CN108406146B - 一种激光加工二维码自动化生产线用机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种激光加工二维码自动化生产线用机械手,包括吸盘机构包括有左中右位置间隔安装在安装连接板上的三组气爪组件,其中位于安装连接板左、右位置的气爪组件分别通过第二X轴滑动组件与安装连接板构成X轴方向的滑动连接,位于安装连接板中间位置的气爪组件固定安装在安装连接板上;气爪组件包括有四个真空吸嘴和气缸,气缸为四爪气缸,气缸其圆周方向上均布有四个可径向伸缩移动的气动爪,四个真空吸嘴对应连接在四个气动爪上。本方案中机械手能够平稳精准且作业效率高效地将切割好的二维码小金属片从激光切割机作业平台批量转移到后续的输送线上的料盘中,同时其结构简单、安装操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及激光加工设备技术领域,尤其是指一种激光加工二维码自动化生产线用机械手。
背景技术
随着消费电子市场需求的变化,金属材料在电子产品上的应用越来越广泛,采用激光加工的方式在消费电子产品上标记二维码也越来越多,其中比较常见应用就是在产品表面标记二维码,以用于产品追溯。
为了提高利用激光在金属材料表面标记二维码的生产效率,有必要将产品毛料到产品成本进行流水线自动化加工生产,以适应市场的需求。在流水线自动化加工生产过程中,产品毛料在通过激光切割机切割成待加工二维码的小金属片,切割好的二维码小金属片其需要通过相应的机械手装置将其从激光切割机作业平台转移到后续的输送线中,通过输送线的输送将二维码小金属片输送到后续的二维码打标以及后续的包装出料作业中,因此就需要提供一种结构简单、能够平稳精准且工作效率高的机械手抓起装置,以实现切割好的二维码小金属片转移工作。
由于激光切割线很窄,激光切割后阵列分布的小金属片在转运过程中,1、如批量转运,由于加工出具有阵列分布且相互之间有很小间隔凹槽的料盘成本高,加工工艺复杂,不便于推广使用;2、如单独逐一吸取小金属片来回转运,每次只吸取一个小金属片,则生产效率低;3、如将阵列分布的小金属片直接整体转移至一平板上,不需要调整金属片之间的间距,此时小金属片之间无凹槽限位,很容易因振动而出现位置偏移,影响后续的二维码激光加工。因此激光切割后阵列分布的小金属片如何批量转运成为本领域急需解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种激光加工二维码自动化生产线用机械手,该机械手能够平稳精准且作业效率高效地将切割好的二维码小金属片从激光切割机作业平台批量转移到后续的输送线上的料盘中,同时其结构简单、安装操作方便。
为实现上述目的,所采取的技术方案为:
一种激光加工二维码自动化生产线用机械手,其特征在于:包括有机架、设置在所述机架上并与其构成Y轴方向直线滑动连接的Y轴滑动组件、设置在所述Y轴滑动组件上并与其构成X轴方向直线滑动连接的X轴滑动组件、设置在所述X轴滑动组件上并与其构成Z轴方向直线滑动连接的Z轴滑动组件以及设置在所述Z轴滑动组件上随其一起移动的吸盘机构;
所述吸盘机构包括有板状的安装连接板以及按左、中、右位置间隔安装在所述安装连接板上的三组气爪组件,其中位于所述安装连接板左、右位置的气爪组件分别通过第二X轴滑动组件与所述安装连接板构成X轴方向的滑动连接,位于所述安装连接板中间位置的气爪组件固定安装在所述安装连接板上;
所述气爪组件包括有四个真空吸嘴和气缸,所述气缸为四爪气缸,所述气缸其圆周方向上均布有四个可径向伸缩移动的气动爪,四个所述真空吸嘴对应连接在四个所述气动爪上。
如上所述的一种激光加工二维码自动化生产线用机械手,其特征在于:所述吸盘机构为一对,一对吸盘机构沿Y轴方向前后设置,第一个吸盘机构与所述Z轴滑动组件固定设置,第二个吸盘机构上设有能与Z轴滑动组件构成Y轴方向直线滑动连接的第二Y轴滑动组件。
如上所述的一种激光加工二维码自动化生产线用机械手,其特征在于:所述第二Y轴滑动组件包括相互滑动配合的第二Y轴滑槽和第二Y轴滑块,以及驱动第二Y轴滑块沿第二Y轴滑槽移动的Y轴调整气缸,所述第二Y轴滑槽设置与所述Z轴滑动组件上,所述第二个吸盘机构与第二Y轴滑块固定连接。
如上所述的一种激光加工二维码自动化生产线用机械手,其特征在于:所述第二X轴滑动组件相互滑动配合的第二X轴滑槽和第二X轴滑块,以及驱动第二X轴滑块沿第二X轴滑槽移动的X轴调整气缸。
如上所述的一种激光加工二维码自动化生产线用机械手,其特征在于:所述Y轴滑动组件包括相互滑动配合的Y轴滑槽和Y轴滑块,以及驱动Y轴滑块沿Y轴滑槽移动的Y轴伺服电机,Y轴伺服电机与Y轴滑块之间滚珠丝杆传动。
如上所述的一种激光加工二维码自动化生产线用机械手,其特征在于:所述X轴滑动组件包括相互滑动配合的X轴滑槽和X轴滑块,以及驱动X轴滑块沿X轴滑槽移动的X轴伺服电机,X轴伺服电机与X轴滑块之间滚珠丝杆传动。
如上所述的一种激光加工二维码自动化生产线用机械手,其特征在于:所述Z轴滑动组件相互滑动配合的Z轴滑槽和Z轴滑块,以及驱动Z轴滑块沿Z轴滑槽移动的Z轴伺服电机,Z轴伺服电机与Z轴滑块之间滚珠丝杆传动;所述吸盘机构固定安装在Z轴滑块上。
如上所述的一种激光加工二维码自动化生产线用机械手,其特征在于:四个所述真空吸嘴对应的通过四个所述固定支架对应的连接在四个所述气动爪上,所述固定支架与气缸之间设置有凹凸配合径向定位结构以及螺钉锁紧结构;
所述凹凸配合径向定位结构包括相互配合的凸块和凹槽,所述凹槽开设在所述气动爪的下侧面上,所述凸块设置在所述固定支架的顶端面中间位置上,所述凹槽具有垂直于其径向方向设置的左、右两侧槽壁,所述凸块设置有能与所述左、右两侧槽壁贴合的左、右两侧定位面,所述固定支架通过所述凸块与凹槽的配合来实现其在所述气动爪上的径向定位安装。
如上所述的一种激光加工二维码自动化生产线用机械手,其特征在于:所述固定支架呈中空的四方框状,所述固定支架上框边为气动爪连接框边,所述固定支架下框边为真空吸嘴连接框边,其中所述真空吸嘴与所述真空连接框边之间通过锁紧螺母固定相连,所述真空吸嘴连接框边中间位置设置有吸嘴连接孔,该吸嘴连接孔沿轴向贯穿所述真空吸嘴连接框边,所述凸块其上左、右两侧定位面平行设置,所述吸嘴连接孔中心线与左、右两侧定位面的对称中心共面设置,以使得所述凸块的中心与所述吸嘴连接孔中心上下对称设置,所述真空吸嘴设置有带外螺纹的转接头,所述转接头轴向活动套装在所述吸嘴连接孔内,所述转接头中部设置有能贴靠在所述真空吸嘴连接框外侧面的凸台,所述转接头穿过所述吸嘴连接孔与所述锁紧螺母固定相连。
与现有技术相比,本方案具有的有益效果为:
1、本方案中的气爪组件可以通过Y轴滑动组件、X轴滑动组件以及Z轴滑动组件来实现其在三维方向的移动,以实现对切割好的阵列分布的待加工小金属片的三维空间转移工作;按左、中、右位置间隔安装在安装连接板上的三组气爪组件之间通过两个第二X轴滑动组件实现相互之间沿X轴方向的调整;而单个气爪组件上的四个真空吸嘴通过四个气动爪沿径向调整,这样机械手从激光切割台上紧密阵列分布的小金属片吸取并调整小金属片阵列分布时相互之间的间距,从而能实现将激光切割台上紧密阵列分布的小金属片放置在转运料盘上间距较大的阵列凹槽中,由于可以批量吸取、调整和转移,从而有利于大大提高阵列小金属片的加工、输送效率,有利于提高在金属片上激光加工二维码产品的生产效率。
2、吸盘机构为一对,一对吸盘机构沿Y轴方向前后设置,其中一个吸盘机构与所述Z轴滑动组件固定设置,另一个吸盘机构上设有能与Z轴滑动组件构成Y轴方向直线滑动连接的第二Y轴滑动组件,可实现多个吸盘机构之间的间距的调整,再配合各个吸盘机构上的第二X轴滑动组件以及气缸,最终实现两个吸盘机构上所有真空吸嘴的间距调整,输送效率进一步提高。
3、气缸驱动四个气动爪前后和左右方向运动,由于吸嘴连接孔中心线与左、右两侧定位面的对称中心面共面设置,这样固定支架上凸块中心能与吸嘴连接孔中心上、下正对设置,使得安装在吸嘴连接孔上的真空吸嘴与气动爪上的凹槽安装位保持高精度的配合,有利于提高真空吸嘴行程起点和终点位置的运行准确度,尤其在采用多个本发明真空吸嘴阵列设置时,每个真空吸嘴均有其设定好的行程起点和行程终点,在吸取多个小部件并将多个小部件一起转移并安放在阵列设置的凹槽内时,本发明具有运行稳定,工作效率高的技术特点;
4、安装时先将凹槽与凸块配合,进行径向精确定位,然后在用螺钉纵向锁紧连接,相比现有单一的螺钉锁紧连接,使得本发明径向定位更加精确,保证同一气缸驱动上的各个气动爪上的真空吸嘴径向间距的精度,在气动驱动多个气动爪以及各个气动爪上的真空吸嘴纵向上下移动时,多个真空吸嘴均能正对着激光切割台上被切割后矩形阵列排放的各个小金属片,能准确、高效完成一次上下移动批量吸取的目的;
5、呈中空的四方框状,凸块与固定支架为一体结构,结构简单,方便加工,方便存储运输和最终组装。
附图说明
图1为本实施例中的机械手立体结构示意图。
图2为本实施例中的吸盘机构结构示意图。
图3为本实施例中的吸盘机构与Z轴滑动组件相配合安装的结构示意图。
图4为图1中的A处局部放大结构示意图。
图5为本实施例中的气爪组件结构示意图。
图6为本实施例中的真空吸嘴与固定支架组装结构示意图。
图7为本实施例中的气缸结构示意图。
图8为本实施例中的固定支架结构示意图。
图中:
1-机架,2-Y轴滑动组件,3-X轴滑动组件,4-Z轴滑动组件,5-吸盘机构,51-安装连接板,52-气爪组件,521-角形板,522-四爪气缸,5221-真空吸嘴,52211-转接头,52212-凸台,5222-固定支架,52221-吸嘴连接孔,52222-连接孔,52223-凸块,5223-气缸本体,52231-凹槽,52232-气动爪,5224-锁紧螺母,53-第二X轴滑槽,54-驱动气缸,55-T型支架,6-调整气缸,60-第二Y轴滑。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明:
本实施例是针对切割好的二维码小金属片其需要通过相应的机械手装置将其从激光切割机作业平台转移到后续的输送线中的需求,而提出的一种激光加工二维码自动化生产线用机械手,该机械手能够平稳精准且作业效率高效地将切割好的二维码小金属片从激光切割机作业平台转移到后续的输送线上,同时其结构简单、安装操作方便。
参照附图1至图8所示,一种激光加工二维码自动化生产线用机械手,包括有机架1、设置在机架1上并与其构成Y轴方向直线滑动连接的Y轴滑动组件2、设置在Y轴滑动组件2上并与其构成X轴方向直线滑动连接的X轴滑动组件3、设置在X轴滑动组件3上并与其构成Z轴方向直线滑动连接的Z轴滑动组件4以及设置在Z轴滑动组件4上随其一起移动的吸盘机构5。
本申请中,Y轴滑动组件包括相互滑动配合的Y轴滑槽和Y轴滑块,以及驱动Y轴滑块沿Y轴滑槽移动的Y轴伺服电机,Y轴伺服电机与Y轴滑块之间滚珠丝杆传动。
本申请中,X轴滑动组件包括相互滑动配合的X轴滑槽和X轴滑块,以及驱动X轴滑块沿X轴滑槽移动的X轴伺服电机,X轴伺服电机与X轴滑块之间滚珠丝杆传动。
本申请中,Z轴滑动组件相互滑动配合的Z轴滑槽和Z轴滑块,以及驱动Z轴滑块沿Z轴滑槽移动的Z轴伺服电机,Z轴伺服电机与Z轴滑块之间滚珠丝杆传动;所述吸盘机构固定安装在Z轴滑块上。
本申请中,第二X轴滑动组件相互滑动配合的第二X轴滑槽53和第二X轴滑块,以及驱动第二X轴滑块沿第二X轴滑槽53移动的X轴调整气缸54。
本申请中,吸盘机构5包括有板状的安装连接板51以及按左、中、右位置间隔安装在安装连接板51上的三组气爪组件52,其中位于安装连接板51左、右位置的气爪组件52分别通过第二X轴滑动组件与安装连接板51构成X轴方向的滑动连接,位于安装连接板51中间位置的气爪组件52固定安装在安装连接板51上。其具体结构为:左、右位置的气爪组件52分别通过角形板521与第二X轴滑块固定连接。中间位置的气爪组件52通过角形板521与安装连接板51螺钉锁紧连接。
本申请中,气爪组件52包括有四个真空吸嘴5221和四爪气缸,四爪气缸其圆周方向上均布有四个可径向伸缩移动的气动爪,四个真空吸嘴5221对应连接在四个气动爪上。
为了提高作业效率,本申请中,吸盘机构5为一对,一对吸盘机构5沿Y轴方向前后设置,第一个吸盘机构5与Z轴滑动组件4固定设置,第二个吸盘机构5上设有能与Z轴滑动组件4构成Y轴方向直线滑动连接的第二Y轴滑动组件。本申请中,第二Y轴滑动组件包括相互滑动配合的第二Y轴滑轨和第二Y轴滑块60,以及驱动第二Y轴滑块60沿第二Y轴滑轨移动的Y轴调整气缸6。第二Y轴滑轨固定设置于第一个吸盘机构5的座体上,第二个吸盘机构5固定安装在第二Y轴滑块60上。
本申请中,四个真空吸嘴对应的通过四个固定支架对应的连接在四个气动爪上,固定支架与气缸之间设置有凹凸配合径向定位结构以及螺钉锁紧结构。凹凸配合径向定位结构包括相互配合的凸块和凹槽,凹槽开设在气动爪的下侧面上,凸块设置在固定支架的顶端面中间位置上,所述凹槽具有垂直于其径向方向设置的左、右两侧槽壁,所述凸块设置有能与所述左、右两侧槽壁贴合的左、右两侧定位面,固定支架通过所述凸块与凹槽的配合来实现其在所述气动爪上的径向定位安装。固定支架呈中空的四方框状,所述固定支架上框边为气动爪连接框边,所述固定支架下框边为真空吸嘴连接框边,其中所述真空吸嘴与所述真空连接框边之间通过锁紧螺母固定相连,真空吸嘴连接框边中间位置设置有吸嘴连接孔,该吸嘴连接孔沿轴向贯穿所述真空吸嘴连接框边,所述凸块其上左、右两侧定位面平行设置,所述吸嘴连接孔中心线与左、右两侧定位面的对称中心共面设置,以使得所述凸块的中心与所述吸嘴连接孔中心上下对称设置,所述真空吸嘴设置有带外螺纹的转接头,所述转接头轴向活动套装在所述吸嘴连接孔内,所述转接头中部设置有能贴靠在所述真空吸嘴连接框外侧面的凸台,所述转接头穿过所述吸嘴连接孔与所述锁紧螺母固定相连。
结合参照附图5至所示,四爪气缸52包括由四个真空吸嘴5221、四个固定支架5222和气缸本体5223构成的吸盘组522,气缸本体5223其圆周方向上间隔设置有四个可径向伸缩移动的气动爪52232,四个真空吸嘴5221对应的通过四个固定支架5222对应的连接在四个气动爪52232上,其中固定支架5222与气缸本体5223之间设置有凹凸配合径向定位结构以及螺钉锁紧结构。
固定支架5222呈中空的四方框状,固定支架5222上框边为气动爪52232连接框边,固定支架5222下框边为真空吸嘴连接框边。凹凸配合径向定位结构包括相互配合的凸块52223和凹槽52231,凹槽52231开设在所述气动爪52232下侧面上,气动爪52232连接框边设有能贴靠在气动爪52232下侧面的顶端面,凸块52223位于顶端面中间位置,凹槽52231具有垂直于径向方向设置的左、右两侧槽壁,凸块52223设有能与左、右两侧槽壁贴合的左、右两侧定位面,通过凸块52223上左、右两侧定位面滑入凹槽52231并与凹槽52231上左、右两侧槽壁贴合实现固定支架5222在气动爪52232上径向定位。
真空吸嘴与真空吸嘴连接框边之间通过锁紧螺母52233连接,其结构为:真空吸嘴连接框边中间位置设有吸嘴连接孔52221,吸嘴连接孔52221沿轴向贯穿真空吸嘴连接框边,凸块52223上左、右两侧定位面平行设置,吸嘴连接孔52221中心线与左、右两侧定位面的对称中心面共面设置,使得固定支架5222上凸块52223中心能与吸嘴连接孔52221中心上、下正对设置;真空吸嘴设有带外螺纹的转接头52211,转接头52211轴向活动套装在吸嘴连接孔52221内,转接头52211中部设有能贴靠在真空吸嘴连接框边外侧面的凸台52212,转接头52211穿过吸嘴连接孔52221后与锁紧螺母52233螺纹锁紧连接。
螺钉锁紧结构包括锁紧螺钉和开设在气动爪52232连接框边上的一对连接孔52222,连接孔52222轴向贯穿气动爪连接框边,连接孔52222对称分布在凸块52223两侧,两个锁紧螺钉分别向上穿过一对连接孔52222后与气动爪52232上的螺钉孔锁紧连接。
固定支架5222为不锈钢支架。固定支架5222与其上的凸块52223为整体成型的一体结构。固定支架上框边、下框边、左框边、右框边的厚度为一厘米到二厘米。气缸本体5223为四爪气缸,气缸本体5223圆周方向90°间隔设有四个能径向伸缩的气动爪52232,四个真空吸嘴1通过四个固定支架5222与气缸本体5223上的四个气动爪52232一一对应连接。
工作时,气缸本体5223驱动四个气动爪52232前后和左右方向运动,由于吸嘴连接孔52221中心线与左、右两侧定位面的对称中心面共面设置,这样固定支架5222上凸块52223中心能与吸嘴连接孔52221中心上、下正对设置,使得安装在吸嘴连接孔52221上的真空吸嘴与气动爪52232上的凹槽52231安装位保持高精度的配合,有利于提高真空吸嘴行程起点和终点位置的运行准确度,尤其在采用多个本发明真空吸嘴阵列设置时,每个真空吸嘴均有其设定好的行程起点和行程终点,在吸取多个小部件并将多个小部件一起转移并安放在阵列设置的凹槽52231内时,本发明具有运行稳定,工作效率高的技术特点。
以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例,并非以此限制本发明的实施范围,故凡依本发明之形状、原理所作的变化,均应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种激光加工二维码自动化生产线用机械手,其特征在于:包括有机架、设置在所述机架上并与其构成Y轴方向直线滑动连接的Y轴滑动组件、设置在所述Y轴滑动组件上并与其构成X轴方向直线滑动连接的X轴滑动组件、设置在所述X轴滑动组件上并与其构成Z轴方向直线滑动连接的Z轴滑动组件以及设置在所述Z轴滑动组件上随其一起移动的吸盘机构;
所述吸盘机构包括有板状的安装连接板以及按左、中、右位置间隔安装在所述安装连接板上的三组气爪组件,其中位于所述安装连接板左、右位置的气爪组件分别通过第二X轴滑动组件与所述安装连接板构成X轴方向的滑动连接,位于所述安装连接板中间位置的气爪组件固定安装在所述安装连接板上;
所述气爪组件包括有四个真空吸嘴和气缸,所述气缸为四爪气缸,所述气缸其圆周方向上均布有四个可径向伸缩移动的气动爪,四个所述真空吸嘴对应连接在四个所述气动爪上;
所述吸盘机构为一对,一对吸盘机构沿Y轴方向前后设置,第一个吸盘机构与所述Z轴滑动组件固定设置,第二个吸盘机构上设有能与Z轴滑动组件构成Y轴方向直线滑动连接的第二Y轴滑动组件;
四个所述真空吸嘴通过四个固定支架对应的连接在四个所述气动爪上,所述固定支架与气缸之间设置有凹凸配合径向定位结构以及螺钉锁紧结构;所述凹凸配合径向定位结构包括相互配合的凸块和凹槽,所述凹槽开设在所述气动爪的下侧面上,所述凸块设置在所述固定支架的顶端面中间位置上,所述凹槽具有垂直于其径向方向设置的左、右两侧槽壁,所述凸块设置有能与所述左、右两侧槽壁贴合的左、右两侧定位面,所述固定支架通过所述凸块与凹槽的配合来实现其在所述气动爪上的径向定位安装;
所述固定支架呈中空的四方框状,所述固定支架上框边为气动爪连接框边,所述固定支架下框边为真空吸嘴连接框边,其中所述真空吸嘴与所述真空吸嘴连接框边之间通过锁紧螺母固定相连,所述真空吸嘴连接框边中间位置设置有吸嘴连接孔,该吸嘴连接孔沿轴向贯穿所述真空吸嘴连接框边,所述凸块其上左、右两侧定位面平行设置,所述吸嘴连接孔中心线与左、右两侧定位面的对称中心共面设置,以使得所述凸块的中心与所述吸嘴连接孔中心上下对称设置,所述真空吸嘴设置有带外螺纹的转接头,所述转接头轴向活动套装在所述吸嘴连接孔内,所述转接头中部设置有能贴靠在所述真空吸嘴连接框边外侧面的凸台,所述转接头穿过所述吸嘴连接孔与所述锁紧螺母固定相连。
2.根据权利要求1所述的一种激光加工二维码自动化生产线用机械手,其特征在于:所述第二Y轴滑动组件包括相互滑动配合的第二Y轴滑槽和第二Y轴滑块,以及驱动第二Y轴滑块沿第二Y轴滑槽移动的Y轴调整气缸,所述第二Y轴滑槽设置于所述Z轴滑动组件上,所述第二个吸盘机构与第二Y轴滑块固定连接。
3.根据权利要求1或2述的一种激光加工二维码自动化生产线用机械手,其特征在于:所述第二X轴滑动组件包括相互滑动配合的第二X轴滑槽和第二X轴滑块,以及驱动第二X轴滑块沿第二X轴滑槽移动的X轴调整气缸。
4.根据权利要求1所述的一种激光加工二维码自动化生产线用机械手,其特征在于:所述Y轴滑动组件包括相互滑动配合的Y轴滑槽和Y轴滑块,以及驱动Y轴滑块沿Y轴滑槽移动的Y轴伺服电机,Y轴伺服电机与Y轴滑块之间通过滚珠丝杆传动。
5.根据权利要求4所述的一种激光加工二维码自动化生产线用机械手,其特征在于:所述X轴滑动组件包括相互滑动配合的X轴滑槽和X轴滑块,以及驱动X轴滑块沿X轴滑槽移动的X轴伺服电机,X轴伺服电机与X轴滑块之间通过滚珠丝杆传动。
6.根据权利要求5所述的一种激光加工二维码自动化生产线用机械手,其特征在于:所述Z轴滑动组件包括相互滑动配合的Z轴滑槽和Z轴滑块,以及驱动Z轴滑块沿Z轴滑槽移动的Z轴伺服电机,Z轴伺服电机与Z轴滑块之间通过滚珠丝杆传动;所述吸盘机构固定安装在Z轴滑块上。
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CN201810608656.XA CN108406146B (zh) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | 一种激光加工二维码自动化生产线用机械手 |
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