专利名称：一种多工位物料传送机械手的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械手及冲压自动化技术，具体为一种用于旋转式密封圈骨 架的冲压成型过程中多个工位间的物料传送机械手。
背景技术：
旋转式密封圈骨架的冲压成型工艺需要经过拉伸一反拉伸一冲孔三道工 序。目前这三道工序都是单道操作，且工序之间的物料传送搬运都是依靠人 工来完成任务的。其缺点很明显l.不能连续和自动化生产，效率低，质量 差；2.三道工序需要三台冲床，能耗高，成本大；3.依靠人工操作，不安全, 存隐患。发明内容针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种多工位 物料传送机械手，该机械手用于旋转式密封圈骨架的冲压成型工艺，且可自 动、连续地完成旋转式密封圈骨架冲压成型过程中(包括拉伸、反拉伸和冲 孔三个工位之间)的物料传送搬运工作，具有高效率、低能耗，结构简单， 操作简便，安全可靠等特点。本发明解决所述技术问题的技术方案是设计一种多工位物料传送机械 手，其特征在于该机械手用于旋转式密封圈骨架冲压成型工艺，主要包括大 模板、回转机构、升降机构、手指机构和电磁吸盘机构；所述大模板为圆形， 大模板的中心安装回转机构和升降机构，周边均布有10个定位槽，六个手指 机构和两个电磁吸盘机构分为两组，呈射线状均匀分布、中心对称安装在回 转机构上，并与定位槽位置对应；所述回转机构包括固装在底板上的伺服电机，底板通过支板固定于大模 板的底面，伺服电机依次通过一级齿轮和二级齿轮驱动空心主轴转动；空心3主轴安装在大模板上，空心主轴的下端穿过大模板的中心孔与二级齿轮连接，上端的轴肩上固装有回转盘；所述升降机构包括配装在空心主轴之内的滑动轴，滑动轴的下端与升降 气缸的活塞杆垂直连接，升降气缸固定于底板的下面；在靠近空心主轴下端 面的滑动轴上固装有托盘；所述手指机构的托板安装在回转盘上面，平推气缸固定在托板上，平推 气缸的活塞杆与滑块的一端连接，滑块的另一端和中部与连杆组的一端连接， 滑块安装在手指座上；连杆组的另一端与手臂的一端连接，手臂的另一端连 接有对称的两个手指，手指安装在手指座上，手指座安装在回转盘上；在手 臂里面安装有滑动轴承，在滑动轴承里面安装有滑轨；所述电磁吸盘机构的活动手臂也安装在回转盘上面，但至少与相邻的手 指机构错开36度，活动手臂上安装有定位套，定位套里配套有定位销，定位 销的下端与上推气缸的活塞杆上端垂直连接；上推气缸固定在回转盘的下面; 吸盘臂的一端安装在活动手臂上，另一端连接有电磁吸盘。与目前旋转式密封圈骨架的生产过程相比，本发明多工位物料传送机械 手在旋转式密封圈骨架冲压成型过程中，可首先将工件自动送入拉伸工位冲 床中，而后又自动地实现拉伸、反拉伸和冲孔三个工位或三道工序之间的物 料(工件)传送搬运，完全取代了人工操作，具有高效率，高质量，低能耗， 人性化，连续化生产，结构简单，安全可靠，成本较低，适用于工业化实施 等特点。
图1为本发明多工位物料传送机械手一种实施例的主要机构主视结构 (图2中A-A截面剖视结构)示意图；图2为本发明多工位物料传送机械手一种实施例的整机结构俯视图； 图3为本发明多工位物料传送机械手一种实施例的回转机构主视结构示 意图；图4为本发明多工位物料传送机械手一种实施例的升降机构主视结构示图5为本发明多工位物料传送机械手一种实施例的手指机构主视结构示 ^* ;
图6为本发明多工位物料传送机械手一种实施例的手指机构俯视结构示 意图7为本发明多工位物料传送机械手一种实施例的电磁吸盘机构主视结 构示意图。
具体实施例方式
下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明。
本发明设计的多工位物料传送机械手(简称机械手，参见图l一7),其 特征在于该机械手用于旋转式密封圈骨架冲压成型工艺，主要包括大模板14、 回转机构1、升降机构2、手指机构3和电磁吸盘机构4;所述大模板14为 圆形，大模板14的中心经轴承副安装回转机构1和升降机构2,大模板14 的周边均布有IO个定位槽或位置槽，定位槽在圆周方向分为对称的两组，每 组各占180度，分别为上料位置槽47、放料位置槽48、拉伸位置槽49、反 拉伸位置槽50和冲孔位置槽51;所述的手指机构3共有相同结构的六个， 所述电磁吸盘机构4有相同结构的两个；手指机构3和电磁吸盘机构4分为 两组，呈射线状均匀分布、中心对称安装在回转机构1上(参见图2)，相邻 射线之间的夹角为36度，且三个手指机构3和一个电磁吸盘机构4分别与上 料位置槽47、放料位置槽48、拉伸位置槽49、反拉伸位置槽50和冲孔位置 槽51中的连续四个位置槽相对应；例如，上料位置槽47为空槽(与空臂相 对应)， 一个电磁吸盘机构4与放料位置槽48相对应，三个手指机构3依次 与拉伸位置槽49、反拉伸位置槽50和与冲孔位置槽51相对应；或者， 一个 电磁吸盘机构4与上料位置槽47相对应三个手指机构3依次与放料位置槽 48、拉伸位置槽49和反拉伸位置槽50相对应；两种对应关系可以相互转换。 所述位置槽为圆形，直径大于加工工件的直径。很明显，这种设计与机械手 要连续完成旋转式密封圈骨架的冲压成型工艺要求有关。但不排除本发明机械手可以用于类似的加工工艺中。
所述回转机构1 (参见图1、 3)包括回转盘12、空心主轴13、大模板 14、轴承副15、 一级齿轮16、 二级齿轮17、支板18、底板19和伺服电机 20;伺服电机20固装在底板19上，底板19通过支板18固定于大模板14的 底面，伺服电机20依次通过一级齿轮16和二级齿轮17驱动空心主轴13转 动；空心主轴13通过轴承副15安装在大模板14上，空心主轴13的下端穿 过大模板14的中心孔与二级齿轮17连接，二级齿轮17与一级齿轮16啮合 传动，空心主轴13上端的轴肩上固装有回转盘12;伺服电机20由常规控制 机构控制。伺服电机20转动时，依次带动一级齿轮16和二级齿轮i7转动， 进而带动空心主轴13转动，空心主轴13转动会使固装其上端的回转盘12转 动。显然，安装在回转盘12上的机构也随之转动。
所述升降机构2 (参见图l、 3、 4)包括上盖盘ll、滑动轴21、托盘22 和升降气缸23;滑动轴21配装在空心主轴13的空芯腔之内，滑动轴21的 下端与升降气缸23的活塞杆垂直连接，托盘22固定在靠近空心主轴13下端 面的滑动轴21上；升降气缸23固定于底板19的下面。升降气缸23的活塞 杆升降运动时，会带动滑动轴21作升降运动；由于滑动轴21上的托盘22靠 近空心主轴13下端面，因此当滑动轴21作上升运动时，托盘22就会托起空 心主轴13向上运动，进而托起安装在空心主轴13上端的回转盘12及其上面 的安装物(即手指机构3和电磁吸盘机构4) 一并向上运动；当滑动轴21作 下降运动时，空心主轴13就会随同托盘22向下运动，直至空心主轴13的下 端面脱离开托盘22。为了防尘，所述滑动轴21的上端面安装有上盖盘11。
所述手指机构3 (参见图1、 2、 5、 6)安装在所述回转盘12上面，包括 手指31、手臂32、滑动轴承33、滑轨34、手指座35、滑块36、平推气缸 37、托板38、连杆组39、托板38安装在回转盘12上，平推气缸37固定在 托板38上，平推气缸37的活塞杆与滑块36的一端连接，滑块36的另一端 和中部与连杆组39的一端连接，滑块36安装在手指座35上；连杆组39的 另一端与手臂32的一端连接，具体说,手臂32包括上手臂321和下手臂322; 连杆组39包括上下对称的两组连杆，即左上连杆391、左下连杆392、右上连杆393和右下连杆394，左上连杆391的一端和左下连杆392的一端分别 与所述滑块36的一端在手指机构中心线的上下两侧对称连接，左上连杆391 的另一端与上手臂321的一端连接，左下连杆392的另一端与下手臂322的 一端连接，并且左上连杆391与左下连杆392在手指机构中心线的两侧对称； 右上连杆393的一端和右下连杆394的一端也分别与所述滑块36的中部在手 指机构中心线的上下两侧对称连接，右上连杆393的另一端与上手臂321的 另一端连接，右下连杆394的另一端与下手臂322的另一端连接，并且右上 连杆393和右下连杆394在手指机构中心线的两侧对称，所述左上连杆391 与右上连杆393在手指机构中心线方向上左右或前后排列安装，构成"\\" 字形，所述左下连杆392与右下连杆394在手指机构中心线方向上左右或前 后排列安装，构成"〃"字形，安装好的上下对称的两组连杆构成">>"字 形;所述手臂32的另一端连接有手指31，具体说，所述下手臂322的另一端 固接有下手指312，所述上手臂321的另一端固接有上手指311，上手指311 和下手指312的结构一样，且在手指机构中心线的两侧对称安装，上手指311 和下手指312的前端或靠左部分的内侧(靠近中心线一侧)形状适于握持圆 形物料或工件，例如开有梯形握持槽；上手臂321和下手臂322安装在手指 座35的上下两侧，手指座35安装在回转盘12上；在上手臂321和下手臂 322里面安装有滑动轴承33，在滑动轴承33里面安装有滑轨34。当平推气 缸37的活塞杆向前(左)推动时，推动滑块36向前运动，滑块36向前运动 会使与其连接的两组连杆上下伸直运动或平行外展运动,进而带动上手臂321 和下手臂322沿着装在其里面的滑轨34向外平行扩张开来，同时分别安装在 上手臂321和下手臂322上的上手指311和下手指312会松开握持的工件； 反之，当平推气缸37的活塞杆向后(右)收縮时，所述的上手指311和下手 指312就会夹紧工件。
所述电磁吸盘机构4 (参见图l、 2、 7)也安装在所述的回转盘12上， 但与相邻的手指机构3至少错开一个36度，包括活动手臂41、定位销42、 定位套43、吸盘臂44、上推气缸45、电磁吸盘46和弹簧52;活动手臂41 安装在回转盘12上面，活动手臂41上安装有定位套43，定位套43里配套
7有定位销42，定位销42的下端与上推气缸45的活塞杆上端垂直连接；上推 气缸45固定在回转盘12的下面，安装位置槽与定位销42垂直相对；吸盘臂 44的一端安装在活动手臂41上，另一端连接有电磁吸盘46。当上推气缸45 的活塞杆向上推动时，定位销42伸入到活动手臂41的定位套43内，使活动 手臂41与回转盘12连接在一起，当回转盘12转动时，活动手臂41和电磁 吸盘46就会随之转动。
本发明机械手工作原理和动作过程是(参见图1、 2):开始工作时，先 在放料位置槽48、拉伸位置槽49和反拉伸位置槽50各放一个待加工工件。 当物料送到上料位置槽47后，指令升降气缸23的活塞杆推动滑动轴21上升， 通过托盘22又会带动空心主轴13上升，空心主轴13上端的回转盘12随之 上升，进而安装在回转盘12上的手指机构3和电磁吸盘机构4也跟随上升； 上升到位后，伺服电机20通过一级齿轮16和二级齿轮17使空心主轴13逆 时针旋转36° ，进而经回转盘12带动电磁吸盘机构4逆时针旋转36° ，使 电磁吸盘机构4到达上料位置槽47;与此同时，上推气缸45的活塞杆工作， 使定位销42上升进入活动手臂41的定位套43中，经回转盘12也带动手指 机构3也逆时针旋转36。，使手指机构3到达工作位置槽；然后升降气缸23 带动滑动轴21下降，准备搬运工作；这时，电磁吸盘46对应上料位置槽47， 而放料位置槽48、拉伸位置槽49和反拉伸位置槽50三个工位各有一个手指 机构3相对应，电磁吸盘46吸附上料位置槽47的新物料后，三个工位手指 机构3也同时夹持住各自工位上的加工工件，升降气缸23又推动滑动轴21 上升，伺服电机20带动空心主轴13顺时针回转36。，使电磁吸盘机构4旋 转到达放料位置槽48，而三个手指机构3分别旋转到达拉伸位置槽49、反拉 伸位置槽50和冲孔位置槽51;此时，升降气缸23带动滑动轴21下降，电 磁吸盘46放开所吸附的物料，手指机构3也松开或放下所夹持的加工工件； 接着，升降气缸23又推动滑动轴21上升，伺服电机20带动空心主轴13逆 时针回转36。，使电磁吸盘机构4旋转到达上料位置槽47，而三个手指机构 3分别旋转到达反拉伸位置槽50、冲孔位置槽51和放料位置槽48;此时， 升降气缸23带动滑动轴21下降，等待冲床冲压完成后继续吸料；然后，冲床开始加工动作。冲压完成后，取下冲孔位置槽51处的产品工件。重复所述 的工艺循环，即可完成本发明要求的自动连续搬运工作。
显然，本发明所述的位置槽也可以设计为位置台，即高于大模板14上表 面的工作台或定位台。还需补充说明的是，由于本发明机械手为对称的圆弧 形设计，因此在旋转式密封圈骨架冲压自动化生产线上的冲床应当与所述的 三道工序操作位置槽对应安排布置。
本发明未述及之处适用于现有技术。
在旋转式密封圈骨架冲压自动化生产线上的实际试验表明，本发明机械 手是一种高效、节能的冲床自动化生产设备，适用于旋转式密封圈骨架的冲 压成型过程，可完全替代人工操作，实现连续工业化生产，在低成本和低能 耗的前提下，有效地提高了生产效率，保证了产品质量。
权利要求
1.一种多工位物料传送机械手，其特征在于该机械手用于旋转式密封圈骨架冲压成型工艺，主要包括大模板、回转机构、升降机构、手指机构和电磁吸盘机构；所述大模板为圆形，大模板的中心安装回转机构和升降机构，周边均布有10个定位槽，六个手指机构和两个电磁吸盘机构分为两组，呈射线状均匀分布、中心对称安装在回转机构上，并与定位槽位置对应；所述回转机构包括固装在底板上的伺服电机，底板通过支板固定于大模板的底面，伺服电机依次通过一级齿轮和二级齿轮驱动空心主轴转动；空心主轴安装在大模板上，空心主轴的下端穿过大模板的中心孔与二级齿轮连接，上端的轴肩上固装有回转盘；所述升降机构包括配装在空心主轴之内的滑动轴，滑动轴的下端与升降气缸的活塞杆垂直连接，升降气缸固定于底板的下面；在靠近空心主轴下端面的滑动轴上固装有托盘；所述手指机构的托板安装在回转盘上面，平推气缸固定在托板上，平推气缸的活塞杆与滑块的一端连接，滑块的另一端和中部与连杆组的一端连接，滑块安装在手指座上；连杆组的另一端与手臂的一端连接，手臂的另一端连接有对称的两个手指，手指安装在手指座上，手指座安装在回转盘上；在手臂里面安装有滑动轴承，在滑动轴承里面安装有滑轨；所述电磁吸盘机构的活动手臂也安装在回转盘上面，但至少与相邻的手指机构错开36度，活动手臂上安装有定位套，定位套里配套有定位销，定位销的下端与上推气缸的活塞杆上端垂直连接；上推气缸固定在回转盘的下面；吸盘臂的一端安装在活动手臂上，另一端连接有电磁吸盘。
2、 根据权利要求1所述的一种多工位物料传送机械手，其特征在于所述 滑动轴的上端面安装有上盖盘。
3、 根据权利要求1所述的一种多工位物料传送机械手，其特征在于所述 定位槽为定位台。
全文摘要
本发明涉及一种多工位物料传送机械手，其特征在于该机械手用于旋转式密封圈骨架冲压成型工艺，主要包括大模板、回转机构、升降机构、手指机构和电磁吸盘机构；所述大模板为圆形，大模板的中心安装回转机构和升降机构，周边均布有10个定位槽，六个手指机构和两个电磁吸盘机构分为两组，呈射线状均匀分布、中心对称安装在回转机构上，并与定位槽位置对应；所述手指机构和所述电磁吸盘机构均安装在回转机构的回转盘上面。本发明机械手可自动、连续地完成旋转式密封圈骨架冲压成型过程中(包括拉伸、反拉伸和冲孔三个工位之间)的物料传送搬运工作。
文档编号B21D43/02GK101633023SQ20091007005
公开日2010年1月27日 申请日期2009年8月5日 优先权日2009年8月5日
发明者关玉明, 徐国庆, 徐国辉, 博 朱, 肖艳军, 肖艳春, 波 许 申请人:河北工业大学