CN108015794A - 一种蜗轮搬运及上下料机器人手爪及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蜗轮搬运及上下料机器人手爪及其应用，包括一气动夹爪；一三爪夹盘；一三爪夹盘连接板；一机器手连接板；一法兰连接环。本发明的蜗轮搬运及上下料机器人手爪能提高蜗轮加工的自动化程度；提高上下料精度，减少搬运过程的损坏，解决自动加工难以实现的问题；提高加工效率；降低成本。能够满足蜗轮加工的自动化需求，提高生产质量与效率。

Description

一种蜗轮搬运及上下料机器人手爪及其应用

技术领域

本发明涉及机器手领域，尤其涉及一种蜗轮搬运及上下料机器人手爪及其应用。

背景技术

汽车转向器能够的作用是增大转向盘传递到转向机构的力和改变力传递的方向，其性能直接影响着汽车的性能，而蜗轮是转向器的核心部件，直接影响转向器的动力性、经济型、可靠性和持久性。由于蜗轮的加工精度要求高，工序复杂，现如今蜗轮的上下料与搬运多通过人工实现，其效率低，成本高，且难以保证质量。而在实际生产中，其作业的自动化程度却远低于其它作业的自动化水平，成为提高生产率的主要制约因素。对此，国外制造业中普遍引入了机器人技术，以提高生产效率。但是现有的蜗轮加工的自动化程度较低；加工工艺流程复杂，需进行多此上下料及搬运，过程中容易出现损坏和加工误差；加工效率低；加工设备庞杂，在很大程度上限制了蜗轮加工的自动化发展。

发明内容

本发明为解决现有技术中的上述问题提出了一种蜗轮搬运及上下料机器人手爪及其应用。

首先本发明提供了一种蜗轮搬运及上下料机器人手爪。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种蜗轮搬运及上下料机器人手爪，包括

一气动夹爪，所述气动夹爪包括双气动夹爪夹持手指和平行夹持气缸；

两蜗轮夹爪，分别设置于所述气动夹爪夹持手指的外侧面，所述蜗轮夹爪前端内侧面设置有弧形夹持部，所述蜗轮夹爪的两个弧形夹持部组合形成蜗轮夹持环形；

一三爪夹盘，所述三爪夹盘包括三个三爪夹盘夹持手指；

推杆压紧装置，设置于所述三爪夹盘的三爪夹盘夹持手指中间，沿所述三爪夹盘垂直面升降；

一三爪夹盘连接板，所述三爪夹盘连接板包括两个相互垂直的侧边连接的三爪夹盘连接水平板一和三爪夹盘连接水平板二，所述三爪夹盘连接水平板一的外侧面与三爪夹盘的底面连接；

一机器手连接板，一端连接所述气动夹爪的侧面，另一端与所述三爪夹盘连接水平板二的外侧面连接，使连接后的气动夹爪和三爪夹盘的夹持方向相反；

一法兰连接环，水平设置于所述机器手连接板中间位置。

为了进一步优化上述技术方案，本发明所采取的技术措施为：

优选的，所述蜗轮夹爪包括前端的弧形夹持部与后端的夹持手指连接部。

更优选的，所述弧形夹持部连接夹持手指连接部并向内延伸设置。

优选的，所述三爪夹盘夹持手指相互为120度夹角设置。

更优选的，所述推杆压紧装置包括推杆和连接推杆顶端的蜗轮推件。

更优选的，所述蜗轮推件为三叉条形，三叉条沿三爪夹盘夹持手指之间的夹角水平延伸。

优选的，所述法兰连接环设置于机器手连接板上表面，所述气动夹爪和三爪夹盘连接水平板二均连接于所述机器手连接板下表面。

更优选的，所述法兰连接环凹环设置于所述机器手连接板上表面。

其次本发明提供了一种蜗轮搬运及上下料机器人手爪的应用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种如上所述任一项的蜗轮搬运及上下料机器人手爪的应用，将所述蜗轮搬运及上下料机器人手爪应用于蜗轮生产的上下料。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明的蜗轮搬运及上下料机器人手爪能提高蜗轮加工的自动化程度；提高上下料精度，减少搬运过程的损坏，解决自动加工难以实现的问题；提高加工效率；降低成本。能够满足蜗轮加工的自动化需求，提高生产质量与效率。

附图说明

图1为本发明一种优选实施例的蜗轮搬运及上下料机器人手爪的结构示意图；

图2为本发明一种优选实施例的蜗轮搬运及上下料机器人手爪的结构示意图；

图3为本发明一种优选实施例的蜗轮搬运及上下料机器人手爪的上料示意图；

图4为本发明一种优选实施例的气动夹爪的结构示意图；

图5为本发明一种优选实施例的气动夹爪夹持蜗轮的结构示意图；

图6为本发明一种优选实施例的气动夹爪夹持蜗轮的结构示意图；

图7为本发明一种优选实施例的三爪夹盘的结构示意图；

具体的附图标记为：

1气动夹爪；2三爪夹盘；3三爪夹盘连接板；4机器手连接板；11气动夹爪夹持手指；12平行夹持气缸；13蜗轮夹爪；131弧形夹持部；132夹持手指连接部；21三爪夹盘夹持手指；22推杆压紧装置；31三爪夹盘连接水平板一；32三爪夹盘连接水平板二；41法兰连接环；221推杆；222蜗轮推件。

具体实施方式

本发明提供了一种蜗轮搬运及上下料机器人手爪及其应用。

图1为本发明一种优选实施例的蜗轮搬运及上下料机器人手爪的结构示意图；图2为本发明一种优选实施例的蜗轮搬运及上下料机器人手爪的结构示意图；图3为本发明一种优选实施例的蜗轮搬运及上下料机器人手爪的上料示意图；图4为本发明一种优选实施例的气动夹爪的结构示意图；图5为本发明一种优选实施例的气动夹爪夹持蜗轮的结构示意图；图6为本发明一种优选实施例的气动夹爪夹持蜗轮的结构示意图；图7为本发明一种优选实施例的三爪夹盘的结构示意图。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1-3所示，一种蜗轮搬运及上下料机器人手爪，包括

一气动夹爪1，所述气动夹爪1包括双气动夹爪夹持手指11和平行夹持气缸12；

两蜗轮夹爪13，分别设置于所述气动夹爪夹持手指11的外侧面，所述蜗轮夹爪13前端内侧面设置有弧形夹持部131，所述蜗轮夹爪13的两个弧形夹持部131闭合形成蜗轮夹持环形圈；

一三爪夹盘2，所述三爪夹盘2包括三个三爪夹盘夹持手指21；

推杆压紧装置22，设置于所述三爪夹盘2的三爪夹盘夹持手指21中间，沿所述三爪夹盘2垂直面升降；

一三爪夹盘连接板3，所述三爪夹盘连接板3包括两个相互垂直的侧边连接的三爪夹盘连接水平板一31和三爪夹盘连接水平板二32，所述三爪夹盘连接水平板一31的外侧面与三爪夹盘2的底面连接；

一机器手连接板4，一端连接所述气动夹爪1的侧面，另一端与所述三爪夹盘连接水平板二32的外侧面连接，使连接后的气动夹爪1和三爪夹盘2的夹持方向相反；

一法兰连接环41，水平设置于所述机器手连接板4中间位置。

所述平行夹持气缸12连接所述气动夹爪夹持手指11，并使气动夹爪夹持手指11在水平面方向上进行滑动，使所述蜗轮夹爪13在水平面上实现夹紧和松开的滑动功能；所述弧形夹持部131设置于所述蜗轮夹爪13的最前端与蜗轮侧面夹持相接触的部分；

所述三爪夹盘2的中心部分设置有推杆压紧装置22，所述推杆压紧装置22能沿三爪夹盘2的中心沿着垂直于三爪夹盘2表面的方向升降；

三爪夹盘连接板3为两个夹角为直角的三爪夹盘连接水平板一31和三爪夹盘连接水平板二32组成，使三爪夹盘2在连接机器手连接板4时不影响其抓取蜗轮；

所述机器手连接板4的中间设置有法兰连接环41，所述法兰连接环41连接机器手，在机器手连接板4的两侧分别连接有方向相反的气动夹爪1和三爪夹盘2，使其在两个方向上具有夹持蜗轮的功能，使其能在双向上下料；

如图4-6所示，所述蜗轮夹爪13包括前端的弧形夹持部131与后端的夹持手指连接部132。

进一步的，在一种较佳的实施例中，所述弧形夹持部131连接夹持手指连接部132并向内延伸设置。

所述蜗轮夹爪13的夹持手指连接部132底面与所述气动夹爪夹持手指11的侧面连接，所述夹持手指连接部132沿竖直于气动夹爪1正面的方向往前延伸，并在超过气动夹爪夹持手指11的位置后往靠近气动夹爪中间的方向延伸，形成一往内合的蜗轮夹爪13，在其前端的弧形夹持部131与蜗轮的轴径弧形适配，使其能在蜗轮的轴向方向进行夹持；

如图7所示，所述三爪夹盘夹持手指21相互为120度夹角设置。

进一步的，在一种较佳的实施例中，所述推杆压紧装置22包括推杆221和连接推杆221顶端的蜗轮推件222。

进一步的，在一种较佳的实施例中，所述蜗轮推件222为三叉条形，三叉条沿三爪夹盘夹持手指21之间的夹角水平延伸。

所述三爪夹盘夹持手指21和推杆压紧装置22的三叉条之间的夹角优选为60度，亦可以将推杆压紧装置22设置在不阻挡三爪夹盘夹持手指21滑动的方向上，所述三叉条形的蜗轮推件222为三叉扳手类的形状，并设置于三爪夹盘2的表面，在蜗轮推件222的中间点的正下方连接有推杆221，推杆221能推动蜗轮推件222在垂直于三爪夹盘2的方向上升降。以实现其固定蜗轮位置的功能。

进一步的，在一种较佳的实施例中，所述法兰连接环41设置于机器手连接板4上表面，所述气动夹爪1和三爪夹盘连接水平板二32均连接于所述机器手连接板4下表面。

进一步的，在一种较佳的实施例中，所述法兰连接环41凹环设置于所述机器手连接板4上表面。

所述法兰连接环41设置于机器手连接板4的上表面，所述气动夹爪1和三爪夹盘2设置于所述机器手连接板4的下表面，这种设置能使机器手在最大范围内的转动而不影响到气动夹爪1和三爪夹盘2的上下料动作。

一种如上述任一项所述的蜗轮搬运及上下料机器人手爪的应用，将所述蜗轮搬运及上下料机器人手爪应用于蜗轮生产的上下料。

本蜗轮搬运及上下料机器人手爪的使用方法为：

本蜗轮搬运及上下料机器人手爪作为机器人末端执行机构，主要由气动夹爪1和三爪夹盘2组成；其中，气动夹爪1由一个平行夹持气缸12及气动夹爪夹持手指11组成；三爪夹盘2由三个三爪夹盘夹持手指21及推杆压紧装置22组成；所述三个三爪夹盘夹持手指21由一个三爪夹持气缸控制，气动夹爪1和三爪夹盘2通过连接法兰环41与机器人末端连接，通过气动夹爪1和三爪夹盘2中气缸的闭合和张开完成对蜗轮的抓取和放开。

蜗轮加工过程中，需要经过数控滚齿机的插齿、数控车床的去毛刺、清洗机的清理、退磁器的消磁以及激光打标等一系列工艺流程，最后放入指定周转箱。每个设备的上下料及设备间的搬运，蜗轮搬运及上下料机器人手爪对蜗轮的夹持姿态不同。

数控滚齿机完成插齿工艺后，蜗轮搬运及上下料机器人手爪对蜗轮进行下料处理，此时，蜗轮搬运及上下料机器人手爪采用气动夹爪1，通过对蜗轮中间轮子两侧的夹持来实现蜗轮的抓取，完成在数控滚齿机上的下料工作。

蜗轮经过插齿加工后，需要在数控车床进行去毛刺。在去毛刺之前蜗轮搬运及上下料机器人手爪需将蜗轮放在过渡台，进行姿态变换。

蜗轮搬运及上下料机器人手爪通过气动夹爪1将蜗轮放在过渡台后，需要通过三爪夹盘2对蜗轮的粗端进行轴向抓取，

然后蜗轮搬运及上下料机器人手爪在机器人带动下运行至数控机床处，对其进行上下料。

蜗轮搬运及上下料机器人手爪对数控机床上下料时，先通过气动夹爪1夹持蜗轮粗端的轴来对数控机床上已经加工好的蜗轮进行下料。然后通过三爪夹盘2对数控机床进行上料。上料过程，三爪夹盘2三手指中心有推杆压紧装置22，能够保证在三爪夹盘2的三爪夹盘夹持手指21松开后，推杆压紧装置22可通过对蜗轮的推动将其压入到数控机床上的指定位置。这样，通过三爪夹盘2的三指夹持，可实现与数控机床中卡盘的对中，而推杆能够保证蜗轮在轴向上能够到达卡盘要求位置。

在经过机床上下料后，蜗轮搬运及上下料机器人手爪需将气动夹爪1上的经过数控机床加工过的蜗轮进行后续的清洗机的清理、退磁器的消磁以及激光打标等处理，其手爪的夹持方式与上述类似，不做赘述。

综上所述，本发明的蜗轮搬运及上下料机器人手爪能提高蜗轮加工的自动化程度；提高上下料精度，减少搬运过程的损坏，解决自动加工难以实现的问题；提高加工效率；降低成本。能够满足蜗轮加工的自动化需求，提高生产质量与效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个较佳的实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种蜗轮搬运及上下料机器人手爪，其特征在于：包括

一气动夹爪，所述气动夹爪包括双气动夹爪夹持手指和平行夹持气缸；

两蜗轮夹爪，分别设置于所述气动夹爪夹持手指的外侧面，所述蜗轮夹爪前端内侧面设置有弧形夹持部，所述蜗轮夹爪的两个弧形夹持部组合形成蜗轮夹持环形；

一三爪夹盘，所述三爪夹盘包括三个三爪夹盘夹持手指；

推杆压紧装置，设置于所述三爪夹盘的三爪夹盘夹持手指中间，沿所述三爪夹盘垂直面升降；

一三爪夹盘连接板，所述三爪夹盘连接板包括两个相互垂直的侧边连接的三爪夹盘连接水平板一和三爪夹盘连接水平板二，所述三爪夹盘连接水平板一的外侧面与三爪夹盘的底面连接；

一机器手连接板，一端连接所述气动夹爪的侧面，另一端与所述三爪夹盘连接水平板二的外侧面连接，使连接后的气动夹爪和三爪夹盘的夹持方向相反；

一法兰连接环，水平设置于所述机器手连接板中间位置。

2.根据权利要求1所述的一种蜗轮搬运及上下料机器人手爪，其特征在于：所述蜗轮夹爪包括前端的弧形夹持部与后端的夹持手指连接部。

3.根据权利要求2所述的一种蜗轮搬运及上下料机器人手爪，其特征在于：所述弧形夹持部连接夹持手指连接部并向内延伸设置。

4.根据权利要求1所述的一种蜗轮搬运及上下料机器人手爪，其特征在于：所述三爪夹盘夹持手指相互为120度夹角设置。

5.根据权利要求4所述的一种蜗轮搬运及上下料机器人手爪，其特征在于：所述推杆压紧装置包括推杆和连接推杆顶端的蜗轮推件。

6.根据权利要求5所述的一种蜗轮搬运及上下料机器人手爪，其特征在于：所述蜗轮推件为三叉条形，三叉条沿三爪夹盘夹持手指之间的夹角水平延伸。

7.根据权利要求1所述的一种蜗轮搬运及上下料机器人手爪，其特征在于：所述法兰连接环设置于机器手连接板上表面，所述气动夹爪和三爪夹盘连接水平板二均连接于所述机器手连接板下表面。

8.根据权利要求7所述的一种蜗轮搬运及上下料机器人手爪，其特征在于：所述法兰连接环凹环设置于所述机器手连接板上表面。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的蜗轮搬运及上下料机器人手爪的应用，其特征在于：将所述蜗轮搬运及上下料机器人手爪应用于蜗轮生产的上下料。