CN104369184B - 一种稀土永磁体生产线用夹持机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种稀土永磁体生产线用夹持机械手，包括机架、夹持板，凸轮机构、从动连杆、过渡连杆和机架连杆；凸轮机构包括凸轮轴、凸轮、同步齿形带带轮、从动滚子和导向杆；凸轮轴与机架匹配配装，凸轮和同步齿形带带轮与凸轮轴轴向固定；从动连杆为凹形结构，凹形槽口与凸轮相对，从动滚子设置在从动连杆的凹形槽内，从动滚子与凸轮靠接，机架连杆与机架铰接，从动连杆与机架连杆通过过渡连杆相连接，机架连杆与夹持板通过连接杆连接。本发明解决了现有机械手虽然能完成夹持功能，却不能精确匹配稀土永磁体生产线生产节拍和工艺要求的技术难题。采用凸轮机构与连杆机构组合作为传动系统，具有工作空间紧凑，使用寿命长，可靠性高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及夹持装置，具体地说是一种稀土永磁体生产线用夹持机械手。
背景技术
稀土永磁材料是一种新型优异、应用范围广泛的永磁材料，是由稀土金属和过渡金属组成的合金经过一定工艺制备而成。近年来，稀土永磁产业受到了国家的重点扶持。但是其生产设备自动化程度不高阻碍了稀土永磁产业的高速发展。
夹持机械手是稀土永磁体生产线的关键系统，现有的机械手，如公开号为CN102528813A“机器人抓取治具”和公开号为CN203471793U的专利“自动插取片机器人工作站”等，虽然能完成夹持功能，但不能满足稀土永磁体生产线的生产节拍和工艺要求。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种以伺服电机和同步齿形带为动力总成，以凸轮机构与连杆机构组合为主传动机构，通过对凸轮轮廓线设计，实现稀土永磁体生产线的夹持和松退工艺动作要求。
为使本发明的夹持机械手能精确匹配稀土永磁体生产线的生产节拍和工艺要求，将夹持机械手需要完成的工艺动作分解为块状成品夹紧、保持预定时间、开始放松和放松后停歇预定时间四个工艺过程，通过对凸轮轮廓线的精细设计，使该夹持机械手能完全匹配稀土永磁体生产线工艺要求。
实现本发明目的的技术方案是：
一种稀土永磁体生产线用夹持机械手，包括机架和夹持板，还包括凸轮机构、从动连杆、过渡连杆和机架连杆；凸轮机构包括凸轮轴、凸轮、同步齿形带带轮、从动滚子和导向杆；凸轮轴与机架匹配配装，凸轮和同步齿形带带轮与凸轮轴轴向固定；从动连杆为凹形结构，凹形槽口与凸轮相对，从动滚子设置在从动连杆的凹形槽内，从动滚子与凸轮靠接；机架连杆与机架铰接，从动连杆与机架连杆通过过渡连杆相连接，机架连杆与夹持板通过连接杆相连接。
所述机架包括2个结构相同且对称设置的夹角为钝角的L形纵梁组成，两纵梁通过横向固定杆和横梁固定连接，纵梁上设有凸轮轴座孔，在横梁两端的纵梁上设有长条形过渡连杆通孔，在横梁上靠近纵梁的两端各设有1个螺钉，横梁的中部设有安装凸轮机构导向杆的通孔；在两纵梁的外侧分别设有安装机架连杆的铰链座，该铰链座上设有销孔。
所述的凸轮轮廓线为对称结构，在凸轮轴旋转180o的过程中，其近休止角度为84o，推程运动角为18o，远休止角为60o，回程角度为18o。
所述从动连杆上设有从动滚子轴座孔，安装过渡连杆的销钉和安装导向杆的导向孔。
所述导向杆为圆柱形，其一端设有凸缘，凸缘上设有通孔；导向杆穿过横梁中部的通孔通过其凸缘上的通孔与横梁固定连接，并与从动连杆上的导向孔间隙配合。
所述过渡连杆的两端设有销钉孔分别与从动连杆和机架连杆匹配配装。
所述机架连杆上分别设有与过渡连杆匹配配装的销孔，与机架铰链座铰接的销孔以及与连接杆连接的销座。
所述机架连杆与连接杆通过铰链连接，连接杆与夹持板固定连接。
所述机架上还设有锁合弹簧，其一端安装在横梁的螺钉上，另一端穿过设置在纵梁上的弹簧通孔，安装在过渡连杆与机架连杆连接铰接的铰接销轴上。
本发明稀土永磁体生产线用夹持机械手通过伺服电机驱动同步齿形带机构，使凸轮推动从动滚子，由于导向杆与从动连杆上的导向孔为间隙配合，所以从动连杆只能作平面移动，随着凸轮轮廓线的变化，从动连杆的运动过程分别经历向右运动，至右极限位置停止一段时间，再向左运动，至左极限位置又停止一段时间；与此同时，机架连杆再绕其与机架铰接的销轴作顺时针和逆时针运动，并通过连接杆带动夹持板作夹持和松退的运动，完成生产线要求的夹持工艺。
本发明的有益效果是：
（1）采用凸轮机构与连杆机构组合作为传动系统，凸轮轮廓线的设计精确的配合夹持机械手的夹紧与松退工艺动作，通过导向杆使从动连杆只作平面移动，从而使连杆机构能精确的将凸轮动作传导至夹持板，使该传动系统能精确匹配稀土永磁体生产线生产节拍和工艺要求。
（2）采用机械结构执行夹持和松退动作，具有工作空间紧凑，使用寿命长，可靠性高的优点。
附图说明
图1为本发明夹持机械手的总成示意图；
图2为本发明夹持机械手的机架结构示意图；
图3为本发明夹持机械手的凸轮轮廓线示意图；
图4为本发明夹持机械手的导向杆结构示意图；
图5为本发明夹持机械手的从动连杆结构示意图；
图6为本发明夹持机械手的过渡连杆结构示意图；
图7为本发明夹持机械手的机架连杆结构示意图。
图中，1.机架1A.纵梁1B.横向固定杆1C.横梁1D.凸轮轴座孔1E.过渡连杆通孔1F.弹簧通孔1G.连接杆通孔1H.铰链座1I.销孔1J.螺钉2.凸轮3.从动滚子4.导向杆4A.杆身4B.凸缘4C.通孔5.从动连杆5A.从动滚子轴座孔5B.销钉5C.导向孔6.过渡连杆6A.销钉孔7.机架连杆7A.过渡连杆销孔7B.销孔7C.连接杆销座8.连接杆9.夹持板10.凸轮轴11.同步齿形带带轮12.锁合弹簧。
具体实施方式
下面结合附图对本发明内容作进一步的说明，但不是对本发明的限定。
如图1所示，一种稀土永磁体生产线用夹持机械手，包括机架1和夹持板9，还包括凸轮机构、从动连杆5、过渡连杆6和机架连杆7；凸轮机构包括凸轮轴10、凸轮2、同步齿形带带轮11、从动滚子3和导向杆4；凸轮轴10安装在机架1上凸轮轴座孔1D中，凸轮2和同步齿形带带轮11均与凸轮轴10轴向固定；从动连杆5为凹形结构，凹形槽口与凸轮2相对，从动滚子3设置在从动连杆5的凹形槽内，从动滚子3与凸轮2相靠接，机架连杆7与机架1铰接，从动连杆5与机架连杆7通过过渡连杆6相连接，机架连杆7与夹持板9通过连接杆8相连接。
如图2所示，机架1是夹持机械手各零部件安装的基体，包括2个结构相同且对称设置的夹角为钝角的L形纵梁1A，两纵梁1A通过横向固定杆1B和横梁1C固定连接，纵梁1A上设有凸轮轴座孔1D，在横梁1C两端的纵梁1A上设有长条形过渡连杆通孔1G，在横梁1C上靠近纵梁1A的两端各设有1个螺钉1J，横梁1C的中部设有连接导向杆的通孔；在两纵梁1A的外侧设有安装机架连杆7的铰链座1H，该铰链座1H上设有销孔1I。
如图3所示，凸轮2轮廓线为对称结构，在凸轮轴旋转180o的过程中，其近休止角度为84o，推程运动角为18o，远休止角为60o，回程角度为18o。
如图4所示，导向杆4的杆身4A为圆柱形，其一端设有凸缘4B，凸缘4B上设有通孔4C；导向杆4穿过横梁1C中部的通孔通过其凸缘4B上的通孔4C与横梁1C固定连接，并与从动连杆5上的导向孔5C间隙配合。
如图5所示，从动连杆5上设有从动滚子轴座孔5A，安装过渡连杆的销钉5B和安装导向杆的导向孔5C。
如图6所示，过渡连杆6的两端设有销钉孔6A。
如图7所示，机架连杆7上分别设有与过渡连杆6匹配配装的销孔7A，与机架1铰接的销孔7B以及与连接杆8连接的销座7C。
如图1所示，机架连杆7与连接杆8通过铰链连接，连接杆8与夹持板9固定连接。
如图1、2所示，机架1上还设有锁合弹簧12，其一端安装在横梁1C的螺钉1J上，另一端穿过纵梁1A上的弹簧通孔1F，安装在过渡连杆6与机架连杆7铰接的铰接销轴上，其作用是保证凸轮2与从动滚子3之间紧密贴合。
上述一种稀土永磁体生产线用夹持机械手形成了一种凸轮传动和平面连杆机构组合的抓取装置，其工作过程是，通过伺服电机驱动同步齿形带机构，使凸轮2推动从动滚子3，由于导向杆4与从动连杆5上的导向孔5C之间为间隙配合，所以从动连杆5只能作平面移动，随着凸轮2轮廓线的变化，从动连杆5的运动过程分别经历向右运动，至右极限位置停止一段时间，再向左运动，至左极限位置又停止一段时间；与此同时，机架连杆7再绕其与机架铰接的销轴作顺时针和逆时针运动，通过连接杆8带动夹持板9作夹持和松退运动，完成要求的夹持工艺。
Claims (4)
1.一种稀土永磁体生产线用夹持机械手，包括机架和夹持板，其特征在于：还包括凸轮机构、从动连杆、过渡连杆和机架连杆；
凸轮机构包括凸轮轴、凸轮、同步齿形带带轮、从动滚子和导向杆；凸轮轴与机架匹配配装，凸轮和同步齿形带带轮与凸轮轴轴向固定；从动连杆为凹形结构，凹形槽口与凸轮相对，从动滚子设置在从动连杆的凹形槽内，从动滚子与凸轮靠接；
机架包括2个结构相同且对称设置的夹角为钝角的L形纵梁组成，两纵梁通过横向固定杆和横梁固定连接，纵梁上设有凸轮轴座孔，在横梁两端的纵梁上分别设有两个长条形过渡连杆通孔，在横梁上靠近纵梁的两端各设有1个螺钉，横梁的中部设有安装凸轮机构导向杆的通孔；在两纵梁的外侧分别设有安装机架连杆的铰链座，该铰链座上设有销孔；
从动连杆上设有从动滚子轴座孔，安装过渡连杆的销钉和安装导向杆的导向孔；
过渡连杆有4个，其两端分别设有销钉孔与从动连杆和机架连杆匹配配装；
两纵梁外侧的机架连杆上分别设有与过渡连杆匹配配装的销孔，与机架铰链座铰接的销孔以及与连接杆连接的销座；
机架连杆分别与机架铰接，从动连杆与机架连杆通过过渡连杆相连接，机架连杆分别与其相对设置的夹持板通过连接杆相连接。
2.根据权利要求1所述的稀土永磁体生产线用夹持机械手，其特征在于：所述凸轮的轮廓线为对称结构，在凸轮轴旋转180o的过程中，其近休止角度为84o，推程运动角为18o，远休止角为60o，回程角度为18o。
3.根据权利要求1所述的稀土永磁体生产线用夹持机械手，其特征在于：所述导向杆为圆柱形，其一端设有凸缘，凸缘上设有通孔；导向杆穿过横梁中部的通孔通过其凸缘上的通孔与横梁固定连接，并与从动连杆上的导向孔间隙配合。
4.根据权利要求2所述的稀土永磁体生产线用夹持机械手，其特征在于：所述机架上还设有锁合弹簧，其一端安装在横梁的螺钉上，另一端穿过设置在纵梁上的弹簧通孔，安装在过渡连杆与机架连杆铰接的铰接销轴上。
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