CN104552239A - 四轴移栽机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种四轴移栽机械手，其包括固定支撑座、PLC控制器及分别与PLC控制器相连接并受其控制的升降机构、末端旋转型材机构、线性伸缩机构和中空旋转支撑座；本发明结构设计巧妙，合理采用四轴结构设计，在满足冲床生产时所需动作要求的基础上，有效简化了传统机械手的整体结构，减少零部件，降低成本，同时采用PLC控制器进行自动化控制，动作连贯快捷，有效的提高工作效率，且自动化程度高；另外中空旋转支撑座采用中空结构以及通过谐波传动组件进行传动，不仅大大提高了摆动角度的精确度及降低旋转支臂的震动频率，而且实现快速布线连接的目的，使得安装更为简单、快捷，整体结构简洁、紧凑，易于实现，成本低，利于广泛推广。
Description
技术领域
本发明涉及机械手技术，具体涉及一种四轴移栽机械手。
背景技术
随着生产自动化水平的提高，应用机械手自动执行生产任务也越来越多。机械手可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等领域。
现代化的冲床常常配置有多工位联动机械手或六关节机械手机械手，然而多工位联动机械手对冲床摆放位置及模具的平整要求过高，不能各工位独立运行，一旦有一个工位出现故障就将会使整条流水线停工，操作性、可靠性较差。六关节机械手虽然具备较高的操作性和可靠性，适用广泛，但其结构、动作复杂，必须有六个关节同时协调动作，而且六关节机械手的核心部件均被外国所垄断，价格高昂，用在冲床上下料上性价比不高，难以被推广应用。
发明内容
针对上述不足，本发明的目的在于，提供一种结构设计巧妙、合理，成本低，工作效率高，稳定性好的四轴移栽机械手。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：一种四轴移栽机械手，其包括固定支撑座、PLC控制器及分别与该PLC控制器相连接并受其控制的升降机构、末端旋转型材机构、线性伸缩机构和中空旋转支撑座，所述中空旋转支撑座通过升降机构设置在固定支撑座上，且受该升降机构的驱动作垂直升降动作；所述线性伸缩机构设置在中空旋转支撑座上，且受该中空旋转支撑座的驱动作旋转动作，所述末端旋转型材机构设置在线性伸缩机构上，且受该线性伸缩机构的驱动作伸缩动作。
作为本发明的一种改进，所述中空旋转支撑座包括中空输出轴、轴承支撑座、中空同步轮、密封中空过线管和中空旋转伺服电机，所述中空输出轴通过轴承组件活动设置在所述轴承支撑座的上部位置，且下端伸入轴承支撑座内，所述密封中空过线管的上端伸入所述轴承支撑座内，并与所述中空输出轴的下端相连接，所述中空同步轮通过谐波传动组件与所述中空输出轴相连接，所述中空旋转伺服电机通过安装座设置在所述轴承支撑座一侧，且通过皮带与所述中空同步轮相连接。
作为本发明的一种改进，所述谐波传动组件包括谐波发生器、谐波柔轮和谐波钢轮，所述中空输出轴的下端伸入轴承支撑座内形成一能将所述谐波柔轮和密封中空过线管包住的腔体，所述谐波柔轮固定在所述密封中空过线管的上端，所述谐波钢轮固定在所述轴承支撑座上，所述谐波发生器通过深沟球轴承活动设置在轴承支撑座上，并套设在所述密封中空过线管上，所述中空同步轮固定在所述谐波发生器上。
作为本发明的一种改进，所述升降机构包括升降伺服电机、升降座、滚珠丝杠组件和垂直滑轨，所述升降座通过垂直滑轨活动设置在所述固定支撑座，所述升降伺服电机设置在固定支撑座上，且通过滚珠丝杠组件与所述升降座相连接，所述轴承支撑座通过上下运动支架固定在该升降座上。
作为本发明的一种改进，所述线性伸缩机构包括伸缩支臂、伸缩伺服电机、导轨滑座和伸缩导轨，所述伸缩支臂固定在所述中空输出轴的上端，所述导轨滑座通过伸缩导轨活动设置在所述伸缩支臂上，所述伸缩伺服电机设置在所述伸缩支臂上，并能通过同步轮带驱动导轨滑座于伸缩导轨上作往复运动。
作为本发明的一种改进，所述末端旋转型材机构包括旋转支臂、旋转伺服电机和设置在所述旋转支臂末端的旋转装配组件，所述旋转支臂的首端固定在所述导轨滑座上，所述旋转伺服电机设置在所述旋转支臂上，并能通过同步轮带驱动旋转装配组件作旋转动作。
本发明的有益效果为：本发明结构设计巧妙，合理采用四轴结构设计来配合冲床使用，在满足冲床生产时所需动作要求的基础上，有效简化了传统机械手的整体结构，减少零部件，降低成本，同时采用PLC控制器进行自动化控制，动作连贯快捷，有效的提高工作效率，机械手工作动作调试好后无需人工控制，有效降低人工成本和降低工伤率，同时提高了产品的稳定性，降低产品报废率；另外中空旋转支撑座采用中空结构以及通过谐波传动组件进行传动，不仅大大提高了摆动角度的精确度及降低旋转支臂的震动频率，而且通过其中空结构能实现快速布线连接的目的，使得安装更为简单、快捷，整体结构简洁、紧凑，易于实现，成本低，利于广泛推广应用。
下面结合附图与实施例，对本发明进一步说明。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明的分解结构示意图。
图3是本发明中的中空旋转支撑座的结构示意图。
具体实施方式
实施例，参见图1、图2和图3，本实施例提供的一种四轴移栽机械手，其包括固定支撑座1、PLC控制器及分别与该PLC控制器相连接并受其控制的升降机构2、末端旋转型材机构3、线性伸缩机构4和中空旋转支撑座5，所述中空旋转支撑座5通过升降机构2设置在固定支撑座1上，且受该升降机构2的驱动作垂直升降动作；所述线性伸缩机构4设置在中空旋转支撑座5上，且受该中空旋转支撑座5的驱动作旋转动作，所述末端旋转型材机构3设置在线性伸缩机构4上，且受该线性伸缩机构4的驱动作伸缩动作。
参见图2和图3，所述中空旋转支撑座5包括中空输出轴51、轴承支撑座52、中空同步轮53、密封中空过线管54和中空旋转伺服电机55，所述中空输出轴51通过轴承组件56活动设置在所述轴承支撑座52的上部位置，且下端伸入轴承支撑座52内，本实施例中，该轴承组件56优选为圆锥滚子轴承，能效提升提高中空输出轴的稳定性。所述密封中空过线管54的上端伸入所述轴承支撑座52内，并与所述中空输出轴51的下端相连接，所述中空同步轮53通过谐波传动组件与所述中空输出轴51相连接，所述中空旋转伺服电机55通过安装座设置在所述轴承支撑座52一侧，且通过皮带与所述中空同步轮53相连接。
所述谐波传动组件包括谐波发生器57、谐波柔轮58和谐波钢轮59，所述中空输出轴51的下端伸入轴承支撑座52内形成一能将所述谐波柔轮58和密封中空过线管54包住的腔体，所述谐波柔轮58固定在所述密封中空过线管54的上端，所述谐波钢轮59固定在所述轴承支撑座52上，所述谐波发生器57通过深沟球轴承50活动设置在轴承支撑座52上，并套设在所述密封中空过线管54上，所述中空同步轮53固定在所述谐波发生器57上。谐波发生器57制作成中空使中空输出轴51可以通过，从而使电缆和气管可以通过轴承支撑座52，轴承支撑座52与中空输出轴51、密封中空过线管5之间设有骨架密封圈60、61，密封中空过线管5与谐波发生器57之间设有骨架密封圈62。设有骨架密封圈60、61、62，密封效果好，防止漏油。中空旋转支撑座5采用中空结构以及通过谐波传动组件进行传动，不仅大大提高了摆动角度的精确度及降低旋转支臂的震动频率，而且通过其中空结构能实现快速布线连接的目的，使得安装更为简单、快捷，整体结构简洁、紧凑，易于实现。
参见图2，所述升降机构2包括升降伺服电机21、升降座22、滚珠丝杠组件23和垂直滑轨24，所述升降座22通过垂直滑轨24活动设置在所述固定支撑座1，所述升降伺服电机21设置在固定支撑座1上，且通过滚珠丝杠组件23与所述升降座22相连接，所述轴承支撑座52通过上下运动支架25固定在该升降座22上。
参见图2，所述线性伸缩机构4包括伸缩支臂41、伸缩伺服电机42、导轨滑座43和伸缩导轨，所述伸缩支臂41固定在所述中空输出轴51的上端，所述导轨滑座43通过伸缩导轨活动设置在所述伸缩支臂41上，所述伸缩伺服电机42设置在所述伸缩支臂41上，并能通过同步轮带驱动导轨滑座43于伸缩导轨上作往复运动。
参见图2，所述末端旋转型材机构3包括旋转支臂31、旋转伺服电机32和设置在所述旋转支臂31末端的旋转装配组件，所述旋转支臂31的首端固定在所述导轨滑座43上，所述旋转伺服电机32设置在所述旋转支臂31上，并能通过同步轮带驱动旋转装配组件作旋转动作。
工作时，通过升降机构2、末端旋转型材机构3、线性伸缩机构4和中空旋转支撑座5的相互配合形成四轴结构，在满足冲床生产时所需动作要求的基础上，有效简化了传统机械手的整体结构，减少零部件，降低成本，同时采用PLC控制器进行自动化控制，动作连贯快捷，有效的提高工作效率，机械手工作动作调试好后无需人工控制，有效降低人工成本和降低工伤率，同时提高了产品的稳定性，降低产品报废率，而且工作稳定性好，延长了使用寿命，减少了维护或更换的次数。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制，采用与其相同或相似的其它机械手，均在本发明保护范围内。
Claims (6)
1.一种四轴移栽机械手，其特征在于，其包括固定支撑座、PLC控制器及分别与该PLC控制器相连接并受其控制的升降机构、末端旋转型材机构、线性伸缩机构和中空旋转支撑座，所述中空旋转支撑座通过升降机构设置在固定支撑座上，且受该升降机构的驱动作垂直升降动作；所述线性伸缩机构设置在中空旋转支撑座上，且受该中空旋转支撑座的驱动作旋转动作，所述末端旋转型材机构设置在线性伸缩机构上，且受该线性伸缩机构的驱动作伸缩动作。
2.根据权利要求1所述的四轴移栽机械手，其特征在于：所述中空旋转支撑座包括中空输出轴、轴承支撑座、中空同步轮、密封中空过线管和中空旋转伺服电机，所述中空输出轴通过轴承组件活动设置在所述轴承支撑座的上部位置，且下端伸入轴承支撑座内，所述密封中空过线管的上端伸入所述轴承支撑座内，并与所述中空输出轴的下端相连接，所述中空同步轮通过谐波传动组件与所述中空输出轴相连接，所述中空旋转伺服电机通过安装座设置在所述轴承支撑座一侧，且通过皮带与所述中空同步轮相连接。
3.根据权利要求2所述的四轴移栽机械手，其特征在于：所述谐波传动组件包括谐波发生器、谐波柔轮和谐波钢轮，所述中空输出轴的下端伸入轴承支撑座内形成一能将所述谐波柔轮和密封中空过线管包住的腔体，所述谐波柔轮固定在所述密封中空过线管的上端，所述谐波钢轮固定在所述轴承支撑座上，所述谐波发生器通过深沟球轴承活动设置在轴承支撑座上，并套设在所述密封中空过线管上，所述中空同步轮固定在所述谐波发生器上。
4.根据权利要求2所述的四轴移栽机械手，其特征在于：所述升降机构包括升降伺服电机、升降座、滚珠丝杠组件和垂直滑轨，所述升降座通过垂直滑轨活动设置在所述固定支撑座，所述升降伺服电机设置在固定支撑座上，且通过滚珠丝杠组件与所述升降座相连接，所述轴承支撑座通过上下运动支架固定在该升降座上。
5.根据权利要求2所述的四轴移栽机械手，其特征在于：所述线性伸缩机构包括伸缩支臂、伸缩伺服电机、导轨滑座和伸缩导轨，所述伸缩支臂固定在所述中空输出轴的上端，所述导轨滑座通过伸缩导轨活动设置在所述伸缩支臂上，所述伸缩伺服电机设置在所述伸缩支臂上，并能通过同步轮带驱动导轨滑座于伸缩导轨上作往复运动。
6.根据权利要求5所述的四轴移栽机械手，其特征在于：所述末端旋转型材机构包括旋转支臂、旋转伺服电机和设置在所述旋转支臂末端的旋转装配组件，所述旋转支臂的首端固定在所述导轨滑座上，所述旋转伺服电机设置在所述旋转支臂上，并能通过同步轮带驱动旋转装配组件作旋转动作。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150429 |