一种用于透镜检测的上下料机械手的制作方法

本发明涉及光学透镜生产设备技术领域，具体地指一种用于透镜检测的上下料机械手。

背景技术：

光学透镜的工艺参数检测是其生产过程中所必需的重要工序，其工艺流程是先从上料托盘拾取透镜、然后将透镜送至检测仪治具(检测工位)，检测完成后取走透镜送至下料托盘或上料托盘。此间，透镜要进行由“竖直”到“平躺”(托盘竖直放置，检测仪治具平躺放置)和由“平躺”到“竖直”(检测仪治具平躺放置，托盘竖直放置)两次姿态变换，整个过程涉及四个自由度(x向平移、y向平移、z向升降、翻转)。传统的方式是人工上下料手动取放透镜，效率与质量受工人熟练程度和疲劳的影响比较显著，且劳动力需求偏大，成本逐渐增长，无法满足高效生产的需求。

公开号为cn207788950u的中国实用新型专利公开了一种光学镜片送取料机械手，仅可将镜片x、y、z三向运动，但无法实现镜片的翻转，也就无法满足光学透镜参数自动检测的上下料要求，因此，需要开发出一种结构简单、操作方便、可xyz三向运动并具有翻转功能的用于透镜检测的上下料机械手。

技术实现要素：

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种结构简单、操作方便、可xyz三向运动并具有翻转功能的用于透镜检测的上下料机械手。

本发明的技术方案为：

一种用于透镜检测的上下料机械手，包括支架；所述的支架上设置有用于调节抓取透镜x向和y向位置的水平运动装置、设置于水平运动装置上用于调节抓取透镜z向位置的升降装置，

其特征在于：还包括、

料盘，所述料盘固定在支架上用于存放呈竖直姿态的透镜；

末端执行器、所述末端执行器位于料盘上方用于从料盘上抓取竖直姿态透镜或是将竖直姿态透镜放置于料盘内；

翻转装置，所述的翻转装置设置于升降装置与末端执行器之间用于对抓取透镜进行竖直姿态和水平姿态间切换；

所述的翻转装置包括摇臂和连杆；所述的连杆上端铰接于驱动装置并通过其驱动沿z向移动；所述的摇臂一端可绕水平轴线转动地铰接于升降装置，另一端铰接于连杆并通过其驱动绕与升降装置的铰支点转动；所述的末端执行器与摇臂固定连接。

进一步的所述的驱动装置包括固定在升降装置上的翻转气缸以及沿z向滑动连接于升降装置上的翻转滑板；所述的翻转气缸的输出端与翻转滑板上端固定，翻转滑板的下端设置有连杆；所述的连杆上端可绕水平轴线转动地铰接于翻转滑板下端。

进一步的所述的水平运动装置包括固定在支架上沿水平x向布置的x向滑台和沿水平y向布置的y向滑台；所述的x向滑台上设置有可沿x向滑动的x向滑块；所述的y向滑台固定在x向滑块上。

进一步的所述的y向滑台上设置有可沿y向滑动的y向滑块；所述的升降装置固定在y向滑块上通过y向滑块滑动连接于y向滑台上。

进一步的所述的升降装置包括固定在y向滑块上的连接板和设置于连接板上沿z向布置的基底板，以及可沿z向滑动连接于基底板上的升降滑板；所述的基底板与升降滑板间设有驱动升降滑板z向滑动的升降气缸；所述的翻转滑板可沿z向滑动地连接于升降滑板。

进一步的所述的基底板顶部在临近升降滑板一侧设有水平的支撑板，所述升降滑板在支撑板下方设有水平的第一支撑推板，所述升降气缸的缸体、输出端分别与支撑板、第一支撑推板固定连接。

进一步的所述的翻转滑板在第一支撑推板下方设有水平的第二支撑推板，所述翻转气缸的缸体、输出端分别与第一支撑推板、第二支撑推板固定连接。

进一步的所述的摇臂远离基底板的一侧上设有连接座；所述的末端执行器包括与连接座固连的无油衬套组件、固连于无油衬套组件下端的基座杆、固连于基座杆上的吸嘴组件；所述的翻转气缸向下驱动翻转滑板时吸嘴组件吸附面由水平翻转至竖直状态。

进一步的所述的支架上设置有两组相互平行间隔布置的x向滑台；所述的y向滑台的两端分别通过x向滑块滑动连接于两组x向滑台上。

进一步的所述的料盘上开设有多个用于存放竖直姿态透镜的凹槽，多个凹槽沿x向和y向间隔排列成阵列模式布置于料盘上表面。

进一步的，所述支架包括底板以及底板上将x向滑台进行水平支撑的多个立柱。

本发明的有益效果为：

1.通过水平运动装置和升降装置的相互配合，可在不同位置，不同高度拾取工件，适用于光学透镜检测工序的上下料，可实现对不同外径、厚度规格的光学透镜的自动化搬运，快捷高效，避免了人工因素影响，节省劳动力，提高经济效益。

2.升降装置和翻转装置在一个部件内集成了末端执行器的z向升降和z向翻转功能，便捷的完成了光学透镜从“竖直”到“平躺”状态的转换。无论是z向升降还是z向翻转均是由气缸组件完成，反应快，动作精度高。

3.整体结构简单，易加工制造，维护方便，定位精度高，运行可靠平稳，成本低廉。

附图说明

图1为本发明的立体结构图

图2为本发明的俯视图

图3为升降装置和翻转装置的立体结构图

图4为升降装置和翻转装置的主视图

图5为升降装置和翻转装置的侧视图

其中：1-支架2-水平运动装置3-升降装置4-末端执行器5-x向滑台6-y向滑台7-x向滑块8-y向滑块9-底板10-立柱11-料盘12-凹槽31-连接板32-基底板33-升降滑板34-升降气缸35-支撑板36-第一支撑推板37-翻转滑板38-翻转气缸39-第二支撑推板310-上固定支座311-连杆312-摇臂313-下固定支座314-连接座41-无油衬套组件42-基座杆43-吸嘴组件。

具体实施方式

下面具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1-2所示，本发明提供的一种用于透镜检测的上下料机械手，包括支架1、水平运动装置2、升降装置3和用于吸附透镜的末端执行器4，水平运动装置2安装于支架1上，升降装置3设置于水平运动装置2上，水平运动装置2驱动升降装置3进行水平x向、y向的平移，末端执行器4设置于升降装置3上，升降装置3驱动透镜进行z向升降，升降装置3与末端执行器4之间设置有翻转装置，翻转装置用于驱动末端执行器4进行竖直与水平状态间的翻转。本实施例中x向也称前后向(图2向下为前)，y向也称左右向(图2中左右向)，z向为垂直于图面方向，即竖向。

水平运动装置2包括一组平行设置的x向滑台5以及一y向滑台6，y向滑台6两端底部设置x向滑块7与各x向滑台5滑动连接，y向滑台6顶部设有与其y向滑动连接的y向滑块8。本实施例中，x向滑台5顶部凸起形成x向的滑轨，x向滑块7底部形成与x向的滑轨配合的凹槽，使x向滑台5、x向滑块7形成x向的滑动连接；同理y向滑台6顶部凸起形成y向的滑轨，y向滑块8底部形成与y向的滑轨配合的凹槽，使y向滑台6、y向滑块8形成y向的滑动连接，x向滑台5与x向滑块7之间、y向滑台6与y向滑块8之间可采用皮带驱动方式，也可采用丝杠驱动方式。

如图3-5所示，升降装置3固连于y向滑块8上，翻转装置设置于升降装置3上，末端执行器4设置于翻转装置上。升降装置3包括与y向滑块8固连的连接板31和设置于连接板31上z向的基底板32，以及在基底板32的前方、与基底板32z向滑动配合的升降滑板33，基底板32与升降滑板33间设有驱动升降滑板33z向滑动的升降气缸34。基底板32顶部朝前设有水平的支撑板35，升降滑板33顶部朝前设有水平的第一支撑推板36，支撑板35位于第一支撑推板36的上方且升降气缸34的缸体、输出端分别与支撑板35、第一支撑推板36固定连接。

翻转装置包括在升降滑板33前方、与升降滑板33z向滑动配合的翻转滑板37，升降滑板33与翻转滑板37间设有驱动翻转滑板37z向滑动的翻转气缸38，升降滑板33、翻转滑板37间设有与翻转气缸38连动的连杆机构。翻转滑板37朝前设有水平的第二支撑推板39，第二支撑推板39位于第一支撑推板36下方且翻转气缸38的缸体、输出端分别与第一支撑推板36、第二支撑推板39固定连接。

本实施例中，连接板31为t型板，t型连接板31包括与y向滑块8固连的水平板和连接于水平板前方的竖直板，基底板32在竖直板的前方贴合连接。基底板32、升降滑板33、翻转滑板37均为沿yz向设置的板件，且向前依次平行设置，基底板32前面设有第一竖直滑轨，升降滑板33后面设有第一竖直滑块，基底板32、升降滑板33通过第一竖直滑轨、第一竖直滑块配合滑动连接；升降滑板33前面设有第二竖直滑轨，翻转滑板37后面设有第二竖直滑块，升降滑板33、翻转滑板37通过第二竖直滑轨、第二竖直滑块配合滑动连接。支撑板35、第一支撑推板36、第二支撑推板39为依次向下设置的水平板，且第一支撑推板36向前延伸至超过支撑板35边缘，并在超过支撑板35处安装翻转气缸38的缸体，将第一支撑推板36、第二支撑推板39连接；升降气缸34位于翻转气缸38的后侧将支撑板35、第一支撑推板36连接。

连杆机构包括设置于翻转滑板37前面的上固定支座310和设置于升降滑板33前面的下固定支座313，上固定支座310位于下固定支座313的前方上部，上固定支座310上设有上端与上固定支座310铰接的连杆311，下固定支座313上设有其中一臂与下固定支座313铰接的l型的摇臂312，连杆311的下端与摇臂312的另一臂铰接。

摇臂312远离y向滑台一侧设有连接座314，连杆311与上固定支座310的铰支点、摇臂312与连杆311的铰支点、摇臂312与下固定支座313的铰支点在竖向方向上不重合。末端执行器4包括与连接座314固连的无油衬套组件41、固连于无油衬套组件41下端的基座杆42、固连于基座杆42上的吸嘴组件43，翻转气缸38未启动时(初态下)吸嘴组件43的吸附面为水平方向，翻转气缸38向下驱动翻转滑板37时吸嘴组件43吸附面由水平初态翻转至竖直末态。

本实施例中，初态下翻转气缸38的输出端位于最上方，此时连杆37为竖直状态，连接座314为水平状态，使吸嘴组件43下吸附面为水平方向。

支架1包括底板9以及底板9上将x向滑台5进行水平支撑的多个立柱10。本实施例中，各x向滑台5下方还设有x向底座板，y向滑台6下方还设有y向底座板，x向底座板固连于立柱10上支撑x向滑台5，y向底座板与两y向滑块8固连并支撑y向滑台6。立柱10包括两相对设置的l型板，l型板的水平部与底板11固定连接，l型板的竖直部为沿xz向设置，两l型板顶设有水平连接部，多个立柱10分两列平行布置于底板左右两侧。

如图1所示，本实施例的透镜是放置在料盘11内，料盘11的上表面开设有多个凹槽12，多个凹槽12沿x向和y向间隔排列形成阵列模式，透镜成竖直姿态放置于凹槽12内，末端执行器4从透镜侧部吸附透镜将其从凹槽12内取出或是放置在凹槽12内。

本发明的工作原理为：

当透镜在料盘11内竖直放置时，先在x向滑台5上沿x向整体移动y向滑台6，再在y向滑台6上沿y向移动升降装置3，启动升降气缸34沿z向移动升降滑板33，调整末端执行器4的z向位置，最后启动翻转气缸35驱动翻转滑板34沿z向运动，联动摇臂38发生z向翻转，吸嘴组件43发生翻转，此时即可将透镜竖直吸附，再次启动翻转气缸35驱动翻转滑板34z向回复，透镜转换成水平状态，即可进行检测。