CN107309868B - 一种刀叉勺的侧取装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种刀叉勺的侧取装置，包括取料机构和侧取机械手。取料机构包括Y轴向臂、Z轴向臂、X轴向臂和旋转臂移动机构。Y轴向臂包括Y轴主梁和Y轴移动机构，Z轴向臂包括Z轴主梁和Z轴移动机构；X轴向臂包括在X轴主梁和X轴移动机构；旋转臂移动机构包括一对分别安装在X轴主梁的两头的旋转臂同步带轮、旋转臂同步带、安装在旋转臂同步带上并位于X轴主梁的后端面的旋转臂滑板和位于前端面且固定在Z轴支座下端的X轴滑板。侧取机械手包括安装在旋转臂滑板上的固定座、安装在固定座上的旋转电机、连接在旋转电机上的旋转支撑板和安装在旋转支撑板上的治具板。本发明的侧取装置，提高了生产效率和产品合格率。

Description

一种刀叉勺的侧取装置
技术领域
本发明涉及一种刀叉勺的注塑包装系统，具体涉及一种刀叉勺的侧取装置。
背景技术
随着工业自动化程度的不断提高，自动取料装置在是注塑生产线上的应用范围越来越广，自动侧取料装置一般都通过机械手的动作来实现，但现有的机械手大多都是自动伺服驱动，成本高，体积大，整体笨重，且驱动程序更新升级繁琐、周期长，在一定程度上限制了自动侧取料装置的普及应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种刀叉勺的侧取装置，它提高了生产效率和产品合格率，降低了劳动强度，提高了操作人员的安全性，缩短了劳动周期。
本发明的目的是这样实现的：一种刀叉勺的侧取装置，安装在刀叉勺的注塑包装系统的注塑机左侧的侧取机架内并包括取料机构和安装在取料机构上的侧取机械手，其中，
所述取料机构包括Y轴向臂、Z轴向臂、X轴向臂和旋转臂移动机构；
所述Y轴向臂包括Y轴主梁和Y轴移动机构，所述Y轴主梁的右侧面固定在所述侧取机架上；所述Y轴移动机构包括一一对应地安装在所述Y轴主梁的前、后端的主、从同步带轮、与主同步带轮连接的Y轴电机、绕包在主、从同步带轮上的Y轴同步带、安装在Y轴同步带上的Y轴滑板；
所述Z轴向臂包括Z轴主梁和Z轴移动机构；所述Z轴移动机构包括安装在所述Z轴主梁顶面的Z轴电机、与Z轴电机连接的滚珠丝杆机构和安装在滚珠丝杆机构的螺母座上的Z轴滑板，该Z轴滑板与所述Y轴滑板的竖直板连接；
所述X轴向臂包括在X轴主梁和X轴移动机构；所述X轴主梁上、下端板和多个间隔地设在上、下端板之间的支撑块；所述X轴移动机构包括通过一Z轴支座安装在所述Z轴主梁下端的X轴同步带轮、与X轴同步带轮连接的X轴电机、安装在X轴主梁的上端板上并绕在X轴同步带轮上的X轴同步带；
所述旋转臂移动机构包括一对分别安装在所述X轴主梁的上、下端板之间的两头的旋转臂同步带轮、绕包在一对旋转臂同步带轮上的旋转臂同步带、安装在旋转臂同步带上并位于X轴主梁的后端面的旋转臂滑板和安装在旋转臂同步带上并位于X轴主梁的前端面且固定在所述Z轴支座的下端的X轴滑板；
所述侧取机械手包括安装在所述旋转臂滑板的后侧面上的固定座、安装在固定座的左端的旋转电机、连接在旋转电机上并位于固定座的右端的旋转支撑板和安装在旋转支撑板上的治具板。
上述的刀叉勺的侧取装置，其中，所述Y轴滑板的顶面上安装一Y轴拖链壳，该Y轴拖链壳的上端设有Z轴拖链接口，该Y轴拖链壳的右侧面中部设有Y轴拖链接口。
上述的刀叉勺的侧取装置，其中，所述Z轴主梁为带有一右端开口的Z轴罩壳的框架体，该Z轴罩壳的后侧面上连接一个Z轴拖链盒，该Z轴拖链盒的顶端设有Z轴拖链插口，该Z轴拖链盒的左侧面的下端设有X轴拖链接口。
上述的刀叉勺的侧取装置，其中，所述侧取机械手的固定座上还安装一个X轴拖链盒，该X轴拖链盒的左端设有X轴拖链插口。
上述的刀叉勺的侧取装置，其中，所述X轴移动机构还包括一对安装在所述Z轴支座上并分别位于所述X轴同步带轮的左、右侧下方的同步带压轮。
上述的刀叉勺的侧取装置，其中，所述Y轴向臂还设有Y轴保护机构，该Y轴保护机构包括一一对应地安装在Y轴主梁的上端面的前端和后部的Y轴极限感应开关和Y轴原点感应开关和安装在所述Y轴滑板的前部的Y轴原点极限感应片。
上述的刀叉勺的侧取装置，其中，所述Z轴向臂还设有Z轴保护机构，该Z轴保护机构包括一一对应地安装Z轴主梁的后侧面的右端上部和后侧面的右端下部的Z轴原点感应开关和Z轴极限感应开关和安装在所述Z轴滑板的左侧面的后端下部的Z轴原点极限感应片。
上述的刀叉勺的侧取装置，其中，所述X轴向臂还设有X轴保护机构，该X轴保护机构包括一一对应地安装在X轴滑板的右侧面的上、下部的X轴原点感应开关和右X轴极限感应开关、一一对应地安装在X轴滑板的左侧面的上、下部模外安全感应开关和左X轴极限感应开关、安装在X轴主梁的上端板的后端面右端的X轴原点感应片；一一对应安装在X轴主梁的下端板的前端面左、右端的左、右X轴极限感应片和安装在X轴主梁的上端板的后端面左端的模外安全感应片。
上述的刀叉勺的侧取装置，其中，所述侧取机械手还设有防撞机构，该防撞机构包括一安装在所述旋转臂滑板的下端面的防撞块和两个分别安装在所述X轴主梁的下端板的左端和右部的撞击感应开关。
上述的刀叉勺的侧取装置，其中，所述治具板上安装多组吸盘。
本发明的刀叉勺的侧取装置具有以下特点：采用伺服电机控制侧取机械手，实现注塑产品的高速取出，使得注塑产品的生产周期更短，不仅提高了生产效率和产品合格率，还降低了劳动强度，提高了操作人员的安全性。
附图说明
图1是本发明的刀叉勺的侧取装置的安装位置示意图；
图2是本发明的刀叉勺的侧取装置的后侧轴测图；
图3是本发明的侧取装置中的Y轴向臂的前侧轴测图；
图4是本发明的侧取装置中的Z轴向臂的左侧轴测图；
图5是本发明的侧取装置中的X轴向臂的俯视轴侧图；
图6是本发明的侧取装置中的侧取机械手的俯视轴侧图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图1至图6，本发明的刀叉勺的侧取装置100，安装在刀叉勺的注塑包装系统的注塑机200左侧的侧取机架300内并包括取料机构和安装在取料机构上的侧取机械手50。取料机构包括Y轴向臂10、Z轴向臂20、X轴向臂30和旋转臂移动机构。
Y轴向臂10包括Y轴主梁11和Y轴移动机构。
Y轴主梁11的右侧面与侧取机架300的右纵梁连接；Y轴主梁11的上端面安装一条顶面滑轨111，该Y轴主梁11的左侧面上安装一对侧面滑轨112；
Y轴移动机构包括主同步带轮12、从同步带轮13、Y轴电机14、Y轴同步带15和Y轴滑板16；其中：主同步带轮12和从同步带轮13一一对应地安装在Y轴主梁11的前、后端；Y轴电机14与主同步带轮12连接；Y轴同步带15绕包在主同步带轮12和从同步带轮13上并位于一对侧面滑轨112之间；Y轴滑板16通过同步带压块安装在Y轴同步带15；Y轴滑板16的横截面呈倒置的L形，该Y轴滑板16的水平板的下端面设置与顶面滑轨111适配的顶面滑槽161，该Y轴滑板16的竖直板的右侧面上设置两条与一对侧面滑轨112一一适配的侧面滑槽162；Y轴滑板16的顶面上安装一Y轴拖链壳17，该Y轴拖链壳17的上端设有Z轴拖链接口，用于连接Z轴拖链28；该Y轴拖链壳17的右侧面中部设有Y轴拖链接口，用于连接Y轴拖链18的一头，该Y轴拖链18的另一头安装在侧取机架300上，当Y轴滑板16运动时会带动Y轴拖链壳17、Y轴拖链18及Z轴拖链28运动。
Y轴向臂10还设有Y轴保护机构，该Y轴保护机构包括Y轴极限感应开关113、Y轴原点感应开关114和Y轴原点极限感应片115；Y轴极限感应开关113和Y轴原点感应开关114一一对应地安装在Y轴主梁11的上端面的前端和后部；Y轴原点极限感应片115安装Y轴滑板16的水平板的前端。
当Y轴滑板16上的Y轴原点极限感应片115移动到Y轴原点感应开关114时，Y轴原点感应开关114发出信号控制Y轴滑板16停止运动。若Y轴原点感应开关灵敏度不高或失效时，Y轴极限感应开关113会感应到Y轴原点极限感应片115并发出控制信号及报警使Y轴滑板16停止运动，从而实现Y轴滑板16的原点和极限保护。
由于Y轴主梁11固定在侧取机架200上，当Y轴电机14带动主同步带轮12转动，使与主同步带轮12啮合的Y轴同步带15移动，进而使Y轴滑板16沿着顶面滑轨111和一对侧面滑轨112前后移动。
Z轴向臂20包括Z轴主梁21和Z轴移动机构。
Z轴主梁21为一右端开口的框体，框体外还设置一右端开口的Z轴罩壳210，Z轴主梁21的右侧面上安装一对Z轴滑轨22；Z轴罩壳210的后侧面上连接一个Z轴拖链盒214，该Z轴拖链盒214的顶端设有Z轴拖链插口280，用于插入Z轴拖链28，该Z轴拖链盒214的左侧面的下端设有机械手拖链接口560，用于连接机械手拖链56；
Z轴移动机构包括Z轴电机23、滚珠丝杆机构25和Z轴滑板26；其中：Z轴电机23安装在Z轴主梁21的顶面；滚珠丝杆机构25通过联轴器24与Z轴电机23连接；Z轴滑板26安装在滚珠丝杆机构25的螺母座上；该Z轴滑板26的左侧面上安装一对与一对Z轴滑轨22一一适配的Z轴滑槽27；该Z轴滑板26的右侧面与Y轴滑板16的竖直板的左侧面对接。
由于滚珠丝杆25的上下端通过轴承座与Z轴主梁21紧固连接，滚珠丝杆机构25的螺母座旋转配合地套在滚珠丝杆上，而螺母座与Z轴滑板26固定连接，Z轴滑板26又与Y轴滑板16连接，Y轴滑板16安装在Y轴主梁11上只能前后移动，不能上下移动，因此螺母座通过Z轴滑板26被Y轴滑板16固定住而不能上下运动，最终当Z轴电机23转动后Z轴主梁21会被滚珠丝杆带着相对Y轴主梁11上下运动。
Z轴向臂20还设有Z轴保护机构，该Z轴保护机构包括Z轴原点感应开关211、Z轴极限感应开关212和Z轴原点极限感应片213；Z轴原点感应开关211和Z轴极限感应开关212一一对应地安装Z轴主梁21的后侧面的右端上部和后侧面的右端下部；Z轴原点极限感应片安装在Z轴滑板26的左侧面的后端下部213。
当Z轴主梁21上的Z轴原点感应开关211移动到Z轴原点极限感应片213时，Z轴原点感应开关211发出信号控制Z轴主梁21停止运动。若Z轴原点感应开关211灵敏度不高或失效时，Z轴极限感应开关212会感应到Z轴原点极限感应片213并发出控制信号及报警使Z轴主梁216停止运动，从而实现Z轴主梁21的原点和极限保护。
X轴向臂30包括在X轴主梁31和X轴移动机构。
X轴主梁31包括长度相同的上端板32、下端板32’和多个间隔地设在上端板32和下端板32’之间的支撑块；上端板32的顶面和上端板32和下端板32’的前端面上分别安装一条X轴滑轨321；上端板32和下端板32’的后端面上分别安装一条旋转臂滑轨322；
X轴移动机构包括X轴同步带轮34、一对同步带压轮35、X轴电机36和X轴同步带37；其中：X轴同步带轮34通过一Z轴支座33安装在Z轴主梁21的下端；一对同步带压轮35安装在Z轴支座33上并分别位于X轴同步带轮34的左侧下方和右侧下方；X轴电机36与X轴同步带轮34连接；X轴同步带37的左端通过左端压紧块371固定在X轴主梁31的上端板32的左端，该X轴同步带37的右端从位于X轴同步带轮34的左侧下方的同步带压轮35的下端进入Z轴支座33并向上绕在X轴同步带轮34上，再从位于X轴同步带轮34的右侧下方的同步带压轮35的下端穿出Z轴支座33后通过右端压紧块372固定在X轴主梁31的上端板32的右端；由于X轴同步带37要绕过X轴同步带轮34，因此它的长度大于X轴主梁31的长度。
当X轴电机36驱动X轴同步带轮34转动时，由于X轴同步带轮34通过Z轴支座33固定在Z轴主梁21的下端，只能随着Z轴主梁21上下运动，不能左右运动，因此X轴同步带37就被X轴同步带轮34带动，使X轴主梁31在Y轴主梁11的下方并相对Z轴主梁21左右运动。
旋转臂移动机构包括一对旋转臂同步带轮41、旋转臂同步带42、旋转臂滑板43和X轴滑板44，其中：一对旋转臂同步带轮41分别安装在X轴主梁31的上端板32和下端板32’之间的两头；旋转臂同步带42绕包在一对旋转臂同步带轮41上；旋转臂滑板43通过同步带压块安装在旋转臂同步带42上并位于X轴主梁31的后端面，该旋转臂滑板43的右侧面设置两条与旋转臂滑轨322一一适配的旋转臂滑槽；X轴滑板44通过同步带压块安装在旋转臂同步带42上并位于X轴主梁31的前端面，该X轴滑板44的横截面也呈倒置的L形，该X轴滑板44的水平板固定连接在Z轴支座33的下端；该X轴滑板44上设置三条与X轴滑轨321一一适配的X轴滑槽。
在X轴电机36驱动下，X轴主梁31被安装在Z轴主梁21下端的X轴同步带轮34带动下左右运动时，由于用于安装X轴同步带轮34的Z轴支座33固定在Z轴主梁21的下端，固定在Z轴支座33下端的X轴滑板44相对固定不能左右运动，但却在X轴主梁31运动的同时带动位于与X轴主梁31前端面的旋转臂同步带42与X轴主梁31反向运动，即使X轴滑板44与X轴主梁31反向运动，而使固定在旋转臂同步带42上并位于X轴主梁31后端面的旋转臂滑板43与X轴主梁31同向运动，从而使旋转臂滑板43既要随着X轴主梁31运动，又被旋转臂同步带42带着与X轴主梁31同向运动，最终旋转臂滑板43以两倍于X轴主梁31的运动速度与X轴滑板44同向运动。
X轴向臂30还设有X轴保护机构(图中未示)，该X轴保护机构包括一个X轴原点感应开关、左X轴极限感应开关、右X轴极限感应开关、一个模外安全感应开关、一个X轴原点感应片、左X轴极限感应片、右X轴极限感应片和模外安全感应片；X轴原点感应开关和右X轴极限感应开关一一对应地安装在X轴滑板44的右侧面的上、下部，模外安全感应开关和左X轴极限感应开关一一对应地安装在X轴滑板44的左侧面的上、下部；X轴原点感应片安装在X轴主梁31的上端板32的后端面右端；左X轴极限感应片、右X轴极限感应片一一对应地安装在X轴主梁31的下端板32’的前端面左、右端；模外安全感应片安装在X轴主梁31的上端板32的后端面左端。
当X轴主梁31上的X轴原点感应片移动到X轴滑板44上的原点感应开关时，原点感应开关发出信号控制X轴主梁31停止运动。若原点感应开关灵敏度不高或失效时，X轴滑板44上的右X轴极限感应开关会感应到X轴主梁31上的右X轴极限感应片并发出控制信号及报警，使X轴主梁31停止运动从而实现X轴主梁31的原点和极限保护。
侧取机械手50包括固定座51、旋转电机52、旋转支撑板53和机械手54；其中：固定座51安装在旋转臂滑板43的后侧面上；旋转电机52安装在固定座51的左端；旋转支撑板53连接在旋转电机52上并位于固定座51的右端；治具板54安装在旋转支撑板53上；该治具板54上安装多组吸盘。固定座51上还安装一个机械手拖链盒55，该机械手拖链盒55的左端设有机械手拖链插口，用于插入机械手拖链56。
侧取机械手50还设有防撞机构，该防撞机构包括一安装在旋转臂滑板43的下端面的防撞块和两个分别安装在X轴主梁31的下端板32’的左端和右部的撞击感应开关。
在工作中，只有保证X轴主梁31与侧取机械手50离注塑机200一定的安全距离后注塑机20才能工作，此时在X轴主梁31上装有模外安全感应片，当模外安全感应片移动到安装在X轴滑板44上的模外安全感应开关时，模外安全感应开关发出控制信号表示注塑机200为绝对安全工作。
Y轴电机14、Z轴电机23和X轴电机36均为伺服电机。
本发明的刀叉勺的侧取装置的工作过程是：
首先，侧取机械手50在X轴电机36的驱动下沿X轴主梁31向右移动，并在Z轴电机23的驱动下朝上移动，在Y轴电机14的驱动下向后移动，使治具板54上的吸盘从注塑机200内吸取刀叉勺注塑件；接着，治具板54在Y轴电机14的驱动下向前移动，并在X轴电机36的驱动下沿X轴主梁31向左移动到冲料头工作台400的上方，然后在旋转电机52的驱动下使治具板54旋转90°，即将治具板54上的吸盘由朝后转到朝下，再在Z轴电机23的驱动下，治具板54沿Z轴主梁21朝下移动到冲料头工作台400上，最终释放吸盘，使刀叉勺注塑件准确的放置在冲料头工作台400的治具中。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种刀叉勺的侧取装置，安装在刀叉勺的注塑包装系统的注塑机左侧的侧取机架内并包括取料机构和安装在取料机构上的侧取机械手，其特征在于，
所述取料机构包括Y轴向臂、Z轴向臂、X轴向臂和旋转臂移动机构；
所述Y轴向臂包括Y轴主梁和Y轴移动机构，所述Y轴主梁的右侧面固定在所述侧取机架上；所述Y轴移动机构包括一一对应地安装在所述Y轴主梁的前、后端的主、从同步带轮、与主同步带轮连接的Y轴电机、绕包在主、从同步带轮上的Y轴同步带、安装在Y轴同步带上的Y轴滑板；
所述Z轴向臂包括Z轴主梁和Z轴移动机构；所述Z轴移动机构包括安装在所述Z轴主梁顶面的Z轴电机、与Z轴电机连接的滚珠丝杆机构和安装在滚珠丝杆机构的螺母座上的Z轴滑板，该Z轴滑板与所述Y轴滑板的竖直板连接；
所述X轴向臂包括在X轴主梁和X轴移动机构；所述X轴主梁上、下端板和多个间隔地设在上、下端板之间的支撑块；所述X轴移动机构包括通过一Z轴支座安装在所述Z轴主梁下端的X轴同步带轮、与X轴同步带轮连接的X轴电机、安装在X轴主梁的上端板上并绕在X轴同步带轮上的X轴同步带；
所述旋转臂移动机构包括一对分别安装在所述X轴主梁的上、下端板之间的两头的旋转臂同步带轮、绕包在一对旋转臂同步带轮上的旋转臂同步带、安装在旋转臂同步带上并位于X轴主梁的后端面的旋转臂滑板和安装在旋转臂同步带上并位于X轴主梁的前端面且固定在所述Z轴支座的下端的X轴滑板；
所述侧取机械手包括安装在所述旋转臂滑板的后侧面上的固定座、安装在固定座的左端的旋转电机、连接在旋转电机上并位于固定座的右端的旋转支撑板和安装在旋转支撑板上的治具板。
2.根据权利要求1所述的刀叉勺的侧取装置，其特征在于，所述Y轴滑板的顶面上安装一Y轴拖链壳，该Y轴拖链壳的上端设有Z轴拖链接口，该Y轴拖链壳的右侧面中部设有Y轴拖链接口。
3.根据权利要求1所述的刀叉勺的侧取装置，其特征在于，所述Z轴主梁为带有一右端开口的Z轴罩壳的框架体，该Z轴罩壳的后侧面上连接一个Z轴拖链盒，该Z轴拖链盒的顶端设有Z轴拖链插口，该Z轴拖链盒的左侧面的下端设有X轴拖链接口。
4.根据权利要求1所述的刀叉勺的侧取装置，其特征在于，所述侧取机械手的固定座上还安装一个X轴拖链盒，该X轴拖链盒的左端设有X轴拖链插口。
5.根据权利要求1所述的刀叉勺的侧取装置，其特征在于，所述X轴移动机构还包括一对安装在所述Z轴支座上并分别位于所述X轴同步带轮的左、右侧下方的同步带压轮。
6.根据权利要求1所述的刀叉勺的侧取装置，其特征在于，所述Y轴向臂还设有Y轴保护机构，该Y轴保护机构包括一一对应地安装在Y轴主梁的上端面的前端和后部的Y轴极限感应开关和Y轴原点感应开关和安装在所述Y轴滑板的前部的Y轴原点极限感应片。
7.根据权利要求1所述的刀叉勺的侧取装置，其特征在于，所述Z轴向臂还设有Z轴保护机构，该Z轴保护机构包括一一对应地安装Z轴主梁的后侧面的右端上部和后侧面的右端下部的Z轴原点感应开关和Z轴极限感应开关和安装在所述Z轴滑板的左侧面的后端下部的Z轴原点极限感应片。
8.根据权利要求1所述的刀叉勺的侧取装置，其特征在于，所述X轴向臂还设有X轴保护机构，该X轴保护机构包括一一对应地安装在X轴滑板的右侧面的上、下部的X轴原点感应开关和右X轴极限感应开关、一一对应地安装在X轴滑板的左侧面的上、下部模外安全感应开关和左X轴极限感应开关、安装在X轴主梁的上端板的后端面右端的X轴原点感应片；一一对应安装在X轴主梁的下端板的前端面左、右端的左、右X轴极限感应片和安装在X轴主梁的上端板的后端面左端的模外安全感应片。
9.根据权利要求1所述的刀叉勺的侧取装置，其特征在于，所述侧取机械手还设有防撞机构，该防撞机构包括一安装在所述旋转臂滑板的下端面的防撞块和两个分别安装在所述X轴主梁的下端板的左端和右部的撞击感应开关。
10.根据权利要求1所述的刀叉勺的侧取装置，其特征在于，所述治具板上安装多组吸盘。
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