CN101745909A - 转轨机械手 - Google Patents

Abstract

本发明属于变速箱装配生产线领域，具体地说是变速箱抓取及传输用转轨机械手。包括作为主框架的支撑梁、平移机构、升降机构、抓取机构；支撑梁固定于地面上，顶部与平移机构中平移梁的两端安装在一起；升降机构中升降伺服电机固定在平移机构的连接板上；升降机构下部的安装座与抓取机构中的夹爪机构支架枢接。本发明具有造价及运行成本低、操控性好、定位准确、运输便捷、自动化程度高等特点，可应用于高水平装配生产线。

Description

转轨机械手

技术领域

本发明属于变速箱装配生产线领域，具体地说是变速箱抓取及传输用转轨机械手。

背景技术

通常变速箱装配生产线分为装配线和试验线两部分，两部分均呈封闭环形布置，当变速箱主体封装完后，需要传输至试验线上进行变速箱机械性能检测。而目前一般的传输手段是工人利用KPK柔性轻型组合系统起重机人工将变速箱体由装配线上运输至试验线上并完成其翻转定位，操作性差，劳动强度也较大，并且工作效率相对比较低。

发明内容

为了克服现有技术中装配线上运输至试验线上并完成其翻转定位操作性差，劳动强度也较大，并且工作效率低的不足，本发明的目的在于提供一种造价及运行成本低、操控性好、定位准确、运输便捷、自动化程度高、应用于高水平装配生产线的变速箱抓取及传输用转轨机械手。

为了实现上述目的，本发明技术解决方案包括：作为主框架的支撑梁、平移机构、升降机构、抓取机构；所述支撑梁固定于地面上，顶部与平移机构中平移梁的两端安装在一起；升降机构中升降伺服电机固定在平移机构的连接板上，升降机构下部的安装座与抓取机构中的夹爪机构支架枢接；

所述抓取机构由夹爪机构和摆动机构组成，夹爪机构包括上爪，下爪，摆动气缸，上爪与下爪后方枢接有安装在支架上的摆动气缸；摆动机构包括摆动伺服电机，丝杠，其中用摆动伺服电机的输出轴通过水平设置的相互啮合的齿轮与丝杠相连接，丝杠通过第一绕转轴与安装有摆动气缸的支架枢接；所述支架还通过第二绕转轴与升降机构中的安装座枢接；夹爪的爪身上设有用于定位变速箱体销孔的定位销；

所述平移机构由滚轮轴承，连接板，平移齿轮，平移齿条，平移伺服电机，导轨，平移梁组成，其中平移伺服电机通过平移齿轮与平移齿条啮合，平移齿条安装在平移机构中平移梁上；安装在连接板上的支撑滚轮轴承与安装在平移梁上的导轨滑动接触连接；

所述升降机构由旋转轴，升降梁，升降齿轮，升降齿条，升降伺服电机，气缸组成，气缸的输出轴与旋转轴为一体结构，旋转轴通过轴承与安装座活动连接，升降梁套装于旋转轴外部，升降伺服电机安装在平移机构中的连接板上，升降伺服电机的输出轴经升降齿轮与固连于升降梁的升降齿条啮合；

在所述平移机构的平移梁，升降机构的升降梁，抓取机构的支架和夹爪的运动的方向上安装机械限位装置和电气限位装置。

本发明具有如下优点：

本发明能有效的克服了现有变速箱在装配线转轨至实验线上人工操作上的体能消耗大、定位不准确、效率不高的缺点，很好地解决了长期以来变速箱从装配生产线至实验线不能自动化传输的问题。更具有如下优点：

一、造价及运行成本低。

二、自动化程度高，本发明采用夹爪操作，可实现自动化作业方式，更加有利于提高生产效率，节约人力成本，同时整条装配生产线具有较好的整体形象。

三、运行精度高，本发明采用伺服电机进行定位，适合高水平装配生产线应用。

附图说明

图1为转轨机械手总体结构图；

图2为图1中抓取机构及升降机构主视剖面图；

图3为图1中平移机构及升降机构俯视剖面图；

图4为图1中平移机构左视剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1，包括作为主框架的支撑梁1、平移机构2、升降机构3、抓取机构4；支撑梁1固定于地面上，顶部与平移机构2中平移梁27的两端安装在一起；升降机构3中升降伺服电机35固定在平移机构2的连接板22上；升降机构3下部的安装座与抓取机构4中的夹爪机构支架枢接。其中：

参见图2，所述抓取机构主要由夹爪机构和摆动机构组成，夹爪机构包括上爪46，下爪47，摆动气缸41，下爪47的爪身上设有用于定位变速箱体销孔的定位销48，使得箱体不会脱落；上爪46与下爪47的后方枢接有安装在支架上的摆动气缸41，用于夹爪的翻转动作；摆动机构包括摆动伺服电机42，丝杠43，绕转轴，其中用摆动伺服电机42的输出轴通过水平设置的相互啮合的齿轮与丝杠43相连接，丝杠43通过第一绕转轴44与安装摆动气缸41的支架枢接；所述支架还通过第二绕转轴45与升降机构中的安装座枢接。所述摆动伺服电机42带动丝杠43上下移动使夹爪绕第一绕转轴44旋转实现夹爪倾斜角度定位。

如图3-4所示，所述平移机构2由滚轮轴承21，连接板22，平移齿轮24，平移齿条25，平移伺服电机23，导轨26，平移梁27组成，其中平移伺服电机23通过平移齿轮24与平移齿条25啮合，平移齿条25安装在平移机构2中平移梁27上；平移伺服电机23带动平移齿轮24使其在平移齿条25上面作横向运动；安装在连接板22上的用6个支撑滚轮轴承21与连接板22与安装在平移梁27上的导轨26滑动接触，使平移机构在做横向移动时，支撑滚轮轴承21与导轨26做滑动接触，以保证平移机构运行的稳定性。

所述升降机构3由旋转轴31，升降梁32，升降齿轮33，升降齿条34，升降伺服电机35，气缸36组成，气缸36的输出轴与旋转轴31为一体结构，旋转轴31通过轴承与安装座活动连接，升降梁32套装于旋转轴31外部，升降伺服电机35安装在平移机构2中的连接板22上，升降伺服电机35的输出轴经升降齿轮33与固连于升降梁32的升降齿条34啮合，完成上下运动。

其工作原理如下：

为了保证机构的安全性，在机械手运动的方向上都安装了机械限位装置和电气限位装置。电气限位装置先起作用，如果电气出现问题，机械限位装置仍能确保其安全。另外，在机械手两侧安装有机玻璃防护门将机械手隔离起来，以确保其在运行过程中的安全。

本发明工作时，采用伺服电机和气缸作为机械手运动的动力源，可采用PLC编程控制(为现有技术)。根据车间现场情况，利用PLC进行记录行走所需的精确位置，并进行记录，这样调试好之后，机械手从抓取、翻转、行走至放置便可以反复重复调试好的动作，然后再设定抓取的时间间隔，这样转轨机械手便可以实现全自动运行。

采用本发明机械手抓取运输系统，可以利用伺服电机精确定位，气缸带动旋转，所述抓取机构4连同升降机构3及平移机构2协同工作实现机械手的五轴联动(具体是：抓取机构4中的上爪46与下爪47通过丝杠43作仰俯运动及通过旋转轴31作水平旋转，通过缸03并作垂直纸面旋转运动，平移机构带动升降机构3及抓取机构4的水平移动，升降机构3带动抓取机构4上下运动；实现机械手从抓取、翻转、行走至放置)，大大提高了机械手的灵活性，有效的克服了现有变速箱在装配线转轨至实验线上人工操作上的体能消耗大、定位不准确、效率不高的缺点，很好地解决了现有技术中长期以来变速箱从装配生产线至实验线不能自动化传输的问题。

Claims (6)

1.一种转轨机械手，包括作为主框架的支撑梁(1)、平移机构(2)、升降机构(3)、抓取机构(4)；其特征在于：支撑梁(1)固定于地面上，顶部与平移机构(2)中平移梁(27)的两端安装在一起；升降机构(3)中升降伺服电机(35)固定在平移机构(2)的连接板(22)上，升降机构(3)下部的安装座与抓取机构(4)中的夹爪机构支架枢接。

2.按照权利要求1所述转轨机械手，其特征在于：所述抓取机构(4)由夹爪机构和摆动机构组成，夹爪机构包括上爪(46)，下爪(47)，摆动气缸(41)，上爪(46)与下爪(47)后方枢接有安装在支架上的摆动气缸(41)；摆动机构包括摆动伺服电机(42)，丝杠(43)，其中用摆动伺服电机(42)的输出轴通过水平设置的相互啮合的齿轮与丝杠(43)相连接，丝杠(43)通过第一绕转轴(44)与安装有摆动气缸(41)的支架枢接；所述支架还通过第二绕转轴(45)与升降机构中的安装座枢接。

3.按照权利要求2所述转轨机械手，其特征在于：夹爪的爪身上设有用于定位变速箱体销孔的定位销(48)。

4.按照权利要求1所述转轨机械手，其特征在于：所述平移机构(2)由滚轮轴承(21)，连接板(22)，平移齿轮(24)，平移齿条(25)，平移伺服电机(23)，导轨(26)，平移梁(27)组成，其中平移伺服电机(23)通过平移齿轮(24)与平移齿条(25)啮合，平移齿条(25)安装在平移机构(2)中平移梁(27)上；安装在连接板(22)上的支撑滚轮轴承(21)与安装在平移梁(27)上的导轨(26)滑动接触连接。

5.按照权利要求1所述转轨机械手，其特征在于：所述升降机构(3)由旋转轴(31)，升降梁(32)，升降齿轮(33)，升降齿条(34)，升降伺服电机(35)，气缸(36)组成，气缸(36)的输出轴与旋转轴(31)为一体结构，旋转轴(31)通过轴承与安装座活动连接，升降梁(32)套装于旋转轴(31)外部，升降伺服电机(35)安装在平移机构(2)中的连接板(22)上，升降伺服电机(35)的输出轴经升降齿轮(33)与固连于升降梁(32)的升降齿条(34)啮合。

6.按照权利要求2所述转轨机械手，其特征在于：在所述平移机构(2)的平移梁(27)，升降机构(3)的升降梁(32)，抓取机构(4)的支架和夹爪的运动的方向上安装机械限位装置和电气限位装置。

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