一种带位置偏差补偿的上下料装置的制作方法

1.本发明属于自动化上下料设备技术领域，尤其涉及一种带位置偏差补偿的上下料装置。


背景技术：

2.随着技术的发展，越来越多的工序都采用了自动化设备，对于上下料也是如此。对于规则的产品，很容易实现自动上下料。对于不规格或异形的产品如烟雾报警器，以往大多采用人工上下料，或者采用6轴机械手上料，但是人工上下料存在效率低，生产品质依赖操作员的熟练度问题。而6轴机械手上料存在成本高，速度低等问题，而且只能一次取放一个，效率不高，如果采用两套机械手，成本将大幅增加，而且两个产品同时取放，如果产品的位置出现偏差就容易出现卡料的现象，对产品的外观造成损坏。


技术实现要素：

3.针对以上技术问题，本发明公开了一种带位置偏差补偿的上下料装置，不容易出现卡料，而且可以通过设置两个或以上的上下料模组，同时进行两个或以上的产品上下料。
4.对此，本发明采用的技术方案为：一种带位置偏差补偿的上下料装置，其包括机架，所述机架上设有x轴移动模组、y轴移动模组、z轴移动模组和上下料手臂，所述x轴移动模组与y轴移动模组连接，所述y轴移动模组与z轴移动模组连接，所述z轴移动模组与上料手臂连接；所述上下料手臂包括至少一组上下料模组，所述上下料模组包括zr轴驱动机构、用于夹取产品的产品夹取机构和偏差补偿机构，所述zr轴驱动机构通过偏差补偿机构与产品夹取机构连接。其中，偏差补偿机构为xy方向位置偏差补偿机构。
5.进一步的，所述偏差补偿机构包括锁止机构、安装底座、定位构件、x轴移动机构、y轴移动机构、驱动输出安装板，所述锁止机构固定在安装底座上，所述定位构件的一端伸入到锁止机构的连接口，所述定位构件的另一端与驱动输出安装板固定连接；所述x轴移动机构与y轴移动机构连接，所述x轴移动机构或y轴移动机构与安装底座滑动连接，所述y轴移动机构或x轴移动机构与驱动输出安装板滑动连接，所述x轴移动机构或y轴移动机构通过第一复位构件与安装底座连接，所述y轴移动机构或x轴移动机构通过第二复位构件与驱动输出安装板连接；所述第一复位构件和第二复位构件为弹性构件。
6.采用此技术方案，所述x轴移动模组、y轴移动模组、z轴移动模组可以带动上下料手臂进行x、y、z三个方向的移动，zr轴驱动机构通过偏差补偿机构带动产品夹取机构转动，可以驱动产品旋转进行角度定位，偏差补偿机构可以进行自动柔性的位置补偿，使得产品夹取机构不会卡料，不会损坏产品的外观，也提高了生产效率。对于偏差补偿机构，当锁止机构不锁止定位构件时，与驱动输出安装板连接的其他部件在x轴移动机构、y轴移动机构、第一复位构件、第二复位构件的联合作用下，可以进行xy方向的移动调整，从而进行柔性的偏差自动补偿，平衡力，当驱动输出安装板连接夹爪时，不会出现卡料的现象。当锁止机构
将定位构件夹紧时，这种相对运动被锁止，可以固定与驱动输出安装板连接的其他部件。
7.作为本发明的进一步改进，所述x轴移动模组包括x轴驱动轮、x轴惰轮、x轴驱动电机和x轴减速机，所述x轴驱动电机和x轴减速机连接，所述x轴减速机与x轴驱动轮连接，所述x轴驱动轮、x轴惰轮之间绕有x轴同步带，所述x轴同步带连接y轴模组安装板，所述y轴模组安装板与y轴移动模组连接。
8.作为本发明的进一步改进，所述y轴移动模组包括y轴驱动轮、y轴惰轮和y轴驱动电机，所述y轴驱动电机和y轴减速机连接，所述y轴减速机与y轴驱动轮连接，所述y轴驱动轮、y轴惰轮之间绕有y轴同步带，所述y轴同步带连接z轴模组安装支架，所述z轴模组安装支架与z轴移动模组连接。
9.作为本发明的进一步改进，所述安装底座设有第一复位构件固定座，所述驱动输出安装板设有第二复位构件固定座；所述x轴移动机构或y轴移动机构通过第一复位构件与第一复位构件固定座连接；所述y轴移动机构或x轴移动机构通过第二复位构件与第二复位构件固定座连接；所述x轴移动机构包括x轴导轨，所述y轴移动机构包括y轴导轨，所述x轴导轨、y轴导轨分别位于安装固定板的正反面；所述第一复位构件的一端、第二复位构件分别与安装固定板连接。
10.作为本发明的进一步改进，所述第一复位构件固定座位于安装底座的底面，所述第二复位构件固定座位于驱动输出安装板的朝着安装底座的一面；所述第一复位构件、第二复位构件的一端或中部与安装固定板连接，所述第一复位构件、第二复位构件的另一端分别与第一复位构件固定座、第二复位构件固定座连接。
11.作为本发明的进一步改进，所述第一复位构件固定座、第二复位构件固定座为两个，分别位于安装固定板的正反面；所述安装固定板设有第一复位固定件和第二复位固定件，所述第一复位固定件位于两个第一复位构件固定座之间，所述第二复位固定件位于两个第二复位构件固定座之间；所述第一复位构件的中部与第一复位固定件连接，所述第二复位构件的中部与第二复位固定件连接，或者所述第一复位固定件通过两个第一复位构件与两侧的第一复位构件固定座连接，所述第二复位固定件通过两个第二复位构件与两侧的第二复位构件固定座连接。
12.采用此技术方案，在x轴、y轴方向都可以实现两个方向的复位，更好的进行柔性偏差补偿。
13.作为本发明的进一步改进，所述定位构件穿过安装底座、安装固定板与驱动输出安装板固定连接。
14.作为本发明的进一步改进，所述第一复位机构和第二复位机构为复位弹簧。
15.作为本发明的进一步改进，所述zr轴驱动机构通过旋转机构与产品夹取机构连接；所述旋转机构包括旋转气缸，所述产品夹取机构包括夹爪气缸，所述zr轴驱动机构通过连接轴与旋转气缸连接，所述旋转气缸通过旋转板与夹爪气缸连接。
16.采用此技术方案，夹爪气缸用于夹取产品，zr轴驱动机构带动产品夹取机构转动，可以驱动产品旋转进行角度定位，所述驱动输出安装板相对于安装底座可以进行xy轴向移动，进而带着驱动机构以及产品夹取机构一起移动，可以进行整体的位置调整，实现自动柔
性补偿，使得产品夹取机构不会卡料，不会损坏产品的外观，也提高了生产效率。该旋转机构可以用于产品夹取机构夹取的产品的其他调整，比如用于产品卡扣插入到治具孔内。
17.作为本发明的进一步改进，所述锁止机构包括抱紧气缸，所述抱紧气缸通过抱紧气缸安装板与z轴移动模组连接。
18.作为本发明的进一步改进，所述zr轴驱动机构包括zr轴伺服电机和zr轴减速机，所述zr轴伺服电机与zr轴减速机连接，所述zr轴减速机与连接轴连接。
19.作为本发明的进一步改进，所述连接轴通过气缸固定板与旋转气缸连接，所述驱动输出安装板与气缸固定板之间设有旋转拖链；所述旋转板通过缓冲机构与夹爪气缸连接。
20.作为本发明的进一步改进，所述缓冲机构包括缓冲板，所述旋转板连接侧板，所述侧板上设有缓冲导轨，所述旋转板通过缓冲弹簧与缓冲板连接，所述缓冲板通过缓冲导轨与侧板连接。
21.作为本发明的进一步改进，所述z轴移动模组包括z轴导轨、z轴驱动电机、z轴驱动轮、z轴惰轮，所述z轴导轨位于z轴模组安装支架上，所述z轴驱动电机和z轴减速机连接，所述z轴减速机与z轴驱动轮连接，所述z轴驱动轮、z轴惰轮之间绕有z轴同步带，所述z轴同步带与抱紧气缸安装板连接，所述抱紧气缸安装板与z轴导轨滑动连接。
22.作为本发明的进一步改进，所述抱紧气缸安装板与z轴模组安装支架之间设有拖链。
23.作为本发明的进一步改进，所述上下料手臂包括两组上下料模组和两组z轴移动模组，所述两组上下料模组并列设置，所述z轴模组安装支架上设有两个平行的z轴导轨，两组上下料模组的抱紧气缸安装板分别与对应的z轴移动模组连接，且分别与两个z轴导轨滑动连接。进一步的，每个抱紧气缸安装板与z轴模组安装支架之间均设有拖链。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果为：采用本发明的技术方案，偏差补偿机构可以对位置进行柔性的偏差补偿，不会出现卡料，更好的保护了产品的外观，可以实现同时上下两个产品，采用低成本实现高的效率，解放了人力。
附图说明
25.图1是本发明实施例1一种带位置偏差补偿的上下料装置的外部示意图。
26.图2是本发明实施例1的上下料手臂和z轴移动模组的爆炸图。
27.图3是本发明实施例1的上下料手臂和z轴移动模组的组装结构示意图。
28.图4是本发明实施例2的偏差补偿机构与的爆炸图。
29.图5是本发明实施例2的偏差补偿机构与的组装结构示意图。
30.图6是本发明实施例2的偏差补偿机构与的侧视图。
31.图7是图6中a
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a向剖视图。
32.图8是本发明实施例3的上下料模组的爆炸图。
33.图9是本发明实施例3的上下料模组的组装结构示意图。
34.图10是本发明实施例4的x轴移动模组的结构示意图。
35.图11是本发明实施例4的y轴移动模组的结构示意图。
36.附图标记包括：10
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产品；100
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机架，200
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x轴移动模组，300
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y轴移动模组，400
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z轴移动模组，500
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上下料手臂，600
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上下料模组；700
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柔性偏差补偿机构，800
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zr轴驱动机构，900
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产品夹取机构；201
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x轴驱动轮，202
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x轴惰轮，203
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x轴驱动电机，204
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x轴减速机，205
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x轴同步带，206
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x轴直线导轨；301
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y轴驱动轮，302
‑
y轴惰轮，303
‑
y轴驱动电机，304
‑ꢀ
y轴减速机，305
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y轴同步带，306
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y轴模组安装板，307
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y轴直线导轨，308
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y轴移动拖链，309
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张紧轮；401
‑
z轴导轨，402
‑
z轴驱动电机，403
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z轴驱动轮， 405
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z轴模组安装支架，406
‑
z轴移动拖链，407
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z轴减速机，408
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z轴同步带；701
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抱紧气缸，702
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安装底座，703
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定位柱，704
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x轴导轨，705
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y轴导轨，706
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安装固定板，707
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驱动输出安装板，708
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第一复位弹簧，709
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第二复位弹簧，710
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第一弹簧固定座，711
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第二弹簧固定座，712
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第一复位固定件，713
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第二复位固定件，714
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轴承；801
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zr轴伺服电机，802
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zr轴减速机，803
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连接轴，804
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气缸固定板，805
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旋转气缸，806
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旋转拖链，807
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旋转板；808
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抱紧气缸安装板；901
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夹爪气缸，902
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缓冲板，903
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侧板，904
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缓冲导轨，905
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缓冲弹簧。
具体实施方式
37.下面对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。
38.实施例1如图1~图3所示，一种带位置偏差补偿的上下料装置，其包括机架100，所述机架100上设有x轴移动模组200、y轴移动模组300、z轴移动模组400和上下料手臂500，所述x轴移动模组200与y轴移动模组300连接，所述y轴移动模组300与z轴移动模组400连接，所述z轴移动模组400与上料手臂连接；所述上下料手臂500包括至少一组上下料模组600，所述上下料模组600包括zr轴驱动机构800、用于夹取产品的产品夹取机构900和柔性偏差补偿机构700，所述zr轴驱动机构800通过柔性偏差补偿机构700与产品夹取机构900连接。其中，柔性偏差补偿机构700为xy方向位置偏差补偿机构。
39.实施例2如图4~图7所示，在实施例1的基础上，所述柔性偏差补偿机构700其包括抱紧气缸701、安装底座702、定位柱703、x轴移动机构、y轴移动机构、驱动输出安装板707，所述抱紧气缸701固定在安装底座702上，所述定位柱703的一端伸入到抱紧气缸701的连接口，所述定位柱703的这一端设有轴承714，用于与抱紧气缸701连接，所述定位柱703的另一端与驱动输出安装板707固定连接。
40.所述x轴移动机构与y轴移动机构连接，所述x轴移动机构与安装底座702滑动连接，所述y轴移动机构与驱动输出安装板707滑动连接，所述x轴移动机构通过第一复位弹簧708与安装底座702连接，所述y轴移动机构通过第二复位弹簧709与驱动输出安装板707连接。所述定位柱703的另一端穿过安装底座702、安装固定板706与驱动输出安装板707固定连接。
41.具体而言，所述x轴移动机构包括x轴导轨704，所述y轴移动机构包括y轴导轨705，所述x轴导轨704、y轴导轨705分别位于安装固定板706的正反面，所述安装底座702的底面设有第一弹簧固定座710，所述驱动输出安装板707的表面设有第二弹簧固定座711；所述第一复位弹簧708、第二复位弹簧709的一端或中部与安装固定板706连接，所述第一复位弹簧708、第二复位弹簧709的另一端分别与第一弹簧固定座710、第二弹簧固定座711连接。
42.进一步的，所述第一弹簧固定座710、第二弹簧固定座711为两个；所述安装固定板706 的正反面设有第一复位固定件712和第二复位固定件713，所述第一复位固定件712位于两个第一弹簧固定座710之间，所述第二复位固定件713位于两个第二弹簧固定座711之间。本实施例中，所述第一复位固定件712通过两个第一复位弹簧708分别与两侧的第一弹簧固定座710连接，所述第二复位固定件713通过两个第二复位弹簧709分别与两侧的第二弹簧固定座711连接。
43.采用此技术方案，当抱紧气缸701不锁止定位柱703时，与驱动输出安装板707连接的其他部件可以进行xy方向的移动调整，从而进行柔性的偏差自动补偿，平衡力。当抱紧气缸701将定位柱703夹紧时，这种相对运动被锁止，可以固定与驱动输出安装板707连接的其他部件。
44.实施例3在实施例2的基础上，如图8和图9所示，上下料模组600包括zr轴驱动机构800、旋转机构、夹爪气缸901和实施例2所述的柔性自动偏差补偿机构，所述zr轴驱动机构包括zr轴伺服电机801和zr轴减速机802，所述旋转机构包括旋转气缸805，所述夹爪气缸901包括夹爪气缸901，所述伺服电机801与减速机802连接，所述减速机802通过连接轴803与旋转气缸805连接，所述旋转气缸805通过旋转板807与夹爪气缸901连接。进一步的，所述连接轴803通过气缸固定板804与旋转气缸805连接，所述驱动输出安装板707与气缸固定板804之间设有旋转拖链806。所述旋转板807通过缓冲机构与夹爪气缸901连接。所述缓冲机构包括缓冲板902，所述旋转板807连接侧板903，所述侧板903上设有缓冲导轨904，所述旋转板807通过缓冲弹簧905与缓冲板902连接，所述缓冲板902通过缓冲导轨904与侧板903连接。所述抱紧气缸701通过抱紧气缸安装板33与z轴导轨34连接，整个可以沿着z轴方向移动。
45.采用此技术方案，夹爪气缸901将产品10夹起后，产品10底部有卡扣，需要对准治具卡扣孔，伺服电机801仅用于驱动产品10旋转角度定位，旋转气缸805仅用于产品10卡扣插入到治具孔；定位柱703固定在驱动输出安装板707上，驱动输出安装板707相对于安装底座702可以xy轴方向移动，带着减速机802、伺服电机801、夹爪气缸901一起移动，抱紧气缸701用于夹紧定位柱703，当抱紧气缸701夹紧时，这种相对运动将被锁止；达到一种可以控制的xy方向柔性/刚性夹取，实现自动柔性补偿，使得产品夹取机构在夹取产品时不会卡料，不会损坏产品的外观，也提高了生产效率。
46.实施例4在实施例3的基础上，如图2、图3、图10和图11所示，所述x轴移动模组200包括x轴驱动轮201、x轴惰轮202、x轴直线导轨206、x轴驱动电机203和x轴减速机204，所述x轴驱动电机203和x轴减速机204连接，所述x轴减速机204与x轴驱动轮201连接，所述x轴驱动轮201、x轴惰轮202之间绕有x轴同步带205，所述x轴同步带205连接y轴模组安装板306，所述y轴模组安装板306与x轴直线导轨206滑动连接，所述y轴模组安装板306与y轴移动模组300
连接。
47.所述y轴移动模组300包括y轴驱动轮301、y轴直线导轨307、y轴惰轮302和y轴驱动电机303，所述y轴驱动电机303和y轴减速机304连接，所述y轴减速机304与y轴驱动轮301连接，所述y轴驱动轮301、y轴惰轮302之间绕有y轴同步带305，所述y轴同步带305连接z轴模组安装支架405，所述z轴模组安装支架405与y轴直线导轨307滑动连接，所述z轴模组安装支架405与z轴移动模组400连接。所述z轴模组安装支架405连接y轴移动拖链308，所述y轴同步带305与张紧轮309连接。
48.所述z轴移动模组400包括z轴导轨401、z轴驱动电机402、z轴驱动轮403、z轴惰轮，所述z轴导轨401位于z轴模组安装支架405上，所述z轴驱动电机402和z轴减速机407连接，所述z轴减速机407与z轴驱动轮403连接，所述z轴驱动轮403、z轴惰轮之间绕有z轴同步带408，所述z轴同步带408与抱紧气缸安装板808连接，所述抱紧气缸安装板808与z轴导轨401滑动连接。所述抱紧气缸安装板808与z轴模组安装支架405之间设有z轴移动拖链406。
49.本实施例中，所述上下料手臂500包括两组上下料模组600和两组z轴移动模组400，两组上下料模组600并列设置， z轴模组安装支架405上设有两个平行的z轴导轨401，两组上下料模组600的抱紧气缸安装板808分别与对应的z轴移动模组400连接，且分别与两个z轴导轨401滑动连接。进一步的，每个抱紧气缸安装板808与z轴模组安装支架405之间均设有z轴移动拖链406。
50.采用此技术方案，两组上下料模组600可以同时进行夹取产品10进行上料，让抱紧气缸701不锁止定位柱703，当两个产品之间的位置间距有偏差时，所述柔性偏差补偿机构700可以进行柔性的偏差调整，不会卡料，不会损坏产品10的外观，提高了生产效率。
51.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。