CN103009031B - 自动装配线/机专用电传动取放机械手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于自动取放工件的机械手，特指一种自动装配线/机专用电传动取放机械手。本发明公开了一种自动装配线/机专用电传动取放机械手，包括有支架，其中，支架上固定安装有导向基板，导向基板一侧面安装有轴端穿过导向基板的电机驱动装置，电机驱动装置的轴端固定连接有摆杆，导向基板上开有导向槽；导向基板上安装有移载装置，移载装置上安装有取放夹爪，移载装置上还安装有导向轴，该导向轴穿过摆杆插入到导向槽内；导向基板顶面中部设置有原点检测器，该原点检测器与上述电机驱动装置的轴端垂直对应，电机驱动装置、取放夹爪及原点检测器由控制装置控制。位移速度快，调速方便；有位移位置反馈、校正功能，精度高；操控性好。

Description

自动装配线/机专用电传动取放机械手

技术领域

本发明涉及一种用于自动取放工件的机械手，特指一种自动装配线/机专用电传动取放机械手。

背景技术

工件的自动取放并移位是自动装配线/机实现自动装配必不可少的重要环节，也是最为常见的装配过程。取放机构的效率和操控便捷性直接影响着自动装配线的效率和便捷。机构通常采用气动式和机械凸轮传动式。

如图5所示，气缸传动虽然结构简单，调速方便。但气压推动气缸活塞运动始终是加速过程，减速和停止过程只能靠行程末端外加的缓冲器及行程挡点；因而避免不了在行程末端产生的震动和噪声，而且会随速度的增加而呈几何级数增大，因而只能用于工件取放速度较慢的场合。

气缸传动的另一特点是气缸活塞运动只能在两个行程末端位置之间作来回移动，行程中间不能停止，并通过调节起始挡点和停止挡点相对位置来改变行程和取放位置，并为了能检测气缸运动是否到达末端，同步需把安装在气缸上的磁性开关调整到末端相应位置。

应用缺点：低速，取放位置调整麻烦，位移时中途不可停止并且无位置反馈和校正功能。

如图4所示，相对气动式而言，凸轮驱动式可以通过优化凸轮曲线(取放位移时的加速和减速过程比较平滑)，从而可实现较高取放速度。但其较长传动链和繁杂的机械结构，使其传动效率和精确度大为降低，制造成本也较高。更大的缺点是，由凸轮曲线决定的取放位移过程不可灵活改变，如果工件的取放过程及终点位置根据工艺需作出调整，其无法实现，除非更换凸轮。

应用缺点：适应性差，制造要求高，结构体积大，取放位移精度低，位移时无位置反馈和校正功能等。

发明内容

一、要解决的技术问题

本发明的目的是针对现有技术所存在的上述问题，特提供一种体积小、精度高、灵活性和适应性好的自动装配线/机专用电传动取放机械手。

二、技术方案

为解决上述技术问题，本发明自动装配线/机专用电传动取放机械手，包括有支架，其中，上述支架上固定安装有导向基板，导向基板一侧面安装有轴端穿过导向基板的电机驱动装置，上述电机驱动装置的轴端固定连接有摆杆，上述导向基板上开有导向槽；上述导向基板上安装有移载装置，上述移载装置上安装有取放夹爪，上述移载装置上还安装有导向轴，该导向轴穿过摆杆插入到导向槽内；上述导向基板顶面中部设置有原点检测器，该原点检测器与上述电机驱动装置的轴端垂直对应。

作为优化，上述移载装置由垂直装配在一起的X轴移载滑轨装置及Z轴移载滑轨装置组成，上述X轴移载滑轨装置包括有固定安装在导向基板上的X轴移载滑轨，该X轴移载滑轨上设有与其滑动配合的X向滑块，上述Z轴移载滑轨装置包括有固定在X向滑块上的Z向固定块及与其滑动配合的Z轴移载滑轨，上述取放夹爪固定安装在Z轴移载滑轨的下端部，上述导向轴固定安装在Z轴移载滑轨的上端部。

作为优化，上述摆杆上开设有长条形的通孔，上述导向轴穿过通孔并伸入到上述导向槽内。

作为优化，上述取放夹爪包括有固定安装在Z轴移载滑轨下端部的取放气缸，该取放气缸的轴端设置有由取放气缸驱动的夹爪。

作为优化，上述导向轴的轴端设有导轮，该导轮与上述导向槽的内壁相滚动配合。

作为优化，上述导向基板一侧面设有原点检测器，该原点检测器与上述电机驱动装置的轴端水平对应。

作为优化，上述电机驱动装置、取放夹爪及原点检测器由控制装置控制。

作为优化，上述电机驱动装置为伺服电机或者步进电机。

三、本发明的有益效果

附图说明

图1是本发明自动装配线/机专用电传动取放机械手的立体结构示意图；

图2是本发明自动装配线/机专用电传动取放机械手的分解图；

图3是本发明移载装置的立体结构示意图；

图4是现有技术机械凸轮式传动机械手结构示意图；

图5是现有技术气动式传动机械手结构示意图。

图中，1为支架，2为导向基板，3为电机驱动装置，4为摆杆，5为导向槽，6为导向轴，7为原点检测器，8为X轴移载滑轨，9为X向滑块，10为Z轴移载滑轨，11为Z向固定块，12为通孔，13为取放气缸，14为夹爪，15为导轮，16为安装底板，17为连接板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明自动装配线/机专用电传动取放机械手作进一步说明：

实施方式一：如图1至3所示，本发明自动装配线/机专用电传动取放机械手，包括有支架1，该支架1的底部螺接固定有安装底板16，该安装底板16上开有Y轴方向的长槽，使其可作Y轴方向的位置调整，同时，支架1底部螺接固定有加强块，以确保支架1能够稳固的安装在安装底板16上，其中，上述支架1上固定安装有导向基板2，导向基板2一侧面安装有轴端穿过导向基板2的电机驱动装置3，上述电机驱动装置3为伺服电机或者步进电机，本实施例电机驱动装置3为伺服电机，伺服电机具有速度可控、定位精准、机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性。

上述伺服电机的轴端固定连接有摆杆4，本实施例摆杆4与伺服电机的轴端通过键连接固定，上述摆杆4上开设有长条形的通孔12，上述导向基板2上开有大体呈“U”形的导向槽5，而导向槽5的内壁均为圆弧面和平面；上述导向基板2上安装有移载装置，上述移载装置上安装有取放夹爪，上述移载装置上还安装有导向轴6，上述导向轴6穿过通孔12并伸入到上述导向槽5内，上述导向轴6的轴端设有导轮15，该导轮15与上述导向槽5的内壁相滚动配合；当伺服电机驱动摆杆4转动时，插设在摆杆4通孔12中的导向轴6在摆杆4的带动下，沿着导向槽5进行移动；而导向轴6沿导向槽5移动的同时，导向轴6在长条形的通孔12内也作相对的移动。

上述导向基板2顶面中部设置有原点检测器7，该原点检测器7与上述电机驱动装置3的轴端垂直对应；上述导向基板2一侧面设有原点检测器7，该原点检测器7与上述电机驱动装置3的轴端水平对应。上述原点检测器7对上述摆杆4转动的位置进行检测，以确保摆杆4每次转动的位置能够正确到位。

上述伺服电机、取放夹爪及原点检测器7由控制装置(图中未示出)控制，具体的说，伺服电机及原点检测器7可由软件系统进行控制动作及分析，以确保精确控制。

上述移载装置由垂直装配在一起的X轴移载滑轨装置及Z轴移载滑轨装置组成，上述X轴移载滑轨装置包括有固定安装在导向基板2上的X轴移载滑轨8，该X轴移载滑轨8上设有与其滑动配合的X向滑块9，上述Z轴移载滑轨装置包括有固定在X向滑块9上的Z向固定块11及与其滑动配合的Z轴移载滑轨10，上述取放夹爪固定安装在Z轴移载滑轨10的下端部，上述导向轴6固定安装在Z轴移载滑轨10的上端部。

当伺服电机带动摆杆4转动时，摆杆4带动导向轴6沿着导向槽5移动，上述导向轴6的移动固定连接在Z轴移载滑轨10的顶部；Z轴移载滑轨10在导向轴6的带动下沿着Z向固定块11移动，上述Z向固定块11上开设有与Z轴移载滑轨10相匹配导槽，上述Z轴移载滑轨10安装在导槽内；当导向轴6沿着导向槽5向上移动时，Z轴移载滑轨10沿着导槽向上滑移；由于上述Z向固定块11是固定安装在X向滑块9上，而X向滑块9是滑动配合的安装在X轴移载滑轨8上，也就是说，当Z轴移载滑轨装置横向滑移时，Z轴移载滑轨装置就会沿着X轴移载滑轨8的方向进行移动，上述导向槽5大体呈“U”形，当摆杆4推动导向轴6沿导向槽5水平横向移动时，导向轴6带动Z轴移载滑轨装置沿着X轴移载滑轨8的方向进行移动；当导向轴6沿着曲线方向移动时，上述X轴移载滑轨装置及Z轴移载滑轨装置将配合联动，使导向轴6顺利通过曲线路线。

本实施例上述X向滑块9上螺接固定有一个连接板17，上述Z向固定块11螺接在连接板17上，上述Z向固定块11通过连接板17固定在X向滑块9上。这样设置可以便于调节Z向固定块11的安装位置，使Z轴移载滑轨10在Z向固定块11上滑移时不会脱轨，也可合理缩短Z轴移载滑轨10的长度，节约材料成本。

当导向轴6沿着导向槽5移动时，导向轴6会在长条形的通孔12内产生相对的移动。

上述取放夹爪包括有固定安装在Z轴移载滑轨10下端部的取放气缸13，该取放气缸13的轴端设置有由取放气缸13驱动的夹爪14。当伺服电机通过摆杆4、与摆杆4插接配合的导向轴6及移载装置将取放夹爪移动到夹取工位时，取放气缸13驱动夹爪14夹取工件，而后，伺服电机反向运转，使其移动至工件投放工位，取放气缸13驱动夹爪14松开，将工件投放至预定位置。

在工件的夹取与投放过程中，上述原点检测器7与摆杆4的顶端校准定位，以确保摆杆4能够精确的转动到位，从而使取放夹爪能够准确的夹取工件及投放工件。

上述取放夹爪夹取工件、投放工件及通过原点检测器7校准定位的动作均在控制装置控制下配合完成。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种自动装配线/机专用电传动取放机械手，包括有支架，其特征在于：所述支架上固定安装有导向基板，导向基板一侧面安装有轴端穿过导向基板的电机驱动装置，所述电机驱动装置的轴端固定连接有摆杆，所述导向基板上开有导向槽；所述导向基板上安装有移载装置，所述移载装置上安装有取放夹爪，所述移载装置上还安装有导向轴，该导向轴穿过摆杆插入到导向槽内；所述导向基板顶面中部设置有原点检测器，该原点检测器与所述电机驱动装置的轴端垂直对应。

2.根据权利要求1所述的自动装配线/机专用电传动取放机械手，其特征在于：所述移载装置由垂直装配在一起的X轴移载滑轨装置及Z轴移载滑轨装置组成，所述X轴移载滑轨装置包括有固定安装在导向基板上的X轴移载滑轨，该X轴移载滑轨上设有与其滑动配合的X向滑块，所述Z轴移载滑轨装置包括有固定在X向滑块上的Z向固定块及与其滑动配合的Z轴移载滑轨，所述取放夹爪固定安装在Z轴移载滑轨的下端部，所述导向轴固定安装在Z轴移载滑轨的上端部。

3.根据权利要求2所述的自动装配线/机专用电传动取放机械手，其特征在于：所述摆杆上开设有长条形的通孔，所述导向轴穿过通孔并伸入到所述导向槽内。

4.根据权利要求2所述的自动装配线/机专用电传动取放机械手，其特征在于：所述取放夹爪包括有固定安装在Z轴移载滑轨下端部的取放气缸，该取放气缸的轴端设置有由取放气缸驱动的夹爪。

5.根据权利要求1至4任一项所述的自动装配线/机专用电传动取放机械手，其特征在于：所述导向轴的轴端设有导轮，该导轮与所述导向槽的内壁相滚动配合。

6.根据权利要求5所述的自动装配线/机专用电传动取放机械手，其特征在于：所述导向基板一侧面设有原点检测器，该原点检测器与所述电机驱动装置的轴端水平对应。

7.根据权利要求6所述的自动装配线/机专用电传动取放机械手，其特征在于：所述电机驱动装置、取放夹爪及原点检测器由控制装置控制。

8.根据权利要求7所述的自动装配线/机专用电传动取放机械手，其特征在于：所述电机驱动装置为伺服电机或者步进电机。