一种自动化双夹具机械手的制作方法

1.本发明涉及夹具技术领域，特别涉及一种自动化双夹具机械手。


背景技术：

2.机械手是一种通过机械结构设计配合电气程序控制实现机器替人功能的机械装置，在机械手的结构组成中夹爪是最终的动作执行部件，当机械手运动至指定位置后，夹爪如同人的手指一样，完成夹紧或松开动作，以便实现对外部部件的取放、加工等操作。大部分机械手头部通常只安装了一个夹爪工具，只通过一个夹爪工具来回夹取外部部件，效率较低，工作时间较长；目前也有一些机械手头部安装了两个夹爪工具，每个夹爪工具包括两夹持块，每个夹持块均需配置一个气缸，两夹爪工具即需配置四个气缸，结构复杂，成本较高，不利于机械手大力推广和应用。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种自动化双夹具机械手，该机械手带有两个夹爪组件，能提高工作效率，且通过一个气缸能实现两夹爪组件位置的变化，通过一个夹爪驱动组件能实现指定位置处的夹爪组件的开合。
4.为了实现上述目的，本发明提出了一种自动化双夹具机械手，包括摆臂机构和夹爪机构，所述摆臂机构包括第一竖直安装板、摆臂、转轴和第二竖直安装板，在第一竖直安装板上设有左右延伸的轴孔，所述转轴穿过轴孔并在其中部通过轴承组件与轴孔固定，所述摆臂的中部固套在转轴左端，所述第二竖直安装板连接在转轴右端，在第一竖直安装板上固设有第一气缸，第一气缸的气缸杆与摆臂的其中一端铰接，第一气缸的气缸杆伸缩时能带动摆臂来回旋转，从而带动转轴来回旋转，进而带动第二竖直安装板来回旋转；
5.所述夹爪机构包括两夹爪组件和一夹爪驱动组件，两所述夹爪组件分别方向朝下和方向朝后固定在第二竖直安装板的右端面上，第二竖直安装板来回旋转时能带动夹爪组件轮流朝下，当夹爪组件处于方向朝下位置时，所述夹爪驱动组件能驱动夹爪组件张开或合拢；
6.方向朝下的所述夹爪组件包括导向块、第三竖直安装板、两传动块和两夹爪，所述第三竖直安装板的上端与第二竖直安装板之间设置有第一销轴，所述导向块左右滑动套设在第一销轴上，所述第三竖直安装板的下端中部与第二竖直安装板之间通过横向连接板连接，所述第三竖直安装板的下端两侧与第二竖直安装板之间分别设有第二销轴，两传动块分别可转动地套设在两第二销轴上，所述导向块的底面两侧水平设置有两弧形导向槽，两弧形导向槽的间隔距离由左到右逐渐减小，两所述传动块的顶部均设置有与弧形导向槽匹配的连接头，两传动块的连接头分别活动嵌装在两弧形导向槽中，两所述夹爪一前一后分别固定在两所述传动块的底部；当导向块左移时，两所述传动块的顶部靠拢，在第二销轴的作用下两所述传动块的底部张开，从而带动两夹爪张开，当导向块右移时，两所述传动块的顶部张开，在第二销轴的作用下两所述传动块的底部靠拢，从而带动两夹爪靠拢夹持；方向
朝后的所述夹爪组件与方向朝下的夹爪组件结构相同；
7.所述第二竖直安装板呈“7”字形，所述转轴右端连接在“7”字形的拐点位置处，两所述夹爪组件分别固定在“7”字形的两边上，两夹爪组件到拐点之间的间隔距离相同。
8.上述方案中：所述夹爪驱动组件包括“7”字形的安装架，所述安装架水平段的端头固定在第一竖直安装板的右端面上，所述安装架的竖直段位于第三竖直安装板的右方，在安装架的竖直段上固定有第二气缸，所述第二气缸的气缸杆方向朝左，且气缸杆上连接有推杆，所述推杆正对导向块的右端面，所述导向块与第二竖直安装板之间设置有弹簧；当第二气缸的气缸杆向左伸出时，能带动推杆推动导向块左移，弹簧受力压缩，当第二气缸的气缸杆向右缩回并带动推杆缩回时，弹簧的回复力能驱动导向块右移。
9.上述方案中：所述第一竖直安装板的左端面上设置有用于限制摆臂来回旋转范围的限位块，当摆臂抵接在其中一限位块上时，一夹爪组件方向朝下，当摆臂抵接在另一限位块上时，另一夹爪组件方向朝下。
10.上述方案中：所述第一销轴有两个，两第一销轴一前一后间隔设置，所述弹簧有两个，两弹簧一上一下设置在两第一销轴之间。
11.上述方案中：所述转轴孔位于第一竖直安装板的下端，所述第一气缸通过门型安装座固定在第一竖直安装板的上端，第一气缸的气缸杆朝下。
12.本发明的有益效果是：
13.1、机械手上设有两夹爪组件，通过两夹爪组件搬运工件，相对于单爪搬运有效提高了工作效率，缩短了工作时间。
14.2、通过气缸、转轴和轴承组件配合实现了两夹爪组件位置的切换，再通过销轴、导向块和两传动块配合，只需要一个驱动力驱动导向块移动，便能使两夹爪在杠杆原理下实现张开或闭合，结构巧妙，不需要每个夹爪均配置一个驱动组件，驱动成本低，且两夹爪同步性高，不容易出现夹持故障，全程自动化控制，有利于机械手大力推广和应用。
附图说明
15.图1是本发明的整体结构示意图。
16.图2是图1另一个角度的示意图。
17.图3是夹爪机构的结构示意图。
18.图4是夹爪组件的结构示意图。
19.图5是导向块的仰视图。
20.图6是传动块的结构示意图。
具体实施方式
21.如图1—6所示，一种自动化双夹具机械手，主要由摆臂机构和夹爪机构组成。
22.摆臂机构包括第一竖直安装板1、摆臂2、转轴3和第二竖直安装板4，在第一竖直安装板1上设有左右延伸的轴孔，转轴3穿过轴孔并在其中部通过轴承组件与轴孔固定，摆臂2的中部固套在转轴3左端，第二竖直安装板4连接在转轴3右端。在第一竖直安装板1上固设有第一气缸5，第一气缸5的气缸杆与摆臂2的其中一端铰接，第一气缸5的气缸杆伸缩时能带动摆臂2来回旋转，从而带动转轴3来回旋转，进而带动第二竖直安装板4来回旋转。
23.夹爪机构包括两夹爪组件6和一夹爪驱动组件7，两夹爪组件6分别方向朝下和方向朝后固定在第二竖直安装板4的右端面上。第二竖直安装板4来回旋转时能带动夹爪组件6轮流朝下，当夹爪组件6处于方向朝下位置时，夹爪驱动组件7能驱动夹爪组件6张开或合拢。
24.方向朝下的夹爪组件6包括导向块8、第三竖直安装板9、两传动块10和两夹爪11。第三竖直安装板9的上端与第二竖直安装板4之间设置有第一销轴12，导向块8左右滑动套设在第一销轴12上。第三竖直安装板9的下端中部与第二竖直安装板4之间通过横向连接板13连接，第三竖直安装板9的下端两侧与第二竖直安装板4之间分别设有第二销轴14，两传动块10分别可转动地套设在两第二销轴14上。导向块8的底面两侧水平设置有两弧形导向槽15，两弧形导向槽15的间隔距离由左到右逐渐减小，两传动块10的顶部均设置有与弧形导向槽15匹配的连接头16，两传动块10的连接头16分别活动嵌装在两弧形导向槽15中，两夹爪11一前一后分别固定在两传动块10的底部。
25.当导向块8左移时，两传动块10的顶部靠拢，在第二销轴14的作用下两传动块10的底部张开，从而带动两夹爪11张开。当导向块8右移时，两传动块10的顶部张开，在第二销轴14的作用下两传动块10的底部靠拢，从而带动两夹爪11靠拢夹持。通过导向块8和两传动块10配合，只需要一个驱动力驱动导向块8移动，且通过杠杆原理实现两夹爪11张开或闭合，结构巧妙，驱动成本低。
26.方向朝后的夹爪组件6与方向朝下的夹爪组件6结构相同。
27.第二竖直安装板4呈“7”字形，转轴3右端连接在“7”字形的拐点位置处，两夹爪组件6分别固定在“7”字形的两边上，两夹爪组件6到拐点之间的间隔距离相同，以保证两夹爪组件6切换到指定位置后，均能与夹爪驱动组件7的位置对应。
28.夹爪驱动组件7包括“7”字形的安装架17，安装架17水平段的端头固定在第一竖直安装板1的右端面上，安装架17的竖直段位于第三竖直安装板9的右方。在安装架17的竖直段上固定有第二气缸18，第二气缸18的气缸杆方向朝左，且气缸杆上连接有推杆19，所述推杆19正对导向块8的右端面，导向块8与第二竖直安装板4之间设置有弹簧20。当第二气缸18的气缸杆向左伸出时，能带动推杆19推动导向块8左移，弹簧20受力压缩。当第二气缸18的气缸杆向右缩回并带动推杆19缩回时，弹簧20的回复力能驱动导向块8右移。通过第一气缸5和第二气缸18配合，能快速实现夹爪组件6位置的切换以及指定位置处的夹爪组件6的开合，无需针对夹爪组件6中的每个夹爪11单独布设一个气缸，成本低，有利于机械手大力推广和应用。
29.最好是，第一竖直安装板1的左端面上设置有用于限制摆臂2来回旋转范围的限位块21，当摆臂2抵接在其中一限位块21上时，一夹爪组件6方向朝下，当摆臂2抵接在另一限位块21上时，另一夹爪组件6方向朝下。限位块21起限位作用，方便两夹爪组件6快速切换到指定位置。
30.最好是，第一销轴12有两个，两第一销轴12一前一后间隔设置，弹簧20有两个，两弹簧20一上一下设置在两第一销轴12之间，合理布设第一销轴12和弹簧20，防止两者产生干扰。
31.最好是，转轴孔位于第一竖直安装板1的下端，第一气缸5通过门型安装座22固定在第一竖直安装板1的上端，第一气缸5的气缸杆朝下，结构简单，易于设置。
32.本发明的工作过程为：
33.机械手夹持工件前初始状态(将两夹爪组件6分为第一夹爪组件和第二夹爪组件)：第一气缸5气缸杆缩回，第一夹爪组件方向朝下，第二气缸18气缸杆伸出，第一夹爪组件张开；第二夹爪组件方向朝后，其弹簧未压缩，第二夹爪组件闭合。
34.动作说明：
35.机械手移动至上料位置处，第一夹爪组件方向朝下对准工件，第二气缸18气缸杆缩回，第一夹爪组件处的弹簧20回弹推动导向块8，使第一夹爪组件合拢夹紧工件；机械手上移一小段，第一气缸5气缸杆伸出，推动摆臂4旋转，使第二夹爪组件方向朝下，第二气缸18气缸杆伸出推动导向块8，使第二夹爪组件张开；机械手下移至工件位置处，第二气缸18气缸杆缩回，第二夹爪组件处的弹簧20回弹推动导向块8，使第二夹爪组件合拢夹紧工件；
36.机械手移动至卸料位置处，第二气缸18气缸杆伸出推动导向块8，使第二夹爪组件张开卸下工件，然后第二气缸18气缸杆缩回，第二夹爪组件闭合；第一气缸5气缸杆缩回，推动摆臂4旋转，使第一夹爪组件方向朝下，第二气缸18气缸杆伸出推动导向块8，使第一夹爪组件张开卸下工件；机械手回到上料位置处，重复以上动作实现反复装、卸工件。