CN105731063B - 一种三轴联动的高效取料机械手 - Google Patents

Abstract

一种三轴联动的高效取料机械手；包括放料平台、放料盒、吸头、固定板、旋转气缸、定位气缸和机械臂调节系统，所述放料盒设置在所述放料平台；所述放料盒包括底板、前侧板、后侧板和固定支架，所述底板固定在所述放料平台，所述前侧板和后侧板的两端分别通过所述固定支座架设在所述底板，使得所述前侧板和后侧板的下端面与所述底板的上端面之间设有定位通孔；所述定位气缸的活塞杆前端固定有定位推板，所述定位气缸设置在所述放料盒的一侧，使得所述定位气缸的活塞杆向前伸出时，所述定位推板穿过所述定位通孔进入所述放料盒内。自动化程度高，生产加工效率高，降低生产成本。

Description

一种三轴联动的高效取料机械手

技术领域

本发明涉及玻璃面板加工设备领域，尤其涉及一种三轴联动的高效取料机械手。

背景技术

随着技术的发展，玻璃用作手机、平板电脑等电子产品显示面板越来越普遍。在玻璃面板(Cover Glass)行业中，玻璃面板在生产的各工序时，需要不管地上料、下料、装料、入箱等，传统的作业方式为人工进行取玻璃片及装箱操作，人员的技能熟练程度、操作手法、精神状态等因素会直接影响工作效率及产品质量，工作效率低，作业成本高。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种三轴联动的高效取料机械手，全面实现自动化地取玻璃原料、放下玻璃原料和玻璃原料，提高生产效率，降低生产成本。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种三轴联动的高效取料机械手；包括放料平台、放料盒、吸头、固定板、旋转气缸、定位气缸和机械臂调节系统，所述放料盒设置在所述放料平台；所述吸头设置在所述固定板，所述旋转气缸驱动所述固定板在所述放料盒上方旋转；所述旋转气缸在所述机械臂调节系统的驱动下，可在X轴、Y轴和Z轴方向上作直线往复运动；

所述放料盒包括底板、前侧板、后侧板和固定支架，所述底板固定在所述放料平台，所述前侧板和后侧板的两端分别通过所述固定支架设置在所述底板，使得所述前侧板和后侧板的下端面与所述底板的上端面之间设有定位通孔；

所述定位气缸的活塞杆前端固定有定位推板，所述定位气缸设置在所述放料盒的一侧，使得所述定位气缸的活塞杆向前伸出时，所述定位推板穿过所述定位通孔进入所述放料盒内。

优选的，所述前侧板和后侧板相对的两内侧壁上均设有卡装玻璃面板的卡槽，同一所述玻璃面板的两侧分别卡装在所述前侧板和后侧板对应位置的卡槽内。

优选的，所述机械臂调节系统包括X轴驱动装置、Y轴驱动装置和Z轴驱动装置，所述X轴驱动装置包括X轴丝杆和X轴驱动电机，所述X轴驱动电机驱动所述X轴丝杆旋转；所述Y轴驱动装置包括Y轴丝杆和Y轴驱动电机，所述Y轴驱动电机驱动所述Y轴丝杆旋转；所述Z轴驱动装置包括Z轴丝杆和Z轴驱动电机，所述Z轴驱动电机驱动所述Z轴丝杆旋转；

所述X轴丝杆的螺杆沿X轴方向延伸设置在X向安装架，所述Y轴丝杆的丝母固定在所述X轴丝杆的丝母，所述Y轴丝杆的螺杆沿Y轴方向延伸设置在Y向安装架，所述Y向安装架固定在所述Z轴丝杆的丝母，所述Z轴丝杆的螺杆沿Z轴方向延伸设置在Z向安装架。

优选的，所述X向安装架设有X向滑轨，所述X轴丝杆的丝母可滑动安装在所述X向滑轨；

所述Y向安装架设有Y向滑轨，所述Y轴丝杆的丝母可滑动安装在所述Y向滑轨；

所述Z向安装架设有Z向滑轨，所述Z轴丝杆的丝母可滑动安装在所述Z向滑轨。

优选的，所述X轴驱动电机与X轴丝杆平行贴附设置，两者之间通过皮带或齿轮齿条传动；

所述Z轴驱动电机与Z轴丝杆平行贴附设置，两者之间通过皮带或齿轮齿条传动。

优选的，所述吸头的数量为5个，且其中一吸头设置在所述固定板的中心位置，剩下的吸头均布在所述固定板的两侧。

优选的，所述定位气缸的两侧分别设有导向装置，所述导向装置包括导向杆和导向筒，所述导向筒沿所述定位气缸的活塞杆的伸缩方向设置在所述放料平台，所述导向杆的一端固定在所述定位推板，所述导向杆的另一端贯穿所述导向筒，使得所述导向杆能在所述导向筒内作直线往复运动。

优选的，两所述放料盒排列放置在所述放料平台；

所述放料平台的前方设有在所述机械臂调节装置的驱动下，所述吸头到达的CNC台面。

准备状态时，吸头和旋转气缸均位于放料盒的上方，吸头的吸附面处于水平方向。需要取用放料盒内的玻璃面板时，通过机械臂调节系统驱动旋转气缸带着固定板和吸头在X轴、Y轴和Z轴方向上程序性运动后，使得吸头到达放料盒的外侧；继而调节旋转气缸驱动固定板带动吸头旋转，使得吸头的吸附面正对于玻璃面板的大端面；再然后通过机械臂调节系统驱动旋转气缸带着固定板和吸头运动，使得吸头向着玻璃面板的大端面运动后与玻璃面板接触后将其吸牢，并将玻璃面板向上提起与放料盒脱离接触，完成一块玻璃面板的取料，整盒的玻璃面板按照从外到内的顺序依次取完。需要对加工完成后的玻璃面板取回到放料盒中时，则反向按照上述步骤操作即可，最终实现将若干玻璃面板整齐放置在放料盒中。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的左侧结构示意图；

图2是本发明的一个实施例的右侧结构示意图；

图3是本发明的一个实施例的后侧结构示意图；

图4是图3中A部分的局部放大图；

图5是图4中B部分的局部放大图。

其中：放料平台1，放料盒2，底板21，前侧板22，后侧板23，固定支架24,卡槽25；吸头3，固定板4，旋转气缸5；定位气缸6，定位推板61；

机械臂调节系统7，X轴驱动装置71，X轴丝杆710，X轴驱动电机711，X向安装架712，X向滑轨713，Y轴驱动装置72，Y轴丝杆720，Y轴驱动电机721，Y向安装架722，Y向滑轨723；Z轴驱动装置73，Z轴丝杆730，Z轴驱动电机731，Z向安装架732，Z向滑轨733；

定位通孔8；玻璃面板9，大端面91；导向装置10，导向杆100，导向筒101；CNC台面11，加工磨具12。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1及图2所示，一种三轴联动的高效取料机械手；包括放料平台1、放料盒2、吸头3、固定板4、旋转气缸5、定位气缸6和机械臂调节系统7，所述放料盒2设置在所述放料平台1；所述吸头3设置在所述固定板4，所述旋转气缸5驱动所述固定板4在所述放料盒2上方旋转；所述旋转气缸5在所述机械臂调节系统7的驱动下，可在X轴、Y轴和Z轴方向上作直线往复运动；

所述放料盒2包括底板21、前侧板22、后侧板23和固定支架24，所述底板21固定在所述放料平台1，所述前侧板22和后侧板23的两端分别通过所述固定支架24设置在所述底板21，使得所述前侧板22和后侧板23的下端面与所述底板21的上端面之间设有定位通孔8；

所述定位气缸6的活塞杆前端固定有定位推板61，所述定位气缸6设置在所述放料盒2的一侧，使得所述定位气缸6的活塞杆向前伸出时，所述定位推板61穿过所述定位通孔8进入所述放料盒2内。

本实施例中，前侧板22和后侧板23平行设置在放料平台1上形成左右侧面均敞开的放料盒2；工人将玻璃面板9放置在放料盒2内，若干玻璃面板9竖直排列放置在所述前侧板22和后侧板23之间，使得玻璃面板9的大端面91正对于放料盒2敞开的左右侧面。玻璃面板9将放料盒2放满之后，驱动其一侧的定位气缸6将活塞杆伸出，活塞杆带动定位推板61从定位通孔8伸入放料盒2内，将放料盒2内的所有玻璃面板9同时向所述前侧板22的一侧推动，所述前侧板22的内侧壁抵住玻璃面板9，则放料盒2内的玻璃面板9以前侧板22的内侧壁为基准面整齐排列。

准备状态时，吸头3和旋转气缸5均位于放料盒2的上方，吸头3的吸附面处于水平方向。需要取用放料盒2内的玻璃面板9时，通过机械臂调节系统7驱动旋转气缸5带着固定板4和吸头3在X轴、Y轴和Z轴方向上程序性运动后，使得吸头3到达放料盒2的外侧；继而调节旋转气缸5驱动固定板4带动吸头3旋转，使得吸头3的吸附面正对于玻璃面板9的大端面91；再然后通过机械臂调节系统7驱动旋转气缸5带着固定板4和吸头3运动，使得吸头3向着玻璃面板9的大端面91运动后与玻璃面板9接触后将其吸牢，并将玻璃面板9向上提起与放料盒2脱离接触，完成一块玻璃面板9的取料，整盒的玻璃面板9按照从外到内的顺序依次取完。需要对加工完成后的玻璃面板9取回到放料盒2中时，则反向按照上述步骤操作即可，最终实现将若干玻璃面板9整齐放置在放料盒2中，自动化程度高，生产加工效率高，降低生产成本。

如图3、图4及图5所示，所述前侧板22和后侧板23相对的两内侧壁上均设有卡装玻璃面板9的卡槽25，同一所述玻璃面板9的两侧分别卡装在所述前侧板22和后侧板23对应位置的卡槽25内。

玻璃面板9竖直排列放置在放料盒2内，有利于及时沥干玻璃面板9表面的加工液。本实施例中，卡槽25的两侧边沿着所述前侧板22和后侧板23的高度方向延伸，若干卡槽25等间距地排列设置在前侧板22和后侧板23相对的两个内侧壁上，将玻璃面板9的两侧通过卡槽25卡装在放料槽2内，首先放置时更稳定，其次，避免玻璃面板9彼此之间的接触，方便玻璃上液体的沥干，也避免了彼此之间接触时产生静电力，提高取用效率。

所述机械臂调节系统7包括X轴驱动装置71、Y轴驱动装置72和Z轴驱动装置73，所述X轴驱动装置71包括X轴丝杆710和X轴驱动电机711，所述X轴驱动电机711驱动所述X轴丝杆710旋转；所述Y轴驱动装置72包括Y轴丝杆720和Y轴驱动电机721，所述Y轴驱动电机721驱动所述Y轴丝杆720旋转；所述Z轴驱动装置73包括Z轴丝杆730和Z轴驱动电机731，所述Z轴驱动电机731驱动所述Z轴丝杆730旋转；

所述X轴丝杆710的螺杆沿X轴方向延伸设置在X向安装架712，所述Y轴丝杆720的丝母固定在所述X轴丝杆710的丝母，所述Y轴丝杆720的螺杆沿Y轴方向延伸设置在Y向安装架722，所述Y向安装架722固定在所述Z轴丝杆730的丝母，所述Z轴丝杆730的螺杆沿Z轴方向延伸设置在Z向安装架732。

丝杆包括带有螺纹的螺杆和可在螺杆上作直线往复运动的丝母，本实施例中，通过在X轴、Y轴和Z轴方向上分别布置X轴丝杆710、Y轴丝杆720和Z轴丝杆730，再分别通过X轴驱动电机711、Y轴驱动电机721和Z轴驱动电机731驱动，结构简单，调节在各方向运动时的精度高，性价比高。

所述X向安装架712设有X向滑轨713，所述X轴丝杆710的丝母可滑动安装在所述X向滑轨713；

所述Y向安装架722设有Y向滑轨723，所述Y轴丝杆720的丝母可滑动安装在所述Y向滑轨723；

所述Z向安装架732设有Z向滑轨733，所述Z轴丝杆730的丝母可滑动安装在所述Z向滑轨733。

在安装丝杆的安装架上设置与丝杆的延伸方向一致的滑轨，则丝母在其配套的螺杆上作往复直线运动的同时，沿着安装架上的滑轨运动，滑轨为丝母提供更多的着力点，使得丝母运行时更稳定更顺畅。

所述X轴驱动电机711与X轴丝杆710平行贴附设置，两者之间通过皮带或齿轮齿条传动；

所述Z轴驱动电机731与Z轴丝杆730平行贴附设置，两者之间通过皮带或齿轮齿条传动。

相对于现有技术中将丝杆和驱动电机放置在同一直线上传动，本实施例中通过皮带或齿轮齿条实现驱动电机和丝杆之间的传动连接，将驱动电机和丝杆相对平行地设置，一方面节省了安装的空间，另一方面，将驱动电机和丝杆相对平行贴附地设置，提高了两者位置的稳定性，避免驱动电机和丝杆在非正常碰撞下出现的晃动和对精度的影响。

所述吸头3的数量为5个，且其中一吸头3设置在所述固定板4的中心位置，剩下的吸头3均布在所述固定板4的两侧。

玻璃面板9的中心位置用1个吸头3吸住，玻璃面板9两侧薄弱的位置各提供2个吸头3进行吸附，在保证吸附力足够取料，避免玻璃面板9掉下破碎的同时，也避免了过多的吸附点而导致吸附力过大，使得玻璃面板9在吸附的过程中破裂。

如图3及图4所示，所述定位气缸6的两侧分别设有导向装置10，所述导向装置10包括导向杆100和导向筒101，所述导向筒101沿所述定位气缸6的活塞杆的伸缩方向设置在所述放料平台1，所述导向杆100的一端固定在所述定位推板61，所述导向杆100的另一端贯穿所述导向筒101，使得所述导向杆100能在所述导向筒101内作直线往复运动。

本技术方案中，定位推板61的长度是能保证其灵活通过定位通孔8的最大长度，所述定位气缸6的活塞杆固定在定位推板61的中间，为了提高定位推板61往复运动的稳定性，在其两侧设置导向装置10，定位推板61往复运动时，导向杆100同时在导向筒101内往复运动，导向筒101的内侧壁限定了导向杆100的运动路径，即从定位推板61的两侧限定了其运动的直线路径，提高运动的精度。

如图1所示，两所述放料盒2排列放置在所述放料平台2；

所述放料平台2的前方设有在所述机械臂调节装置7的驱动下，所述吸头3到达的CNC台面11。

直接通过机械臂调节装置7将吸头3吸取的玻璃面板9运送到CNC台面11，通过所述CNC台面11上设置的加工磨具12等配套装配进行加工即可，节省了空间，提高了加工效率。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种三轴联动的高效取料机械手，其特征在于：包括放料平台、放料盒、吸头、固定板、旋转气缸、定位气缸和机械臂调节系统，所述放料盒设置在所述放料平台；所述吸头设置在所述固定板，所述旋转气缸驱动所述固定板在所述放料盒上方旋转；所述旋转气缸在所述机械臂调节系统的驱动下，可在X轴、Y轴和Z轴方向上作直线往复运动；

所述放料盒包括底板、前侧板、后侧板和固定支架，所述底板固定在所述放料平台，所述前侧板和后侧板的两端分别通过所述固定支架设置在所述底板，使得所述前侧板和后侧板的下端面与所述底板的上端面之间设有定位通孔；

所述定位气缸的活塞杆前端固定有定位推板，所述定位气缸设置在所述放料盒的一侧，使得所述定位气缸的活塞杆向前伸出时，所述定位推板穿过所述定位通孔进入所述放料盒内；

所述前侧板和后侧板相对的两内侧壁上均设有卡装玻璃面板的卡槽，同一所述玻璃面板的两侧分别卡装在所述前侧板和后侧板对应位置的卡槽内。

2.根据权利要求1所述的一种三轴联动的高效取料机械手，其特征在于：所述机械臂调节系统包括X轴驱动装置、Y轴驱动装置和Z轴驱动装置，所述X轴驱动装置包括X轴丝杆和X轴驱动电机，所述X轴驱动电机驱动所述X轴丝杆旋转；所述Y轴驱动装置包括Y轴丝杆和Y轴驱动电机，所述Y轴驱动电机驱动所述Y轴丝杆旋转；所述Z轴驱动装置包括Z轴丝杆和Z轴驱动电机，所述Z轴驱动电机驱动所述Z轴丝杆旋转；

所述X轴丝杆的螺杆沿X轴方向延伸设置在X向安装架，所述Y轴丝杆的丝母固定在所述X轴丝杆的丝母，所述Y轴丝杆的螺杆沿Y轴方向延伸设置在Y向安装架，所述Y向安装架固定在所述Z轴丝杆的丝母，所述Z轴丝杆的螺杆沿Z轴方向延伸设置在Z向安装架。

3.根据权利要求2所述的一种三轴联动的高效取料机械手，其特征在于：所述X向安装架设有X向滑轨，所述X轴丝杆的丝母可滑动安装在所述X向滑轨；

所述Y向安装架设有Y向滑轨，所述Y轴丝杆的丝母可滑动安装在所述Y向滑轨；

所述Z向安装架设有Z向滑轨，所述Z轴丝杆的丝母可滑动安装在所述Z向滑轨。

4.根据权利要求2所述的一种三轴联动的高效取料机械手，其特征在于：所述X轴驱动电机与X轴丝杆平行贴附设置，两者之间通过皮带或齿轮齿条传动；

所述Z轴驱动电机与Z轴丝杆平行贴附设置，两者之间通过皮带或齿轮齿条传动。

5.根据权利要求1所述的一种三轴联动的高效取料机械手，其特征在于：所述吸头的数量为5个，且其中一吸头设置在所述固定板的中心位置，剩下的吸头均布在所述固定板的两侧。

6.根据权利要求1所述的一种三轴联动的高效取料机械手，其特征在于：所述定位气缸的两侧分别设有导向装置，所述导向装置包括导向杆和导向筒，所述导向筒沿所述定位气缸的活塞杆的伸缩方向设置在所述放料平台，所述导向杆的一端固定在所述定位推板，所述导向杆的另一端贯穿所述导向筒，使得所述导向杆能在所述导向筒内作直线往复运动。

7.根据权利要求1所述的一种三轴联动的高效取料机械手，其特征在于：两所述放料盒排列放置在所述放料平台；

所述放料平台的前方设有在所述机械臂调节装置的驱动下，所述吸头到达的CNC台面。