CN104646553B - 一种用于工件夹持搬运的机械手结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械手技术领域，公开了一种用于工件夹持搬运的机械手结构，包括基板，基板上设有升降机构，升降机构的上端设有轴端竖直向上的驱动电机，驱动电机的轴端还设有转动盘，转动盘的顶面固定有水平支架，水平支架顶部设有通过同步轮带驱动的滑块，滑块上设有连接臂，连接臂的外端设有夹持工件的端拾器，机械手的升降、转动、平移动作通过冲床上的程序控制。因此，本发明具有定位稳定、精度高，安装方便，机动灵活的有益效果。

Description

一种用于工件夹持搬运的机械手结构

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，尤其涉及一种用于工件夹持搬运的机械手结构。

背景技术

目前，很多零部件都是采用冲床冲压成形，零部件的上下料一般都是通过人工上下料，而且同一个零部件需要依次经过不同的冲床进行冲压，冲床上的模具冲压力都是非常大的，如果人工上下料，既然在同一冲床上下料，冲完之后还要把工件转移到相邻的冲床上，上下料过程中存在安全隐患，而且频繁转移工件，劳动量大。现在一些冲床上下料也有采用机械手操作的，一般的机械手至少包括夹持头、驱动夹持头沿X轴、Y轴、Z轴方向移动的驱动机构，目前常见的驱动机构为气缸，通过气缸带动夹持头移动，通过电机带动夹持头转动，气缸定位精度较差，而且需要外接空压机，对机械手的安装、布局带来很多局限性。

中国专利授权公告号：CN202864454U，授权公告日2013年4月10日，公开了一种可调式夹持移动机械手，包括工作台、上机械手和下机械手，工作台上滑设有支架板，支架板由纵向驱动机构驱动，支架板的两侧竖向设有支座，两支座之间横向设有导杆，导杆上滑设滑板，滑板由横向移动机构驱动，滑板的中部开设有定位槽，定位槽内设有与上机械手相连的上机械手滑块和与下机械手相连的下机械手滑块，上机械手滑块和下机械手滑块之间通过开合驱动机构驱动可在定位槽内相对张开或收拢，上机械手滑块和下机械手滑块之间设有固定在滑板上且可更换的定位块。其不足之处是上机械手、下机械手都是通过气缸驱动的，定位精度差，稳定性差，需要外接空压机，机械手的安装、布局存在很多局限性，尤其是对于冲床而言，机械手上连接很多气管会对冲床冲压动作带来很多不便。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的上述问题，提供了一种定位稳定、精度高，安装方便，机动灵活的用于工件夹持搬运机械手结构。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于工件夹持搬运的机械手结构，包括基板，基板上设有升降机构，升降机构的上端设有轴端竖直向上的驱动电机，所述的驱动电机的轴端还设有转动盘，所述的转动盘的顶面固定有水平支架，水平支架顶部设有通过同步轮带驱动的滑块，滑块上设有连接臂，连接臂的外端设有夹持工件的端拾器，机械手的升降、转动、平移动作通过冲床上的程序控制。机械手安装在两台冲床之间，端拾器夹持或者吸附工件后，通过升降、旋转、水平移动到第一台冲床上，经过冲压后，端拾器拾取第一台冲床上的工件，经过水平移动、旋转、升降后，把工件转移到第二台冲床上，整个机械手的升降、转动、水平运动定位稳定、精度高、机动灵活，用以代替员工手动操作，机械手的动作直接通过冲床上的程序控制，由于相邻两个冲床上工件冲压位置是保持不变的，工件的转移是点对点的精确转移，只要初始设定一次程度，后续机械手就是非常精准的重复相同的动作，从而极大的提高了冲床之间上下料的协调性，提高冲床稼动率。

作为优选，所述的水平支架的两端分别设有同步轮，两个同步轮之间通过同步带连接，其中一个同步轮与一伺服电机连接，所述的滑块的底部与同步带固定连接。伺服电机驱动同步轮带动同步带实现步进移动，从而准确的控制滑块的水平移动。

作为优选，所述的水平支架上侧面位于同步带两侧分别设有相互平行的导向杆，所述的滑块的两侧设有与导向杆配合的限位滑动块。端拾器夹持工件，连接臂一端沉重后，滑块会受到扭矩，而同步带是柔性的，这样端拾器夹持重物后连接臂会倾斜，而导向杆、限位滑动块能克服重物的扭矩，从而防止连接臂倾斜，保证水平移动精度。

作为优选，所述的升降机构包括与基板连接的固定架，所述固定架上端设有支撑板，支撑板的上侧设有升降板，升降板的底部设有若干竖直的导柱，所述的导柱穿过支撑板形成滑动连接，所述的固定架内设有竖直的丝杆、套设在丝杆上的顶柱，顶柱的下端设有与丝杆配合的丝杆套，顶柱的上端与升降板的下端中心固定连接，所述的丝杆通过电机驱动转动。电机转动带动丝杆转动，丝杆套沿着丝杆上下移动，从而实现升降板的上下升降，丝杆能承受很大的压力，升降稳定，精度高。

作为优选，所述的固定架内还设有竖直的直线导轨，所述的丝杆套的侧面固定有与直线导轨配合的滑动座。丝杆转动，丝杆套不能发生转动，由于顶柱与丝杆套固定，因此丝杆套扭矩是通过导柱克服的，这样就会导致导柱在升降过程中会承受径向的压力，从而导致导柱容易磨损，而本结构中，增加了直线导轨、滑动座，用于克服丝杆套的扭矩，防止导柱磨损，提高导柱使用寿命。

作为优选，所述的驱动电机固定在升降板上侧面，所述转动盘的外侧设有转动座，所述的转动座通过连接板与升降板固定连接。转动座对转动盘起到支撑、定位的作用。

作为优选，所述的转动座的顶面设有用于容纳转动盘的凹腔，所述的凹腔底面为锥面I，所述的转动盘的底面为锥面II，锥面I、锥面II的锥角相等且中心线共线，转动座的中心设有用于驱动电机轴穿过的避让孔，所述驱动电机的轴端通过联轴器与转动盘连接，锥面I的中心线与驱动电机转轴的轴线共线。锥面I、锥面II起到定心的作用，保证即使端拾器夹持重物，转动盘的转动中心不会倾斜，转动盘的旋转中心始终与驱动电机的转轴的轴线共线，提高旋转精度。

作为优选，所述锥面I上设有环形滚针槽，所述的环形滚针槽内设有若干滚针，锥面II与滚针接触，滚针的两端端部呈锥形结构。滚针能减小转动盘的转动阻力，滚针在环形滚针槽内转动，由于滚针轴线是倾斜的，因此在滚针端部为锥形，对滚针下端起到支撑作用，减小滚针转动阻力。

作为优选，所述的转动座的侧面设有注油孔，所述的注油孔内端与凹腔连通，注油孔的外端设有油塞，所述的避让孔的边缘向上延伸形成挡油环。注油孔内注入润滑油，挡油环能防止润滑油流失，从而对滚针起到长时间润滑，延长注油周期。

作为优选，升降机构的外侧设有内保护套，旋转机构的外侧设有外保护套，所述的内保护套与外保护套之间滑动连接。内保护套、外保护套起到保护作用，防止外界杂物进入机械手内导致机械手故障。

因此，本发明具有定位稳定、精度高，安装方便，机动灵活的有益效果。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图。

图2为本发明的内部结构示意图。

图3为图1的俯视图。

图4为本发明中升降机构的结构示意图。

图5为本发明中丝杆与顶柱的连接结构示意图。

图6为本发明中转动盘、转动座的连接结构示意图。

图中：基板1 升降机构2 驱动电机3 转动盘4 水平支架5 滑块6 连接臂7 端拾器8 同步带9 伺服电机10 导向杆11 限位滑动块12 内保护套13 外保护套14 固定架20 支撑板21 升降板22 导柱23 导套24 丝杆200 顶柱201 丝杆套202 电机203 直线导轨204 滑动座205 转动座40 连接板41 避让孔42 联轴器43 凹腔400 环形滚针槽401 滚针402 注油孔403 油塞404 挡油环405。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

如图1和图2所示的一种用于工件夹持搬运的机械手结构，包括基板1，基板上设有升降机构2，升降机构的上端设有轴端竖直向上的驱动电机3，驱动电机的轴端还设有转动盘4，转动盘的顶面固定有水平支架5，水平支架5顶部设有通过同步轮带驱动的滑块6，滑块上设有连接臂7，连接臂的外端设有夹持工件的端拾器8，升降机构的外侧设有内保护套13，旋转机构的外侧设有外保护套14，内保护套与外保护套之间滑动连接。机械手的升降、转动、平移动作通过冲床上的程序控制。

如图3所示，水平支架5的两端分别设有同步轮，两个同步轮之间通过同步带9连接，其中一个同步轮与一伺服电机10连接，滑块的底部与同步带固定连接，水平支架上侧面位于同步带两侧分别设有相互平行的导向杆11，滑块的两侧设有与导向杆配合的限位滑动块12。

如图4所示，升降机构2包括与基板连接的固定架20，固定架上端设有支撑板21，支撑板的上侧设有升降板22，升降板的底部设有若干竖直的导柱23，导柱穿过支撑板形成滑动连接，导柱与支撑板的连接处安装有导套24，导柱穿过导套，如图5所示，固定架20内设有竖直的丝杆200、套设在丝杆上的顶柱201，顶柱的下端设有与丝杆配合的丝杆套202，顶柱的上端与升降板的下端中心固定连接，丝杆通过电机203驱动转动，固定架内还设有竖直的直线导轨204，丝杆套的侧面固定有与直线导轨配合的滑动座205。

如图2所示，驱动电机3固定在升降板22上侧面，转动盘4的外侧设有转动座40，转动座通过连接板41与升降板固定连接；如图6所示，转动座40的顶面设有用于容纳转动盘的凹腔400，凹腔底面为锥面I，转动盘的底面为锥面II，锥面I、锥面II的锥角相等且中心线共线，转动座40的中心设有用于驱动电机轴穿过的避让孔42，驱动电机3的轴端通过联轴器43与转动盘连接，锥面I的中心线与驱动电机转轴的轴线共线，锥面I上设有环形滚针槽401，环形滚针槽内设有若干滚针402，锥面II与滚针接触，滚针的两端端部呈锥形结，转动座40的侧面设有注油孔403，注油孔内端与凹腔连通，注油孔的外端设有油塞404，避让孔的边缘向上延伸形成挡油环405。

机械手安装在两台冲床之间，端拾器夹持或者吸附工件后，通过升降、旋转、水平移动到第一台冲床上，经过冲压后，端拾器拾取第一台冲床上的工件，经过水平移动、旋转、升降后，把工件转移到第二台冲床上，整个机械手的升降、转动、水平运动定位稳定、精度高、机动灵活，用以代替员工手动操作，机械手的动作直接通过冲床上的程序控制，由于相邻两个冲床上工件冲压位置是保持不变的，工件的转移是点对点的精确转移，只要初始设定一次程度，后续机械手就是非常精准的重复相同的动作，从而极大的提高了冲床之间上下料的协调性，提高冲床稼动率。因此，本发明具有定位稳定、精度高，安装方便，机动灵活的有益效果。

Claims (8)

1.一种用于工件夹持搬运的机械手结构，包括基板，其特征是，基板上设有升降机构，升降机构的上端设有轴端竖直向上的驱动电机，所述的驱动电机的轴端还设有转动盘，所述的转动盘的顶面固定有水平支架，水平支架顶部设有通过同步轮带驱动的滑块，滑块上设有连接臂，连接臂的外端设有夹持工件的端拾器，机械手的升降、转动、平移动作通过冲床上的程序控制；所述的升降机构包括与基板连接的固定架，所述固定架上端设有支撑板，支撑板的上侧设有升降板，升降板的底部设有若干竖直的导柱，所述的导柱穿过支撑板形成滑动连接，所述的固定架内设有竖直的丝杆、套设在丝杆上的顶柱，顶柱的下端设有与丝杆配合的丝杆套，顶柱的上端与升降板的下端中心固定连接，所述的丝杆通过电机驱动转动；所述的驱动电机固定在升降板上侧面，所述转动盘的外侧设有转动座，所述的转动座通过连接板与升降板固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于工件夹持搬运的机械手结构，其特征是，所述的水平支架的两端分别设有同步轮，两个同步轮之间通过同步带连接，其中一个同步轮与一伺服电机连接，所述的滑块的底部与同步带固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于工件夹持搬运的机械手结构，其特征是，所述的水平支架上侧面位于同步带两侧分别设有相互平行的导向杆，所述的滑块的两侧设有与导向杆配合的限位滑动块。

4.根据权利要求1所述的一种用于工件夹持搬运的机械手结构，其特征是，所述的固定架内还设有竖直的直线导轨，所述的丝杆套的侧面固定有与直线导轨配合的滑动座。

5.根据权利要求1所述的一种用于工件夹持搬运的机械手结构，其特征是，所述的转动座的顶面设有用于容纳转动盘的凹腔，所述的凹腔底面为锥面I，所述的转动盘的底面为锥面II，锥面I、锥面II的锥角相等且中心线共线，转动座的中心设有用于驱动电机轴穿过的避让孔，所述驱动电机的轴端通过联轴器与转动盘连接，锥面I的中心线与驱动电机转轴的轴线共线。

6.根据权利要求5所述的一种用于工件夹持搬运的机械手结构，其特征是，所述锥面I上设有环形滚针槽，所述的环形滚针槽内设有若干滚针，锥面II与滚针接触，滚针的两端端部呈锥形结构。

7.根据权利要求5所述的一种用于工件夹持搬运的机械手结构，其特征是，所述的转动座的侧面设有注油孔，所述的注油孔内端与凹腔连通，注油孔的外端设有油塞，所述的避让孔的边缘向上延伸形成挡油环。

8.根据权利要求1或2或3或5所述的一种用于工件夹持搬运的机械手结构，其特征是，升降机构的外侧设有内保护套，旋转机构的外侧设有外保护套，所述的内保护套与外保护套之间滑动连接。