CN106393086B - 一种模块化机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及模块化机械手，包括升降模块、旋转模块、推送模块和取料模块；所述升降模块设置旋转模块下方；所述推送模块设置在旋转模块上方，所述取料模块设置在推送模块上。所述升降模块用于驱动旋转模块的上下移动，所述旋转模块用于驱动推送模块的旋转，所述推送模块用于驱动取料模块的移动，所述取料模块用于抓取和放置物料。相比于现有技术，本发明通过将机械手进行模块化设计，再将各个模块进行组装配合，这样可以方便模块的安装和更换。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械手，特别是一种冲压模块化机械手。
背景技术
目前，我国金属制品行业的冲压，大部分采用手工操作，生产效率低，劳动强度大，且安全风险较大。针对现状，有部分企业为了提高效率，减轻劳动强度，减少安全隐患，提高重复定位精度开始应用机械手实现自动上下料。
但是，目前机械手的产品类型较多，不同类型之间的机械手不具备的通用性。当机械手的某个部件发生故障，只能将整个机械手进行更换。这样，在生产过程中会导致效率低下，无法满足现在生产需要。同时，也增加了企业生产过程的成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种模块化机械手。
本发明通过以下的方案实现：一种模块化机械手，包括升降模块、旋转模块、推送模块和取料模块；所述升降模块设置旋转模块下方；所述推送模块设置在旋转模块上方，所述取料模块设置在推送模块上；
所述升降模块包括第一驱动部件，用于同时驱动旋转模块、推送模块和取料模块的升降；
所述旋转模块包括第一电机和谐波减速机；所述第一电机通过谐波减速机与所述推送模块连接，所述第一电机通过谐波减速机传动，控制所述推送模块进行旋转；
所述推送模块包括行程导轨、第二驱动部件和安装在行程导轨上的机械臂；所述机械臂设置在所述行程导轨上；所述第二驱动部件用于驱动所述机械臂在所述行程导轨上移动；
所述取料模块包括公头连接件、母头连接件取料部件、定位检测板、接近开关和第二电机；所述公头连接件设置在机械臂末端，所述母头连接件设置在取料部件上；所述公头连接件中间设有圆柱轴，所述母头连接件中间设有通孔；所述圆柱轴与该通孔相配合；所述公头连接件上设有导柱，所述母头连接件设有导套，所述导柱与导套相互配合以完成公头连接件和母头连接件的定位；所述公头连接件上设有气管接口，通过通断气来实现公头连接件与母头连接件的锁紧与松开；所述公头连接件设有相互连通的接头与空轴，所述母头连接件上设有相互贯通的接头与孔，通过公头连接件与母头连接件的配合，实现气路的贯通；所述公头连接件上设有第一连接器，所述母头连接件上设有第二连接器，通过第一连接器与第二连接器的配合，实现电路之间的连接；所述第二电机固定在所述机械臂内；所述接近开关设在所述机械臂下方；所述定位检测板固定在取料部件上；所述取料部件设置在机械臂的下方，并与所述第二电机连接；所述第二电机控制取料部件的旋转，并通过定位检测板与接近开关配合，实现取料部件的旋转定位。
作为本发明的进一步改进，所述取料部件包括吸盘和真空发生器；所述真空发生器与吸盘连接，用于控制吸盘吸取和放置物料。
作为本发明的进一步改进，所述取料部件为气动夹具。
作为本发明的进一步改进，所述定位检测板为扇形面。
作为本发明的进一步改进，还包括一个控制器，用于控制升降模块、旋转模块、推送模块和取料模块的工作。
作为本发明的进一步改进，所述升降模块上设有上限位开关和下限位开关；当所述升降模块达到上限位开关位置时，所述控制器控制该升降模块停止上升；当所述升降模块达到下限位开关位置时，所述控制器控制该升降模块停止下降。
作为本发明的进一步改进，所述旋转模块上设有旋转位置检测开关，用于发送位置信息至所述控制器，所述控制器根据该位置信息实现对旋转模块的定位控制。
作为本发明的进一步改进，所述推送模块上设有前限位开关和后限位开关；当所述机械臂达到前限位开关时，则所述控制器控制该推送模块停止工作；当所述机械臂达到后限位开关时，则所述控制器控制该机械臂停止移动。
作为本发明的进一步改进，所述第一驱动部件包括电机和丝杆组件；所述电机通过丝杆驱动工作台的上下移动。
作为本发明的进一步改进，所述第二驱动部件包括电机和线性模组，所述电机通过线性模组驱动所述机械臂的移动。
相比于现有技术，本发明通过对冲压机械手进行模块化设计，本发明的模块化冲压机械手将实现部件、构件的通用化、标准化、模块化设计，解决机械手系统多样化、满足小批量生产的要求，降低制造成本，对冲压机械手在金属制品冲压行业实现自动化、智能化的安全生产具有重要的推广意义。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1是本发明的模块化机械手的整体结构示意图。
图2是本发明的取料模块的结构示意图。
图3是本发明的公头连接件的结构示意图。
图4是本发明的母头连接件的结构示意图。
图5和图6为本发明的两种气动夹具的结构示意图。
图7是本发明的用于快速更换夹具的工具示意图。
具体实施方式
本发明为了解决现有技术中不同类型之间的机械手不具备的通用性的缺陷，提供了一种模块化的机械手，具体通过以下的实施例说明。
本发明的模块化机械手，主要针对整个机械手进行模块化的设计。而本发明中的机械手主要包含两部分内容，一部分是整体的结构设计，另一部分是机械手的控制部分。以下分别从两部分进行描述和介绍。
请参阅图1，其为本发明的模块化机械手的整体结构示意图。首先，在结构设计上，本发明提供了一种模块化机械手，包括升降模块1、旋转模块2、推送模块3和取料模块4。所述升降模块1设置旋转模块2下方；所述推送模块3设置在旋转模块2上方，所述取料模块4设置在推送模块3上。具体的，以下分别介绍本发明中的几个模块的结构原理。
所述升降模块1包括第一驱动部件，用于同时驱动旋转模块、推送模块和取料模块的升降。作为优选，本实施例中所述第一驱动部件包括电机和丝杆组件；所述电机通过丝杆驱动工作台的上下移动。
所述旋转模块2包括第一电机和谐波减速机；所述第一电机通过谐波减速机与所述推送模块连接，所述第一电机通过谐波减速机传动，控制所述推送模块进行旋转；
所述推送模块3包括行程导轨31、第二驱动部件32和安装在行程导轨上的机械臂33。所述机械臂33设置在所述行程导轨31上；所述第二驱动部件32用于驱动所述机械臂在所述行程导轨上移动。具体的，所述第二驱动部件32包括电机和线性模组，所述电机通过线性模组驱动所述机械臂的移动。
请同时参阅图2-4，其分别为本发明的取料模块、公头连接件和母头连接件的结构示意图。所述取料模块4包括取料部件41、定位检测板42、公头连接件43、母头连接件44、接近开关(图未示)和第二电机(图未示)。
具体的，所述公头连接件设置在机械臂末端，所述母头连接件设置在取料部件上。通过公头连接件和母头连接件的相互配合，实现取料部件与机械臂的快速装卸。
以下介绍本实施例中公头连接件与母头连接件的连接关系。所述公头连接件43中间设有圆柱轴431，所述母头连接件中间设有通孔441，所述圆柱轴431与该通孔441相配合。所述公头连接件上设有导柱432，所述母头连接件设有导套442，所述导柱432与导套442相互配合以完成公头连接件和母头连接件的定位。所述公头连接件上设有气管接口433，通过通断气来实现公头连接件与母头连接件的锁紧与松开。所述公头连接件设有相互连通的接头434与空轴435，所述母头连接件上设有相互贯通的接头443与孔444，通过公头连接件与母头连接件的配合，实现气路的贯通。所述公头连接件上设有第一连接器436，所述母头连接件上设有第二连接器445，通过第一连接器与第二连接器的配合，实现电路之间的连接。通过对公头连接件和母头连接件进行设计，可以实现快速拆卸，以及可以满足气路和电路的连接。
所述第二电机固定在所述机械臂内；所述接近开关设在所述机械臂下方；所述定位检测板固定在取料部件上；所述取料部件设置在机械臂的下方，并与所述第二电机连接；所述第二电机控制取料部件的旋转，并通过定位检测板与接近开关配合，实现取料部件的旋转定位。具体的，所述定位检测板为扇形面。
另外，在本实施例中，所述取料部件可以为吸盘，也可以为气动夹具。其中，作为本实施例的一种实施方式，所述取料部件包括吸盘和真空发生器；所述真空发生器与吸盘连接，用于控制吸盘吸取和放置物料。
请参阅图5和图6，其分别为本实施例中气动夹具的两种结构的示意图。作为本实施例的另一种实施方式，所述取料部件为气动夹具。
另外，在控制上。本发明的模块化机械手还包括一个控制器，用于控制升降模块、旋转模块、推送模块和取料模块的工作。
具体的，所述升降模块上设有上限位开关和下限位开关；当所述升降模块到上限位开关位置时，所述控制器控制该升降模块停止上升；当所述升降模块达到下限位开关位置时，所述控制器控制该升降模块停止下降。
所述旋转模块上设有旋转位置检测开关，用于发送位置信息至所述控制器，所述控制器根据该位置信息实现对旋转模块的定位控制。
所述推送模块上设有前限位开关和后限位开关；当所述机械臂达到前限位开关时，则所述控制器控制该推送模块停止工作；当所述机械臂达到后限位开关时，则所述控制器控制该机械臂停止移动。
进一步，请参阅图7，其为本发明中用于快速更换机械手夹具的工具。进一步，根据实际生产需要，有时候需要使用吸盘进行物料提取，有时候需要使用气动夹具进行物料夹取。所以需要快速进行实现取料模块快速更换。而通过本发明的模块化设计，可以通过简单的螺钉和螺母的配合，实现两个模块的连接。而在拆卸更换时，可以使用拆卸工具进行快速拆卸和安装，从而完成了取料模块的更换。
相比于现有技术，本发明通过对冲压机械手进行模块化设计，本发明的模块化冲压机械手将实现部件、构件的通用化、标准化、模块化设计，解决机械手系统多样化、满足小批量生产的要求，降低制造成本，对冲压机械手在金属制品冲压行业实现自动化、智能化的安全生产具有重要的推广意义。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。
Claims (10)
1.一种模块化机械手，其特征在于：包括升降模块、旋转模块、推送模块和取料模块；所述升降模块设置旋转模块下方；所述推送模块设置在旋转模块上方，所述取料模块设置在推送模块上；
所述升降模块包括第一驱动部件，用于同时驱动旋转模块、推送模块和取料模块的升降；
所述旋转模块包括第一电机和谐波减速机；所述第一电机通过谐波减速机与所述推送模块连接，所述第一电机通过谐波减速机传动，控制所述推送模块进行旋转；
所述推送模块包括行程导轨、第二驱动部件和安装在行程导轨上的机械臂；所述机械臂设置在所述行程导轨上；所述第二驱动部件用于驱动所述机械臂在所述行程导轨上移动；
所述取料模块包括公头连接件、母头连接件、 取料部件、定位检测板、接近开关和第二电机；所述公头连接件设置在机械臂末端，所述母头连接件设置在取料部件上；所述公头连接件中间设有圆柱轴，所述母头连接件中间设有通孔；所述圆柱轴与该通孔相配合；所述公头连接件上设有导柱，所述母头连接件设有导套，所述导柱与导套相互配合以完成公头连接件和母头连接件的定位；所述公头连接件上设有气管接口，通过通断气来实现公头连接件与母头连接件的锁紧与松开；所述公头连接件设有相互连通的接头与空轴，所述母头连接件上设有相互贯通的接头与孔，通过公头连接件与母头连接件的配合，实现气路的贯通；所述公头连接件上设有第一连接器，所述母头连接件上设有第二连接器，通过第一连接器与第二连接器的配合，实现电路之间的连接；所述第二电机固定在所述机械臂内；所述接近开关设在所述机械臂下方；所述定位检测板固定在取料部件上；所述取料部件设置在机械臂的下方，并与所述第二电机连接；所述第二电机控制取料部件的旋转，并通过定位检测板与接近开关配合，实现取料部件的旋转定位。
2.根据权利要求1所述模块化机械手，其特征在于：所述取料部件包括吸盘和真空发生器；所述真空发生器与吸盘连接，用于控制吸盘吸取和放置物料。
3.根据权利要求1所述模块化机械手，其特征在于：所述取料部件为气动夹具。
4.根据权利要求1所述模块化机械手，其特征在于：所述定位检测板为扇形面。
5.根据权利要求1所述模块化机械手，其特征在于：还包括一个控制器，用于控制升降模块、旋转模块、推送模块和取料模块的工作。
6.根据权利要求5所述模块化机械手，其特征在于：所述升降模块上设有上限位开关和下限位开关；当所述升降模块达到上限位开关位置时，所述控制器控制该升降模块停止上升；当所述升降模块达到下限位开关位置时，所述控制器控制该升降模块停止下降。
7.根据权利要求5所述模块化机械手，其特征在于：所述旋转模块上设有旋转位置检测开关，用于发送位置信息至所述控制器，所述控制器根据该位置信息实现对旋转模块的定位控制。
8.根据权利要求5所述模块化机械手，其特征在于：所述推送模块上设有前限位开关和后限位开关；当所述机械臂达到前限位开关时，则所述控制器控制该推送模块停止工作；当所述机械臂达到后限位开关时，则所述控制器控制该机械臂停止移动。
9.根据权利要求1所述模块化机械手，其特征在于：所述第一驱动部件包括电机和丝杆组件；所述电机通过丝杆驱动工作台的上下移动。
10.根据权利要求1所述模块化机械手，其特征在于：所述第二驱动部件包括电机和线性模组，所述电机通过线性模组驱动所述机械臂的移动。
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