一種自動上料機械手的製作方法

2023-10-28 07:32:17

專利名稱：一種自動上料機械手的製作方法
技術領域：
:本發明涉及自動衝床、雷射切割機等鈑金加工行業中板材上料操作所需的自動上料裝置，尤其涉及一種自動上料機械手。
背景技術：
:隨著科技的發展，社會的進步，自動衝床、雷射切割機等在鈑金加工行業使用非常廣泛，在加工金屬板材過程中，相當多採用人工或使用各自簡易配置的輔機，由操作工用手將需加工金屬板材送入模具上，很容易對操作工造成傷害，不但增加了工人的勞動強度，而且生產效率低、定位精度低以及可靠性差。目前，出現的少許配套機械手能夠代替人工操作，實現生產的機械化和自動化，保證操作人員的生命安全，顯著地提高勞動生產率。但是這些機械手設備售價高，使用成本也高，不能滿足不同幾何形狀的加工需要，整體機構複雜，聯動性低，體積大，維修困難，迴轉角度及靈活性均有待提高。所以，需要不斷地對機械手的機械結構和功能等進行研究和改 進
發明內容
:本發明的一個目的提供一種自動上料機械手，結構簡單，造價低，適用材料形狀範圍廣，可提高生產效率、定位精度以及可靠性，更好地滿足自動衝床、雷射切割機等鈑金加工工具機提供板材取放操作的需求。為實現上述目的，本發明採用以下技術方案:本發明提供的一種自動上料機械手，包括支撐裝置和抓取裝置，所述支撐裝置上設有可上下滑動的升降滑座，所述升降滑座上設有旋臂和抓取裝置，所述旋臂一端與鉸接在升降滑座上，所述旋臂可繞鉸接端在水平面內轉動，所述旋臂另一端鉸接有抓取裝置。本發明提供的一種自動上料機械手技術方案中，所述支撐裝置為立柱，所述立柱一側面的通過直線導軌設有升降滑座，所述旋臂一端鉸接在升降滑座的安裝軸上。本發明提供的另一優選的一種自動上料機械手技術方案中，所述立柱一側面的豎直方向設有兩條平行直線導軌，所述直線導軌上設有滑塊，所述滑塊上設有升降滑座，所述升降滑座上通過軸承座I和軸承座II安裝有安裝軸，所述安裝軸的軸線與直線導軌的軸線平行，所述安裝軸到兩條平行直線導軌的距離相等，所述旋臂一端鉸接在升降滑座的安裝軸上。本發明提供的再一優選的一種自動上料機械手技術方案中，所述旋臂(18)另一端底部固定設有轉盤(22)和減速電機(26)，所述轉盤(22)內通過軸承安裝有迴轉座
(19)，所述轉盤(22)的軸線、升降滑座(13)安裝軸的軸線以及迴轉座(19)的軸線平行；所述迴轉座(19)上固定設有內座圈(29)，所述迴轉座(19)的軸線與內座圈(29)的軸線重合，所述內座圈(29)的外圈通過軸承安裝有外座圈(21)，所述外座圈(21)與轉盤(22)固定連接；所述內座圈(29)內設有有內齒圈(23)，所述內齒圈(23)與減速電機(26)的小齒輪連接。本發明提供的又一優選的一種自動上料機械手技術方案中，所述迴轉座上固定設有上迴轉架，所述迴轉架與所述升降滑座上對應的位置均固定設有連杆座，所述兩個連杆座之間對稱鉸接有兩根相同的連杆，所述兩根連杆的軸線與旋臂的軸線平行，所述旋臂到兩根連杆的距離相等；所述迴轉座上兩側設有擋塊，所述外座圈上設有凸塊，擋塊與凸塊配合使用。本發明提供的又一優選的一種自動上料機械手技術方案中，所述連杆上通過螺母I和螺母II設有左、右旋向的雙頭螺柱。本發明提供的又一優選的一種自動上料機械手技術方案中，所述抓取裝置包括吸盤架和真空吸盤，所述真空吸盤均勻安裝在吸盤架底部。本發明提供的又一優選的一種自動上料機械手技術方案中，所述真空吸盤通過安裝座呈陣列式安裝在吸盤架底部，所述吸盤架的端部設有預分離機構，所述預分離機構包括汽缸和曲柄，所述曲柄通過芯軸鉸接在吸盤架端部，所述曲柄一端與汽缸一端鉸接，所述曲柄另一端通過安裝座安裝有真空吸盤，所述汽缸另一端鉸接在吸盤架的頂部，所述曲柄上設有限位軸，所述限位軸的軸心與芯軸的軸心平行且在同一水平面。本發明提供的又一優選的一種自動上料機械手技術方案中，所述立柱內部設有鏈傳動箱、鏈條和配重塊，所述立柱上的升降滑座通過鏈條與傳動箱和配重塊連接。本發明提供的又一優選的一種自動上料機械手技術方案中，所述鏈傳動箱設有減速電機軸、鏈條、隨動鏈輪I和隨動鏈輪II，所述配重塊的連結頭II通過鏈條與升降滑座的連結頭I連接，所述鏈條與減速電機軸上的鏈輪連接，所述鏈輪到連結頭II之間的鏈條上設有隨動鏈輪I，所述鏈輪到連結頭I之間的鏈條上設有隨動鏈輪II;所述連結頭I下設有擋片。由於採用了上述技術方案，本發明得到的有益效果是:1、本發明採用旋臂與立柱組合的簡單結構，造價低，工作範圍內半徑大；2、本發明的旋臂可以在水平面內一定的角度轉動，也可以在立柱上上下移動，所以在半徑範圍內能快速穩定地達到指定的高度和角度；3、本發明布置使用靈活，易於配套聯機使用；數控操作，定位準確；數顯控制，多種工作模式可供切換；4、本發明抓取裝置採用真空吸盤式結構，並且設置有預分離機構，所以在抓取或卸載板材時都十分快速且穩定；5、本發明的真空吸盤式採用陣列分組配置，可方便的抓取不同幾何形狀的衝壓板材，提高機械性能及安全可靠性；6、本發明為自動衝床、雷射切割機等鈑金加工工具機提供板材取放操作所需的一種聞效、聞精度、聞可罪性和易用的自動上料機械手。


圖1為一種自動上料機械手的主視圖；圖2為 一種自動上料機械手的俯視圖；圖3為一種自動上料機械手的K向局部放大示意圖4為一種自動上料機械手的連杆部分結構示意圖；圖5為一種自動上料機械手的抓取裝置結構示意圖；圖6為一種自動上料機械手迴轉座的局部剖視圖；其中，1-立柱，2-配重塊，3-連結頭I，4-連結頭II，5-鏈條，6-隨動鏈輪1，7_鏈輪，8-鏈傳動箱，9-減速電機軸，10-隨動鏈輪II，11-直線導軌，12-滑塊，13-升降滑座，14-連杆座，15-軸承座I，16-軸承座II，17-連杆，18-旋臂，19-迴轉座，20-凸塊，21-外座圈，22-轉盤，23-內齒圈，25-雙頭螺柱，26-減速電機，27-迴轉架，28-小齒輪，29-內座圈，30-擋塊，31-吸盤架，32-安裝座，33-真空吸盤，34-汽缸，35-芯軸，36-限位軸，37-曲柄，38-擋片，42-螺母I，43-螺母11。
具體實施例方式下面結合實施例對發明作進一步的詳細說明。實施例1:如圖1-6所示，本例的發明一種自動上料機械手，包括支撐裝置和抓取裝置，支撐裝置上設有可上下滑動的升降滑座13，升降滑座13上設有旋臂18和抓取裝置，旋臂18 —端與鉸接在升降滑座13上，旋臂18可繞鉸接端在水平面內轉動，旋臂18另一端鉸接有抓取裝置。支撐裝置為立柱1，立柱I固定安裝於地基上，立柱I其中一側面的通過直線導軌11設有升降滑座13，旋臂18 —端鉸接在升降滑座13的安裝軸上；立柱I 一側面的豎直方向設有兩條平行直線導軌11，直線導軌11上設有滑塊12，滑塊12上設有升降滑座13，升降滑座13上通過軸承座I 15和軸承座II 16安裝有安裝軸，安裝軸的軸線與直線導軌11的軸線平行，安裝軸到兩條平行直線導軌11的距離相等，旋臂18 —端鉸接在升降滑座13的安裝軸上；旋臂18另一端底部固定設有轉盤22和減速電機26，所述轉盤22內通過軸承安裝有迴轉座19，所述轉盤22的軸線、升降滑座13安裝軸的軸線以及迴轉座19的軸線平行；所述迴轉座19上固定設有內座圈29，所述迴轉座19的軸線與內座圈29的軸線重合，所述內座圈29的外圈通過軸承安裝有外座圈21，所述外座圈21與轉盤22固定連接；所述內座圈29內設有有內齒圈23，所述內齒圈23與減速電機26的小齒輪連接；迴轉座19上固定設有上迴轉架27，迴轉架27與所述升降滑座13上對應的位置均固定設有連杆座14，兩個連杆座14之間對稱鉸接有兩根相同的連杆17，兩根連杆17的軸線與旋臂18的軸線平行，旋臂18到兩根連杆17的距離相等；迴轉座19上兩側設有擋塊30，外座圈21上設有凸塊20，擋塊30與凸塊20配合使用，連杆17上通過螺母I 42和螺母II 43設有左、右旋向的雙頭螺柱25。抓取裝置包括吸盤架31和真空吸盤33，真空吸盤33均勻安裝在吸盤架3底部；真空吸盤33通過安裝座32呈陣列式安裝在吸盤架31底部，吸盤架31的端部設有預分離機構，預分離機構包括汽缸34和曲柄37，曲柄37通過芯軸35鉸接在吸盤架31端部，曲柄37 一端與汽缸34 —端鉸接，曲柄37另一端通過安裝座32安裝有真空吸盤33，汽缸34另一端鉸接在吸盤架31的頂部 ，曲柄37上設有限位軸36，限位軸36的軸心與芯軸35的軸心平行且在同一水平面。立柱I內部設有鏈傳動箱8、鏈條5和配重塊2，立柱I上的升降滑座13通過鏈條5與傳動箱8和配重塊2連接；鏈傳動箱8設有減速電機軸9、鏈條5、隨動鏈輪I 6和隨動鏈輪II 10，配重塊2的連結頭II 4通過鏈條5與升降滑座13的連結頭I 3連接，鏈條5與減速電機軸9上的鏈輪7連接，鏈輪7到連結頭II 4之間的鏈條5上設有隨動鏈輪I 6，鏈輪7到連結頭I 3之間的鏈條5上設有隨動鏈輪II 10;連結頭I 3下設有擋片38。本自動上料機械手的主要工作原理:由旋臂18的旋轉、升降運動，在旋臂18的擺動端移動迴轉座19及與之連接的吸盤架31，使吸盤架31在三維空間產生位移，其上有組成陣列的吸盤33能從供料包裝箱內或自動化立體倉庫的供料臺上每次吸取移動一張板材到加工設備的工作檯上，旋臂18上端的兩條連杆17在旋臂18的擺動側鉸鏈在與迴轉座19固定連接的迴轉架27上，兩條連杆17的另一側鉸接在與旋臂18鉸接的升降滑架13上，而升降滑架13用兩條豎直直線導軌11將滑塊12安裝到立柱I側面；這兩條連杆17使迴轉座19與升降滑架13在旋臂18旋轉帶動時，讓迴轉座19在移動時與立柱I保持平動不旋轉,便於本自動上料機械手的布置使用。連杆17上的左、右旋向的雙頭螺柱25、螺母I 42、螺母II 43連接使連杆長度可微調，可用於迴轉座19角度位置的精確調整。旋臂18的旋轉運動來自於旋臂18的擺動端上安裝的減速電機26輸出軸上的小齒輪28驅動固定在迴轉座19上的內齒圈23使兩者產生相對旋轉運動，旋臂18的擺端轉盤22、外座圈21與迴轉座19上內座圈29之間的軸承連接決定這旋轉運動能夠平穩實現，因迴轉座19被約束與立柱I保持平動不旋轉迫使旋臂18旋轉，旋轉中心是與升降滑座13鉸連接的下軸承座1611與上軸承座I 15的軸線上；其最大運行角度範圍被限制在與旋臂18的擺端轉盤22相連接的外座圈21上的凸塊20與吸盤架31上兩側所設擋塊30之間的迴轉角度。

旋臂18的升降運動靠其鉸支座即升降滑架13沿直線導軌11的豎直方向產生，由安裝在立柱I上的鏈傳動箱8內的減速電機軸9、鏈輪7、鏈條5、隨動鏈輪I 6、隨動鏈輪II10的牽引傳動實現，鏈條5的一端連接在升降滑座13上的連結頭I 3上，另一頭連接在立柱I內的配重塊2的連結頭II 4上，起到鏈條5張緊、平衡升降裝置重量的作用；考慮到該鏈條5對本自動上料機械手安全運行的重要性，鏈條5在升降滑座12上的連接接頭配置了易拆卸結構，需設備檢查時，只要託住升降裝置，取出鏈條連接滑塊12下的擋片38，啟動下行，鏈條5與連接滑塊12就會自行滑出，即可對鏈條5進行檢查或更換操作。吸盤架31上是陣列配置的真空吸盤33，可直接吸、放板材；按不同的板材尺寸規格，真空吸盤33的位置可移動調整，數量可按區域增減，氣路系統也按區域連接。疊放的光潔板材之間因間隙很小或有油膜，用自動化設備單張取出時，油膜的吸附和真空效應，板材不易迅速分離，需待某角或邊產生縫隙後，才可迅速整體脫開，根據這一情況，本機吸盤架31上的吸盤陣列中設有預分離機構，在吸盤陣列吸住板材至吸盤架31將帶動其整體上移前，預分離機構中的汽缸34活塞杆後退，帶動曲柄37繞芯軸35逆時針旋轉一小角度，預先上移曲柄37上的一排真空吸盤33即吸盤陣列中一邊的活動吸盤使板的這邊上部分上移分離出少許契形間隔，再整體向上取出，然後預分離裝置復位，限位軸36使曲柄37上的一排真空吸盤33回復到初始位置。最後應該說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，儘管參照上述實施例對本發明進行了 詳細說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本發明的具體實施方式
進行修改或者等同替換，而未脫離本發明精神和範圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本權利要求範圍當中。
權利要求
1.一種自動上料機械手，包括支撐裝置和抓取裝置，其特徵在於:所述支撐裝置上設有可上下滑動的升降滑座(13)，所述升降滑座(13)上設有旋臂(18)和抓取裝置，所述旋臂(18) —端與鉸接在升降滑座(13)上，所述旋臂(18)可繞鉸接端在水平面內轉動，所述旋臂(18)另一端鉸接有抓取裝置。
2.如權利要求1所述的一種自動上料機械手，其特徵在於:所述支撐裝置為立柱(I)，所述立柱(I) 一側面的通過直線導軌(11)設有升降滑座(13)，所述旋臂(18) —端鉸接在升降滑座(13)的安裝軸上。
3.如權利要求2所述的一種自動上料機械手，其特徵在於:所述立柱(I)一側面的豎直方向設有兩條平行直線導軌(11)，所述直線導軌(11)上設有滑塊(12)，所述滑塊(12)上設有升降滑座 (13)，所述升降滑座(13)上通過軸承座1(15)和軸承座11(16)安裝有安裝軸，所述安裝軸的軸線與直線導軌(11)的軸線平行，所述安裝軸到兩條平行直線導軌(11)的距離相等，所述旋臂(18) —端鉸接在升降滑座(13)的安裝軸上。
4.如權利要求2所述的一種自動上料機械手，其特徵在於:所述旋臂(18)另一端底部固定設有轉盤(22)和減速電機(26)，所述轉盤(22)內通過軸承安裝有迴轉座(19)，所述轉盤(22)的軸線、升降滑座(13)安裝軸的軸線以及迴轉座(19)的軸線平行；所述迴轉座(19)上固定設有內座圈(29)，所述迴轉座(19)的軸線與內座圈(29)的軸線重合，所述內座圈(29)的外圈通過軸承安裝有外座圈(21)，所述外座圈(21)與轉盤(22)固定連接；所述內座圈(29)內設有有內齒圈(23)，所述內齒圈(23)與減速電機(26)的小齒輪連接。
5.如權利要求4所述的一種自動上料機械手，其特徵在於:所述迴轉座(19)上固定設有上迴轉架(27)，所述迴轉架(27)與所述升降滑座(13)上對應的位置均固定設有連杆座(14)，所述兩個連杆座(14)之間對稱鉸接有兩根相同的連杆(17)，所述兩根連杆(17)的軸線與旋臂(18)的軸線平行，所述旋臂(18)到兩根連杆(17)的距離相等；所述迴轉座(19)上兩側設有擋塊(30)，所述外座圈(21)上設有凸塊(20)，擋塊(30)與凸塊(20)配合使用。
6.如權利要求5所述的一種自動上料機械手，其特徵在於:所述連杆(17)上通過螺母1(42)和螺母II (43)設有左、右旋向的雙頭螺柱(25)。
7.如權利要求2所述的一種自動上料機械手，其特徵在於:所述抓取裝置包括吸盤架(31)和真空吸盤(33)，所述真空吸盤(33)均勻安裝在吸盤架(3)底部。
8.如權利要求7所述的一種自動上料機械手，其特徵在於:所述真空吸盤(33)通過安裝座(32)呈陣列式安裝在吸盤架(31)底部，所述吸盤架(31)的端部設有預分離機構，所述預分離機構包括汽缸(34)和曲柄(37)，所述曲柄(37)通過芯軸(35)鉸接在吸盤架(31)端部，所述曲柄(37) —端與汽缸(34) —端鉸接，所述曲柄(37)另一端通過安裝座(32)安裝有真空吸盤(33)，所述汽缸(34)另一端鉸接在吸盤架(31)的頂部，所述曲柄(37)上設有限位軸(36)，所述限位軸(36)的軸心與芯軸(35)的軸心平行且在同一水平面。
9.如權利要求2所述的一種自動上料機械手，其特徵在於:所述立柱(I)內部設有鏈傳動箱(8)、鏈條(5)和配重塊(2)，所述立柱⑴上的升降滑座(13)通過鏈條(5)與傳動箱⑶和配重塊⑵連接。
10.如權利要求9所述的一種自動上料機械手，其特徵在於:所述鏈傳動箱(8)設有減速電機軸(9)、鏈條(5)、隨動鏈輪I (6)和隨動鏈輪II (10)，所述配重塊⑵的連結頭II (4)通過鏈條(5)與升降滑座(13)的連結頭1(3)連接，所述鏈條(5)與減速電機軸(9)上的鏈輪(7)連接，所述鏈輪(7)到連結頭II (4)之間的鏈條(5)上設有隨動鏈輪I ￠)，所述鏈輪(7)到連結頭1(3)之間的鏈條(5)上設有隨動鏈輪II(IO);所述連結頭1(3)下設有擋片(38 )。
全文摘要
本發明涉及自動衝床、雷射切割機等鈑金加工行業中板材上料操作所需的自動上料裝置，尤其涉及一種自動上料機械手，包括支撐裝置和抓取裝置，支撐裝置上設有可上下滑動的升降滑座，升降滑座上設有旋臂和抓取裝置，旋臂一端與鉸接在升降滑座上，旋臂可繞鉸接端在水平面內轉動，旋臂另一端鉸接有抓取裝置，該機械手結構簡單，造價低，適用材料形狀範圍廣，可提高生產效率、定位精度以及可靠性，更好地滿足自動衝床、雷射切割機等鈑金加工工具機提供板材取放操作的需求。
文檔編號B25J15/06GK103240734SQ20121003234
公開日2013年8月14日 申請日期2012年2月14日 優先權日2012年2月14日
發明者李日海, 劉仕華, 張鴻彪 申請人:深圳怡豐自動化科技有限公司