CN107597999A - 一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手，包括安装在沿直角方向固定连接用的两根呈长直线形的L型角板，原料自动提升机构，可移动式原料堆置机构，送料旋转式机械手臂机构，落料台机构。本发明的原料自动提升机构、送料旋转式机械手臂机构经伺服电机驱动，滚珠丝杠旋转带动可移动式堆置机构上升和旋转机械臂的配合实现薄片零件的上料过程，旋转机械臂的回转经落料挡块实现薄片零件自动下料过程。本发明能自动高效的实现薄片零件自动上下料过程。本发明结构简单，操作方便安全，大大降低了工人的劳动强度，提高了经济性，满足市场需求。

Description

一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手

技术领域

本发明涉及机械手领域，具体是一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手。

背景技术

随着先进制造技术的快速发展，冲压技术也在深度和广度上都取得了前所未有的发展。然而，目前我国的薄片零件冲压行业，冲压加工过程常常是采用人工上下料。人工上下料强度高、效率低、环境恶劣、危险性大。而目前研制的大部分机械手用于的产品规格单一，取料高度固定，不易调整，并且灵活性差、价格昂贵、效率低、精度差，无法满足市场需求。因此，设计一种结构合理、能用于不同产品、效率和精度较高、经济实用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用于薄片零件的自动上下料旋转机械手，实现在薄片零件冲压加工中满足自动提升以保持原料堆顶层高度完成上料过程，并可自动完成下料过程。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手，其特征在于：包括原料自动提升机构、可移动式原料堆置机构、送料旋转式机械手臂机构、落料台机构，其中：

送料旋转式机械手臂机构包括基座框架，基座框架内竖直固定安装有支撑件，支撑件顶端从基座框架顶面穿出，且支撑件顶端支撑安装有第一伺服电机，第一伺服电机输出轴竖直向上，还包括水平设置的旋转机械臂，旋转机械臂通过中心位置固定安装在第一伺服电机输出轴轴端，由第一伺服电机带动旋转机械臂360度旋转，旋转机械臂两臂端底部分别安装有吸盘；

原料自动提升机构设置在送料旋转式机械手臂机构中基座框架左侧外，原料自动提升机构包括水平的底板，底板上安装有具有一定竖直高度的空心箱体，空心箱体右侧箱壁朝向送料旋转式机械手臂机构，且空心箱体右侧箱壁中间设有竖直的开口，空心箱体前、后侧箱外壁分别固定有竖直的第一滑动导轨，每个第一滑动导轨上分别滑动安装有第一导轨滑块，空心箱体内上、下端之间转动安装有中心轴竖直的滚珠丝杠，空心箱体顶部还安装有第二伺服电机，第二伺服电机与滚珠丝杠上端传动连接，由第二伺服电机驱动滚珠丝杠转动，所述滚珠丝杠上螺纹装配有滚珠螺母，由滚珠螺母与滚珠丝杠构成滚珠丝杠螺母副，滚珠螺母固定连接有提升固定板，提升固定板从空心箱体右侧箱壁开口垂直穿出，还包括水平的U型提升架， U型提升架两U型臂臂端一一对应固定在第一导轨滑块上，使U型提升架架设在空心箱体右侧箱壁外，U型提升架两U型臂之间连接有上横杆，上横杆固定在提升固定板上；

可移动式原料堆置机构安装在U型提升架上，可移动式原料堆置机构包括一对沿前后水平方向设置的第二滑动导轨，两个第二滑动导轨分别通过中间位置水平固定在U型提升架上，每个第二滑动导轨上分别滑动安装有第二导轨滑块，两个第二导轨滑块上共同支撑安装有水平的原料堆置台，原料堆置台上竖直安装有原料托棒；

落料台机构设置在送料旋转式机械手臂机构中基座框架前侧外，落料台机构包括竖直的落料架，落料架内中间竖直安装有落料托棒，落料托棒上端从落料架顶部穿出。

所述的一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手，其特征在于：所述送料旋转式机械手臂机构中，基座框架底部后侧边通过沿左右水平方向设置的直线形的L型角铁与原料自动提升机构中的底板连接为一体，基座框架底部右侧边通过沿前后水平方向设置的直线形的L型角铁与落料台机构中落料架底部右侧边连接为一体，构成整体的机械手结构。

所述的一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手，其特征在于：所述送料旋转式机械手臂机构中，基座框架内设有矩形座，矩形座紧靠基座框架底部后侧边和底部右侧边，支撑件包括竖直安装在矩形座顶部的支撑座，支撑座一侧底部通过固定角板与矩形座顶部固定连接，支撑座另一侧通过固定角板与基座框架顶部后侧边固定连接，支撑座上端从基座框架顶部穿出，且支撑座上端中心竖直连接有连接杆，连接杆上端固定连接有呈竖直的电机U型安装板，所述第一伺服电机竖直安装在电机U型安装板中。

所述的一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手，其特征在于：所述送料旋转式机械手臂机构中，旋转机械臂顶部中间固定有中心轴竖直的旋转轴套，旋转机械臂顶部还设有呈对称夹持旋转轴套的旋转连接杆，所述第一伺服电机输出轴通过联轴器与一个减速器的输入轴共中心轴连接，减速器的输出轴穿过旋转机械臂后共中心轴固定安装在旋转轴套内 旋转机械臂两臂端底部分别各自安装有一对吸盘，每个臂端底部的两吸盘相对于旋转机械臂中轴线呈相互对称。

所述的一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手，其特征在于：原料自动提升机构中，滚珠丝杠上端从空心箱体顶部穿出，且滚珠丝杠上端共中心轴固定有带轮，第二伺服电机安装在空心箱体顶部左侧，第二伺服电机输出轴设置向上，且第二伺服电机输出轴轴端共中心轴固定有另一带轮，两带轮之间通过传动带传动连接。

所述的一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手，其特征在于：原料自动提升机构中，提升固定板包括固定在滚珠螺母上端面的固定板，固定板从空心箱体右侧箱壁开口垂直穿出，固定板穿出端底部通过竖直的连接板和肋板固定连接有水平的提升板，所述U型提升架中上横杆固定在提升板上。

所述的一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手，其特征在于：可移动式原料堆置机构中，原料托棒有两个为二工位设计，原料托棒分别竖直固定在原料堆置台上位于原料堆置台中轴线位置。

所述的一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手，其特征在于：落料台机构中，落料架顶部内壁对称安装有落料挡块，且落料挡块顶端高于落料托棒上端。

所述的一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手，其特征在于：原料托棒和落料托棒的设置高度均低于吸盘，且原料托棒和落料托棒的外圆面与旋转机械臂的两端面位置关系相离。

本发明优点为：（1）该机械手实现冲压加工上下料过程的自动化，大大降低了工人的劳动强度和风险性，提高了经济性和生产效率；（2）结构简单，安全性高，能实现自动保持原料堆顶层高度不变；（3）上下料过程吸盘吸附紧密平稳，精度较高；（4）旋转机械臂采用直线型对称臂，每旋转一圈可实现两片零件的加工；（5）原料堆置台为两工位设计，简化操作过程，方便快捷。

附图说明

图1是本发明一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手整体结构示意图。

图2是本发明一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手的原料自动提升机构结构示意图，其中：

图2a为带空心箱体时示意图，图2b为没有空心箱体时示意图。

图3是本发明一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手的可移动式原料堆置机构结构示意图。

图4是本发明一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手的送料旋转式机械手臂机构结构示意图。

图5是本发明一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手的落料台机构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手，包括原料自动提升机构1、可移动式原料堆置机构2、送料旋转式机械手臂机构3、落料台机构4，其中：

如图4所示，送料旋转式机械手臂机构3包括基座框架31，基座框架31内竖直固定安装有支撑件，支撑件顶端从基座框架31顶面穿出，且支撑件顶端支撑安装有第一伺服电机42，第一伺服电机42输出轴竖直向上，还包括水平设置的旋转机械臂38，旋转机械臂38通过中心位置固定安装在第一伺服电机42输出轴轴端，由第一伺服电机42带动旋转机械臂38 360度旋转，旋转机械臂38两臂端底部分别安装有吸盘36；

如图2所示，原料自动提升机构1设置在送料旋转式机械手臂机构3中基座框架31左侧外，原料自动提升机构1包括水平的底板7，底板7上安装有具有一定竖直高度的空心箱体6，空心箱体6右侧箱壁朝向送料旋转式机械手臂机构3，且空心箱体6右侧箱壁中间设有竖直的开口，空心箱体 6 前、后侧箱外壁分别固定有竖直的第一滑动导轨16，每个第一滑动导轨16上分别滑动安装有第一导轨滑块15 ，空心箱体6内上、下端之间转动安装有中心轴竖直的滚珠丝杠17，空心箱体6顶部还安装有第二伺服电机23，第二伺服电机23与滚珠丝杠17上端传动连接，由第二伺服电机23驱动滚珠丝杠17转动，滚珠丝杠17上螺纹装配有滚珠螺母25，由滚珠螺母25与滚珠丝杠17构成滚珠丝杠螺母副，滚珠螺母25固定连接有提升固定板，提升固定板从空心箱体6右侧箱壁开口垂直穿出，还包括水平的U型提升架9， U型提升架9两U型臂臂端一一对应固定在第一导轨滑块15上，使U型提升架9架设在空心箱体6右侧箱壁外，U型提升架9两U型臂之间连接有上横杆11，上横杆11固定在提升固定板上；

如图3所示，可移动式原料堆置机构1安装在U型提升架9上，可移动式原料堆置机构2包括一对沿前后水平方向设置的第二滑动导轨28，两个第二滑动导轨28分别通过中间位置水平固定在U型提升架9上，每个第二滑动导轨28上分别滑动安装有第二导轨滑块26，两个第二导轨滑块26上共同支撑安装有水平的原料堆置台30，原料堆置台30上竖直安装有原料托棒29；

如图5所示，落料台机构4设置在送料旋转式机械手臂机构3中基座框架31前侧外，落料台机构4包括竖直的落料架43，落料架43内中间竖直安装有落料托棒44，落料托棒44上端从落料架43顶部穿出。

如图1、图4所示，送料旋转式机械手臂机构3中，基座框架31底部后侧边通过沿左右水平方向设置的直线形的L型角铁5与原料自动提升机构2中的底板7连接为一体，基座框架31底部右侧边通过沿前后水平方向设置的直线形的L型角铁与落料台机构4中落料架43底部右侧边连接为一体，构成整体的机械手结构。

如图4所示，送料旋转式机械手臂机构3中，基座框架31内设有矩形座，矩形座紧靠基座框架31底部后侧边和底部右侧边，支撑件包括竖直安装在矩形座顶部的支撑座33，支撑座33一侧底部通过固定角板32与矩形座顶部固定连接，支撑座33另一侧通过固定角板与基座框架31顶部后侧边固定连接，支撑座33上端从基座框架31顶部穿出，且支撑座33上端中心竖直连接有连接杆34，连接杆34上端固定连接有呈竖直的电机U型安装板35，第一伺服电机42竖直安装在电机U型安装板35中。

送料旋转式机械手臂机构3中，旋转机械臂38顶部中间固定有中心轴竖直的旋转轴套39，旋转机械臂38顶部还设有呈对称夹持旋转轴套39的旋转连接杆37，第一伺服电机42输出轴通过联轴器41与一个减速器40的输入轴共中心轴连接，减速器40的输出轴穿过旋转机械臂38后共中心轴固定安装在旋转轴套39内 旋转机械臂38两臂端底部分别各自安装有一对吸盘36，每个臂端底部的两吸盘36相对于旋转机械臂38中轴线呈相互对称。

如图2所示，原料自动提升机构1中，滚珠丝杠17上端从空心箱体6顶部穿出，且滚珠丝杠17上端共中心轴固定有带轮21，第二伺服电机23安装在空心箱体6顶部左侧，第二伺服电机23输出轴设置向上，且第二伺服电机23输出轴轴端共中心轴固定有另一带轮，两带轮之间通过传动带传动连接。

原料自动提升机构1中，提升固定板包括固定在滚珠螺母25上端面的固定板24，固定板24从空心箱体6右侧箱壁开口垂直穿出，固定板24穿出端底部通过竖直的连接板13和肋板12固定连接有水平的提升板10，U型提升架9中上横杆固定在提升板10上。

如图3所示，可移动式原料堆置机构2中，原料托棒29有两个为二工位设计，原料托棒29分别竖直固定在原料堆置台30上位于原料堆置台30中轴线位置。

如图5所示，落料台机构4中，落料架43顶部内壁对称安装有落料挡块45，且落料挡块45顶端高于落料托棒44上端。

原料托棒29和落料托棒44的设置高度均低于吸盘26，且原料托棒29和落料托棒44的外圆面与旋转机械臂38的两端面位置关系相离。

本发明包括沿直角方向固定连接用的两根呈长直线形的L型角板5，原料自动提升机构1、可移动式原料堆置机构2、送料旋转式机械手臂机构3、落料台机构4，其中：

如图2所示，原料自动提升机构1包括水平设置的底板7，底板7顶部中间位置竖直安装有空心箱体6，空心箱体6上端面安装有端盖18，空心箱体6下端的左右两侧分别对称连接有两个三角形支撑板8，并与水平设置的底板7顶部连接，空心箱体6前后两侧的中间位置分别竖直安装有滑动导轨16，且滑动导轨16的底部与底板7顶部连接，两块垫板14分别安装在两块导轨滑块15外侧，导轨滑块15分别滑动装配在滑动导轨16上，滚珠丝杠17中心轴竖直安装在空心箱体6的中心位置且滚珠丝杠17穿过端盖18，滚珠螺母25装配在滚珠丝杠17上形成滚珠丝杠螺母副，滚珠螺母25上端面安装有固定板24，连接板13通过肋板12分别与固定板24和提升板10连接，U型提升架9夹持安装在垫板14中间位置，U型提升架9的上横杆11底面中间位置和提升板10顶部连接，端盖18顶部设置有直线轴承19，直线轴承19装配在滚珠丝杠17上端光杆处并与光杆滑动配合，伺服电机23通过电机安装板22固定连接在空心箱体6左侧上端，并通过带轮传动机构与滚珠丝杠17传动连接，两个固定轴套20分别传动连接在两个带轮21的上端面，并分别与伺服电机23输出轴和滚珠丝杠17传动连接。

如图3所示，可移动式原料堆置机构2包括水平设置在同一平面的两根滑动导轨28、两块导轨滑块26，所述导轨滑块26分别滑动装配在滑动导轨28上，原料堆置台30通过垫板27安装在两块导轨滑块26顶部，原料托棒29竖直安装在原料堆置台30的中轴线位置上。

如图4所示，送料旋转式机械手臂机构3包括水平设置的基座框架31，支撑座33前侧底部和后侧中部通过固定角板32固定安装在基座框架31上，支撑座33的顶部安装有连接杆34，连接杆另一端安装有电机U型安装板35，电机U型安装板35上方设置有输出轴竖直向上的伺服电机42，伺服电机42的输出轴通过联轴器41与减速器40的输入轴共中心轴传动连接，减速器40的输出轴竖直向上穿过水平固定的旋转机械臂38共中心轴连接有旋转轴套39，旋转轴套39被水平设置在旋转机械臂38顶部的两根旋转连接杆37左右夹持，旋转机械臂38左右两端底面分别对称安装有一对吸盘36。

如图5所示，落料台机构4包括竖直设置的落料架43，落料架43中心位置设置的落料托棒44竖直穿过落料架43上端，落料挡块45对称安装在落料架43顶部内侧。

本发明主要由原料自动提升机构1，可移动式原料堆置机构2，送料旋转式机械手臂机构3，落料台机构4四个部分组成。原料自动提升机构1通过伺服电机23经带轮传动机构带动滚珠丝杠17传动，将薄片零件提升至指定高度位置，另一伺服电机42驱动旋转机械臂38旋转，利用检测系统在指定位置通过一段短距离的升降吸取薄片零件，再旋转将薄片零件送到加工位置，加工完毕后，旋转机械臂38另一端的吸盘36将吸取加工好的薄片零件，在回旋过程中遇到起格挡作用的落料挡块45实现下料过程。如此反复，便可以实现薄片零件的精确、平稳、高效的自动上下料。

Claims (9)

1.一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手，其特征在于：包括原料自动提升机构、可移动式原料堆置机构、送料旋转式机械手臂机构、落料台机构，其中：

送料旋转式机械手臂机构包括基座框架，基座框架内竖直固定安装有支撑件，支撑件顶端从基座框架顶面穿出，且支撑件顶端支撑安装有第一伺服电机，第一伺服电机输出轴竖直向上，还包括水平设置的旋转机械臂，旋转机械臂通过中心位置固定安装在第一伺服电机输出轴轴端，由第一伺服电机带动旋转机械臂360度旋转，旋转机械臂两臂端底部分别安装有吸盘；

原料自动提升机构设置在送料旋转式机械手臂机构中基座框架左侧外，原料自动提升机构包括水平的底板，底板上安装有具有一定竖直高度的空心箱体，空心箱体右侧箱壁朝向送料旋转式机械手臂机构，且空心箱体右侧箱壁中间设有竖直的开口，空心箱体前、后侧箱外壁分别固定有竖直的第一滑动导轨，每个第一滑动导轨上分别滑动安装有第一导轨滑块，空心箱体内上、下端之间转动安装有中心轴竖直的滚珠丝杠，空心箱体顶部还安装有第二伺服电机，第二伺服电机与滚珠丝杠上端传动连接，由第二伺服电机驱动滚珠丝杠转动，所述滚珠丝杠上螺纹装配有滚珠螺母，由滚珠螺母与滚珠丝杠构成滚珠丝杠螺母副，滚珠螺母固定连接有提升固定板，提升固定板从空心箱体右侧箱壁开口垂直穿出，还包括水平的U型提升架， U型提升架两U型臂臂端一一对应固定在第一导轨滑块上，使U型提升架架设在空心箱体右侧箱壁外，U型提升架两U型臂之间连接有上横杆，上横杆固定在提升固定板上；

可移动式原料堆置机构安装在U型提升架上，可移动式原料堆置机构包括一对沿前后水平方向设置的第二滑动导轨，两个第二滑动导轨分别通过中间位置水平固定在U型提升架上，每个第二滑动导轨上分别滑动安装有第二导轨滑块，两个第二导轨滑块上共同支撑安装有水平的原料堆置台，原料堆置台上竖直安装有原料托棒；

落料台机构设置在送料旋转式机械手臂机构中基座框架前侧外，落料台机构包括竖直的落料架，落料架内中间竖直安装有落料托棒，落料托棒上端从落料架顶部穿出。

2.根据权利要求1所述的一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手，其特征在于：所述送料旋转式机械手臂机构中，基座框架底部后侧边通过沿左右水平方向设置的直线形的L型角铁与原料自动提升机构中的底板连接为一体，基座框架底部右侧边通过沿前后水平方向设置的直线形的L型角铁与落料台机构中落料架底部右侧边连接为一体，构成整体的机械手结构。

3.根据权利要求1所述的一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手，其特征在于：所述送料旋转式机械手臂机构中，基座框架内设有矩形座，矩形座紧靠基座框架底部后侧边和底部右侧边，支撑件包括竖直安装在矩形座顶部的支撑座，支撑座一侧底部通过固定角板与矩形座顶部固定连接，支撑座另一侧通过固定角板与基座框架顶部后侧边固定连接，支撑座上端从基座框架顶部穿出，且支撑座上端中心竖直连接有连接杆，连接杆上端固定连接有呈竖直的电机U型安装板，所述第一伺服电机竖直安装在电机U型安装板中。

4.根据权利要求1所述的一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手，其特征在于：所述送料旋转式机械手臂机构中，旋转机械臂顶部中间固定有中心轴竖直的旋转轴套，旋转机械臂顶部还设有呈对称夹持旋转轴套的旋转连接杆，所述第一伺服电机输出轴通过联轴器与一个减速器的输入轴共中心轴连接，减速器的输出轴穿过旋转机械臂后共中心轴固定安装在旋转轴套内旋转机械臂两臂端底部分别各自安装有一对吸盘，每个臂端底部的两吸盘相对于旋转机械臂中轴线呈相互对称。

5.根据权利要求1所述的一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手，其特征在于：原料自动提升机构中，滚珠丝杠上端从空心箱体顶部穿出，且滚珠丝杠上端共中心轴固定有带轮，第二伺服电机安装在空心箱体顶部左侧，第二伺服电机输出轴设置向上，且第二伺服电机输出轴轴端共中心轴固定有另一带轮，两带轮之间通过传动带传动连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手，其特征在于：原料自动提升机构中，提升固定板包括固定在滚珠螺母上端面的固定板，固定板从空心箱体右侧箱壁开口垂直穿出，固定板穿出端底部通过竖直的连接板和肋板固定连接有水平的提升板，所述U型提升架中上横杆固定在提升板上。

7.根据权利要求1所述的一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手，其特征在于：可移动式原料堆置机构中，原料托棒有两个为二工位设计，原料托棒分别竖直固定在原料堆置台上位于原料堆置台中轴线位置。

8.根据权利要求1所述的一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手，其特征在于：落料台机构中，落料架顶部内壁对称安装有落料挡块，且落料挡块顶端高于落料托棒上端。

9.根据权利要求1所述的一种用于薄片零件的自动上下料旋转机械手，其特征在于：原料托棒和落料托棒的设置高度均低于吸盘，且原料托棒和落料托棒的外圆面与旋转机械臂的两端面位置关系相离。