CN107649413A - 一种零件分拣装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种零件分拣装置，包括分拣台、摆放架、Y向横梁、X向横梁、Y向连接杆、双自由度分拣头和抓手。Y向横梁通过机架与分拣台相连接，Y向横梁底部设置有Y向滑轨。X向横梁通过滑块与Y向滑轨滑动连接，X向横梁底部设置有与Y向滑轨相垂直的X向滑轨。Y向连接杆通过滑块与X向滑轨滑动连接，Y向连接杆与Y向横梁相平行。双自由度分拣头设置在Y向连接杆的另一端，双自由度分拣头沿Z轴竖向设置，能够沿Z轴旋转且能高度能够升降。抓手设置在双自由度分拣头的底部，抓手能实现对套裁后板材中各种形状零件的自动抓取。本发明能将激光“套裁”切割后的零件进行自动分拣、分类，从而能满足自动化生产线的自动化折弯要求。

Description

一种零件分拣装置
技术领域
本发明涉及金属薄板零件自动化加工领域，特别是一种零件分拣装置。
背景技术
目前，激光切割机在对板材切割时，为节省板材，通常采用“套裁”加工方式，即不同尺寸形状零件在同一块板材上进行切割加工，如图1所示，以减小废料的面积。
在自动化生产线中，激光切割机切割下来的零件，往往需要进行后续的自动化折弯。然而这些切割下来的杂乱无章的零件，完全没有办法进行后续的自动化折弯。因此，在自动化生产线中，需要对激光切割后的“套裁”零件进行分拣、分类。即把不同零件分拣出来，并且分类摞成摞摆放。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种零件分拣装置，该零件分拣装置能将激光“套裁”切割后的零件进行自动分拣、分类，从而能满足自动化生产线的自动化折弯要求。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种零件分拣装置，包括分拣台、摆放架、Y向横梁、X向横梁、Y向连接杆、双自由度分拣头和抓手。
分拣台用于放置激光切割机套裁后的板材及零件。
摆放架设置在分拣台的一侧。
Y向横梁通过机架与分拣台相连接，Y向横梁底部设置有Y向滑轨。
X向横梁通过滑块与Y向滑轨滑动连接，X向横梁底部设置有与Y向滑轨相垂直的X向滑轨。
Y向连接杆通过滑块与X向滑轨滑动连接，Y向连接杆与Y向横梁相平行。
双自由度分拣头设置在Y向连接杆的另一端，双自由度分拣头沿Z轴竖向设置，能够沿Z轴旋转且能高度能够升降。
抓手设置在双自由度分拣头的底部，抓手能实现对套裁后板材中各种形状零件的自动抓取。
双自由度分拣头为螺纹驱动头，螺纹驱动头包括螺纹螺杆、螺母A、螺母B、旋转套筒和螺母驱动装置；螺纹螺杆的上半部分设置有螺纹A，螺纹螺杆的下半部分设置有螺纹B；螺纹A和螺纹B的螺纹方向相反；螺母A与螺纹A形成螺纹副连接，螺母B与螺纹B形成螺纹副连接；旋转套筒同轴套装在螺纹螺杆的外周，且旋转套筒的顶部内壁面与螺母A的外表面相铰接，旋转套筒的底部内壁面与螺母B的外表面相铰接；螺母A和螺母B能在对应螺母驱动装置的驱动下，实现同向旋转和反向旋转。
螺母A和螺母B的外表面设置有截面呈L形的环形凹槽，其中，环形凹槽的竖直环面形成与旋转套筒相铰接的铰接面，环形凹槽的水平环面则形成对旋转套筒顶面或底面进行限位阻挡的阻挡面。
双自由度分拣头为花键驱动头，花键驱动头包括花键螺杆、花键螺母、螺纹螺母、旋转套筒和螺母驱动装置；花键螺杆外表面交错均匀布设有螺旋形的花键槽和螺纹；其中，花键螺母与花键槽之间形成花键副连接，螺纹螺母与螺纹之间形成螺纹副连接；旋转套筒同轴套装在花键螺杆的外周，且旋转套筒的内壁面分别与花键螺母和螺纹螺母的外表面相铰接；花键螺母和螺纹螺母均能在对应螺母驱动装置的作用下，进行旋转。
花键螺母和螺纹螺母的外表面设置有截面呈L形的环形凹槽，其中，环形凹槽的竖直环面形成与旋转套筒相铰接的铰接面，环形凹槽的水平环面则形成对旋转套筒顶面或底面进行限位阻挡的阻挡面。
抓手包括抓手安装板、吸附手指和视觉探头；抓手安装板顶部与双自由度分拣头的底部固定连接，抓手安装板的底部设置有视觉探头和若干个吸附手指；每个吸附手指均与吸附驱动装置相连接，且均能在吸附驱动装置的驱动下实现吸附的连接与断开；视觉探头和吸附驱动装置均与计算机相连接。
每个吸附手指均为电磁铁块或真空吸盘。
机架为C型机架。
本发明具有如下有益效果：上述抓手能识别零件形状，并调整相应部分的吸附手指进行吸附连接，在Y向横梁、X向横梁、Y向连接杆以及双自由度分拣头的带动下，即可实现各种零件的自动抓取，并放置在对应的摆放架上。从而，能将激光“套裁”切割后的零件进行自动分拣、分类，从而能满足自动化生产线的自动化折弯要求。
附图说明
图1显示了激光切割机切割后零件的摆放示意图。
图2显示了本发明一种零件分拣装置的结构示意图一。
图3显示了本发明一种零件分拣装置的结构示意图二。
图4显示了本发明中抓手的结构示意图。
图5显示了本发明中双自由度分拣头第一种实施例的结构示意图。
图6显示了本发明中双自由度分拣头第二种实施例的结构示意图。
图7显示了本发明中双自由度分拣头第二种实施例的剖面结构示意图。
其中有：
10.板材；11.零件；
20.分拣台；
30.摆放架；
40.Y向横梁；41.C型机架；42.Y向滑轨；
50.X向横梁；51.X向滑轨；
60.Y向连接杆；
70.双自由度分拣头；
71.螺纹螺杆；711.螺纹A；712.螺纹B；72.螺母A；721.铰接面；722.阻挡面；723.驱动面；73.螺母B；74.旋转套筒；
81.花键螺杆；811.花键槽；812.螺纹；82.花键螺母；821.花键副；83.螺纹螺母；831.螺纹副；
90.抓手；91.抓手安装板；92.吸附手指；93.视觉探头。
具体实施方式
下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图2和图3所示，一种零件分拣装置，包括分拣台20、摆放架30、Y向横梁40、X向横梁50、Y向连接杆60、双自由度分拣头70和抓手90。
分拣台用于放置激光切割机套裁后的板材及零件，分拣台可以设置在激光切割机的下游，通过自动传输线将激光切割机套裁后的板材10及零件11自动传送至分拣台上。
摆放架设置在分拣台的一侧，摆放架的数量根据套裁后零件的种类数量进行设置。
Y向横梁通过机架与分拣台相连接，机架优选为C型机架41。
Y向横梁底部设置有Y向滑轨42。
X向横梁通过滑块与Y向滑轨滑动连接，X向横梁底部设置有与Y向滑轨相垂直的X向滑轨51。
Y向连接杆通过滑块与X向滑轨滑动连接，Y向连接杆与Y向横梁相平行。
双自由度分拣头设置在Y向连接杆的另一端，双自由度分拣头沿Z轴竖向设置，能够沿Z轴旋转且能高度能够升降，双自由度分拣头能够带动抓手做“升降”和“旋转”两个自由度的运动。
通过X向横梁、Y向连接杆以及双自由度分拣头，实现水平X方向（横梁方向）、Y方向平动（横梁垂直方向），绕Z轴的转动（竖直），沿Z轴平动的4个自由度的运动。
双自由度分拣头的结构具有如下两种优选实施例：
第一种实施例
如图5所示，双自由度分拣头为螺纹驱动头，螺纹驱动头包括螺纹螺杆71、螺母A 72、螺母B 73、旋转套筒74和螺母驱动装置。
螺纹螺杆的上半部分设置有螺纹A 711，螺纹螺杆的下半部分设置有螺纹B 712；螺纹A和螺纹B的螺纹方向相反；螺母A与螺纹A形成螺纹副连接，螺母B与螺纹B形成螺纹副连接。
螺母A和螺母B的外表面优选设置有截面呈L形的环形凹槽，其中，环形凹槽的竖直环面形成与旋转套筒相铰接的铰接面721，环形凹槽的水平环面则形成对旋转套筒顶面或底面进行限位阻挡的阻挡面722，螺母A和螺母B均还优选具有驱动面723。
旋转套筒同轴套装在螺纹螺杆的外周，且旋转套筒的顶部内壁面与螺母A的铰接面相铰接，旋转套筒的底部内壁面与螺母B的铰接面相铰接；螺母A和螺母B能在对应螺母驱动装置的驱动下，实现同向旋转和反向旋转。
螺母A与B同向旋转，实现绕Z轴的旋转驱动，反向旋转，实现沿Z轴的升降运动（平动）。结构紧凑，小巧，集成度高，易于控制。
上述螺母驱动装置优选为电机等，电机通过皮带与驱动面相连接。
第二种实施例
如图6和图7所示，双自由度分拣头为花键驱动头，花键驱动头包括花键螺杆81、花键螺母82、螺纹螺母83、旋转套筒74和螺母驱动装置；花键螺杆外表面交错均匀布设有螺旋形的花键槽811和螺纹812。
花键螺母与花键槽之间形成花键副821连接，螺纹螺母与螺纹之间形成螺纹副831连接。
花键螺母和螺纹螺母的外表面均优选设置有截面呈L形的环形凹槽，其中，环形凹槽的竖直环面形成与旋转套筒相铰接的铰接面721，环形凹槽的水平环面则形成对旋转套筒顶面或底面进行限位阻挡的阻挡面722，花键螺母和螺纹螺母均还优选具有驱动面723。
旋转套筒同轴套装在花键螺杆的外周，且旋转套筒的内壁面分别与花键螺母和螺纹螺母的铰接面相铰接；花键螺母和螺纹螺母均能在对应螺母驱动装置的作用下，进行旋转。
花键螺母旋转，实现绕Z轴的旋转驱动，螺纹螺母的旋转，实现实现沿Z轴的升降运动（平动）。结构紧凑，小巧，集成度高，易于控制。
上述螺母驱动装置优选为电机等，电机通过皮带与驱动面相连接。
抓手设置在双自由度分拣头的底部，抓手能实现对套裁后板材中各种形状零件的自动抓取。
如图4所示，抓手包括抓手安装板91、吸附手指92和视觉探头93。
抓手安装板顶部与双自由度分拣头的底部固定连接，抓手安装板的底部设置有视觉探头和若干个吸附手指；每个吸附手指均与吸附驱动装置相连接，且均能在吸附驱动装置的驱动下实现吸附的连接与断开；视觉探头和吸附驱动装置均与计算机相连接。
每个吸附手指均优选为电磁铁块或真空吸盘，吸附驱动装置则优选为电源或真空泵。
上述计算机内存储有各种需切割零件的形状及类型（现有技术），视觉探头将自动识别出零件的形状、位置和方向，根据识别的零件形状，调整相应部分的吸附手指进行吸附连接，在Y向横梁40、X向横梁50、Y向连接杆60以及双自由度分拣头70的带动下，即可实现各种零件的自动抓取，并放置在对应的摆放架上。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种零件分拣装置，其特征在于：包括分拣台、摆放架、Y向横梁、X向横梁、Y向连接杆、双自由度分拣头和抓手；
分拣台用于放置激光切割机套裁后的板材及零件；
摆放架设置在分拣台的一侧；
Y向横梁通过机架与分拣台相连接，Y向横梁底部设置有Y向滑轨；
X向横梁通过滑块与Y向滑轨滑动连接，X向横梁底部设置有与Y向滑轨相垂直的X向滑轨；
Y向连接杆通过滑块与X向滑轨滑动连接，Y向连接杆与Y向横梁相平行；
双自由度分拣头设置在Y向连接杆的另一端，双自由度分拣头沿Z轴竖向设置，能够沿Z轴旋转且能高度能够升降；
抓手设置在双自由度分拣头的底部，抓手能实现对套裁后板材中各种形状零件的自动抓取。
2.根据权利要求1所述的零件分拣装置，其特征在于：双自由度分拣头为螺纹驱动头，螺纹驱动头包括螺纹螺杆、螺母A、螺母B、旋转套筒和螺母驱动装置；螺纹螺杆的上半部分设置有螺纹A，螺纹螺杆的下半部分设置有螺纹B；螺纹A和螺纹B的螺纹方向相反；螺母A与螺纹A形成螺纹副连接，螺母B与螺纹B形成螺纹副连接；旋转套筒同轴套装在螺纹螺杆的外周，且旋转套筒的顶部内壁面与螺母A的外表面相铰接，旋转套筒的底部内壁面与螺母B的外表面相铰接；螺母A和螺母B能在对应螺母驱动装置的驱动下，实现同向旋转和反向旋转。
3.根据权利要求2所述的零件分拣装置，其特征在于：螺母A和螺母B的外表面设置有截面呈L形的环形凹槽，其中，环形凹槽的竖直环面形成与旋转套筒相铰接的铰接面，环形凹槽的水平环面则形成对旋转套筒顶面或底面进行限位阻挡的阻挡面。
4.根据权利要求1所述的零件分拣装置，其特征在于：双自由度分拣头为花键驱动头，花键驱动头包括花键螺杆、花键螺母、螺纹螺母、旋转套筒和螺母驱动装置；花键螺杆外表面交错均匀布设有螺旋形的花键槽和螺纹；其中，花键螺母与花键槽之间形成花键副连接，螺纹螺母与螺纹之间形成螺纹副连接；旋转套筒同轴套装在花键螺杆的外周，且旋转套筒的内壁面分别与花键螺母和螺纹螺母的外表面相铰接；花键螺母和螺纹螺母均能在对应螺母驱动装置的作用下，进行旋转。
5.根据权利要求4所述的零件分拣装置，其特征在于：花键螺母和螺纹螺母的外表面设置有截面呈L形的环形凹槽，其中，环形凹槽的竖直环面形成与旋转套筒相铰接的铰接面，环形凹槽的水平环面则形成对旋转套筒顶面或底面进行限位阻挡的阻挡面。
6.根据权利要求1所述的零件分拣装置，其特征在于：抓手包括抓手安装板、吸附手指和视觉探头；抓手安装板顶部与双自由度分拣头的底部固定连接，抓手安装板的底部设置有视觉探头和若干个吸附手指；每个吸附手指均与吸附驱动装置相连接，且均能在吸附驱动装置的驱动下实现吸附的连接与断开；视觉探头和吸附驱动装置均与计算机相连接。
7.根据权利要求6所述的零件分拣装置，其特征在于：每个吸附手指均为电磁铁块或真空吸盘。
8.根据权利要求1所述的零件分拣装置，其特征在于：机架为C型机架。
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