一種模塊化機械手的製作方法

2023-10-20 19:51:37 1

本發明涉及一種機械手，特別是一種衝壓模塊化機械手。

背景技術：

目前，我國金屬製品行業的衝壓，大部分採用手工操作，生產效率低，勞動強度大，且安全風險較大。針對現狀，有部分企業為了提高效率，減輕勞動強度，減少安全隱患，提高重複定位精度開始應用機械手實現自動上下料。

但是，目前機械手的產品類型較多，不同類型之間的機械手不具備的通用性。當機械手的某個部件發生故障，只能將整個機械手進行更換。這樣，在生產過程中會導致效率低下，無法滿足現在生產需要。同時，也增加了企業生產過程的成本。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服現有技術的缺點與不足，提供了一種模塊化機械手。

本發明通過以下的方案實現：一種模塊化機械手，包括升降模塊、旋轉模塊、推送模塊和取料模塊；所述升降模塊設置旋轉模塊下方；所述推送模塊設置在旋轉模塊上方，所述取料模塊設置在推送模塊上；

所述升降模塊包括第一驅動部件，用於同時驅動旋轉模塊、推送模塊和取料模塊的升降；

所述旋轉模塊包括第一電機和諧波減速機；所述第一電機通過諧波減速機與所述推送模塊連接，所述第一電機通過諧波減速機傳動，控制所述推送模塊進行旋轉；

所述推送模塊包括行程導軌、第二驅動部件和安裝在行程導軌上的機械臂；所述機械臂設置在所述行程導軌上；所述第二驅動部件用於驅動所述機械臂在所述行程導軌上移動；

所述取料模塊包括公頭連接件、母頭連接件取料部件、定位檢測板、接近開關和第二電機；所述公頭連接件設置在機械臂末端，所述母頭連接件設置在取料部件上；所述公頭連接件中間設有圓柱軸，所述母頭連接件中間設有通孔；所述圓柱軸與該通孔相配合；所述公頭連接件上設有導柱，所述母頭連接件設有導套，所述導柱與導套相互配合以完成公頭連接件和母頭連接件的定位；所述公頭連接件上設有氣管接口，通過通斷氣來實現公頭連接件與母頭連接件的鎖緊與鬆開；所述公頭連接件設有相互連通的接頭與空軸，所述母頭連接件上設有相互貫通的接頭與孔，通過公頭連接件與母頭連接件的配合，實現氣路的貫通；所述公頭連接件上設有第一連接器，所述母頭連接件上設有第二連接器，通過第一連接器與第二連接器的配合，實現電路之間的連接；所述第二電機固定在所述機械臂內；所述接近開關設在在所述機械臂下方；所述定位檢測板固定在取料部件上；所述取料部件設置在機械臂的下方，並與所述第二電機連接；所述第二電機控制取料部件的旋轉，並通過定位檢測板與接近開關配合，實現取料部件的旋轉定位。

作為本發明的進一步改進，所述取料部件包括吸盤和真空發生器；所述真空發生器與吸盤連接，用於控制吸盤吸取和放置物料。

作為本發明的進一步改進，所述取料部件為氣動夾具。

作為本發明的進一步改進，所述定位檢測板為扇形面。

作為本發明的進一步改進，還包括一個控制器，用於控制升降模塊、旋轉模塊、推送模塊和取料模塊的工作。

作為本發明的進一步改進，所述升降模塊上設有上限位開關和下限位開關；當所述升降模塊達到上限位開關位置時，所述控制器控制該升降模塊停止上升；當所述升降模塊達到下限位開關位置時，所述控制器控制該升降模塊停止下降。

作為本發明的進一步改進，所述旋轉模塊上設有旋轉位置檢測開關，用於發送位置信息至所述控制器，所述控制器根據該位置信息實現對旋轉模塊的定位控制。

作為本發明的進一步改進，所述推送模塊上設有前限位開關和後限位開關；當所述機械臂達到前限位開關時，則所述控制器控制該推送模塊停止工作；當所述機械臂達到後限位開關時，則所述控制器控制該停止移動。

作為本發明的進一步改進，所述第一驅動部件包括電機和絲杆組件；所述電機通過絲杆驅動工作檯的上下移動。

作為本發明的進一步改進，所述第二驅動部件包括電機和線性模組，所述電機通過線性模組驅動所述機械臂的移動。

相比於現有技術，本發明通過對衝壓機械手進行模塊化設計，本發明的模塊化衝壓機械手將實現部件、構件的通用化、標準化、模塊化設計，解決機械手系統多樣化、滿足小批量生產的要求，降低製造成本，對衝壓機械手在金屬製品衝壓行業實現自動化、智能化的安全生產具有重要的推廣意義。

為了更好地理解和實施，下面結合附圖詳細說明本發明。

附圖說明

圖1是本發明的模塊化機械手的整體結構示意圖。

圖2是本發明的取料模塊的結構示意圖。

圖3是本發明的公頭連接件的結構示意圖。

圖4是本發明的母頭連接件的結構示意圖。

圖5和圖6為本發明的兩種氣動夾具的結構示意圖。

圖7是本發明的用於快速更換夾具的工具示意圖。

具體實施方式

本發明為了解決現有技術中不同類型之間的機械手不具備的通用性的缺陷，提供了一種模塊化的機械手，具體通過以下的實施例說明。

本發明的模塊化機械手，主要針對整個機械手進行模塊化的設計。而本發明中的機械手主要包含兩部分內容，一部分是整體的結構設計，另一部分是機械手的控制部分。以下分別從兩部分進行描述和介紹。

請參閱圖1，其為本發明的模塊化機械手的整體結構示意圖。首先，在結構設計上，本發明提供了一種模塊化機械手，包括升降模塊1、旋轉模塊2、推送模塊3和取料模塊4。所述升降模塊1設置旋轉模塊2下方；所述推送模塊3設置在旋轉模塊2上方，所述取料模塊4設置在推送模塊3上。具體的，以下分別介紹本發明中的幾個模塊的結構原理。

所述升降模塊1包括第一驅動部件，用於同時驅動旋轉模塊、推送模塊和取料模塊的升降。作為優選，本實施例中所述第一驅動部件包括電機和絲杆組件；所述電機通過絲杆驅動工作檯的上下移動。

所述旋轉模塊2包括第一電機和諧波減速機；所述第一電機通過諧波減速機與所述推送模塊連接，所述第一電機通過諧波減速機傳動，控制所述推送模塊進行旋轉；

所述推送模塊3包括行程導軌31、第二驅動部件32和安裝在行程導軌上的機械臂33。所述機械臂33設置在所述行程導軌31上；所述第二驅動部件32用於驅動所述機械臂在所述行程導軌上移動。具體的，所述第二驅動部件32包括電機和線性模組，所述電機通過線性模組驅動所述機械臂的移動。

請同時參閱圖2-4，其分別為本發明的取料模塊、公頭連接件和母頭連接件的結構示意圖。所述取料模塊4包括取料部件41、定位檢測板42、公頭連接件43、母頭連接件44、接近開關(圖未示)和第二電機(圖未示)。

具體的，所述公頭連接件設置在機械臂末端，所述母頭連接件設置在取料部件上。通過公頭連接件和母頭連接件的相互配合，實現取料部件與機械臂的快速裝卸。

以下介紹本實施例中公頭連接件與母頭連接件的連接關係。所述公頭連接件43中間設有圓柱軸431，所述母頭連接件中間設有通孔441，所述圓柱軸431與該通孔441相配合。所述公頭連接件上設有導柱432，所述母頭連接件設有導套442，所述導柱432與導套442相互配合以完成公頭連接件和母頭連接件的定位。所述公頭連接件上設有氣管接口433，通過通斷氣來實現公頭連接件與母頭連接件的鎖緊與鬆開。所述公頭連接件設有相互連通的接頭434與空軸435，所述母頭連接件上設有相互貫通的接頭443與孔444，通過公頭連接件與母頭連接件的配合，實現氣路的貫通。所述公頭連接件上設有第一連接器436，所述母頭連接件上設有第二連接器445，通過第一連接器與第二連接器的配合，實現電路之間的連接。通過對公頭連接件和母頭連接件進行設計，可以實現快速拆卸，以及可以滿足氣路和電路的連接。

所述第二電機固定在所述機械臂內；所述接近開關設在在所述機械臂下方；所述定位檢測板固定在取料部件上；所述取料部件設置在機械臂的下方，並與所述第二電機連接；所述第二電機控制取料部件的旋轉，並通過定位檢測板與接近開關配合，實現取料部件的旋轉定位。具體的，所述定位檢測板為扇形面。

另外，在本實施例中，所述取料部件可以為吸盤，也可以為氣動夾具。其中，作為本實施例的一種實施方式，所述取料部件包括吸盤和真空發生器；所述真空發生器與吸盤連接，用於控制吸盤吸取和放置物料。

請參閱圖5和圖6，其分別為本實施例中氣動夾具的兩種結構的示意圖。作為本實施例的另一種實施方式，所述取料部件為氣動夾具。

另外，在控制上。本發明的模塊化機械手還包括一個控制器，用於控制升降模塊、旋轉模塊、推送模塊和取料模塊的工作。

具體的，所述升降模塊上設有上限位開關和下限位開關；當所述升降模塊到上限位開關位置時，所述控制器控制該升降模塊停止上升；當所述升降模塊達到下限位開關位置時，所述控制器控制該升降模塊停止下降。

所述旋轉模塊上設有旋轉位置檢測開關，用於發送位置信息至所述控制器，所述控制器根據該位置信息實現對旋轉模塊的定位控制。

所述推送模塊上設有前限位開關和後限位開關；當所述機械臂達到前限位開關時，則所述控制器控制該推送模塊停止工作；當所述機械臂達到後限位開關時，則所述控制器控制該停止移動。

進一步，請參閱圖7，其為本發明中用於快速更換機械手夾具的工具。進一步，根據實際生產需要，有時候需要使用吸盤進行物料提取，有時候需要使用氣動夾具進行物料夾取。所以需要快速進行實現取料模塊快速更換。而通過本發明的模塊化設計，可以通過簡單的螺釘和螺母的配合，實現兩個模塊的連接。而在拆卸更換時，可以使用拆卸工具進行快速拆卸和安裝，從而完成了取料模塊的更換。

相比於現有技術，本發明通過對衝壓機械手進行模塊化設計，本發明的模塊化衝壓機械手將實現部件、構件的通用化、標準化、模塊化設計，解決機械手系統多樣化、滿足小批量生產的要求，降低製造成本，對衝壓機械手在金屬製品衝壓行業實現自動化、智能化的安全生產具有重要的推廣意義。

本發明並不局限於上述實施方式，如果對本發明的各種改動或變形不脫離本發明的精神和範圍，倘若這些改動和變形屬於本發明的權利要求和等同技術範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變形。