专利名称：一种码垛机械手的制作方法
技术领域：
本实用新型属于自动化设备技术领域，涉及一种码垛机械手，适用于食品医药、轻工、烟草、石油化工、物流、仓储等行业，用来码垛带包装的产品。
背景技术：
在上述行业中，对其产品均要涉及码垛，先前是通过手工将一个个包装袋或包装箱从生产线上或者从某一特定位置取离再进行码垛于一处，不足是投入的人力多，工人的劳动强度大。其后便有了机械式的码垛机，在中国专利文献中已有所见，例如CN2552880Y和CN2547698Y分别公开有程控码垛机及码垛机，前者主要用于制造建筑材料特别是制砖行业，对于袋、箱类的包装物并不适用；后者仅适用于烟草、食品等轻工行业的箱体码垛，而对于袋类包装便无能为力。特备是上述两种结构均不属于与智能机械手码垛机的手爪相配接的技术范畴，因为它们均需要特定的堆垛架、升降平台、拾取装置等来组合为自成一体的堆垛体系，如果将这样的装置配套在生产线的终端，则会给生产现场的有限空间构成影响。近几年来，小巧玲珑的智能化机械手码垛机在国外已普遍使用，而且在我国也悄然应用。各式的机械手普遍由前臂和后臂组成，前臂上设有抓手，通过控制前臂和后臂的运动，使抓手准确抓取包装袋，并在相应位置码垛。但是，由于抓手会随前臂转动而实现抬升和下降，导致抓手的朝向也随前臂时时变化，影响抓袋和码垛的准确性，现有技术中还没有针对这方面的研究。
发明内容本实用新型的目的是针对现有的智能码垛设备所存在的上述问题，而提出了一种可时时调整抓手姿态，确保抓袋和码垛准确的机械手。本实用新型的目·的可通过下列技术方案来实现:一种码垛机械手，包括底座、机架、手臂机构和抓手，机架内设有驱动手臂机构动作的驱动机构，机架转动设置在底座上，所述的手臂机构包括前臂、后臂和与后臂平行的平行臂，后臂和平行臂的一端间隔转动连接在前臂的尾端，抓手通过P轴转动连接在前臂前端，其特征在于，所述的码垛机械手还包括有控制抓手姿态的维持机构，维持机构包括转盘、前拉杆和后拉杆，转盘通过一转轴转动设置在平行臂与前臂的转接点处，前拉杆和后拉杆的一端分别转动连接在转盘上，连接点分设在转轴两侧，前拉杆和后拉杆的另一端分别连接抓手和维持驱动装置。在上述的一种码垛机械手中，所述的转盘呈三角形，上述前拉杆、后拉杆和平行臂分别连接在转盘的三个端部。在上述的一种码垛机械手中，所述的维持驱动装置为气缸，气缸的活塞杆与后拉杆连接。在上述的一种码垛机械手中，所述的驱动机构包括垂直部分和水平部分，两者均包括电机、主动轮、从动轮、同步带、滚珠丝杠和移动滑轨，主动轮与电机连接，同步带套设在主动轮和从动轮上，从动轮与滚珠丝杠同轴固连，移动滑轨与滚珠丝杠螺纹连接，垂直部分的滚珠丝杠竖直设置，并且与其配合的移动滑轨与后臂的驱动端转动连接，水平部分的滚珠丝杠水平设置，并且与其配合的移动滑轨与平行臂的驱动端转动连接。与现有技术相比，本码垛机械手附带了用于控制抓手姿态的维持机构，使抓手在工作过程中，始终能保持固定的朝向，提高抓袋和码垛的准确性。机械手除可控制抓手前后、上下运动外，还可绕底座回转，扩大了码垛机械手的作业范围。整机PLC控制，全自动运行，自动化程度高，大大提高了工作效率。
图1是本码垛机械手的结构示意图。图中，1、底座；2、机架；3、抓手；4、Θ轴；5、电机；6、主动轮；7、从动轮；8、同步带；
9、滚珠丝杠；10、移动滑轨；11、前臂；12、后臂；13、平行臂；14、J轴；15、Ζ轴；16、R轴；17、气缸；18、前拉杆；19、后拉杆;20、转盘;21、转轴；22、P轴。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实 施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。如图1所示，本码垛机械手包括底座1、机架2、手臂机构和抓手3，机架2内设有驱动手臂机构动作的驱动机构，机架2通过Θ轴4转动设置在底座I上，配以AC伺服电机和减速机实现整机绕Θ轴4的转动。驱动机构包括垂直部分和水平部分，两者均包括电机5、主动轮6、从动轮7、同步带8、滚珠丝杠9和移动滑轨10，主动轮6与电机5连接，同步带8套设在主动轮6和从动轮 上，从动轮7与滚珠丝杠9同轴固连，移动滑轨10与滚珠丝杠9螺纹连接。垂直部分的滚珠丝杠9竖直设置，水平部分的滚珠丝杠9水平设置，上述电机5、主动轮6、从动轮7和同步带8等附件也随之对应布置。手臂机构包括前臂11、后臂12和与后臂12平行的平行臂13，前臂11的前端通过P轴22与抓手3转动连接，后端端部通过J轴14与后臂12转动连接，后臂12的另一端通过Z轴15与垂直部分的移动滑轨10转动连接。平行臂13的上端通过转轴21与前臂11转动连接，下端通过R轴16与水平部分的移动滑轨10转动连接。转轴21上还转动连接有转盘20，转盘20呈三角形，转轴21设置在转盘20的其中一端，转盘20的另外两端分别转动连接有前拉杆18和后拉杆19，前拉杆18和后拉杆19的另一端则分别与抓手3和气缸17连接。使用时，将本机械手安装在输送带的终端处，待码垛包装袋沿输送带输送，到达码垛工位时，感应器发送感应信号给控制系统，控制系统控制AC伺服电机、水平部分和垂直部分的电机5工作，后臂12和平行臂13动作，配合机架2的转动，使前臂11及抓手3运转至码垛工位上方，抓手3落下并完成抓袋。抓袋后，控制系统控制AC伺服电机、水平部分和垂直部分的电机5工作，使前臂11及抓手3运转至码垛区，根据当前的码垛高度，调节抓手3的高度，抓手3松开，包装袋落下，完成码垛。机械手连续作业时，控制系统需要时时调节抓手3的放袋位置，实现有序码垛。前臂11绕转轴21转动作业过程中，为防止抓手3随前臂11转动而影响抓袋和放袋效果，此时可利用前拉杆18、后拉杆19、转盘20及气缸17配合前臂11的动作而使抓手3保持在稳定姿态。前臂11向下转动时，气缸17的活塞杆收缩，依次通过后拉杆19、转盘20和前拉杆18拉动抓手3相对于P轴22仰起，使抓手3在落下过程中仍能保持水平状态。反之，前臂11向上转动时，气缸17的活塞杆伸出，依次通过后拉杆19、转盘20和前拉杆18推动抓手3相对于P轴22向下转动，同样使抓手3在上升过程中仍能保持水平状态。包装袋输送速度慢于机械手的码垛速度时，可先控制抓手3运动至码垛工位，待包装袋输送到位后，可即刻抓袋，压缩抓袋间隔，提高工作效率。应该理解，在本实用新型的权利要求书、说明书中，所有“包括……”均应理解为开放式的含义，也就是其含义等同于“至少含有……”，而不应理解为封闭式的含义，即其含义不应该理解为“仅包含……”。本文 中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
权利要求1.一种码垛机械手，包括底座(I)、机架(2)、手臂机构和抓手(3)，机架(2)内设有驱动手臂机构动作的驱动机构，机架(2)转动设置在底座(I)上，所述的手臂机构包括前臂(11)、后臂(12)和与后臂(12)平行的平行臂(13)，后臂(12)和平行臂(13)的一端间隔转动连接在前臂(11)的尾端，抓手(3)通过P轴(22)转动连接在前臂(11)前端，其特征在于，所述的码垛机械手还包括有控制抓手(3)姿态的维持机构，维持机构包括转盘(20)、前拉杆(18)和后拉杆(19)，转盘(20)通过一转轴(21)转动设置在平行臂(13)与前臂(11)的转接点处，前拉杆(18)和后拉杆(19)的一端分别转动连接在转盘(20)上，连接点分设在转轴(21)两侧，前拉杆(18)和后拉杆(19)的另一端分别连接抓手(3)和维持驱动装置。
2.根据权利要求1所述的一种码垛机械手，其特征在于，所述的转盘(20)呈三角形，上述前拉杆(18)、后拉杆(19)和平行臂(13)分别连接在转盘(20)的三个端部。
3.根据权利要求1或2所述的一种码垛机械手，其特征在于，所述的维持驱动装置为气缸(17)，气缸(17)的活塞杆与后拉杆(19)连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种码垛机械手，其特征在于，所述的驱动机构包括垂直部分和水平部分，两者均包括电机(5)、主动轮(6)、从动轮(7)、同步带(8)、滚珠丝杠(9)和移动滑轨(10 )，主动轮(6 )与电机(5 )连接，同步带(8 )套设在主动轮(6 )和从动轮(7 )上，从动轮(7)与滚珠丝杠(9)同轴固连，移动滑轨(10)与滚珠丝杠(9)螺纹连接，垂直部分的滚珠丝杠(9)竖直设置，并且与其配合的移动滑轨(10)与后臂(12)的驱动端转动连接，水平部分的滚珠丝杠(9)水平设置，并且与其配合的移动滑轨(10)与平行臂(13)的驱动端转动连接 。
专利摘要本实用新型提供了一种码垛机械手，属于自动化设备技术领域。它解决了现有的码垛设备准确性差的问题。本码垛机械手包括底座、机架、手臂机构和抓手，机架内设有驱动手臂机构动作的驱动机构，所述的手臂机构包括前臂、后臂和与后臂平行的平行臂，所述的码垛机械手还包括有控制抓手姿态的维持机构，维持机构包括转盘、前拉杆和后拉杆，转盘通过一转轴转动设置在平行臂与前臂的转接点处，前拉杆和后拉杆的另一端分别连接抓手和维持驱动装置。本码垛机械手附带了用于控制抓手姿态的维持机构，使抓手在工作过程中，始终能保持固定的朝向，提高抓袋和码垛的准确性。整机PLC控制，全自动运行,自动化程度高，大大提高了工作效率。
文档编号B25J13/00GK203112153SQ20132012832
公开日2013年8月7日 申请日期2013年3月20日 优先权日2013年3月20日
发明者崔振宇, 王同元, 吴长金, 陈晖 , 王刚, 柳国光 申请人:浙江大北农农牧科技有限公司