一种全角度智能化配件抓取设备的制作方法

1.本实用新型涉及机械抓取设备领域，特别是涉及一种全角度智能化配件抓取设备。


背景技术：

2.在零件的若干加工流程中，涉及较多的步骤即为零件抓取或输送至cnc中，对应的，现有的零件抓取设备均采用常规的电动夹爪和传送带设备进行配合操作，无法进行精准的控制，且面对较长的传输距离，将存在传输效率低的问题以及电动夹爪中零件掉落的风险。


技术实现要素：

3.本实用新型主要解决的技术问题是：现有的零件抓取设备在面对较长的传输距离时，将存在传输效率低的问题以及电动夹爪中零件掉落的风险。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种全角度智能化配件抓取设备，包括：
5.固定模组、上料模组、夹取模组和工装夹具；
6.所述固定模组包括：固定架、分别水平设在所述固定架顶部和底部的第一固定板和第二固定板；所述第二固定板上设有操作区域，所述操作区域靠近所述工装夹具；
7.所述上料模组包括：旋转上料机构和滑轨机构；所述旋转上料机构设在所述操作区域内的所述第二固定板上；所述滑轨机构设在所述旋转上料机构上，且所述滑轨机构一端靠近所述工装夹具设置；所述滑轨机构上设有上料区域，所述上料区域与所述第一固定板之间设有一段距离；
8.所述夹取模组包括：水平传动机构、旋转控制机构和夹爪机构；所述水平传动机构设在所述第一固定板的下表面，所述旋转控制机构的顶部连接在所述水平传动机构上，所述旋转控制机构的底部对应所述滑轨机构的上方位置；所述夹爪机构一端与所述旋转控制机构的底部连接，所述夹爪机构另一端靠近所述上料区域设置；
9.所述旋转上料机构用于控制所述滑轨机构做旋转动作；所述上料区域用于放置物料；所述水平传动机构与所述夹爪机构相配合，使所述夹爪机构与所述滑轨机构联动；所述水平传动机构与所述旋转控制机构相配合，使所述夹爪机构将所述上料区域上的物料传输至所述工装夹具上。
10.作为一种改进的方案，所述旋转上料机构包括：第一升降气缸和第一旋转气缸；
11.所述第一升降气缸竖直设置，且所述第一升降气缸的固定端固定在所述操作区域内，所述第一旋转气缸设在所述第一升降气缸的活动端；所述第一旋转气缸的活动端朝向所述第一固定板，且所述第一旋转气缸的活动端上安装有第一法兰盘；所述第一升降气缸用于控制所述第一旋转气缸在竖直方向上的位移。
12.作为一种改进的方案，所述滑轨机构包括：连接板、第一滑轨、第一滑块和上料盒；
13.所述连接板水平安装在所述第一法兰盘上；
14.所述第一滑轨水平设在所述连接板上，且所述第一滑块滑动连接在所述第一滑轨上；
15.所述上料盒设在所述第一滑块的顶部，所述上料盒内设有顶部开口的上料腔室，所述上料腔室为所述上料区域；
16.所述第一旋转气缸带动所述第一滑轨做旋转动作。
17.作为一种改进的方案，所述连接板上表面靠近所述工装夹具的位置竖直设有挡板，所述挡板与所述第一滑轨之间设有间隙；
18.所述挡板正对所述第一滑轨的一面上对应所述上料盒的位置设有接触式传感器；所述上料盒靠近所述接触式传感器的一端超过所述第一滑块靠近所述接触式传感器的一端；
19.所述第一滑块的侧壁上竖直连接有连接条，所述连接条的顶部高于所述上料盒的顶部，且所述连接条的顶部两侧对称设有凸块。
20.作为一种改进的方案，所述水平传动机构包括：第二滑轨、平移气缸和滑动连接在所述第二滑轨上的第二滑块；
21.所述第二滑轨平行于所述第一滑轨设置在所述第一固定板的下表面对应所述第一滑轨的位置；
22.所述平移气缸平行于所述第二滑轨设在所述第一固定板的下表面靠近所述第二滑轨的位置；所述平移气缸的活动端与所述第二滑块连接；
23.所述平移气缸带动所述第二滑块沿所述第二滑轨滑动，进而使所述第二滑块靠近或远离所述工装夹具。
24.作为一种改进的方案，所述旋转控制机构包括：竖直连接件、第二旋转气缸和第二法兰盘；
25.所述第二旋转气缸的固定端通过所述竖直连接件连接在所述第二滑块上，所述第二旋转气缸的活动端朝向所述上料盒；所述第二法兰盘安装在所述第二旋转气缸的活动端；所述第二法兰盘与所述连接条之间设有一段距离。
26.作为一种改进的方案，所述夹爪机构包括；第一伸缩夹爪和第二伸缩夹爪；
27.所述第一伸缩夹爪安装在所述第二法兰盘上对应所述连接条的位置，所述第二伸缩夹爪安装在所述第二法兰盘上远离所述第一伸缩夹爪的位置，且所述第一伸缩夹爪的下端靠近所述连接条设置；
28.所述第二旋转气缸用于带动所述第一伸缩夹爪和所述第二伸缩夹爪做旋转动作。
29.作为一种改进的方案，所述第一伸缩夹爪包括：第二升降气缸和第一电动夹爪；
30.所述第二升降气缸竖直设置，且所述第二升降气缸的固定端安装在所述第二法兰盘上对应所述连接条的位置；
31.所述第一电动夹爪设在所述第二升降气缸的活动端，且所述第一电动夹爪上设有两个第一夹齿，所述第一夹齿与所述凸块一一对应；所述第一夹齿的内侧开设有与所述凸块相匹配的凹槽；
32.所述第二升降气缸带动所述第一电动夹爪在竖直方向上位移，使所述凹槽与所述凸块对位；所述平移气缸通过与第一电动夹爪的配合，使所述连接条带动所述上料盒沿所
述第一滑轨滑动，直至所述上料盒一端与所述接触式传感器接触；所述上料盒一端与所述接触式传感器接触时，所述第二升降气缸与所述第一电动夹爪配合，使所述第一电动夹爪远离所述连接条。
33.作为一种改进的方案，所述第二伸缩夹爪包括：第三升降气缸和第二电动夹爪；
34.所述第三升降气缸平行于所述第二升降气缸设置，且所述第三升降气缸的固定端安装在所述第二法兰盘上；
35.所述第二电动夹爪设在所述第三升降气缸的活动端，且所述第二电动夹爪的两个第二夹齿均朝向所述第一滑轨；
36.两个所述第二夹齿之间设有间隙，且两个所述第二夹齿之间的夹齿座上开设有缓冲槽，所述缓冲槽内可拆卸的竖直安装有弹性件，所述弹性件的下端延伸至两个所述第二夹齿之间的位置；
37.所述上料盒一端与所述接触式传感器接触，且所述第一电动夹爪远离所述连接条时，所述第二旋转气缸带动所述第三升降气缸旋转至所述上料盒上方；所述平移气缸、所述第三升降气缸和所述第二电动夹爪相配合，使所述第二电动夹爪将所述上料盒中的物料传输至所述工装夹具。
38.作为一种改进的方案，所述平移气缸与所述接触式传感器通信连接。
39.本实用新型的有益效果是：本实用新型可以缩短物料与cnc之间的传输距离，进一步减少了电动夹爪在传输过程中所存在的零件掉落风险；且本实用新型所采用的抓取设备可以对不同角度的物料进行适配抓取，抓取效率极高，并可以精准无误的将零件稳定的抓取至cnc内的工装夹具上，安全性和稳定性极高，其中各个设备之间的配合巧妙，提高了零件的传输效率，具有极高的市场价值和产品影响力。
附图说明
40.图1是本实用新型实施例的正视结构示意图；
41.图2是图1中a部分的放大结构示意图；
42.附图中各部件的标记如下：
43.1、第一固定板；2、固定架；3、第二固定板；4、工装夹具；101、第一升降气缸；102、第一旋转气缸；103、第一法兰盘；201、连接板；202、第一滑轨；203、第一滑块；204、上料盒；205、连接条；206、凸块；207、挡板；208、接触式传感器；301、第二滑轨；302、第二滑块；303、平移气缸；401、竖直连接件；402、第二旋转气缸；403、第二法兰盘；501、第二升降气缸；502、第一电动夹爪；503、第一夹齿；504、凹槽；601、第三升降气缸；602、夹齿座；603、弹性件；604、第二夹齿。
具体实施方式
44.下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
45.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
46.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
47.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
48.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
49.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。
50.需要说明的是，cnc（computer numerical control machine tools）是数控机床。
51.请参阅图1和图2，本实用新型实施例包括：
52.一种全角度智能化配件抓取设备，包括：
53.固定模组、上料模组、夹取模组和工装夹具4；
54.对应的，所述固定模组包括：固定架2、分别水平设在所述固定架2顶部和底部的第一固定板1和第二固定板3；所述第二固定板3上设有操作区域，所述操作区域靠近所述工装夹具4；在本实施例中，操作区域为进行物料上料的操作区；工装夹具4为对物料进行加工的数控机床；对应的，在本实施例中，第一固定板1、第二固定板3和固定架2均采用铝合金材质制成，进一步提高了整个设备的稳定性；
55.对应的，所述上料模组包括：旋转上料机构和滑轨机构；
56.具体的，所述旋转上料机构设在所述操作区域内的所述第二固定板3上；所述旋转上料机构包括：第一升降气缸101和第一旋转气缸102；
57.所述第一升降气缸101竖直设置，且所述第一升降气缸101的固定端固定在所述操作区域内，所述第一旋转气缸102设在所述第一升降气缸101的活动端；所述第一旋转气缸102的活动端朝向所述第一固定板1，且所述第一旋转气缸102的活动端上安装有第一法兰盘103；所述第一升降气缸101用于控制所述第一旋转气缸102在竖直方向上的位移；在本实
施例中，因工装夹具4的规格和大小可以根据具体的加工需求设置，故需要设置对应的第一升降气缸101来配合工装夹具4进行升降，进而使滑轨机构匹配和对位工装夹具4，及其的智能，对应的，可以想到的是，第一升降气缸101还可以通过电缸或升降杆实现；第一旋转气缸102还可以替换为电机和转轴的配合；
58.具体的，所述滑轨机构设在所述旋转上料机构上，且所述滑轨机构一端靠近所述工装夹具4设置；所述滑轨机构上设有上料区域，所述上料区域与所述第一固定板1之间设有一段距离；滑轨机构一方面用于上料，另一方面用于将物料靠近工装夹具4；所述滑轨机构包括：连接板201、第一滑轨202、第一滑块203和上料盒204；所述连接板201水平安装在所述第一法兰盘103上，且所述连接板201一端靠近所述工装夹具4设置；所述第一滑轨202水平设在所述连接板201上，且所述第一滑块203滑动连接在所述第一滑轨202上；所述上料盒204设在所述第一滑块203的顶部，所述上料盒204内设有上料腔室，所述上料盒204上表面对应所述上料腔室的位置开设有与所述上料腔室连通的盒口，所述盒口朝向所述第一固定板1，所述上料腔室为所述上料区域；所述第一旋转气缸102带动所述第一滑轨202做旋转动作；对应的，第一旋转气缸102与第一升降气缸101中的控制逻辑如下，还控制逻辑配置在控制第一旋转气缸102与第一升降气缸101的工控主机中：当需要进行上料时，第一升降气缸101带动第一旋转气缸102下降，第一旋转气缸102带动第一滑轨202向外旋转，操作人员即可向上料腔室中上料；上料完毕后，第一旋转气缸102带动第一滑轨202向内旋转，第一滑轨202朝向工装夹具4，第一升降气缸101带动第一旋转气缸102上升至第一滑轨202与工装夹具4相匹配；对应的，通过以上操作，可以实现上料和运料操作的相互隔离进行，保证了设备运行的秩序性。
59.具体的，所述连接板201上表面靠近所述工装夹具4的位置竖直设有挡板207，所述挡板207与所述第一滑轨202之间设有间隙；所述挡板207正对所述第一滑轨202的一面上对应所述上料盒204的位置设有接触式传感器208；所述上料盒204靠近所述接触式传感器208的一端超过所述第一滑块203靠近所述接触式传感器208的一端；所述第一滑块203的侧壁上竖直连接有连接条205，所述连接条205的顶部高于所述上料盒204的顶部，且所述连接条205的顶部两侧对称设有凸块206；在本实施例中，连接条205为后续和夹爪机构联动的联动件；接触式传感器208用于和水平传动机构之间进行信号收发，进而进行相应的流程配合。
60.对应的，所述夹取模组包括：水平传动机构、旋转控制机构和夹爪机构；
61.具体的，所述水平传动机构设在所述第一固定板1的下表面；所述水平传动机构包括：第二滑轨301、平移气缸303和滑动连接在所述第二滑轨301上的第二滑块302；所述平移气缸303为可调节式缓冲气缸；所述第二滑轨301平行于所述第一滑轨202设置在所述第一固定板1的下表面对应所述第一滑轨202的位置；所述平移气缸303平行于所述第二滑轨301设在所述第一固定板1的下表面靠近所述第二滑轨301的位置；所述平移气缸303的活动端与所述第二滑块302连接；所述平移气缸303带动所述第二滑块302沿所述第二滑轨301滑动，进而使所述第二滑块302靠近或远离所述工装夹具4；在本实施例中，所述平移气缸303和所述接触式传感器208通信连接；且本实施例中所有的通信连接技术均采用无线传输技术，无线传输技术包括但不限于蓝牙传输或网络传输等；对应的，平移气缸303用于带动上料盒204向工装夹具4移动；当上料盒204触碰到接触式传感器208时，接触式传感器208控制平移气缸303停止活动，而后续将通过夹爪机构进行物料抓取操作；对应的操作流程在下述
实施例中详述；
62.具体的，所述旋转控制机构的顶部连接在所述水平传动机构上，所述旋转控制机构的底部对应所述滑轨机构的上方位置；所述旋转控制机构包括：竖直连接件401、第二旋转气缸402和第二法兰盘403；
63.所述第二旋转气缸402设在所述第二滑块302与所述连接条205之间的位置，且所述第二旋转气缸402的固定端通过所述竖直连接件401连接在所述第二滑块302上，所述第二旋转气缸402的活动端朝向所述上料盒204；所述第二法兰盘403安装在所述第二旋转气缸402的活动端；所述第二法兰盘403与所述连接条205之间设有一段距离；在本实施例中，第二旋转气缸402用于控制夹爪机构进行旋转，进而使夹爪机构与滑轨机构联动或使夹爪机构抓取并传输上料盒204中的物料；
64.具体的，所述夹爪机构一端与所述旋转控制机构的底部连接，所述夹爪机构另一端靠近所述上料区域设置；所述夹爪机构包括；第一伸缩夹爪和第二伸缩夹爪；所述第一伸缩夹爪安装在所述第二法兰盘403上对应所述连接条205的位置，所述第二伸缩夹爪安装在所述第二法兰盘403上远离所述第一伸缩夹爪的位置，且所述第一伸缩夹爪的下端靠近所述连接条205设置；
65.所述第二旋转气缸402用于带动所述第一伸缩夹爪和所述第二伸缩夹爪做旋转动作；在本实施例中，第一伸缩夹爪主要用于和平移气缸303进行配合，进而使上料盒204靠近工装夹具4；第二伸缩夹爪主要用于抓取上料盒204中的物料，并与平移气缸303配合，将抓取到的物料传输至工装夹具4；对应的，第一伸缩夹爪和第二伸缩夹爪中存在如下控制逻辑：第一伸缩夹爪和第二伸缩夹爪的移动轨迹相反，即当第一伸缩夹爪下降时，第二伸缩夹爪上升，第二伸缩夹爪下降时，第一伸缩夹爪上升，这样两个伸缩夹爪不会相互进行干扰，进一步保证了传输过程的稳定进行；上述控制逻辑设在控制第一伸缩夹爪和第二伸缩夹爪的工控主机中；
66.具体的，所述第一伸缩夹爪包括：第二升降气缸501和第一电动夹爪502；所述第二升降气缸501竖直设置，且所述第二升降气缸501的固定端安装在所述第二法兰盘403上对应所述连接条205的位置；所述第一电动夹爪502设在所述第二升降气缸501的活动端，且所述第一电动夹爪502的两个第一夹齿503对称设置在所述连接条205两侧；所述第一夹齿503与所述凸块206一一对应；所述第一夹齿503的内侧开设有与所述凸块206相匹配的凹槽504；对应的，在需要进行夹取物料时，上述机构执行如下操作：所述第二升降气缸501带动所述第一电动夹爪502在竖直方向上位移，使所述凹槽504与所述凸块206对位；此时第二伸缩夹爪远离连接条205；第一电动夹爪502此时夹合，使凹槽504与凸块206卡合；此时，所述平移气缸303带动第一电动夹爪502沿第二滑轨301滑动，进而使第一电动夹爪502带动所述连接条205沿第二滑轨301滑动，进而使所述连接条205带动所述上料盒204沿所述第一滑轨202滑动，直至所述上料盒204一端与所述接触式传感器208接触；此时，按照前述实施例中所描述的，接触式传感器208向平移气缸303发送信号；平移气缸303停止工作；对应的，所述上料盒204一端与所述接触式传感器208接触时，第一电动夹爪502打开，凹槽504与凸块206分离，此时所述第二升降气缸501带动所述第一电动夹爪502远离所述连接条205；对应的，上述操作的控制逻辑设在控制所述第二升降气缸501、第一电动夹爪502和平移气缸303的工控主机中；经过上述操作，使上料盒204靠近了工装夹具4，进一步减少了物料所需传输的
距离，减少了物料掉落至工装夹具4外的风险；
67.具体的，所述第二伸缩夹爪包括：第三升降气缸601和第二电动夹爪；所述第三升降气缸601平行于所述第二升降气缸501设置，且所述第三升降气缸601的固定端安装在所述第二法兰盘403上远离所述第二升降气缸501的位置；所述第二电动夹爪设在所述第三升降气缸601的活动端，且所述第二电动夹爪的两个第二夹齿604均朝向所述第一滑轨202；对应的，当所述第二升降气缸501带动所述第一电动夹爪502在竖直方向上位移，使所述凹槽504与所述凸块206对位时，第三升降气缸601带动第二电动夹爪在竖直方向上上升，并远离所述连接条205；第一伸缩夹爪执行完上述操作后，第二伸缩夹爪执行如下操作：在所述上料盒204一端与所述接触式传感器208接触，且所述第一电动夹爪502远离所述连接条205时，所述第二旋转气缸402带动所述第三升降气缸601旋转至所述上料盒204上方；此时所述第三升降气缸601控制所述第二电动夹爪接近上料盒204中的物料，且在此过程中，可通过第二旋转气缸402带动第二电动夹爪进行多角度旋转，进而抓取不同角度的物料；对应的，第二电动夹爪抓取物料后，第三升降气缸601控制所述第二电动夹爪接远离上料盒204；所述平移气缸303带动第二电动夹爪沿第二滑轨301滑动；对应的，所述平移气缸303带动第二电动夹爪沿第二滑轨301滑动至所述工装夹具4上方时，第二旋转气缸402带动第二电动夹爪旋转至工装夹具4上方，此时第三升降气缸601控制第二电动夹爪向下移动至工装夹具4中，进而实现将所述上料盒204中的物料抓取至所述工装夹具4上；对应的，以上操作的控制逻辑设置在控制第二旋转气缸402、第三升降气缸601、平移气缸303和第二电动夹爪工控主机中；
68.具体的，在本实施例中，两个所述第二夹齿604之间设有间隙，且两个所述第二夹齿604之间的夹齿座602上开设有缓冲槽，所述缓冲槽内可拆卸的竖直安装有弹性件603，所述弹性件603的下端延伸至两个所述第二夹齿604之间的位置；在本实施例中，弹性件603包括但不限于弹簧和弹性活塞；对应的，弹性件603可以实现在第二电动夹爪夹取物料时，减少对物料的缓冲，且弥补第三升降气缸601移动上所产生的误差。
69.通过本实用新型，进一步缩短物料与cnc之间的传输距离，进一步减少了电动夹爪在传输过程中所存在的零件掉落风险；对应的，通过旋转气缸和升降气缸的配合，可以对不同角度和规格的物料进行适配抓取，抓取效率极高，且可以精准无误的将物料抓取至cnc中的工装夹具上，安全性极高，其中各个设备之间的配合巧妙，具有极高的市场价值和产品影响力。
70.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。