CN105173721B - 一种曲轴上下料气动抓手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曲轴上下料气动抓手，包括机架以及安装在机架上的机械抓手、气缸、左导轨、左齿条、齿轮、右齿条和右导轨，机械抓手包括前后对称设置的前抓指组和后抓指组；前抓指组和后抓指组均包括多个沿左右方向布置的抓指；后抓指组通过后臂固定连接在所述气缸的输出轴上，后臂与所述左齿条固定连接，左齿条通过多个第一滑块连接在所述左导轨上；左齿条和右齿条均水平设置，左齿条通过所述齿轮与所述右齿条连接；前抓指组通过前臂固定连接在所述右齿条上，右齿条通过多个第二滑块连接在所述右导轨上。本发明相比于现有技术结构功能更加完善，控制更准确，能够很好地适应汽车曲轴等有相位要求的轴类零件的上下料工作。

Description

一种曲轴上下料气动抓手

技术领域

本发明属于送料设备领域，更具体地，涉及一种曲轴上下料气动抓手。

背景技术

曲轴作为汽车发动机的重要部件，它的旋转是发动机的动力源，也是整个机械系统的源动力，所以它在汽车传动系统中起着举足轻重的作用。正因为如此，它的加工生产要求很高，对加工工艺要求也很高，但是目前国内生产过程中的人工操纵，人工送料的生产方式已经无法满足该行业的需要，机器人在曲轴加工中的自动化应用由此产生。在实现曲轴全自动加工过程中，自动上下料是关键功能之一，桁架式机械手以速度快、柔性高、精度高、效率高，可靠性高等优点，将成为智能制造装备的主流辅助设备。

末端执行机构气动抓手是整个桁架式机械手的核心部分，其结构的优略直接关系着整个机械手的性能。曲轴是异形长轴类零件，主轴颈和连杆轴颈不同轴，在汽车曲轴精密磨削加工数字化(车间)单元中需要分别对主轴颈和连杆轴颈进行加工，因此就需要在曲轴上下料过程中调正其相位，以便于装夹固定。

目前使用的机械手的缺点：抓手部件开口成V字形，由铰链连杆机构驱动，在钳夹物体时，由于抓手开口面斜着接触物体，向外有一分力，而且转化到开口面的力随驱动部件的位移改变而变化，这样就不能稳定的夹持物体，仅适用于小范围的物体，受力不均匀；

另外，其主要针对普通轴类零件的抓取，没有针对曲轴连杆颈与主轴不同心的特点做出相应的调整，抓取过程中曲轴相位不确定，因而需要在配套设备中增设相位定位装置，增加了应用成本。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种结构简单、适用性强、工作可靠、灵活性好、准确性高的曲轴上下料气动抓取手爪，能够有效提高生产效率。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种曲轴上下料气动抓手，其特征在于，包括机架以及安装在机架上的机械抓手、气缸、左导轨、左齿条、齿轮、右齿条和右导轨，其中

所述机械抓手包括前后对称设置的前抓指组和后抓指组；前抓指组和后抓指组均包括多个沿左右方向布置的抓指，以用于配合夹住或松开曲轴轴颈；另外，每个抓指均竖直设置；

所述后抓指组通过后臂固定连接在所述气缸的输出轴上，所述后臂与所述左齿条固定连接，所述左齿条通过多个第一滑块连接在所述左导轨上；

所述左齿条和右齿条均水平设置，所述左齿条通过所述齿轮与所述右齿条连接；

所述前抓指组通过前臂固定连接在所述右齿条上，所述右齿条通过多个第二滑块连接在所述右导轨上；

所述气缸能驱动所述左齿条前后移动，从而使左齿条带动所述后抓指组移动，并且所述左齿条能通过所述齿轮驱动所述右齿条沿与左齿条相反的方向移动，从而使所述前抓指组和后抓指组相互靠近或远离，进而使机械抓手夹住或松开曲轴轴颈。

优选地，还包括左右设置在机架上的两曲轴相位调整机构，并且所述前抓指组和后抓指组均位于两曲轴相位调整机构之间，每个曲轴相位调整机构均包括压板，所述压板的底端设置有开口朝下的第一V形缺口，以用于下压曲轴的连杆轴颈，从而调整曲轴的相位。

优选地，每个曲轴相位调整机构还包括连接杆、压缩弹簧、移动座和限位块，所述连接杆竖直安装在所述机架上，所述压缩弹簧套接在所述连接杆的外侧，所述移动座活动穿装在所述连接杆上并且所述压板固定安装在所述移动座上，所述压缩弹簧位于所述机架和移动座之间，所述限位块用于限制所述移动座向下移动的行程。

优选地，每个抓指上均设置有第二V形缺口，以便前抓指组和后抓指组配合夹住曲轴的主轴颈。

优选地，所述后臂的右端通过第三滑块连接在右导轨上。

优选地，所述前臂的左端通过第四滑块连接在左导轨上。

优选地，所述机架上沿前后方向设置有两行程开关，以用于限制所述后臂前后移动的位移，进而限制所述前抓指组和后抓指组的相对位置。

优选地，所述机架上设有长条孔，所述两行程开关均位置可调整地安装在所述长条孔处。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)本发明设置了齿轮齿条传动机构，其能够带动前抓指组和后抓指组相互平行运动,能够实现平行夹持，保证了夹持力方向和大小的稳定性；

2)本发明设置了曲轴相位调整机构，其能够在曲轴送料过程中定位其相位,能够简化配套曲轴加工设备的结构；

3)本发明设置了两个安装位置可调的行程开关，其能够调整和限制前抓指组和后抓指组在抓取时的相对位置,能够适应不同轴颈大小的曲轴；

4)本发明相比于现有技术结构功能更加完善，控制更准确，能够很好地适应汽车曲轴等有相位要求的轴类零件的上下料工作。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明抓取曲轴时的主视图；

图3是本发明的左视图；

图4是本发明的机架撤去上盖板和中间侧板后的结构示意图；

图5为本发明中的机械抓手的结构示意图；

图6为本发明中曲轴相位调整机构的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1～图6，一种曲轴上下料气动抓手，包括机架1以及安装在机架1上的机械抓手2、气缸3、左导轨4、左齿条5、齿轮6、右齿条7和右导轨8，其中

机架1由上盖板、下支撑板和多个中间侧板构成；

所述机械抓手2包括前后对称设置的前抓指组21和后抓指组22；前抓指组21和后抓指组22均包括多个沿左右方向布置的抓指20，以用于配合夹住或松开曲轴轴颈；另外，每个抓指20均竖直设置；

所述后抓指组22通过后臂23固定连接在所述气缸3的输出轴上，所述后臂23与所述左齿条5固定连接，所述左齿条5通过多个第一滑块41连接在所述左导轨4上；

所述左齿条5和右齿条7均水平设置，所述左齿条5通过所述齿轮6与所述右齿条7连接；

所述前抓指组21通过前臂24固定连接在所述右齿条7上，所述右齿条7通过多个第二滑块81连接在所述右导轨8上；

所述气缸3能驱动所述左齿条5前后移动，从而使左齿条5带动所述后抓指组22移动，并且所述左齿条5能通过所述齿轮6驱动所述右齿条7沿与左齿条5相反的方向移动，从而使所述前抓指组21和后抓指组22相互靠近或远离，进而使机械抓手2夹住或松开曲轴轴颈。

机架1的下支撑板上具有通槽，以便于前臂24和后臂23的移动。

进一步，本气动抓手还包括左右设置在机架1上的两曲轴相位调整机构9，并且所述前抓指组21和后抓指组22均位于两曲轴相位调整机构9之间，每个曲轴相位调整机构9均包括压板91，所述压板91的底端设置有开口朝下的第一V形缺口911，以用于下压曲轴的连杆轴颈，从而调整曲轴的相位。

进一步，每个曲轴相位调整机构9还包括连接杆92、压缩弹簧93、移动座94和限位块95，所述连接杆92竖直安装在所述机架1上，所述压缩弹簧93套接在所述连接杆92的外侧，所述移动座94活动穿装在所述连接杆92上并且所述压板91固定安装在所述移动座94上，所述压缩弹簧93位于所述机架1和移动座94之间，所述限位块95用于限制所述移动座94向下移动的行程。

进一步，每个抓指20上均设置有第二V形缺口200，以便前抓指组21和后抓指组22配合夹住曲轴的主轴颈。通过前后抓指20上的第二V形缺口200来叉住曲轴的主轴颈，可以有效保持输送过程中曲轴的平稳。

进一步，所述后臂23的右端通过第三滑块连接在右导轨8上，所述前臂24的左端通过第四滑块连接在左导轨4上。这样可以保持后臂23和前臂24在移动过程中的平稳，从而更进一步的保持前抓指组21和后抓指组22的平稳。

进一步，所述机架1上沿前后方向设置有两行程开关25，以用于限制所述后臂23前后移动的位移，进而限制所述前抓指组21和后抓指组22的相对位置。后臂23在到达行程开关25的检测范围内以后就后停止移动。这样，其中一个行程开关24可以限制前抓指组21和后抓指组22相互靠近时的最近的距离即夹持动作范围，另一个行程开关24可以限制前抓指组21和后抓指组22相互远离时的最远的距离松开动作范围。

进一步，所述机架1上设有长条孔11，所述两行程开关24均位置可调整地安装在所述长条孔11处。因此，每个行程开关24在机架1上的位置可根据待抓取曲轴的轴颈的直径大小进行调整

另外，上述气动抓手与曲轴直接接触的部位均设置聚四氟乙烯垫片，以防止轴颈表面损伤。

本发明的工作过程如下：

所述气缸3开始动作，通过其输出轴驱动后臂23带动左齿条5向后移动，从而使左齿条5带动所述后抓指组22向后移动，并且所述左齿条5能通过所述齿轮6驱动所述右齿条7沿与左齿条5相反的方向移动，由于与右齿条7固联的滑块上有一凸起块，当该凸起块到达所述第一个行程开关24监测范围内时，气缸停止动作，从而使所述前抓指组21和后抓指组22张开到一定的位置；

所述曲轴上下料气动抓手在桁架结构驱动下向下移动到第二V形缺口200的角平分线与曲轴主轴颈中心线相交的位置，在气动抓手下移过程中，曲轴相位调整机构9中的第一V形缺口911首先与曲轴连杆轴颈接触，压缩弹簧93的伸缩运动带动第一V形缺口911向下移动，用于放置曲轴的料架上有与第一V形缺口911同竖直中心的V形缺口，限制了曲轴只能绕其主轴颈的中心线转动，同时由于V形缺口的自动对中作用，曲轴连杆轴颈中心线会自动定位于主轴中心线的正上方，从而实现曲轴相位的的定位；

曲轴相位定位完成后，气缸3又开始动作，通过其输出轴驱动后臂23带动左齿条5向前移动，从而使左齿条5带动所述后抓指组22向前移动，并且所述左齿条5能通过所述齿轮6驱动所述右齿条7沿与左齿条5相反的方向移动即向后移动，由于与右齿条7固联的滑块上有一凸起块，当该凸起块到达所述另一个行程开关24监测范围内时，气缸停止动作，从而使所述前抓指组21和后抓指组22闭合到一定的位置，进而使机械抓手2的前抓指组21和后抓指组22配合夹住曲轴轴颈；

至此，本气动抓手完成了一次松开和抓紧动作。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种曲轴上下料气动抓手，其特征在于，包括机架以及安装在机架上的机械抓手、气缸、左导轨、左齿条、齿轮、右齿条和右导轨，其中

所述机械抓手包括前后对称设置的前抓指组和后抓指组；前抓指组和后抓指组均包括多个沿左右方向布置的抓指，以用于配合夹住或松开曲轴轴颈；另外，每个抓指均竖直设置；

所述后抓指组通过后臂固定连接在所述气缸的输出轴上，所述后臂与所述左齿条固定连接，所述左齿条通过多个第一滑块连接在所述左导轨上；

所述左齿条和右齿条均水平设置，所述左齿条通过所述齿轮与所述右齿条连接；

所述前抓指组通过前臂固定连接在所述右齿条上，所述右齿条通过多个第二滑块连接在所述右导轨上；

所述气缸能驱动所述左齿条前后移动，从而使左齿条带动所述后抓指组移动，并且所述左齿条能通过所述齿轮驱动所述右齿条沿与左齿条相反的方向移动，从而使所述前抓指组和后抓指组相互靠近或远离，进而使机械抓手夹住或松开曲轴轴颈；

所述机架上沿前后方向设置有两行程开关，以用于限制所述后臂前后移动的位移，进而限制所述前抓指组和后抓指组的相对位置。

2.如权利要求1所述的一种曲轴上下料气动抓手，其特征在于，还包括左右设置在机架上的两曲轴相位调整机构，并且所述前抓指组和后抓指组均位于两曲轴相位调整机构之间，每个曲轴相位调整机构均包括压板，所述压板的底端设置有开口朝下的第一V形缺口，以用于下压曲轴的连杆轴颈，从而调整曲轴的相位。

3.如权利要求2所述的一种曲轴上下料气动抓手，其特征在于，每个曲轴相位调整机构还包括连接杆、压缩弹簧、移动座和限位块，所述连接杆竖直安装在所述机架上，所述压缩弹簧套接在所述连接杆的外侧，所述移动座活动穿装在所述连接杆上并且所述压板固定安装在所述移动座上，所述压缩弹簧位于所述机架和移动座之间，所述限位块用于限制所述移动座向下移动的行程。

4.如权利要求1所述的一种曲轴上下料气动抓手，其特征在于，每个抓指上均设置有第二V形缺口，以便前抓指组和后抓指组配合夹住曲轴的主轴颈。

5.如权利要求1所述的一种曲轴上下料气动抓手，其特征在于，所述后臂的右端通过第三滑块连接在右导轨上。

6.如权利要求1所述的一种曲轴上下料气动抓手，其特征在于，所述前臂的左端通过第四滑块连接在左导轨上。

7.如权利要求1所述的一种曲轴上下料气动抓手，其特征在于，所述机架上设有长条孔，所述两行程开关均位置可调整地安装在所述长条孔处。