柔性自動化複合平行連杆式上下料機械手的製作方法

2023-04-24 08:27:06 1

專利名稱：柔性自動化複合平行連杆式上下料機械手的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種柔性自動化機械手，適於柔性自動化汽車、摩託車覆蓋件衝壓自動化生產線和焊裝自動化生產線之上下料使用。
現有的柔性自動化上下料機械手一般均採下列形式，一種是直角座標式，其結構特點是控制方案和數控工具機類似，結構剛度高，其不足是體積大，動作範圍小，操作靈活性差；另一種是開鏈關節式，其結構特點是動作靈活，動作範圍大，但控制較複雜，結構剛度差。
為解決以上機械手結構之不足，本實用新型的目的是提供一種柔性自動化複合平行連杆式上下料機械手，採用直角座標式，但其中又採用複合平行連杆關節式擺動機構的柔性自動化機械手，從而達到控制簡單、操作靈活、動作範圍大、結構緊湊、剛度大，並能在高速、重載、大行程工況下使用的目的。
本實用新型的結構設計是這樣實現的本機械手結構由水平運動軸驅動機構、鉛垂運動軸驅動機構、複合平行連杆擺動機構、氣動平衡機構及工件抓取與釋放機構、控制系統組成。水平運動軸驅動機構的中間為垂直導軌座，在垂直直線滾動導軌上裝有下滑梁，背面裝有伺服電機，伺服電機通過同步帶與水平絲槓總成聯接，驅動下滑梁上裝的橫溜板在安裝於下滑梁上的水平直線滾動導軌上滑動；在橫溜板上裝有兩平行的擺杆，與橫留板以轉軸聯接。鉛垂運動軸驅動機構，其後面為垂直直線滾動導軌上裝有下滑梁，中間安裝垂直滾珠絲槓總成，並與伺服電機和同步帶聯接，從而使下滑梁在垂直導軌上滑動，下滑梁上、下滑動帶動橫溜板上下移動，完成座標鉛垂運動。複合平行連杆擺動機構由兩平行擺杆、上滑板、橫溜板及下面的夾持工件抓取及釋放機構的過渡杆組成，其中兩平行擺杆採用矩形鋼管與關節肘焊接結構，並通過背靠背組合形式角接觸球軸承、懸臂軸等分別與橫溜板、上滑板、過渡杆以轉軸聯接。氣動平衡機構是由儲氣罐、調控器及兩氣缸組成，其連接是儲氣罐通過調控器與兩氣缸聯接；兩氣缸固定在支承架上，兩氣缸杆下端分別與下滑梁聯接，且均為球副方式聯接。工件抓取與釋放機構，既可為真空發生裝置與真空吸盤組成的真空發生系統，也可是卡式氣夾及其支持架組成的氣動系統。控制系統由伺服驅動系統、PLC及傳感器等組成，用以控制上下料機械手，並可通過示教或編程按給定路徑運動。垂直導軌座通過螺栓、定位銷與懸臂梁聯接，通過懸臂梁的安裝座面把本上下料機械手懸掛在壓機安裝基面上。
本實用新型之優點結構與控制簡單，各運動副均採用滾珠滑動及氣動平衡機構，上升下降省力，靈敏性與穩定性好，利用複合平行連杆擺動機構，操作靈活，動作範圍大，結構緊湊，剛度大，適合在各種柔性自動化生產線上使用。
本實用新型詳細結構由以下實施例及附圖給出。


圖1為柔性自動化複合平行連杆式上下料機械手結構原理圖；圖2為柔性自動化複合平行連杆式上下料機械手右視結構圖；圖3為柔性自動化複合平行連杆式上下料機械手俯視結構圖4為柔性自動化複合平行連杆式上下料機械手氣動平衡機構結構原理圖。
其結構如附
圖1，2，3所示，結構標註為1.水平絲槓總成；2.橫溜板；3、4平行擺杆；5，水平驅動電機；6.同步帶；7.上滑板；8.過渡杆；9.水平直線滾動導軌；10.下滑梁；11.垂直驅動電機；12.同步帶；13垂直絲槓總成；14.球副氣缸聯接件；15.氣缸杆；16.氣缸；17.球副氣缸固定件；18儲氣罐；19.支承架；20.垂直導軌座；21.懸臂梁；22垂直直線滾動導軌；23.調控器。
其工作原理水平運動由安裝於下滑梁10背面的伺服電機通過同步帶6、水平絲槓總成1驅動橫溜板2在安裝於下滑梁10上的水平直線滾動導軌9上滑動。鉛垂運動由安裝在垂直導軌座的背面的伺服電機11通過同步帶12、垂直絲槓總成13驅動下滑梁10在安裝於垂直導軌座20上的垂直直線滾動導軌22上滑動。由橫溜板2驅動複合平行連杆機構之擺杆3與4擺動，上滑板7在垂直導軌22上隨著滑動，夾持工件抓取與釋放機構的過渡杆在與複合平行連杆運動平面平行的平面內平動。氣動平衡機構由來自儲氣罐18的壓縮空氣經以氣動比例閥為核心的氣壓調控器23處理後，可保持兩氣缸內的壓力實時保持給定值不變，以減少伺服電機11提升下滑梁的負荷，減小電機11的負荷，可選用較小的電機，降低成本，提高鉛垂運動軸的靈敏度和穩定性。
權利要求1.一種柔性自動化複合平行連杆式上下料機械手，其特徵是本機械手由水平運動軸驅動機構、鉛垂運動軸驅動機構、複合平行連杆擺動機構、氣動平衡機構及工件抓取與釋放機構、控制系統組成，其中水平運動軸驅動機構中間的垂直導軌座(20)上裝有下滑梁(10)，背面裝有伺服電機(5)，通過同步帶(6)與水平絲槓總成(1)聯接，下滑梁(10)上裝有橫溜板(2)，在橫溜板(2)上裝有兩平行的擺杆(3)(4)，複合平行連杆機構，中間與橫溜板(2)以轉軸聯接，兩平行擺杆(3)(4)頂端與上滑板(7)以轉軸聯接，下端聯接多功夾持工具過渡杆，鉛垂運動軸驅動機構，其後面為垂直直線滾動導軌(22)上裝有下滑梁(10)，下滑梁(10)中間裝有垂直絲槓總成(13)，由伺服電機(11)和同步帶(12)聯接。
2.按權利要求1所述之機械手，其特徵是複合平行擺杆(3)(4)採用矩形鋼管與關節肘焊接結構，其關節孔為光孔，通過背靠背組合形式角接觸球軸承分別與橫溜板(2)，上滑板(7)與過渡杆(8)聯接。
3.按權利要求1所述之機械手，其特徵是氣動平衡機構是由儲氣罐(18)、調控器(23)及兩氣缸(16)組成，儲氣罐(18)通過調控器(23)與兩氣缸(16)聯接，兩氣缸(16)連接在支承架(19)上，兩氣缸杆(15)下端分別與下滑塊(10)聯接，且均為球副方式聯接。
專利摘要本裝置屬於一種柔性自動化機械手,其結構由水平運動軸驅動機構、鉛垂運動軸驅動機構、複合平行連杆擺動機構、氣動平衡及工件抓取與釋放機構、控制系統組成,上下與左右滑動分別由伺服電機通過同步帶驅動垂直與水平絲槓總成,帶動複合平行擺杆在一個平面內運動,通過氣動平衡機構使氣缸與伺服電機同步工作,優點:結構與控制簡單、操作靈活、剛性好、工作範圍大,適合在各種自動生產線上使用。
文檔編號B25J1/00GK2281246SQ96225709
公開日1998年5月13日 申請日期1996年3月29日 優先權日1996年3月29日
發明者董存賢, 李寶嵩, 李偉成, 李正剛, 陽如坤 申請人:中國科學院瀋陽自動化研究所