一种适用于多工位的旋转机械手的制作方法

本实用新型涉及机械手技术领域，尤其涉及一种适用于多工位的旋转机械手。

背景技术：

本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

在热锻行业的多数物料加工过程中，往往涉及到多种不同的工艺步骤，每一个步骤都需要在专门的设备上进行加工；比如，在无缝环件热轧成型工艺过程中，物料首先要在加热台上进行加热，然后加热后的物料进入压力机进行压扁、冲孔，最后物料被送入碾环机，轧制成环型。

发明人发现，在物料加工过程中，物料需要在不同的加工装置之间来回切换，现有技术采用人工手动来搬运零件，这极大地降低了生产效率，并且增加了人员的安全隐患。现有技术采用通过人工手动操控机械手运动的方式实现对零件的移动，由于人工操控存在一定的误差，且容易造成施力的不均衡，可能会由于零件的放置位置偏差导致零件的加工存在误差，使得零件不合格率增加，不利于工业生产。现有技术采用全自动机械手运输物料的方式，往往是采用单个机械手在不同加工工位之间来回移动，控制过程相对复杂，在一定程度上影响了加工效率。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提出一种适用于多工位的旋转机械手，多个机械手采用旋转方式交替不间断运输物料，适用于环形分布的加工工位，可以同时实现多个物料的同时移动，缩短每一个加工工位等待物料的时间，自动实现零件在不同工位之间的位置移动，自动化程度高，提高生产效率。

在一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种适用于多工位的旋转机械手，包括：固定底座、旋转基座、升降基座和夹具；所述固定底座与旋转基座连接，所述旋转基座能够在第一驱动机构的驱动下，相对于固定底座旋转；所述升降基座通过升降机构与旋转基座连接，所述升降机构能够在第二驱动机构的驱动下升降运动；所述升降基座上设置若干夹具安装部，至少一个夹具安装部上连接夹具；所述夹具在第三驱动机构的驱动下，能够沿夹具安装部做直线运动，实现夹具的伸缩。

作为进一步地改进，所述升降基座上设有若干夹具安装工位，每一个夹具安装工位上延伸出一个夹具安装部。

作为进一步地改进，所述夹具安装部上设有直线导轨。

作为进一步地改进，所述夹具上设有与直线导轨相匹配的滑块，所述滑块能够沿直线导轨移动。

作为进一步地改进，所述升降基座上设有四个夹具安装工位，每一个夹具安装工位上延伸出一个夹具安装部，每一个夹具安装部上连接一个夹具。

作为进一步地改进，所述夹具与夹紧油缸连接，所述夹紧油缸内置位置传感器。

作为进一步地改进，所述旋转基座通过带外圈的回转支撑与固定底座连接；第一驱动机构为伺服电机，伺服电机驱动齿轮转动，齿轮与回转支撑的外圈齿轮啮合，齿轮转动带动回转支撑转动，从而实现回转支撑的转动。

作为进一步地改进，所述升降基座通过至少一个升降油缸与旋转基座连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型适用于多工位的旋转机械手，具有多个独立的夹具，当前工位的物料加工完成后，被当前夹具运送至下一工位；同时通过旋转，上一工位的物料被另一个夹具送至该工位；使得多个物料的加工过程可以同时进行，提高加工效率。

可以根据物料加工的具体流程设计旋转机械手的运动流程，使得旋转机械手能够按照设定的流程运行，能够实现对物料的精确抓取，对物料的位置移动精度高，避免产生位置误差，提高生产效率以及人员的安全性。

特别适用于物料在多个环形工位之间的移动，极大地减少移动过程中对于操作人员的依赖程度，自动化程度高。

附图说明

图1为实施例一中适用于多工位的旋转机械手结构示意图；

图2(a)为实施例一中旋转基座示意图；

图2(b)为实施例一中旋转基座顶部结构示意图；

图3为实施例一中升降基座示意图；

图4为实施例一中夹具示意图；

图5为实施例一中夹爪移动示意图；

其中，1.固定底座，2.旋转基座，3.升降基座，4.安装臂，5.夹爪滑动臂，6.夹爪，7.回转支承，8.升降油缸，9.伺服电机，10.齿轮，11.安装工位，12.直线导轨，13.导向柱，14.滑块。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例一

机械手是指能够模仿人手和臂的某些功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。

正如背景技术中所介绍的，物料在加工过程中，需要在不同的加工工位之间移动，为了提高工作效率，增加操作人员的安全性，提高对物料的移动精度，在一个或多个实施方式中，公开了一种适用于多工位的旋转机械手，其结构如图1所示，包括：固定底座1、旋转基座2、升降基座3和夹具；其中，固定底座1为整个设备的承重固定部分，采用优质碳钢焊接，经热时效处理消除应力，结构牢固可靠。参照图2(a)和图2(b)，旋转基座2通过带外圈的回转支承77与固定底座1连接；通过伺服电机9带行星减速机驱动齿轮10转动，齿轮10与回转支承77外圈啮合，回转支承77与旋转基座2连接，齿轮10转动带动旋转基座2在固定底座1上360°方向任意旋转。

当然，通过伺服电机9带动齿轮10转动来驱动回转支承77转动的形式仅是其中的一种实施方式，本领域技术人员可以根据需要选择其他的驱动方式，比如，带传动、链传动等。

旋转基座2上设有升降油缸8，升降油缸8连接升降基座3，通过驱动升降油缸8的伸缩，实现升降基座3的升降；本实施例中，升降油缸8设置有2个，分布在旋转基座2得两侧。

升降基座3通过4根导向柱与旋转基座2连接，导向柱13穿过旋转基座2设置的连接孔，在升降基座3升降过程中起到导向作用；升降基座3能够随着旋转基座2一起做旋转运动，同时能够相对于旋转基座2做升降运动。

参照图3，本实施例的升降基座3上设有4个夹具的安装工位11，4个安装工位11均匀布置；每一个安装工位11上延伸出一个夹具的安装臂4，每一个安装臂4上连接一个夹具；安装臂4的两侧分别设有直线导轨12，夹具能够沿着安装臂4上的直线导轨12移动；

需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要自行设置夹具安装工位的数量；也可以根据需要选择夹具的安装数量。

参照图4，夹具部分包括夹爪6、驱动夹爪6夹紧的夹紧油缸以及与安装臂4连接的夹爪滑动臂5；夹爪滑动臂5两侧设有与直线导轨12相匹配的滑块14；滑块14与直线导轨12配合，实现夹爪6在安装臂4上的移动；夹爪滑动臂5与设置在安装臂4上的伸缩油缸连接，通过伸缩油缸驱动夹具部分的伸缩移动，以适应不同工位的物料抓取需要。

夹爪6与夹紧油缸连接，夹紧油缸内置位置传感器；位置传感器用于检测油缸杆的位置，油缸伸出多少可以通过直接读数确定。

夹紧油缸通过连杆结构控制夹爪6的夹紧与松开，两个夹爪在连杆机构的带动下，始终保持相对平行移动。参考图5，两条固定边不移动，所以对面两条平行边始终保持平行移动，这样保证夹钳的v形口始终按箭头标示平行移动。

将本实施例的旋转机械手设置在环形布置的物料加工工位的中心位置，本实施例以无缝环件热轧成型工艺过程为例进行说明，在无缝环件热轧成型工艺过程中，物料加热台、压力机和碾环机工位分别设置在旋转机械手的外围设定距离范围内，以便于夹爪能够触及到物料；

第一个物料首先在加热台工位进行加热，加热后的物料被第一个夹爪夹起，旋转基座2旋转，第一个夹爪旋转至压力机工位，将物料放置在压力机工位的设定位置；同时，设置合理的时间间隔后，第二个物料可以在加热台上进行加热；物料在压力机工位加工完成后，旋转基座2旋转，控制第一个夹爪将物料送至碾环机工位；此时，第二个物料可以通过第二个夹爪正好旋转至压力机工位；如此循环工作，可以实现多个物料同时在不同工位之间加工运送，机械臂在旋转过程中实现循环利用，极大地提高了工作效率。避免了单个机械臂需要往返于不同工位之间，从而导致控制过程复杂以及影响加工效率的问题。

需要说明的是，本实施例旋转机械手能够适用于物料在环形布局的多工位之间加工的过程，通过合理设计夹爪6的间隔、物料放置的时间间隔以及旋转基座2的旋转时间间隔，能够实现多个物料的同时运送。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。