CN108637774A - 一种基于机械手进行泵盖自动上下料的装置 - Google Patents

Abstract

本发明一种基于机械手进行泵盖自动上下料的装置，包括机械手本体、机械手爪、半成品翻转机构、成品翻转机构和控制柜；机械手爪与机械手本体连接。机械手爪包括手臂、第一手指气缸、第二手指气缸和第三手指气缸，第一手指气缸和第二手指气缸设于手臂的一侧面上，第三手指气缸相邻第一手指气缸设于手臂的另一相邻侧面上。半成品翻转机构和成品翻转机构设于机械手本体的一侧；控制柜与机械手本体、机械手爪、半成品翻转机构和成品翻转机构信号连接以控制其动作。通过本发明基于机械手进行泵盖自动上下料的装置替代人工，节省了人力并且可以实现高效、稳定的上下料功能。

Description

一种基于机械手进行泵盖自动上下料的装置

技术领域

本发明涉及机器人自动上下料设备技术领域，具体涉及一种基于机械手进行泵盖自动上下料的装置。

背景技术

图1和图2所示为一款摩托车油泵盖零件结构图，从结构上看，该油泵盖的一侧中部具有一较大的圆形凹孔1，相对的另一侧中部设有一个圆筒形凸起2，还有若干定位孔。在生产过程中，需要使用数控机床分两道公序对该两个侧面分别进行加工，具体为原材料在某型号机床上加工好第一面后，需在机床上完成第二面加工。现有的上下料方式是通过人工拿取零件放入机床主轴夹头，再关闭机床防护门，接着开启机床；待零件加工好后，打开机床防护门并取走零件；这样重复劳动，易造成操作人员的身体疲劳及产生误差。总体而言，生产成本较高、效率低下且产品质量不稳定。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供1、一种基于机械手进行泵盖自动上下料的装置。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：本发明一种基于机械手进行泵盖自动上下料的装置，包括机械手本体、机械手爪、半成品翻转机构、成品翻转机构和控制柜；机械手爪与机械手本体连接；机械手爪包括手臂、第一手指气缸、第二手指气缸和第三手指气缸，第一手指气缸和第二手指气缸设于手臂的一侧面上，第三手指气缸相邻第一手指气缸设于手臂的另一相邻侧面上；半成品翻转机构和成品翻转机构设于机械手本体的一侧；控制柜与机械手本体、机械手爪、半成品翻转机构和成品翻转机构信号连接以控制其动作。

进一步的，第一手指气缸和第二手指气缸均包括气缸本体、气缸固定块、浮动安装块和一对弹簧螺栓；气缸固定块与气缸本体的底部固定连接，气缸本体嵌套在浮动安装块内，该对弹簧螺栓的一端穿过浮动安装座后于气缸固定块连接，浮动安装座与手臂固定连接。

进一步的，弹簧螺栓包括导向杆和弹簧，导向杆穿过浮动安装块上的通孔，在导向杆的一端设有螺帽，靠近螺帽的一端在导向杆上套设有弹簧，弹簧的两端分别于螺帽和浮动安装块的一侧抵制配合，在导向杆的另一端设有螺纹，螺纹与气缸固定块配合连接，靠近螺纹设有锥体，锥体与浮动安装块上的通孔锥度配合。

进一步的，第三手指气缸通过气缸安装座固定在手臂的侧面上。

进一步的，半成品翻转机构和成品翻转机构左右间隔相邻设置。

进一步的，半成品翻转机构包括第一基板、以及设于第一基板上的第一旋转气缸、第一气动手指和一对顶升气缸，第一旋转气缸设于第一基板的侧方中部，第一气动手指的一端与第一旋转气缸通过旋转连接法兰连接，第一气动手指垂直于第一旋转气缸的输出轴，第一气动手指的另一端延伸至顶升气缸的上方，该对顶升气缸通过固定架相对称地垂直设于第一基板下方且顶升气缸的输出轴向上穿过第一基板，在顶升气缸的输出轴端部固定设有定位底座，在定位底座上垂直设有三根呈三角形分布的定位销。

进一步的，在第一气动手指的前端设有两根可夹紧和松开的夹紧块，在该两根夹紧块的上方分别设有直径相等且相互配合的半圆形凸起。

进一步的，成品翻转机构包括第二基板、以及设于第二基板上的第二旋转气缸和第二气动手指，第二旋转气缸通过气缸保持架固定在第二基板的一侧，第二气动手指的一端通过旋转连接法兰与第二旋转气缸的输出轴垂直连接。

进一步的，在第二气动手指的另一端设有夹紧头，两个夹紧头可相向向内或者向背向往移动以实现夹紧或者放开功能；在两块夹紧头相接触的一侧设有相互匹配半圆形孔，当两个夹紧头夹紧接触后，两个半圆形孔共同形成一个圆孔。进一步的，还包括机架，机械手本体设于机架的一侧，半成品翻转机构和成品翻转机构设于机架上方，在机架上方还是有料架。

本发明的有益效果在于：通过本发明基于机械手进行泵盖自动上下料的装置替代人工，节省了人力并且可以实现高效、稳定的上下料功能。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为摩托车油泵盖零件的结构立体图。

图2为摩托车油泵盖零件另一角度的结构立体图。

图3为本发明一种基于机械手进行泵盖自动上下料的装置立体图。

图4为图3中的机械手爪立体图。

图5为图3中第一手指气缸和第二手指气缸立体图。

图6为图3中半成品翻转机构结构立体图。

图7为图3中成品翻转机构结构立体图。

图中，1为圆形凹孔，2为圆筒形凸起，3为机械手本体，4为机械手爪，5为半成品翻转机构，6为成品翻转机构，40为手臂，41为第一手指气缸，42为第二手指气缸，43为第三手指气缸，44为气缸本体，45为气缸固定块，46为浮动安装块，47为弹簧螺栓，48为导向杆，49为弹簧，50为第一基板，51为第一旋转气缸，52为第一气动手指，53为顶升气缸，54为定位底座，55为定位销，56为夹紧块，57为半圆形凸起，60为第二基板，61为第二旋转气缸，62为第二气动手指，63为夹紧头，64为圆孔，7为机架，8为料架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图3所示，本发明一种基于机械手进行泵盖自动上下料的装置用于摩托车油泵盖零件面加工时的全自动上下料，其包括机械手本体3、机械手爪4、半成品翻转机构65、成品翻转机构6和控制柜。机械手爪4与机械手本体3连接以形成六轴机器人连接，机械手本体3可带动机械手爪4多自由度活动以使机械手爪4运动至各个工位并进行抓取或者放下工件的动作。机械手本体3为现有技术，因此不再具体赘述其结构和工作原理。

如图4所示，机械手爪4包括手臂40、第一手指气缸41、第二手指气缸42和第三手指气缸43，第一手指气缸41和第二手指气缸42设于手臂40的一侧面上，第三手指气缸43相邻第一手指气缸41设于手臂40的另一相邻侧面上。第一手指气缸41、第二手指气缸42和第三手指气缸43用于抓取或者放下工件。通过在手臂40上同时设置第一手指气缸41和第二手指气缸42，可以提供加工效率，使加工处于不间断状态。本实施例中的手指为气缸、滑槽、滑块、夹块等结构形成的夹紧机构。

半成品翻转机构65和成品翻转机构6设于机械手本体3的一侧，半成品翻转机构65用于将进行一面加工后的泵盖工件进行180度翻面，成品翻转机构6用于将进行了两面加工后的泵盖工件进行90度翻转。控制柜与机械手本体3、机械手爪4、半成品翻转机构65和成品翻转机构6信号连接以控制其动作，控制柜内设有PLC控制器并与数控机床控制系统相连，实现数控机床自动上下料的目的。

如图5所示，第一手指气缸41和第二手指气缸42从结构上看为相同的结构组成，具体的，第一手指气缸41和第二手指气缸42均包括气缸本体44、气缸固定块45、浮动安装块46和一对弹簧螺栓47。气缸固定块45与气缸本体44的底部固定连接，气缸本体44嵌套在浮动安装块46内，该对弹簧螺栓47的一端穿过浮动安装座后于气缸固定块45连接，浮动安装座与手臂40固定连接。

弹簧螺栓47包括导向杆48和弹簧49，导向杆48穿过浮动安装块46上的通孔，在导向杆48的一端设有螺帽，靠近螺帽的一端在导向杆48上套设有弹簧49，弹簧49的两端分别于螺帽和浮动安装块46的一侧抵制配合，在导向杆48的另一端设有螺纹，螺纹与气缸固定块45配合连接，靠近螺纹设有锥体，锥体与浮动安装块46上的通孔锥度配合。通过弹簧螺栓47的设计，使第一手指气缸41和第二手指气缸42整体具有一定的位置浮动，可以避免第一手指气缸41和第二手指气缸42在将工件夹取至车床加工位时的由于位置误差等原因造成的与车床工位零部件之间的硬碰撞，起到浮动缓冲作用，防止对工件的损害。

第三手指气缸43通过气缸安装座固定在手臂40的侧面上用于将加工完成后的工件抓取并放置到料架8里。

半成品翻转机构65和成品翻转机构6左右间隔相邻设置。如图6所示，半成品翻转机构65包括第一基板50、以及设于第一基板50上的第一旋转气缸51、第一气动手指52和一对顶升气缸53，第一旋转气缸51设于第一基板50的侧方中部，第一气动手指52的一端与第一旋转气缸51通过旋转连接法兰连接，第一气动手指52垂直于第一旋转气缸51的输出轴，第一气动手指52的另一端延伸至顶升气缸53的上方，该对顶升气缸53通过固定架相对称地垂直设于第一基板50下方且顶升气缸53的输出轴向上穿过第一基板50，在顶升气缸53的输出轴端部固定设有定位底座54，在定位底座54上垂直设有三根呈三角形分布的定位销55，定位销55的位置与工件上的定位孔相匹配，通过顶升气缸53的上下移动可以实现定位销55对工件的限位或者释放。

在第一气动手指52的前端设有两根可夹紧和松开的夹紧块56，在该两根夹紧块56的上方分别设有直径相等且相互配合的半圆形凸起57。

半成品翻转机构65的工作原理为：机械手臂40将经过第一面加工后的工件放置到左侧的定位底座54上并使工件上的定位孔与定位销55限位配合，此时夹紧块56处于夹紧状态即两个半圆形凸起57之间接触配合共同形成一个圆形的凸起，半圆形凸起57落入工件中部的圆形凹孔内，此时第一气动手指52的带动夹紧块56往外移动即使两个半圆形凸起57分离，从而使半圆形凸起57与工件的圆形凹孔内壁之间紧密接触形成摩擦力，此时第一旋转气缸51转动以将工件翻转至右侧的定位销55上，实现对工件的第一次翻面。

如图7所示，成品翻转机构6包括第二基板60、以及设于第二基板60上的第二旋转旗杆61和第二气动手指62，第二旋转旗杆61通过气缸保持架固定在第二基板60的一侧，第二气动手指62的一端通过旋转连接法兰与第二旋转旗杆61的输出轴垂直连接。在第二气动手指62的另一端设有夹紧头63，两个夹紧头63可相向向内或者向背向往移动以实现夹紧或者放开功能；在两块夹紧头63相接触的一侧设有相互匹配半圆形孔，当两个夹紧头63夹紧接触后，两个半圆形孔共同形成一个圆孔64来抱紧工件的圆筒形凸起以对工件进行定位。。

基于机械手进行泵盖自动上下料的装置还包括机架7，机械手本体3设于机架7的一侧，半成品翻转机构65和成品翻转机构6设于机架7上方，在机架7上方还是有料架8，料架8用于放置加工完成的工件。

本发明基于机械手进行泵盖自动上下料的装置具体的工作过程为：假设目前已经处于连续加工状态中，此时第一车床、半成品翻转机构65、第二车床上和成品翻转机构6上均已分别有一个工件，即第一车床对工件进行了第一面的加工，翻转机构已经对工件进行了翻转，第二车床上对工件进行了第二面的加工；此时第一手指气缸41夹起一个待加工的毛坯件至第一车床等待，第二手指气缸42将已经加工好第一面的工件夹起，第一手指气缸41再将毛坯件放置在第一车床的加工位上进行第一面加工；然后机械手本体3带动机械手爪4移动至半成品翻转机构65处，此时第一手指气缸41将已经翻转180度的工件抓起，半成品翻转机构65复位，第二手指气缸42将从第一车床上抓取的工件放置在半成品翻转机构65上进行翻面；紧接着，继续移动至第二车床，此时第二手指气缸42将第二车床上已经加工好的工件抓取，第一手指气缸41将从半翻转机构上抓取的工件放置在第二车床的加工位上进行第二面加工；紧接着，机械手臂40移动至成品翻转机构6上方并旋转，第三手指气缸43将成品翻转机构6上的已经经过90度翻转的工件夹起，成品翻转机构6复位，第二手指气缸42将从第二车床上取出的工件放置在成品翻转机构6上进行90度翻转；最后机械手臂40移动至料架8，第三手指气缸43将加工完成的工件放置到料架8上，如此循环往复，可以实现不间断连续工作。本领域技术人员可以理解的是，上述动作是通过控制器中的控制系统实现的自动化运动过程。

通过本发明基于机械手进行泵盖自动上下料的装置替代人工，节省了人力并且可以实现高效、稳定的上下料功能。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种基于机械手进行泵盖自动上下料的装置，其特征在于：包括机械手本体、机械手爪、半成品翻转机构、成品翻转机构和控制柜；所述机械手爪与所述机械手本体连接；所述机械手爪包括手臂、第一手指气缸、第二手指气缸和第三手指气缸，所述第一手指气缸和所述第二手指气缸设于所述手臂的一侧面上，所述第三手指气缸相邻所述第一手指气缸设于所述手臂的另一相邻侧面上；所述半成品翻转机构和所述成品翻转机构设于所述机械手本体的一侧；所述控制柜与所述机械手本体、所述机械手爪、所述半成品翻转机构和所述成品翻转机构信号连接以控制其动作。

2.根据权利要求1所述的基于机械手进行泵盖自动上下料的装置，其特征在于：所述第一手指气缸和所述第二手指气缸均包括气缸本体、气缸固定块、浮动安装块和一对弹簧螺栓；所述气缸固定块与所述气缸本体的底部固定连接，所述气缸本体嵌套在所述浮动安装块内，该对弹簧螺栓的一端穿过所述浮动安装座后于所述气缸固定块连接，所述浮动安装座与所述手臂固定连接。

3.根据权利要求2所述的基于机械手进行泵盖自动上下料的装置，其特征在于：所述弹簧螺栓包括导向杆和弹簧，所述导向杆穿过所述浮动安装块上的通孔，在所述导向杆的一端设有螺帽，靠近所述螺帽的一端在所述导向杆上套设有所述弹簧，所述弹簧的两端分别于所述螺帽和所述浮动安装块的一侧抵制配合，在所述导向杆的另一端设有螺纹，所述螺纹与所述气缸固定块配合连接，靠近所述螺纹设有锥体，所述锥体与所述浮动安装块上的通孔锥度配合。

4.根据权利要求3所述的基于机械手进行泵盖自动上下料的装置，其特征在于：所述第三手指气缸通过气缸安装座固定在所述手臂的侧面上。

5.根据权利要求1所述的基于机械手进行泵盖自动上下料的装置，其特征在于：所述半成品翻转机构和所述成品翻转机构左右间隔相邻设置。

6.根据权利要求5所述的基于机械手进行泵盖自动上下料的装置，其特征在于：所述半成品翻转机构包括第一基板、以及设于第一基板上的第一旋转气缸、第一气动手指和一对顶升气缸，所述第一旋转气缸设于所述第一基板的侧方中部，所述第一气动手指的一端与所述第一旋转气缸通过旋转连接法兰连接，所述第一气动手指垂直于所述第一旋转气缸的输出轴，所述第一气动手指的另一端延伸至所述顶升气缸的上方，该对顶升气缸通过固定架相对称地垂直设于所述第一基板下方且所述顶升气缸的输出轴向上穿过所述第一基板，在所述顶升气缸的输出轴端部固定设有定位底座，在所述定位底座上垂直设有三根呈三角形分布的定位销。

7.根据权利要求6所述的基于机械手进行泵盖自动上下料的装置，其特征在于：在所述第一气动手指的前端设有两根可夹紧和松开的夹紧块，在该两根夹紧块的上方分别设有直径相等且相互配合的半圆形凸起。

8.根据权利要求1所述的基于机械手进行泵盖自动上下料的装置，其特征在于：所述成品翻转机构包括第二基板、以及设于所述第二基板上的第二旋转气缸和第二气动手指，所述第二旋转气缸通过气缸保持架固定在所述第二基板的一侧，所述第二气动手指的一端通过旋转连接法兰与所述第二旋转气缸的输出轴垂直连接。

9.根据权利要求8所述的基于机械手进行泵盖自动上下料的装置，其特征在于：在第二气动手指的另一端设有夹紧头，两个夹紧头可相向向内或者向背向往移动以实现夹紧或者放开功能；在两块夹紧头相接触的一侧设有相互匹配半圆形孔，当两个夹紧头夹紧接触后，两个半圆形孔共同形成一个圆孔。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的基于机械手进行泵盖自动上下料的装置，其特征在于：还包括机架，所述机械手本体设于所述机架的一侧，所述半成品翻转机构和所述成品翻转机构设于所述机架上方，在所述机架上方还是有料架。