一种适用于为节圆夹具上下料的柔性可随动翻转机械手爪的制作方法

本实用新型涉及一种适用于为节圆夹具上下料的柔性可随动翻转机械手爪，属于机械制造设备技术领域。

背景技术：

目前，齿轮热后硬车或磨内孔均采用节圆夹具对工件进行装夹加工，因节圆夹具的特殊性，目前传统的为节圆夹具安装工件的方式仍采用人工上料，无法实现机械手为节圆夹具自动上料装夹，尤其是斜齿轮更难实现自动上料装夹，目前国内还没有为节圆夹具自动上料的柔性机械手爪装置。国外为了实现机械手自动上料装夹，采用关节机器人配置视觉系统和力觉传感器的方式实现自动上料装夹，但该方式成本太高，一般企业无法接受，其次采用该方式上料节拍较长且效率较低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提供一种适用于为节圆夹具上下料的柔性可随动翻转机械手爪，填补国内空白，并针对国外采用的自动上料方式成本高和效率低的不足，采用全新的结构布局实现机械手爪为节圆夹具自动上料的目的，该结构具备柔性及随动功能，可在工件进入节圆夹具后，按斜齿轮螺旋线的方向随动前进，可为任意螺旋角的节圆夹具上料，快速、便捷，成本低廉，且上料时间极短。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：

一种适用于为节圆夹具上下料的柔性可随动翻转机械手爪，包括支座、气缸和连接座，连接座通过第二轴铰接在支座上，连接座上安装有基板，基板上安装有连接板；气缸的缸体通过第一双耳环座铰接在支座上，气缸的活塞杆通过第二双耳环座和所述连接板铰接；基板上安装有筒状的基座，基板的一端安装有接盘，接盘将基板的一端密封，基座内安装有角接触球轴承；还包括轴套和第一轴，轴套套设于角接触球轴承内，第一轴的一端套设于轴套内，第一轴上安装有夹紧气缸，夹紧气缸上设有机械手手指。

前述的一种适用于为节圆夹具上下料的柔性可随动翻转机械手爪中，所述第一轴上安装有第一限位块，所述连接板上还安装有带导杆气缸，所述带导杆气缸的导杆朝向所述第一限位快。

前述的一种适用于为节圆夹具上下料的柔性可随动翻转机械手爪中，所述第一轴和轴套之间设有螺旋压缩弹簧b，螺旋压缩弹簧b的一端抵触第一轴，螺旋压缩弹簧b的另一端抵触轴套；第一轴上安装有感应碰块，基板上安装有接近开关，接近开关位于基板上和所述感应碰块对应的位置。

前述的一种适用于为节圆夹具上下料的柔性可随动翻转机械手爪中，轴套上靠近接盘的一端设有锁紧螺母，第一轴上靠近接盘的一端设有轴用弹性卡圈，轴套的一端抵触所述轴用弹性卡圈。

前述的一种适用于为节圆夹具上下料的柔性可随动翻转机械手爪中，所述夹紧气缸上设有若干连接块，连接块上设有导向连接杆，抵料环安装在导向连接杆上，导向连接杆上套设有螺旋压缩弹簧a，螺旋压缩弹簧a的一端抵触连接块，螺旋压缩弹簧a的另一端抵触抵料环。

前述的一种适用于为节圆夹具上下料的柔性可随动翻转机械手爪中，所述支座上设有缓冲器和限位螺钉，缓冲器和限位螺钉的朝向之间存在90度夹角，所述基板上设有第二限位块，第二限位块作用于缓冲器和限位螺钉。

前述的一种适用于为节圆夹具上下料的柔性可随动翻转机械手爪中，所述第二轴通过深沟球轴承安装在支座上，第二轴和连接座之间设有键。

与现有技术相比，本实用新型填补国内空白，并针对国外采用的自动上料方式成本高和效率低的不足，采用全新的结构布局实现机械手爪为节圆夹具自动上料的目的，该结构具备柔性及随动功能，可在工件进入节圆夹具后，按斜齿轮螺旋线的方向随动前进，可为任意螺旋角的节圆夹具上料，快速、便捷，成本低廉，且上料时间极短。同时在夹爪上增加了顶料器和浮动单元能使机械手爪平面内柔性浮动，有效避免了机械手爪为夹具上料时因未啮合而产生的干涉和撞击，有效保护机械手爪。

本结构还具有以下有点：1、解决整个行业内节圆夹具无法自动上料的问题，填补国内空白。2、无需增加视觉系统和力觉传感器，即可实现为节圆夹具自动上料，大幅节约成本。3、该结构配合齿轮相位找正装置，能快速为节圆夹具上料，极大降低上料和取料时间，提升效率。4、结构中的弹性浮动补偿单元能使机械手爪在未与节圆夹具啮合的情况下弹性浮动直至提示报警，避免损坏机械手爪。5、该结构中带导杆气缸04的巧妙应用，使该结构既适用于左旋齿轮，又适用于右旋齿轮，使用范围极大，达到万能的功能。6、该结构中夹爪前端弹性抵料环的应用，可使夹爪放松后，将工件抵紧靠死定位面，提升装夹精度。7、该结构带90°摆动功能，既可抓取水平放置的工件也可抓取竖直放置的工件。

附图说明

图1是本实用新型的一种实施例的剖视图；

图2是本实用新型的一种工作状态的结构示意图；

图3是第二轴的结构示意图；

图4是本实用新型的工作状态示意图；

图5是本实用新型的运行方式示意图。

附图标记：1-第一双耳环座，2-气缸，3-第二双耳环座，4-带导杆气缸，5-第一限位块，6-导向连接杆，7-连接块，8-螺旋压缩弹簧a，9-第一轴，10-夹紧气缸，11-抵料环，12-机械手手指，13-螺旋压缩弹簧b，14-感应碰块，15-基板，16-连接板，17-连接座，18-第二轴，19-角接触球轴承，20-轴用弹性卡圈，21-接盘，22-锁紧螺母，23-轴套，24-基座，25-接近开关，26-缓冲器，27-深沟球轴承，28-限位螺钉，29-键，30-支座，31-第二限位块，32-工件，33-节圆夹具。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

具体实施方式

本实用新型的实施例1：一种适用于为节圆夹具上下料的柔性可随动翻转机械手爪，包括支座30、气缸2和连接座17，连接座17通过第二轴18铰接在支座30上，连接座17上安装有基板15，基板15上安装有连接板16；气缸2的缸体通过第一双耳环座1铰接在支座30上，气缸2的活塞杆通过第二双耳环座3和所述连接板16铰接；基板15上安装有筒状的基座24，基板15的一端安装有接盘21，接盘21将基板15的一端密封，基座24内安装有角接触球轴承19；还包括轴套23和第一轴9，轴套23套设于角接触球轴承19内，第一轴9的一端套设于轴套23内，第一轴9上安装有夹紧气缸10，夹紧气缸10上设有机械手手指12。

实施例2：一种适用于为节圆夹具上下料的柔性可随动翻转机械手爪，包括支座30、气缸2和连接座17，连接座17通过第二轴18铰接在支座30上，连接座17上安装有基板15，基板15上安装有连接板16；气缸2的缸体通过第一双耳环座1铰接在支座30上，气缸2的活塞杆通过第二双耳环座3和所述连接板16铰接；基板15上安装有筒状的基座24，基板15的一端安装有接盘21，接盘21将基板15的一端密封，基座24内安装有角接触球轴承19；还包括轴套23和第一轴9，轴套23套设于角接触球轴承19内，第一轴9的一端套设于轴套23内，第一轴9上安装有夹紧气缸10，夹紧气缸10上设有机械手手指12。

所述第一轴9上安装有第一限位块5，所述连接板16上还安装有带导杆气缸4，所述带导杆气缸4的导杆朝向所述第一限位快。所述第一轴9和轴套23之间设有螺旋压缩弹簧b13，螺旋压缩弹簧b13的一端抵触第一轴9，螺旋压缩弹簧b13的另一端抵触轴套23；第一轴9上安装有感应碰块14，基板15上安装有接近开关25，接近开关25位于基板15上和所述感应碰块14对应的位置。

实施例3：一种适用于为节圆夹具上下料的柔性可随动翻转机械手爪，包括支座30、气缸2和连接座17，连接座17通过第二轴18铰接在支座30上，连接座17上安装有基板15，基板15上安装有连接板16；气缸2的缸体通过第一双耳环座1铰接在支座30上，气缸2的活塞杆通过第二双耳环座3和所述连接板16铰接；基板15上安装有筒状的基座24，基板15的一端安装有接盘21，接盘21将基板15的一端密封，基座24内安装有角接触球轴承19；还包括轴套23和第一轴9，轴套23套设于角接触球轴承19内，第一轴9的一端套设于轴套23内，第一轴9上安装有夹紧气缸10，夹紧气缸10上设有机械手手指12。

所述第一轴9上安装有第一限位块5，所述连接板16上还安装有带导杆气缸4，所述带导杆气缸4的导杆朝向所述第一限位快。所述第一轴9和轴套23之间设有螺旋压缩弹簧b13，螺旋压缩弹簧b13的一端抵触第一轴9，螺旋压缩弹簧b13的另一端抵触轴套23；第一轴9上安装有感应碰块14，基板15上安装有接近开关25，接近开关25位于基板15上和所述感应碰块14对应的位置。

轴套23上靠近接盘21的一端设有锁紧螺母22，第一轴9上靠近接盘21的一端设有轴用弹性卡圈20，轴套23的一端抵触所述轴用弹性卡圈20。所述夹紧气缸10上设有若干连接块7，连接块7上设有导向连接杆6，抵料环11安装在导向连接杆6上，导向连接杆6上套设有螺旋压缩弹簧a8，螺旋压缩弹簧a8的一端抵触连接块7，螺旋压缩弹簧a8的另一端抵触抵料环11。所述支座30上设有缓冲器26和限位螺钉28，缓冲器26和限位螺钉28的朝向之间存在90度夹角，所述基板15上设有第二限位块31，第二限位块31作用于缓冲器26和限位螺钉28。所述第二轴18通过深沟球轴承27安装在支座30上，第二轴18和连接座17之间设有键29。

本实用新型的一种实施例的工作原理：机械手夹紧工件32前，机床先对节圆夹具33进行主轴定向，确保每次夹具停在同一位置，然后配合线外精确对齿机构对工件32进行齿轮定向，待工件相位找正后，机械手上的带导杆气缸4伸出，压紧第一限位块5使整个夹爪装置无法在水平状态下沿轴向旋转，此时机械手爪上的弹性抵料环11将工件抵正抵水平，然后夹紧气缸10通气夹紧工件，之后夹爪将工件运送至节圆夹具33前并进入节圆夹具内2—3mm处(啮合进入，因机床主轴定向和线外工件相位已定向，此时可确保工件能顺利啮合进入节圆夹具，但只能进入几毫米的位置，之后将无法再进入。)，此时带导杆气缸4缩回，整个机械手装置沿轴向处于自由状态，可随意旋转，当机械手夹持工件32沿水平轴向方向继续向节圆夹具33内部前进，工件32受到螺旋线方向的阻力迫使整个夹爪装置随动旋转，此时不受轴向限位的机械手装置即可随外力从动旋转进入节圆夹具33，带机械手走到预订的位置，夹紧气缸10松开，弹性抵料环11将工件抵紧靠死夹具端面，此时节圆夹具33再夹紧工件，整个机械手装置退出。

若从机床夹具上卸料，机械手上的带导杆气缸4在进入节圆夹具33抓料前先伸出，压紧第一限位块5使整个夹爪装置无法在水平状态下沿轴向旋转，此时机械手爪进入节圆夹具33，同时机械手上的弹性抵料环11将工件抵紧，然后夹紧气缸10通气夹紧工件，此时节圆夹具33松开，机械手上的带导杆气缸4缩回，整个机械手装置沿轴向处于自由状态，可随意旋转，当机械手夹持工件32沿水平轴向方向向节圆夹具33外部退出，工件32受到螺旋线方向的阻力迫使整个夹爪装置随动旋转，此时不受轴向限位的机械手装置即可随外力从动旋转退出节圆夹具33，带机械手完全退出节圆夹具33，走到预订的位置，机械手上的带导杆气缸4伸出，压紧第一限位块5使整个夹爪装置无法在水平状态下沿轴向旋转。整个机械手再退出机床。

若整个机械手夹紧工件在进入节圆夹具33前工件32未与节圆夹具啮合，工件32将被挡在节圆夹具33外无法进入，此时机械手夹持工件继续前进，第一轴9将受外力向反方向移动，迫使螺旋压缩弹簧b13压缩，当螺旋压缩弹簧b13压缩到一定距离，会促使接近开关25感应到安装于第一轴09上的感应碰块14，从而发出停止前进的指令，指示机械手停止前进并报警提示，从而达到保护机械手装置避免损坏工件32和节圆夹具33的目的。