带有智能定向功能的水平旋转式上下料机械手的制作方法
带有智能定向功能的水平旋转式上下料机械手的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及带有智能定向功能的水平旋转式上下料机械手，主要由顶起旋转机构、上料校正夹紧机构、滑台旋转同步定位机构、下料夹紧机构组成，各个机构在控制系统的控制下相互配合完成，其特征在于，旋转板中心安装在顶起旋转机构上，滑台旋转同步定位机构安装在顶起旋转机构一侧，上料校正夹紧机构和下料夹紧机构结构相同并且分别安装在旋转板两端，每个机构下面各有若干个子机构。该机械手替代了大量的人工劳动，整体定位精确大大提高，运转稳定可靠。并且同时实现工件定向与夹紧动作的完成，上下料同时完成的生产效率大大提高。
【专利说明】带有智能定向功能的水平旋转式上下料机械手
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及自动化机械设备领域，特别指对工件上料时有定向要求的多工位铰珩机类型的水平方向上下料的机床设备的机械手。
【背景技术】
[0002]当工人把工件放到铰珩机的夹具上时，夹具对工件的摆放角度有严格的要求。在每个夹具的底面设计有一个定位销。工件的上下料在采用自动化机械手之前只能由人工来完成。由于铰珩机为超精加工设备，每个工位的加工时间大约为15秒钟。也就意味着夹具在每15秒就要顺时针转动一个工位。这就要求工人必须在15秒内快速取下完成品，然后快速换上新的工件。周而复始地不停地工作。劳动强度极大，容易因为疲劳忘记更换零件造成重复加工的生产浪费和废品的产生。如果由工人长时间来取放工件，很容易发生定位销没有到位的情况，发生刀具和工件的碰撞事故。
实用新型内容
[0003]针对上述问题，本实用新型提供了一种带有智能定向功能的水平旋转式上下料机械手，减轻人工的劳动量，防止意外事故发生。
[0004]为实现以上目的，采用以下技术方案:
[0005]带有智能定向功能的水平旋转式上下料机械手，主要由顶起旋转机构、上料校正夹紧机构、滑台旋转同步定位机构、下料夹紧机构组成，各个机构由控制系统控制，其特征在于，旋转板中心安装在顶起旋转机构上，滑台旋转同步定位机构安装在顶起旋转机构一侦牝上料校正夹紧机构和下料夹紧机构结构相同并且分别安装在旋转板两端；
[0006]所述的顶起旋转机构的旋转板与顶起板安装在减速机上，顶起板在旋转板下方，减速机I嵌在减速机连接板上，减速机连接板其中的一组对角分别与两个导杆连接并且另一组对角与两个顶起气缸的活塞杆连接，两个导向座和顶起气缸的缸体安装在柱体构件内，导杆安装在导向套内，导向套安装在导向座内，柱体构件设有盖板，所述的导杆和顶起气缸活塞杆都穿过盖板，所述的减速机I由伺服电机I驱动；
[0007]所述的上料夹紧机构由校正机构和夹紧机构两部分组成，所述的夹紧机构的支脚和机械手卡座分别安装在旋转板一端的上、下表面，机械手卡座配有夹紧调节螺母，弹簧卡爪配有弹簧卡爪外套安装在机械手卡座内，连接轴穿过旋转板与气缸连接，气缸安装在支脚上；所述的校正机构的辅助卡爪位置是以弹簧卡爪为同心圆，分布在弹簧卡爪周围，辅助卡爪穿过旋转板安装在上连接板上，上连接板固定在旋转板的上表面，杠杆通过杠杆轴固定在杠杆支板上，杠杆力臂较短一端与上连接连接，杠杆力臂较长一端靠近磁性传感器并保证杠杆在旋转时触碰到磁性传感器，磁性传感器通过传感器支板固定在旋转板上；
[0008]所述的滑台旋转同步定位机构的滑台支架安装在顶起旋转机构的柱体构件的侧面，气动滑台固定在滑台支架的上面，滑台上板固定在气动滑台的上面，滑台上板的一端连接减速机II的安装法兰面，校正轮组件穿过滑台上板与减速机II相连，减速机II由伺服电机II驱动。
[0009]所述的辅助卡爪的数量至少为2个，其结构为弹簧套入弹簧芯轴，弹簧芯轴安装在弹簧导筒内，弹簧导筒上设有丝堵，弹簧导筒下端嵌入在定位叉的一端，定位销固定在定位叉的另一端。
[0010]顶起旋转机构运动原理说明:
[0011]顶起气缸和导向装置负责完成上下料机械手的上下方向的运动。机械手的上下方向的运动的设计是由于机械手从传送带上夹取工件后，需要将工件向上抬升到适合于进入设备内部的合理高度。到达设备内部后，机械手还需要向下运动将工件放入夹具内。
[0012]由盖板，导向套，导向座，导杆组成的两套导向装置保证了两个气缸在顶起的过程中能够保持垂直运动方向的运动精度。
[0013]机械手的旋转运动由伺服电机，减速机和连接构件(减速机连接板，顶起板，旋转板)组成。机械手的旋转运动完成了将工件从传送带到设备的位移运动。
[0014]伺服控制系统通过对伺服电机，减速机的传动组合的参数设定，实现了机械手旋转角度的精密控制。
[0015]校正机构的工作原理:工件在滑台旋转同步定位机构的作用下，进行匀速旋转运动。此时校正机构向下移动，直至工件的定位面与校正机构的定位销下端接触后停止运动。
[0016]定位销从找寻工件的定位孔到成功插入定位孔的相对运动过程中，发生了上下几毫米的微小位移变化，这个微小位移被弹簧芯轴传递给杠杆，进而被杠杆放大到数倍以上的位移量。安装在杠杆另一端的磁性传感器会将感应到杠杆的位移变化并传递给控制系统。定位销成功进入到工件的定位孔之后，工件受到定位销的阻力，停止旋转。从而实现了工件的转向达到了设计要求的位置。然后控制系统向夹紧机构发出夹紧工件的指令。
[0017]定位销的3个位移变化:
[0018]A，在没有工件的情况下，被安装在弹簧导筒的弹簧推动，定位销的最下端处于运动位移的最低位置。
[0019]B,在工件的定位面与定位销的下端接触后，定位销的最下端处于运动位移的最高位置。
[0020]C，在定位销找寻到工件的定位孔后，定位销滑入到定位孔。定位销的最下端再次处于运动位移的最低位置。
[0021]夹紧机构运动原理说明:
[0022]当运动气缸活塞在没有夹紧工件时，处于气缸的最大行程位置。当控制系统向夹紧机构发出夹紧工件的指令后，气缸接收到指令，气缸活塞向上(行程原点方向)运动，同时带动连接轴和弹簧卡爪向上运动。由于弹簧卡爪外套，夹紧调节螺帽被固定在机械手卡座上，弹簧卡爪受到弹簧卡爪外套的内圆面挤压变形，使得卡爪的内圆面与工件的圆柱体外圆相互压紧。于是工件在摩擦力的作用下，随着气缸活塞向上运动。完成了夹紧工件的功倉泛。
[0023]设计上要求在气缸活塞在没有回到行程原点时，弹簧卡爪就已经抱紧工件的圆柱体外圆。
[0024]弹簧卡爪外套，夹紧调节螺帽的设计是为了调整弹簧卡爪与工件的夹紧行程位置量。气缸支脚的设计目的是为了调整并拧紧连接轴与活塞端部的螺母。
[0025]滑台旋转同步定位机构的原理说明:
[0026]通过滑台活塞的横向运动，带动校正轮组件的校正轮水平运动，使校正轮与工件的法兰盘外圆压紧接触。进而实现校正轮旋转时，依靠校正轮外圆面的摩擦力使工件产生旋转运动。上料校正夹紧机构正是依靠工件的旋转运动，实现了工件的定向工作。服电机II和减速机II传动组件产生旋转运动，带动校正轮组的校正轮旋转。
[0027]本实用新型有益效果:在上料一个工位上，同时实现工件定向与夹紧动作的完成。相比现有机械手，都是采用工件定向和夹紧工作分开的设计形式。
[0028]采用新型设计的旋转板顶起和旋转机构，双气缸和导向装置，使机械手整体定位精确大大提闻。
[0029]设计独特紧凑的气动滑台组件和伺服旋转驱动机构，使机械手运转稳定可靠。
[0030]上下料同时完成的旋转板机构设计，使得上下料卡紧同时进行，上料动作完成时，下料动作也同时完成，生产效率大大提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1是本实用新型的总体布局图。
[0032]图2是本实用新型的正面视图。
[0033]图3是顶起旋转机构的正视图。
[0034]图4是顶起旋转机构的水平剖面图。
[0035]图5是上料校正夹紧机构和滑台旋转同步定位机构的正视图。
[0036]图6是上料校正夹紧机构和滑台旋转同步定位机构的俯视图。
[0037]如图所示
[0038]a顶起旋转机构；b上料校正夹紧机构；c滑台旋转同步定位机构；d下料夹紧机构；e旋转板；al顶起板；a2减速机I ;a3连接板；a4导杆；a5气缸；a6导向座；a7柱体构件；a8导向套；a9盖板；al0伺服电机I ;bl支脚；b2机械手卡座；b3夹紧调节螺母；b4弹簧卡爪；b5弹簧卡爪外套；b6连接轴；b7气缸；b8上连接板；b9杠杆；bl0杠杆轴；bll杠杆支板；bl2磁性传感器；bl3传感器支板；bl4弹簧；bl5弹簧芯轴；bl6弹簧导筒；bl7丝堵；bl8定位叉；bl9定位销；cl滑台支架；c2气动滑台；c3滑台上板；c4减速机II ；c5校正轮组件；c6伺服电机II ；fl限位块；f2限位块固定板；f3传送带固定板；f4轴承；f5调整压板；1工件；2传送带；3上料工位；4上料夹具。
【具体实施方式】
实施例
[0039]下面结合【专利附图】
【附图说明】本实用新型
[0040]本实用新型由顶起旋转机构(a)、上料校正夹紧机构(b)、滑台旋转同步定位机构(C)、下料夹紧机构(d)组成，本实用新型的4个运动形式均是由上述4个主要机构在控制系统的控制下相互配合完成。
[0041 ] 旋转板(e )中心安装在顶起旋转机构(a)上，滑台旋转同步定位机构(c )安装在顶起旋转机构(a)—侧，上料校正夹紧机构(b)和下料夹紧机构结构(d)相同并且分别安装在旋转板(e)两端；
[0042]顶起旋转机构(a)的顶起板(al)和旋转板(e)安装在减速机I (a2)上,顶起板(al)在旋转板(e)下方，减速机I (a2)嵌在减速机连接板(a3)上，减速机连接板(a3)其中的一组对角分别与两个导杆(a4)连接并且另一组对角与两个顶起气缸(a5)的活塞杆连接，两个导向座(a6)和顶起气缸(a5)的缸体安装在柱体构件(a7)内，导杆安装在导向套(a8)内，导向套(a8)安装在导向座(a6)内，柱体构件(a7)设有盖板(a9)，所述的导杆(a4)和顶起气缸(a5)活塞杆都穿过盖板(a9)，所述的减速机I (a2)由伺服电机I (alO)驱动；
[0043]上料校正夹紧机构(b)由校正机构和夹紧机构两部分组成，夹紧机构的支脚(bl)和机械手卡座(b2)分别安装在旋转板(e) —端的上、下表面，机械手卡座(b2)配有夹紧调节螺母(b3),弹簧卡爪(b4)配有弹簧卡爪外套(b5)安装在机械手卡座(b2)内，连接轴(b6)穿过旋转板(e)与气缸(b7)连接，气缸(b7)安装在支脚(bl)上；校正机构的辅助卡爪位置是以弹簧卡爪(b4)为同心圆，分布在弹簧卡爪(b4)周围,辅助卡爪穿过旋转板(e)安装在上连接板(b8)上，上连接板(b8)固定在旋转板(e)的上表面，杠杆(b9)通过杠杆轴(blO)固定在杠杆支板(blI)上,杠杆力臂较短一端与上连接板(b8)连接,杠杆力臂较长一端靠近磁性传感器(bl2)并保证杠杆(b9)在旋转时触碰到磁性传感器(bl2)，磁性传感器(bl2)通过传感器支板(b 13)固定在旋转板(e)上；
[0044]辅助卡爪的数量至少为2个，其结构为弹簧(bl4)套入弹簧芯轴(bl5)，弹簧芯轴(bl6)安装在弹簧导筒(bl7)内，弹簧导筒(bl6)上设有丝堵，弹簧导筒(bl6)下端嵌入在定位叉(b 18)的一端,定位销(b 19)固定在定位叉(b 18)的另一端。
[0045]滑台旋转同步定位机构(C)的滑台支架(Cl)安装在顶起旋转机构(al)的柱体构件(a7)的侧面，气动滑台(c2)固定在滑台支架(Cl)的上面，滑台上板(c3)固定在气动滑台(c2)的上面，滑台上板(c3)的一端连接减速机II (c4)的安装法兰面，校正轮组件(c5)穿过滑台上板(c3)与减速机II (c4)相连，减速机II (c4)由伺服电机II (c6)驱动。
[0046]在实施过程中为调整工件在上料工位的精确位置，还设有工件调整定位组件，该组件由限位块(fl)，限位块固定板(f2)，传送带固定板(f3)，轴承(f4)，调整压板(f5)组成。
[0047]限位块固定板(f2)和传动带固定板(f3)分别安装在传送带支架两侧，限位块固定板(f2)另一端固定在滑台支架(Cl)上，限位块(fl)横跨在传输带之上固定在限位块固定板(f2)和传动带固定板(f3)上，调整压板(f5)安装在传送带固定板(f3)上，轴承(f4)安装在调整压板(f5)上，轴承(f4)的位置以压紧工件为准。
[0048]机械手的运动顺序说明:
[0049]工件(I)在传送带(2)的带动下到达上料工位(3)，传感器感知后，上料校正夹紧机构(b)依靠伺服电机I (alO)的旋转运动到达工件(I)的正上方，两个顶起气缸(a5)同步下行靠近工件(I)。气动滑台(c2)推动校正轮组件(c5)压紧工件(I)，同时伺服电机II(c6)旋转带动工件(I)低速旋转。经过几秒后定位销(bl9)落入定位孔中。弹簧芯轴(bl5)向下行程引起杠杆(b9)的位移，进而引起磁性传感器(bl2)将信号传给控制系统，控制系统命令气动滑台(c2)后移，气缸(b7)带动弹簧卡爪(b4)夹紧工件(I)。两个顶起气缸顶起气缸(a5)同步带动机械手上行。伺服电机I (alO)反向旋转带动上料校正夹紧机构(b)到达设备的上料夹具(4)上方。等待设备发出可以上料的命令。得到可以的指令后，两个顶起气缸(a5)同步下行靠近上料夹具(4)，气缸(b7)松开工件(I )，工件(I)被放入到上料夹具(4)内。两个顶起气缸(a5)同步带动机械手上行。上料校正夹紧机构(b)依靠伺服电机I (alO)的旋转运动再次到达工件的正上方，开始下一次的上料工作。
【权利要求】
1.带有智能定向功能的水平旋转式上下料机械手，主要由顶起旋转机构(a)、上料校正夹紧机构(b)、滑台旋转同步定位机构(C)、下料夹紧机构(d)组成，各个机构由控制系统控制，其特征在于，旋转板(e)中心安装在顶起旋转机构上(a),滑台旋转同步定位机构(c)安装在顶起旋转机构(a)—侧，上料校正夹紧机构(b)和下料夹紧机构(d)结构相同并且分别安装在旋转板(e)两端； 所述的顶起旋转机(a)的顶起板(al)与旋转板(e)安装在减速机I(a2)上,顶起板(al)在旋转板(e)下方，减速机I (a2)嵌在减速机连接板I (a3)上，减速机连接板(a3)其中的一组对角分别与两个导杆(a4)连接并且另一组对角与两个顶起气缸(a5)的活塞杆连接，两个导向座(a6 )和顶起气缸(a5 )的缸体安装在柱体构件(a7 )内，导杆(a4)安装在导向套(a8)内，导向套(a8)安装在导向座(a6)内，柱体构件(a7)设有盖板(a9)，所述的导杆(a4)和顶起气缸(a5)活塞杆都穿过盖板(a9)，所述的减速机I (a2)由伺服电机I (alO)驱动；所述的上料校正夹紧机构(b)由校正机构和夹紧机构两部分组成，所述的夹紧机构的支脚(bl)和机械手卡座(b2)分别安装在旋转板(e)—端的上、下表面，机械手卡座(b2)配有夹紧调节螺母(b3)，弹簧卡爪(b4)配有弹簧卡爪外套(b5)安装在机械手卡座(b2)内，连接轴(b6)穿过旋转板(e)与气缸(b7)连接，气缸(b7)安装在支脚(bl)上；所述的校正机构的辅助卡爪位置是以弹簧卡爪(b4)为同心圆,分布在弹簧卡爪(b4)周围,辅助卡爪穿过旋转板(e)安装在上连接板(b8)上，上连接板(b8)固定在旋转板(e)的上表面，杠杆(b9)通过杠杆轴(b 10 )固定在杠杆支板(b 11)上，杠杆力臂较短一端与上连接板(b8 )连接，杠杆力臂较长一端靠近磁性传感器(bl2)并保证杠杆(b9)在旋转时触碰到磁性传感器(bl2)，磁性传感器(b 12)通过传感器支板(b 13)固定在旋转板(e)上； 所述的滑台旋转同步定位机构(C)的滑台支架(cl)安装在顶起旋转机构(al)的柱体构件(a7)的侧面，气动滑台(c2)固定在滑台支架(Cl)的上面，滑台上板(c3)固定在气动滑台(c2)的上面，滑台上板(c3)的一端连接减速机Π (c4)的安装法兰面，校正轮组件(c5)穿过滑台上板(c3)与减速机U (c4)相连，减速机Π (c4)由伺服电机Π (c6)驱动。
2.带有智能定向功能的水平旋转式上下料机械手，其特征在于，所述的辅助卡爪的数量至少为2个，其结构为弹簧(bl4)套入弹簧芯轴(bl5)，弹簧芯轴(bl5)安装在弹簧导筒(bl6)内，弹簧导筒(bl6)上设有丝堵(b 17)，弹簧导筒(bl6)下端嵌入在定位叉(b 18)的一端，定位销(bl9)固定在定位叉(bl8)的另一端。
【文档编号】B24B33/10GK203945245SQ201420300263
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年6月9日 优先权日:2014年6月9日
【发明者】琪瑶, 张惠学, 齐放 申请人:大连东信自动化工程有限公司
【专利摘要】本实用新型涉及带有智能定向功能的水平旋转式上下料机械手，主要由顶起旋转机构、上料校正夹紧机构、滑台旋转同步定位机构、下料夹紧机构组成，各个机构在控制系统的控制下相互配合完成，其特征在于，旋转板中心安装在顶起旋转机构上，滑台旋转同步定位机构安装在顶起旋转机构一侧，上料校正夹紧机构和下料夹紧机构结构相同并且分别安装在旋转板两端，每个机构下面各有若干个子机构。该机械手替代了大量的人工劳动，整体定位精确大大提高，运转稳定可靠。并且同时实现工件定向与夹紧动作的完成，上下料同时完成的生产效率大大提高。
【专利说明】带有智能定向功能的水平旋转式上下料机械手
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及自动化机械设备领域，特别指对工件上料时有定向要求的多工位铰珩机类型的水平方向上下料的机床设备的机械手。
【背景技术】
[0002]当工人把工件放到铰珩机的夹具上时，夹具对工件的摆放角度有严格的要求。在每个夹具的底面设计有一个定位销。工件的上下料在采用自动化机械手之前只能由人工来完成。由于铰珩机为超精加工设备，每个工位的加工时间大约为15秒钟。也就意味着夹具在每15秒就要顺时针转动一个工位。这就要求工人必须在15秒内快速取下完成品，然后快速换上新的工件。周而复始地不停地工作。劳动强度极大，容易因为疲劳忘记更换零件造成重复加工的生产浪费和废品的产生。如果由工人长时间来取放工件，很容易发生定位销没有到位的情况，发生刀具和工件的碰撞事故。
实用新型内容
[0003]针对上述问题，本实用新型提供了一种带有智能定向功能的水平旋转式上下料机械手，减轻人工的劳动量，防止意外事故发生。
[0004]为实现以上目的，采用以下技术方案:
[0005]带有智能定向功能的水平旋转式上下料机械手，主要由顶起旋转机构、上料校正夹紧机构、滑台旋转同步定位机构、下料夹紧机构组成，各个机构由控制系统控制，其特征在于，旋转板中心安装在顶起旋转机构上，滑台旋转同步定位机构安装在顶起旋转机构一侦牝上料校正夹紧机构和下料夹紧机构结构相同并且分别安装在旋转板两端；
[0006]所述的顶起旋转机构的旋转板与顶起板安装在减速机上，顶起板在旋转板下方，减速机I嵌在减速机连接板上，减速机连接板其中的一组对角分别与两个导杆连接并且另一组对角与两个顶起气缸的活塞杆连接，两个导向座和顶起气缸的缸体安装在柱体构件内，导杆安装在导向套内，导向套安装在导向座内，柱体构件设有盖板，所述的导杆和顶起气缸活塞杆都穿过盖板，所述的减速机I由伺服电机I驱动；
[0007]所述的上料夹紧机构由校正机构和夹紧机构两部分组成，所述的夹紧机构的支脚和机械手卡座分别安装在旋转板一端的上、下表面，机械手卡座配有夹紧调节螺母，弹簧卡爪配有弹簧卡爪外套安装在机械手卡座内，连接轴穿过旋转板与气缸连接，气缸安装在支脚上；所述的校正机构的辅助卡爪位置是以弹簧卡爪为同心圆，分布在弹簧卡爪周围，辅助卡爪穿过旋转板安装在上连接板上，上连接板固定在旋转板的上表面，杠杆通过杠杆轴固定在杠杆支板上，杠杆力臂较短一端与上连接连接，杠杆力臂较长一端靠近磁性传感器并保证杠杆在旋转时触碰到磁性传感器，磁性传感器通过传感器支板固定在旋转板上；
[0008]所述的滑台旋转同步定位机构的滑台支架安装在顶起旋转机构的柱体构件的侧面，气动滑台固定在滑台支架的上面，滑台上板固定在气动滑台的上面，滑台上板的一端连接减速机II的安装法兰面，校正轮组件穿过滑台上板与减速机II相连，减速机II由伺服电机II驱动。
[0009]所述的辅助卡爪的数量至少为2个，其结构为弹簧套入弹簧芯轴，弹簧芯轴安装在弹簧导筒内，弹簧导筒上设有丝堵，弹簧导筒下端嵌入在定位叉的一端，定位销固定在定位叉的另一端。
[0010]顶起旋转机构运动原理说明:
[0011]顶起气缸和导向装置负责完成上下料机械手的上下方向的运动。机械手的上下方向的运动的设计是由于机械手从传送带上夹取工件后，需要将工件向上抬升到适合于进入设备内部的合理高度。到达设备内部后，机械手还需要向下运动将工件放入夹具内。
[0012]由盖板，导向套，导向座，导杆组成的两套导向装置保证了两个气缸在顶起的过程中能够保持垂直运动方向的运动精度。
[0013]机械手的旋转运动由伺服电机，减速机和连接构件(减速机连接板，顶起板，旋转板)组成。机械手的旋转运动完成了将工件从传送带到设备的位移运动。
[0014]伺服控制系统通过对伺服电机，减速机的传动组合的参数设定，实现了机械手旋转角度的精密控制。
[0015]校正机构的工作原理:工件在滑台旋转同步定位机构的作用下，进行匀速旋转运动。此时校正机构向下移动，直至工件的定位面与校正机构的定位销下端接触后停止运动。
[0016]定位销从找寻工件的定位孔到成功插入定位孔的相对运动过程中，发生了上下几毫米的微小位移变化，这个微小位移被弹簧芯轴传递给杠杆，进而被杠杆放大到数倍以上的位移量。安装在杠杆另一端的磁性传感器会将感应到杠杆的位移变化并传递给控制系统。定位销成功进入到工件的定位孔之后，工件受到定位销的阻力，停止旋转。从而实现了工件的转向达到了设计要求的位置。然后控制系统向夹紧机构发出夹紧工件的指令。
[0017]定位销的3个位移变化:
[0018]A，在没有工件的情况下，被安装在弹簧导筒的弹簧推动，定位销的最下端处于运动位移的最低位置。
[0019]B,在工件的定位面与定位销的下端接触后，定位销的最下端处于运动位移的最高位置。
[0020]C，在定位销找寻到工件的定位孔后，定位销滑入到定位孔。定位销的最下端再次处于运动位移的最低位置。
[0021]夹紧机构运动原理说明:
[0022]当运动气缸活塞在没有夹紧工件时，处于气缸的最大行程位置。当控制系统向夹紧机构发出夹紧工件的指令后，气缸接收到指令，气缸活塞向上(行程原点方向)运动，同时带动连接轴和弹簧卡爪向上运动。由于弹簧卡爪外套，夹紧调节螺帽被固定在机械手卡座上，弹簧卡爪受到弹簧卡爪外套的内圆面挤压变形，使得卡爪的内圆面与工件的圆柱体外圆相互压紧。于是工件在摩擦力的作用下，随着气缸活塞向上运动。完成了夹紧工件的功倉泛。
[0023]设计上要求在气缸活塞在没有回到行程原点时，弹簧卡爪就已经抱紧工件的圆柱体外圆。
[0024]弹簧卡爪外套，夹紧调节螺帽的设计是为了调整弹簧卡爪与工件的夹紧行程位置量。气缸支脚的设计目的是为了调整并拧紧连接轴与活塞端部的螺母。
[0025]滑台旋转同步定位机构的原理说明:
[0026]通过滑台活塞的横向运动，带动校正轮组件的校正轮水平运动，使校正轮与工件的法兰盘外圆压紧接触。进而实现校正轮旋转时，依靠校正轮外圆面的摩擦力使工件产生旋转运动。上料校正夹紧机构正是依靠工件的旋转运动，实现了工件的定向工作。服电机II和减速机II传动组件产生旋转运动，带动校正轮组的校正轮旋转。
[0027]本实用新型有益效果:在上料一个工位上，同时实现工件定向与夹紧动作的完成。相比现有机械手，都是采用工件定向和夹紧工作分开的设计形式。
[0028]采用新型设计的旋转板顶起和旋转机构，双气缸和导向装置，使机械手整体定位精确大大提闻。
[0029]设计独特紧凑的气动滑台组件和伺服旋转驱动机构，使机械手运转稳定可靠。
[0030]上下料同时完成的旋转板机构设计，使得上下料卡紧同时进行，上料动作完成时，下料动作也同时完成，生产效率大大提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1是本实用新型的总体布局图。
[0032]图2是本实用新型的正面视图。
[0033]图3是顶起旋转机构的正视图。
[0034]图4是顶起旋转机构的水平剖面图。
[0035]图5是上料校正夹紧机构和滑台旋转同步定位机构的正视图。
[0036]图6是上料校正夹紧机构和滑台旋转同步定位机构的俯视图。
[0037]如图所示
[0038]a顶起旋转机构；b上料校正夹紧机构；c滑台旋转同步定位机构；d下料夹紧机构；e旋转板；al顶起板；a2减速机I ;a3连接板；a4导杆；a5气缸；a6导向座；a7柱体构件；a8导向套；a9盖板；al0伺服电机I ;bl支脚；b2机械手卡座；b3夹紧调节螺母；b4弹簧卡爪；b5弹簧卡爪外套；b6连接轴；b7气缸；b8上连接板；b9杠杆；bl0杠杆轴；bll杠杆支板；bl2磁性传感器；bl3传感器支板；bl4弹簧；bl5弹簧芯轴；bl6弹簧导筒；bl7丝堵；bl8定位叉；bl9定位销；cl滑台支架；c2气动滑台；c3滑台上板；c4减速机II ；c5校正轮组件；c6伺服电机II ；fl限位块；f2限位块固定板；f3传送带固定板；f4轴承；f5调整压板；1工件；2传送带；3上料工位；4上料夹具。
【具体实施方式】
实施例
[0039]下面结合【专利附图】
【附图说明】本实用新型
[0040]本实用新型由顶起旋转机构(a)、上料校正夹紧机构(b)、滑台旋转同步定位机构(C)、下料夹紧机构(d)组成，本实用新型的4个运动形式均是由上述4个主要机构在控制系统的控制下相互配合完成。
[0041 ] 旋转板(e )中心安装在顶起旋转机构(a)上，滑台旋转同步定位机构(c )安装在顶起旋转机构(a)—侧，上料校正夹紧机构(b)和下料夹紧机构结构(d)相同并且分别安装在旋转板(e)两端；
[0042]顶起旋转机构(a)的顶起板(al)和旋转板(e)安装在减速机I (a2)上,顶起板(al)在旋转板(e)下方，减速机I (a2)嵌在减速机连接板(a3)上，减速机连接板(a3)其中的一组对角分别与两个导杆(a4)连接并且另一组对角与两个顶起气缸(a5)的活塞杆连接，两个导向座(a6)和顶起气缸(a5)的缸体安装在柱体构件(a7)内，导杆安装在导向套(a8)内，导向套(a8)安装在导向座(a6)内，柱体构件(a7)设有盖板(a9)，所述的导杆(a4)和顶起气缸(a5)活塞杆都穿过盖板(a9)，所述的减速机I (a2)由伺服电机I (alO)驱动；
[0043]上料校正夹紧机构(b)由校正机构和夹紧机构两部分组成，夹紧机构的支脚(bl)和机械手卡座(b2)分别安装在旋转板(e) —端的上、下表面，机械手卡座(b2)配有夹紧调节螺母(b3),弹簧卡爪(b4)配有弹簧卡爪外套(b5)安装在机械手卡座(b2)内，连接轴(b6)穿过旋转板(e)与气缸(b7)连接，气缸(b7)安装在支脚(bl)上；校正机构的辅助卡爪位置是以弹簧卡爪(b4)为同心圆，分布在弹簧卡爪(b4)周围,辅助卡爪穿过旋转板(e)安装在上连接板(b8)上，上连接板(b8)固定在旋转板(e)的上表面，杠杆(b9)通过杠杆轴(blO)固定在杠杆支板(blI)上,杠杆力臂较短一端与上连接板(b8)连接,杠杆力臂较长一端靠近磁性传感器(bl2)并保证杠杆(b9)在旋转时触碰到磁性传感器(bl2)，磁性传感器(bl2)通过传感器支板(b 13)固定在旋转板(e)上；
[0044]辅助卡爪的数量至少为2个，其结构为弹簧(bl4)套入弹簧芯轴(bl5)，弹簧芯轴(bl6)安装在弹簧导筒(bl7)内，弹簧导筒(bl6)上设有丝堵，弹簧导筒(bl6)下端嵌入在定位叉(b 18)的一端,定位销(b 19)固定在定位叉(b 18)的另一端。
[0045]滑台旋转同步定位机构(C)的滑台支架(Cl)安装在顶起旋转机构(al)的柱体构件(a7)的侧面，气动滑台(c2)固定在滑台支架(Cl)的上面，滑台上板(c3)固定在气动滑台(c2)的上面，滑台上板(c3)的一端连接减速机II (c4)的安装法兰面，校正轮组件(c5)穿过滑台上板(c3)与减速机II (c4)相连，减速机II (c4)由伺服电机II (c6)驱动。
[0046]在实施过程中为调整工件在上料工位的精确位置，还设有工件调整定位组件，该组件由限位块(fl)，限位块固定板(f2)，传送带固定板(f3)，轴承(f4)，调整压板(f5)组成。
[0047]限位块固定板(f2)和传动带固定板(f3)分别安装在传送带支架两侧，限位块固定板(f2)另一端固定在滑台支架(Cl)上，限位块(fl)横跨在传输带之上固定在限位块固定板(f2)和传动带固定板(f3)上，调整压板(f5)安装在传送带固定板(f3)上，轴承(f4)安装在调整压板(f5)上，轴承(f4)的位置以压紧工件为准。
[0048]机械手的运动顺序说明:
[0049]工件(I)在传送带(2)的带动下到达上料工位(3)，传感器感知后，上料校正夹紧机构(b)依靠伺服电机I (alO)的旋转运动到达工件(I)的正上方，两个顶起气缸(a5)同步下行靠近工件(I)。气动滑台(c2)推动校正轮组件(c5)压紧工件(I)，同时伺服电机II(c6)旋转带动工件(I)低速旋转。经过几秒后定位销(bl9)落入定位孔中。弹簧芯轴(bl5)向下行程引起杠杆(b9)的位移，进而引起磁性传感器(bl2)将信号传给控制系统，控制系统命令气动滑台(c2)后移，气缸(b7)带动弹簧卡爪(b4)夹紧工件(I)。两个顶起气缸顶起气缸(a5)同步带动机械手上行。伺服电机I (alO)反向旋转带动上料校正夹紧机构(b)到达设备的上料夹具(4)上方。等待设备发出可以上料的命令。得到可以的指令后，两个顶起气缸(a5)同步下行靠近上料夹具(4)，气缸(b7)松开工件(I )，工件(I)被放入到上料夹具(4)内。两个顶起气缸(a5)同步带动机械手上行。上料校正夹紧机构(b)依靠伺服电机I (alO)的旋转运动再次到达工件的正上方，开始下一次的上料工作。
【权利要求】
1.带有智能定向功能的水平旋转式上下料机械手，主要由顶起旋转机构(a)、上料校正夹紧机构(b)、滑台旋转同步定位机构(C)、下料夹紧机构(d)组成，各个机构由控制系统控制，其特征在于，旋转板(e)中心安装在顶起旋转机构上(a),滑台旋转同步定位机构(c)安装在顶起旋转机构(a)—侧，上料校正夹紧机构(b)和下料夹紧机构(d)结构相同并且分别安装在旋转板(e)两端； 所述的顶起旋转机(a)的顶起板(al)与旋转板(e)安装在减速机I(a2)上,顶起板(al)在旋转板(e)下方，减速机I (a2)嵌在减速机连接板I (a3)上，减速机连接板(a3)其中的一组对角分别与两个导杆(a4)连接并且另一组对角与两个顶起气缸(a5)的活塞杆连接，两个导向座(a6 )和顶起气缸(a5 )的缸体安装在柱体构件(a7 )内，导杆(a4)安装在导向套(a8)内，导向套(a8)安装在导向座(a6)内，柱体构件(a7)设有盖板(a9)，所述的导杆(a4)和顶起气缸(a5)活塞杆都穿过盖板(a9)，所述的减速机I (a2)由伺服电机I (alO)驱动；所述的上料校正夹紧机构(b)由校正机构和夹紧机构两部分组成，所述的夹紧机构的支脚(bl)和机械手卡座(b2)分别安装在旋转板(e)—端的上、下表面，机械手卡座(b2)配有夹紧调节螺母(b3)，弹簧卡爪(b4)配有弹簧卡爪外套(b5)安装在机械手卡座(b2)内，连接轴(b6)穿过旋转板(e)与气缸(b7)连接，气缸(b7)安装在支脚(bl)上；所述的校正机构的辅助卡爪位置是以弹簧卡爪(b4)为同心圆,分布在弹簧卡爪(b4)周围,辅助卡爪穿过旋转板(e)安装在上连接板(b8)上，上连接板(b8)固定在旋转板(e)的上表面，杠杆(b9)通过杠杆轴(b 10 )固定在杠杆支板(b 11)上，杠杆力臂较短一端与上连接板(b8 )连接，杠杆力臂较长一端靠近磁性传感器(bl2)并保证杠杆(b9)在旋转时触碰到磁性传感器(bl2)，磁性传感器(b 12)通过传感器支板(b 13)固定在旋转板(e)上； 所述的滑台旋转同步定位机构(C)的滑台支架(cl)安装在顶起旋转机构(al)的柱体构件(a7)的侧面，气动滑台(c2)固定在滑台支架(Cl)的上面，滑台上板(c3)固定在气动滑台(c2)的上面，滑台上板(c3)的一端连接减速机Π (c4)的安装法兰面，校正轮组件(c5)穿过滑台上板(c3)与减速机U (c4)相连，减速机Π (c4)由伺服电机Π (c6)驱动。
2.带有智能定向功能的水平旋转式上下料机械手，其特征在于，所述的辅助卡爪的数量至少为2个，其结构为弹簧(bl4)套入弹簧芯轴(bl5)，弹簧芯轴(bl5)安装在弹簧导筒(bl6)内，弹簧导筒(bl6)上设有丝堵(b 17)，弹簧导筒(bl6)下端嵌入在定位叉(b 18)的一端，定位销(bl9)固定在定位叉(bl8)的另一端。
【文档编号】B24B33/10GK203945245SQ201420300263
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年6月9日 优先权日:2014年6月9日
【发明者】琪瑶, 张惠学, 齐放 申请人:大连东信自动化工程有限公司
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