一种多功能自动取放料机械手的制作方法

本发明涉及机械手，特别是涉及电机行业转子相关设备的自动取放料机械手。

背景技术：

随着工业自动化的发展，人们对设备的自动化程度提出了更高的要求，目前，在国内很多工厂的电机生产线上转子的零部件仍由人工完成，劳动强度大、生产效率低，并且人工操作很难保证产品的一致性，在人机互动的过程中，也带来了危险性，为了提高生产加工的工作效率，降低成本，并使生产线发展成为柔性制造系统，适应现代自动化大生产，针对具体生产工艺，利用机器人技术，设计用一台自动取放料的机械手代替人工工作，完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，以提高劳动生产率。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是提供一种多功能自动取放料机械手，来解决背景技术中的问题，实现转子绕线机以及电机行业转子相关设备的自动取放料。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种多功能自动取放料机械手，包括：安装底座（1）和安装底座上焊接的支撑主体（2）、成品物料夹爪（3）、物料初定位结构（4）、半成品物料夹爪（5）、物料轴向定位结构（6）、夹爪旋转结构（7）、夹爪旋转结构固定角度块（8）、夹爪水平运动伺服模块（9）；其中，所述成品物料夹爪（3）包括手指气缸，所述手指气缸上安装有两片手爪和两个感应器，所述取料手爪用于取走成品物料；

所述物料初定位结构（4）包括：分度爪、分度气缸、复位弹簧、分度滑槽、分度导杆，所述分度爪固定在分度导杆上，所述分度导杆固定在所述分度气缸上，气缸上安装有检测感应器，所述分度气缸推动所述分度导杆，然后驱动所述分度爪来完成物料定位，所述复位弹簧用于当所述分度爪定位完成之后，利用弹簧将其复位；

所述半成品物料夹爪（5）包括：手指气缸，所述手指气缸上安装两片手爪和两个感应器，所述取料手爪用于放置成品物料；

所述物料轴向定位结构（6）包括：一个圆柱形气缸，气缸端部装有一个定位柱，气缸体安装有两个检测感应器；

所述夹爪旋转结构（7）包括：一个旋转气缸和两个缓冲限位结构，用于物料方向的改变，即垂直方向变为水平方向或者水平向变为垂直方向；

所述夹爪旋转结构固定角度块（8）包括：一个45度的角度块，用于沿45度角度来固定所述夹爪旋转结构（7），以使得夹爪旋转结构（7）呈45度角度固定，沿45度角度旋转180度来改变物料方向，即垂直方向变为水平方向或者水平向变为垂直方向。

优选的是，所述夹爪水平运动伺服模块（9）包括：水平运动机构，所述水平运动机构呈水平方向固定在所述的支撑主体（2）上面，所述水平运动机构一端安装一个由伺服电机驱动的主动同步轮，另一端固定安装有从动同步轮，所述伺服电机驱动主动同步轮通过同步带来带动从动同步轮运转，所述从动同步轮用来调节所述同步带的松紧度，所述水平运动机构还包括了两条直线导轨，所述直线导轨固定在同步带的上下两边，所述直线导轨每条上面有两个滑块，所述滑块上面安装有固定板，所述固定板连接在所述同步带上，所述同步带带动固定板做水平方向往返运动。

优选的是，所述的支撑主体（2）利用方通焊接、加强筋加固等焊接方式，用于固定各功能模块以及保证机械手整体的稳固性。

本发明采用模块化的设计，每个功能模块可以快速的换型，从而满足客户快速换型的要求，同时降低了设备的维护成本和减少备件的库存量，帮助客户提高生产效率和保证产品品质。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种转子快速自动取放料的机械手，能够代替人工快速准确的传递物料，本发明的初定位结构能够使物料快速准确的进行径向定位，本发明的物料轴向定位结构可以快速的定位半成品物料的轴向位置，本发明的夹爪旋转结构可以快速的将物料进行水平或者垂直方向的转换，本发明的各个功能模块均采用模块化的设计，每个功能模块可以快速的换型，从而满足客户快速换型的要求，同时降低了设备的维护成本和减少备件的库存量，帮助客户提高生产能力和保证产品品质。

本发明的技术对电机相关行业的设备具有重大意义：一方面可以实现自动化上料，且具有物料准确定位功能，提高取放料速度，降低生产节拍，另一方面本发明是一种电机行业转子相关设备的取放料机械手，与人工上料和以往其它上料方式对比，具有较高的柔性化和智能化，配合使用在自动化设备上，使电机行业的生产效率提升到了一个更高的水平。

附图说明

下面结合附图对本发明进行详细的描述，以使得本发明的上述优点更加明确。

图1是本发明的整体机构的示意图；

图2是本发明为图1在上料过程中转子改变物料方向的示意图；

图3本发明的转子初定位结构的示意图；

图4是本发明的物料轴向定位结构示意图；

图5是本发明的手爪旋转结构示意图；

图6是本发明的夹爪水平运动伺服模块示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”应做广义理解，指两个零部件固定连接，或两个零部件一体化。

如图1所示，本发明包括用于安装的底座（1）和安装底座上焊接的支撑主体（2），所述机械手还包括成品物料夹爪（3）、物料初定位结构（4）、半成品物料夹爪（5）、物料轴向定位结构（6）、夹爪旋转结构（7）、夹爪旋转结构固定角度块（8）、夹爪水平运动伺服模块（9）；

如图2所示，转子（10）和转子（11）同时从垂直（水平）方向变为水平（垂直）方向

如图3所示，物料初定位结构包括手爪运动气缸（15）、手爪滑动块（16）、手爪安装座（14）、左手爪（12）和右手爪（13），其中左手爪（12）和右手爪（13）内壁均设有一个与转子（10）外径相同的圆弧形槽口，左手爪（12）和右手爪（13）可以根据不同的转子（10）的外径变化而更换，手爪安装座（14）固定在手爪滑动块（16）上，手爪滑动块（16）通过手爪运动气缸（15）进行闭合和张开，左手爪（12）和右手爪（13）分别固定在手爪安装座（14）上，除此之外，右手爪（13）外侧还设有一方形槽，槽上方固定一分度气缸（17），槽内装有一个分度滑块（19），分度滑块（19）内部安装一个分度爪（18），分度滑块（19）通过分度连杆（20）固定在分度气缸（17），并受分度气缸（17）来进行驱动，使得分度滑块（19）往返滑动来带动分度爪（18）对转子（10）进行径向位置定位，分度气缸（17）上设有一位置感应器（21），其主要用来检测转子（10）是否准确定位。

如图4所示，物料轴向定位结构包括定位柱（22）、安装板（23）、定位气缸（24）、检测开关（25），其中定位柱（22）国定在定位气缸（24）上面，通过气缸伸出对转子轴端进行轴向定位，检测开关（25）用来检测转子径向位置是否到位。

如图5所示，手爪旋转结构包括手爪固定旋转座（26）、缓冲器安装板（27）、缓冲器（28）、旋转气缸（30）、气缸固定板(29),其中气缸固定板（29）为相对于垂直面45度角度的形状，旋转气缸（30）呈45度角度固定在安装板上面，缓冲安装板（27）固定在旋转气缸（30）上面，其上面安装两个缓冲器（28），手爪固定旋转座（26）安装在旋转气缸上，通过缓冲器（28）来控制手爪固定旋转座（26）所旋转的角度位置。

如图6所示，夹爪水平运动伺服模块包括用于运动的固定主体（31），沿固定主体（31）水平方向安装两条直线导轨（33），运动滑板（32）固定在直线导轨（33）上面的滑块上。运动滑板（32）沿水平方向通过固定在直线导轨（33）中间的同步带（34）带动做往返运动，同步带（34）连接在固定主体（31）上安装的主动同步轮（36）和从动同步轮（37），通过安装在固定主体（31）背面的伺服马达（37）旋转来带动同步带（34）做直线往返运动。

本发明的工作原理如下：夹爪水平运动伺服模块（9）带动半成品物料夹爪（5）和成品物料夹爪（3）先到达成品区，此时的成品转子（11）处于水平状态，当成品物料夹爪（3）取走成品后，夹爪水平运动伺服模块（9）带动半成品物料夹爪（5）到达需要上料的位置，此时半成品物料夹爪（5）处于竖直方向取料状态，接着物料初定位结构的左手爪（12）和右手爪（13）同时夹紧转子（10），然后物料轴向定位结构（6）的定位柱（22）伸出顶住转子（10）的端部来进行轴向定位，从而确保上料的一致性，定位完成之后通过物料初定位结构的分度气缸（17）使得分度滑块（19）往返滑动来带动分度爪（18）对转子（10）进行径向位置定位，当分度气缸（17）上设置的感应器（21）收到信号后，则表明物料初定位完成，然后夹爪水平运动伺服模块（9）带动半成品物料夹爪（5）到达一个避空位，夹爪旋转结构（7）旋转180度，此时半成品物料夹爪（5）上的转子（10）由竖直状态变为水平状态，而成品物料夹爪（3）上的转子（11）由水平状态变为竖直状态，接着夹爪水平运动伺服模块（9）继续水平运动，直至将转子（10）送到目标位置。送料完成后，夹爪水平运动伺服模块（9）返回半成品物料夹爪（5）刚才上料的位置，将成品转子（11）放入卸料区，之后夹爪水平运动伺服模块（9）重复初始动作，反复的进行取放料动作。

由此，采用此类型的自动化取放料方式，主要特点效率高、使用灵活,能有效地将物料快速准确送达所需位置，具有很好的效果。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。