雙機械手協同裝配智能化工作站的製作方法

2023-05-27 10:55:01

本發明涉及按鈕開關的自動化裝配設備，更具體地說，涉及一種用於抓取彈簧的自動化裝備。

背景技術：

彈簧是一種利用彈性來工作的機械零件。用彈性材料製成的零件在外力作用下發生形變，除去外力後又恢復原狀。亦作「彈簧」。一般用彈簧鋼製成。彈簧的種類複雜多樣，按形狀分，主要有螺旋彈簧、渦卷彈簧、板彈簧、異型彈簧等。

彈簧行業在整個製造業當中雖然是一個小行業，但其所起到的作用是絕對不可低估的。國家的工業製造業、汽車工業要加快發展，而作為基礎件、零部件之一的彈簧行業就更加需要有一個發展的超前期，才能適應國家整個工業的快速發展。另外，彈簧產品規模品種的擴大、質量水平的提高也是機械設備更新換代的需要和配套主機性能提高的需要，因此，整個國家工業的發展，彈簧產品是起到重要作用的。

日用品業及五金業，包括打火機、玩具、鎖具、門鉸鏈、健身器、床墊、沙發等等，就數量而言，對彈簧需求量最大，數以百億件，技術要求不高，價格非常低。

在電器產品中，例如電器開關、斷路器產品中大量裝配由彈簧，由於彈簧結構小、尺寸容易發生變化，因此，需要工人手工實現對彈簧的抓取。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供了一種雙機械手協同裝配智能化工作站，在電器產品的自動化裝配生產中，將彈簧有序地抓取並放置到夾具上，利用振動盤實現對彈簧的有序輸出至送料軌道中，利用翻轉取料機械手從送料軌道中抓取到彈簧，利用抓取機械手將彈簧從翻轉取料機械手中抓取過來並放置到夾具上。本發明雙機械手協同裝配智能化工作站，實現了對彈簧的有序輸出，將彈簧調整到預定的角度後，放置到夾具上，利用雙機械手保證了彈簧移動過程的順暢、可控，避免彈簧被夾傷。

一種雙機械手協同裝配智能化工作站，包括：工作檯、用於輸出彈簧的振動盤、用於輸送所述彈簧的送料軌道、用於夾持所述彈簧並翻轉一定角度的翻轉取料機械手、用於從所述翻轉取料機械手中抓取到所述彈簧的抓取機械手、用於放置所述彈簧的夾具、用於限制所述彈簧的移動速度的阻擋機構，所述振動盤的輸出口連接至所述送料軌道，所述送料軌道的輸出口連接至所述翻轉取料機械手，所述阻擋機構位於所述送料軌道的輸出口處，所述抓取機械手位於所述翻轉取料機械手的上部，所述夾具位於所述抓取機械手的下部；

所述翻轉取料機械手包括：一號支架、一號水平滑動氣缸、一號水平滑板、翻轉氣缸、一號手爪氣缸、上手指、下手指、彈性壓塊、蓋板，所述一號支架固連於所述工作檯，所述一號水平滑動氣缸的氣缸體固連於所述一號支架，所述一號水平滑板活動連接於所述一號支架，所述一號水平滑動氣缸的活塞杆的末端固連於所述一號水平滑板；所述翻轉氣缸的氣缸體固連於所述一號水平滑板，所述一號手爪氣缸的氣缸體固連於所述翻轉氣缸的輸出法蘭上；所述上手指、下手指固連於所述一號手爪氣缸，所述上手指上固連有上指，所述下手指上固連有下指，所述下指上設置有和所述彈簧向匹配的入料口，所述上指上活動連接所述彈性壓塊，所述蓋板固連於所述上指，在所述彈性壓塊和蓋板之間設置有下壓彈簧，所述彈性壓塊和入料口相匹配。

優選地，所述阻擋機構包括：二號支架、上下氣缸、端部連接板、上下滑板、彈性探針，所述二號支架固連於所述工作檯，所述上下氣缸的氣缸體固連於所述二號支架，所述上下滑板活動連接於所述二號支架，所述上下氣缸的活塞杆的末端通過所述端部連接板固連於所述上下滑板；所述彈性探針固連於所述上下滑板，所述彈性探針和所述送料軌道相匹配。

優選地，所述抓取機械手包括：三號支架、二號水平滑臺、二號豎直滑臺、y軸滑臺、放料手指氣缸、放料手指，所述三號支架固連於所述工作檯，所述二號水平滑臺固連於所述三號支架，所述二號豎直滑臺固連於所述二號水平滑臺的滑塊上，所述y軸滑臺固連於所述二號豎直滑臺的滑塊上，所述放料手指氣缸固連於所述y軸滑臺的滑塊上。

優選地，當所述一號水平滑動氣缸的活塞杆處於伸出狀態、所述入料口和所述送料軌道相匹配、所述一號手爪氣缸處於展開狀態時，所述彈簧可以進入到所述入料口中；當所述一號手爪氣缸處於閉合狀態時，所述彈簧處於被所述一號手爪氣缸所夾持的狀態下。

優選地，所述夾具上設置有用於容納所述彈簧的兩個料孔：一號料孔、二號料孔。

優選地，當所述上下氣缸的活塞杆處於伸出狀態時，所述彈性探針的彈性柱進入到所述送料軌道中並接觸到所述彈簧的表面；當所述上下氣缸的活塞杆處於縮回狀態時，所述彈性柱脫離所述送料軌道並脫離和所述彈簧的接觸。

和傳統技術相比，本發明雙機械手協同裝配智能化工作站具有以下積極作用和有益效果：

本發明雙機械手協同裝配智能化工作站，主要包括：工作檯、振動盤、送料軌道、翻轉取料機械手、抓取機械手、夾具、阻擋機構。所述彈簧先倒入於所述振動盤中，所述振動盤將所述彈簧進行有序排隊後輸入到所述送料軌道中；所述送料軌道將所述彈簧向所述翻轉取料機械手所在方向進行輸送；所述阻擋機構用於控制所述彈簧進入到所述翻轉取料機械手的節奏；所述翻轉取料機械手從所述送料軌道的出料口處抓取到所述彈簧後，將所述彈簧脫離於所述送料軌道，並將所述彈簧轉動一定的角度；所述抓取機械手從所述翻轉取料機械手上抓取到所述彈簧，並將所述彈簧放置於所述一號料孔、二號料孔中。本發明雙機械手協同裝配智能化工作站，實現了將所述彈簧自動化地裝配到所述一號料孔、二號料孔中，裝配精度高、效率高，避免了對所述彈簧的夾持變形。

接下來描述所述翻轉取料機械手的工作過程和工作原理：

所述一號水平滑板活動連接於所述一號支架，所述一號水平滑動氣缸的活塞杆的末端固連於所述一號水平滑板，所述翻轉氣缸的氣缸體固連於所述一號水平滑板，所述一號滑動氣缸用於驅動所述翻轉氣缸脫離或者接觸到所述送料軌道。

所述一號手爪氣缸的氣缸體固連於所述翻轉氣缸的輸出法蘭上，所述上手指、下手指固連於所述一號手爪氣缸，所述上手指上固連有上指，所述下手指上固連有下指。所述一號手爪氣缸閉合，可以驅動所述上指、下指閉合，從而實現對所述彈簧的夾持；所述一號手爪氣缸鬆開，可以驅動所述上指、下指脫離，從而實現對所述彈簧的鬆開。

由於所述彈簧的材質比較軟，為了防止所述上指、下指閉合，對所述彈簧實現夾持時而造成對所述彈簧的擠壓變形。在所述上指設置有彈性機構，從而實現對所述彈簧的保護，防止所述彈簧發生擠壓變形。

所述上指上活動連接所述彈性壓塊，所述蓋板固連於所述上指，在所述彈性壓塊和蓋板之間設置有下壓彈簧，所述彈性壓塊和入料口相匹配。所述一號手爪氣缸鬆開，所述彈簧進入到所述入料口後；接著，所述一號手爪氣缸閉合，所述彈性壓塊接觸到所述彈簧的表面，由於所述彈性壓塊的背後設置有所述下壓彈簧，所述下壓彈簧發生壓縮變形，以使所述彈性壓塊柔性擠壓於所述彈簧的表面，防止所述彈簧發生擠壓變形。

接下來描述所述阻擋機構的工作過程和工作原理：

開始的時候，所述一號水平滑動氣缸的活塞杆處於伸出狀態、所述入料口和所述送料軌道相匹配、所述一號手爪氣缸處於展開狀態、所述上下氣缸的活塞杆處於縮回狀態，所述彈性柱脫離所述送料軌道並脫離和所述彈簧的接觸，所述彈簧可以進入到所述入料口中；接著，所述一號手爪氣缸驅動所述上指、下指閉合，實現對所述彈簧的柔性夾持；接著，所述上下氣缸的活塞杆處於伸出狀態，使所述彈性探針的彈性柱進入到所述送料軌道中並接觸到所述彈簧的表面，保證只有被所述一號手爪氣缸所抓取的所述彈簧可以發生運動，而被所述彈性探針所壓住的彈簧不能發生運動。

由於所述彈性探針的彈性柱是被柔性較高的彈簧所驅動的，所述彈性柱接觸到所述彈簧後，可以有效避免對所述彈簧發生擠壓變形。

附圖說明

圖1是本發明雙機械手協同裝配智能化工作站的結構示意圖；

圖2、3是本發明雙機械手協同裝配智能化工作站的結構示意圖；

圖4、5是本發明雙機械手協同裝配智能化工作站的翻轉取料機械手的結構示意圖。

1工作檯、2振動盤、3送料軌道、4翻轉取料機械手、5抓取機械手、6夾具、7阻擋機構、8一號支架、9一號水平滑動氣缸、10一號水平滑板、11翻轉氣缸、12一號手爪氣缸、13上手指、14下手指、15彈性壓塊、16蓋板、17彈簧、18上下氣缸、19端部連接板、20上下滑板、21彈性探針、22上指、23下指、24彈性柱、25下壓彈簧、26入料口、27二號水平滑臺、28二號豎直滑臺、29y軸滑臺、30放料手指氣缸、31放料手指、32一號料孔、33二號料孔。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細說明，但不構成對本發明的任何限制，附圖中類似的元件標號代表類似的元件。如上所述，本發明提供了一種雙機械手協同裝配智能化工作站，在電器產品的自動化裝配生產中，將彈簧有序地抓取並放置到夾具上，利用振動盤實現對彈簧的有序輸出至送料軌道中，利用翻轉取料機械手從送料軌道中抓取到彈簧，利用抓取機械手將彈簧從翻轉取料機械手中抓取過來並放置到夾具上。本發明雙機械手協同裝配智能化工作站，實現了對彈簧的有序輸出，將彈簧調整到預定的角度後，放置到夾具上，利用雙機械手保證了彈簧移動過程的順暢、可控。

圖1是本發明雙機械手協同裝配智能化工作站的結構示意圖，圖2、3是本發明雙機械手協同裝配智能化工作站的結構示意圖，圖4、5是本發明雙機械手協同裝配智能化工作站的翻轉取料機械手的結構示意圖。

一種雙機械手協同裝配智能化工作站，包括：工作檯1、用於輸出彈簧17的振動盤2、用於輸送所述彈簧17的送料軌道3、用於夾持所述彈簧17並翻轉一定角度的翻轉取料機械手4、用於從所述翻轉取料機械手4中抓取到所述彈簧17的抓取機械手5、用於放置所述彈簧17的夾具6、用於限制所述彈簧17的移動速度的阻擋機構7，所述振動盤2的輸出口連接至所述送料軌道3，所述送料軌道3的輸出口連接至所述翻轉取料機械手4，所述阻擋機構7位於所述送料軌道3的輸出口處，所述抓取機械手5位於所述翻轉取料機械手4的上部，所述夾具6位於所述抓取機械手5的下部；

所述翻轉取料機械手4包括：一號支架8、一號水平滑動氣缸9、一號水平滑板10、翻轉氣缸11、一號手爪氣缸12、上手指13、下手指14、彈性壓塊15、蓋板16，所述一號支架8固連於所述工作檯1，所述一號水平滑動氣缸9的氣缸體固連於所述一號支架8，所述一號水平滑板10活動連接於所述一號支架8，所述一號水平滑動氣缸9的活塞杆的末端固連於所述一號水平滑板10；所述翻轉氣缸11的氣缸體固連於所述一號水平滑板10，所述一號手爪氣缸12的氣缸體固連於所述翻轉氣缸11的輸出法蘭上；所述上手指13、下手指14固連於所述一號手爪氣缸12，所述上手指13上固連有上指22，所述下手指14上固連有下指23，所述下指23上設置有和所述彈簧17向匹配的入料口26，所述上指22上活動連接所述彈性壓塊15，所述蓋板16固連於所述上指22，在所述彈性壓塊15和蓋板16之間設置有下壓彈簧25，所述彈性壓塊15和入料口26相匹配。

更具體地，所述阻擋機構7包括：二號支架34、上下氣缸18、端部連接板19、上下滑板20、彈性探針21，所述二號支架34固連於所述工作檯1，所述上下氣缸18的氣缸體固連於所述二號支架34，所述上下滑板20活動連接於所述二號支架34，所述上下氣缸18的活塞杆的末端通過所述端部連接板19固連於所述上下滑板20；所述彈性探針21固連於所述上下滑板20，所述彈性探針21和所述送料軌道3相匹配。

更具體地，所述抓取機械手5包括：三號支架35、二號水平滑臺27、二號豎直滑臺28、y軸滑臺29、放料手指氣缸30、放料手指31，所述三號支架35固連於所述工作檯1，所述二號水平滑臺27固連於所述三號支架35，所述二號豎直滑臺28固連於所述二號水平滑臺27的滑塊上，所述y軸滑臺29固連於所述二號豎直滑臺28的滑塊上，所述放料手指氣缸30固連於所述y軸滑臺29的滑塊上。

更具體地，當所述一號水平滑動氣缸9的活塞杆處於伸出狀態、所述入料口26和所述送料軌道3相匹配、所述一號手爪氣缸12處於展開狀態時，所述彈簧17可以進入到所述入料口26中；當所述一號手爪氣缸12處於閉合狀態時，所述彈簧17處於被所述一號手爪氣缸12所夾持的狀態下。

更具體地，所述夾具6上設置有用於容納所述彈簧17的兩個料孔：一號料孔32、二號料孔33。

更具體地，當所述上下氣缸18的活塞杆處於伸出狀態時，所述彈性探針21的彈性柱24進入到所述送料軌道3中並接觸到所述彈簧17的表面；當所述上下氣缸18的活塞杆處於縮回狀態時，所述彈性柱24脫離所述送料軌道3並脫離和所述彈簧17的接觸。

以下結合圖1至5，進一步描述本發明雙機械手協同裝配智能化工作站的工作原理和工作過程：

本發明雙機械手協同裝配智能化工作站，主要包括：工作檯1、振動盤2、送料軌道3、翻轉取料機械手4、抓取機械手5、夾具6、阻擋機構7。所述彈簧17先倒入於所述振動盤2中，所述振動盤2將所述彈簧7進行有序排隊後輸入到所述送料軌道3中；所述送料軌道3將所述彈簧17向所述翻轉取料機械手4所在方向進行輸送；所述阻擋機構7用於控制所述彈簧17進入到所述翻轉取料機械手4的節奏；所述翻轉取料機械手4從所述送料軌道3的出料口處抓取到所述彈簧17後，將所述彈簧17脫離於所述送料軌道3，並將所述彈簧17轉動一定的角度；所述抓取機械手5從所述翻轉取料機械手4上抓取到所述彈簧17，並將所述彈簧17放置於所述一號料孔32、二號料孔33中。本發明雙機械手協同裝配智能化工作站，實現了將所述彈簧17自動化地裝配到所述一號料孔32、二號料孔33中，裝配精度高、效率高，避免了對所述彈簧17的夾持變形。

接下來描述所述翻轉取料機械手4的工作過程和工作原理：

所述一號水平滑板10活動連接於所述一號支架8，所述一號水平滑動氣缸9的活塞杆的末端固連於所述一號水平滑板10，所述翻轉氣缸11的氣缸體固連於所述一號水平滑板10，所述一號滑動氣缸9用於驅動所述翻轉氣缸11脫離或者接觸到所述送料軌道3。

所述一號手爪氣缸12的氣缸體固連於所述翻轉氣缸11的輸出法蘭上，所述上手指13、下手指14固連於所述一號手爪氣缸12，所述上手指13上固連有上指22，所述下手指14上固連有下指23。所述一號手爪氣缸12閉合，可以驅動所述上指22、下指23閉合，從而實現對所述彈簧17的夾持；所述一號手爪氣缸12鬆開，可以驅動所述上指22、下指23脫離，從而實現對所述彈簧17的鬆開。

由於所述彈簧17的材質比較軟，為了防止所述上指22、下指23閉合，對所述彈簧17實現夾持時而造成對所述彈簧17的擠壓變形。在所述上指22設置有彈性機構，從而實現對所述彈簧17的保護，防止所述彈簧17發生擠壓變形。

所述上指22上活動連接所述彈性壓塊15，所述蓋板16固連於所述上指22，在所述彈性壓塊15和蓋板16之間設置有下壓彈簧25，所述彈性壓塊15和入料口26相匹配。所述一號手爪氣缸12鬆開，所述彈簧17進入到所述入料口26後；接著，所述一號手爪氣缸12閉合，所述彈性壓塊15接觸到所述彈簧17的表面，由於所述彈性壓塊15的背後設置有所述下壓彈簧25，所述下壓彈簧25發生壓縮變形，以使所述彈性壓塊15柔性擠壓於所述彈簧17的表面，防止所述彈簧17發生擠壓變形。

接下來描述所述阻擋機構7的工作過程和工作原理：

開始的時候，所述一號水平滑動氣缸9的活塞杆處於伸出狀態、所述入料口26和所述送料軌道3相匹配、所述一號手爪氣缸12處於展開狀態、所述上下氣缸18的活塞杆處於縮回狀態，所述彈性柱24脫離所述送料軌道3並脫離和所述彈簧17的接觸，所述彈簧17可以進入到所述入料口26中；接著，所述一號手爪氣缸12驅動所述上指22、下指23閉合，實現對所述彈簧17的柔性夾持；接著，所述上下氣缸18的活塞杆處於伸出狀態，使所述彈性探針21的彈性柱24進入到所述送料軌道3中並接觸到所述彈簧17的表面，保證只有被所述一號手爪氣缸12所抓取的所述彈簧17可以發生運動，而被所述彈性探針21所壓住的彈簧17不能發生運動。

由於所述彈性探針21的彈性柱24是被柔性較高的彈簧所驅動的，所述彈性柱24接觸到所述彈簧17後，可以有效避免對所述彈簧17發生擠壓變形。

最後，應當指出，以上實施例僅是本發明雙機械手協同裝配智能化工作站較有代表性的例子。顯然，本發明雙機械手協同裝配智能化工作站不限於上述實施例，還可以有許多變形。凡是依據本發明雙機械手協同裝配智能化工作站的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均應認為屬於本發明雙機械手協同裝配智能化工作站的保護範圍。