CN101930689A - 智能物料搬运装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能机械搬运装置，包括有支架、工作台、双轴直线搬运装置、接供料装置，双轴直线搬运装置包括有机械手爪、为机械手爪提供水平自由度的滚珠丝杆装置、为机械手爪提供垂直自由度的导杆气缸装置，机械手爪固定连接导杆气缸装置，接供料装置设置有上滑道、水平滑道，接供料装置设置在工作台上且位于机械手爪的下方。机械手从接供料装置的水平滑道抓取工件，在接供料装置的上滑道放置工件，整个过程自动生产线的不间断工作的特点；本发明体现了生产线的自循环的特点，却只有采用两个工作站，结构简单。

Description

智能物料搬运装置

技术领域

本发明涉及一种用于教学演示或实训用的智能物料搬运装置。

背景技术

机电一体化装备在教学演示或实训应用中正如火如荼的发展，取得了不错的教学效果，但主要是多个工作站相互配合，结构复杂，生产维护成本高；同时多个工作站的教学装备应用需要较多的连续课时，与高校实际的课程设置不匹配；各个工作站之间从左到右或从右到左依次排列，整机上不能体现工业自动化的循环特点；急需一些装备特别是那种结构相对简单，又能很好体现自动生产线的不间断工作特点的装备，来提高学生的实训能力与教学效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种结构简单、又能很好体现自动生产线的不间断工作特点的智能物料搬运装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种智能物料搬运装置，包括有支架、工作台，所述支架设置在工作台上，还包括有：双轴直线搬运装置、接供料装置，所述双轴直线搬运装置设置在支架上，所述双轴直线搬运装置包括有机械手爪、为机械手爪提供水平自由度的滚珠丝杆装置、为机械手爪提供垂直自由度的导杆气缸装置，所述滚珠丝杆装置上设置有由滚珠丝杆副传动的滑块，所述导杆气缸装置包括有气缸、连接板，所述气缸固定连接在所述滑块上，所述连接板设置在所述气缸的活塞杆末端，所述机械手爪设置在连接板上，所述接供料装置设置有上滑道、水平滑道，所述接供料装置能实现工件从上滑道到水平滑道自动传送，所述接供料装置设置在工作台上且位于机械手爪的下方。

本发明智能物料搬运装置通过控制单元与双轴直线搬运装置相结合来演示或实训，能够形象、逼真的展示演示或实训效果，提高学生对控制单元的编程能力；机械手从接供料装置的水平滑道抓取工件，在接供料装置的上滑道放置工件，整个过程自动生产线的不间断工作的特点；本发明体现了生产线的自循环的特点，却只有采用两个工作站，结构简单。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。

附图说明

图1是本发明智能物料搬运装置的总体结构立体示意图；

图2是本发明部件接供料装置总体结构立体示意图；

图3是本发明部件双轴直线搬运装置总体结构立体示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，一种智能物料搬运装置，包括有支架1、工作台2，支架1设置在工作台2上，还包括有：双轴直线搬运装置3、接供料装置4、控制单元，所述双轴直线搬运装置3设置在支架1上，双轴直线搬运装置3固定在支架上，保证了双轴直线搬运装置3能平稳的运动。所述双轴直线搬运装置3包括有机械手爪33、为机械手爪33提供水平自由度的滚珠丝杆装置36、为机械手爪33提供垂直自由度的导杆气缸装置31，滚珠丝杆装置36上设置有由滚珠丝杆副361传动的滑块360，导杆气缸装置31包括有气缸312、连接板313，气缸312固定连接在滑块360上，连接板313设置在气缸312的活塞杆315末端，机械手爪33设置在连接板313上，接供料装置4设置有上滑道41和水平滑道46，接供料装置34能实现工件从上滑道41到水平滑道46自动传送，接供料装置4设置在工作台1上且位于机械手爪32的下方。本发明智能物料搬运装置通过单片机或PLC与双轴直线搬运装置3相结合来演示或实训，形象、逼真，提高学生学习单片机或PLC的学习效果；机械手爪33从接供料装置4的上滑道41上放置工件，又从接供料装置4的水平滑道46上抓取工件，整个过程可不断循环，体现了自动生产线的不间断工作的特点；本发明体现了生产线自动循环的特点，却只有采用单片机或PLC、双轴直线搬运装置3、接供料装置4三个组成部分，结构简单。

一种具体运用方式，工件为球体，所述机械手爪33上设置有与工件形状相适应的圆孔331，圆孔331的半径小于球体的半径，可以设置为球体半径的三分之一到四分之三之间的任何一个值，在工件搬运的过程中，通过工件嵌在圆孔331内，使工件不易脱落，达到夹持可靠的目的。导杆气缸装置31还包括有导杆块311、气缸导杆314，所述导杆块311固定连接在所述滑块360上，所述气缸312固定连接在所述导杆块311上，所述导杆块311上设置有与气缸导杆314相配合使用的气缸导杆孔316，所述气缸导杆314与连接板313固定连接，气缸导杆314的设置使气缸312的运动具有更高的精度。较佳的，述机械手爪33的圆孔331上设置有检测器332，所述滚珠丝杆机构36上设置有引导导轨365，所述滑块360上设置有与所述引导导轨365滑动配合的凹槽366，所述引导导轨365上设有左限位行程开关367、右限位行程开关368、若干工位行程开关，所述滑块360上设置有与行程开关相配合的接触碰头369。检测器332对准通透的圆孔331，用以感应机械手爪33上是否有球存在，判断机械手爪33是否可靠抓取了工件，若没有则继续夹持一次，提高了夹持的成功率。所述引导导轨365上设置有一字水平排开的行程开关，一字水平排开的行程开关，分别为左限位行程开关367，若干工位行程开关364，右限位行程开关368。左限位行程开关367固定在引导导轨365的左端，做为滚珠丝杆左侧限位保护，当滑块360上设置的接触碰头碰到左限位行程开关367时，自动关闭电机，防止滚珠丝杆向左方向的行程过度。右限位行程开关368固定在引导导轨365的右端，做为滚珠丝杆右侧限位保护，当滑块360上设置的接触碰头369碰到右限位行程开关368时，自动关闭电机，防止滚珠丝杆向右方向的行程过度。若干工位行程开关364设置在左限位行程开关367与右限位行程开关368之间，根据实际需要确定设置的个数，若干工位开关的作用是为机器人提供精确的位置定位，当运动到某一工位开关处时，机器人停止水平方向的运动，完成垂直方向的运动或完成某一动作。

做为一种接供料装置具体实施方式，包括有：上滑道41、下滑道42、水平滑道46、左挡板43、右挡板45，左挡板43上端一侧固定连接上滑道41，上滑道41上与左挡板43连接处设有与下滑道42相连通的落料口4，左挡板43下端同一侧固定连接下滑道42，所述左挡板43上设置有与工件相匹配的半圆柱式凹槽430，上滑道41两侧边设置有向左挡板43方向倾斜上滑道槽边410、上滑道槽边410高于上滑道1底面，球体工件在上滑道槽边10上滚动时不会触及上滑道1底面；同样的，下滑道42设置有向远离左挡板43方向倾斜的下滑道槽边420。下滑道42远离左挡板43的一端固定连接有水平设置的水平滑道43，水平滑道43另一端设置有右挡板45，所述右挡板45为“U”字型，球体工件下落时刚好与“U”字型底部相切。接供料装置利用上滑道41设置的上滑道槽边410的倾斜度将球体工件自动的滚向于左挡板43后落入落料口44，经落料口44后进入下滑道42，利用下滑道槽边420的倾斜度将球体工件自动的滚向于水平滑道46经右挡板45作用后工件停留在水平滑道46上，等待下一工序的处理，结构简单却体现自动化生产线的循环特点。上滑道槽边410、下滑道槽边420的倾斜度为4～8度，倾斜度过大会使工件的势能较快的转化为动能，冲量过大，工件会冲出接供料装置；倾斜度过小则工件与槽边摩擦消耗的能量速度大于工件势能的释放速度，工件会停止滚动，上滑道槽边410、下滑道槽边420的倾斜度为4～8度保证了工件能顺利的在接供料装置滚动。上滑道槽边410、下滑道槽边420的倾斜度为4～8度同时保证了接供料装置的水平与垂直方向的有一个合理的尺寸比例，倾斜度过小则接供料装置需设置较长，不合理。

做为一种改进，落料口44下方的下滑道42上设置有斜坡47。斜坡47设置的高度略低于下滑道槽边420，保证工件下落时先接触斜坡47，工件不会被下滑道槽边420卡住，同时工件在落料口44的空间内反弹几次后能自动滚入下滑道42。上滑道41靠近左挡板43下表面设置有圆弧。工件下落时接触斜坡47，工件的动能较大，会产生较大的反弹，设置有圆弧使工件反弹后尽量不损害工件，同时能消耗动能。水平滑道46上设置有若干个通透的圆孔48，孔下方设有传感器49，用以传感器判断工件是否到位。

工作过程：单片机或PLC控制电机驱动滚珠丝杆361，控制滑块360向左或向右运动，带动机械手爪33至水平滑道46上设置有若干个孔48中某一孔的正上方，然后单片机或PLC控制活塞杆315下降，机械手爪33跟着下降，执行抓取动作，然后活塞杆315上升，机械手爪33上升，单片机或PLC再控制电机驱动滚珠丝杆361上的滑块360至上滑道41的某一设置好的位置，将搬运来的小球放置在有上滑道41右端，由于上滑道41设置的上滑道槽边410带有一定的倾斜角度，小球将自动滚落到落料口44进入下滑道42；工件下落时刚好接触斜坡47，工件不会被下滑道槽边420卡住，反弹几次后，由于下滑道42设置的下滑道槽边420带有一定的倾斜角度，小球向水平滑道46方向滚动，最终在右挡板45的作用下停在水平滑道46上的若干孔48正上方，等待抓取，完成了整个工作过程同时为下一次的过程做好了准备。

Claims (5)

1.一种智能物料搬运装置，包括有支架(1)、工作台(2)，所述支架(1)设置在工作台(2)上，其特征是还包括有：双轴直线搬运装置(3)、接供料装置(4)，所述双轴直线搬运装置(3)设置在支架(1)上，所述双轴直线搬运装置(3)包括有机械手爪(33)、为机械手爪(33)提供水平自由度的滚珠丝杆装置(36)、为机械手爪(33)提供垂直自由度的导杆气缸装置(31)，所述滚珠丝杆装置(36)上设置有由滚珠丝杆副(361)传动的滑块(360)，所述导杆气缸装置(31)包括有气缸(312)、连接板(313)，所述气缸(312)固定连接在所述滑块(360)上，所述连接板(313)设置在所述气缸(312)的活塞杆(315)末端，所述机械手爪(33)设置在连接板(313)上，所述接供料装置(4)设置有上滑道(41)、水平滑道(46)，所述接供料装置(4)能实现工件从上滑道(41)到水平滑道(46)自动传送，所述接供料装置(4)设置在工作台(1)上且位于机械手爪(33)的下方。

2.根据权利要求1所述的智能物料搬运装置，其特征是所述机械手爪(33)上设置有与工件形状相适应的圆孔(331)，所述导杆气缸装置(31)还包括有导杆块(311)、气缸导杆(314)，所述导杆块(311)固定连接在所述滑块(360)上，所述气缸(312)固定连接在所述导杆块(311)上，所述导杆块(311)上设置有与气缸导杆(314)相配合的气缸导杆孔(316)，所述气缸导杆(314)与连接板(313)固定连接。

3.根据权利要求2所述的智能物料搬运装置，其特征是所述机械手爪(33)的圆孔(331)上设置有检测器(332)，所述滚珠丝杆机构(36)上设置有引导导轨(365)，所述滑块(360)上设置有与所述引导导轨(365)相滑动配合的凹槽(366)，所述引导导轨(365)上设有左限位行程开关(367)、右限位行程开关(368)、若干工位行程开关(364)，所述滑块(360)上设置有与行程开关相配合的接触碰头(369)。

4.根据权利要求1或2或3所述的智能物料搬运装置，其特征是所述接供料装置还包括有包括有：下滑道(42)、左挡板(43)、右挡板(45)，所述左挡板(43)上端一侧固定连接上滑道(41)，所述左挡板(43)下端同一侧固定连接下滑道(42)，所述上滑道(41)上设置有向左挡板(43)方向倾斜的上滑道槽边(410)、所述下滑道(42)上设置有向远离左挡板(43)方向倾斜的下滑道槽边(420)，所述上滑道槽边(410)、下滑道槽边(420)的倾斜度为4～8度，所述上滑道(41)上与左挡板(43)连接处设有与下滑道(42)连通的落料口(44)，所述下滑道(42)远离左挡板(43)的一端固定连接有水平设置的水平滑道(46)，水平滑道(46)末端设置有右挡板(45)。

5.根据权利要求4所述的智能物料搬运装置，其特征是所述上滑道(41)靠近左挡板(43)下表面设置有圆弧，下滑道(42)上落料口(44)的下方设置有斜坡(47)，水平滑道(46)上设置有若干个孔(48)，孔下方设有传感器(49)，所述左挡板(43)上设置有半圆柱式凹槽(430)，所述右挡板(45)为“U”字型。

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