冲压取料高稳定性机械手的制作方法

本实用新型涉及工业机器人，尤其是冲压取料高稳定性机械手，属于技术领域。

背景技术：

目前，我国的钣金等冲压工业还高度依赖人工，劳动强度高、工作效率低、成本高；且频繁重复放料、冲压、取料工作，工人非常容易产生疲劳，降低工人的注意力，极易产生安全隐患，一线生产车间经常发生伤残事件。

针对上述问题，有些企业采用机械手代替人工进行放料取料，从一定程度上提升了冲压工艺的自动化，提升了冲压工艺加工的生产效率，降低了生产安全事故发生的频率；然而，市场上存在的冲压机械手普遍存在传动不平稳、稳定性差的问题，极大的影响了机械手运动的精度和使用寿命；因此，急需开发一套冲压取料高稳定性机械手。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供一种传动平稳、稳定性高、结构紧凑、运动精度高、负载大的冲压取料高稳定性机械手。

本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：

冲压取料高稳定性机械手，包括底座部分、上下移动模块、摆臂旋转模块、水平移动模块、执行端旋转模块，所述的上下移动模块固定在底板上，带动其余运动模块上下移动，所述的摆臂旋转模块安装在主动安装板和从动安装板上，带动水平移动模块执行端旋转模块做旋转运动，所述的水平移动模块连接谐波减速机，带动执行端旋转模块平移，所述的执行端旋转模块安装在第二主动滑块上，带动执行端旋转轴和吸盘旋转，其特征在于：所述的底座部分由底板、脚轮和脚杯组成，脚轮和脚杯设在底板底部，所述的上下移动模块由第一伺服电机、第一丝杆、第一丝杆螺母、传动系统组成，所述的第一伺服电机通过传动系统连接第一丝杆，所述的第一丝杆套接在第一丝杆螺母上，所述的摆臂旋转模块包括第二轴安装座、谐波减速机、第二伺服电机，所述的第二伺服电机设在第二轴安装座内，所述的谐波减速机连接第二伺服电机，所述的水平移动模块由第三轴安装座、第三伺服电机、拖链、第二丝杆、第二丝杆螺母、左右轴承座、左右弹性限位块、第二主动滑块、第二主动导轨和两级减速系统组成， 所述的第三伺服电机安装在第三轴安装座上，第三伺服电机通过两级减速系统连接第二丝杆，所述的第二丝杆两端套接在左轴承座和右轴承座上，中间套接第二丝杆螺母，所述的第二丝杆螺母连接第二主动滑块，第二主动滑块套接在第二主动导轨上，所述的左轴承座和右轴承座设有左弹性限位块和右弹性限位块，所述的执行端旋转模块由第四伺服电机、第四轴安装板、第二从动导轨、第二从动滑块、执行端、减速系统组成，所述的第四伺服电机安装在第四轴安装板上，通过减速系统连接执行端，所述的第二从动导轨安装在第四轴安装板的下方，所述的第二从动滑块套接在第二从动导轨上。

作为一种优选方案，所述的上下移动模块的传动系统包含主从动滑块、导轨、安装板和上下轴承座、弹性限位块组成，所述的从动安装板固定在从动滑块，从动滑块套接在从动导轨上，从动导轨通过加强筋固定在底板上，所述的主动安装板固定在主动滑块上，主动滑块套接在主动导轨上，所述的主动安装板连接第一丝杆螺母，第一丝杆螺母套接在第一丝杆上，所述的第一丝杆两端套接上轴承座和下轴承座，所述的上轴承座和下轴承座之间设有上弹性限位块和下弹性限位块，所述的第一丝杆上端连接大同步轮，大同步轮通过同步带连接小同步轮，小同步轮固定在第一伺服电机的旋转轴上，所述的同步带旁设有滚针轴承。

作为一种优选方案，所述的水平移动模块的两级减速系统包含所述的传动轴两端连接一级联轴器和二级联轴器，一级联轴器通过轴承连接一级大同步轮，一级大同步轮通过一级同步带连接一级小同步轮，所述的一级轴承座设在一级联轴器与一级大同步轮之间，所述的一级滚针轴承设在一级同步带旁，二级联轴器通过轴承连接二级小同步轮，二级小同步轮通过二级同步带连接二级大同步轮，所述的二级轴承座设在二级联轴器与二级小同步轮之间。

作为一种优选方案，所述的执行端旋转模块的执行端包含执行端旋转轴固定在执行端轴承座上，连接吸盘。

作为一种优选方案，所述的执行端旋转模块的减速系统包含第四轴小同步轮通过第四轴同步带连接第四轴大同步轮。

本实用新型相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本实用新型的机械手采用绝对式伺服电机，可通过试教编程等方式实现预定的运动轨迹、增强了机械手的通用性；

2、本实用新型的上下移动模块的第一伺服电机通过传动系统的同步带减速带动第一丝杆做垂直运动，提升了上下移动模块的负载力；

3、本实用新型的摆臂旋转模块两侧均安装有导轨、滑块，使得该结构的安装方式变为简支梁，提升了机构的可承受负载和稳定性；摆臂旋转模块选用谐波减速机，保证了机构旋转的刚性和精度；

4、本实用新型的水平移动模块采用导轨和第二丝杆结构，传动平稳、精度高；第三伺服电机通过两级减速系统，增大了第三伺服电机传动的减速比，两级减速系统中间轴承选用联轴器与两端相连，起到了缓冲减振的作用，提高了轴系传动的动态性能；

5、本实用新型的执行端旋转模块一端与水平移动模块的第二丝杆螺母相连，另一端安装导轨，通过滑块导向，使得执行端旋转模块被水平移动模块带动做平移运动的过程中有两端支撑，提高了机构运动的平稳性。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图。

图2为本实用新型的底座部分示意图。

图3、图4为本实用新型的上下移动模块示意图。

图5、图6为本实用新型的摆臂旋转模块示意图。

图7、图8、图9为本实用新型的水平移动模块和执行端旋转模块示意图。

图10为本实用新型的摆执行端旋转模块局部示意图。

其中，1－底座部分，101－底座，102－脚杯，103－脚轮，2－上下移动模块，201－加强筋，202－从动滑块，203－从动导轨，204－从动安装板，205－第一伺服电机，206－小同步轮，207－同步带，208－滚针轴承，209－大同步轮，210－上轴承座，211－上弹性限位块，212－第一丝杆，213－第一丝杆螺母，214－主动安装板，215－下弹性限位块，216－下轴承座，217－主动导轨，218－主动滑块，3－摆臂旋转模块，301－第二轴安装座，302－谐波减速机，303－第二伺服电机，4－水平移动模块，401－第三轴安装座，402－第三伺服电机，403－一级小同步轮，404－一级同步带，405－一级大同步轮，406－一级滚针轴承，407－一级轴承座，408－一级联轴器，409－传动轴，410－二级联轴器，411－二级轴承座，412－二级小同步轮，413－二级同步带，414－二级大同步轮，415－二级左轴承座，416－二级左弹性限位块，417－二级右弹性限位块，418－二级右轴承座，419－拖链，420－第二丝杆，421－第二丝杆螺母，422－第二主动滑块，423－第二主动导轨，5－执行端旋转模块，501－第四伺服电机，502－第四轴小同步轮，503－第四轴安装板，504－第四轴同步带，505－第四轴大同步轮，506－执行端旋转轴，507－执行端轴承座，508－吸盘，509－第二从动导轨，510－第二从动滑块。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对冲压取料高稳定性机械手进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：

如图1至图10所示，本实施例的冲压取料高稳定性机械手，包括底座部分1、上下移动模块2、摆臂旋转模块3、水平移动模块4、执行端旋转模块5，所述的上下移动模块2固定在底板101上，带动其余运动模块上下移动，所述的摆臂旋转模块3安装在主动安装板214和从动安装板204上，带动水平移动模块4执行端旋转模块5做旋转运动，所述的水平移动模块4连接谐波减速机302，带动执行端旋转模块5平移，所述的执行端旋转模块5安装在第二主动滑块422上，带动执行端旋转轴506和吸盘508旋转，其特征在于：所述的底座部分1由底板101、脚轮102和脚杯103组成，脚轮102和脚杯103设在底板101底部，所述的上下移动模块2由第一伺服电机205、第一丝杆212、第一丝杆螺母213、传动系统组成，所述的第一伺服电机205通过传动系统连接第一丝杆212，所述的第一丝杆212套接在第一丝杆螺母213上，所述的摆臂旋转模块3包括第二轴安装座301、谐波减速机302、第二伺服电机303，所述的第二伺服电机303设在第二轴安装座301内，所述的谐波减速机302连接第二伺服电机303，摆臂旋转模块3两侧均安装有导轨、滑块，使得该结构的安装方式变为简支梁，提升了机构的可承受负载和稳定性；摆臂旋转模块3选用谐波减速机302，保证了机构旋转的刚性和精度。所述的水平移动模块4由第三轴安装座401、第三伺服电机402、拖链419、第二丝杆420、第二丝杆螺母421、左右轴承座、左右弹性限位块、第二主动滑块422、第二主动导轨423和两级减速系统组成， 所述的第三伺服电机402安装在第三轴安装座401上，第三伺服电机402通过两级减速系统连接第二丝杆420，所述的第二丝杆420两端套接在左轴承座415和右轴承座418上，中间套接第二丝杆螺母421，所述的第二丝杆螺母421连接第二主动滑块422，第二主动滑块422套接在第二主动导轨423上，所述的左轴承座415和右轴承座418设有左弹性限位块416和右弹性限位块417，所述的执行端旋转模块5由第四伺服电机501、第四轴安装板503、第二从动导轨509、第二从动滑块510、执行端、减速系统组成，所述的第四伺服电机501安装在第四轴安装板503上，通过减速系统连接执行端，所述的第二从动导轨509安装在第四轴安装板503的下方，所述的第二从动滑块510套接在第二从动导轨509上。

如图2至图4所示，所述的上下移动模块2的传动系统包含主从动滑块、导轨、安装板和上下轴承座、弹性限位块组成，所述的从动安装板204固定在从动滑块202，从动滑块202套接在从动导轨203上，从动导轨203通过加强筋201固定在底板101上，所述的主动安装板214固定在主动滑块218上，主动滑块218套接在主动导轨217上，所述的主动安装板214连接第一丝杆螺母213，第一丝杆螺母213套接在第一丝杆212上，所述的第一丝杆212两端套接上轴承座210和下轴承座216，所述的上轴承座210和下轴承座216之间设有上弹性限位块211和下弹性限位块215，所述的第一丝杆212上端连接大同步轮209，大同步轮209通过同步带207连接小同步轮206，小同步轮206固定在第一伺服电机205的旋转轴上，所述的同步带207旁设有滚针轴承207。本实用新型的上下移动模块2的第一伺服电机205通过传动系统的同步带207减速带动第一丝杆212做垂直运动，提升了上下移动模块2的负载力。

如图7至图8所示，所述的水平移动模块4的两级减速系统包含所述的传动轴409两端连接一级联轴器408和二级联轴器410，一级联轴器408通过轴承连接一级大同步轮405，一级大同步轮405通过一级同步带404连接一级小同步轮403，所述的一级轴承座407设在一级联轴器408与一级大同步轮405之间，所述的一级滚针轴承406设在一级同步带404旁，二级联轴器410通过轴承连接二级小同步轮412，二级小同步轮412通过二级同步带413连接二级大同步轮414，所述的二级轴承座411设在二级联轴器410与二级小同步轮412之间。本实用新型的水平移动模块4采用导轨和第二丝杆420结构，传动平稳、精度高；第三伺服电机402通过两级减速系统，增大了第三伺服电机402传动的减速比，两级减速系统中间轴承选用联轴器与两端相连，起到了缓冲减振的作用，提高了轴系传动的动态性能。

如图10所示，所述的执行端旋转模块5的执行端包含执行端旋转轴506固定在执行端轴承座507上，连接吸盘509。本实用新型的执行端旋转模块5一端与水平移动模块4的第二丝杆螺母421相连，另一端安装导轨，通过滑块导向，使得执行端旋转模块5被水平移动模块4带动做平移运动的过程中有两端支撑，提高了机构运动的平稳性。

如图8、图9所示，所述的执行端旋转模块5的减速系统包含第四轴小同步轮502通过第四轴同步带504连接第四轴大同步轮505。

本实用新型的机械手采用绝对式伺服电机，可通过试教编程等方式实现预定的运动轨迹、增强了机械手的通用性。

以上所述，仅为本实用新型专利优选的实施例，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利所公开的范围内，根据本实用新型专利的技术方案及其实用新型专利构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型专利的保护范围。