CN103057748B - 循环抓取机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种循环抓取机构，设置在生产线上，用于实现物件在生产线上的抓取和放置的同步循环执行，其特征在于，该机构包括：导轨，其呈封闭的环形，设置在生产线的进料区和出料区之间；多个滑轨小车，其设置在导轨上，可在该导轨移动，实现各滑轨小车在循环进料区和出料区间移动；多个机械手，其可加紧或松开，以用于抓取物件或将物件松开，其中每个机械手固定在一个滑块小车上；各机械手在对应的滑轨小车的带动下沿导轨移动，依次将进料区的物件加紧后搬运到出料区放置，实现自动化搬运。本发明的机构可实现在生产线上同时抓取多个物件，顺次在固定位置放置工件的流水作业，且占用空间小、批量处理工件高效、机构简单且便于维护。

Description

循环抓取机构

技术领域

本发明涉及包装机械自动生产线上的自动输送装置，具体是一种循环抓取机构，适用于同时抓取多个物件并顺次在固定位置放置工件的流水作业生产线上。

背景技术

在包装机械自动生产线领域，往往需要包装机上料部分能够同时抓取多个待包装的物件，且能够顺次将这些物件按相同的时间间隔一个一个送入包装机入口处，同时，必须保证间隔的时间较短。

目前，为满足上述要求，现有技术中往往是通过PLC控制电机运动，带动多个抓取机械手在直线导轨上运动来实现的。上述抓取机构由于抓取的过程不能和放置过程同步进行，往往效率不高，需要降低包装机的包装速度。当单次抓取的物件数量较大时，往往直线导轨的长度太长，导致整个生产线的长度过长，无法满足设计要求，而且，这种抓取机构和方式对控制的要求较高，使得整个抓取机构结构和控制复杂。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处，提供一种体积小、生产高效、结构简单且便于维护的多进单出循环抓取机构。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种循环抓取机构，设置在生产线上，用于实现物件在生产线上的抓取和放置的同步循环执行，其特征在于，该机构包括：导轨，其呈封闭的环形，设置在生产线的进料区和出料区之间；多个滑轨小车，其设置在导轨上，可在该导轨移动，实现各滑轨小车在循环进料区和出料区间移动；多个机械手，其可加紧或松开，以用于抓取物件或将物件松开，其中每个机械手固定在一个滑块小车上；各机械手在对应的滑轨小车的带动下沿导轨移动，依次将进料区的物件加紧后搬运到出料区放置，实现自动化搬运。

进一步优选地，所述各滑轨小车在导轨上的运动通过链传动、皮带传动或齿轮传动机构的带动实现。

进一步优选地，所述链传动机构包括传动链、步进电机和链轮，该传动链呈与导轨相近的环状，各滑轨小车固定设置在该传动链上，所述步进电机驱动链轮转动，即可带动传动链运动，从而驱动各滑轨小车在导轨上移动。

进一步优选地，所述轨道小车包括前轮，后轮，前轮座，链板连接件，车身及后轮座，其中，前轮座和后轮座分别设置在车身前后两端，所述前轮和后轮分别对应设置在所述前轮座和后轮座上，所述导轨可接在前轮和后轮之间，所述链板连接件固定设置在前轮座或后轮座上，其用于与传动链固接。

进一步优选地，所述前轮座和后轮座分别通过连接轴与车身连接，前轮座和后轮座可自由地绕各自的连接轴轴心旋转。

进一步优选地，所述前轮和后轮均为一对，分别对称安装于前轮座和后轮座上。

进一步优选地，所述机械手包括基座，推杆，两连杆和两机械臂，其中，所述基座与滑轨小车固连，两连杆一端分别与基座铰接，另一端分别与机械臂的一端铰接，两机械臂的另一端端部铰接，且分别固定设置有一夹片，形成夹爪，推杆一端与两机械臂固定连接，另一端穿过基座后与气缸的作动件连接，气缸推动推杆相对基座来回运动，使推杆推动机械臂相对相对于连杆端部转动，从而使得两机械臂端部的夹片相对打开或闭合，实现机械手的张开或抓紧。

进一步优选地，所述基座和推杆的固定端之间设置有弹簧，该弹簧保持拉伸状态，使得两机械臂端部的夹爪保持有一定的预定抓紧力。

本发明将成批量的抓取机械手、轨道小车和运送链有机的联系起来，物件被抓取机械手抓取后，在运送链的带动下运动，到达目的位置后，松开机械手，将工件放下。同时，循环至物件处的机械手抓取物件。从而保证在放置物件的同时抓取物件。通过PLC进行控制，保证各个部分之间的协调，并能对设备状态进行实时监控。

本发明中的物件呈直线布置，故选择轨道小车运行的轨道为两段直线轨道加两段半圆弧轨道叠加而成，实现成批量的轨道小车在轨道上面循环运行，各轨道小车间等间距，且通过传送链拖动。链轮通过步进电机带动，当小车运行至包装机入口处时，步进电机停止，机械手将物件放下，若此时有足够数量的机械手运行至抓取物件处，则机械手在包装机入口处将物件放下的同时，在物件抓取处，各机械手实现对物件的抓取。

本发明为保证轨道小车能在两段直线轨道加两段半圆弧轨道叠加而成的导轨上面平滑的运行，且小车不脱离轨道，小车的前后车轮必须在车身平面自由旋转，且车轮将轨道卡住。在小车上选择适当的位置，使小车与运送链固定。

本发明的机械手固定于轨道小车上，由于机械手在轨道上循环运动，故机械手不宜选用固定于其结构上的动力源。机械手采用四杆机构，由弹簧产生初始抓紧力。当机械手需要松开时，利用外部气缸输出动力，推动机械手杆件，使机械手手臂张开。

本本发明实现了在生产线上同时抓取多个物件，顺次在固定位置放置工件的流水作业，且占用空间小、批量处理工件高效、机构简单且便于维护。

附图说明

图1为本发明实施例的带有六个机械手的抓取机构的结构示意图；

图2为本发明实施例的的轨道小车结构示意图；

图3为本发明实施例的的抓取机械手的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。下述实施例仅是解释性的，并不构成对本发明的限定，凡是在不脱离本发明技术方案的实质精神下所作的修改或变型，都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例的多进单出循环抓取机构包括抓取机械手11、19、110、111、112、113，导轨12，与机械手对应的六个滑轨小车13，进料气缸14，出料气缸15，步进电机16，链轮17和双侧弯板传动链18。为描述方便，本实施例中是以带有六个机械手的单循环抓取机构为例进行说明，但是机械手及相应的滑轨小车的数量并不限定于此，其可跟据实际需要进行调整。

如图1所示，导轨12呈环形，沿生产线的进料区和出料区布置，各滑轨小车13设置在导轨12上，可在该导轨12移动，各滑轨小车13在导轨12上循环移动，依次分别经过进料区夹取物料再移动到出料区放开物料。

各滑轨小车13在导轨12上的运动通过一链传动机构带动实现。该链传动机构包括传动链18、步进电机16和链轮17，其中链轮17为两个，分别为主动链轮和从动链轮，传动链18呈与导轨12相似的环状，优选设置在导轨12内圈，各滑轨小车13固定设置在传动链18上，步进电机16驱动链轮17转动，即可带动各滑轨小车13在导轨12上移动。

本实施例中采用的传动机构为链传动机构，但也可采用其他传动机构来带动滑轨小车13，如皮带传动机构、齿轮传动机构等等。

如图2所示，轨道小车13包括前轮21、22，后轮28、29，前轮座23，链板连接件24，车身25，连接轴26、27及后轮座20。轨道12被卡在四个轮子中间，保证小车不会脱离轨道12。前轮21、22通过螺孔对称安装于前轮座23上，后轮28、29通过螺孔对称安装于后轮座20上，为确保小车在轨道12上运动时不会卡死，将前轮座23和后轮座20分别通过连接轴26、27与车身25连接，且前轮座23和后轮座20可以自由的绕各自的连接轴轴心旋转。链板连接件24设置在前轮座23或后轮座20上，并固定连接，以用于与传动链18固接。前轮座23内螺孔的轴线在前轮21、22的中心轴线形成的平面内，确保双侧弯板传动链18不会让小车卡住。

如图3所示，抓取机械手包括基座31，推杆32，连杆33、37，机械臂34、36，弹簧35。基座31与滑轨小车13固连，连杆33、37一端分别与基座31铰接，另一端分别与机械臂34、36的一端铰接，两机械臂34、36的另一端端部分别固定设置夹爪。推杆32一端与两机械臂34、36固定连接，另一端穿过基座31后与气缸14或15的作动件连接。两连杆33、37和两机械臂34、36形成对称布置的结构，与推杆32一起形成类似的曲柄滑块机构。

弹簧35两端分别与基座31和推杆32的固定端连接。弹簧35保持拉伸状态，保证机械臂34、36合拢并有一定的抓紧力。气缸14推动推杆32相对基座31来回运动，使推杆32推动机械臂34、36相对相对于连杆33、37端部转动，从而使得机械臂34、36端部的夹爪相对打开或闭合，实现机械手的张开或抓紧。

工作时，步进电机16带动链轮17旋转，使传动链18运动，带动滑轨小车13在轨道12上运动。抓取机械手112及抓取机械手113所在位置为抓取物件区，此时进料气缸14通气，推动抓取机械手112及抓取机械手113内的连杆，抓取机械手112及抓取机械手113抓取物件，同时抓取机械手110处出料气缸15通气，使抓取机械手110将物件松开放置。待抓取及放置物件同时完成后，步进电机16旋转，带动各机械手在导轨12上运动，使抓取机械手19运动至图中抓取机械手110所处位置，完成抓取机械手19内物件放置。只有当抓取物件区有两个没有抓取物件的机械手时，进料气缸14才动作，使抓取物件区机械手抓取物件。多进单出循环抓取机构依此顺序循环取物件及放置物件，实现抓取多个物件。

Claims (6)

1.一种循环抓取机构，设置在生产线上，用于实现物件在生产线上的抓取和放置的同步循环执行，其特征在于，该机构包括：

导轨(12)，其呈封闭的环形，设置在生产线上的进料区和出料区之间；

多个滑轨小车(13)，其可移动地设置在所述导轨(12)上，实现各滑轨小车(13)在循环进料区和出料区间的交替循环移动，其中，所述滑轨小车(13)包括前轮(21、22)，后轮(28、29)，前轮座(23)，链板连接件(24)，车身(25)及后轮座(20)，其中，前轮座(23)和后轮座(20)分别设置在车身(25)前后两端，所述前轮(21、22)和后轮(28、29)分别对应地通过螺孔对称安装于所述前轮座(23)和后轮座(20)上，所述导轨(12)卡接在前轮(21、22)和后轮(28、29)之间，所述链板连接件(24)固定设置在所述前轮座(23)或后轮座(20)上，用于与传动链(18)固接，所述前轮座(23)和后轮座(20)分别通过连接轴(26、27)与车身(25)连接，该前轮座(23)和后轮座(20)可自由地绕各自的连接轴轴心旋转，前轮座(23)内螺孔的轴线在前轮(21、22)的中心轴线形成的平面内，确保传动链(18)不会让滑轨小车(13)卡住；

多个机械手，其可夹紧或松开，以用于抓取物件或将物件松开，其中每个机械手固定在一个滑轨小车(13)上；

各机械手在对应的滑轨小车(13)的带动下沿导轨(12)移动，依次将进料区的物件加紧后搬运到出料区放置，实现自动化搬运。

2.根据权利要求1所述的循环抓取机构，其特征在于，所述各滑轨小车(13)在导轨(12)上的运动通过链传动、皮带传动或齿轮传动机构的带动实现。

3.根据权利要求2所述的循环抓取机构，其特征在于，所述链传动机构包括传动链(18)、步进电机(16)和链轮(17)，其中，传动链(18)呈与所述导轨(12)相近的环状，各滑轨小车(13)固定设置在该传动链(18)上，所述步进电机(16)驱动链轮(17)转动，即可带动传动链(18)运动，从而驱动各滑轨小车(13)在所述导轨(12)上移动。

4.根据权利要求1所述的循环抓取机构，其特征在于，所述前轮(21、22)和后轮(28、29)均为一对，分别对称安装于前轮座(23)和后轮座(20)上。

5.根据权利要求1-4之一所述的循环抓取机构，其特征在于，所述机械手包括基座(31)，推杆(32)，两连杆(33、37)和两机械臂(34、36)，其中，所述基座(31)与滑轨小车(13)固连，两连杆(33、37)一端分别与基座(31)铰接，另一端分别与机械臂(34、36)的一端铰接，两机械臂(34、36)的另一端端部铰接，且分别固定设置有一夹片，形成夹爪，推杆(32)一端与两机械臂(34、36)固定连接，另一端穿过基座(31)后与气缸(14、15)的作动件连接，该气缸(14、15)推动推杆(32)相对基座(31)来回运动，使推杆(32)推动机械臂(34、36)相对于连杆(33、37)端部转动，从而使得两机械臂(34、36)端部的夹片相对打开或闭合，实现机械手的张开或抓紧。

6.根据权利要求5所述的循环抓取机构，其特征在于，所述基座(31)和推杆(32)的固定端之间设置有弹簧(35)，该弹簧(35)保持拉伸状态，使得两机械臂(34、36)端部的夹爪保持有一定的预定抓紧力。