一种专用于瓶盖的机械手及其工作方法与流程

本发明属于机械手领域，尤其是一种专用于瓶盖的机械手及其工作方法。

背景技术：

在化工印染领域，常常使用强酸强碱制剂满足生产的需要，传统的生产线通常使用开盖机械手打开瓶盖，在使用完成后对于剩余的强酸强碱瓶体，通常通过人工对瓶体进行密封，密封过程中剩余的液体依然挥发刺激性的气体，危害人体健康，而且使用人工密封，密封效果难以确认，效率低。

技术实现要素：

发明目的：提供一种专用于瓶盖的机械手及其工作方法，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种专用于瓶盖的机械手，包括：

基座，设置在基座上的支撑架，固定安装在支撑架靠近基座一端的滑轨基板组，活动卡接在滑轨上的升降横梁，固定安装在升降横梁上的支板组，固定安装在支撑架和支板组上的气动组件，设置在支板组一端的旋转机构，安装在旋转机构一端的机械手，以及设置在机械手底部的检测机构；所述气动组件通过传动组件控制旋转机构和机械手在三轴上往复运动。

在进一步的实施例中，所述支撑架包括：固定连接在基座一侧的支撑柱，固定安装在支撑柱上的支撑横梁，以及固定在基座上的连接架；所述滑轨基板组为两个对称安装在支撑柱上的基板，所述基板的一侧设置有滑轨，所述基板的两端设置有限位块。

在进一步的实施例中，所述气动组件包括：固定安装在支撑架上的升降气缸，固定安装在升降横梁上第一伸缩气缸，固定安装在支撑架上的第三伸缩气缸，以及固定安装在支板组上的第二伸缩气缸；所述升降气缸动力输出轴一端固定连接升降横梁，所述第一伸缩气缸动力输出轴连接在传动组件上，动力通过传动组件传动到支板组上，所述第二伸缩气缸的动力输出轴连接在旋转机构的另一端，所述第三伸缩气缸的动力输出轴连接支板组上。

在进一步的实施例中，所述支板组包括：固定安装在升降横梁上的第一支板以及连接在第一支板底部的第二支板，所述第一支板为l型板，所述第一支板安装在升降横梁上的一侧设置有安装块，所述安装块上设置有铰接座，所述传动组件铰接在安装块上；所述第二支板一侧固定安装在连接架上，一侧固定连接在第一支板的底部，所述第二支板的另一端设置有滑轨。

在进一步的实施例中，所述旋转机构包括：连接在第二伸缩气缸动力输出轴一端的滑动组件，固定安装在滑动组件上的支撑臂，固定安装在支撑臂上的旋转组件，设置在旋转组件内部的伺服电机，以及安装在伺服电机动力输出轴一端的旋转座。

在进一步的实施例中，所述机械手包括：爪牙和设置在爪牙一端的液压伸缩装置，所述爪牙的另一端设置缺口，所述缺口的一侧转动连接活动板，所述活动板的底部设置有弹簧，所述活动板的一侧设置有压力传感器。

在进一步的实施例中，所述机械手的底部设置有紧固工位，所述紧固工位包括两个对称安装在传送带两侧的固定装置，所述固定装置有一端设置有液压油缸，液压油缸的活塞杆的一端设置有弧形压板，所述液压油缸切斜一定角度安装在传动带的两侧。

在进一步的实施例中，所述检测机构包括设置在机械手两侧的红外激光检测板，设置在支撑架顶部的摄像装置，以及计算机控制系统，通过检测机构的图像处理采集机构和控制系统的有效结合，控制气动组件。

在进一步的实施例中，所述传动组件包括铰接在第一支板一侧的第一传动连杆和连接在第一传动连杆另一端的第二传动连杆，所述第一传动连杆的一端连接第一伸缩气缸的动力输出轴，所述第二传动连杆的另一端连接第二支板，所述第一伸缩气缸产生的动力经过传动组件控制第二支板上下转动的角度。

在进一步的实施例中，一种专用于瓶盖的机械手及其工作方法的工作方法包括如下步骤：

s1、传送带上的瓶体经过检测机构时，红外激光检测板对瓶体瓶口以及瓶盖的尺寸进行扫描，并将扫描数据发送至计算机；

s2、紧固工位根据计算机发送的指令，液压油缸朝斜上方伸缩从而紧固局托起瓶体；

s3、摄像装置对瓶口进行定位，并将定位数据发送至计算机，计算机控制气动组件运动使机械手的夹爪落在瓶盖的上，机械手上的液压伸缩装置，控制夹爪夹紧瓶盖，夹紧力度不超过压力传感器的预设数值范围；

s4、旋转机构带动机械手旋转，打开或闭合瓶盖。

有益效果：和传统技术相比，本发明通过检测机构能够精确地控制气动组件带动机械手实现多方向和角度的调整，精确定位瓶盖的位置，旋转机构可以带动机械手转动，具有对瓶体开盖和拧紧的功能，做到无人化的操作。

附图说明

图1是本发明专用于瓶盖的机械手的立体图。

图2是本发明专用于瓶盖的机械手的俯视图。

图3是本发明专用于瓶盖的机械手的左视图。

图4是本发明旋转机构和机械手的结构示意图。

图5是本发明紧固工位的俯视图。

图6是本发明紧固工位的正视图。

图7为本发明机械手夹爪的剖视图。

附图标记为：基座1、支撑架2、升降气缸30、第一伸缩气缸31、第二伸缩气缸32、第一支板33、第二支板34、第三伸缩气缸35、连接架36、升降横梁37、支撑横梁38、滑轨基板组39、传动连杆组4、检测机构5、紧固工位6、弧形压板60、液压油缸61、传送带62、机械手7、夹爪70、液压伸缩装置71、活动板72、弹簧73、旋转机构8、伺服电机80、旋转座81。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

如图1至图7所示的一种专用于瓶盖的机械手，包括：基座1、支撑架2、升降气缸30、气动组件、第一支板33、第二支板34、连接架36、升降横梁37、支撑横梁38、滑轨基板组39、传动组件、检测机构5、紧固工位6、固定板、液压油缸61、传送带62、机械手7、夹爪70、液压伸缩装置71、活动板72、弹簧73、旋转机构8、伺服电机80和旋转座81。

其中，基座1的一侧设置有支撑架2，支撑架2包括：支撑柱、支撑横梁38、连接架36、升降横梁37、滑轨基板组39以及限位块。支撑柱固定连接在基座1的一侧，支撑横梁38固定安装在支撑柱上，连接架36固定在基座1上。滑轨基板组39为两个对称安装在支撑柱上的基板，基板的一侧设置有滑轨，基板的两端设置有限位块。升降横梁37活动卡接在滑轨上，支板组固定安装在升降横梁37的一侧。

气动组件包括：升降气缸30、第一伸缩气缸31、第二伸缩气缸32以及第三伸缩气缸35。

升降气缸30固定安装在支撑架2上，第一伸缩气缸31固定安装在升降横梁37上，第三伸缩气缸35固定安装在支撑架2上，第二伸缩气缸32固定安装在支板组上；升降气缸30动力输出轴一端固定连接升降横梁37，第一伸缩气缸31动力输出轴连接在传动组件上，动力通过传动组件传动到支板组上，第二伸缩气缸32的动力输出轴连接在旋转机构8的另一端，第三伸缩气缸35的动力输出轴连接支板组上。支板组包括：第一支板33和第二支板34，第一支板33固定安装在升降横梁37的一侧，第二支板34连接在第一支板33的底部，第一支板33为l型板，第一支板33安装在升降横梁37上的一侧设置有安装块，安装块上设置有铰接座，传动组件铰接在安装块上；第二支板34一侧固定安装在连接架36上，一侧固定连接在第一支板33的底部，第二支板34的另一端设置有滑轨。

传动组件包括：第一传动连杆和第二传动连杆；第一传动连杆铰接在第一支板33的一侧，第二传动连杆连接在第一传动连杆的另一端，第一传动连杆的另一端连接第一伸缩气缸31的动力输出轴，第二传动连杆的另一端连接第二支板34，第一伸缩气缸31产生的动力经过传动组件控制第二支板34上下转动的角度。

在气动组件和传动组件配合的过程中能够精准地定位瓶盖的位置，制动速度快，同时还可以及时调整传动过程出现的误差。

旋转机构8包括：滑动组件、支撑臂、旋转组件、旋转座81以及伺服电机80。

滑动组件连接在第二伸缩气缸32动力输出轴一端的，滑动组件包括设置在第二支板34一侧的滑槽和卡接在滑槽内部的滑座，滑座的一侧固定连接支撑臂，支撑臂的一端设置有旋转组件，旋转组件的内部设置有伺服电机80，外部安装有外壳和旋转座81。

机械手7设置在旋转座81上，包括：爪牙和设置在爪牙一端的液压伸缩装置71，爪牙的另一端设置缺口，缺口的一侧转动连接活动板72，活动板72的底部设置有弹簧73，活动板72的一侧设置有压力传感器，能够实时监控夹爪70对瓶体的夹紧力度。在夹紧瓶口时可以根据瓶口的曲面调整夹紧受力面，活动板72的一侧设置有防滑贴面，防止夹爪70在转动过程中出现打滑。

机械手7的底部设置有紧固工位6，紧固工位6包括两个对称安装在传送带62两侧的固定装置，固定装置有一端设置有液压油缸61，液压油缸61的活塞杆的一端设置有弧形压板60，液压油缸61倾斜一定角度安装在传动带的两侧。紧固工位6收到计算机指令后，液压油缸61的活塞杆向斜上方前伸，从而将传送带62上的瓶体夹紧举升。

检测机构5包括设置在机械手7两侧的红外激光检测板，设置在支撑架2顶部的摄像装置，以及计算机控制系统，通过检测机构5的图像处理采集机构和控制系统的有效结合，控制气动组件。

工作方法包括如下步骤：

第一步、传送带62上的瓶体经过检测机构5时，红外激光检测板对瓶体瓶口以及瓶盖的尺寸进行扫描，并将扫描数据发送至计算机；

第二步、紧固工位6根据计算机发送的指令，液压油缸61朝斜上方伸缩从而带动弧形压板60夹紧并举托起瓶体；

第三步、摄像装置对瓶口进行定位，并将定位数据发送至计算机，计算机控制气动组件运动使机械手7的夹爪70落在瓶盖的上，机械手7上的液压伸缩装置71，控制夹爪70夹紧瓶盖，夹紧力度不超过压力传感器的预设数值范围；

第四步、旋转机构8中的伺服电机80带动机械手7实现正向和反向地转动，从而达到打开或闭合瓶盖的目的。

通过检测机构5能够精确地控制气动组件带动机械手7实现多方向和角度的调整，精确定位瓶盖的位置，旋转机构8可以带动机械手7转动，具有对瓶体开盖和拧紧的功能，同时可以根据不同材质，曲面形状的瓶身调整夹紧受力面。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。