的一种用于生产家电零配件的注塑机用机械手臂梁，其采用转轴和平移轴配合，增加了手臂梁的工作范围，相比于xyz三轴运动系统，增加了超过4倍的工作范围，占地面积却有所缩小，实用性强。

3、本发明中所述的一种用于生产家电零配件的注塑机用机械手臂梁，其通过走轮增加设备的移动性，同时利用固定支撑柱保证设备静止状态时的稳定性，从而在不降低设备性能的前提下增加了设备的便利性，提高了设备的实用性，使得小批量、多种类生产的企业能够灵活使用设备，不留下空闲时间。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明主动定位机构的结构示意图；

图3为本发明定位触针的结构示意图；

图4为本发明广域位移机构的结构示意图；

图5为本发明工作终端的结构示意图；

图6为本发明移动机构的结构示意图；

图中：支撑基座1、工作终端2、基础块21、电磁铁22、夹板23、复位弹簧24、工作工具25、缓冲弹簧26、缓冲垫27、水平旋转台3、旋转台31、第一转轴32、第一电机33、垂直旋转梁4、旋转梁41、第二转轴42、第二电机43、第一线性位移机构5、第一螺杆51、第一辅助导轨52、第三电机53、第一滑块54、第二线性位移机构6、第四电机61、传动齿条62、第二滑块63、主动定位机构7、定位块71、荧光标记72、第一荧光传感器73、第二荧光传感器74、定位触针75、激发光线发射器76、plc控制器77、压力传感器78、减压弹簧79、走轮8、固定支撑柱9、支撑气缸91、输气管92、气压泵93。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。

实施例1

如图1所示的一种用于生产家电零配件的注塑机用机械手臂梁，包括：支撑基座1、广域位移机构和工作终端2，所述支撑基座1上设置有广域位移机构，所述广域位移机构一端设置有工作终端2；所述广域位移机构包括水平旋转台3、垂直旋转梁4、第一线性位移机构5和第二线性位移机构6，所述水平旋转台3设置于支撑基座1上，所述水平旋转台3一端设置有垂直旋转梁4，所述垂直旋转梁4中心设置有第一线性位移机构5，所述第一线性位移机构5上设置有第二线性位移机构6，所述第二线性位移机构6一端连接工作终端2。

本实施例中所述的一种用于生产家电零配件的注塑机用机械手臂梁，还包括主动定位机构7，所述主动定位机构7包括定位块71、荧光标记72、第一荧光传感器73、第二荧光传感器74、定位触针75、激发光线发射器76和plc控制器77，所述定位块71设置于支撑基座1上，所述荧光标记72设置于被加工件顶端的任意位置，所述第一荧光传感器73设置于工作终端2上，所述第一荧光传感器73一侧设置有第二荧光传感器74，所述第一荧光传感器73向第二荧光传感器74方向接收信号，所述第二荧光传感器74向第一荧光传感器73方向接收信号，所述第二荧光传感器74一侧设置有激发光线发射器76，所述第二荧光传感器74一侧设置有定位触针75，所述定位触针75设置于工作终端2上；所述第一荧光传感器73、第二荧光传感器74和定位触针75分别连接于plc控制器77上，所述plc控制器77连接广域位移机构。

本实施例中所述的定位触针74采用伸缩杆结构，所述定位触针75内设置有压力传感器78和减压弹簧79，所述压力传感器78设置于减压弹簧79一端，所述减压弹簧79固定于定位触针75内，所述压力传感器78与定位触针75伸缩运动部分接触，所述压力传感器78连接plc控制器77。

本实施例中所述的水平旋转台3包括旋转台31、第一转轴32和第一电机33，所述第一电机33设置于支撑基座1内，所述第一电机33一端设置有第一转轴32，所述第一转轴32一端设置有旋转台31；所述垂直旋转梁4包括旋转梁41、第二转轴42和第二电机43，所述第二电机43设置于旋转台31内，所述第二电机43一端设置有第二转轴42，所述第二转轴42一端设置有旋转梁41；所述第一线性位移机构5包括第一螺杆51、第一辅助导轨52、第三电机53和第一滑块54，所述第三电机53设置于旋转梁41内，所述第三电机53一端设置有第一螺杆51，所述第一螺杆51上设置有第一滑块54，所述第一螺杆51穿过第一滑块54，所述第一螺杆51一侧设置有第一辅助导轨52，所述第一辅助导轨52固定于旋转梁41上，所述第一辅助导轨52穿过第一滑块54；所述第二线性位移机构6包括第四电机61、传动齿条62和第二滑块63，所述第四电机61设置于第一滑块54内，所述第四电机61一端连接有传动齿条62，所述传动齿条62固定于第二滑块63上，所述第二滑块63穿过第一滑块54，所述第二滑块63上设置有工作终端2。

本实施例中所述的第一滑块54内设置有用于减少摩擦的滚珠55，所述滚珠55与第二滑块63外表面接触配合。

本实施例中所述的第二线性位移机构6一端设置有球型滚子，所述工作终端2包覆所述球型滚子，所述工作终端2与所述球型滚子滑动连接，所述工作终端2中心线始终竖直。

本实施例中所述的工作终端2包括基础块21、电磁铁22、夹板23、复位弹簧24和工作工具25，所述基础块21设置于第二线性位移机构6一端，所述基础块21上设置有电磁铁22，所述电磁铁22一侧设置有夹板23，所述夹板23与基础块21滑动连接，所述夹板23上设置有复位弹簧24，所述复位弹簧24一端固定于基础块21凹槽内，所述基础块21一端设置有工作工具25，所述夹板23与工作工具25接触配合。

本实施例中所述的夹板23上设置有缓冲弹簧26和缓冲垫27，所述缓冲弹簧26一端固定于夹板23上，所述缓冲弹簧26另一端设置有缓冲垫27，所述缓冲垫27与工作工具25接触配合。

本实施例中所述的支撑基座1底部设置有走轮8和固定支撑柱9，所述走轮8设置于支撑基座1底部，所述走轮8一侧设置有固定支撑柱9，所述固定支撑柱9包括支撑气缸91、输气管92和气压泵93，所述支撑气缸91设置于支撑基座1底部，所述支撑气缸91一端固定于支撑基座1底部，所述支撑气缸91上设置有输气管92，所述输气管92一端连接气压泵93，所述气压泵93固定于支撑基座1上。

本实施例中所述的一种用于生产家电零配件的注塑机用机械手臂梁定位方法，包括粗定位和精准定位，具体包括以下步骤：

步骤一：粗定位，所述激发光线发射器76发射紫光线激发荧光标记72发光，同时通过广域位移机构移动工作终端2，所述第一荧光传感器73与第二荧光传感器74均接收到荧光信号时停止移动；

步骤二：精准定位，所述定位触针75通过广域位移机构移动确认被加工产品的形状，并对照定位块71的位置形成坐标系，确认被加工产品准确位置。

实施例2

如图2和3所示的一种用于生产家电零配件的注塑机用机械手臂梁，包括：支撑基座1、广域位移机构和工作终端2，所述支撑基座1上设置有广域位移机构，所述广域位移机构一端设置有工作终端2；所述广域位移机构包括水平旋转台3、垂直旋转梁4、第一线性位移机构5和第二线性位移机构6，所述水平旋转台3设置于支撑基座1上，所述水平旋转台3一端设置有垂直旋转梁4，所述垂直旋转梁4中心设置有第一线性位移机构5，所述第一线性位移机构5上设置有第二线性位移机构6，所述第二线性位移机构6一端连接工作终端2。

本实施例中所述的一种用于生产家电零配件的注塑机用机械手臂梁，还包括主动定位机构7，所述主动定位机构7包括定位块71、荧光标记72、第一荧光传感器73、第二荧光传感器74、定位触针75、激发光线发射器76和plc控制器77，所述定位块71设置于支撑基座1上，所述荧光标记72设置于被加工件顶端的任意位置，所述第一荧光传感器73设置于工作终端2上，所述第一荧光传感器73一侧设置有第二荧光传感器74，所述第一荧光传感器73向第二荧光传感器74方向接收信号，所述第二荧光传感器74向第一荧光传感器73方向接收信号，所述第二荧光传感器74一侧设置有激发光线发射器76，所述第二荧光传感器74一侧设置有定位触针75，所述定位触针75设置于工作终端2上；所述第一荧光传感器73、第二荧光传感器74和定位触针75分别连接于plc控制器77上，所述plc控制器77连接广域位移机构。

本实施例中所述的定位触针74采用伸缩杆结构，所述定位触针74内设置有压力传感器78和减压弹簧79，所述压力传感器78设置于减压弹簧79一端，所述减压弹簧79固定于定位触针75内，所述压力传感器78与定位触针75伸缩运动部分接触，所述压力传感器78连接plc控制器77。

实施例3

如图4所示的一种用于生产家电零配件的注塑机用机械手臂梁，包括：支撑基座1、广域位移机构和工作终端2，所述支撑基座1上设置有广域位移机构，所述广域位移机构一端设置有工作终端2；所述广域位移机构包括水平旋转台3、垂直旋转梁4、第一线性位移机构5和第二线性位移机构6，所述水平旋转台3设置于支撑基座1上，所述水平旋转台3一端设置有垂直旋转梁4，所述垂直旋转梁4中心设置有第一线性位移机构5，所述第一线性位移机构5上设置有第二线性位移机构6，所述第二线性位移机构6一端连接工作终端2。

本实施例中所述的水平旋转台3包括旋转台31、第一转轴32和第一电机33，所述第一电机33设置于支撑基座1内，所述第一电机33一端设置有第一转轴32，所述第一转轴32一端设置有旋转台31；所述垂直旋转梁4包括旋转梁41、第二转轴42和第二电机43，所述第二电机43设置于旋转台31内，所述第二电机43一端设置有第二转轴42，所述第二转轴42一端设置有旋转梁41；所述第一线性位移机构5包括第一螺杆51、第一辅助导轨52、第三电机53和第一滑块54，所述第三电机53设置于旋转梁41内，所述第三电机53一端设置有第一螺杆51，所述第一螺杆51上设置有第一滑块54，所述第一螺杆51穿过第一滑块54，所述第一螺杆51一侧设置有第一辅助导轨52，所述第一辅助导轨52固定于旋转梁41上，所述第一辅助导轨52穿过第一滑块54；所述第二线性位移机构6包括第四电机61、传动齿条62和第二滑块63，所述第四电机61设置于第一滑块54内，所述第四电机61一端连接有传动齿条62，所述传动齿条62固定于第二滑块63上，所述第二滑块63穿过第一滑块54，所述第二滑块63上设置有工作终端2。

本实施例中所述的第一滑块54内设置有用于减少摩擦的滚珠55，所述滚珠55与第二滑块63外表面接触配合。

本实施例中所述的第二线性位移机构6一端设置有球型滚子，所述工作终端2包覆所述球型滚子，所述工作终端2与所述球型滚子滑动连接，所述工作终端2中心线始终竖直。

实施例4

如图5所示的一种用于生产家电零配件的注塑机用机械手臂梁，包括：支撑基座1、广域位移机构和工作终端2，所述支撑基座1上设置有广域位移机构，所述广域位移机构一端设置有工作终端2；所述广域位移机构包括水平旋转台3、垂直旋转梁4、第一线性位移机构5和第二线性位移机构6，所述水平旋转台3设置于支撑基座1上，所述水平旋转台3一端设置有垂直旋转梁4，所述垂直旋转梁4中心设置有第一线性位移机构5，所述第一线性位移机构5上设置有第二线性位移机构6，所述第二线性位移机构6一端连接工作终端2。

本实施例中所述的工作终端2包括基础块21、电磁铁22、夹板23、复位弹簧24和工作工具25，所述基础块21设置于第二线性位移机构6一端，所述基础块21上设置有电磁铁22，所述电磁铁22一侧设置有夹板23，所述夹板23与基础块21滑动连接，所述夹板23上设置有复位弹簧24，所述复位弹簧24一端固定于基础块21凹槽内，所述基础块21一端设置有工作工具25，所述夹板23与工作工具25接触配合。

本实施例中所述的夹板23上设置有缓冲弹簧26和缓冲垫27，所述缓冲弹簧26一端固定于夹板23上，所述缓冲弹簧26另一端设置有缓冲垫27，所述缓冲垫27与工作工具25接触配合。

实施例5

如图6所示的一种用于生产家电零配件的注塑机用机械手臂梁，包括：支撑基座1、广域位移机构和工作终端2，所述支撑基座1上设置有广域位移机构，所述广域位移机构一端设置有工作终端2；所述广域位移机构包括水平旋转台3、垂直旋转梁4、第一线性位移机构5和第二线性位移机构6，所述水平旋转台3设置于支撑基座1上，所述水平旋转台3一端设置有垂直旋转梁4，所述垂直旋转梁4中心设置有第一线性位移机构5，所述第一线性位移机构5上设置有第二线性位移机构6，所述第二线性位移机构6一端连接工作终端2。

本实施例中所述的支撑基座1底部设置有走轮8和固定支撑柱9，所述走轮8设置于支撑基座1底部，所述走轮8一侧设置有固定支撑柱9，所述固定支撑柱9包括支撑气缸91、输气管92和气压泵93，所述支撑气缸91设置于支撑基座1底部，所述支撑气缸91一端固定于支撑基座1底部，所述支撑气缸91上设置有输气管92，所述输气管92一端连接气压泵93，所述气压泵93固定于支撑基座1上。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。