CN104526693A - 一种单机多工位冲压机械手 - Google Patents
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Abstract
发明公开了一种单机多工位冲压机械手，包括机架，在机架的中部设置有Z轴凸轮升降装置，Z轴凸轮升降装置连接有机械手臂升降连接装置，机械手臂升降连接装置的上端连接有伸出臂导向装置，导向装置的前端连接有机械手臂，伸出臂导向装置包括固定于机架上端的支座，在支座的前端部至少两组同步带滚轮，机械手臂通过背部的同步齿条与所述同步带滚轮连接，在所述机械上臂上设置有多个吸盘，在所述支座上还固设有X轴移动装置，所述X轴移动装置与所述同步带滚轮连接。本发明提升升降的稳定性，且升降更柔和、平缓，有利于提供设备的使用寿命以及精度独特的同步带轮设置，使机械手臂做Z轴升降运动的同时，不影响X轴方向的精确运动。
Description
技术领域
本发明涉及电饭煲制造设备领域，具体是一种单机多工位冲压机械手。
背景技术
随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，工业机器人作为一种重要的工业自动化设备，其研制和生产得到了迅速的发展，工业机械手作为工业机器人的一个重要分支，可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。而且工业机械手对环境的适应性强，能代替人从事危险、有害的操作，可以在异常高温或低温、异常压力和有害气体、粉尘、放射线作用下、以及灭火等危险环境中胜任工作。工业机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。而目前在一些机械加工领域(例如电饭煲内丹的冲压成型加工中)的生产线上通常都是由操作人员采用夹具、配合手动完成，自动化程度低，效率低，急需一种适用于冲压设备送料的机械手。
发明内容
本发明的目的在于提供一种单机多工位冲压机械手。
根据本发明的一方面，提供了一种单机多工位冲压机械手，包括机架，在所述机架的中部设置有Z轴凸轮升降装置，所述Z轴凸轮升降装置连接有机械手臂升降连接装置，所述机械手臂升降连接装置的上端连接有伸出臂导向装置，所述伸出臂导向装置的前端连接有机械手臂，所述伸出臂导向装置包括固定于机架上端的支座，在所述支座的前端部至少两组同步带滚轮，机械手臂通过背部的同步齿条与所述同步带滚轮连接，在所述机械上臂上设置有多个吸盘，在所述支座上还固设有X轴移动装置，所述X轴移动装置与所述同步带滚轮连接。
进一步的，机械手臂升降连接装置包括与所述机架固定连接的辅助升降安装板，在所述辅助升降安装板的上连接有一第一辅助安装座，在所述第一辅助安装座上设有可灵活上下活动的第一升降传动轴，在所述第一升降传动轴的中部位置设有第一传动齿，在第一辅助安装座的前端部设有一端设有开口的第一壳体，该第一壳体内设有与第一传动齿啮合的第一齿轮轴，所述第一齿轮轴的两端部均通过联轴器连接有传动轴，所述传动轴连接有辅助升降装置。
进一步的，辅助升降装置包括与所述辅助升降安装板固定连接的辅助固定座，在所述辅助固定座上固设有第二辅助安装座，在所述第二辅助安装座上设有可灵活上下活动的第二升降传动轴，在所述第二升降传动轴的中部位置设有第二传动齿，在辅助安装座的前端部设有一端设有开口的第二壳体，该第二壳体内设有与第二传动齿啮合的第二齿轮轴，第二齿轮轴通过联轴器与所述传动轴连动，在所述第二升降传动轴的顶端部连接有两组整体呈“V”字型的导向轮固定座，在所述导向轮固定座上设有导向轮。
进一步的，导向轮固定座相互呈镜像固定于第二升降传动轴的顶端部，在所述两组导向轮固定座的末端部均设置有导向轮，且导向轮之间的间距与所述机械手臂的高度匹配。
进一步的，第一升降传动轴的上下端部均设有平削面，在所述第一升降传动轴的下端部连接有两个夹块，在所述第一升降传动轴的上端部设有多个连接螺孔。
进一步的，支座通过连接螺孔与第一升降传动轴的上端部固定连接，在所述支座的前端面还设置有两排等距排布的机械臂滚轮，所述两排机械臂滚轮之间的间距与所述机械手臂的高度匹配。
进一步的，在所述Z轴凸轮升降装置包括与所述机架固定连接的Z轴安装板，在所述固设有减速机，所述加速机的输出轴连接有凸轮组件，所述凸轮组件与所述夹块固定连接，在所述Z轴安装板上设有支撑架，所述支撑架上连接有电机安装座，在所述电机安装座上设有与索大虎减速机连接的Z轴驱动电机。
进一步的，凸轮组件包括固定于Z轴安装板上的出力轴承座，在所述出力轴承座上设置出力轴承，所述出力轴承通过垫圈连接有驱动轴，所述驱动轴分别连接减速机和设有的拉杆连接块，所述拉杆连接块的中部设置有一通槽，该通槽连接有出力轴固定块，所述出力轴固定块通过拉杆连接杆与设有的连接棒连接，所述连接棒的另一端与所述夹块连接。
进一步的，连接棒与出力轴固定块的连接处设有关节轴承.
进一步的，X轴移动装置包括与所述支座固定连接的X轴电机安装板，在所述X轴电机安装板上设有X轴驱动电机，所述X轴驱动电机的输出轴连接有小带轮，所述小带轮通过同步带连接有大带轮，所述大带轮连接有X轴传动轴，在X轴传动轴上设有与所述同步带滚轮连接的X轴传动轮。
本发明的有益效果为：本发明通过Z轴凸轮升降装置实现机械手臂的升降动作，同时通过设有的机械手臂升降连接装置和伸出臂导向装置的配合可使得机械手远距离升降，提升升降的稳定性，且升降更柔和、平缓，有利于提供设备的使用寿命以及精度，伸出臂导向装置与X轴移动装置的配合保证机械手臂东走的精确、稳定和高效，独特的同步带轮设置，使机械手臂做Z轴升降运动的同时，不影响X轴方向的精确运动。
附图说明
图1为本发明的一种单机多工位冲压机械手的结构示意图。
图2为机械手臂升降连接装置的结构示意图。
图3为辅助升降装置的分解示意图。
图4为伸出臂导向装置的结构示意图。
图5为Z轴凸轮升降装置的结构示意图
图6为图5的分解示意图。
图7为X轴移动装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
如图1至图3示意性地显示了本发明的一种单机多工位冲压机械手。
本实施例提供的一种单机多工位冲压机械手，请参阅图1，包括机架001，在所述机架001的中部设置有Z轴凸轮升降装置002，所述Z轴凸轮升降装置002连接有机械手臂升降连接装置003，所述机械手臂升降连接装置003的上端连接有伸出臂导向装置004，所述伸出臂导向装置004的前端连接有机械手臂005，机械手臂005可根据实际需求进行调整，在所述伸出臂导向装置004上还固设有X轴移动装置006，所述X轴移动装置006与所述同步带滚轮007连接。
请参阅图2，机械手臂升降连接装置003包括与所述机架001固定连接的辅助升降安装板009，在所述辅助升降安装板009的上连接有一第一辅助安装座010，在所述第一辅助安装座010上设有可灵活上下活动的第一升降传动轴011，在所述第一升降传动轴011的中部位置设有第一传动齿012，在第一辅助安装座010的前端部设有一端设有开口的第一壳体013，该第一壳体013内设有与第一传动齿012啮合的第一齿轮轴014，所述第一齿轮轴014的两端部均通过联轴器015连接有传动轴，所述传动轴连接有辅助升降装置008(016)；请参阅图3，上述的辅助升降装置008包括与所述辅助升降安装板009固定连接的辅助固定座017，在所述辅助固定座017上固设有第二辅助安装座018，在所述第二辅助安装座018上设有可灵活上下活动的第二升降传动轴019，在所述第二升降传动轴019的中部位置设有第二传动齿020，在辅助安装座的前端部设有一端设有开口的第二壳体021，该第二壳体021内设有与第二传动齿020啮合的第二齿轮轴022，第二齿轮轴022通过联轴器015与所述传动轴连动，在所述第二升降传动轴019的顶端部连接有两组整体呈“V”字型的导向轮固定座023，导向轮固定座023相互呈镜像固定于第二升降传动轴019的顶端部，在所述两组导向轮固定座023的末端部均设置有导向轮024，且导向轮024之间的间距与所述机械手臂005的高度匹配，第一升降传动轴011的上下端部均设有平削面，在所述第一升降传动轴011的下端部连接有两个夹块，在所述第一升降传动轴011的上端部设有多个连接螺孔。
请参阅图4，所述伸出臂导向装置004包括固定于机架001上端的支座025，在所述支座025的前端部至少两组同步带滚轮007，机械手臂005通过背部的同步齿条与所述同步带滚轮007连接，在所述机械上臂上设置有多个吸盘027，支座025通过连接螺孔与第一升降传动轴011的上端部固定连接，在所述支座025的前端面还设置有两排等距排布的机械臂滚轮028，所述两排机械臂滚轮028之间的间距与所述机械手臂005的高度匹配。
请参阅图5，在所述Z轴凸轮升降装置002包括与所述机架001固定连接的Z轴安装板029，在所述固设有减速机030，所述加速机的输出轴连接有凸轮组件031，所述凸轮组件031与所述夹块固定连接，在所述Z轴安装板029上设有支撑架032，所述支撑架032上连接有电机安装座033，在所述电机安装座033上设有与索大虎减速机030连接的Z轴驱动电机034，请参阅图6，凸轮组件031包括固定于Z轴安装板029上的出力轴承座035，在所述出力轴承座035上设置出力轴承036，所述出力轴承036通过垫圈037连接有驱动轴044，所述驱动轴044分别连接减速机030和设有的拉杆连接块038，所述拉杆连接块038的中部设置有一通槽039，该通槽039连接有出力轴固定块040，所述出力轴固定块040通过拉杆连接杆041与设有的连接棒042连接，所述连接棒042的另一端与所述夹块连接，连接棒042与出力轴固定块040的连接处设有关节轴承043。
请参阅图7，X轴移动装置006包括与所述支座025固定连接的X轴电机安装板045，在所述X轴电机安装板045上设有X轴驱动电机046，所述X轴驱动电机046的输出轴连接有小带轮047，所述小带轮047通过同步带连接有大带轮048，所述大带轮048连接有X轴传动轴049，在X轴传动轴049上设有与所述同步带滚轮007连接的X轴传动轮050。
本发明的工作流程为：实现机械手臂005的升降功能主要依靠Z轴凸轮升降装置002提供动力、机械手臂升降连接装置003以及伸出臂导向装置004实现，其过程为Z轴驱动电机034把扭力传递给减速机030，经减速后，带动驱动轴044转动，从而使拉杆连接块038旋转，拉杆连接块038将力传递给关节轴承043，关节轴承043再将力传递至连接棒042，连接棒042会拉动第一升降传动轴011做上下运动，如此可实现提供稳定平稳的升降力，缓冲力小，使机械手臂005可有效安全地抓取工件；在连接棒042将力传递到第一升降传动轴011后，第一升降传动轴011升降的同时第一升降传动轴011通过第一传动齿012带动第一齿轮轴014转动（或逆向转动）第一齿轮轴014转动通过联轴器015带动传动轴转动，同样的传动轴亦带动第二齿轮轴022转动，第二齿轮轴022通过第二传动齿020的配合带动第二升降传动轴019上升，如此实现第一升降传动轴011以及其左右两端的第二升降传动轴019的同步升降动作，保证机械手臂005升降运动的整体性以及同时性，使得机械手臂005的工作更加稳定，精准；实现机械手臂005X轴运动功能主要依靠X轴移动装置006和伸出臂导向装置004实现，其过程为通过精密的X轴驱动电机046带动小带轮047转动，小带轮047带动大带轮048转动，大带轮048带动X轴传动轴049传动，X轴传动轴049将动力传递至同步带滚轮007，独特的创新式的传动轴、传动轮设计，是机械精密X轴方向移动的同时不会与机械上下运动发生干扰；同步带滚轮007与机械手臂005后端面上的同步齿条连动，由同步带滚轮007受力作正向或逆向转动可实现机械手臂005的前后移动，同时两排等距排布的机械臂滚轮028可对机械手臂005的X轴方向运动起到矫直的辅助作用，当然配合辅助升降装置008上的导向轮024，使得机械手臂005在其中运动更平稳、稳定，精度高其使用寿命更持久。
本发明的有益效果为：本发明通过Z轴凸轮升降装置002实现机械手臂005的升降动作，同时通过设有的机械手臂升降连接装置003和伸出臂导向装置004的配合可使得机械手远距离升降，提升升降的稳定性，且升降更柔和、平缓，有利于提供设备的使用寿命以及精度，伸出臂导向装置004与X轴移动装置006的配合保证机械手臂005东走的精确、稳定和高效，独特的同步带轮设置，使机械手臂005做Z轴升降运动的同时，不影响X轴方向的精确运动。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种单机多工位冲压机械手，其特征在于，包括机架，在所述机架的中部设置有Z轴凸轮升降装置，所述Z轴凸轮升降装置连接有机械手臂升降连接装置，所述机械手臂升降连接装置的上端连接有伸出臂导向装置，所述伸出臂导向装置的前端连接有机械手臂，所述伸出臂导向装置包括固定于机架上端的支座，在所述支座的前端部至少两组同步带滚轮，机械手臂通过背部的同步齿条与所述同步带滚轮连接，在所述机械上臂上设置有多个吸盘，在所述支座上还固设有X轴移动装置，所述X轴移动装置与所述同步带滚轮连接。
2.根据权利要求1所述的一种单机多工位冲压机械手，其特征在于，所述机械手臂升降连接装置包括与所述机架固定连接的辅助升降安装板，在所述辅助升降安装板的上连接有一第一辅助安装座，在所述第一辅助安装座上设有可灵活上下活动的第一升降传动轴，在所述第一升降传动轴的中部位置设有第一传动齿，在第一辅助安装座的前端部设有一端设有开口的第一壳体，该第一壳体内设有与第一传动齿啮合的第一齿轮轴，所述第一齿轮轴的两端部均通过联轴器连接有传动轴，所述传动轴连接有辅助升降装置。
3.根据权利要求2所述的一种单机多工位冲压机械手，其特征在于，所述辅助升降装置包括与所述辅助升降安装板固定连接的辅助固定座，在所述辅助固定座上固设有第二辅助安装座，在所述第二辅助安装座上设有可灵活上下活动的第二升降传动轴，在所述第二升降传动轴的中部位置设有第二传动齿，在辅助安装座的前端部设有一端设有开口的第二壳体，该第二壳体内设有与第二传动齿啮合的第二齿轮轴，第二齿轮轴通过联轴器与所述传动轴连动，在所述第二升降传动轴的顶端部连接有两组整体呈“V”字型的导向轮固定座，在所述导向轮固定座上设有导向轮。
4.根据权利要求3所述的一种单机多工位冲压机械手，其特征在于，所述导向轮固定座相互呈镜像固定于第二升降传动轴的顶端部，在所述两组导向轮固定座的末端部均设置有导向轮，且导向轮之间的间距与所述机械手臂的高度匹配。
5.根据权利要求2所述的一种单机多工位冲压机械手，其特征在于，所述第一升降传动轴的上下端部均设有平削面，在所述第一升降传动轴的下端部连接有两个夹块，在所述第一升降传动轴的上端部设有多个连接螺孔。
6.根据权利要求5所述的一种单机多工位冲压机械手，其特征在于，所述支座通过连接螺孔与第一升降传动轴的上端部固定连接，在所述支座的前端面还设置有两排等距排布的机械臂滚轮，所述两排机械臂滚轮之间的间距与所述机械手臂的高度匹配。
7.根据权利要求5所述的一种单机多工位冲压机械手，其特征在于，在所述Z轴凸轮升降装置包括与所述机架固定连接的Z轴安装板，在所述固设有减速机，所述加速机的输出轴连接有凸轮组件，所述凸轮组件与所述夹块固定连接，在所述Z轴安装板上设有支撑架，所述支撑架上连接有电机安装座，在所述电机安装座上设有与索大虎减速机连接的Z轴驱动电机。
8.根据权利要求7所述的一种单机多工位冲压机械手，其特征在于，所述凸轮组件包括固定于Z轴安装板上的出力轴承座，在所述出力轴承座上设置出力轴承，所述出力轴承通过垫圈连接有驱动轴，所述驱动轴分别连接减速机和设有的拉杆连接块，所述拉杆连接块的中部设置有一通槽，该通槽连接有出力轴固定块，所述出力轴固定块通过拉杆连接杆与设有的连接棒连接，所述连接棒的另一端与所述夹块连接。
9.根据权利要求8所述的一种单机多工位冲压机械手，其特征在于，在所述连接棒与出力轴固定块的连接处设有关节轴承。.
10.根据权利要求6所述的一种单机多工位冲压机械手，其特征在于，所述X轴移动装置包括与所述支座固定连接的X轴电机安装板，在所述X轴电机安装板上设有X轴驱动电机，所述X轴驱动电机的输出轴连接有小带轮，所述小带轮通过同步带连接有大带轮，所述大带轮连接有X轴传动轴，在X轴传动轴上设有与所述同步带滚轮连接的X轴传动轮。
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