CN101665317A

CN101665317A - 双螺旋节能灯管成形夹持机械手

Info

Publication number: CN101665317A
Application number: CN200910112601A
Authority: CN
Inventors: 何聪惠; 陈陵
Original assignee: Fujian Agriculture and Forestry University
Current assignee: Fujian Agriculture and Forestry University
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2029-09-30
Also published as: CN101665317B

Abstract

一种双螺旋节能灯管成形夹持机械手，具有夹持手指装置、夹持气缸、上安装板、上仰装置、上仰气缸、上仰角限位螺钉、中安装板、侧转装置、侧转气缸、侧转角度限位螺钉，底板、升降定位销、进给定位销、升降定位销孔和进给定位销孔；本发明的双螺旋节能灯管成形夹持机械手，在夹持热态玻璃管运行的作业中，通过由曲柄滑块机构组成的上仰装置和侧转装置，配合上仰角限位螺钉和侧转角度限位螺钉，实现可调节既定角度的上仰作业和侧转作业，更加适应双螺旋节能灯管的成形工艺，具有夹持、上仰、侧转，以及自动与垂直和水平输送滑台交换连接功能；动作准确、工作稳定，产品的质量好、成品率高，能适应不同尺寸螺旋节能灯管的成形加工。

Description

双螺旋节能灯管成形夹持机械手

所属技术领域

本发明涉及一种灯管成形夹持机械手，特别是双螺旋节能灯管成形夹持机械手，属于机械领域。

背景技术

传统的双螺旋节能灯管成形过程中对玻璃管的扶持是靠训练有素的熟练工人手工完成。当操作者目测玻璃管加热伸长到适宜的长度，即用手从加热位置取下，把它置于螺旋成形模具上，并借助手势随动完成玻璃灯管的螺旋成形。这不仅要求工人的动作熟练、准确，而且工人面对高温的加热炉，工作环境恶劣，劳动强度大。

经检索，未见双螺旋节能灯管成形夹持机械手的相关报道。目前常用的与机械手相关的零部件如下：杆杠滑块夹紧手指装置、一面两销定位机构、定轴回转机构、曲柄滑块、铰链机构、气动滑台、机械滑台、由螺孔、调整螺钉和锁紧螺帽组成的限位螺钉、气缸的活塞杆与推杆的连接装置等。

发明内容

本发明的目的是设计一种在双螺旋节能灯管成形过程中可替代手工操作的夹持机械手。

本发明的目的是通过以下途径实现的。

本发明的双螺旋节能灯管成形夹持机械手在完成灯管成形过程中是成对使用的，即由两个结构相同的夹持机械手，在加热炉左右两侧对称分置，随升降和进给滑块运行，完成螺旋节能灯管的螺旋成形作业。为了方便，取其中的一个夹持机械手加以说明。

本发明的双螺旋节能灯管成形夹持机械手具有夹持手指装置15、夹持气缸9、上安装板5、上仰装置7、上仰气缸6、上仰角限位螺钉17、中安装板3、侧转装置20、侧转气缸19、侧转角度限位螺钉21，底板11、升降定位销1、进给定位销12、升降定位销孔2和进给定位销孔13；其特征在于：

1、夹持手指装置15和夹持气缸9固定在上安装板5上，上安装板5叠放在中安装板3上，上安装板5和中安装板3由上仰铰链4连接；夹持手指的对称面k与底板11的底面垂直，夹持手指的开度比玻璃管毛坯8的直径大2～3mm，最佳为2.5mm；

2、上仰气缸6固定在中安装板3上，中安装板3叠放在底板11上，中安装板3和底板11由侧转轴10连接；侧转气缸19固定在底板11上；

3、底板11的后侧设有两个升降定位销孔2，其轴线与夹持手指的对称面k平行、且与进给滑块16的行进方向m平行，并且升降定位销孔2的轴线与底板11底面的夹角Φ为0°～20°；

4、底板11的底部设有两个进给定位销孔13，其轴线与夹持手指的对称面k平行、且与升降滑块14的上升方向n平行；并且夹角u为0°～12°；所述夹角u为进给定位销孔13的轴线和底板底面垂直线的夹角；

5、两升降定位销1固定在升降滑块14上，其轴线与相应两升降定位销孔2的轴线重合；两进给定位销12固定在进给滑块16上，其轴线与相应两进给定位销孔13的轴线重合；销和孔均呈间隙配合；

6、侧转装置20为曲柄滑块机构，侧转角y为2°～15°；侧转角y与双螺旋灯管18的直脚位置角b相等；所述直脚位置角b为双螺旋灯管18两直脚端点的连线与直脚的夹角；

7、上仰铰链4的轴线与夹持手指的对称面k垂直；

8、上仰装置7为曲柄滑块机构，上仰角g为0°～20°；上仰角g与双螺旋灯管18的螺旋升角a相等。

当玻璃管毛坯8在加热炉中加热伸长到预定值，升降滑块14借助升降定位销1沿n方向提升机械手至上限位点，所述上限位点为夹持手指刚好能夹住玻璃管毛坯8的高度；夹持气缸9带动夹持手指夹住热态玻璃管毛坯8；然后，升降滑块14下降，并带动已夹着热态玻璃管毛坯8的机械手下降，同时侧转气缸19和上仰气缸6动作，推动中安装板3侧转、上安装板5上仰，从而令固接在上安装板5上的夹持手指装置15侧转、上仰；上仰角限位螺钉17和侧转角度限位螺钉21可调节上仰角g和侧转角y的大小。设计装在进给滑块16上的两个进给定位销12与位于机械手底板11底部的两进给定位销孔13的轴线重合，当升降滑块14下降到机械手底板的底面e与进给滑块的定位面f接触时，升降滑块14停止下降；此时，进给滑块16上的两进给定位销12已完全插入两进给定位销孔13中。进给滑块16借助两进给定位销12带动机械手沿m方向行进，升降定位销孔2从升降定位销1退出，机械手随进给滑块16沿m方向继续行进，直至玻璃管毛坯8螺旋成形为双螺旋灯管18。待双螺旋灯管18冷却定型后，夹持气缸9回位，夹持手指松夹，取下双螺旋灯管18，进给滑块16后退返回，同时侧转气缸19、上仰气缸6回位，当进给滑块16后退至机械手底板的后侧面d和升降滑块的定位面c接触时，进给滑块16静止，此时，升降滑块14上的升降定位销1已经完全插入升降定位销孔2中，为再次上升作准备。

本发明的双螺旋节能灯管成形夹持机械手，在夹持热态玻璃管运行的作业中，通过由曲柄滑块机构组成的上仰装置7和侧转装置20，配合上仰角限位螺钉17和侧转角度限位螺钉21，实现可调节既定角度的上仰作业和侧转作业，使机械手更加适应双螺旋节能灯管的成形工艺，产品的质量好、成品率高。本发明的双螺旋节能灯管成形夹持机械手，具有夹持、上仰、侧转，以及自动与垂直和水平输送滑台交换连接功能；动作准确、工作稳定，能适应不同尺寸螺旋节能灯管的成形加工。

附图说明：

图1为机械手正面示意图；

图2为机械手左视示意图；

图3为机械手上仰g角示意图；

图4为机械手侧转y角示意图；

图5为升降、进給定位销与机械手底板间的定位关系示意图；

图6为左右两机械手分置示意图；

图7为双螺旋灯管主视示意图；

图8为双螺旋灯管俯视示意图。

图标说明：

1、升降定位销；2、升降定位销孔；3、中安装板；4、上仰铰链；5、上安装板；6、上仰气缸；7、上仰装置；8、玻璃管毛坯；9、夹持气缸；10、侧转轴；11、底板；12、进给定位销；13、进给定位销孔；14、升降滑块；15、夹持手指装置；16、进给滑块；17、上仰角限位螺钉；18、双螺旋灯管；19、侧转气缸；20、侧转装置；21、侧转角度限位螺钉；22、加热炉；a、双螺旋灯管的螺旋升角；b、双螺旋灯管的直脚位置角；c、升降滑块的定位面；d、机械手底板的后侧面；e、机械手底板的底面；f、进给滑块的定位面；g、上仰角；y、侧转角；m、机械手进給的行进方向；n、升降滑块上升的方向；K、夹持手指对称面；Φ、升降定位销孔轴线与底板底面的夹角；u、进给定位销孔轴线和底板底面垂直线的夹角。

具体实施例：

为了更充分地公开本发明的双螺旋节能灯管成形夹持机械手，下面结合实施例加以说明。

实施例：本发明的双螺旋节能灯管成形夹持机械手如图1～图6所示，具有夹持手指装置15、夹持气缸9、上安装板5、上仰装置7、上仰气缸6、上仰铰链4、上仰角限位螺钉17、中安装板3、侧转装置20、侧转气缸19、侧转角度限位螺钉21、底板11、侧转轴10、升降定位销孔2和与其相对应的升降定位销1、及进给定位销孔13和与其相对应的进给定位销12。双螺旋灯管18的螺旋升角如图7所示，螺旋升角a为15°；双螺旋灯管18的直脚位置角如图8所示，直脚位置角b为6°。

机械手底板的底面e取水平位置，两个升降定位销孔2的轴线与夹持手指对称面k平行、与底板11底面的夹角Φ为15°、并和进给滑块16的行进方向m平行，与之相对应的两个升降定位销1固定在升降滑块14上，孔销轴线重合、二者呈间隙配合；底板11的底部设有两个进给定位销孔13，其轴线与夹持手指对称面k平行、且与机械手底板的底面e垂直线的夹角u为10°、同时还与升降滑块14的行进方向n平行；与之相对应的两个进给定位销12固定在进给滑块16上，孔销轴线重合、二者亦呈间隙配合。升降滑块14和进给滑块16分别安装在外围设备的升降滑台与进给滑台上。

夹持手指装置15和夹持气缸9固定在上安装板5上，上安装板5叠放在中安装板3上，上安装板5和中安装板3由上仰铰链4连接；上仰气缸6固定在中安装板3上，中安装板3叠放在底板11上，中安装板3和底板11由侧转轴10连接；侧转气缸19固定在底板11上；上仰气缸6通过由曲柄滑块机构组成的上仰装置7，推动上安装板5绕上仰铰链4的轴线上仰，上仰铰链4的轴线与夹持手指的对称面k垂直；上仰角g为15°，其仰角以机械手底板的底面e为基准，设计上仰角g等于双螺旋灯管18的螺旋升角a，即当双螺旋灯管18的螺旋升角a＝15°时，设计上仰角g＝15°。侧转气缸19通过由曲柄滑块机构组成的侧转装置20，推动中装板3绕侧转轴10的轴线作侧向转动，设计侧转角y＝6°；侧转角y的大小取决于双螺旋灯管18的直脚位置角b的大小；即当双螺旋灯管18的直脚位置角b为6°时，设计侧转角y＝6°。侧转角度限位螺钉21安装在底板11上，调整侧转角度限位螺钉21，可实现对侧转角y的调整；上仰角限位螺钉17安装在上仰装置7的滑槽上，调整上仰角限位螺钉17，可实现对上仰角g的调整；双螺旋灯管18的成形过程需要机械手作上仰和侧转运动。

机械手工作过程：如图6所示，左右两套机械手分置在加热炉22的两侧。当玻璃管毛坯8在加热炉中加热伸长到预定值，升降滑块14借助升降定位销1把夹持手指装置15沿n方向提升至上限位点，夹紧气缸9动作，夹持手指装置15中的夹持手指张开，夹持手指的开度比玻璃管毛坯8的直径大2.5mm；当夹持手指夹住热态玻璃管毛坯8时，立即随升降滑块14下降，同时侧转气缸19和上仰气缸6动作，推动中安装板3侧转、上安装板5上仰，从而令固接在上安装板5上的夹持手指装置15侧转6°、上仰15°；当升降滑块14下降到机械手底板的底面e与进给滑块的定位面f接触时，升降滑块14停止下降；此时，进给滑块16上的两进给定位销12已完全插入两进给定位销孔13中；进给滑块16借助两进给定位销12带着夹持手指装置15沿m方向行进，机械手底板11后侧的定位销孔2，从升降滑块14上的升降定位销1退出，夹持手指装置15随进给滑块16沿m方向继续行进，直至玻璃管毛坯8螺旋成形为双螺旋灯管18；待成形的双螺旋灯管18冷却定型后，夹持气缸9回位，夹持手指松夹，取下双螺旋灯管18，进给滑块16返回，同时侧转气缸19和上仰气缸6回位，当进给滑块16返回到机械手底板后侧面d和升降滑块的定位面c接触时，进给滑块16停止，此时，升降定位销1已完全插入升降定位销孔2中。此为机械手的原始位置，为再次上升作业作准备。

Claims

1、一种双螺旋节能灯管成形夹持机械手，具有夹持手指装置15、夹持气缸9、上安装板5、上仰装置7、上仰气缸6、上仰角限位螺钉17、中安装板3、侧转装置20、侧转气缸19、侧转角度限位螺钉21，底板11、升降定位销1、进给定位销12、升降定位销孔2和进给定位销孔13；其特征在于：

(1)夹持手指装置15和夹持气缸9固定在上安装板5上，上安装板5叠放在中安装板3上，上安装板5和中安装板3由上仰铰链4连接；夹持手指的对称面k与底板11的底面垂直，夹持手指的开度比玻璃管毛坯8的直径大2～3mm；

(2)上仰气缸6固定在中安装板3上，中安装板3叠放在底板11上，中安装板3和底板11由侧转轴10连接；侧转气缸19固定在底板11上；

(3)底板11的后侧设有两个升降定位销孔2，其轴线与夹持手指的对称面k平行、且与进给滑块16的行进方向m平行，并且升降定位销孔2的轴线与底板11底面的夹角Φ为0°～20°；

(4)底板11的底部设有两个进给定位销孔13，其轴线与夹持手指的对称面k平行、且与升降滑块14的上升方向n平行；并且夹角u为0°～12°；所述夹角u为进给定位销孔13的轴线和底板底面垂直线的夹角；

(5)两升降定位销1固定在升降滑块14上，其轴线与相应两升降定位销孔2的轴线重合；两进给定位销12固定在进给滑块16上，其轴线与相应两进给定位销孔13的轴线重合；销和孔均呈间隙配合；

(6)侧转装置20为曲柄滑块机构，侧转角y为2°～15°；

(7)上仰铰链4的轴线与夹持手指的对称面k垂直；

(8)上仰装置7为曲柄滑块机构，上仰角g为0°～20°。

2、根据权利要求1所述的一种双螺旋节能灯管成形夹持机械手，其特征在于机械手夹持手指的开度比玻璃管毛坯8的直径大2.5mm。

3、根据权利要求1所述的一种双螺旋节能灯管成形夹持机械手，其特征在于侧转角y与双螺旋灯管18的直脚位置角b相等；所述直脚位置角b为双螺旋灯管18两直脚端点的连线与直脚的夹角。

4、根据权利要求1所述的一种双螺旋节能灯管成形夹持机械手，其特征在于上仰角g与双螺旋灯管18的螺旋升角a相等。