CN104626134A - 一种旋转式上料下料的机械手设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械设备技术领域，公开了一种旋转式上料下料的机械手设备，本机械手设备工作时，可置于两台加工设备之间，然后在控制装置的控制下，升降机构驱动固定臂向下使旋转式吸盘机构吸取物料，然后升降机构驱动固定臂向上抬起，第一驱动机构驱动旋转主轴实现一定角度的旋转，在旋转过程过，所述旋转式吸盘机构对物料进行一定角度的调整，当旋转式吸盘机构旋转至另一台加工设备上方，升降机构再次驱动固定臂下行，使旋转式吸盘机构放下物料，然后，第一驱动机构驱动所述旋转主轴复位进行下一次循环，本设备能实现物料在多台设备之间进行直接的装卸，从而节省了物料的流转时间，提高了生产效率，还具有结构简单、控制方便的优点。

Description

一种旋转式上料下料的机械手设备

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，尤其涉及一种旋转式上料下料的机械手设备。

背景技术

目前，机械手设备已广泛的用于工业制造行业，机械手的出现，大大缓减了工人的劳动强度，还进一步降低了企业的用工成本。

例如：中国专利公开了一种可伸缩机械手包括有基座、设在基座上的驱动装置、传动轴系、及安装随传动轴系转动而实现抓取动作的三根机械手指。每根机械手指包括有三个指关节,分别为第一指关节、第二指关节及第三指关节。第一指关节直接与传动轴系固定连接,在第一指关节的一侧设有一组依次啮合的传动齿轮系,该传动齿轮系的首齿轮与基座固定连接的驱动齿轮啮合,第二指关节与第一指关节的传动齿轮系的末齿轮的连接轴固定连接,同时在第二指关节一侧也设置有一组依次啮合的传动齿轮系,该第二指关节的传动齿轮系中的首齿轮与第一指关节上固定连接的驱动齿轮啮合,第三指关节与第二指关节的传动齿轮系的末齿轮的连接轴固定连接,在第三指关节上安装有平行四边形伸缩机构；这种可伸缩机械手，主要是通过将机械手固定于相关的生产设备上，然后再利用可伸缩机械手进行伸缩取料，这类机械手可以胜任单一的设备装料或卸料，但是，目前大多数产品均采用多台加工设备进行连接的作业，这样，这种设备显然无法完成设备之间的直接物料传递，有鉴于此，发明人针对现有机械手设备存在的缺陷发明了一种旋转式上料下料的机械手设备。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种旋转式上料下料的机械手设备，本设备能实现物料在多台设备之间进行直接的装卸，从而节省了物料的流转时间，提高了生产效率，还具有结构简单、控制方便的优点。

为实现上述目的，本发明的一种旋转式上料下料的机械手设备，包括机台底座，所述机台底座设置有升降机构，所述升降机构设置有旋转主轴和用于驱动所述旋转主轴转动的第一驱动机构，所述旋转主轴的上端连接有固定臂，所述固定臂连接有伸缩机构，所述伸缩机构的外端部连接有用于吸取物料的旋转式吸盘机构，还包括分别与所述升降机构、第一驱动机构、伸缩机构和旋转式吸盘机构电性连接的控制装置。

优选的是，所述升降机构包括升降滑轨和与所述升降滑轨滑动连接的升降座，还包括用于驱动所述升降座上下移动的第二驱动机构。

优选的是，所述第二驱动机构包括底板和与所述升降座连接的升降丝杆，所述升降丝杆的上端通过轴承与机台底座的上部固定连接，所述升降丝杆的下部通过轴承与底板连接并且其端部穿过底板连接有第一同步轮，所述底板设置有与所述控制装置电性连接的第二伺服马达，所述第二伺服马达连接有第二同步轮，所述第二同步轮通过同步带与第一同步轮传动连接。

优选的是，所述第一驱动机构包括第一伺服马达和与所述第一伺服马达连接的转动底盘，所述第一伺服马达与所述升降机构固定，所述转动底盘与所述旋转主轴固定连接，所述第一伺服马达与控制装置电性连接。

优选的是，所述伸缩机构包括所述固定臂滑动连接的伸缩臂，所述旋转式吸盘机构设置于伸缩臂的外端部，所述固定臂设置有用于驱动所述伸缩臂的伸缩丝杆，所述伸缩丝杆的一端部连接有第三同步轮，所述固定臂设置有与所述控制装置电性连接的第三伺服马达，所述第三伺服马达连接有第四同步轮，所述第四同步轮通过同步带与第三同步轮传动连接。

优选的是，所述伸缩臂的内端部设置有与所述伸缩丝杆连接的驱动座，所述固定臂设置有横移滑槽，所述驱动座设置有伸入所述横移滑槽的滑块。

优选的是，所述固定臂的上部开设有用于容置所述伸缩丝杆的“U”形凹槽，所述横移滑槽设置于“U”形凹槽的两侧。

优选的是，所述旋转式吸盘机构包括与所述伸缩机构的外端部固定连接的容置座，所述容置座设置有第五同步轮，还包括第四伺服马达，所述第四伺服马达连接有第六同步轮，所述第六同步轮通过同步带与第五同步轮传动连接，所述第五同步轮连接有设置于所述容置座外部的取料支架，所述取料支架安装有真空吸盘。

优选的是，所述取料支架设置有用于安装所述真空吸盘的调节滑槽。

优选的是，所述控制装置包括设置于机台底座的控制电路，所述升降机构、第一驱动机构3、伸缩机构和旋转式吸盘机构分别与所述控制电路电性连接，还包括设置于所述机台底座外部与所述控制电路电性连接的控制台，所述控制台设置有触摸屏。

本发明的有益效果：本发明的一种旋转式上料下料的机械手设备，包括机台底座，所述机台底座设置有升降机构；本机械手设备工作时，可置于两台加工设备之间，然后在控制装置的控制下，升降机构驱动固定臂向下使旋转式吸盘机构吸取物料，然后升降机构驱动固定臂向上抬起，第一驱动机构驱动旋转主轴实现一定角度的旋转，在旋转过程过，所述旋转式吸盘机构对物料进行一定角度的调整，当旋转式吸盘机构旋转至另一台加工设备上方，升降机构再次驱动固定臂下行，使旋转式吸盘机构放下物料，然后，第一驱动机构驱动所述旋转主轴复位进行下一次循环，本设备能实现物料在多台设备之间进行直接的装卸，从而节省了物料的流转时间，提高了生产效率，还具有结构简单、控制方便的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的另一视角结构示意图。

图3为本发明的升降机构结构示意图。

图4为图3的主视图。

图5为图3的俯视图。

图6为图5的A-A向剖视图。

图7为本发明的第一驱动机构与旋转主轴的装配结构图。

图8为本发明的旋转式吸盘机构的结构示意图。

图9为图8的主视图。

图10为图8的俯视图。

图11为图10的C-C向剖视图。

图12为本发明的伸缩机构的立体图。

图13为本发明的伸缩机构的剖面结构示意图。

图14为本发明的伸缩机构的俯视图。

图15为图14的B-B向剖视图。

图16为本发明的控制装置的结构示意图。

附图标记包括：机台底座--1，升降机构--2，升降滑轨--21，升降座--22，第二驱动机构--23，底板--231，升降丝杆--232，第一同步轮--233，第二同步轮--234，第二伺服马达--235，第一驱动机构--3，第一伺服马达--31，转动底盘--32，旋转主轴--41，固定臂--42，伸缩机构--5，伸缩臂--51，伸缩丝杆--52，第三同步轮--53，第四同步轮--54，第三伺服马达--55，驱动座--56，滑块--561，横移滑槽--57，“U”形凹槽--58，旋转式吸盘机构--6，容置座--61，第五同步轮--62，第六同步轮--63，第四伺服马达--64，取料支架--65，调节滑槽--651，真空吸盘--66，控制装置--7，控制电路--71，控制台--72，触摸屏--73。

具体实施方式

下面结合附图本发明进行详细的说明。

参见图1至图16，一种旋转式上料下料的机械手设备，包括机台底座1，所述机台底座1设置有升降机构2，所述升降机构2设置有旋转主轴41和用于驱动所述旋转主轴41转动的第一驱动机构3，所述升降机构2的外部设置有壳体11，所述旋转主轴41的上端连接有固定臂42，所述固定臂42连接有伸缩机构5，所述伸缩机构5的外端部连接有用于吸取物料的旋转式吸盘机构6，还包括分别与所述升降机构2、第一驱动机构3、伸缩机构5和旋转式吸盘机构6电性连接的控制装置7。；本机械手设备工作时，可置于两台加工设备之间，例如两台加工设备呈一定的角度摆放，然后在控制装置7的控制下，升降机构2驱动固定臂42向下使旋转式吸盘机构6吸取物料，然后升降机构2驱动固定臂42向上抬起，第一驱动机构3驱动旋转主轴41实现一定角度的旋转，本旋转主轴41其最大旋转角度为90度，也可以根据实际角度的需要，在所述控制装置7进行其他的角度设定，在旋转过程过，所述旋转式吸盘机构6对物料进行一定角度的调整，当旋转式吸盘机构6旋转至另一台加工设备上方，升降机构2再次驱动固定臂42下行，使旋转式吸盘机构6放下物料，然后，第一驱动机构3驱动所述旋转主轴41复位进行下一次循环，本设备能实现物料在多台设备之间进行直接的装卸，从而节省了物料的流转时间，提高了生产效率，还具有结构简单、控制方便的优点。

在本技术方案中，所述升降机构2包括升降滑轨21和与所述升降滑轨21滑动连接的升降座22，还包括用于驱动所述升降座22上下移动的第二驱动机构23。本升降机构2的工作原理是：当所述固定臂42需要上升或下降时，所述第二驱动机构23驱动所述升降座22沿着升降滑轨21向上移动或向下移动，从而实现固定臂42的升降。

进一步的说：所述第二驱动机构23包括底板231和与所述升降座22连接的升降丝杆232，所述升降丝杆232的上端通过轴承与机台底座1的上部固定连接，所述升降丝杆232的下部通过轴承与底板231连接并且其端部穿过底板231连接有第一同步轮233，所述底板231设置有与所述控制装置7电性连接的第二伺服马达235，所述第二伺服马达235连接有第二同步轮234，所述第二同步轮234通过同步带与第一同步轮233传动连接。在第二驱动机构23中，所述升降丝杆232通过机台底座1和底板231进行支撑，并且在轴承的作用下可实现转动，具体地说：当需要对固定臂42实现升降时，第二伺服马达235在同步带的作用下驱动第一同步轮233，使第一同步轮233带动升降丝杆232进行转动，由于升降座22与升降丝杆232连接，所以，当升降丝杆232转动时，就会进一步驱动升降座22上升或下降，从而也就实现了固定臂42的升降。

同时，在本技术方案中，当旋转主轴41在往复发生转动时，显然其所述升降座22往往需要承受较大的离心力，而这种离心力特别是在快速转动的情况下尤其明显，于是，为了进一步增加升降座22的稳定性，所述机台底座1还设置有辅助气缸，所述辅助气缸的上端与升降座22连接，这样，在实现升降时，可以进一步推动升降座22以减轻所述升降丝杆232的承受力，同时，在旋转角度时，起到进一步的稳定升降座22的作用。

在本技术方案中，所述第一驱动机构3包括第一伺服马达31和与所述第一伺服马达31连接的转动底盘32，所述第一伺服马达31与所述升降机构2固定，所述转动底盘32与所述旋转主轴41固定连接，所述第一伺服马达31与控制装置7电性连接。工作时，第一伺服马达31驱动转动底盘32旋转，从而使旋转主轴41旋转相应的角度，在本技术方案中，所述升降座22设置有角度感应器，所述转动底盘32设置有感应端，当转动底盘32旋转使感应端经过感应器时，感应器感应到所述感应端，从而发出停止信号给控制装置7，控制装置7从而使第一伺服马达31停止驱动。

在本技术方案中，所述伸缩机构5包括所述固定臂42滑动连接的伸缩臂51，所述旋转式吸盘机构6设置于伸缩臂51的外端部，所述固定臂42设置有用于驱动所述伸缩臂51的伸缩丝杆52，所述伸缩丝杆52的一端部连接有第三同步轮53，所述固定臂42设置有与所述控制装置7电性连接的第三伺服马达55，所述第三伺服马达55连接有第四同步轮54，所述第四同步轮54通过同步带与第三同步轮53传动连接。所述伸缩机构5的工作原理是：第三伺服马达55驱动第三同步轮53从而使伸缩丝杆52转动，所述伸缩丝杆52的两端均套设有轴承，由于伸缩臂51与伸缩丝杆52传动连接，所以，当伸缩丝杆52转动时，就会实现对伸缩臂51的驱动。

较优的方式是：所述伸缩臂51的内端部设置有与所述伸缩丝杆52连接的驱动座56，所述固定臂42设置有横移滑槽57，所述驱动座56设置有伸入所述横移滑槽57的滑块561。这样，当所述伸缩丝杆52转动时，所述伸缩臂51的内端部连接的驱动座56即可以实现较大的伸缩行程，同时，伸缩臂51在伸缩动作时，滑块561与横移滑槽57的配合，还能进一步减轻伸缩丝杆52的承载力，从而进一步减轻第三伺服马达55的负载。

为了使本伸缩机构5的结构更加紧凑，所述固定臂42的上部开设有用于容置所述伸缩丝杆52的“U”形凹槽58，所述横移滑槽57设置于“U”形凹槽58的两侧。这样，伸缩丝杆52即可安装于”U”形凹槽58中，从而避免了伸缩丝杆52凸出于伸缩臂51，同时，将横移滑槽57设置于”U”形凹槽58的两侧，可以使伸缩臂51在滑动时滑动摩擦力更加对称，本技术方案中的所述固定臂42可进一步采用型材制成，从而大大减少制造加工工序，节省成本。

某些产品在完成一个工序的生产后，在进入下一生产工序前，往往需要进行角度的变换，在本技术方案中，所述旋转式吸盘机构6包括与所述伸缩机构5的外端部固定连接的容置座61，所述容置座61设置有第五同步轮62，还包括第四伺服马达64，所述第四伺服马达64连接有第六同步轮63，所述第六同步轮63通过同步带与第五同步轮62传动连接，所述第五同步轮62连接有设置于所述容置座61外部的取料支架65，所述取料支架65安装有真空吸盘66。本旋转式吸盘机构6在工作时，所述真空吸盘66吸取到物料后，所述第四伺服马达64即可驱动第五同步轮62进行转动，第五同步轮62进一步带动取料支架65进行旋转一定的角度，从而使物料以正确的旋转角度直接放置于加工设备的工作台上。

在本技术方案中，为了进一步使所述真空吸盘66适应对不同大小的物料进行吸取，所述取料支架65设置有用于安装所述真空吸盘66的调节滑槽651。当需要较小的物料时，可以通过将真空吸盘66沿着调节滑槽651进行滑动，一般来说，所述取料支架65上可以设置多个真空吸盘66，本技术方案中设置的真空吸盘66数量为四个，即可实现不同大小物料的吸取。

为了使不同机构之间进行协调动作，所述控制装置7包括设置于机台底座1的控制电路71，所述升降机构2、第一驱动机构3、伸缩机构5和旋转式吸盘机构6分别与所述控制电路71电性连接，还包括设置于所述机台底座1外部与所述控制电路71电性连接的控制台72，所述控制台72设置有触摸屏73。所述升降机构2、第一驱动机构3、伸缩机构5和旋转式吸盘机构6在工作时，通过所述控制电路71进行控制，同时，也可以通过触摸屏73进行上述机构的参数控制。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种旋转式上料下料的机械手设备，包括机台底座（1），其特征在于：所述机台底座（1）设置有升降机构（2），所述升降机构（2）设置有旋转主轴（41）和用于驱动所述旋转主轴（41）转动的第一驱动机构（3），所述旋转主轴（41）的上端连接有固定臂（42），所述固定臂（42）连接有伸缩机构（5），所述伸缩机构（5）的外端部连接有用于吸取物料的旋转式吸盘机构（6），还包括分别与所述升降机构（2）、第一驱动机构（3）、伸缩机构（5）和旋转式吸盘机构（6）电性连接的控制装置（7）。

2. 根据权利要求1所述的一种旋转式上料下料的机械手设备，其特征在于：所述升降机构（2）包括升降滑轨（21）和与所述升降滑轨（21）滑动连接的升降座（22），还包括用于驱动所述升降座（22）上下移动的第二驱动机构（23）。

3. 根据权利要求2所述的一种旋转式上料下料的机械手设备，其特征在于：所述第二驱动机构（23）包括底板（231）和与所述升降座（22）连接的升降丝杆（232），所述升降丝杆（232）的上端通过轴承与机台底座（1）的上部固定连接，所述升降丝杆（232）的下部通过轴承与底板（231）连接并且其端部穿过底板（231）连接有第一同步轮（233），所述底板（231）设置有与所述控制装置（7）电性连接的第二伺服马达（235），所述第二伺服马达（235）连接有第二同步轮（234），所述第二同步轮（234）通过同步带与第一同步轮（233）传动连接。

4. 根据权利要求1所述的一种旋转式上料下料的机械手设备，其特征在于：所述第一驱动机构（3）包括第一伺服马达（31）和与所述第一伺服马达（31）连接的转动底盘（32），所述第一伺服马达（31）与所述升降机构（2）固定，所述转动底盘（32）与所述旋转主轴（41）固定连接，所述第一伺服马达（31）与控制装置（7）电性连接。

5. 根据权利要求1所述的一种旋转式上料下料的机械手设备，其特征在于：所述伸缩机构（5）包括与所述固定臂（42）滑动连接的伸缩臂（51），所述旋转式吸盘机构（6）设置于伸缩臂（51）的外端部，所述固定臂（42）设置有用于驱动所述伸缩臂（51）的伸缩丝杆（52），所述伸缩丝杆（52）的一端部连接有第三同步轮（53），所述固定臂（42）设置有与所述控制装置（7）电性连接的第三伺服马达（55），所述第三伺服马达（55）连接有第四同步轮（54），所述第四同步轮（54）通过同步带与第三同步轮（53）传动连接。

6. 根据权利要求5所述的一种旋转式上料下料的机械手设备，其特征在于：所述伸缩臂（51）的内端部设置有与所述伸缩丝杆（52）连接的驱动座（56），所述固定臂（42）设置有横移滑槽（57），所述驱动座（56）设置有伸入所述横移滑槽（57）的滑块（561）。

7. 根据权利要求6所述的一种旋转式上料下料的机械手设备，其特征在于：所述固定臂（42）的上部开设有用于容置所述伸缩丝杆（52）的“U”形凹槽（58），所述横移滑槽（57）设置于“U”形凹槽（58）的两侧。

8. 根据权利要求1所述的一种旋转式上料下料的机械手设备，其特征在于：所述旋转式吸盘机构（6）包括与所述伸缩机构（5）的外端部固定连接的容置座（61），所述容置座（61）设置有第五同步轮（62），还包括第四伺服马达（64），所述第四伺服马达（64）连接有第六同步轮（63），所述第六同步轮（63）通过同步带与第五同步轮（62）传动连接，所述第五同步轮（62）连接有设置于所述容置座（61）外部的取料支架（65），所述取料支架（65）安装有真空吸盘（66）。

9. 根据权利要求8所述的一种旋转式上料下料的机械手设备，其特征在于：所述取料支架（65）设置有用于安装所述真空吸盘（66）的调节滑槽（651）。

10. 根据权利要求1-9任一所述的一种旋转式上料下料的机械手设备，其特征在于：所述控制装置（7）包括设置于机台底座（1）的控制电路（71），所述升降机构（2）、第一驱动机构（3）、伸缩机构（5）和旋转式吸盘机构（6）分别与所述控制电路（71）电性连接，还包括设置于所述机台底座（1）外部与所述控制电路（71）电性连接的控制台（72），所述控制台（72）设置有触摸屏（73）。