CN108163495A - 一种上料系统的换位机械手 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及自动化设备领域，特别涉及一种上料系统的换位机械手，包括旋转臂和机架，所述旋转臂的两端均设置有取料组件和姿态变化组件，机架的上方安装有旋转电机，所述旋转臂可转动的安装在所述机架的下方，旋转电机的主轴连接在所述旋转臂的中心处；所述取料组件包括安装在所述旋转臂下方的固定台和旋转台，旋转台设于所述固定台下方，机架上设有驱动所述旋转台作升降运动的第一气缸，旋转台的底部设有对称设置的两个夹臂，夹臂铰接在所述旋转台上，机架上对应每个夹臂均设有一个第二气缸，旋转台内对应每个夹臂均设有一个复位弹簧。本发明实现了取料、工件转移和姿态调整三功能，性能稳定，效果好。

Description

一种上料系统的换位机械手
技术领域
本发明涉及自动化设备领域，特别涉及一种上料系统的换位机械手。
背景技术
自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。
应用于工业生产的自动化设备，通常配备有自动上料系统，可以将工件按照所需的姿态，定时，定量的向后续的设备输送。
本发明旨在提供一种新型结构的，用于抓取工件并带动工件在多工位之间移动的换位机械手，以配合整个上料系统的工作。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种上料系统的换位机械手。
为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：
一种上料系统的换位机械手，包括旋转臂和机架，所述旋转臂的两端均设置有取料组件和姿态变化组件，机架的上方安装有旋转电机，所述旋转臂可转动的安装在所述机架的下方，旋转电机的主轴连接在所述旋转臂的中心处；所述取料组件包括安装在所述旋转臂下方的固定台和旋转台，旋转台设于所述固定台下方，机架上设有驱动所述旋转台作升降运动的第一气缸，旋转台的底部设有对称设置的两个夹臂，夹臂铰接在所述旋转台上，机架上对应每个夹臂均设有一个第二气缸，第二气缸的输出杆能够竖直向下伸出，第二气缸的输出杆伸出时能够依次穿过固定台和旋转台顶设在夹臂上，以驱动夹臂绕自身与旋转台的铰接处向旋转台外侧旋转，旋转台内对应每个夹臂均设有一个复位弹簧，复位弹簧的两端固定在旋转台和夹臂上，夹臂向外侧旋转时，复位弹簧被拉伸。
进一步的，旋转台的中心处下方设有一外套管，外套管内设有第三气缸，第三气缸的输出杆端部安装有插销，第三气缸的输出杆伸出时驱动所述插销穿过外套管的管壁。
进一步的，所述第一气缸与旋转台之间设置有第一传动杆，第一传动杆连接在第一气缸和旋转台上。
进一步的，所述第二气缸与夹臂之间设置有第二传动杆，第二传动杆连接在第二气缸和夹臂之间。
进一步的，所述第二传动杆的外部套设有减振弹簧，减振弹簧抵触在第二气缸的输出杆和固定台上。
进一步的，夹臂包括竖直部和水平部，水平部连接在竖直部的顶端，水平部的底部设有倾斜面。
进一步的，竖直部底部设有向内水平延伸的倒钩。
进一步的，所述姿态变化组件包括一齿轮和旋转气缸，旋转气缸固定在所述夹臂上，齿轮固定在所述在所述旋转气缸的输出端上，齿轮与所述旋转台外部相啮合，旋转台的外圆周面上设有一圈与齿轮配合的齿槽。
有益效果：本发明的一种上料系统的换位机械手，通过取料组件将工件夹取，旋转臂在取料组件将工件夹取后转动，带动工件移动至后续的装配工位上，旋转臂转动的同时，由姿态变化组件驱动取料组件转动，使工件的姿态发生变化，调整成工件装配所需的姿态，其实现了取料、工件转移和姿态调整三功能，性能稳定，效果好。
附图说明
图1为上料系统的立体结构示意图；
图2为转盘式上料机和顶升装置的立体结构示意图；
图3为图2的局部放大图；
图4为图1的局部放大图；
图5为换位机械手的局部结构示意图；
图6为取料组件的剖面示意图；
附图标记说明：转盘式上料机1，转盘1a，底座1b，料仓1c，料杆1c1，顶板1c2，底板1c3，连接件1c4，换位机械手2，旋转臂2a，机架2b，旋转电机2c，顶升装置3，顶升块3a，支座3b，安装板3c，取料组件4，固定台4a，旋转台4b，第一气缸4c，夹臂4d，竖直部4d1，水平部4d2，倾斜面4d2a，倒钩4d3，第二气缸4e，复位弹簧4f，外套管4g，第二传动杆4h，减振弹簧4h1，第三气缸4j，插销4j1，第一传动杆4k，姿态变化组件5，齿轮5a，旋转气缸5b。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施例做进一步详细描述：
参照图1至图6一种用于自动化生产的上料系统，包括转盘式上料机1和换位机械手2，转盘式上料机1设有步进式转动的转盘1a，转盘1a上设有若干沿周向均匀分布的料槽，转盘1a底部设有顶升装置3，转盘1a带动若干料槽依次经过顶升装置3的上方，顶升装置3设有顶升块3a，所述顶升块3a能够沿竖直方向进入停留在其上方的料槽内，将料槽内叠加的工件逐渐抬升；所述换位机械手2包括一旋转臂2a，所述旋转臂2a的两端均设置有取料组件4和姿态变化组件5，旋转臂2a能够带动两端的取料组件4以及姿态变化组件5共同调换位置，旋转臂2a一端的取料组件4位于顶升装置3的正上方，顶升装置3将工件顶起后，通过取料组件4将料槽最上方的工件夹取，旋转臂2a在取料组件4将工件夹取后转动，带动工件移动至后续的装配工位上，旋转臂2a转动的同时，由姿态变化组件5驱动取料组件4转动，使工件的姿态发生变化，调整成工件装配所需的姿态。
转盘式上料机1包括底座1b，底座1b上竖立有驱动轴，底座1b内部设有与所述驱动轴传动连接的电机组，所述转盘1a固定在所述驱动轴的上部，转盘1a的的下方设有若干沿周向均匀分布的料仓1c，所述料槽形成于料仓1c内部。
料仓1c包括若干沿工件外轮廓分布的料杆1c1，若干料杆1c1合围形成所述料槽，料仓1c还包括顶板1c2和底板1c3，所有料杆1c1的顶部均连接在所述顶板1c2的下端面上，所有料杆1c1的底部均连接在所述底板1c3的上端面上，底板1c3上开设有供顶升块3a穿过的第一过孔，顶板1c2上开设有供工件通过的第二过孔。
所述第一过孔的外轮廓小于工件的外轮廓，以使工件能够搭载在底板1c3上不会掉出，第二过孔的外轮廓大于工件的外轮廓，以便于工件通过顶板1c2。
转盘1a的外边沿上设有若干沿周向分布的安装缺口，每个安装缺口均与一个料仓1c相配合，料仓1c的顶板1c2搭载在安装缺口的上方，料仓1c的所有料杆1c1抵触在安装缺口的内边沿上。
相邻两个料仓1c的底板1c3之间设有连接件1c4，连接件1c4固定在相邻两个料仓1c的底板1c3下方，通过若干连接件1c4将所有料仓1c连接在一起，使料仓1c更加稳固。
顶升装置3包括支座3b，支座3b设有一沿竖向设置的安装板3c，所述安装板3c上安装有丝杆，支座3b底部设有驱动所述丝杆转动的丝杆电机，丝杆上螺接有螺母座，所述顶升块3a安装在所述螺母座上。通过所述丝杆驱动顶升块3a，可精确的控制顶升块3a的上升距离。
所述换位机械手2还包括机架2b，机架2b的上方安装有旋转电机2c，所述旋转臂2a可转动的安装在所述机架2b的下方，旋转电机2c的主轴连接在所述旋转臂2a的中心处；通过所述旋转电机2c带动所述旋转臂2a转动。
所述取料组件4包括安装在所述旋转臂2a下方的固定台4a和旋转台4b，旋转台4b设于所述固定台4a下方，机架2b上设有驱动所述旋转台4b作升降运动的第一气缸4c，旋转台4b的底部设有对称设置的两个夹臂4d，夹臂4d铰接在所述旋转台4b上，机架2b上对应每个夹臂4d均设有一个第二气缸4e，第二气缸4e的输出杆能够竖直向下伸出，第二气缸4e的输出杆伸出时能够依次穿过固定台4a和旋转台4b顶设在夹臂4d上，以驱动夹臂4d绕自身与旋转台4b的铰接处向旋转台4b外侧旋转，旋转台4b内对应每个夹臂4d均设有一个复位弹簧4f，复位弹簧4f的两端固定在旋转台4b和夹臂4d上，夹臂4d向外侧旋转时，复位弹簧4f被拉伸。
工作时，第一气缸4c驱动旋转台4b下降，两个第二气缸4e分别驱动夹臂4d向外侧旋转，使两个夹臂4d处于张开状态，在两个夹臂4d移动到工件外部后，第二气缸4e复位，复位弹簧4f回缩，使两个夹臂4d向内侧旋转，将工件夹住，实现取料。
旋转台4b的中心处下方设有一外套管4g，外套管4g内设有第三气缸4j，第三气缸4j的输出杆端部安装有插销4j1，第三气缸4j的输出杆伸出时驱动所述插销4j1穿过外套管4g的管壁。该外套管4g在旋转台4b下降后，插设在工件的中心处，通过第三气缸4j驱动插销4j1插设在工件外壁上的孔内，对工件进一步固定。
因第一气缸4c与旋转台4b之间的间距过大，所以在所述第一气缸4c与旋转台4b之间设置有第一传动杆4k，第一传动杆4k连接在第一气缸4c和旋转台4b上。
同样的，因第二气缸4e与夹臂4d之间的间距过大，所以在所述第二气缸4e与夹臂4d之间设置有第二传动杆4h，第二传动杆4h连接在第二气缸4e和夹臂4d之间。
因气缸顶出时的力很大，为了减少冲击力，在所述第二传动杆4h的外部套设有减振弹簧4h1，减振弹簧4h1抵触在第二气缸4e的输出杆和固定台4a上。
夹臂4d包括竖直部4d1和水平部4d2，水平部4d2连接在竖直部4d1的顶端，水平部4d2的底部设有倾斜面4d2a。该倾斜面4d2a是为了避让旋转台4b，为了使夹臂4d能够有一定的旋转空间。
竖直部4d1底部设有向内水平延伸的倒钩4d3。
所述姿态变化组件5包括一齿轮5a和旋转气缸5b，旋转气缸5b固定在所述夹臂4d上，齿轮5a固定在所述在所述旋转气缸5b的输出端上，齿轮5a与所述旋转台4b外部相啮合，旋转台4b的外圆周面上设有一圈与齿轮5a配合的齿槽。
固定台4a以及旋转台4b的上部均设有对称设置的两个孔，两个孔分别位于一个夹臂4d的水平部4d2正上方，旋转台4b旋转180度后。两个第二传动杆4h仍然能够作用在夹臂4d上。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种上料系统的换位机械手，其特征在于：包括旋转臂(2a)和机架(2b)，所述旋转臂(2a)的两端均设置有取料组件(4)和姿态变化组件(5)，机架(2b)的上方安装有旋转电机(2c)，所述旋转臂(2a)可转动的安装在所述机架(2b)的下方，旋转电机(2c)的主轴连接在所述旋转臂(2a)的中心处；所述取料组件(4)包括安装在所述旋转臂(2a)下方的固定台(4a)和旋转台(4b)，旋转台(4b)设于所述固定台(4a)下方，机架(2b)上设有驱动所述旋转台(4b)作升降运动的第一气缸(4c)，旋转台(4b)的底部设有对称设置的两个夹臂(4d)，夹臂(4d)铰接在所述旋转台(4b)上，机架(2b)上对应每个夹臂(4d)均设有一个第二气缸(4e)，第二气缸(4e)的输出杆能够竖直向下伸出，第二气缸(4e)的输出杆伸出时能够依次穿过固定台(4a)和旋转台(4b)顶设在夹臂(4d)上，以驱动夹臂(4d)绕自身与旋转台(4b)的铰接处向旋转台(4b)外侧旋转，旋转台(4b)内对应每个夹臂(4d)均设有一个复位弹簧(4f)，复位弹簧(4f)的两端固定在旋转台(4b)和夹臂(4d)上，夹臂(4d)向外侧旋转时，复位弹簧(4f)被拉伸。
2.根据权利要求1所述的一种上料系统的换位机械手，其特征在于：旋转台(4b)的中心处下方设有一外套管(4g)，外套管(4g)内设有第三气缸(4j)，第三气缸(4j)的输出杆端部安装有插销(4j1)，第三气缸(4j)的输出杆伸出时驱动所述插销(4j1)穿过外套管(4g)的管壁。
3.根据权利要求1所述的一种上料系统的换位机械手，其特征在于：所述第一气缸(4c)与旋转台(4b)之间设置有第一传动杆(4k)，第一传动杆(4k)连接在第一气缸(4c)和旋转台(4b)上。
4.根据权利要求1所述的一种上料系统的换位机械手，其特征在于：所述第二气缸(4e)与夹臂(4d)之间设置有第二传动杆(4h)，第二传动杆(4h)连接在第二气缸(4e)和夹臂(4d)之间。
5.根据权利要求4所述的一种上料系统的换位机械手，其特征在于：所述第二传动杆(4h)的外部套设有减振弹簧(4h1)，减振弹簧(4h1)抵触在第二气缸(4e)的输出杆和固定台(4a)上。
6.根据权利要求1所述的一种上料系统的换位机械手，其特征在于：夹臂(4d)包括竖直部(4d1)和水平部(4d2)，水平部(4d2)连接在竖直部(4d1)的顶端，水平部(4d2)的底部设有倾斜面(4d2a)。
7.根据权利要求6所述的一种上料系统的换位机械手，其特征在于：竖直部(4d1)底部设有向内水平延伸的倒钩(4d3)。
8.根据权利要求1所述的一种上料系统的换位机械手，其特征在于：所述姿态变化组件(5)包括一齿轮(5a)和旋转气缸(5b)，旋转气缸(5b)固定在所述夹臂(4d)上，齿轮(5a)固定在所述在所述旋转气缸(5b)的输出端上，齿轮(5a)与所述旋转台(4b)外部相啮合，旋转台(4b)的外圆周面上设有一圈与齿轮(5a)配合的齿槽。
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