CN105729453B - 三自由度机械手检测清洗自动化生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三自由度机械手检测清洗自动化生产线，包括三自由度机械手机构（s）、清洗机构（q）、翻转机构（f）、检测机构（j）、工作台（g）和物料台（w）。所述工作台（g），用于安装三自由度机械手机构（s）、清洗机构（q）、翻转机构（f）、检测机构（j）和物料台（w）；所述物料台（w），用于放置工件；所述三自由度机械手机构（s），包括X轴部件（s1）、Y轴部件（s2）、Z轴部件（s3）和机械手部件（s4）。本发明将清洗检测生产线中原料抓取、工件清洗、工件翻转和工件检测等工序优化，实现自动化生产，将抓取、清洗、翻转和检测设备紧凑地集成在同一工作台上，既节省空间，又提高了生产效率。

Description

三自由度机械手检测清洗自动化生产线

技术领域

本发明属于机械加工领域，涉及一种三自由度机械手检测清洗自动化生产线。

背景技术

现有的清洗检测生产线中，需要经过原料抓取、工件清洗、工件翻转和工件检测等工序，实现这些工序的设备，散布在不同的工作台上，浪费工作空间，造成工件转运时间增加。

加之，工件的清洗、检测、分拣还需要人工操作，使生产效率极其低下。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种三自由度机械手检测清洗自动化生产线，大大提高工作效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

三自由度机械手检测清洗自动化生产线，包括三自由度机械手机构、清洗机构、翻转机构、检测机构、工作台和物料台。

所述工作台，用于安装三自由度机械手机构、清洗机构、翻转机构、检测机构和物料台。

所述物料台，用于放置工件。

工作台和物料台均可以由矩形方管和钢板焊接组成。

三自由度机械手机构，包括X轴部件、Y轴部件、Z轴部件和机械手部件。

X轴部件包括X轴导轨板和X轴滑台，X轴滑台能够在X轴导轨板上沿X轴直线运动。

X轴导轨板设置于Y轴滑台上，X轴滑台与Z轴导轨板连接。

Y轴部件包括Y轴滑台和Y轴梁。

Y轴梁固定于工作台上，Y轴滑台能够在Y轴梁上沿Y轴直线运动。

Z轴部件包括Z轴导轨板和Z轴滑台，Z轴滑台能够在Z轴导轨板上沿Z轴直线运动。

Z轴滑台的末端连接机械手部件。

机械手部件包括机械手盒，机械手盒上安装有机械手电磁铁和机械手气缸，机械手电磁铁用于抓取工件，机械手气缸用于使工件脱离机械手电磁铁的吸附。

进一步的，所述X轴导轨板上安装X轴直线导轨和X轴滚珠丝杠，X轴滚珠丝杠由X轴伺服电机驱动；X轴滑台连接X轴滚珠丝杠上的X轴丝杠连接块，X轴滑台连接X轴直线导轨上设置的X轴滑块。

X轴滚珠丝杠通过X轴支承座固定在X轴导轨板上。

X轴滚珠丝杠通过X轴联轴器连接X轴伺服电机。

X轴伺服电机通过X轴电机安装板固定在X轴导轨板上。

X轴防护罩安装在X轴部件外部，其作用是安全防护和防尘。

X轴部件的X轴伺服电机通过X轴联轴器带动X轴滚珠丝杠旋转，再通过X轴丝杠连接块和X轴滑块，带动X轴滑台做X轴方向的直线运动。

进一步的，所述Y轴梁底部设有Y轴梁支撑，Y轴梁支撑固定于工作台上，Y轴梁设有Y轴直线导轨和Y轴齿条。

所述Y轴滑台包括Y轴滑台横板和Y轴滑台竖板，相互连接的Y轴齿轮和Y轴伺服电机固定在Y轴滑台竖板上，Y轴齿轮与Y轴齿条配合，Y轴滑台横板与Y轴直线导轨上设置的Y轴滑块连接。

Y轴滑台横板和Y轴滑台竖板之间还设有Y轴滑台肋板。

Y轴直线导轨有两件，分别安装在Y轴梁的顶面和侧面。

Y轴齿条两端还设有Y轴限位块。

进一步的，所述Z轴导轨板上安装Z轴直线导轨和Z轴滚珠丝杠，Z轴滚珠丝杠由Z轴伺服电机驱动；Z轴滑台连接Z轴滚珠丝杠上的Z轴丝杠连接块，Z轴滑台连接Z轴直线导轨上设置的Z轴滑块。

Z轴滚珠丝杠通过Z轴支承座固定在Z轴导轨板上。

Z轴滚珠丝杠通过Z轴联轴器连接Z轴伺服电机。

Z轴伺服电机通过Z轴电机安装板固定在Z轴导轨板上。

Z轴防护罩安装在Z轴部件外部，其作用是安全防护和防尘。

Z轴部件的Z轴伺服电机通过Z轴联轴器带动Z轴滚珠丝杠旋转，再通过Z轴丝杠连接块和Z轴滑块，带动Z轴滑台做Z轴方向的直线运动。

Z轴滑台的末端连接有Z轴气缸，Z轴气缸连接机械手部件。

Z轴滑台的末端设有Z轴下端板，Z轴气缸固定在Z轴下端板上。

Z轴导轨板上设有Z轴接近开关，Z轴丝杠连接块上设有触发Z轴接近开关的Z轴接近开关挡板。

Z轴部件的末端还设有拖链连接板。

进一步的，机械手部件还包括盖在机械手盒上的机械手盖，机械手盖与Z轴气缸连接。

所述机械手盒上设有机械手气缸顶块，机械手气缸顶块由机械手气缸驱动，顶出工件脱离机械手电磁铁的吸附。

所述机械手盒上设有机械手接近开关，机械手接近开关可以通过机械手接近开关垫块固定在机械手盒上。

清洗机构，包括清洗槽、清洗托盘架、清洗电机、清洗旋转轴、清洗槽盖、合盖驱动装置以及合盖导向装置。

清洗槽，用于容纳清洗液体。

清洗托盘架，用于承载工件；所述清洗托盘架包括固定连接的托盘轴和若干托盘杆，托盘杆以托盘轴为中心均匀分布，每个托盘杆上沿其延伸方向设有至少一个清洗托盘橡胶垫。

清洗电机，用于对清洗旋转轴输送动力。

清洗旋转轴，用于将清洗电机的动力传递给清洗托盘架。

清洗槽盖，用于在清洗工件时盖在清洗托盘架上方。

合盖驱动装置，用于驱动清洗槽盖，使清洗槽盖位于清洗托盘架的上方或者偏离清洗托盘架的上方。

合盖导向装置，用于将清洗槽盖的运动限定在设定的行程中；合盖导向装置包括滑轴和滑套，滑轴固定在清洗槽的内侧，滑套固定在滑轴上，并能够沿着滑轴移动，滑套与清洗槽盖固定连接。

作为本发明的进一步改进，所述清洗槽的底部还与固定支脚连接，固定支脚便于清洗槽固定在工作台上。

所述清洗槽上还设有进水口，进水口进水实现工件的清洗。

所述进水口可以为两个。

所述托盘杆为四根，呈十字形。十字形托杆能让工件成水平位置，便于冲洗，清洗托盘橡胶垫起到保护工件加工好的表面不被损伤。

每个托盘杆上设有两个清洗托盘橡胶垫。

所述清洗机构还包括清洗托盘锥帽，清洗托盘锥帽设置于托盘轴上方，用于对工件定位。

清洗电机通过清洗电机联轴器对清洗旋转轴输送动力。

所述清洗机构还包括清洗电机安装板，清洗电机安装板固定于清洗槽的下方，用于固定清洗电机。

所述清洗电机安装板包括上板、下板以及连接上板和下板的竖板。

所述清洗机构还包括旋转轴支承座，旋转轴支承座可以固定在清洗电机安装板上，用于固定清洗旋转轴。

所述合盖驱动装置包括气缸，气缸固定在气缸支架上。

气缸支架固定在清洗槽上方。

翻转机构，包括第一支撑部件、第二支撑部件、主转动部件、辅转动部件、连接部件、第一夹持部件、第二夹持部件以及驱动部件。

第一支撑部件相对于第二支撑部件并行设置，第一支撑部件用于承载主转动部件。

第二支撑部件相对于第一支撑部件并行设置，第二支撑部件用于承载辅转动部件。

连接部件包括第一延伸端和第二延伸端，第一延伸端与主转动部件连接，而第二延伸端则与辅转动部件连接；连接部件，用于将主转动部件的转动力过渡给辅转动部件，使主转动部件和辅转动部件在转动时保持同步。

主转动部件，包括第一轴，该第一轴穿过承载于第一支撑部件上的第一轴套，主转动部件接收驱动部件传递的转动力并进行转动，并将转动力传递给连接部件。

辅转动部件，包括第二轴，该第二轴穿过承载于第二支撑部件上的第二轴套，辅转动部件接收连接部件传递的转动力并进行转动。

第一夹持部件，用于夹持工件，并跟随主转动部件转动。

第一夹持部件，包括第一夹持下板，第一夹持下板上固定有用于吸附工件的第一磁铁，该第一磁铁可以吸附工件的一个面。

第一夹持部件还包括第一夹持上板，第一夹持上板与第一夹持下板对应设置，第一夹持上板上设有第一橡胶垫，该第一橡胶垫用于对工件的另一面进行缓冲。

第二夹持部件，用于夹持工件，并跟随辅转动部件转动。

第二夹持部件，包括第二夹持下板，第二夹持下板上固定有用于吸附工件的第二磁铁，该第二磁铁可以吸附工件的一个面。

第二夹持部件还包括第二夹持上板，第二夹持上板与第二夹持下板对应设置，第二夹持上板上设有第二橡胶垫，该第二橡胶垫用于对工件的另一面进行缓冲。

作为本发明的进一步改进，所述驱动部件包括步进电机，步进电机通过步进电机联轴器与第一轴相连。

翻转机构还包括步进步进电机安装板，步进步进电机安装板固定在第一支撑部件上，步进电机通过步进步进电机安装板固定在第一支撑部件上。

所述第一轴通过第一轴安装板固定于第一支撑部件上。

进一步的，第一轴为变径轴，该变径轴包括细径端和粗径端，细径端通过步进电机联轴器连接步进电机，粗径端通过第一轴安装板固定于第一支撑部件上。

所述第二轴通过第二轴安装板固定于第二支撑部件上。

进一步的，第二轴为变径轴，该变径轴包括细径端和粗径端，粗径端通过第二轴安装板固定于第二支撑部件上。

所述翻转机构还包括位置感应部件。

位置感应部件包括第一接近开关，第一接近开关用于检测工件被夹持的位置信息，所述第一接近开关可以固定在步进电机安装板或者第一支撑部件上，优选的，第一接近开关通过接近开关支架固定在步进电机安装板的侧面。

所述位置感应部件包括第二接近开关和接近开关挡板，第二接近开关用于检测辅转动部件的转动位置信息，接近开关挡板固定在第二轴上，给予第二接近开关触发信号。

第二接近开关可以通过支架固定在第二支撑部件上。

接近开关挡板固定在第二轴的细径端。

第二轴的细径端还固定有螺栓，螺栓能够限制接近开关挡板向细径端延伸的方向移动。

所述第一支撑部件包括第一支撑块，第一支撑块作为第一支撑部件的主体结构，第一支撑块的底端连接固定有第一支撑安装板。

所述第二支撑部件包括第二支撑块，第二支撑块作为第二支撑部件的主体结构，第二支撑块的底端连接固定有第二支撑安装板。

第一支撑安装板和第二支撑安装板便于整个翻转机构固定于例如工作台之类的操作平台上。

所述第一支撑块和第一支撑安装板之间还设有第一支撑肋板。

所述第二支撑块和第二支撑安装板之间还设有第二支撑肋板。

所述连接部件为连接条，该连接条可以是弧形的，以便于和圆形的工件贴合。

检测机构，包括检测托架、检测支撑架、上压紧部件、下压紧部件、检测部件、检测托盘和滚道。

检测托架，用于承载检测机构上的除检测托架外的其他部件，并对检测托盘的移动提供长度支持。

检测支撑架，设置于检测托架上一端，用于承载上压紧部件、下压紧部件和检测部件。

上压紧部件，包括压紧支架（传感器支架），压紧支架上设有压紧气缸，压紧块在压紧气缸的驱动下脱离承载在检测托盘上的工件，或者压紧承载在检测托盘上的工件的一个面。

下压紧部件，用于顶住承载在检测托盘上的工件的另一个面。

检测托盘，用于承载工件，并能够沿着检测托架另一端设置的滚道，靠近或远离检测部件。

检测部件有很多种，本发明可以选择其中的至少一种，例如检测部件可以是检测接近开关，该检测接近开关能够检测的数据，检测的数据可以是工件的厚度等等。

作为本发明的进一步改进，所述检测支撑架包括第一支撑板、第二支撑板以及固定在上述两者之上的支撑架底板。第一支撑板和第二支撑板固定在检测托架上，上压紧部件、下压紧部件和检测部件固定在支撑架底板上。

所述压紧支架上设有位移传感器，用于感应工件的运动位置。

所述位移传感器固定于压紧支架的一侧，压紧气缸固定于压紧支架的另一侧。

所述位移传感器可以为激光位移传感器。

所述检测机构还包括压紧块固定板，压紧气缸与压紧块固定板连接，压紧块固定于该压紧块固定板上。

所述下压紧部件，包括固定于支撑架底板上的测量底座块，测量底座块上设置有钢球，钢球顶住承载在检测托盘上的工件的另一个面。

所述支撑架底板为一端宽一端窄的结构，靠近滚道的一端为窄的一端，测量底座块固定在窄的一端上，便于下压紧部件伸入工件里，并与上压紧部件配合压紧工件。

所述检测托盘上设有检测托盘锥帽，实现工件的定心作用。

所述检测托盘上还设有托盘连接块，托盘连接块与推进气缸连接，接受推进气缸传递的动力，推进气缸固定在检测托架或者检测支撑架上。

所述检测接近开关通过检测接近开关安装板固定在检测支撑架上。

所述检测接近开关为两件，在检测托盘的移动方向上依次设置，实现工件里外两个位置点的检测。

所述滚道可以为钣金滚道。

所述检测托架可以由铝型材拼接组合而成，再在其上铺上钣金滚道。

本发明的有益效果是，将清洗检测生产线中原料抓取、工件清洗、工件翻转和工件检测等工序优化，实现自动化生产，将抓取、清洗、翻转和检测设备紧凑地集成在同一工作台上，既节省空间，又提高了生产效率。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图。

图2是三自由度机械手机构结构示意图。

图3是X轴部件的主视图。

图4是X轴部件的俯视图。

图5是Y轴梁结构示意图。

图6是Y轴梁与Y轴滑台配合结构示意图。

图7是Z轴部件主视图。

图8是Z轴部件俯视图。

图9是机械手部件主视图。

图10是机械手部件俯视图。

图11是清洗机构整体结构示意图。

图12是翻转机构整体结构示意图。

图13是翻转机构主视图。

图14是翻转机构俯视图。

图15是检测机构整体结构示意图。

图16是检测机构主视图。

图17是检测机构俯视图。

其中，s、三自由度机械手机构；q、清洗机构；f、翻转机构；j、检测机构；g、工作台；w、物料台。

s1、X轴部件；s2、Y轴部件；s3、Z轴部件；s4、机械手部件。

s101、X轴导轨板；s102、X轴滑台；s103、X轴直线导轨；s104、X轴滚珠丝杠；s105、X轴支承座；s106、X轴伺服电机；s107、X轴电机安装板；s108、X轴联轴器；s109、X轴丝杠连接块；s110、X轴滑块；s111、X轴防护罩。

s201、Y轴滑台；s202、Y轴梁；s203、Y轴梁支撑；s204、Y轴直线导轨；s205、Y轴齿条；s206、Y轴限位块；s207、Y轴齿轮；s208、Y轴伺服电机；s209、Y轴滑块。

s301、Z轴导轨板；s302、Z轴滑台；s303、Z轴直线导轨；s304、Z轴滚珠丝杠；s305、Z轴支承座；s306、Z轴伺服电机；s307、Z轴电机安装板；s308、Z轴联轴器；s309、Z轴丝杠连接块；s310、Z轴滑块；s311、Z轴防护罩；s312、Z轴气缸；s313、Z轴下端板；s314、Z轴接近开关；s315、Z轴接近开关挡板；s316、拖链连接板。

s401、机械手盒；s402、机械手盖；s403、机械手电磁铁；s404、机械手气缸；s405、机械手气缸顶块；s406、机械手接近开关；s407、机械手接近开关垫块。

q1、清洗槽；q2、清洗托盘架；q3、清洗电机；q4、清洗旋转轴；q5、清洗槽盖；q6、合盖驱动装置；q7、合盖导向装置。

q11、固定支脚；q12、进水口。

q21、托盘轴；q22、托盘杆；q23、清洗托盘橡胶垫；q24、清洗托盘锥帽。

q31、清洗电机联轴器；q32、清洗电机安装板。

q41、旋转轴支承座。

q71、滑轴；q72、滑套。

f1、第一支撑部件；f2、第二支撑部件；f3、主转动部件；f4、辅转动部件；f5、连接部件；f6、第一夹持部件；f7、第二夹持部件；f8、驱动部件；f9、位置感应部件。

f11、第一支撑块；f12、第一支撑安装板；f13、第一支撑肋板。

f21、第二支撑块；f22、第二支撑安装板；f23、第二支撑肋板。

f31、第一轴；f32、第一轴安装板；f33、第一轴套。

f41、第二轴；f42、第二轴安装板；f43、第二轴套。

f61、第一夹持下板；f62、第一磁铁；f63、第一夹持上板；f64、第一橡胶垫。

f71、第二夹持下板；f72、第二磁铁；f73、第二夹持上板；f74、第二橡胶垫。

f81、步进电机；f82、步进电机联轴器；f83、步进电机安装板。

f91、第一接近开关；f92、接近开关支架；f93、第二接近开关；f94、接近开关挡板；f95、螺栓。

j1、检测托架；j2、检测支撑架；j3、上压紧部件；j4、下压紧部件；j5、检测部件；j6、检测托盘；j7、滚道；j8、推进气缸。

j21、第一支撑板；j22、第二支撑板；j23、支撑架底板。

j31、压紧支架；j32、压紧气缸；j33、压紧块固定板；j34、压紧块；j35、位移传感器。

j41、测量底座块；j42、钢球。

j51、检测接近开关；j52、检测接近开关安装板。

j61、检测托盘锥帽；j62、托盘连接块。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，三自由度机械手检测清洗自动化生产线，包括三自由度机械手机构s、清洗机构q、翻转机构f、检测机构j、工作台g和物料台w。

所述工作台g，用于安装三自由度机械手机构s、清洗机构q、翻转机构f、检测机构j和物料台w。

所述物料台w，用于放置工件。

如图2所示，三自由度机械手机构s，包括X轴部件s1、Y轴部件s2、Z轴部件s3和机械手部件s4。

如图3-图4所示，X轴部件s1包括X轴导轨板s101和X轴滑台s102，X轴滑台s102能够在X轴导轨板s101上沿X轴直线运动。

X轴导轨板s101设置于Y轴滑台s201上，X轴滑台s102与Z轴导轨板s301连接。

所述X轴导轨板s101上安装两套X轴直线导轨s103和一套X轴滚珠丝杠s104，X轴直线导轨s103安装在X轴导轨板s101上，并保证两套X轴直线导轨s103的平行度；X轴滚珠丝杠s104通过两件X轴支承座s105固定在X轴导轨板s101上。

X轴伺服电机s106通过X轴电机安装板s107固定在X轴导轨板s101上，X轴滚珠丝杠s104由X轴伺服电机s106通过X轴联轴器s108驱动；X轴滑台s102连接X轴滚珠丝杠s104上的X轴丝杠连接块s109，X轴滑台s102连接X轴直线导轨s103上设置的X轴滑块s110。

X轴防护罩s111安装在X轴部件s1外部。

如图5-图6所示，Y轴部件s2包括Y轴滑台s201和Y轴梁s202。

Y轴滑台s201能够在Y轴梁s202上沿Y轴直线运动。

所述Y轴梁s202底部设有Y轴梁支撑s203，Y轴梁支撑s203固定于工作台g上，Y轴梁s202上设有Y轴直线导轨s204和Y轴齿条s205，Y轴直线导轨s204有两件，分别安装在Y轴梁s202的顶面和侧面，Y轴齿条s205两端还设有Y轴限位块s206，起到Y轴方向运行的行程保护的作用。

所述Y轴滑台s201包括Y轴滑台横板、Y轴滑台竖板以及两者之间的Y轴滑台肋板，相互连接的Y轴齿轮s207和Y轴伺服电机s208固定在Y轴滑台竖板上，Y轴齿轮s207连接在Y轴伺服电机s208的轴上，用齿轮挡圈和螺钉固定。

Y轴齿轮s207与Y轴齿条s205配合，Y轴滑台横板与Y轴直线导轨s204上设置的Y轴滑块s209连接。

如图7-图8所示，Z轴部件s3包括Z轴导轨板s301和Z轴滑台s302，Z轴滑台s302能够在Z轴导轨板s301上沿Z轴直线运动。

Z轴滑台s302的末端连接机械手部件s4。

所述Z轴导轨板s301上安装两套Z轴直线导轨s303和一套Z轴滚珠丝杠s304，Z轴直线导轨s303安装在Z轴导轨板s301上，并保证两套Z轴直线导轨s303的平行度；Z轴滚珠丝杠s304通过两件Z轴支承座s305固定在Z轴导轨板s301上。

Z轴伺服电机s306通过Z轴电机安装板s307固定在Z轴导轨板s301上，Z轴滚珠丝杠s304由Z轴伺服电机s306通过Z轴联轴器s308驱动；Z轴滑台s302连接Z轴滚珠丝杠s304上的Z轴丝杠连接块s309，Z轴滑台s302连接Z轴直线导轨s303上设置的Z轴滑块s310。

Z轴防护罩s311安装在Z轴部件s3外部。

Z轴滑台s302的末端连接有Z轴气缸s312，Z轴气缸s312连接机械手部件s4。

Z轴滑台s302的末端设有Z轴下端板s313，Z轴气缸s312固定在Z轴下端板s313上。

Z轴导轨板s301上设有Z轴接近开关s314，Z轴丝杠连接块s309上设有触发Z轴接近开关s314的Z轴接近开关挡板s315。

Z轴部件s3的末端还设有拖链连接板s316。

如图9-图10所示，机械手部件s4包括机械手盒s401和机械手盖s402。

机械手盒s401上安装有四件机械手电磁铁s403和一件机械手气缸s404，机械手电磁铁s403用于抓取工件，机械手气缸s404驱动机械手气缸顶块s405。

机械手气缸s404和机械手气缸顶块s405，用于使工件脱离机械手电磁铁s403的吸附。

机械手盖s402盖在机械手盒s401上，机械手盖s402与Z轴气缸s312连接。

所述机械手盒s401上设有机械手接近开关s406，机械手接近开关s406可以通过机械手接近开关垫块s407固定在机械手盒s401上。

如图11所示，清洗机构q，包括清洗槽q1、清洗托盘架q2、清洗电机q3、清洗旋转轴q4、清洗槽盖q5、合盖驱动装置q6以及合盖导向装置q7。

清洗槽q1，用于容纳清洗液体。

所述清洗槽q1的底部还与固定支脚q11连接，固定支脚q11便于清洗槽q1固定在工作台上。

所述清洗槽q1上还设有两个进水口q12，进水口q12进水实现工件的清洗。

清洗托盘架q2，位于清洗槽q1内，用于承载工件；所述清洗托盘q2架包括固定连接的托盘轴q21和四根托盘杆q22，托盘杆q22呈十字形，以托盘轴q21为中心均匀分布，每个托盘杆q22上沿其延伸方向设有两个清洗托盘橡胶垫q23。托盘轴q21的上方设有清洗托盘锥帽q24，用于对工件定位。

清洗电机q3，通过清洗电机联轴器q31对清洗旋转轴q4输送动力，清洗电机q3通过清洗电机安装板q32固定于清洗槽q1的下方，所述清洗电机安装板q32包括上板、下板以及连接上板和下板的竖板。

清洗旋转轴q4，用于将清洗电机q3的动力传递给清洗托盘架q2，清洗旋转轴q4通过旋转轴支承座q41固定在清洗电机安装板q32的上板上。

清洗槽盖q5，与清洗槽q1契合，用于在清洗工件时盖在清洗托盘架q2上方。

合盖驱动装置q6，用于驱动清洗槽盖q5，使清洗槽盖q5位于清洗托盘架q2的上方或者偏离清洗托盘架q2的上方。所述合盖驱动装置包括气缸，气缸固定在气缸支架上。气缸支架固定在清洗槽q1上方。

合盖导向装置q7，包括滑轴q71和滑套q72，滑轴q71通过固定架固定在清洗槽q1的内侧，滑套q72固定在滑轴q71上，并能够沿着滑轴q71移动，滑套q72与清洗槽盖q5固定连接。

如图12-图14所示，翻转机构f，包括第一支撑部件f1、第二支撑部件f2、主转动部件f3、辅转动部件f4、连接部件f5、第一夹持部件f6、第二夹持部件f7以及驱动部件f8。

第一支撑部件f1相对于第二支撑部件f2并行设置，第一支撑部件f1用于承载主转动部件f3。

第二支撑部件f2相对于第一支撑部件f1并行设置，第二支撑部件f2用于承载辅转动部件f4。

所述第一支撑部件f1包括第一支撑块f11，第一支撑块f11作为第一支撑部件f1的主体结构，第一支撑块f11的底端连接固定有第一支撑安装板f12，所述第一支撑块f11和第一支撑安装板f12之间还设有第一支撑肋板f13。

所述第二支撑部件f2包括第二支撑块f21，第二支撑块f22作为第二支撑部件f2的主体结构，第二支撑块f21的底端连接固定有第二支撑安装板f22，所述第二支撑块f21和第二支撑安装板f22之间还设有第二支撑肋板f23。

第一支撑安装板f12和第二支撑安装板f22固定于工作台上，实现了翻转机构的支撑和安装。

连接部件f5包括第一延伸端和第二延伸端，第一延伸端与主转动部件f3连接，而第二延伸端则与辅转动部件f4连接；连接部件f5，用于将主转动部件f3的转动力过渡给辅转动部件f4，使主转动部件f3和辅转动部件f4在转动时保持同步。

所述连接部件f5为连接条，该连接条为弧形，以便于和圆形的工件贴合。

连接条两端分别连接在第一夹持下板f61和第二夹持下板f71上，实现了左右夹持的一致性运转。

主转动部件f3，包括第一轴f31，第一轴f31为变径轴，该变径轴包括细径端和粗径端，细径端通过步进电机联轴器f82连接步进电机f81，粗径端通过第一轴安装板f32固定于第一支撑块f11上。该第一轴f31穿过承载于第一支撑块f11上的第一轴套f33，主转动部件f3接收步进电机f81传递的转动力并进行转动，并将转动力传递给连接部件f5。

辅转动部件f4，包括第二轴f41，第二轴f41为变径轴，该变径轴包括细径端和粗径端，粗径端通过第二轴安装板f42固定于第二支撑块f21上，该第二轴f41穿过承载于第二支撑块f21上的第二轴套f43，辅转动部件f4接收连接部件f5传递的转动力并进行转动。

第一夹持部件f6，用于夹持工件，并跟随主转动部件f3转动。

第一夹持部件f6，包括第一夹持下板f61和第一夹持上板f63，第一夹持下板f61和第一夹持上板f63固定在第一轴安装板f32上。

第一夹持下板f61上固定有用于吸附工件的第一磁铁f62，该第一磁铁f62吸附工件的一个面。

第一夹持上板f63与第一夹持下板f61对应设置，第一夹持上板f63上设有第一橡胶垫f64，该第一橡胶垫f64用于对工件的另一面进行缓冲。

第二夹持部件f7，用于夹持工件，并跟随辅转动部件f4转动。

第二夹持部件f7，包括第二夹持下板f71和第二夹持上板f73，第二夹持下板f71和第二夹持上板f73固定在第二轴安装板f42上。

第二夹持下板f71上固定有用于吸附工件的第二磁铁f72，该第二磁铁f72可以吸附工件的一个面。

第二夹持上板f73与第二夹持下板f71对应设置，第二夹持上板f73上设有第二橡胶垫f74，该第二橡胶垫f74用于对工件的另一面进行缓冲。

第一夹持上板f63和第二夹持上板f73的下面分别安装了两件第一橡胶垫f64和第二橡胶垫f74，第一夹持下板f61和第二夹持下板f71的上面分别安装了两件第一磁铁f62和第二磁铁f72，第一磁铁f62和第二磁铁f72通电对工件吸持，从而实现工件在翻转过程中不滑落。

所述驱动部件f8包括步进电机f81，步进电机f81通过步进电机联轴器f82与第一轴f31相连。

步进电机安装板f83固定在第一支撑块f11上，步进电机f81通过步进电机安装板f83固定在第一支撑块f11上。

所述翻转机构f还包括位置感应部件f9。

位置感应部件f9包括第一接近开关f91，第一接近开关f91用于检测工件被夹持的位置信息，所述第一接近开关f91通过接近开关支架f92固定在步进电机安装板f83的侧面。

所述位置感应部件f9包括第二接近开关f93和接近开关挡板f94，第二接近开关f93用于检测辅转动部件f4的转动位置信息，接近开关挡板f94固定在第二轴f41上，给予第二接近开关f93触发信号。

第二接近开关f93通过支架固定在第二支撑块f21上。

接近开关挡板f94固定在第二轴f41的细径端。

第二轴f41的细径端还固定有螺栓f95，螺栓f95能够限制接近开关挡板f94向细径端延伸的方向移动。

第二接近开关f93能够确定工件的翻转位置，实现准确的翻转过程。

如图15-图17所示，检测机构j，包括检测托架j1、检测支撑架j2、上压紧部件j3、下压紧部件j4、检测部件j5、检测托盘j6、滚道j7和推进气缸j8。

检测托架j1，用于承载检测机构上的除检测托架j1外的其他部件，检测支撑架j2和滚道j7分别置于检测托架j1的两端，检测托架j1通过其上的滚道j7对检测托盘j6的移动提供长度支持。

检测支撑架j2，设置于检测托架j1上一端，用于承载上压紧部件j3、下压紧部件j4和检测部件j5。

所述检测支撑架j2包括第一支撑板j21、第二支撑板j22以及固定在上述两者之上的支撑架底板j23。第一支撑板j21和第二支撑板j22固定在检测托架j1上，上压紧部件j3、下压紧部件j4和检测部件j5固定在支撑架底板j23上。

所述支撑架底板j23为一端宽一端窄的结构，靠近滚道j7的一端为窄的一端，测量底座块j41固定在窄的一端上，便于下压紧部件j4伸入工件里，并与上压紧部件j3配合压紧工件。

上压紧部件j3，包括压紧支架j31，压紧支架j31上的一侧设有压紧气缸j32，压紧气缸j32与压紧块固定板j33连接，压紧块j34固定于该压紧块固定板j33上。

压紧块j34在压紧气缸j32的驱动下脱离承载在检测托盘j6上的工件，或者压紧承载在检测托盘j6上的工件的一个面。压紧支架j31上的另一侧设有位移传感器j35，用于感应工件的运动位置。

下压紧部件j4，包括固定于支撑架底板j23上的测量底座块j41，测量底座块j41上设置有钢球j42，钢球j42顶住承载在检测托盘j6上的工件的另一个面。

检测部件j5包括两件检测接近开关j51，检测接近开关j51通过检测接近开关安装板j52固定在支撑架底板j23上，检测接近开关j51能够检测工件的厚度。

两件检测接近开关j51在检测托盘j6的移动方向上依次设置，实现工件里外两个位置点的检测。

检测托盘j6，用于承载工件，并能够沿着检测托架j1另一端设置的滚道j7，靠近或远离检测部件j5。

所述检测托盘j6上设有检测托盘锥帽j61，实现工件的定心作用。

所述检测托盘j6底部还设有托盘连接块j62，托盘连接块j62与推进气缸j8连接，接受推进气缸j8传递的动力，推进气缸j8固定在检支撑架底板j23上。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.三自由度机械手检测清洗自动化生产线，其特征是，包括三自由度机械手机构（s）、清洗机构（q）、翻转机构（f）、检测机构（j）、工作台（g）和物料台（w）；

所述工作台（g），用于安装三自由度机械手机构（s）、清洗机构（q）、翻转机构（f）、检测机构（j）和物料台（w）；

所述物料台（w），用于放置工件；

所述三自由度机械手机构（s），包括X轴部件（s1）、Y轴部件（s2）、Z轴部件（s3）和机械手部件（s4）；

X轴部件（s1）包括X轴导轨板（s101）和X轴滑台（s102），X轴滑台（s102）能够在X轴导轨板（s101）上沿X轴直线运动；

X轴导轨板（s101）设置于Y轴滑台（s201）上，X轴滑台（s102）与Z轴导轨板（s301）连接；

Y轴部件（s2）包括Y轴滑台（s201）和Y轴梁（s202）；

Y轴梁（s202）固定于工作台（g）上，Y轴滑台（s201）能够在Y轴梁（s202）上沿Y轴直线运动；

Z轴部件（s3）包括Z轴导轨板（s301）和Z轴滑台（s302），Z轴滑台（s302）能够在Z轴导轨板（s301）上沿Z轴直线运动；

Z轴滑台（s302）的末端连接机械手部件（s4）；

机械手部件（s4）包括机械手盒（s401），机械手盒（s401）上安装有机械手电磁铁（s403）和机械手气缸（s404），机械手电磁铁（s403）用于抓取工件，机械手气缸（s404）用于使工件脱离机械手电磁铁（s403）的吸附；

翻转机构，包括第一支撑部件（f1）、第二支撑部件（f2）、主转动部件（f3）、辅转动部件（f4）、连接部件（f5）、第一夹持部件（f6）、第二夹持部件（f7）以及驱动部件（f8）；

第一支撑部件（f1）相对于第二支撑部件（f2）并行设置，第一支撑部件（f1）用于承载主转动部件（f3）；

第二支撑部件（f2）相对于第一支撑部件（f1）并行设置，第二支撑部件（f2）用于承载辅转动部件（f4）；

连接部件（f5）包括第一延伸端和第二延伸端，第一延伸端与主转动部件（f3）连接，而第二延伸端则与辅转动部件（f4）连接；连接部件，用于将主转动部件（f3）的转动力过渡给辅转动部件（f4），使主转动部件（f3）和辅转动部件（f4）在转动时保持同步；

主转动部件（f3），包括第一轴（f31），该第一轴（f31）穿过承载于第一支撑部件（f1）上的第一轴套（f33），主转动部件（f3）接收驱动部件（f8）传递的转动力并进行转动，并将转动力传递给连接部件（f5）；

辅转动部件（f4），包括第二轴（f41），该第二轴（f41）穿过承载于第二支撑部件（f2）上的第二轴套（f43），辅转动部件（f4）接收连接部件（f5）传递的转动力并进行转动；

第一夹持部件（f6），用于夹持工件，并跟随主转动部件（f3）转动；

第一夹持部件（f6），包括第一夹持下板（f61），第一夹持下板（f61）上固定有用于吸附工件的第一磁铁（f62），该第一磁铁（f62）吸附工件的一个面；

第一夹持部件（f6）还包括第一夹持上板（f63），第一夹持上板（f63）与第一夹持下板（f61）对应设置，第一夹持上板（f63）上设有第一橡胶垫（f64），该第一橡胶垫（f64）用于对工件的另一面进行缓冲；

第二夹持部件（f7），用于夹持工件，并跟随辅转动部件（f4）转动；

第二夹持部件（f7），包括第二夹持下板（f71），第二夹持下板（f71）上固定有用于吸附工件的第二磁铁（f72），该第二磁铁（f72）吸附工件的一个面；

第二夹持部件（f7）还包括第二夹持上板（f73），第二夹持上板（f73）与第二夹持下板（f71）对应设置，第二夹持上板（f73）上设有第二橡胶垫（f74），该第二橡胶垫（f74）用于对工件的另一面进行缓冲；

所述驱动部件（f8）包括步进电机（f81），步进电机（f81）通过步进电机联轴器（f82）与第一轴（f31）相连；

所述第一轴（f31）通过第一轴安装板（f32）固定于第一支撑部件（f1）上；

第一轴（f31）为变径轴，该变径轴包括细径端和粗径端，细径端通过步进电机联轴器（f82）连接步进电机（f81），粗径端通过第一轴安装板（f32）固定于第一支撑部件（f1）上；

所述第二轴（f41）通过第二轴安装板（f42）固定于第二支撑部件（f2）上；

第二轴（f41）为变径轴，该变径轴包括细径端和粗径端，粗径端通过第二轴安装板（f42）固定于第二支撑部件（f2）上；

所述翻转机构还包括位置感应部件（f9）；位置感应部件（f9）包括第一接近开关（f91），第一接近开关（f91）用于检测工件被夹持的位置信息，第一接近开关（f91）通过接近开关支架（f92）固定；

所述翻转机构还包括位置感应部件（f9），所述位置感应部件（f9）包括第二接近开关（f93）和接近开关挡板（f94），第二接近开关（f93）用于检测辅转动部件（f4）的转动位置信息，接近开关挡板（f94）固定在第二轴（f41）上，给予第二接近开关（f93）触发信号；

接近开关挡板（f94）固定在第二轴（f41）的细径端；

第二轴（f41）的细径端还固定有螺栓（f95），螺栓（f95）能够限制接近开关挡板（f94）向细径端延伸的方向移动。

2.如权利要求1所述的三自由度机械手检测清洗自动化生产线，其特征是，所述清洗机构（q），包括清洗槽（q1）、清洗托盘架（q2）、清洗电机（q3）、清洗旋转轴（q4）、清洗槽盖（q5）、合盖驱动装置（q6）以及合盖导向装置（q7）；

清洗槽（q1），用于容纳清洗液体；

清洗托盘架（q2），用于承载工件；所述清洗托盘架（q2）包括固定连接的托盘轴（q21）和若干托盘杆（q22），托盘杆（q22）以托盘轴（q21）为中心均匀分布，每个托盘杆（q22）上沿其延伸方向设有至少一个清洗托盘橡胶垫（q23）；

清洗电机（q3），用于对清洗旋转轴（q4）输送动力；

清洗旋转轴（q4），用于将清洗电机（q3）的动力传递给清洗托盘架（q2）；

清洗槽盖（q5），用于在清洗工件时盖在清洗托盘架（q2）上方；

合盖驱动装置（q6），用于驱动清洗槽盖（q5），使清洗槽盖（q5）位于清洗托盘架（q2）的上方或者偏离清洗托盘架（q2）的上方；

合盖导向装置（q7），用于将清洗槽盖（q5）的运动限定在设定的行程中；合盖导向装置（q7），包括滑轴（q71）和滑套（q72），滑轴（q71）固定在清洗槽（q1）的内侧，滑套（q72）固定在滑轴（q71）上，并能够沿着滑轴（q71）移动，滑套（q72）与清洗槽盖（q5）固定连接。

3.如权利要求1所述的三自由度机械手检测清洗自动化生产线，其特征是，检测机构（j），包括检测托架（j1）、检测支撑架（j2）、上压紧部件（j3）、下压紧部件（j4）、检测部件（j5）、检测托盘（j6）和滚道（j7）；

检测托架（j1），用于承载检测机构上的除检测托架（j1）外的其他部件，并对检测托盘（j6）的移动提供长度支持；

检测支撑架（j2），设置于检测托架（j1）上一端，用于承载上压紧部件（j3）、下压紧部件（j4）和检测部件（j5）；

上压紧部件（j3），包括压紧支架（j31），压紧支架（j31）上设有压紧气缸（j32），压紧块（j34）在压紧气缸（j32）的驱动下脱离承载在检测托盘（j6）上的工件，或者压紧承载在检测托盘（j6）上的工件的一个面；

下压紧部件（j4），用于顶住承载在检测托盘（j6）上的工件的另一个面；

检测托盘（j6），用于承载工件，并能够沿着检测托架（j1）另一端设置的滚道（j7），靠近或远离检测部件（j5）；

检测部件（j5）包括检测接近开关（j51）。

4.如权利要求1所述的三自由度机械手检测清洗自动化生产线，其特征是，所述X轴导轨板（s101）上安装X轴直线导轨（s103）和X轴滚珠丝杠（s104），X轴滚珠丝杠（s104）由X轴伺服电机（s106）驱动；X轴滑台（s102）连接X轴滚珠丝杠（s104）上的X轴丝杠连接块（s109），X轴滑台（s102）连接X轴直线导轨（s103）上设置的X轴滑块（s110）。

5.如权利要求1所述的三自由度机械手检测清洗自动化生产线，其特征是，所述Y轴梁（s202）底部设有Y轴梁支撑（s203），Y轴梁支撑（s203）固定于工作台（g）上，Y轴梁（s202）设有Y轴直线导轨（s204）和Y轴齿条（s205）；

所述Y轴滑台（s201）包括Y轴滑台横板和Y轴滑台竖板，相互连接的Y轴齿轮（s207）和Y轴伺服电机（s208）固定在Y轴滑台竖板上，Y轴齿轮（s207）与Y轴齿条（s205）配合，Y轴滑台横板与Y轴直线导轨（s204）上设置的Y轴滑块（s209）连接。

6.如权利要求1所述的三自由度机械手检测清洗自动化生产线，其特征是，所述Z轴导轨板（s301）上安装Z轴直线导轨（s303）和Z轴滚珠丝杠（s304），Z轴滚珠丝杠（s304）由Z轴伺服电机（s306）驱动；Z轴滑台（s302）连接Z轴滚珠丝杠（s304）上的Z轴丝杠连接块（s309），Z轴滑台（s302）连接Z轴直线导轨（s303）上设置的Z轴滑块（s310）。

7.如权利要求1所述的三自由度机械手检测清洗自动化生产线，其特征是，Z轴滑台（s302）的末端连接有Z轴气缸（s312)，Z轴气缸（s312)连接机械手部件（s4)。

8.如权利要求7所述的三自由度机械手检测清洗自动化生产线，其特征是，Z轴滑台（s102)的末端设有Z轴下端板（s313)，Z轴气缸（s312)固定在Z轴下端板（s313)上。

9.如权利要求6所述的三自由度机械手检测清洗自动化生产线，其特征是，Z轴导轨板（s301)上设有Z轴接近开关（s314)，Z轴丝杠连接块（s309)上设有触发Z轴接近开关（s314)的Z轴接近开关挡板（s315)。