CN104723325B - 一种用于自动化生产线的送料机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于自动化生产线的送料机械手，包括自下向上依次设有的底座、调整支座、整体运动基座、模组支座、同步带模组和端拾器；Z轴方向的运动由气缸驱动，滑轨滑块机构和轴承轴套导向机构，带动整体运动基座、模组支座、同步带模组和端拾器共同完成；X轴方向的运动由伺服电机驱动，减速机减速，齿轮齿条机构传输，滑轨滑块机构导向和同步带模组共同完成；且易于实现自动化控制，结构简单，适应性强，便于调整和拆装运输，制造成本低。

Description

一种用于自动化生产线的送料机械手

技术领域

本发明属于自动化生产领域，具体涉及一种用于自动化生产线的送料机械手。

背景技术

工业机械手作为自动化生产线的一个重要组成部分，已经成为现代制造生产系统的核心。特别是在锻压工厂等工作环境恶劣的情况下，采用送料装置实现机械化和自动化已成为必然的选择。小型送料装置需要具有结构简单，拆卸方便，稳定性好，环境适应性强等特点。

专利号为CN201410368029.5的发明型专利公开了一种送料机械手包括伺服电机和同步带，伺服电机连接同步带，同步带上设有第一活动架，第一活动架与第二导轨连接，第一活动架上设有气缸，气缸与连接板连接，连接板上连接第二活动架，第二活动架与第一活动架通过第一活动架上的第一导轨相互连接，连接板的两端分别设有上缓冲器和下缓冲器，第二活动架底部连接吸盘架，吸盘架底部设有两个吸盘。该送料机械手没有自身的底座支撑，需要靠相应的主设备来支撑固定，Y轴方向在锻压设备中和工作台中心无法对中，不适合用于自动化生产线。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于自动化生产线的送料机械手，解决了现有送料机构没有自己的支撑固定架依附于主机的缺陷，弥补了现有送料机构只适用于单一生产环境的不足，提高了物料的定位精度。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种用于自动化生产线的送料机械手，包括自下向上依次设置的底座、调整支座、整体运动基座、模组支座、同步带模组和端拾器。

上述调整支座包括支座下横板、气缸、气缸连接板、上横板、第一侧板、第二侧板、后支撑板、调节螺栓和导向装置；支座下横板、上横板、第一侧板、第二侧板、后支撑板固连构成支座框架，上横板中心设有通孔，气缸置于上述支座框架内，气缸输出轴穿过上横板的中心通孔，气缸与上横板之间通过气缸连接板连接固定；N个调节螺栓均匀分布在支座下横板上，N≥3，通过调节螺栓与底座连接，并用对顶螺母将调节螺栓紧固。

上述导向装置包括导向轴承、导向轴套、滑轨和滑块；两个导向轴套对称固定在调整支座上横板上，导向轴承一端紧固在运动基座上，另一端穿过导向轴套；两条平行于Z轴的滑轨固连在调整支座的后支撑板上；滑轨上设有滑块。

上述底座包括底座下横板、底座上横板和底座支柱，底座下横板和底座上横板分别固定在底座支柱两端；底座下横板固定于地面上，底座上横板通过调节螺栓与调整支座相连。

上述整体运动基座包括滑块连接板、气缸作用板、第一基座支撑板、第二基座支撑板、基座后支撑板、加强筋板、减速机、伺服电机和齿轮；第一基座支撑板和第二基座支撑板对称固定在基座后支撑板两端，第一基座支撑板、第二基座支撑板外壁对称设有加强筋板；第一基座支撑板、第二基座支撑板、基座后支撑板底部固定在气缸作用板上，气缸作用板底部边沿固定有滑块连接板，滑块连接板与基座后支撑板同侧，滑块连接板与气缸作用板垂直；滑块连接板与导向装置的四个滑块固连；气缸作用板中心设有螺纹孔，气缸浮动接头一端与气缸输出轴相连，另一端通过螺纹孔与气缸作用板相连；第一基座支撑板和第二基座支撑板中心分别开有圆孔，基座后支撑板通过螺纹连接与减速机紧固在一起；减速机的输入端接伺服电机，输出端通过销钉与齿轮紧固；齿轮与第一基座支撑板和第二基座支撑板异侧。

上述模组支座包括模组固定板、齿条固定板、导轨基座、X轴运动导轨、X轴滑块、缓冲器、齿条和缓冲器安装板；模组固定板边沿下方垂直固定有齿条固定板，两条X轴运动导轨平行固定在导轨基座上，X轴运动导轨上设有X轴滑块，X轴滑块均与模组固定板底面连接；导轨基座与齿条固定板之间设有齿条，齿条搁置在齿轮上方；导轨基座底部与第一基座支撑板、第二基座支撑板、基座后支撑板和加强筋板均固连；缓冲器通过缓冲器安装板固定在导轨基座两端；同步带模组固定在模组固定板顶部。

上述端拾器包括主支撑板、副支撑板、吸盘安装杆和真空吸盘；主支撑板上开有通孔，副支撑板对应位置开有螺纹孔，主支撑板一端通过螺栓与同步带模组的滑块连接板固连，另一端通过螺栓与副支撑板固连，通过通孔与螺纹孔的配合，使主支撑板、副支撑板的结合长度可调；副支撑板另一端与吸盘安装杆相连，吸盘安装杆与副支撑板垂直；吸盘固定在吸盘安装杆上。

本发明与现有技术相比，其显著优点：(1)本发明能适应不同的生产线送料环境；易于通过控制系统实现自动化控制；(2)机械手X轴、Y轴、Z轴三个方向上均可通过机械结构进行调节使在不同工作状态拾取中心和机床加工中心均重合；(3)在X轴等长度机械手中，本发明行程是其他机械手的二倍；(4)结构简单，体积小，便于调整和拆装运输，制造成本低。

附图说明

图1是本发明用于自动化生产线的送料机械手整体结构示意图。

图2是本发明用于自动化生产线的送料机械手的底座示意图。

图3是本发明用于自动化生产线的送料机械手的调整支座示意图。

图4是本发明用于自动化生产线的送料机械手的整体运动基座示意图。

图5是本发明用于自动化生产线的送料机械手的模组支座示意图。

图6是本发明用于自动化生产线的送料机械手的端拾器示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

结合图1，一种用于自动化生产线的送料机械手，包括自下向上依次设置的底座1、调整支座2、整体运动基座3、模组支座4、同步带模组5和端拾器6，规定同步带模组5长度、宽度、高度方向分别为送料机械手的X轴、Y轴、Z轴方向。

结合图2，底座1包括底座下横板104、底座上横板100和底座支柱102，底座下横板104和底座上横板100分别焊接在底座支柱102两端。地脚螺栓通过底座下横板104上均布的四个地脚螺栓通孔将底座1固定于地面上。

结合图3，调整支座2包括支座下横板202、气缸204、气缸连接板208、上横板216、第一侧板206、第二侧板224、后支撑板226、调节螺栓200、导向装置，支座下横板202和上横板216相互平行，第一侧板206和第二侧板224位于支座下横板202和上横板216之间且相互平行，第一侧板206和第二侧板224均通过螺栓与支座下横板202和上横板216边缘连接，后支撑板226位于支座下横板202、上横板216、第一侧板206、第二侧板224的后方且四个边通过螺栓与其固连，支座下横板202、上横板216、第一侧板206、第二侧板224、后支撑板226共同构成支座框架，上横板216中心设有通孔，气缸204置于上述支座框架内，气缸204输出轴穿过上横板216的中心通孔，气缸204与上横板216之间通过气缸连接板208连接固定。四个调节螺栓200均匀分布在支座下横板202的四个角上，四个调节螺栓200与底座上横板100连接，用对顶螺母将调节螺栓200紧固，通过调节螺栓200调节底座上横板100与支座下横板202在Z轴方向的距离来使拾取物料时端拾器6拾取中心与机床加工中心重合。

导向装置包括导向轴承220、导向轴套222、滑轨212、滑块214。两个导向轴套222通过内六角螺栓对称固定在上横板216上，导向轴承220一端紧固在运动基座3上，另一端穿过导向轴套222。两条平行于Z轴且相互平行的滑轨212通过螺栓紧固在调整支座的后支撑板226上。每条滑轨212均设有两个滑块214。

结合图4，整体运动基座3包括滑块连接板300、气缸作用板302、第一基座支撑板308、第二基座支撑板316、基座后支撑板312、加强筋板310、减速机306、伺服电机304、齿轮314。第一基座支撑板308和第二基座支撑板316通过螺栓对称固定在基座后支撑板312两端，第一基座支撑板308、第二基座支撑板316外壁通过螺栓对称固定有加强筋板310。第一基座支撑板308、第二基座支撑板316、基座后支撑板312底部通过螺栓固定在气缸作用板302上，气缸作用板302底部边沿通过螺栓固定有滑块连接板300，滑块连接板300与基座后支撑板312同侧，滑块连接板300与气缸作用板302垂直。滑块连接板300通过螺栓与导向装置的四个滑块214固连。气缸作用板302中心设有螺纹孔，气缸浮动接头210一端与气缸204输出轴相连，另一端通过螺纹孔与气缸作用板302相连。

第一基座支撑板308和第二基座支撑板316中心分别开有圆孔，基座后支撑板312通过螺纹连接与减速机306紧固在一起。减速机306的输入端接伺服电机304，输出端通过销钉与齿轮314紧固。齿轮314与第一基座支撑板308和第二基座支撑板316异侧。

结合图5，模组支座4包括模组固定板404、齿条固定板410、导轨基座400、X轴运动导轨402、X轴滑块406、缓冲器408、齿条412、缓冲器安装板414。模组固定板404边沿下方垂直固定有齿条固定板410，两条X轴运动导轨402平行固定在导轨基座400上，每条X轴运动导轨402上均设有两个X轴滑块406，四个X轴滑块406均通过螺栓与模组固定板404底面连接。导轨基座400与齿条固定板410之间设有齿条412，齿条412与齿轮314相啮合并置于其上方。导轨基座400底部与第一基座支撑板308、第二基座支撑板316、基座后支撑板312和加强筋板310均固连。缓冲器408通过缓冲器安装板414固定在导轨基座400两端。同步带模组5固定在模组固定板404顶部，调节同步带模组5和模组固定板404在X轴方向的相对位置，可达到在取料和放料位置端拾器6拾取中心和机床加工中心在X轴方向的重合。

同步带模组5采用广州赫攀生产的HT110SX-57W-1200。

结合图6，端拾器6包括主支撑板602、副支撑板604、吸盘安装杆606、真空吸盘608、真空发生器。主支撑板602上开有通孔，副支撑板604对应位置开有螺纹孔，主支撑板602一端通过螺栓与同步带模组5的滑块连接板固连，另一端通过螺栓与副支撑板604固连，通过通孔与螺纹孔的配合，使主支撑板602、副支撑板604的结合长度可调，从而达到机械手拾取中心与机床加工中心在Y轴方向的重合；副支撑板604另一端通过沉头孔与吸盘安装杆606相连，吸盘安装杆606与副支撑板604垂直；吸盘608直接通过螺母紧固在吸盘安装杆606上。

本发明的工作流程：

调试完成的送料机械手位于初始位置时，气缸204输出轴处于收缩状态，端拾器6位于X轴中心位置；取料时，气缸204输出轴伸出，推动整体运动基座3、模组支座4、同步带模组5和端拾器6一起向初始上置点运动；到初始上置点后，伺服电机304驱动齿轮齿条机构带动同步带模组5向取料上置点运动，同时同步带模组5带动端拾器6向取料上置点运动；到取料上置点后，气缸204输出轴收缩带动整体运动基座3、模组支座4、同步带模组5和端拾器6一起向取料下置点运动；到取料下置点后，端拾器6拾取物料；气缸204输出轴伸出推动整体运动基座3、模组支座4、同步带模组5和端拾器6一起向取料上置点运动；到取料上置点后，伺服电机304驱动齿轮齿条机构带动同步带模组5向放料上置点运动，同时同步带模组5带动端拾器6向放料上置点运动；到放料上置点后，气缸204输出轴收缩带动整体运动基座3、模组支座4、同步带模组5和端拾器6一起向放料下置点运动；到放料下置点后，端拾器6放下物料；气缸204输出轴伸出推动整体运动基座3、模组支座4、同步带模组5和端拾器6一起向放料上置点运动；到放料上置点后，伺服电机304驱动齿轮齿条机构带动同步带模组5向取料上置点运动，同时同步带模组5带动端拾器6向取料上置点运动；如此不断循环地完成送料工作。

Claims (4)

1.一种用于自动化生产线的送料机械手，其特征在于：包括自下向上依次设置的底座（1）、调整支座（2）、整体运动基座（3）、模组支座（4）、同步带模组（5）和端拾器（6）；

上述调整支座（2）包括支座下横板（202）、气缸（204）、气缸连接板（208）、上横板（216）、第一侧板（206）、第二侧板（224）、后支撑板（226）、调节螺栓（200）和导向装置；支座下横板（202）、上横板（216）、第一侧板（206）、第二侧板（224）、后支撑板（226）固连构成支座框架，上横板（216）中心设有通孔，气缸（204）置于上述支座框架内，气缸（204）输出轴穿过上横板（216）的中心通孔，气缸（204）与上横板（216）之间通过气缸连接板（208）连接固定；N个调节螺栓（200）均匀分布在支座下横板（202）上，N≥3，通过调节螺栓（200）与底座（1）连接，并用对顶螺母将调节螺栓（200）紧固；

上述导向装置包括导向轴承（220）、导向轴套（222）、滑轨（212）和滑块（214）；两个导向轴套（222）对称固定在调整支座上横板（216）上，导向轴承（220）一端紧固在运动基座（3）上，另一端穿过导向轴套（222）；两条平行于Z轴的滑轨（212）固连在调整支座的后支撑板（226）上；滑轨（212）上设有滑块（214）；

上述整体运动基座（3）包括滑块连接板（300）、气缸作用板（302）、第一基座支撑板（308）、第二基座支撑板（316）、基座后支撑板（312）、加强筋板（310）、减速机（306）、伺服电机（304）和齿轮（314）；第一基座支撑板（308）和第二基座支撑板（316）对称固定在基座后支撑板（312）两端，第一基座支撑板（308）、第二基座支撑板（316）外壁对称设有加强筋板（310）；第一基座支撑板（308）、第二基座支撑板（316）、基座后支撑板（312）底部固定在气缸作用板（302）上，气缸作用板（302）底部边沿固定有滑块连接板（300），滑块连接板（300）与基座后支撑板（312）同侧，滑块连接板（300）与气缸作用板（302）垂直；滑块连接板（300）与导向装置的四个滑块（214）固连；气缸作用板（302）中心设有螺纹孔，气缸浮动接头（210）一端与气缸（204）输出轴相连，另一端通过螺纹孔与气缸作用板（302）相连；第一基座支撑板（308）和第二基座支撑板（316）中心分别开有圆孔，基座后支撑板（312）通过螺纹连接与减速机（306）紧固在一起；减速机（306）的输入端接伺服电机（304)，输出端通过销钉与齿轮（314）紧固；齿轮（314）与第一基座支撑板（308）和第二基座支撑板（316）异侧。

2.根据权利要求1所述的用于自动化生产线的送料机械手，其特征在于：上述底座（1）包括底座下横板（104）、底座上横板（100）和底座支柱（102），底座下横板（104）和底座上横板（100）分别固定在底座支柱（102）两端；底座下横板（104）固定于地面上，底座上横板（100）通过调节螺栓（200）与调整支座（2）相连。

3.根据权利要求1所述的用于自动化生产线的送料机械手，其特征在于：上述模组支座（4）包括模组固定板（404）、齿条固定板（410）、导轨基座（400）、X轴运动导轨（402）、X轴滑块（406）、缓冲器（408）、齿条（412）和缓冲器安装板（414）；模组固定板（404）边沿下方垂直固定有齿条固定板（410），两条X轴运动导轨（402）平行固定在导轨基座（400）上，X轴运动导轨（402）上设有X轴滑块（406），X轴滑块（406）均与模组固定板（404）底面连接；导轨基座（400）与齿条固定板（410）之间设有齿条（412），齿条（412）搁置在齿轮（314）上方；导轨基座（400）底部与第一基座支撑板（308）、第二基座支撑板（316）、基座后支撑板（312）和加强筋板（310）均固连；缓冲器（408）通过缓冲器安装板（414）固定在导轨基座（400）两端；同步带模组（5）固定在模组固定板（404）顶部。

4.根据权利要求1所述的用于自动化生产线的送料机械手，其特征在于：上述端拾器（6）包括主支撑板（602）、副支撑板（604）、吸盘安装杆（606）和真空吸盘（608）；主支撑板（602）上开有通孔，副支撑板（604）对应位置开有螺纹孔，主支撑板（602）一端通过螺栓与同步带模组（5）的滑块连接板固连，另一端通过螺栓与副支撑板（604）固连，通过通孔与螺纹孔的配合，使主支撑板（602）、副支撑板（604）的结合长度可调；副支撑板（604）另一端与吸盘安装杆（606）相连，吸盘安装杆（606）与副支撑板（604）垂直；吸盘（608）固定在吸盘安装杆（606）上。