CN107986021A - 一种上料机械手 - Google Patents

Abstract

本发明属于自动化设备技术领域，具体公开了一种上料机械手，包括上料机构和中转台。上料机构包括支撑柱和电机，电机的输出轴上固定连接有端面凸轮，端面凸轮上滑动连接有滑杆。支撑柱上连接有导轨，导轨上滑动连接有滑板，滑杆上端铰接在滑板上。滑板上固定连接有横梁，横梁上设有滑轨，滑轨上滑动连接有滑块，滑块下端连接有吸附机构，滑块和支撑柱之间铰接蛋连杆。中转台包括转盘，转盘上滑动连接有第一活塞和第二活塞，转盘内设有填充有液压油的液压腔，液压油使第一活塞和第二活塞的上端位于转盘上表面的上方。电机的输出轴上固定连接有不完全齿轮，转轴上固定连接有传动齿轮，不完全齿轮与传动齿轮啮合。本方案能实现工件的不间断上料。

Description

一种上料机械手

技术领域

本发明属于自动化设备技术领域，尤其涉及一种上料机械手。

背景技术

在机械制造过程中，车间生产线的产品在不同的工序中要连续传输，有些不是连续的生产线就需要通过人工或机械手在不同的系统设备间传递，人工的劳动强度较大，而且效率低。采用机械手传输时，若在线从前后设备间传输，则难以保证连续而又不影响前后设备的节拍。

发明内容

本发明的目的在于提供一种上料机械手，实现工件的不间断上料。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种上料机械手，包括工作台，工作台上从左至右依次设有中转台、料盘和上料机构，上料机构包括固定连接在工作台上的支撑柱和电机，电机的输出轴上固定连接有端面凸轮，端面凸轮的轮廓曲线上设有凸轮槽，凸轮槽内滑动连接有滚球，滚球上铰接有滑杆，支撑柱上固定连接有导轨，导轨上滑动连接有滑板，滑杆上端铰接在滑板上，滑板上固定连接有横梁，横梁上固定连接有中部向上弯曲的弧形的滑轨，滑轨上滑动连接有滑块，滑块下端连接有吸附机构，滑块和支撑柱之间设有连杆，连杆的两端分别铰接在滑块和支撑柱上；中转台包括转动连接在工作台上的转轴，转轴上固定连接有转盘，转盘上开设有两个左右对称的滑孔，两个滑孔内分别滑动连接有第一活塞和第二活塞，转盘内设有液压腔，液压腔与两个滑孔连通，液压腔内填充有液压油，液压油使第一活塞和第二活塞的上端位于转盘上表面的上方；电机的输出轴上固定连接有不完全齿轮，转轴上固定连接有传动齿轮，不完全齿轮与传动齿轮啮合。

本基础方案的工作原理在于：初始时，料盘上盛放有工件，吸附机构位于工件上，滑杆下端位于端面凸轮的凸轮槽的最高点，不完全齿轮的第一个齿与传动齿轮形成啮合。驱动吸附机构吸附工件，然后启动电机，电机带动端面凸轮转动。由于端面凸轮的凸轮槽内滑动连接有滚球，滚球上铰接有滑杆，所以端面凸轮转动时会带动滑杆向下运动。由于滑杆的上端与滑板铰接，而滑板滑动连接在导轨内，所以滑杆下降会带动滑板下降，同时滑板上固定连接有横梁，所以横梁会随着滑板下降。由于横梁上设有滑轨，滑轨上滑动连接有滑块，滑块上铰接有连杆，而连杆同时铰接在支撑柱上，所以横梁下降会带动连杆绕连杆与支撑柱的铰接点向下转动，同时连杆会推动滑块在滑轨上朝中转台的方向运动。当电机转动半周后，滚球会位于凸轮槽的最低点，即横梁上升到最低点，此时工件刚好位于中转台的第一活塞上。然后使吸附机构松开工件。由于活塞滑动连接在滑孔中，且液压腔内填充有液压油。所以工件位于第一活塞上时，第一活塞会受到向下的压力，从而使得第一活塞会向下滑动直到第一活塞的上端与转盘的上表面平齐，同时第一活塞会对液压油施加压力，液压油会对第二活塞施加向上的力，使得第二活塞向上滑动。然后继续驱动电机转动半周，端面凸轮会带动滑杆向上运动回到最高点，从而横梁和滑块会回到初始位置，使吸附机构会位于工件上方。启动吸附机构夹紧工件，驱动电机转动半周，使工件运送到转盘上。工件运送到转盘的过程中，电机的输出轴会带动不完全齿轮转动，而不完全齿轮与传动齿轮的第一个齿形成啮合，所以电机转动半周会带动传动齿轮转动半周。而传动齿轮与转轴固定，所以传动齿轮转动半周会带动转轴和转盘转动半周，所以第一活塞会与第二活塞交换位置，使得吸附机构放工件时会放置在第二活塞上。吸附机构将工件放置在第二活塞上时，吸附机构和工件会同时对第二活塞施加压力，使得第二活塞对液压油施加的力大于第一活塞对液压油的压力，从而第一活塞会向上升，从而会将第一活塞上的工件向外顶出，使工件落掉落到转盘外。

本基础方案的有益效果在于：本方案通过设置连杆，使连杆分别铰接在滑块和支撑柱上，所以横梁升降时能够带动滑块左右移动，使滑块的升降和滑块水平移动形成了联动，减少了一个驱动动力，节约了能源，而且联动能使滑块的运动精度更高。本方案通过端面凸轮、滑杆和滑板形成了曲柄滑块机构，实现了吸附机构的升降，同时端面凸轮转动时能够带动转盘转动，使端面凸轮的转动和转盘的转动实现联动，减少了一个驱动动力，节约了能源，减少了生产成本。实现第一活塞和第二活塞换位的同时能够将活塞上的工件顶出到传送带或者其他工位上，能够实现工件的不间断的上料，大大的提高了工作效率。

作为本方案的进一步改进，第一活塞和第二活塞上均固定连接有楔形块，两个楔形块的倾斜面均朝背对转轴的方向设置。如此设置，通过楔形块可以更容易的将工件顶出到中转台外。

作为本方案的进一步改进，所述电机为步进电机。如此设置，步进电机可以实现对端面凸轮转动角度精准的控制，提高装置的精确性。

作为本方案的进一步改进，所述吸附机构包括支撑杆和固定连接在支撑杆上的电磁吸盘，支撑杆铰接在滑块上。如此设置，结构简单，维护方便。

作为本方案的进一步改进，中转台远离上料机构的一侧设有传送带。如此设置，实现生产线的连续进行，提高工作效率。

附图说明

图1是本发明上料机械手实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

附图标记说明：工作台1、支撑柱2、料盘3、挡块4、导轨5、滑杆6、滑板7、横梁8、滑轨9、连杆10、滑块11、第二活塞12、转盘13、液压腔14、端面凸轮15、传动齿轮16、转轴17、不完全齿轮18、步进电机19、传送带20、第一活塞21。

如图1所示，一种上料机械手，包括工作台1，工作台1上从左至右依次设有中转台、料盘3和上料机构。中转台的左侧设有传送带20。中转台包括转轴17，转轴17的下端通过滚珠轴承转动连接在工作台1上。转轴17上固定连接有传动齿轮16。转轴17的上端固定连接转盘13。转盘13上开设有两个滑孔，两个滑孔内滑动连接有第一活塞21和第二活塞12，转盘13内开设有液压腔14，液压腔14两端分别与两个滑孔连通，第一活塞21和第二活塞12均与滑孔作密封性处理。第一活塞21和第二活塞12的上端均设有楔形块，两个楔形块的倾斜面均朝背对转轴17的方向设置。液压腔14内充满液压油，并且自然状态下，在液压油的作用下使第一活塞21和第二活塞12上端面均位于转盘13的上表面的上方。料盘3位于中转台的右侧，料盘3用于盛放工件，料盘3的高度高于中转台的高度。上料机构位于料盘3的右侧。上料结构包括固定连接在工作台1上的支撑柱2，支撑柱2竖直设置。支撑柱2的左侧设有电机，电机固定连接在工作台1上，电机的输出轴竖直向上设置，电机选优为步进电机19。电机的输出轴上固定连接有中心轴，中心轴上固定连接有不完全齿轮18，不完全齿轮18能够与传动齿轮16啮合，传动齿轮16和不完全齿轮18的模数等基本参数相同，传动齿轮16的轮齿为完全齿轮的轮齿的一半。中心轴的上端固定连接有圆柱状的端面凸轮15，中心轴与端面凸轮15同心设置。端面凸轮15的上端为凸轮曲线轮廓，所述端面凸轮15能够使从动件在凸轮曲线轮廓上作往复升降运动。端面凸轮15的上端沿凸轮曲线轮廓开设有凸轮槽，凸轮槽内滑动连接有滚球，凸轮槽的上端设有防止滚球向外运动的挡板。支撑柱2上固定连接有导轨5，导轨5上滑动连接有滑板7。滑板7上铰接有滑杆6，滑杆6的下端铰接在滚球上，导轨5上固定连接对滑板7限位的挡块4，挡块4位于导轨5的上下两端。滑板7上固定连接有水平设置的横梁8，横梁8位于支撑柱2的左侧。横梁8上固定连接有滑轨9，滑轨9为中部向上弯曲的弧形的滑轨9。滑轨9上滑动连接有滑块11，滑块11上铰接有连杆10，连杆10的下端铰接在支撑柱2上，连杆10的下端位于支撑柱2上表面的下方。滑块11的下端铰接有支撑杆，支撑杆上固定连接有吸附机构，所述吸附机构为电磁吸盘。

具体实施时，将工件放置在料盘3上，启动步进电机19，步进电机19驱动端面凸轮15转动，当滑杆6的下端位于凸轮槽的最上端时停止步进电机19，此时不完全齿轮18刚好与传动齿轮16的第一个齿啮合，电磁吸盘贴合于工件上表面。然后电磁吸盘通电吸附住工件，启动步进电机19，使步进电机19的输出轴转动半周，步进电机19带动端面凸轮15转动，滑杆6的下端和滚球会沿着凸轮槽的轨迹运动。滑杆6的下端会向凸轮槽最低点运动，同时滑杆6的上端带动滑板7在导轨5上向下运动。滑板7向下运动带动横梁8向下运动，由于连杆10下端铰接在支撑柱2上，连杆10的上方铰接在滑块11上，所以横梁8向下运动会带动连杆10绕连杆10与支撑柱2的铰接点向下转动，同时连杆10会推动滑块11在滑轨9上朝向左运动，即带动工件向中转台的方向运动。当步进电机19的输出轴转动半周之后，滑杆6的下端运动到凸轮槽的最低点，电磁吸盘带动工件运动到转盘13上，使工件放置在第一活塞21上。第一活塞21受到工件和电磁吸盘的压力向下滑动，第一活塞21受到的压力通过液压油传递给第二活塞12，第二活塞12向上滑动。然后电磁吸盘断电放下工件，放置新的工件到料盘3上。然后启动步进电机19，使步进电机19的输出轴转动半周，从而滑杆6的最下端会运动到滑轮槽的最高点，而滑板7会复位，使得电磁吸盘贴合于工件。然后启动步进电机19，使步进电机19的输出轴转动半周。步进电机19的输出轴转动带动中心轴转动，中心轴转动带动不完全齿轮18转动，不完全齿轮18带动传动齿轮16转动。不完全齿轮18转动半周使传动齿轮16转动半周，即转盘13转动半周，第一活塞21和第二活塞12的位置进行更换，即工件从转盘13的右侧转移到左侧。然后电磁吸盘带动新的工件放置在第二活塞12上，电磁吸盘和工件同时对第二活塞12施加向下的压力，从而第一活塞21向上顶出，第一活塞21上的工件在楔形块的作用下离开转盘13落入中转台左侧的传送带20上。电磁吸盘放下工件，步进电机19的输出轴转动半周，电磁吸盘运动到工件上，而不完全齿轮18此时的下半部没有轮齿，所以不完全齿轮18转动无法带动传动齿轮16转动，不完全齿轮18复位而转盘13不转动。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (5)

1.一种上料机械手，其特征在于：包括工作台，工作台上从左至右依次设有中转台、料盘和上料机构，上料机构包括固定连接在工作台上的支撑柱和电机，电机的输出轴上固定连接有端面凸轮，端面凸轮的轮廓曲线上设有凸轮槽，凸轮槽内滑动连接有滚球，滚球上铰接有滑杆，支撑柱上固定连接有导轨，导轨上滑动连接有滑板，滑杆上端铰接在滑板上，滑板上固定连接有横梁，横梁上固定连接有中部向上弯曲的弧形的滑轨，滑轨上滑动连接有滑块，滑块下端连接有吸附机构，滑块和支撑柱之间设有连杆，连杆的两端分别铰接在滑块和支撑柱上；中转台包括转动连接在工作台上的转轴，转轴上固定连接有转盘，转盘上开设有两个左右对称的滑孔，两个滑孔内分别滑动连接有第一活塞和第二活塞，转盘内设有液压腔，液压腔与两个滑孔连通，液压腔内填充有液压油，液压油使第一活塞和第二活塞的上端位于转盘上表面的上方；电机的输出轴上固定连接有不完全齿轮，转轴上固定连接有传动齿轮，不完全齿轮与传动齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的上料机械手，其特征在于：第一活塞和第二活塞上均固定连接有楔形块，两个楔形块的倾斜面均朝背对转轴的方向设置。

3.根据权利要求2所述的上料机械手，其特征在于：所述电机为步进电机。

4.根据权利要求3所述的上料机械手，其特征在于：所述吸附机构包括支撑杆和固定连接在支撑杆上的电磁吸盘，支撑杆铰接在滑块上。

5.根据权利要求4所述的上料机械手，其特征在于：中转台远离上料机构的一侧设有传送带。