CN107225377A - 双机械手协同装配智能化工作站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及按钮开关的自动化装配设备，更具体地说，涉及一种用于抓取弹簧的自动化装备。双机械手协同装配智能化工作站，包括：工作台、用于输出弹簧的振动盘、用于输送所述弹簧的送料轨道、用于夹持所述弹簧并翻转一定角度的翻转取料机械手、用于从所述翻转取料机械手中抓取到所述弹簧的抓取机械手、用于放置所述弹簧的夹具、用于限制所述弹簧的移动速度的阻挡机构，所述振动盘的输出口连接至所述送料轨道，所述送料轨道的输出口连接至所述翻转取料机械手，所述阻挡机构位于所述送料轨道的输出口处。本发明双机械手协同装配智能化工作站，实现了对弹簧的有序输出，将弹簧调整到预定的角度后，放置到夹具上，利用双机械手保证了弹簧移动过程的顺畅、可控，避免弹簧被夹伤。

Description

双机械手协同装配智能化工作站

技术领域

本发明涉及按钮开关的自动化装配设备，更具体地说，涉及一种用于抓取弹簧的自动化装备。

背景技术

弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。用弹性材料制成的零件在外力作用下发生形变，除去外力后又恢复原状。亦作“弹簧”。一般用弹簧钢制成。弹簧的种类复杂多样，按形状分，主要有螺旋弹簧、涡卷弹簧、板弹簧、异型弹簧等。

弹簧行业在整个制造业当中虽然是一个小行业，但其所起到的作用是绝对不可低估的。国家的工业制造业、汽车工业要加快发展，而作为基础件、零部件之一的弹簧行业就更加需要有一个发展的超前期，才能适应国家整个工业的快速发展。另外，弹簧产品规模品种的扩大、质量水平的提高也是机械设备更新换代的需要和配套主机性能提高的需要，因此，整个国家工业的发展，弹簧产品是起到重要作用的。

日用品业及五金业，包括打火机、玩具、锁具、门铰链、健身器、床垫、沙发等等，就数量而言，对弹簧需求量最大，数以百亿件，技术要求不高，价格非常低。

在电器产品中，例如电器开关、断路器产品中大量装配由弹簧，由于弹簧结构小、尺寸容易发生变化，因此，需要工人手工实现对弹簧的抓取。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种双机械手协同装配智能化工作站，在电器产品的自动化装配生产中，将弹簧有序地抓取并放置到夹具上，利用振动盘实现对弹簧的有序输出至送料轨道中，利用翻转取料机械手从送料轨道中抓取到弹簧，利用抓取机械手将弹簧从翻转取料机械手中抓取过来并放置到夹具上。本发明双机械手协同装配智能化工作站，实现了对弹簧的有序输出，将弹簧调整到预定的角度后，放置到夹具上，利用双机械手保证了弹簧移动过程的顺畅、可控，避免弹簧被夹伤。

一种双机械手协同装配智能化工作站，包括：工作台、用于输出弹簧的振动盘、用于输送所述弹簧的送料轨道、用于夹持所述弹簧并翻转一定角度的翻转取料机械手、用于从所述翻转取料机械手中抓取到所述弹簧的抓取机械手、用于放置所述弹簧的夹具、用于限制所述弹簧的移动速度的阻挡机构，所述振动盘的输出口连接至所述送料轨道，所述送料轨道的输出口连接至所述翻转取料机械手，所述阻挡机构位于所述送料轨道的输出口处，所述抓取机械手位于所述翻转取料机械手的上部，所述夹具位于所述抓取机械手的下部；

所述翻转取料机械手包括：一号支架、一号水平滑动气缸、一号水平滑板、翻转气缸、一号手爪气缸、上手指、下手指、弹性压块、盖板，所述一号支架固连于所述工作台，所述一号水平滑动气缸的气缸体固连于所述一号支架，所述一号水平滑板活动连接于所述一号支架，所述一号水平滑动气缸的活塞杆的末端固连于所述一号水平滑板；所述翻转气缸的气缸体固连于所述一号水平滑板，所述一号手爪气缸的气缸体固连于所述翻转气缸的输出法兰上；所述上手指、下手指固连于所述一号手爪气缸，所述上手指上固连有上指，所述下手指上固连有下指，所述下指上设置有和所述弹簧向匹配的入料口，所述上指上活动连接所述弹性压块，所述盖板固连于所述上指，在所述弹性压块和盖板之间设置有下压弹簧，所述弹性压块和入料口相匹配。

优选地，所述阻挡机构包括：二号支架、上下气缸、端部连接板、上下滑板、弹性探针，所述二号支架固连于所述工作台，所述上下气缸的气缸体固连于所述二号支架，所述上下滑板活动连接于所述二号支架，所述上下气缸的活塞杆的末端通过所述端部连接板固连于所述上下滑板；所述弹性探针固连于所述上下滑板，所述弹性探针和所述送料轨道相匹配。

优选地，所述抓取机械手包括：三号支架、二号水平滑台、二号竖直滑台、Y轴滑台、放料手指气缸、放料手指，所述三号支架固连于所述工作台，所述二号水平滑台固连于所述三号支架，所述二号竖直滑台固连于所述二号水平滑台的滑块上，所述Y轴滑台固连于所述二号竖直滑台的滑块上，所述放料手指气缸固连于所述Y轴滑台的滑块上。

优选地，当所述一号水平滑动气缸的活塞杆处于伸出状态、所述入料口和所述送料轨道相匹配、所述一号手爪气缸处于展开状态时，所述弹簧可以进入到所述入料口中；当所述一号手爪气缸处于闭合状态时，所述弹簧处于被所述一号手爪气缸所夹持的状态下。

优选地，所述夹具上设置有用于容纳所述弹簧的两个料孔：一号料孔、二号料孔。

优选地，当所述上下气缸的活塞杆处于伸出状态时，所述弹性探针的弹性柱进入到所述送料轨道中并接触到所述弹簧的表面；当所述上下气缸的活塞杆处于缩回状态时，所述弹性柱脱离所述送料轨道并脱离和所述弹簧的接触。

和传统技术相比，本发明双机械手协同装配智能化工作站具有以下积极作用和有益效果：

本发明双机械手协同装配智能化工作站，主要包括：工作台、振动盘、送料轨道、翻转取料机械手、抓取机械手、夹具、阻挡机构。所述弹簧先倒入于所述振动盘中，所述振动盘将所述弹簧进行有序排队后输入到所述送料轨道中；所述送料轨道将所述弹簧向所述翻转取料机械手所在方向进行输送；所述阻挡机构用于控制所述弹簧进入到所述翻转取料机械手的节奏；所述翻转取料机械手从所述送料轨道的出料口处抓取到所述弹簧后，将所述弹簧脱离于所述送料轨道，并将所述弹簧转动一定的角度；所述抓取机械手从所述翻转取料机械手上抓取到所述弹簧，并将所述弹簧放置于所述一号料孔、二号料孔中。本发明双机械手协同装配智能化工作站，实现了将所述弹簧自动化地装配到所述一号料孔、二号料孔中，装配精度高、效率高，避免了对所述弹簧的夹持变形。

接下来描述所述翻转取料机械手的工作过程和工作原理：

所述一号水平滑板活动连接于所述一号支架，所述一号水平滑动气缸的活塞杆的末端固连于所述一号水平滑板，所述翻转气缸的气缸体固连于所述一号水平滑板，所述一号滑动气缸用于驱动所述翻转气缸脱离或者接触到所述送料轨道。

所述一号手爪气缸的气缸体固连于所述翻转气缸的输出法兰上，所述上手指、下手指固连于所述一号手爪气缸，所述上手指上固连有上指，所述下手指上固连有下指。所述一号手爪气缸闭合，可以驱动所述上指、下指闭合，从而实现对所述弹簧的夹持；所述一号手爪气缸松开，可以驱动所述上指、下指脱离，从而实现对所述弹簧的松开。

由于所述弹簧的材质比较软，为了防止所述上指、下指闭合，对所述弹簧实现夹持时而造成对所述弹簧的挤压变形。在所述上指设置有弹性机构，从而实现对所述弹簧的保护，防止所述弹簧发生挤压变形。

所述上指上活动连接所述弹性压块，所述盖板固连于所述上指，在所述弹性压块和盖板之间设置有下压弹簧，所述弹性压块和入料口相匹配。所述一号手爪气缸松开，所述弹簧进入到所述入料口后；接着，所述一号手爪气缸闭合，所述弹性压块接触到所述弹簧的表面，由于所述弹性压块的背后设置有所述下压弹簧，所述下压弹簧发生压缩变形，以使所述弹性压块柔性挤压于所述弹簧的表面，防止所述弹簧发生挤压变形。

接下来描述所述阻挡机构的工作过程和工作原理：

开始的时候，所述一号水平滑动气缸的活塞杆处于伸出状态、所述入料口和所述送料轨道相匹配、所述一号手爪气缸处于展开状态、所述上下气缸的活塞杆处于缩回状态，所述弹性柱脱离所述送料轨道并脱离和所述弹簧的接触，所述弹簧可以进入到所述入料口中；接着，所述一号手爪气缸驱动所述上指、下指闭合，实现对所述弹簧的柔性夹持；接着，所述上下气缸的活塞杆处于伸出状态，使所述弹性探针的弹性柱进入到所述送料轨道中并接触到所述弹簧的表面，保证只有被所述一号手爪气缸所抓取的所述弹簧可以发生运动，而被所述弹性探针所压住的弹簧不能发生运动。

由于所述弹性探针的弹性柱是被柔性较高的弹簧所驱动的，所述弹性柱接触到所述弹簧后，可以有效避免对所述弹簧发生挤压变形。

附图说明

图1是本发明双机械手协同装配智能化工作站的结构示意图；

图2、3是本发明双机械手协同装配智能化工作站的结构示意图；

图4、5是本发明双机械手协同装配智能化工作站的翻转取料机械手的结构示意图。

1工作台、2振动盘、3送料轨道、4翻转取料机械手、5抓取机械手、6夹具、7阻挡机构、8一号支架、9一号水平滑动气缸、10一号水平滑板、11翻转气缸、12一号手爪气缸、13上手指、14下手指、15弹性压块、16盖板、17弹簧、18上下气缸、19端部连接板、20上下滑板、21弹性探针、22上指、23下指、24弹性柱、25下压弹簧、26入料口、27二号水平滑台、28二号竖直滑台、29Y轴滑台、30放料手指气缸、31放料手指、32一号料孔、33二号料孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本发明的任何限制，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本发明提供了一种双机械手协同装配智能化工作站，在电器产品的自动化装配生产中，将弹簧有序地抓取并放置到夹具上，利用振动盘实现对弹簧的有序输出至送料轨道中，利用翻转取料机械手从送料轨道中抓取到弹簧，利用抓取机械手将弹簧从翻转取料机械手中抓取过来并放置到夹具上。本发明双机械手协同装配智能化工作站，实现了对弹簧的有序输出，将弹簧调整到预定的角度后，放置到夹具上，利用双机械手保证了弹簧移动过程的顺畅、可控。

图1是本发明双机械手协同装配智能化工作站的结构示意图，图2、3是本发明双机械手协同装配智能化工作站的结构示意图，图4、5是本发明双机械手协同装配智能化工作站的翻转取料机械手的结构示意图。

一种双机械手协同装配智能化工作站，包括：工作台1、用于输出弹簧17的振动盘2、用于输送所述弹簧17的送料轨道3、用于夹持所述弹簧17并翻转一定角度的翻转取料机械手4、用于从所述翻转取料机械手4中抓取到所述弹簧17的抓取机械手5、用于放置所述弹簧17的夹具6、用于限制所述弹簧17的移动速度的阻挡机构7，所述振动盘2的输出口连接至所述送料轨道3，所述送料轨道3的输出口连接至所述翻转取料机械手4，所述阻挡机构7位于所述送料轨道3的输出口处，所述抓取机械手5位于所述翻转取料机械手4的上部，所述夹具6位于所述抓取机械手5的下部；

所述翻转取料机械手4包括：一号支架8、一号水平滑动气缸9、一号水平滑板10、翻转气缸11、一号手爪气缸12、上手指13、下手指14、弹性压块15、盖板16，所述一号支架8固连于所述工作台1，所述一号水平滑动气缸9的气缸体固连于所述一号支架8，所述一号水平滑板10活动连接于所述一号支架8，所述一号水平滑动气缸9的活塞杆的末端固连于所述一号水平滑板10；所述翻转气缸11的气缸体固连于所述一号水平滑板10，所述一号手爪气缸12的气缸体固连于所述翻转气缸11的输出法兰上；所述上手指13、下手指14固连于所述一号手爪气缸12，所述上手指13上固连有上指22，所述下手指14上固连有下指23，所述下指23上设置有和所述弹簧17向匹配的入料口26，所述上指22上活动连接所述弹性压块15，所述盖板16固连于所述上指22，在所述弹性压块15和盖板16之间设置有下压弹簧25，所述弹性压块15和入料口26相匹配。

更具体地，所述阻挡机构7包括：二号支架34、上下气缸18、端部连接板19、上下滑板20、弹性探针21，所述二号支架34固连于所述工作台1，所述上下气缸18的气缸体固连于所述二号支架34，所述上下滑板20活动连接于所述二号支架34，所述上下气缸18的活塞杆的末端通过所述端部连接板19固连于所述上下滑板20；所述弹性探针21固连于所述上下滑板20，所述弹性探针21和所述送料轨道3相匹配。

更具体地，所述抓取机械手5包括：三号支架35、二号水平滑台27、二号竖直滑台28、Y轴滑台29、放料手指气缸30、放料手指31，所述三号支架35固连于所述工作台1，所述二号水平滑台27固连于所述三号支架35，所述二号竖直滑台28固连于所述二号水平滑台27的滑块上，所述Y轴滑台29固连于所述二号竖直滑台28的滑块上，所述放料手指气缸30固连于所述Y轴滑台29的滑块上。

更具体地，当所述一号水平滑动气缸9的活塞杆处于伸出状态、所述入料口26和所述送料轨道3相匹配、所述一号手爪气缸12处于展开状态时，所述弹簧17可以进入到所述入料口26中；当所述一号手爪气缸12处于闭合状态时，所述弹簧17处于被所述一号手爪气缸12所夹持的状态下。

更具体地，所述夹具6上设置有用于容纳所述弹簧17的两个料孔：一号料孔32、二号料孔33。

更具体地，当所述上下气缸18的活塞杆处于伸出状态时，所述弹性探针21的弹性柱24进入到所述送料轨道3中并接触到所述弹簧17的表面；当所述上下气缸18的活塞杆处于缩回状态时，所述弹性柱24脱离所述送料轨道3并脱离和所述弹簧17的接触。

以下结合图1至5，进一步描述本发明双机械手协同装配智能化工作站的工作原理和工作过程：

本发明双机械手协同装配智能化工作站，主要包括：工作台1、振动盘2、送料轨道3、翻转取料机械手4、抓取机械手5、夹具6、阻挡机构7。所述弹簧17先倒入于所述振动盘2中，所述振动盘2将所述弹簧7进行有序排队后输入到所述送料轨道3中；所述送料轨道3将所述弹簧17向所述翻转取料机械手4所在方向进行输送；所述阻挡机构7用于控制所述弹簧17进入到所述翻转取料机械手4的节奏；所述翻转取料机械手4从所述送料轨道3的出料口处抓取到所述弹簧17后，将所述弹簧17脱离于所述送料轨道3，并将所述弹簧17转动一定的角度；所述抓取机械手5从所述翻转取料机械手4上抓取到所述弹簧17，并将所述弹簧17放置于所述一号料孔32、二号料孔33中。本发明双机械手协同装配智能化工作站，实现了将所述弹簧17自动化地装配到所述一号料孔32、二号料孔33中，装配精度高、效率高，避免了对所述弹簧17的夹持变形。

接下来描述所述翻转取料机械手4的工作过程和工作原理：

所述一号水平滑板10活动连接于所述一号支架8，所述一号水平滑动气缸9的活塞杆的末端固连于所述一号水平滑板10，所述翻转气缸11的气缸体固连于所述一号水平滑板10，所述一号滑动气缸9用于驱动所述翻转气缸11脱离或者接触到所述送料轨道3。

所述一号手爪气缸12的气缸体固连于所述翻转气缸11的输出法兰上，所述上手指13、下手指14固连于所述一号手爪气缸12，所述上手指13上固连有上指22，所述下手指14上固连有下指23。所述一号手爪气缸12闭合，可以驱动所述上指22、下指23闭合，从而实现对所述弹簧17的夹持；所述一号手爪气缸12松开，可以驱动所述上指22、下指23脱离，从而实现对所述弹簧17的松开。

由于所述弹簧17的材质比较软，为了防止所述上指22、下指23闭合，对所述弹簧17实现夹持时而造成对所述弹簧17的挤压变形。在所述上指22设置有弹性机构，从而实现对所述弹簧17的保护，防止所述弹簧17发生挤压变形。

所述上指22上活动连接所述弹性压块15，所述盖板16固连于所述上指22，在所述弹性压块15和盖板16之间设置有下压弹簧25，所述弹性压块15和入料口26相匹配。所述一号手爪气缸12松开，所述弹簧17进入到所述入料口26后；接着，所述一号手爪气缸12闭合，所述弹性压块15接触到所述弹簧17的表面，由于所述弹性压块15的背后设置有所述下压弹簧25，所述下压弹簧25发生压缩变形，以使所述弹性压块15柔性挤压于所述弹簧17的表面，防止所述弹簧17发生挤压变形。

接下来描述所述阻挡机构7的工作过程和工作原理：

开始的时候，所述一号水平滑动气缸9的活塞杆处于伸出状态、所述入料口26和所述送料轨道3相匹配、所述一号手爪气缸12处于展开状态、所述上下气缸18的活塞杆处于缩回状态，所述弹性柱24脱离所述送料轨道3并脱离和所述弹簧17的接触，所述弹簧17可以进入到所述入料口26中；接着，所述一号手爪气缸12驱动所述上指22、下指23闭合，实现对所述弹簧17的柔性夹持；接着，所述上下气缸18的活塞杆处于伸出状态，使所述弹性探针21的弹性柱24进入到所述送料轨道3中并接触到所述弹簧17的表面，保证只有被所述一号手爪气缸12所抓取的所述弹簧17可以发生运动，而被所述弹性探针21所压住的弹簧17不能发生运动。

由于所述弹性探针21的弹性柱24是被柔性较高的弹簧所驱动的，所述弹性柱24接触到所述弹簧17后，可以有效避免对所述弹簧17发生挤压变形。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明双机械手协同装配智能化工作站较有代表性的例子。显然，本发明双机械手协同装配智能化工作站不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明双机械手协同装配智能化工作站的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明双机械手协同装配智能化工作站的保护范围。

Claims (6)

1.一种双机械手协同装配智能化工作站，其特征在于，包括：工作台、用于输出弹簧的振动盘、用于输送所述弹簧的送料轨道、用于夹持所述弹簧并翻转一定角度的翻转取料机械手、用于从所述翻转取料机械手中抓取到所述弹簧的抓取机械手、用于放置所述弹簧的夹具、用于限制所述弹簧的移动速度的阻挡机构，所述振动盘的输出口连接至所述送料轨道，所述送料轨道的输出口连接至所述翻转取料机械手，所述阻挡机构位于所述送料轨道的输出口处，所述抓取机械手位于所述翻转取料机械手的上部，所述夹具位于所述抓取机械手的下部；

所述翻转取料机械手包括：一号支架、一号水平滑动气缸、一号水平滑板、翻转气缸、一号手爪气缸、上手指、下手指、弹性压块、盖板，所述一号支架固连于所述工作台，所述一号水平滑动气缸的气缸体固连于所述一号支架，所述一号水平滑板活动连接于所述一号支架，所述一号水平滑动气缸的活塞杆的末端固连于所述一号水平滑板；所述翻转气缸的气缸体固连于所述一号水平滑板，所述一号手爪气缸的气缸体固连于所述翻转气缸的输出法兰上；所述上手指、下手指固连于所述一号手爪气缸，所述上手指上固连有上指，所述下手指上固连有下指，所述下指上设置有和所述弹簧向匹配的入料口，所述上指上活动连接所述弹性压块，所述盖板固连于所述上指，在所述弹性压块和盖板之间设置有下压弹簧，所述弹性压块和入料口相匹配。

2.根据权利要求1所述的双机械手协同装配智能化工作站，其特征在于，所述阻挡机构包括：二号支架、上下气缸、端部连接板、上下滑板、弹性探针，所述二号支架固连于所述工作台，所述上下气缸的气缸体固连于所述二号支架，所述上下滑板活动连接于所述二号支架，所述上下气缸的活塞杆的末端通过所述端部连接板固连于所述上下滑板；所述弹性探针固连于所述上下滑板，所述弹性探针和所述送料轨道相匹配。

3.根据权利要求1所述的双机械手协同装配智能化工作站，其特征在于，所述抓取机械手包括：三号支架、二号水平滑台、二号竖直滑台、Y轴滑台、放料手指气缸、放料手指，所述三号支架固连于所述工作台，所述二号水平滑台固连于所述三号支架，所述二号竖直滑台固连于所述二号水平滑台的滑块上，所述Y轴滑台固连于所述二号竖直滑台的滑块上，所述放料手指气缸固连于所述Y轴滑台的滑块上。

4.根据权利要求1所述的双机械手协同装配智能化工作站，其特征在于，当所述一号水平滑动气缸的活塞杆处于伸出状态、所述入料口和所述送料轨道相匹配、所述一号手爪气缸处于展开状态时，所述弹簧可以进入到所述入料口中；当所述一号手爪气缸处于闭合状态时，所述弹簧处于被所述一号手爪气缸所夹持的状态下。

5.根据权利要求1所述的双机械手协同装配智能化工作站，其特征在于，所述夹具上设置有用于容纳所述弹簧的两个料孔：一号料孔、二号料孔。

6.根据权利要求2所述的双机械手协同装配智能化工作站，其特征在于，当所述上下气缸的活塞杆处于伸出状态时，所述弹性探针的弹性柱进入到所述送料轨道中并接触到所述弹簧的表面；当所述上下气缸的活塞杆处于缩回状态时，所述弹性柱脱离所述送料轨道并脱离和所述弹簧的接触。