CN104527036A - 一种双旋转机械手的控制装置及转换作业控制方法 - Google Patents

Abstract

一种双旋转机械手的控制装置及转换作业控制方法，在主伺服电机与旋转主轴之间设有行星减速机，在旋转主轴上固定有四个机械手支架，每个机械手支架上都设有分伺服电机、链轮、链条、旋转分轴、气缸固定板、旋转气缸和夹具；分伺服电机通过链轮和链条带动旋转分轴转动，而旋转分轴带动气缸固定板、旋转气缸和夹具一起转动，并且夹具在旋转气缸的控制下做开合的动作，通过夹具的开合来松开或抓取产品。本发明采用伺服电机与机械手配合进行工位转换，改变了以往的通过转盘的方式进行工位的更换，这样既能提高了工作效率，又能保证了转换工位的准确性和灵活性；采用双旋转作业机械臂，便于拉吹成型的进料和卸料，提高了工作效率。

Description

一种双旋转机械手的控制装置及转换作业控制方法

技术领域

本发明涉及对塑料制品加工过程中转送产品的装置及其控制方法，具体涉及对中空塑料制品加工过程中采用双旋转机械手进行产品转送的装置及其控制方法。

背景技术

中空塑料制品的有底型坯在二次加热后由机械手取出，再由机械手转送到拉吹成型装置内进行拉吹成型。现有的多工位“一步法”注拉吹成型所采用的转送方式都是转盘形式，但转盘运转高速及定位稳定性不够；转盘运行及定位性能影响成形的效率。注拉吹中空塑料成型机是高速成型设备，转盘高速运转是高速成型不可缺少的一个组成部份。转盘运转必须达到这样的要求，起步高速旋转，在离下一工位约100mm处，突然减速进行慢速旋转，至定位点无前后摆动无冲击稳妥定位。从国内已开发的设备运行情况来看，转盘高速运转速度不够，转盘在每一个工位定位点处定位时有前后摆动现象，往往需摆动几次后才能定位，影响了生产效率和质量。因此怎么样快速、准确的将二次加热后的有底型坯转送到拉吹成型装置中，以确保生产的效率和产品的质量是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

通过国内检索发现以下专利与本发明有相似之处：

申请号为201210324742.0，名称为“一步法三工位注拉吹塑料成型机”的发明提供一种一步法三工位注拉吹塑料成型机，包括：安装机座、设于安装机座一侧的固定架、设于安装机座上的注射装置、固定于固定架上的注射瓶胚组件、固定于固定架上的旋转模板总成、固定于安装机座上的预吹模具组件、固定于固定架上的拉吹组件、及固定于固定架上的产品脱膜组件；注射瓶坯组件在注射瓶坯模具内注射成型产品瓶坯，注射模蕊升降油缸带动上升，注射瓶坯模具升降油缸带动下降，后由旋转动力马达驱动旋转模板总成进行旋转，带动该产品瓶坯进入拉吹成型模具中，由调温筒调温后拉吹成型成品或先由预吹模具组件进行调温、拉伸、预吹后为一产品瓶，再由拉吹成型模具吹塑为成品瓶。

申请号为201210324742.0，名称为“一步法三工位注拉吹塑料成型机”的发明采用的是一个马达驱动旋转模板总成进行旋转，而本发明采用的是速度和位置控制精度高的伺服电机，另外，本发明除主伺服电机外还有4个分伺服电机对旋转气缸进行控制，从而能准确的控制夹具的开合。

申请号为200910195276.9,名称为“一种双臂机械手装备”的发明涉及一种双臂机械手装备，该装备包括固定座、旋转气缸、取出手臂、下降气缸、引拔导向臂、强力夹具、可调节连接杆及可调节吸盘夹具，旋转气缸设在固定座上，取出手臂连接在旋转气缸上，下降气缸设在取出手臂的一端，引拔导向臂与取出手臂连接，强力夹具与下降气缸连接，可调节连接杆与强力夹具连接，可调节吸盘夹具设在可调节连接杆上。与现有技术相比，本发明利用了原有机械手的取出程式及功能，通过加装一个可调节长度的连接杆起到增加一个小手臂的目的，从而达到双臂机械手的取出效果，以满足生产全自动的生产过程。

虽然申请号为200910195276.9,名称为“一种双臂机械手装备”的发明也是用于对塑料制品加工过程中转送产品，但其结构与本发明的结构有较大的不同。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对目前塑料制品加工过程中二次加热后的半成品转送到拉吹成型装置内的效率和准确度不高的情况，提出一种用伺服电机精确地控制旋转的速度和位置，并配合双旋转机械手进行作业，实现高效率和高精度作业。

针以上述问题，本发明提出的技术方案是：一种双旋转机械手的控制装置，在主伺服电机与旋转主轴之间设有行星减速机，在旋转主轴上固定有四个机械手支架，每个机械手支架上都设有分伺服电机、链轮、链条、旋转分轴、气缸固定板、旋转气缸和夹具；分伺服电机通过链轮和链条带动旋转分轴转动，而旋转分轴带动气缸固定板、旋转气缸和夹具一起转动，并且夹具在旋转气缸的控制下做开合的动作，通过夹具的开合来松开或抓取产品。

进一步地，在主伺服电机与旋转主轴之间设有行星减速机，主伺服电机通过行星减速机减速后控制旋转主轴的转动。

进一步地，四个机械手支架呈十字型排列，十字型机械手支架的中心与旋转主轴的中心在同一轴线上，四个机械手支架固定在旋转主轴上并随旋转主轴一起旋转。

进一步地，每个机械手支架上的链轮都由一个小链轮和一个大链轮组成，小链轮与一个分伺服电机相连接，分伺服电机转动时直接带动小链轮转动，小链轮通过链条带动大链轮转动，大链轮带动旋转分轴转动。

进一步地，在旋转分轴与旋转气缸之间设有气缸固定板，每个旋转分轴上固定有两块气缸固定板，两块气缸固定板对称分布，由旋转分轴带动两块气缸固定板同时转动。

进一步地，每个旋转分轴上固定有两块气缸固定板，每块气缸固定板上都固定有一个旋转气缸，两个旋转气缸对称分布，由气缸固定板带动旋转气缸转动。

进一步地，每个旋转分轴上设有两个旋转气缸，每个旋转气缸都与一个夹具相连接，两块夹具的形状和大小相同，两块夹具在两个旋转气缸的作用下做开合的动作。

进一步地，每个旋转分轴上有两块夹具，每块夹具的一端为半个空心圆柱体，而另一端为空心长方体，两块夹具闭合时能抓取产品，两块夹具分开时会松开产品。

一种利用上述双旋转机械手的控制装置的转换作业控制方法，在二次加热装置于拉吹装置之间设置旋转机械手，利用旋转机械手的旋转将二次加热的坯料从二次加热装置取出，再送入拉吹装置中拉吹成型，最后再将拉吹装置中成型的产品取出，送到产品输送线或产品收集区。

进一步地，所述的旋转机械手为双旋转机械手，其中一个旋转为工位转换之间的旋转，通过旋转机械手的旋转完成工位之间的转换；另一个旋转是位于夹持坯料的夹具的旋转，通过夹持坯料夹具的旋转实现坯料在二次加热装置中的旋转加热。

进一步地，所述的转换作业控制方式的步骤是：

1）      由双旋转机械手夹持注塑成型的坯料，在二次旋转装置中旋转，实现二次加热的旋转加热；

2）      二次加热完毕后，由双旋转机械手夹持住坯料，并通过双旋转机械手的主旋转臂转动，从二次加热装置转到拉吹装置位置，再将坯料放入到拉吹成型模具中，由拉吹成型装置拉吹成型：

3）      拉吹成型完成后，再由双旋转机械手夹持住成品，将成品从拉吹成型模具中取出，通过主旋转臂转动，送到产品输送线或产品收集区，松开夹具，完成工位转换。

本发明的优点是：

1.本发明采用伺服电机与机械手配合进行工位转换，改变了以往的通过转盘的方式进行工位的更换，这样既能提高了工作效率，又能保证了转换工位的准确性和灵活性；

2.本发明采用双旋转作业机械臂，便于拉吹成型的进料和卸料，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明在注拉吹装置中的位置；

图3为图1的右视图；

图4为一个机械手支架的立体结构示意图；

图中：1主伺服电机、2行星减速机、3旋转主轴、4机械手支架、5分伺服电机、61小链轮、62大链轮、7链条、8旋转分轴、9气缸固定板、10旋转气缸、101活塞、102盖板、11夹具、12双旋转机械手、13产品、14二次加热装置、15拉吹成型装置。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做一步的描述：

实施例一

如图2所示，中空塑料制品的有底型坯在二次加热装置14进行二次加热后由双旋转机械手12取出，再由双旋转机械手12转送到拉吹成型装置15中进行拉吹成型，然后再由双旋转机械手12转出进行卸料。

为了能精确地产品13控制旋转的速度和位置，如图1和图2所示，由于主伺服电机1本身的旋转速度过高，而且将产品13从二次加热装置14转送到拉吹成型装置15只需转动90度，夹具11上的产品13转动的距离不大，因此在主伺服电机1与旋转主轴3之间设有行星减速机2。行星减速机2对主伺服电机1的转动进行减速，使得旋转主轴3和产品13能立即、准确的停止在所需的工位处，且产品13不会出现来回摆动的情况。

如图1、图3和图4所示，四个机械手支架4呈十字型排列，十字型机械手支架4的中心与旋转主轴3的中心在同一轴线上，四个机械手支架4固定在旋转主轴3上并随旋转主轴3一起旋转。四个机械手支架4每转90度都会让机械手支架4上的夹具11转到不同的工位，首先是从二次加热装置14的工位转到拉吹成型装置15的工位，再是转到卸料的工位，然后转至一个空工位，最后转回二次加热装置14的工位进行下一个循环。

每个机械手支架4上都有一个小链轮61和一个大链轮62，小链轮61与一个分伺服电机5相连接，分伺服电机5转动时直接带动小链轮61转动，小链轮61通过链条7带动大链轮62转动，大链轮62带动旋转分轴8转动。本实施例中采用小链轮61通过链条7带动大链轮62转动的作用与行星减速机2的作用相同都是起减速的作用，使得分伺服电机5能更好地控制旋转分轴8的转动。

如图1和4所示，四个机械手支架4的任意一个机械手支架4上都设有一个旋转分轴8，每个旋转分轴8上固定有两块气缸固定板9，每块气缸固定板9上都固定有一个旋转气缸10，每个旋转气缸10的盖板102处都与一个夹具11相连接。分伺服电机5带旋转气缸10转动时，旋转气缸10内的活塞101会做往复运动，当分伺服电机5转动一定角度时，旋转气缸10内的活塞101推出；当分伺服电机5再继续转动一定角度时，旋转气缸10内的活塞101回缩。通过分伺服电机5转动的角度来控制旋转气缸10内的活塞101的推出或回缩。

当旋转主轴3将某一机械手支架4转到了某一工位，如果该工位需要抓取产品13时，分伺服电机5转带动旋转气缸10转动一定角度后，活塞101将连接在盖板102上的夹具11推出，两个夹具11向中间闭合，夹住产品13；如果该工位需要松开产品13时，分伺服电机5继续带动旋转气缸10转动一定角度后，活塞101将连接在盖板102上的夹具11回缩，两个夹具11从中间分开，松开产品13。通过在不同工位对产品13进行抓取、转送、松开，自动实现产品13从二次加热到卸料的转送动作。

综上所述，首先，主伺服电机1与行星减速机2配合旋转将机械手支架4及夹具11快速准确地转送到相应的工位；然后，分伺服电机5与链轮配合旋转，并通过旋转气缸10来控制夹具11的开合实现松开或抓取产品13，从而实现产品13从二次加热到卸料的转送动作。

通过实施例可以看出本发明还涉及一种利用上述双旋转机械手的控制装置的转换作业控制方法，在二次加热装置于拉吹装置之间设置旋转机械手，利用旋转机械手的旋转将二次加热的坯料从二次加热装置取出，再送入拉吹装置中拉吹成型，最后再将拉吹装置中成型的产品取出，送到产品输送线或产品收集区。

进一步地，所述的旋转机械手为双旋转机械手，其中一个旋转为工位转换之间的旋转，通过旋转机械手的旋转完成工位之间的转换；另一个旋转是位于夹持坯料的夹具的旋转，通过夹持坯料夹具的旋转实现坯料在二次加热装置中的旋转加热。

进一步地，所述的转换作业控制方式的步骤是：

1）由双旋转机械手夹持注塑成型的坯料，在二次旋转装置中旋转，实现二次加热的旋转加热；

2）二次加热完毕后，由双旋转机械手夹持住坯料，并通过双旋转机械手的主旋转臂转动，从二次加热装置转到拉吹装置位置，再将坯料放入到拉吹成型模具中，由拉吹成型装置拉吹成型；

3）拉吹成型完成后，再由双旋转机械手夹持住成品，将成品从拉吹成型模具中取出，通过主旋转臂转动，送到产品输送线或产品收集区，松开夹具，完成工位转换。

很显然，在不脱离本发明所述原理的前提下，作出的若干改进或修饰都应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种双旋转机械手的控制装置，其特征在于，在主伺服电机与旋转主轴之间设有行星减速机，在旋转主轴上固定有四个机械手支架，每个机械手支架上都设有分伺服电机、链轮、链条、旋转分轴、气缸固定板、旋转气缸和夹具；分伺服电机通过链轮和链条带动旋转分轴转动，而旋转分轴带动气缸固定板、旋转气缸和夹具一起转动，并且夹具在旋转气缸的控制下做开合的动作，通过夹具的开合来松开或抓取产品。

2.根据权利要求1所述的一种双旋转机械手的控制装置，其特征在于，在主伺服电机与旋转主轴之间设有行星减速机，主伺服电机通过行星减速机减速后控制旋转主轴的转动。

3.根据权利要求1所述的一种双旋转机械手的控制装置，其特征在于，四个机械手支架呈十字型排列，十字型机械手支架的中心与旋转主轴的中心在同一轴线上，四个机械手支架固定在旋转主轴上并随旋转主轴一起旋转。

4.根据权利要求1所述的一种双旋转机械手的控制装置，其特征在于，每个机械手支架上的链轮都由一个小链轮和一个大链轮组成，小链轮与一个分伺服电机相连接，分伺服电机转动时直接带动小链轮转动，小链轮通过链条带动大链轮转动，大链轮带动旋转分轴转动。

5.根据权利要求1所述的一种双旋转机械手的控制装置，其特征在于，在旋转分轴与旋转气缸之间设有气缸固定板，每个旋转分轴上固定有两块气缸固定板，两块气缸固定板对称分布，由旋转分轴带动两块气缸固定板同时转动。

6.根据权利要求5所述的一种双旋转机械手的控制装置，其特征在于，每个旋转分轴上固定有两块气缸固定板，每块气缸固定板上都固定有一个旋转气缸，两个旋转气缸对称分布，由气缸固定板带动旋转气缸转动。

7.根据权利要求1所述的一种双旋转机械手的控制装置，其特征在于，每个旋转分轴上设有两个旋转气缸，每个旋转气缸都与一个夹具相连接，两块夹具的形状和大小相同，两块夹具在两个旋转气缸的作用下做开合的动作；每个旋转分轴上有两块夹具，每块夹具的一端为半个空心圆柱体，而另一端为空心长方体，两块夹具闭合时能抓取产品，两块夹具分开时会松开产品。

8.一种利用权利要求1所述双旋转机械手的控制装置的转换作业控制方法，其特征在于，在二次加热装置于拉吹装置之间设置旋转机械手，利用旋转机械手的旋转将二次加热的坯料从二次加热装置取出，再送入拉吹装置中拉吹成型，最后再将拉吹装置中成型的产品取出，送到产品输送线或产品收集区。

9.根据权利要求8所述的转换作业控制方法，其特征在于，所述的旋转机械手为双旋转机械手，其中一个旋转为工位转换之间的旋转，通过旋转机械手的旋转完成工位之间的转换；另一个旋转是位于夹持坯料的夹具的旋转，通过夹持坯料夹具的旋转实现坯料在二次加热装置中的旋转加热。

10.根据权利要求9所述的转换作业控制方法，其特征在于，所述的转换作业控制方式的步骤是：

1）由双旋转机械手夹持注塑成型的坯料，在二次旋转装置中旋转，实现二次加热的旋转加热；

2）二次加热完毕后，由双旋转机械手夹持住坯料，并通过双旋转机械手的主旋转臂转动，从二次加热装置转到拉吹装置位置，再将坯料放入到拉吹成型模具中，由拉吹成型装置拉吹成型；

3）拉吹成型完成后，再由双旋转机械手夹持住成品，将成品从拉吹成型模具中取出，通过主旋转臂转动，送到产品输送线或产品收集区，松开夹具，完成工位转换。