专利名称：抽屉料仓纯机械式抓取定位装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械加工中的辅助设备，特别是用于自动化生产中的抽屉料仓纯机械式抓取定位装置。
背景技术：
目前，在现代机械加工行业自动化辅助设备越来越多，自动化程度也在飞速提高，在实现零件全自动加工过程中，自动化物流是关键功能之一。在机械加工自动化生产单元中抽屉式料仓以其结构紧凑，运转方便集上下料、物流与一体受到欢迎。但是其抽屉式储料托盘的抓取、定位、放回过程中多采用电磁铁的形式，在抓取、定位、放回的过程中，由于电气控制及走线布局上存在一定的困难，不便于控制和布线，同时需要增加相应的传感器进行确认抽屉托盘是否吸附牢靠，过程中是否有松脱现象等。基于此种情况，现研制出纯机械结构的抓取、定位、放回的纯机械式抓取、定位机构，这种机构稳定性高，通过简单编程就可实现自由抓取、移动、定位、放回等功能。客户对产品质量、稳定性的要求也在逐步提高，这样对加工自动化的需求也就更加迫切。目前国内大部分自动化对上下料物流的要求越来越高，旋转料仓、跺机料仓、料道等形式应用比较普遍，但是各自有各自的特点，使用总存在换产、移动等各方面的限制因素和操作不便等情况。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述不足而提供一种抽屉料仓纯机械式抓取定位装置。本实用新型的技术解决方案是:抽屉料仓纯机械式抓取定位装置包括安装架、托盘导向机构、滚珠丝杆驱动机构、抽屉托盘抓取机构和控制机构；安装架包括两个横梁、两个纵梁和两个导向条，两个横梁上面设置螺纹孔，导向条一端安装于纵梁上，导向条的另一端安装于另一纵梁上，两个导向条安装后形成导向空间；托盘导向机构包括两个限位块，限位块的端面为“L”状，限位块设置数个固定孔，螺栓贯穿固定孔后与螺纹孔结合将限位块固定于横梁上；滚珠丝杆驱动机构包括伺服电机、伺服电机固定座、主动轮、从动轮和同步带，伺服电机固定座安装于纵梁的下端，伺服电机安装于伺服电机固定座上，主动轮安装于伺服电机上，从动轮安装于抽屉托盘抓取机构上；抽屉托盘抓取机构包括滚珠丝杆、滚珠丝杆套、滚珠丝杆套固定座、第一固定轴承座、第二固定轴承座、支撑板、推板、推块、第一定位组件、底座、芯轴、第一芯轴固定座、第二芯轴固定座、弹簧、侧板、拨叉轴、脱扣件、第二定位组件、手爪、手爪连接杆和顶块，第一固定轴承座安装于纵梁上端的中间处，第二固定轴承座安装于另一纵梁上端的中间处，滚珠丝杆的一端安装轴承后再组装于第一固定轴承座中，滚珠丝杆的另一端安装轴承后再组装于第二固定轴承座中，滚珠丝杆套安装于滚珠丝杆套固定座后再安装于滚珠丝杆上，支撑板与推板安装于滚珠丝杆套固定座上，推块安装于推板的前端上表面，第一定位组件安装于滚珠丝杆套固定座下端，底座为一长方体，底座设置推块容置空间、脱扣件容置空间、直槽导向槽和弧形导向槽，于底座脱扣件容置空间的一侧位置处设置固定孔，于底座直槽导向槽的一侧位置处设置固定孔，底座两侧设置固定孔，推块安装于底座的推块容置空间中，第一芯轴固定座和第二芯轴固定座安装于底座上，芯轴安装于第一芯轴固定座和第二芯轴固定座上，弹簧安装于芯轴上，弹簧的一端与第一芯轴固定座接触，弹簧的另一端与推块接触，侧板安装于底座的两侧，拨叉轴安装于侧板上，且拨叉轴位于底座下端，第二定位组件安装于底座的两侧，芯轴中间位置处设置脱扣件容置槽，芯轴中间位置处设置销轴孔，该销轴孔的轴心与脱扣件容置槽垂直，脱扣件为“L”状，于脱扣件的折弯处设置插销孔，脱扣件的一端部内侧设置圆柱，脱扣件的插销孔与芯轴的销轴孔通过插销连接后将脱扣件安装于芯轴的脱扣件容置空间中，手爪连接杆一端安装于脱扣件的圆柱上，手爪包括连接部、爪勾部和摆动限位部，连接部设置开孔，摆动限位部设置开孔，手爪连接杆另一端与手爪连接部的开孔通过销轴组装后安装于底座上，摆动限位部安装销轴后再将销轴插入弧形导向槽内，顶块安装于芯轴的前端。优选的，推块容置空间和脱扣件容置空间贯通底座，直槽导向槽和弧形导向槽未贯通底座，推块容置空间包括前壁和后壁。优选的，芯轴的一端为半球状体，芯轴的另一端设置固定孔。优选的，直槽导向槽和弧形导向槽贯通底座。优选的，第一定位组件包括第一轴承固定柱、第一轴承和第一轴承定位套，第一轴承固定柱安装于滚珠丝杆套固定座下端，再将第一轴承定位套安装于第一轴承固定柱上，然后再将第一轴承安装于第一轴承固定柱上。优选的，第二定位组件包括“ LT状支架、第二轴承固定柱、第二轴承和第二轴承定位套，第二轴承固定柱安装于“ U”状支架下端，再将第二轴承定位套安装于第二轴承固定柱上，然后再将第二轴承安装于第二轴承固定柱上。优选的，顶块包括方块状的连接部和半圆体顶接部，半圆体顶接部位于方块状的连接部下端，方块状的连接部与芯轴的前端通过螺栓组装连接。优选的，控制机·构包括感应器、输入设备和控制器，感应器与控制器电信号连接，感应器安装在纵梁上用于检测抽屉托盘抓取机构运动位置，输入设备可供作业人员将指令输入控制器中，控制器再将指令传达至伺服电机使其按照指令工作。本实用新型的工作过程为:滚珠丝杆驱动机构的伺服电机带动抽屉托盘抓取机构的滚珠丝杆转动，滚珠丝杆转动带动滚珠丝杆套移动，杆套移动带动滚珠丝杆套固定座一起移动，滚珠丝杆套固定座移动带动支撑板、推板和推块一起移动，推块推动芯轴移动，当推块压缩弹簧时，弹簧推动第一芯轴固定座带动底板一起移动，芯轴移动带动脱扣件作用手爪连接杆，手爪连接杆的一端作用手爪的摆动限位部，使手爪以安装于连接部开孔的销轴为轴，使安装于手爪摆动限位部的销轴沿着弧形导向槽转动而是手爪慢慢打开，当推块顶触至推块容置空间的前壁时，底座带动拨叉轴推动脱扣件使脱扣件转动，从而使脱扣件带动手爪连接杆上升将手爪完全打开；当推块碰触抓取目标时，弹簧伺服电机转动方向改变，弹簧作用底座使其移动，芯轴在抓取目标作用下保持静止，在底座后移过程中，手爪慢慢合拢将抓取目标抓紧；抓取目标移动定位过程，在与滚珠丝杆连接的滚珠丝杆套作用下，底座受力，带动手爪将抓取目标拉动，随滚珠丝杆移动、定位，通过输入设备作业人员将指令输入控制器中，可以实现抓取目标的随意定位功能；抓取目标的放回过程，抓取目标放回到接近抽屉料仓时，通过与侧板连拨叉轴接触固定在芯轴上的脱扣件，脱扣件通过转动，从而使脱扣件带动手爪连接杆上升将手爪完全打开，抓取目标与手爪脱离，同时底座在伺服电机的作用下继续前移，通过芯轴将抓取目标向前继续推动实现托盘的放回功能。本实用新型的有益效果在于:1、突破了抽屉机料仓通过机械结构实现抓取、移动、定位、放回的难题；2、提高了抽屉料仓的稳定性，且结构简单，易于生产制造；3、使抽屉料仓的使用范围更加广泛，通过改变个零部件的强度，可以提高其抓取能力；4、改变了原结构在走线、布局的难题，使结构更加紧凑美观。
图1是本实用新型抽屉料仓纯机械式抓取定位装置安装于机床上抓取托盘状态时的立体图。图2是本实用新型抽屉料仓纯机械式抓取定位装置组装立体图。图3是本实用新型抽屉料仓纯机械式抓取定位装置立体爆炸图。图4是本实用新型抽屉料仓纯机械式抓取定位装置之抽屉托盘抓取机构立体图。图5是本实用 新型抽屉料仓纯机械式抓取定位装置之抽屉托盘抓取机构立体爆炸图。图6是本实用新型抽屉料仓纯机械式抓取定位装置之抽屉托盘抓取机构俯视图。图7是本实用新型抽屉料仓纯机械式抓取定位装置之抽屉托盘抓取机构前视图。图8是本实用新型抽屉料仓纯机械式抓取定位装置之底座立体图。图9是本实用新型抽屉料仓纯机械式抓取定位装置之芯轴立体图。图10是本实用新型抽屉料仓纯机械式抓取定位装置之脱扣件立体图。图11是本实用新型抽屉料仓纯机械式抓取定位装置之手爪立体图。图12是本实用新型抽屉料仓纯机械式抓取定位装置之顶块立体图。图中:抽屉料仓纯机械式抓取定位装置100、机床200、托盘300、安装架10、托盘导向机构20、滚珠丝杆驱动机构30、抽屉托盘抓取机构40、控制机构50、横梁11、纵梁12、导向条13、导向空间14、限位块21、伺服电机31、伺服电机固定座32、主动轮33、从动轮34、同步带35、滚珠丝杆401、滚珠丝杆套402、滚珠丝杆套固定座403、第一固定轴承座404、第二固定轴承座405、支撑板406、推板407、推块408、第一定位组件409、底座410、芯轴411、第一芯轴固定座412、第二芯轴固定座413、弹簧414、侧板415、拨叉轴416、脱扣件417、第二定位组件418、手爪419、手爪连接杆420、顶块421、推块容置空间422、脱扣件容置空间423、直槽导向槽424、弧形导向槽425、脱扣件容置槽426、销轴孔427、插销孔428、圆柱429、连接部430、爪勾部431、摆动限位部432、前壁433、后壁434、固定孔435、第一轴承固定柱436、第一轴承437、第一轴承定位套438、“ U”状支架439、第二轴承固定柱440、第二轴承441、第二轴承定位套442、方块状连接部443、半圆体顶接部444、感应器51。
具体实施方式
结合附图，对本实用新型做进一步说明，请参阅图1，抽屉料仓纯机械式抓取定位装置100安装于机床200上抓取托盘300的状态，结合图2至图7，抽屉料仓纯机械式抓取定位装置100包括安装架10、托盘导向机构20、滚珠丝杆驱动机构30、抽屉托盘抓取机构40和控制机构50 ;安装架10包括两个横梁11、两个纵梁12和两个导向条13，两个横梁11上面设置螺纹孔，导向条13 —端安装于纵梁12上，导向条13的另一端安装于另一纵梁12上，两个导向条13安装后形成导向空间14 ;托盘导向机构20包括两个限位块21，限位块21的端面为“L”状，限位块21设置数个固定孔，螺栓贯穿固定孔后与螺纹孔结合将限位块21固定于横梁11上；滚珠丝杆驱动机构30包括伺服电机31、伺服电机固定座32、主动轮33、从动轮34和同步带35，伺服电机固定座32安装于纵梁12的下端，伺服电机31安装于伺服电机固定座32上，主动轮33安装于伺服电机31上，从动轮34安装于抽屉托盘抓取机构40上；抽屉托盘抓取机构40包括滚珠丝杆401、滚珠丝杆套402、滚珠丝杆套固定座403、第一固定轴承座404、第二固定轴承座405、支撑板406、推板407、推块408、第一定位组件409、底座410、芯轴411、第一芯轴固定座412、第二芯轴固定座413、弹簧414、侧板415、拨叉轴416、脱扣件417、第二定位组件418、手爪419、手爪连接杆420和顶块421，第一固定轴承座404安装于纵梁12上端的中间处，第二固定轴承座405安装于另一纵梁12上端的中间处，滚珠丝杆401的一端安装轴承后再组装于第一固定轴承座404中，滚珠丝杆401的另一端安装轴承后再组装于第二固定轴承座405中，滚珠丝杆套402安装于滚珠丝杆套固定座403后再安装于滚珠丝杆401上，支撑板406与推板407安装于滚珠丝杆套固定座403上，推块407安装于推板406的前端上表面，第一定位组件409安装于滚珠丝杆套固定座403下端，参阅图8，底座410为一长方体，底座410设置推块容置空间422、脱扣件容置空间423、直槽导向槽424和弧形导向槽425,于底座410脱扣件容置空间423的一侧位置处设置固定孔，于底座410直槽导向槽424的一侧位置处设置固定孔，底座410两侧设置固定孔，推块408安装于底座410的推块容置空间422中，第一芯轴固定座412和第二芯轴固定座413安装于底座410上，芯轴411安装于第一芯轴固定座412和第二芯轴固定座413上，弹簧414安装于芯轴411上,弹簧414的一端与第一芯轴固定座412接触,弹簧414的另一端与推块408接触，侧板415安装于底座410的两侧，拨叉轴416安装于侧板415上，且拨叉轴416位于底座410下端，第二定位组件 418安装于底座410的两侧，参阅图9，芯轴411中间位置处设置脱扣件容置槽426，芯轴411中间位置处设置销轴孔427，该销轴孔427的轴心与脱扣件容置空间423垂直，参阅图10，脱扣件417为“L”状，于脱扣件417的折弯处设置插销孔428，脱扣件417的一端部内侧设置圆柱429，脱扣件417的插销孔428与芯轴411的销轴孔427通过插销连接后将脱扣件417安装于芯轴411的脱扣件容置槽426中，手爪连接杆420一端安装于脱扣件417的圆柱429上，参阅图11，手爪419包括连接部430、爪勾部431和摆动限位部432，连接部430设置开孔，摆动限位部432设置开孔，手爪连接杆420另一端与手爪419连接部430的开孔通过销轴组装后安装于底座410上，摆动限位部432安装销轴后再将销轴插入弧形导向槽425内，顶块421安装于芯轴411的前端。参阅图8，推块容置空间422和脱扣件容置空间423贯通底座410，直槽导向槽424和弧形导向槽425未贯通底座，推块容置空间422包括前壁433和后壁434。参阅图9,芯轴411的一端为半球状体,芯轴411的另一端设置固定孔435。另一实施方式中，直槽导向槽424和弧形导向槽425贯通底座。参阅图7，第一定位组件409包括第一轴承固定柱436、第一轴承437和第一轴承定位套438，第一轴承固定柱436安装于滚珠丝杆套固定座403下端，再将第一轴承定位套438安装于第一轴承固定柱436上，然后再将第一轴承437安装于第一轴承固定柱436上。参阅图7，第二定位组件418包括“ U”状支架439、第二轴承固定柱440、第二轴承441和第二轴承定位套442，第二轴承固定柱440安装于1 ‘ U”状支架439下端，再将第二轴承定位套442安装于第二轴承固定柱440上，然后再将第二轴承441安装于第二轴承固定柱440上。参阅图12，顶块421包括方块状连接部443和半圆体顶接部444，半圆体顶接部444位于方块状连接部443下端，方块状连接部443与芯轴411的前端通过螺栓组装连接。控制机构50包括感应器51、输入设备和控制器，感应器与控制器电信号连接，感应器51安装在纵梁12上用于检测抽屉托盘抓取机构40运动位置，输入设备可供作业人员将指令输入控制器中，控制器再将指令传达至伺服电机使其按照指令工作。本实用新型的工作过程为:滚珠丝杆驱动机构30的伺服电机31带动抽屉托盘抓取机构40的滚珠丝杆401转动，滚珠丝杆401转动带动滚珠丝杆套402移动，滚珠丝杆套402移动带动滚珠丝杆套固定座403 —起移动，滚珠丝杆套固定座403移动带动支撑板406、推板407和推块408 —起移动，推块408推动芯轴411移动，当推块408压缩弹簧414时，弹簧414推动第一芯轴固定座412带动底座410 —起移动，芯轴411移动带动脱扣件417作用手爪连接杆420，手爪连接杆420的一端作用手爪419的摆动限位部432使手爪419以安装于连接部430开孔的销轴为轴，使安装于手爪419摆动限位部432的销轴沿着弧形导向槽425转动而是手爪419慢慢打开，当推块408顶触至推块容置空间422的前壁433时，底座410带动拨叉轴416推动脱扣件417使脱扣件417转动，从而使脱扣件417带动手爪连接杆420上升将手爪419完全打开；当顶块421碰触抓取目标时，伺服电机31转动方向改变，弹簧414作用底座410使其移动，芯轴411在抓取目标作用下保持静止，在底座410后移过程中，手爪419慢慢合拢将抓取目标抓紧；抓取目标移动定位过程，在与滚珠丝杆401连接的滚珠丝杆套402作用下，底座410受力带动手爪419将抓取目标拉动，随套402移动、定位,通过输入设备作业人员将指令输入控制器中，可以实现托盘300的随意定位功能；托盘300的放回过程，托盘300放回到接近抽屉料仓时，通过与侧板415连接拨叉轴416接触固定在芯轴411上的脱扣件417，脱扣件417通过转动，从而使脱扣件417带动手爪连接杆420 上升将手爪419完全打开，托盘300与手爪419脱离，同时底座410在伺服电机31的作用下继续前移，通过芯轴411将托盘300向前继续推动实现托盘300的放回功倉泛。
权利要求1.一种抽屉料仓纯机械式抓取定位装置，抽屉料仓纯机械式抓取定位装置包括安装架、托盘导向机构、丝杆驱动机构、抽屉托盘抓取机构和控制机构；安装架包括两个横梁、两个纵梁和两个导向条，两个横梁上面设置螺纹孔，导向条一端安装于纵梁上，导向条的另一端安装于另一纵梁上，两个导向条安装后形成导向空间；托盘导向机构包括两个限位块，限位块的端面为“L”状，限位块设置数个固定孔，螺栓贯穿固定孔后与螺纹孔结合将限位块固定于横梁上；丝杆驱动机构包括伺服电机、伺服电机固定座、主动轮、从动轮和同步带，伺服电机固定座安装于纵梁的下端，伺服电机安装于伺服电机固定座上，主动轮安装于伺服电机上，从动轮安装于抽屉托盘抓取机构上，其特征在于:抽屉托盘抓取机构包括丝杆、丝杆套、丝杆套固定座、第一固定轴承座、第二固定轴承座、支撑板、推板、推块、第一定位组件、底座、芯轴、第一芯轴固定座、第二芯轴固定座、弹簧、侧板、拨叉轴、脱扣件、第二定位组件、手爪、手爪连接杆和顶块，第一固定轴承座安装于纵梁上端的中间处，第二固定轴承座安装于另一纵梁上端的中间处，丝杆的一端安装轴承后再组装于第一固定轴承座中，丝杆的另一端安装轴承后再组装于第二固定轴承座中，丝杆套安装于丝杆套固定座后再安装于丝杆上，支撑板与推板安装于丝杆套固定座上，推块安装于推板的前端上表面，第一定位组件安装于丝杆套固定座下端，底座为一长方体，底座设置推块容置空间、脱扣件容置空间、直槽导向槽和弧形导向槽，于底座脱扣件容置空间的一侧位置处设置固定孔，于底座直槽导向槽的一侧位置处设置固定孔，底座两侧设置固定孔，推块安装于底座的推块容置空间中，第一芯轴固定座和第二芯轴固定座安装于底座上，芯轴安装于第一芯轴固定座和第二芯轴固定座上，弹簧安装于芯轴上，弹簧的一端与第一芯轴固定座接触，弹簧的另一端与推块接触，侧板安装于底座的两侧，拨叉轴安装于侧板上，且拨叉轴位于底座下端，第二定位组件安装于底座的两侧，芯轴中间位置处设置脱扣件容置槽，芯轴中间位置处设置销轴孔，该销轴孔的轴心与脱扣件容置槽垂直，脱扣件为“L”状，于脱扣件的折弯处设置插销孔，脱扣件的一端部内侧设置圆柱，脱扣件的插销孔与芯轴的销轴孔通过插销连接后将脱扣件安装于芯轴的脱扣件容置空间中，手爪连接杆一端安装于脱扣件的圆柱上，手爪包括连接部、爪勾部和摆动限位部，连接部设置开孔，摆动限位部设置开孔，手爪连接杆另一端与手爪连接部的开孔通过销轴组装后安装于底座上，摆动限位部安装销轴后再将销轴插入弧形导向槽内，顶块安装于芯轴的前端。
2.根据权利要求1所述的抽屉料仓纯机械式抓取定位装置，其特征是:推块容置空间和脱扣件容置空间贯通底座，直槽导向槽和弧形导向槽未贯通底座，推块容置空间包括前壁和后壁。
3.根据权利要求1所述的抽屉料仓纯机械式抓取定位装置，其特征是:芯轴的一端为半球状体，芯轴的另一端设置固定孔。
4.根据权利要求1所述的抽屉料仓纯机械式抓取定位装置，其特征是:直槽导向槽和弧形导向槽贯通底座。
5.根据权利要求1所述的抽屉料仓纯机械式抓取定位装置，其特征是:第一定位组件包括第一轴承固定柱、第一轴承和第一轴承定位套，第一轴承固定柱安装于丝杆套固定座下端，再将第一轴承定位套安装于第一轴承固定柱上，然后再将第一轴承安装于第一轴承固定柱上。
6.根据权利要求1所述的抽屉料仓纯机械式抓取定位装置，其特征是:第二定位组件包括“ U”状支架、第二轴承固定柱、第二轴承和第二轴承定位套，第二轴承固定柱安装于“ u”状支架下端，再将第二轴承定位套安装于第二轴承固定柱上，然后再将第二轴承安装于第二轴承固定柱上。
7.根据权利 要求1所述的抽屉料仓纯机械式抓取定位装置，其特征是:顶块包括方块状的连接部和半圆体顶接部，半圆体顶接部位于方块状的连接部下端，方块状的连接部与芯轴的前端通过螺栓组装连接。
8.根据权利要求1所述的抽屉料仓纯机械式抓取定位装置，其特征是:控制机构包括感应器、输入设备和控制器，感应器与控制器电信号连接，感应器安装在纵梁上用于检测抽屉托盘抓取机构运动位置。
专利摘要本实用新型涉及机械加工中的辅助设备，特别是用于自动化生产中的抽屉料仓纯机械式抓取定位装置。抽屉料仓纯机械式抓取定位装置包括安装架、托盘导向机构、丝杆驱动机构、抽屉托盘抓取机构和控制机构；滚珠丝杆驱动机构包括伺服电机，抽屉托盘抓取机构包括滚珠丝杆、滚珠丝杆套和滚珠丝杆套固定座，通过伺服电机驱动滚珠丝杠的转动与控制机构对伺服电机的控制实现托盘的准确抓取、移动、定位、放回。本实用新型的有益效果在于提高了抽屉料仓的稳定性，且结构简单，易于生产制造；使抽屉料仓的使用范围更加广泛，提高其抓取能力；改变了原结构在走线、布局的难题，使结构更加紧凑美观。
文档编号B23Q7/00GK203109699SQ20132011073
公开日2013年8月7日 申请日期2013年3月12日 优先权日2013年3月12日
发明者宋明安, 王小龙, 李志博, 孙洁, 李维军, 麻辉 申请人:宁夏巨能机器人系统有限公司