CN106808470B - 一种吸盘式自动上下料旋转机械手 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吸盘式自动上下料旋转机械手，包括安装在水平方向的吸盘式机械手臂机构，驱动机械手升降的升降机构，升降运动缓冲机构，装配在升降机构内的旋转机构。本发明的机械手臂机构、升降机构和旋转机构通过两个伺服电机驱动，滚珠丝杆和旋转头座的配合实现机械手的升降运动和旋转运动，升降机构的上下运动带动缓冲机构运动，进而实现工件转移加工。机械手臂机构安装的吸盘安装板代替传统的夹取机构，更利于板料工件的转移加工，升降缓冲机构有效减小冲击，减小振动的同时提高精度。本发明结构简单紧凑，占用空间小。本发明操作简单，降低了工人的劳动强度，降低了成本，满足市场需求。

Description

一种吸盘式自动上下料旋转机械手
技术领域
本发明涉及机械手领域，具体是一种吸盘式自动上下料旋转机械手。
背景技术
工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。但是目前的板料加工行业，加工过程大部分采用人工上下料。人工上下料效率低、精度低、风险大，而大部分工业机械手只能用于一种产品规格，高度固定，很难调整，并且结构复杂、成本高、产生的震动及误差较大，无法满足市场需求。因此，设计一种经济实用、结构优化、精度较高的机械手变得尤为重要。
发明内容 本发明的目的是提供一种吸盘式自动上下料旋转机械手，以解决现有技术的机械手需人工参与效率低下、结构复杂难以调整、震动造成的误差较大的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种吸盘式自动上下料旋转机械手，其特征在于：包括吸盘式机械手臂机构、驱动吸盘式机械手臂机构升降的升降机构，升降机构中装配有旋转机构，由旋转机构驱动吸盘式机械手臂机构转动，升降机构中还设有在升降时起缓冲作用的升降运动缓冲机构，其中：
吸盘式机械手臂机构包括水平设置的旋转台安装板、呈直线形的铝型材，旋转台安装板顶部设有一对呈相互对称的L型压板，铝型材一端固定在两L型压板之间的旋转台安装板上并被两L型压板夹持，两L型压板之间还设有将铝型材压紧在旋转台安装板上的型材压板，铝型材另一端通过连接块连接有水平的工型安装板，工型安装板底部水平安装有吸盘安装板，吸盘安装板底部安装有吸盘；
升降机构包括水平设置的上安装板，上安装板上方水平设置有上升平台板，上安装板下方水平设置有气缸安装板，气缸安装板四角位置与上升平台板四角位置之间一一对应连接有光杆，光杆分别穿过上安装板，上安装板对应每个光杆位置分别设置有直线轴承，直线轴承分别装配在对应的光杆上并与光杆滑动配合，所述气缸安装板底部通过电机安装板安装有伺服电机，气缸安装板顶部通过螺杆支撑座转动安装有滚珠丝杆，所述滚珠丝杆中心轴竖直且滚珠丝杆穿过上安装板，所述上安装板对应滚珠丝杆位置固定有滚珠螺母，滚珠螺母装配在滚珠丝杆上形成丝杠螺母副，所述伺服电机通过带轮传动机构与滚珠丝杆传动连接；
旋转机构包括伺服电机、减速机、旋转平台，以及设置在上升平台板中间位置的轴承位，所述伺服电机通过电机安装法兰安装在升降机构中气缸安装板底部中间位置，且伺服电机输出轴竖直向上，所述减速机竖直设置在气缸安装板顶部，伺服电机的输出轴通过联轴器与减速机的输入轴共中心轴传动连接，减速机的输出轴竖直向上共中心轴连接有减速机连接杆，减速机连接杆向上伸入轴承位中，轴承位中设置有滚动轴承，滚动轴承的外圈固定在轴承位中，滚动轴承的内圈固定在减速机连接杆上随减速机连接杆转动，所述旋转平台固定在滚动轴承的内圈上端面上，吸盘式机械手臂机构中旋转台安装板固定在旋转平台上；
升降运动缓冲机构包括竖直安装在气缸安装板底部的缓冲气缸，该缓冲气缸的活塞杆竖直向上伸出设置而不使用满量程，且缓冲气缸的活塞杆杆端通过浮动接头连接在上安装板底部。
所述的一种吸盘式自动上下料旋转机械手，其特征在于：吸盘式机械手臂机构中，两L型压板之间还设有将型材压板压紧在两L型压板之间铝型材上的型材压块，由旋转台安装板、L型压板、型材压板、型材压块共同装配构成旋转头座，旋转头座整体内嵌于型材压板罩子内。
所述的一种吸盘式自动上下料旋转机械手，其特征在于：吸盘式机械手臂机构中，连接块、工型安装板、吸盘安装板与铝型材共用一个中轴线。
所述的一种吸盘式自动上下料旋转机械手，其特征在于：升降机构中，气缸安装板与上升平台板之间还连接有一对上升连接板，上升连接板穿过上安装板并与上安装板之间滑动配合。
所述的一种吸盘式自动上下料旋转机械手，其特征在于：升降机构中，带轮传动机构由主动圆弧齿同步带轮、被动圆弧齿同步带轮及传动连接主、被动圆弧齿同步带轮的同步齿形带构成，其中主动圆弧齿同步带轮共中心轴固定在伺服电机输出轴上，被动圆弧齿同步带轮共中心轴固定在滚珠丝杆上。
所述的一种吸盘式自动上下料旋转机械手，其特征在于：旋转机构中，减速机连接杆上安装有减速机连接杆夹紧套，减速机连接杆夹紧套下端与减速机上端面接触。
所述的一种吸盘式自动上下料旋转机械手，其特征在于：旋转机构中，轴承位内上、下端分别设有滚珠轴承，上、下端的滚珠轴承的外圈分别固定在轴承位内，所述减速机连接杆上共中心轴固定装配有一对上、下排列的圆螺母，两圆螺母紧密接触，下端的滚珠轴承内圈下端面与上方的圆螺母上端面固定连接，旋转平台固定在上端的滚珠轴承内圈上端面上。
本发明优点为：（1）该机械手结构简单紧凑，占用空间小；（2）升降机构加入了缓冲机构，能有效减小升降机构的冲击振动，从而运动平稳；（3）操作简单，可实现电气化控制，大大降低工人的劳动强度。
附图说明
图1是本发明一种吸盘式自动上下料旋转机械手整体结构示意图。
图2是本发明一种吸盘式自动上下料旋转机械手中吸盘式机械手臂机构结构示意图，其中：
图2a为带压板罩子时示意图，图2b为没有压板罩子时示意图。
图3是本发明一种吸盘式自动上下料旋转机械手的升降机构结构示意图。
图4是本发明一种吸盘式自动上下料旋转机械手的升降缓冲机构结构示意图。
图5是本发明一种吸盘式自动上下料旋转机械手的旋转机构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种吸盘式自动上下料旋转机械手，包括吸盘式机械手臂机构1、驱动吸盘式机械手臂机构1升降的升降机构2，升降机构2中装配有旋转机构4，由旋转机构4驱动吸盘式机械手臂机构1转动，升降机构2中还设有在升降时起缓冲作用的升降运动缓冲机构3，其中：
如图2所示，吸盘式机械手臂机构1包括水平设置的旋转台安装板7、呈直线形的铝型材11，旋转台安装板7顶部设有一对呈相互对称的L型压板8，铝型材11一端固定在两L型压板8之间的旋转台安装板7上并被两L型压板8夹持，两L型压板8之间还设有将铝型材11压紧在旋转台安装板7上的型材压板10，铝型材11另一端通过连接块12连接有水平的工型安装板13，工型安装板13底部水平安装有吸盘安装板14，吸盘安装板14底部安装有吸盘。
吸盘式机械手臂机构1中，两L型压板8之间还设有将型材压板10压紧在两L型压板8之间铝型材11上的型材压块9，由旋转台安装板7、L型压板8、型材压板10、型材压块9共同装配构成旋转头座15，旋转头座15整体内嵌于型材压板罩子6内。
吸盘式机械手臂机构1中，连接块12、工型安装板13、吸盘安装板14与铝型材11共用一个中轴线。
本发明中，吸盘式机械手臂机构1包括水平的旋转台安装板7，旋转台安装板7顶部两侧装配有两块对称的L型压板8，铝型材11右端安装在旋转台安装板7及两块对称的L型压板8形成的空间内，且型材压板10安装在在铝型材11顶部，两块型材压块9固定在型材压板10及L型压板上8，所述旋转台安装板7、L型压板8、型材压板10以及型材压块9装配形成旋转头座15，内嵌在型材压板罩子6里，铝型材11左端装配有连接块12，连接块12另一侧安装有工型安装板13，工型安装板13底部安装吸盘安装板14，所述的连接块12、工型安装板13及吸盘安装板14的装配自对称分布于铝型材11的中轴线。
如图3所示，升降机构2包括水平设置的上安装板22，上安装板22上方水平设置有上升平台板26，上安装板22下方水平设置有气缸安装板21，气缸安装板21四角位置与上升平台板26四角位置之间一一对应连接有光杆24，光杆24分别穿过上安装板22，上安装板22对应每个光杆24位置分别设置有直线轴承23，直线轴承23分别装配在对应的光杆22上并与光杆22滑动配合，气缸安装板21底部通过电机安装板19安装有伺服电机16，气缸安装板21顶部通过螺杆支撑座29转动安装有滚珠丝杆28，滚珠丝杆28中心轴竖直且滚珠丝杆28穿过上安装板22，上安装板22对应滚珠丝杆28位置固定有滚珠螺母27，滚珠螺母27装配在滚珠丝杆28上形成丝杠螺母副，伺服电机16通过带轮传动机构与滚珠丝杆28传动连接。
升降机构2中，气缸安装板21与上升平台板26之间还连接有一对上升连接板25，上升连接板25穿过上安装板22并与上安装板22之间滑动配合。
升降机构2中，带轮传动机构由主动圆弧齿同步带轮17、被动圆弧齿同步带轮20及传动连接主、被动圆弧齿同步带轮的同步齿形带18构成，其中主动圆弧齿同步带轮17共中心轴固定在伺服电机16输出轴上，被动圆弧齿同步带轮20共中心轴固定在滚珠丝杆28上。
本发明中，升降机构2包括水平设置的气缸安装板21，L型电机安装板19安装在气缸安装板21底部，且伺服电机16安装在L型电机安装板19底部，主动圆弧齿同步带轮17装配在伺服电机16的输出轴上，主动圆弧齿同步带轮17、被动圆弧齿同步带轮20与同步齿形带18啮合传动，上安装板22与气缸安装板21转动安装有滚珠丝杆28，所述滚珠丝杆28中心轴沿竖直方向设置，滚珠丝杆28下端同轴与被动圆弧齿同步带轮20装配，并固定安装有螺杆支撑座29，滚珠丝杆28的上端装配有滚珠螺母27，且固定安装在上安装板22，两块上升连接板25从上安装板22中部穿过，竖直固定安装在上升平台板26与气缸安装板21之间，四根光杆24设置在上升平台板26与气缸安装板21的四个角，竖直安装在上升平台板26与气缸安装板21之间，并从上安装板22中部穿过，四个直线轴承23与四根光杆24同轴装配，并固定安装在上安装板22。
如图4所示，旋转机构4包括伺服电机35、减速机38、旋转平台40，以及设置在上升平台板26中间位置的轴承位39，伺服电机35 通过电机安装法兰36安装在升降机构2中气缸安装板21底部中间位置，且伺服电机35输出轴竖直向上，减速机38竖直设置在气缸安装板21顶部，伺服电机35的输出轴通过联轴器37与减速机38的输入轴共中心轴传动连接，减速机38的输出轴竖直向上共中心轴连接有减速机连接杆43，减速机连接杆43向上伸入轴承位39中，轴承位39中设置有滚动轴承，滚动轴承的外圈固定在轴承位39中，滚动轴承的内圈固定在减速机连接杆43上随减速机连接杆43转动，旋转平台40固定在滚动轴承的内圈上端面上，吸盘式机械手臂机构1中旋转台安装板7固定在旋转平台40上。
旋转机构4中，减速机连接杆43上安装有减速机连接杆夹紧套44，减速机连接杆夹紧套44下端与减速机38上端面接触。
旋转机构4中，轴承位39内上、下端分别设有滚珠轴承45、41，上、下端的滚珠轴承45、41的外圈分别固定在轴承位39内，减速机连接杆43上共中心轴固定装配有一对上、下排列的圆螺母42，两圆螺母42紧密接触，下端的滚珠轴承41内圈下端面与上方的圆螺母上端面固定连接，旋转平台40固定在上端的滚珠轴承45内圈上端面上。
本发明中，旋转机构4包括设置在气缸安装板21中部的竖直安装的伺服电机35，电机安装法兰36与伺服电机35的输出轴同轴固定嵌于气缸安装板21的中部，联轴器37下端与伺服电机35的输出轴通过键联接传动，联轴器37上端安装有减速机38，减速机38上端输出轴与减速机连接杆43相配合，减速机连接杆夹紧套44安装在减速机连接杆43上，并与减速机38上端面面接触，减速机连接杆43上端装配有两个圆螺母42，两个圆螺母42紧密接触，滚动轴承41配合在减速机连接杆上，并嵌入到轴承位39下端部，滚动轴承41内圈的下端与圆螺母42端面固定接触，轴承位39固定安装于上升平台板26，滚动轴承45安装嵌于轴承位39上端部，旋转平台40安装于旋转台安装板7底部，并与滚动轴承45内圈接触安装。
如图5所示，升降运动缓冲机构3包括竖直安装在气缸安装板21底部的缓冲气缸31，该缓冲气缸31的活塞杆竖直向上伸出设置而不使用满量程，且缓冲气缸31的活塞杆杆端通过浮动接头33连接在上安装板22底部。
本发明主要由吸盘式机械手臂机构1，升降机构2，升降缓冲机构3，旋转机构4四个部分组成。以伺服电机16、35作为动力源，圆弧齿同步带轮组17、18、20和减速机38将动力输出，通过滚珠丝杆28和旋转头座16的配合实现机械手升降运动和旋转运动，升降机构2上下运动的同时，带动升降缓冲机构3的活塞杆32在缸筒内中上下往复运动，吸盘式机械手臂机构1经过升降运动和旋转运动的配合，可精确平稳的吸附板料工件转移加工。

Claims (7)

1.一种吸盘式自动上下料旋转机械手，其特征在于：包括吸盘式机械手臂机构、驱动吸盘式机械手臂机构升降的升降机构，升降机构中装配有旋转机构，由旋转机构驱动吸盘式机械手臂机构转动，升降机构中还设有在升降时起缓冲作用的升降运动缓冲机构，其中：
吸盘式机械手臂机构包括水平设置的旋转台安装板、呈直线形的铝型材，旋转台安装板顶部设有一对呈相互对称的L型压板，铝型材一端固定在两L型压板之间的旋转台安装板上并被两L型压板夹持，两L型压板之间还设有将铝型材压紧在旋转台安装板上的型材压板，铝型材另一端通过连接块连接有水平的工型安装板，工型安装板底部水平安装有吸盘安装板，吸盘安装板底部安装有吸盘；
升降机构包括水平设置的上安装板，上安装板上方水平设置有上升平台板，上安装板下方水平设置有气缸安装板，气缸安装板四角位置与上升平台板四角位置之间一一对应连接有光杆，光杆分别穿过上安装板，上安装板对应每个光杆位置分别设置有直线轴承，直线轴承分别装配在对应的光杆上并与光杆滑动配合，所述气缸安装板底部通过电机安装板安装有伺服电机，气缸安装板顶部通过螺杆支撑座转动安装有滚珠丝杆，所述滚珠丝杆中心轴竖直且滚珠丝杆穿过上安装板，所述上安装板对应滚珠丝杆位置固定有滚珠螺母，滚珠螺母装配在滚珠丝杆上形成丝杠螺母副，所述伺服电机通过带轮传动机构与滚珠丝杆传动连接；
旋转机构包括伺服电机、减速机、旋转平台，以及设置在上升平台板中间位置的轴承位，所述伺服电机通过电机安装法兰安装在升降机构中气缸安装板底部中间位置，且伺服电机输出轴竖直向上，所述减速机竖直设置在气缸安装板顶部，伺服电机的输出轴通过联轴器与减速机的输入轴共中心轴传动连接，减速机的输出轴竖直向上共中心轴连接有减速机连接杆，减速机连接杆向上伸入轴承位中，轴承位中设置有滚动轴承，滚动轴承的外圈固定在轴承位中，滚动轴承的内圈固定在减速机连接杆上随减速机连接杆转动，所述旋转平台固定在滚动轴承的内圈上端面上，吸盘式机械手臂机构中旋转台安装板固定在旋转平台上；
升降运动缓冲机构包括竖直安装在气缸安装板底部的缓冲气缸，该缓冲气缸的活塞杆竖直向上伸出设置而不使用满量程，且缓冲气缸的活塞杆杆端通过浮动接头连接在上安装板底部。
2.根据权利要求1所述的一种吸盘式自动上下料旋转机械手，其特征在于：吸盘式机械手臂机构中，两L型压板之间还设有将型材压板压紧在两L型压板之间铝型材上的型材压块，由旋转台安装板、L型压板、型材压板、型材压块共同装配构成旋转头座，旋转头座整体内嵌于型材压板罩子内。
3.根据权利要求1所述的一种吸盘式自动上下料旋转机械手，其特征在于：吸盘式机械手臂机构中，连接块、工型安装板、吸盘安装板与铝型材共用一个中轴线。
4.根据权利要求1所述的一种吸盘式自动上下料旋转机械手，其特征在于：升降机构中，气缸安装板与上升平台板之间还连接有一对上升连接板，上升连接板穿过上安装板并与上安装板之间滑动配合。
5.根据权利要求1所述的一种吸盘式自动上下料旋转机械手，其特征在于：升降机构中，带轮传动机构由主动圆弧齿同步带轮、被动圆弧齿同步带轮及传动连接主、被动圆弧齿同步带轮的同步齿形带构成，其中主动圆弧齿同步带轮共中心轴固定在伺服电机输出轴上，被动圆弧齿同步带轮共中心轴固定在滚珠丝杆上。
6.根据权利要求1所述的一种吸盘式自动上下料旋转机械手，其特征在于：旋转机构中，减速机连接杆上安装有减速机连接杆夹紧套，减速机连接杆夹紧套下端与减速机上端面接触。
7.根据权利要求1所述的一种吸盘式自动上下料旋转机械手，其特征在于：旋转机构中，轴承位内上、下端分别设有滚珠轴承，上、下端的滚珠轴承的外圈分别固定在轴承位内，所述减速机连接杆上共中心轴固定装配有一对上、下排列的圆螺母，两圆螺母紧密接触，下端的滚珠轴承内圈下端面与上方的圆螺母上端面固定连接，旋转平台固定在上端的滚珠轴承内圈上端面上。
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