一种自动抓取机械手的制作方法

1.本实用新型属于自动化制造技术领域，尤其涉及一种自动抓取机械手。


背景技术：

2.机械手是模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物体或操作工具的自动操作装置，代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于自动化生产线中。机械手虽然不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，使用安全，抓举重物的力量比人手力大的优点，还能提高生产效率，节约人工成本。一台机械手通常工作于一个工位，对于多个工位上的自动化操作，需对应设置多台机械手，例如上料、下料工作一般分别设置上料位、下料位；对于一个工位上需要作用于不同物体时，通常使用两台机械手，此时需考虑空间问题，机械手需配置座体以及多组运动组件，实现各个方向的运动，空间较小时容易导致相互之间的运动干涉。
3.在现有技术中，当多个机械手的运动行程近似时，一般共用一个运动轴，例如x轴，在工作过程中多个机械手各自工作，利用编程防止在x轴上的干涉碰撞，缺点在于增加了大量避让行程，浪费能源，工作过程复杂，耗时多，存在安全隐患。
4.因此，有必要提供一种具有两组夹爪且适应性高、无干涉的自动抓取机械手。


技术实现要素：

5.鉴于以上所述现有技术的不足，本实用新型的目的在于：提供一种自动抓取机械手，包含两组运动行程完全同步的夹爪组件，可以同时抓取两个物体，也可以在同一行程中交替抓取不同物体。
6.为实现上述实用新型目的，本实用新型提供以下技术方案：
7.一种自动抓取机械手，包括直线导轨组件、升降组件和夹爪组件，所述升降组件在直线导轨组件的驱动下直线运动，所述夹爪组件连接于所述升降组件的活动端；所述夹爪组件设有两组，分别为第一夹爪组件和第二夹爪组件。由于第一夹爪组件和第二夹爪组件均连接于升降组件的活动端，两者的运动行程是完全相同的，可以同时抓取两种相同或不同的物体，也可以根据需要使用其中一组夹爪组件。将两组夹爪组件安装于同一升降组件，集成于同一机械手上，避免了两组机械手的干涉，降低了机械手的安装空间需求。
8.所述第一夹爪组件包含夹紧气缸和夹爪，所述夹爪连接于夹紧气缸的气爪上；所述第二夹爪组件与所述第一夹爪组件结构相同。在夹紧气缸的气爪上根据需要设置合适的夹爪，夹爪的形状根据要抓取的物体设计，当被抓取物体变化时也方便更换配套使用的夹爪。
9.第一夹爪组件还设有光电传感器，用于感应要抓取的物体，监测物体是否被抓取，所述光电传感器连接于第一夹爪组件的夹紧气缸上。
10.第二夹爪组件还设有压板，用于防止被抓取物体在抓取后晃动、翻转等，所述压板
连接于第二夹爪组件的夹紧气缸上。
11.所述夹紧气缸为平行手指气缸，所述夹爪设为正对的一组，夹爪相对运动进行抓取或放下，所述夹爪的夹持面底部设有凸起，利用凸起托载被抓取物体，防止在自重作用下滑落，减小了夹紧气缸的工作气压。
12.所述直线导轨组件为直线电缸，所述直线电缸包含导轨、滑块和伺服电机，所述直线电缸安装于支架上，保证升降组件的横向运动精度。
13.所述直线电缸的缸体两端分别设有第一极限传感器和第二极限传感器，所述滑块上通过连板设置有感应片，用于限制升降组件在导轨上的运动范围。所述直线电缸的缸体上还设有原点传感器，所述原点传感器靠近第一极限传感器，在开机或重启后利用原点传感器确定原点，以原点为参考点，进行运动控制。所述第一极限传感器、第二极限传感器、原点传感器均为槽型光电传感器，所述感应片在所述滑块的带动下运行于槽型光电感应器的感应槽中。
14.所述升降组件包含升降气缸和安装座，所述升降气缸的缸体连接于滑块上，所述安装座连接于所述升降气缸的活动端，所述第一夹爪组件和第二夹爪组件分别连接于所述安装座的两端。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
16.1、本实用新型的自动抓取机械手，通过在升降组件的活动端安装两组夹爪组件，使两者的运动行程完全相同，可以同时抓取两种相同或不同的物体，也可以在同一行程中交替抓取不同物体，在同一行程中完成两个物体的运输，降低了机械手的安装空间需求，避免了设置两组机械手导致的行程避让和可能的干涉。
17.2、本实用新型的自动抓取机械手，通过在第二夹爪组件上设置压板，抓取物体后压板可以防止物体上活动件的晃动、翻转，从而防止物体上活动件的脱落。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型具体实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型实施例中抓取物体的结构示意图；
20.图2为本实用新型自动抓取机械手的结构示意图；
21.图3为本实用新型中升降组件和夹爪组件的结构分解示意图；
22.图4为本实用新型中第一极限传感器、第二极限传感器、原点传感器和感应片的结构示意图；
23.图5为感应片与连板的安装结构示意图；
24.图6为本实用新型中夹爪组件在抓取物体状态下的结构示意图。
25.附图标记：100
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盖体，200
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底座，1
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直线导轨组件，11
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导轨，12
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滑块，13
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伺服电机，14
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拖链，2
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升降组件，21
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升降气缸，22
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安装座，3
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第一夹爪组件，31
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夹紧气缸，32
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夹爪，321
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凸起，30
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光电传感器，40
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压板，5
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支架，6
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感应片，61
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连板，101
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第一极限传感器，102
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第二极限传感器，103
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原点传感器。
具体实施方式
26.下面将对本实用新型具体实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.实施例：
28.在本实施例中，抓取物体如图1所示为例，主要用于盖体100和底座200组成的夹具体中的电子元件的自动上下料。在作业过程中，将要加工的电子元件一对一放置于底座200中，若干个电子元件和底座200排列放置于固定托盘（图中未示出）上，本实用新型的自动抓取机械手需要将工位上已经加工完的电子元件和其夹具体运输至固定托盘，并将其夹具体的盖体100取下后盖合于将要加工的电子元件的底座200上，并将盖合后的底座200和盖体100共同抓取放置于加工工位上，本实用新型的自动抓取机械手需往返于工位和固定托盘之间。
29.如图2所示的自动抓取机械手，包括直线导轨组件1、升降组件2和夹爪组件，升降组件2在直线导轨组件1的驱动下直线运动，所述夹爪组件连接于升降组件2的活动端；所述夹爪组件设有两组，分别为第一夹爪组件3和第二夹爪组件4，第一夹爪组件3用于夹持夹具体的上盖100；第二夹爪组件4用于夹持夹具体的底座200从而抓取整个夹具体及夹具体中的电子元件。
30.如图3所示，第一夹爪组件3包含夹紧气缸31和夹爪32，夹爪32连接于夹紧气缸31的气爪上；第二夹爪组件4与所述第一夹爪组件3结构相同。第一夹爪组件3还设有光电传感器30，用于感应第一夹爪组件3是否抓取到上盖100，光电传感器30安装于第一夹爪组件3的夹紧气缸31上。第二夹爪组件4设有压板40，由于第二夹爪组件4的夹持力作用于底座200上，上盖100通过自身重力放置于底座200上，两者之间不相互固定，所以上盖100为底座200上的活动件，此时压板40可以防止上盖100在运输过程中的晃动，避免掉落，压板40安装于第二夹爪组件4的夹紧气缸31上。在本实施例中，夹紧气缸31为平行手指气缸，夹爪32设为正对的一组，夹爪32的正对的夹持面上设有凸起321，可以托载被抓取的上盖100或底座200，防止其在自重作用下脱落，降低了对夹紧气压的需求。
31.如图2所示，所述直线导轨组件1为直线电缸，所述直线电缸包含导轨11、滑块12和伺服电机13，所述直线电缸安装于支架5上。结合图4和图5所示，所述直线电缸的缸体两端分别设有第一极限传感器101、第二极限传感器102，其中靠近第一极限传感器101还设有原点传感器103；滑块12上通过连板61设置有感应片6。在自动抓取机械手开机或重启后，伺服电机13使滑块12朝向第一极限传感器101运动，当感应片6感应到第一极限传感器101时，伺服电机13立即停止，并反向低速运转，当检测到原点传感器103后再次降速，感应片6离开原点传感器6或者检测到伺服电机13的z相脉冲后伺服电机13立即停止，以此处作为原点进行后续的运动控制。在本实施例中，第一极限传感器101、第二极限传感器102、原点传感器103均为槽型光电传感器，感应片6在滑块12的带动下运行于各槽型光电感应器的感应槽中。
32.如图3所示，升降组件2包含升降气缸21和安装座22，升降气缸21的缸体连接于滑块12上，安装座22连接于升降气缸21的活动端，第一夹爪组件3和第二夹爪组件4分别连接于安装座22的两端。如图1所示，滑块12上还通过钣金件连接有拖链14，保证升降组件2沿导
轨11直线运动的稳定性。
33.工作过程：
34.开机后，首先利用第一极限传感器101、原点传感器103确定直线电缸的原点，以原点为基点位置进行后续的运动控制；
35.在伺服电机13的驱动下，夹爪组件运行至工位上方，使第二夹爪组件4正对夹具体，并在升降组件2作用下使第二夹爪组件4的夹爪运行至底座200两侧，进行抓取，之后放置在固定托盘上；
36.夹爪组件上升、运行使第一夹爪组件3抓取刚才放置的底座200上的盖体100，并将盖体100放置于将要加工的电子元件的底座200上；
37.夹爪组件再次上升、运行使第二夹爪组件4抓取将要加工的电子元件的底座200，并放置于加工工位上。
38.如上反复动作加工完所有电子元件。在上述工作过程中，光电传感器30可监测判定第一夹爪组件3是否抓取到盖体100；压板40可防止盖体100在底座200上翻转掉落。第一夹爪组件3抓取盖体100、第二夹爪组件4抓取夹具体的状态如图6所示。
39.以上对本实用新型所提供的自动抓取机械手进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的结构及工作原理进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及核心思想，例如在另外的实施例中，第一夹爪组件3和第二夹爪组件4还可以抓取完全的相同的工件，同时完成两个工件的运输，用于提高工作效率。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求保护的范围内。