一种机械手的制作方法

本实用新型属于机械技术领域，涉及一种机械手。

背景技术：

以前工件加工时采用的上下料方式都是由加工人员手动进行上下料的，这种方式存在加工人员劳动强度大、工件加工效率低等问题。而随着技术的逐渐发展以及对于人工智能的需求，机械手的设计出现很好地解决了人工上下料所存在的各种问题，因此被越来越多地运用到各类领域，尤其是自动化生产线。

目前，市场上的机械手由于要实现高精度的抓取以及还要提高工作可靠性，因此结构都较为复杂而且价格昂贵，在一些简易工件加工环境中使用会造成资源的浪费以及企业生产成本的提高。而且现有的机械手大多是固定在一个工位上的，不能跨位工作，且每次只能抓取一个工件，这对于对工件进行简易加工但工件加工数量较多的企业而言实用性不高，无法满足使用要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种机械手，所要解决的技术问题是如何利用一个机械手同时对多个工件实现夹持。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种机械手，设置于机架上，包括夹持臂以及设置于夹持臂上的气动夹爪，其特征在于，该机械手还包括设置于机架上的横导轨、设置于横导轨上且能沿着横导轨移动的X轴滑板、位于X轴滑板上的纵导轨以及设置于纵导轨上且能沿着纵导轨移动的Y轴滑板，横导轨与纵导轨的设置方向相垂直且横导轨与纵导轨所处的平面相平行，所述的Y轴滑板的正上方设有定位板，所述的定位板与Y轴滑板之间设有导向机构，该机械手还包括一与定位板相连并能带动定位板在导向机构的导向作用下作上下运动的驱动件，所述的夹持臂固定在定位板上，夹持臂的设置方向与横导轨相同，夹持臂的一端伸至机架外且在夹持臂的该端上沿轴向分布有若干上述气动夹爪，所述的气动夹爪的设置方向与纵导轨相同。

在夹持工件时，先通过X轴滑板与横导轨的配合以及Y轴滑板与纵导轨的配合来实现夹持臂在水平面上沿X轴以及Y轴方向的移动，由于工件都是批量进行加工的，在装配本机械手时先根据每个工件之间的距离来排布各气动夹爪，这样一来，可以在夹持臂上的其中一个气动夹爪位于对应的工件正上方后，剩余的气动夹爪也能够确保位于其他对应的工件的正上方。然后控制驱动件带动定位板在导向机构的导向作用下向下移动，使夹持臂向下移动至工件位于对应的气动夹爪的两个夹爪之间后，再通过两个夹爪相互靠近来将工件夹紧，最后再通过驱动件控制定位板向上移动来将各个工件向上提起，并最终利用X轴滑板与横导轨的配合以及Y轴滑板与纵导轨的配合来将工件输送至所需的位置即可。本机械手利用X轴滑板与横导轨以及Y轴滑板与纵导轨的配合，并通过在夹持臂上沿轴向设置若干气动夹爪，从而达到了一个机械手能够同时对多个工件进行夹持的目的，具备了更高的实用性，而通过X轴滑板与横导轨以及Y轴滑板与纵导轨的配合使得各个工件都能够被准确地夹持输送到所需的位置。

在上述的机械手中，所述的气动夹爪包括本体以及连接于本体前端且能够相对移动的两个夹爪，所述的夹爪的内侧具有夹持面且两个夹爪的夹持面正对设置。

通过在夹爪的内侧设置夹持面，两个夹持面正对设置，在夹紧工件时利用两个夹持面夹持在工件的外侧面上。而夹持面形状则主要是根据工件的形状来进行设计的，当所夹持的工件发生变化时，只需要更换上具有对应夹持面的夹爪即可。

在上述的机械手中，所述的夹持面由与气动夹爪的本体的前端面相垂直的垂直段以及由垂直段的两端向同一个气动夹爪中的另一个夹爪倾斜的倾斜段组成。

本机械手主要夹持呈圆柱状的工件，因此通过在夹爪的内侧设置夹持面，由于夹持面由与气动夹爪的本体的前端面相垂直的垂直段以及由垂直段的两端向同一个气动夹爪中的另一个夹爪倾斜的倾斜段组成，且两个夹爪的夹持面正对设置，这样一来就可以使得两个夹爪牢固地夹持在圆柱状工件的外侧，以保证能够稳定地输送工件。

在上述的机械手中，所述的夹爪包括连接于本体前端且呈L型的连接块以及连接于连接块的竖直部分上的爪体，所述的夹持面位于爪体内侧。

传统的气动夹爪中的夹爪是仅包括连接在本体前端且呈L型的连接块的，但是两个呈L型的连接块是无法牢固地夹持住圆柱形的工件的，因此在传统的气动夹爪的两个连接块上连接爪体来形成具有新的结构的夹爪能够使本机械手很稳定地夹持住圆柱形的工件。

在上述的机械手中，所述的爪体的后端具有卡槽，所述的连接块的竖直部分卡入卡槽内，且爪体与连接块的竖直部分通过由爪体后端侧部穿过爪体并穿入连接块的竖直部分内的紧固件相固定。

在爪体的后端设置卡槽，在连接爪体与连接块时通过将连接块的竖直部分卡入到爪体后端的卡槽内能够使爪体与连接块形成准确定位，然后再利用紧固件从爪体后端侧部穿过爪体并穿入连接块的竖直部分内使爪体与连接块固定在一起。

在上述的机械手中，所述的驱动件为Z轴气缸，Z轴气缸的缸体固定在定位板上，Z轴气缸的活塞杆与Y轴滑板相垂直且Z轴气缸的活塞杆的端部与定位板相固定。

采用Z轴气缸作为驱动件，Z轴气缸的活塞杆与Y轴滑板相垂直并将Z轴气缸的活塞杆端部与定位板相固定，这样一来当Z轴气缸的活塞杆伸出或回缩时就可以带动定位板上下运动了。

在上述的机械手中，作为另一种技术方案，所述的驱动件为Z轴升降电机与Z轴丝杆，所述的Z轴升降电机的输出轴与Z轴丝杆的一端相连接，所述的Z轴丝杆上螺纹连接有螺套，所述的螺套与定位板相固定。

采用Z轴升降电机与Z轴丝杆作为驱动件，Z轴升降电机的输出轴带动Z轴丝杆转动，由于Z轴丝杠上螺纹连接有螺套，因此Z轴丝杠转动后就可以带动螺套沿着Z轴丝杠产生上下移动，而滑块与定位板相固定，因此就能够带动滑块上下移动了，那么定位板就能够向上移动或向下移动了。

在上述的机械手中，所述的导向机构包括设置于定位板下侧的若干导向柱以及位于Y轴滑板上的若干导向套，各导向柱插入对应的导向套内。

导向柱与导向套的配合可以对定位板形成一定的支撑与导向作用，避免定位板仅存在一处受力而出现倾斜的现象。

在上述的机械手中，作为另一种技术方案，所述的导向机构包括设置于定位板外侧的Z轴滑块以及固定在Y轴滑板上的Z轴导轨，所述的Z轴滑块位于Z轴导轨上且能沿着Z轴导轨上下移动。

采用Z轴滑块与Z轴导轨的配合也可以对定位板形成一定的支撑与导向作用，避免定位板仅存在一处受力而出现倾斜的现象。

与现有技术相比，本机械手利用通过在夹持臂上沿轴向设置若干气动夹爪，从而达到了一个机械手能够同时对多个工件进行夹持的目的，具备了更高的实用性，而且通过X轴滑板与导轨以及Y轴滑板与纵导轨的配合使得各个工件都能够被准确地夹持输送到所需的位置；另外，通过在现有的气动夹爪的两个连接块上连接内侧具有夹持面的爪体来形成具有新的结构的夹爪，使本机械手能够在两个夹爪相互靠近的过程中利用两个夹持面来牢固地将工件夹持住，提高了夹持的稳定性。

附图说明

图1是本机械手的示意图。

图2是本机械手另一角度的示意图。

图3是本机械手中气动夹爪的部分分解图。

图中，1、机架；2、夹持臂；3、气动夹爪；3a、本体；3b、夹爪；3b1、连接块；3b2、爪体；3b21、夹持面；3b211、垂直段；3b212、倾斜段；3b22、卡槽；4、横导轨；5、X轴滑板；6、纵导轨；7、Y轴滑板；8、Z轴气缸；9、X轴滑块；10、X轴电机；11、X轴丝杆；12、Y轴滑块；13、Y轴电机；14、Y轴丝杠；15、皮带；16、定位板；17、导向柱；18、导向套；19、紧固件。

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。

实施例一

如图1和图2所示，一种机械手，设置于机架1上，包括位于机架1上的横导轨4、设置于横导轨4上的X轴滑板5、位于X轴滑板5上的纵导轨6以及设置于纵导轨6上的Y轴滑板7，横导轨4与纵导轨6的设置方向相垂直且横导轨4所处的平面与纵导轨6所处的平面相平行。X轴滑板5的底部固定有X轴滑块9，X轴滑块9位于横导轨4上并能沿着横导轨4移动，机架1上固定有X轴电机10，X轴滑板5的底部设有X轴丝杆11，X轴丝杆11与X轴电机10的输出轴通过皮带15形成传动连接。Y轴滑板7的底部固定有Y轴滑块12，Y轴滑块12位于纵导轨6上并能沿着纵导轨6移动，X轴滑板5上固定有Y轴电机13，Y轴滑板7的底部设有Y轴丝杆14，Y轴丝杆14与Y轴电机13的输出轴也通过皮带15传动连接。

Y轴滑板7的正上方设有定位板16，定位板16与Y轴滑板之间设有导向机构，导向机构包括设置于定位板16下侧的若干导向柱17以及位于Y轴滑板7上的若干导向套18，各导向柱17插入对应的导向套18内。本机械手还包括一驱动件，该驱动件与定位板16相连且驱动件能够带动定位板16在导向机构的导向作用下作上下移动。在本实施例中，驱动件为Z轴气缸，Z轴气缸的缸体固定在Y轴滑板上，Z轴气缸8的活塞杆与Y轴滑板7相垂直。定位板16的上侧固定有夹持臂2，夹持臂2的设置方向与横导轨4相同，夹持臂2的一端伸至机架1外，且在夹持臂2的该端上沿轴向均匀分布有若干气动夹爪3，气动夹爪3的设置方向与纵导轨6相同。在夹持臂2上设置若干气动夹爪3，能够一次性夹持多个工件，提高夹持效率。相比于将夹持臂2直接与Z轴气缸8的活塞杆端部相固定而言，将夹持臂2固定在定位板16上侧并将Z轴气缸8的活塞杆的端部与定位板16的中心相固定要来得更加稳定。

如图3所示，在本实施例中，每个气动夹爪3都包括本体3a以及连接于本体3a前端且能够相对移动的两个夹爪3b，每个夹爪3b均包括连接于气动夹爪3的本体3a前端且呈L型的连接块3b1以及连接于连接块3b1的竖直部分上的爪体3b2，爪体3b2的内侧具有夹持面3b21，夹持面3b21由与气动夹爪3的本体3a的前端面相垂直的垂直段3b211以及由垂直段3b211的两端向同一个气动夹爪3中的另一个夹爪3b倾斜的倾斜段3b212组成，同一个气动夹爪3上的两个爪体3b2内侧的夹持面3b21正对设置。爪体3b2的后端具有卡槽3b22，连接块3b1的竖直部分卡入卡槽3b22内，爪体3b2与连接块3b1的竖直部分通过由爪体3b2后端侧部穿过爪体3b2并穿入连接块3b1的竖直部分内的紧固件19相固定。

在夹持工件时，先通过X轴滑板5与横导轨4的配合以及Y轴滑板7与纵导轨6的配合来实现夹持臂2在水平面上沿X轴以及Y轴方向的移动，由于工件都是批量进行加工的，在装配本机械手时先根据每个工件之间的距离来排布各气动夹爪3，这样一来，可以在夹持臂2上的其中一个气动夹爪3位于对应的工件正上方后，剩余的气动夹爪3也能够确保位于其他对应的工件的正上方。然后控制Z轴气缸8的活塞杆向下收缩，使夹持臂2向下移动至工件位于对应的气动夹爪3的两个夹爪3b之间后，再通过两个夹爪3b相互靠近来将工件夹紧，最后再控制Z轴气缸8的活塞杆向上伸出来将各个工件向上提起，并最终利用X轴滑板5与横导轨4的配合以及Y轴滑板7与纵导轨6的配合来将工件输送至所需的位置即可。本机械手利用X轴滑板5与横导轨4以及Y轴滑板7与纵导轨6的配合，并通过在夹持臂2上沿轴向设置若干气动夹爪3，从而达到了一个机械手能够同时对多个工件进行夹持的目的，具备了更高的实用性，而通过X轴滑板5与横导轨4以及Y轴滑板7与纵导轨6的配合使得各个工件都能够被准确地夹持输送到所需的位置。

另外，本机械手主要针对的对象是呈圆柱状的工件，而由于市场上的气动夹爪3中的夹爪3b都是仅包括连接在本体3a前端的连接块3b1的，但是两个连接块3b1是无法牢固地夹持住圆柱形的工件的，因此本机械手通过在现有的气动夹爪3的两个连接块3b1上连接内侧具有夹持面3b21的爪体3b2来形成具有新的结构的夹爪3b，由于夹持面3b21由与气动夹爪3的本体3a的前端面相垂直的垂直段3b211以及由垂直段3b211的两端向同一个气动夹爪3中的另一个夹爪3b倾斜的倾斜段3b212组成，那么在两个夹爪3b相互靠近的过程中两个夹持面3b21会牢固地夹持在圆柱状工件的外侧面而不出现打滑，从而使工件能够进行稳定地输送。

实施例二

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不同之处在于：在本实施例中，驱动件包括Z轴升降电机与Z轴丝杆，Z轴升降电机的输出轴与Z轴丝杆的一端相连接，Z轴丝杆上螺纹连接有螺套，螺套与定位板16相固定。

实施例三

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不同之处在于：在本实施例中，导向机构包括设置于定位板16外侧的Z轴滑块以及固定在Y轴滑板7上的Z轴导轨，Z轴滑块位于Z轴导轨上且能沿着Z轴导轨上下移动。

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。