CN103406895B - 混联构型横杆式上下料机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混联构型横杆式上下料机械手，本机械手的上平台顶面设于导轨上，上平台底面垂直导轨设有滑槽，上下平台间隔布置，第一和第二致动单元位于上下平台一侧并两端通过球铰分别连接上平台底面和下平台顶面，第三致动单元位于上下平台另一侧并两端通过球铰连接上平台底面和下平台顶面，菱形缩放机构顶端位于上平台底面的滑槽内并沿滑槽移动、底端通过球铰连接下平台顶面，下平台底面设有导向槽，延长杆设于下平台底面的导向槽，延长杆底面设有导向槽，端拾器设于延长杆底面的导向槽。本机械手结构简单，制造成本低，安装方便且适应性强，实现多方位的运动驱动，提高了上下料速度及生产效率，保证了冲压件的产品质量。

Description

混联构型横杆式上下料机械手

技术领域

本发明涉及一种混联构型横杆式上下料机械手。

背景技术

上下料机械手广泛应用于各类冲压生产线，横杆式上下料机械手不仅快速而且准确拾取冲压件，能够大大提高冲压生产线的生产效率和冲压件的下线合格率，为其后续生产工艺提供保障。冲压件的生产效率和质量除了与产品设计和模具设计相关外，与在冲压生产线上拾取搬运的过程也有很大的关系。对于汽车零件冲压线，配备何种自动化设备将直接决定冲压线的生产能力，并且由于压机的投资远高于冲压线自动化设备，若自动化设备的生产效率低于压机，则会造成压机投资的部分浪费，如果整线采用机械手与压机完全同步的运行方式，就能保证整线的最高运行速度。

一般冲压生产线上,大多采用专机或人工的方式进行上下料, 这在产品比较单一、产能不高的情况下是比较适合的, 但是随着科技的日益进步, 产品更新换代加快, 使用专机或人工进行上下料就暴露出了很多的不足, 包括自动化程度不能满足流水线生产的需要、产品质量的稳定性不够、柔性不够而不利于产品结构的调整等。引进上下料机械手将大大提高生产效率，同时由于生产自动化程度的提高，人为的误差也将大大减少，使产品质量得到很大的改进。目前大部分冲压线上下料的自动化设备采用六轴工业机器人，其各个轴的运动工作空间很大，可以实现冲压生产线的工艺需要，但是其所需的压机之间距离较大，而且每个轴都需要伺服控制，由此极大提高了设备成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种混联构型横杆式上下料机械手，本机械手结构简单，制造成本低，安装方便且适应性强，实现多方位的运动驱动，有效提高了冲压线上下料速度及生产效率，保证了冲压件的产品质量。

为解决上述技术问题，本发明混联构型横杆式上下料机械手包括端拾器和导轨，还包括上平台、下平台、第一致动单元、第二致动单元、第三致动单元、菱形缩放机构和延长杆，所述上平台顶面设于所述导轨上并沿导轨移动，所述上平台底面垂直所述导轨设有滑槽，所述下平台位于所述上平台下方，所述第一致动单元和第二致动单元位于所述上平台和下平台一侧并顶端通过球铰连接所述上平台底面、底端通过球铰连接所述下平台顶面，所述第三致动单元位于所述上平台和下平台另一侧并顶端通过球铰连接所述上平台底面、底端通过球铰连接所述下平台顶面，所述菱形缩放机构顶端位于所述上平台底面的滑槽内并沿滑槽移动、底端通过球铰连接所述下平台顶面，所述下平台底面设有第一导向槽，所述延长杆设于所述下平台底面的第一导向槽并沿第一导向槽移动，所述延长杆底面设有第二导向槽，所述端拾器设于所述延长杆底面的第二导向槽并沿第二导向槽移动。

进一步，上述菱形缩放机构包括第一滑块、第二滑块、第一上连杆、第二上连杆、第一下连杆和第二下连杆，所述第一下连杆和第二下连杆的底端铰接后通过球铰连接所述下平台顶面，所述第一下连杆的顶端铰接所述第一上连杆的底端，所述第二下连杆的顶端铰接所述第二上连杆的底端，所述第一上连杆和第二上连杆上段互相铰接，所述第一滑块铰接于所述第二上连杆顶端，所述第二滑块铰接于所述第一上连杆顶端，所述第一滑块和第二滑块设于所述上平台底面的滑槽内并沿滑槽移动。

进一步，上述第一致动单元、第二致动单元和第三致动单元是油缸、气缸或电动伸缩杆。

由于本发明混联构型横杆式上下料机械手采用了上述技术方案，即本机械手的上平台顶面设于导轨上并沿导轨移动，上平台底面垂直导轨设有滑槽，下平台位于上平台下方，第一致动单元和第二致动单元位于上平台和下平台一侧并顶端通过球铰连接上平台底面、底端通过球铰连接下平台顶面，第三致动单元位于上平台和下平台另一侧并顶端通过球铰连接上平台底面、底端通过球铰连接下平台顶面，菱形缩放机构顶端位于上平台底面的滑槽内并沿滑槽移动、底端通过球铰连接下平台顶面，下平台底面设有导向槽，延长杆设于下平台底面的导向槽并沿导向槽移动，延长杆底面设有导向槽，端拾器设于延长杆底面的导向槽并沿导向槽移动。本机械手结构简单，制造成本低，安装方便且适应性强，实现多方位的运动驱动，有效提高了冲压线上下料速度及生产效率，保证了冲压件的产品质量。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明混联构型横杆式上下料机械手的结构示意图；

图2为本机械手中菱形缩放机构的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明混联构型横杆式上下料机械手包括端拾器2和导轨1，还包括上平台3、下平台4、第一致动单元6、第二致动单元7、第三致动单元8、菱形缩放机构5和延长杆9，所述上平台3顶面设于所述导轨1上并沿导轨1移动，所述上平台3底面垂直所述导轨1设有滑槽31，所述下平台4位于所述上平台3下方，所述第一致动单元6和第二致动单元7位于所述上平台3和下平台4一侧并顶端通过球铰连接所述上平台3底面、底端通过球铰连接所述下平台4顶面，所述第三致动单元8位于所述上平台3和下平台4另一侧并顶端通过球铰连接所述上平台3底面、底端通过球铰连接所述下平台4顶面，所述菱形缩放机构5顶端位于所述上平台3底面的滑槽31内并沿滑槽31移动、底端通过球铰连接所述下平台4顶面，所述下平台4底面设有第一导向槽，所述延长杆9设于所述下平台4底面的第一导向槽并沿第一导向槽移动，所述延长杆9底面设有第二导向槽，所述端拾器2设于所述延长杆9底面的第二导向槽并沿第二导向槽移动。

进一步，如图2所示，上述菱形缩放机构包括第一滑块51、第二滑块52、第一上连杆53、第二上连杆54、第一下连杆55和第二下连杆56，所述第一下连杆55和第二下连杆56的底端铰接后通过球铰连接所述下平台4顶面，所述第一下连杆55的顶端铰接所述第一上连杆53的底端，所述第二下连杆56的顶端铰接所述第二上连杆54的底端，所述第一上连杆53和第二上连杆54上段互相铰接，所述第一滑块51铰接于所述第二上连杆54顶端，所述第二滑块52铰接于所述第一上连杆53顶端，所述第一滑块51和第二滑块52设于所述上平台3底面的滑槽31内并沿滑槽31移动。

进一步，上述第一致动单元6、第二致动单元7和第三致动单元8是油缸、气缸或电动伸缩杆。

本机械手工作时，上平台可沿着导轨进行直线移动，导轨可设置于冲压生产线相邻两个压机之间，通过菱形缩放机构在上平台底面滑槽内的移动及伸缩可带动下平台作水平运动和垂直运动，协同控制三个致动单元可带动下平台在空间内作三个方向的摆动，延长杆随同下平台作各方向的运动并在下平台底面的第一导向槽内作直线往复运动，此时端拾器随同延长杆作各个方向的运动并在延长杆底面的第二导向槽内作直线往复运动，即可实现冲压生产线上各位置冲压件的拾取，完成冲压生产线的上下料动作。

本机械手中菱形缩放机构可采用第一滑块和第二滑块结构，当控制两个滑块向一个方向同步移动，可带动下平台水平移动，当控制两个滑块相反或相向同步移动，各连杆收缩或伸展，可带动下平台垂直运动。

本机械手可安装于冲压生产线相邻压机之间的空挡位置，安装方便且适应性强，可实现全方位的冲压件拾取，利用串联机构运动工作空间大以及并联机构刚度好的特点，实现了重型的冲压件在压机之间快速搬运的要求。本机械手包含了七个位置的驱动，通过两层串联的直线运动来实现冲压件在压机之间快速运动，即通过菱形缩放机构实现冲压件在垂直方向上的上下移动以及水平方向的横向移动，通过三个致动单元驱动实现端拾器绕着空间内某个已知点在三个方向的转动，上平台沿导轨的移动、延长杆在下平台底面第一导向槽内的往复运动以及端拾器在延长杆底面第二导向槽内的往复运动，从而实现机械手全方位拾取功能。

Claims (3)

1.一种混联构型横杆式上下料机械手，包括端拾器和导轨，其特征在于：还包括上平台、下平台、第一致动单元、第二致动单元、第三致动单元、菱形缩放机构和延长杆，所述上平台顶面设于所述导轨上并沿导轨移动，所述上平台底面垂直所述导轨设有滑槽，所述下平台位于所述上平台下方，所述第一致动单元和第二致动单元位于所述上平台和下平台一侧并顶端通过球铰连接所述上平台底面、底端通过球铰连接所述下平台顶面，所述第三致动单元位于所述上平台和下平台另一侧并顶端通过球铰连接所述上平台底面、底端通过球铰连接所述下平台顶面，所述菱形缩放机构顶端位于所述上平台底面的滑槽内并沿滑槽移动、底端通过球铰连接所述下平台顶面，所述下平台底面设有第一导向槽，所述延长杆设于所述下平台底面的第一导向槽并沿第一导向槽移动，所述延长杆底面设有第二导向槽，所述端拾器设于所述延长杆底面的第二导向槽并沿第二导向槽移动。

2.根据权利要求1所述的混联构型横杆式上下料机械手，其特征在于：所述菱形缩放机构包括第一滑块、第二滑块、第一上连杆、第二上连杆、第一下连杆和第二下连杆，所述第一下连杆和第二下连杆的底端铰接后通过球铰连接所述下平台顶面，所述第一下连杆的顶端铰接所述第一上连杆的底端，所述第二下连杆的顶端铰接所述第二上连杆的底端，所述第一上连杆和第二上连杆上段互相铰接，所述第一滑块铰接于所述第二上连杆顶端，所述第二滑块铰接于所述第一上连杆顶端，所述第一滑块和第二滑块设于所述上平台底面的滑槽内并沿滑槽移动。

3.根据权利要求1或2所述的混联构型横杆式上下料机械手，其特征在于：所述第一致动单元、第二致动单元和第三致动单元是油缸、气缸或电动伸缩杆。