CN108942368A - 一种自动化上下料机械手 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动化上下料机械手，包括底座、回转气缸、升降机构、横移机构、夹持机构和控制器，所述回转气缸固定在所述底座上，所述升降机构由升降外壳、第一轴承座、第二轴承座、第一丝杆、第一伺服电机、第一螺母座、升降杆共同构成，所述横移机构由横移外壳、第三轴承座、第四轴承座、第二丝杆、第二伺服电机、第二螺母座、第二伺服电机、第一伞齿轮、第二伞齿轮、横移杆共同构成，所述横移外壳底端设有固定块，所述固定块间固定有滑杆，所述滑杆上套装有与所述横移杆固定连接的滑块，所述夹持机构由夹指气缸、连接杆、夹板共同构成。本发明的有益效果是，结构简单，实用性强。

Description

一种自动化上下料机械手
技术领域
本发明涉及机械设备技术领域，特别是一种自动化上下料机械手。
背景技术
目前，很多工厂的生产线上数控机床装卸工件仍由人工完成，劳动强度大，生产效率低。由于工业自动化的全面发展，对工作效率的提高迫在眉睫。机床的上下料工作由于重复性很高，单纯的手工劳作以满足不了工业自动化要求，把机床设备和机械手联用共同构成一个柔性加工系统，结构紧凑而且适应性很强，可以节省庞大的工件运输装置，节省大量的人力物力，提高了加工效率，减少生产成本。常见的上下料装置主要有气动、液压、电机驱动等几种，然而现有的上下料装置的操作繁琐、结构复杂、价格昂贵，小型企业无力购买且不便于后期维修，因此需要一种操作简单、生产效率高、生产成本低的自动化上下料机械手。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种自动化上下料机械手。
实现上述目的本发明的技术方案为，一种自动化上下料机械手，包括底座、回转气缸、升降机构、横移机构、夹持机构和控制器，所述回转气缸固定在所述底座上，所述升降机构由固定在所述回转气缸旋转端上的升降外壳、固定在所述升降外壳底端的第一轴承座、固定在所述升降外壳上端的第二轴承座、一端插装在第一轴承座上另一端穿插过所述第二轴承座的第一丝杆、固定在所述升降外壳上且与所述第一丝杆伸出端连接的第一伺服电机、套装在所述第一丝杆上且与所述第一丝杆构成螺纹配合的第一螺母座、横向固定在所述第一螺母座上且伸出所述升降外壳的升降杆共同构成，所述升降外壳一侧面上开有供所述升降杆伸出及上下位移的第一开口，所述横移机构由与所述升降杆伸出端连接的横移外壳、固定在所述横移外壳内且朝向所述升降杆一侧的第三轴承座、固定在所述横移外壳内且位于所述第三轴承座相对一侧的第四轴承座、一端插装在第四轴承座上另一端穿插过所述第三轴承座的第二丝杆、固定在所述升降外壳上且与所述第二丝杆伸出端连接的第二伺服电机、套装在所述第二丝杆上且与所述第二丝杆构成螺纹配合的第二螺母座、套装在所述第二丝杆伸出端上的第一伞齿轮、套装在所述第二伺服电机旋转端上且与所述第一伞齿轮啮合的第二伞齿轮、竖向固定在所述第二螺母座上且伸出所述横移外壳的横移杆共同构成，所述横移外壳底面上开有供所述升降杆伸出及横向位移的第二开口，所述横移外壳底端设有固定块，所述固定块分别固定在所述横移外壳下端四角处，所述固定块间且沿所述横移外壳横向固定有滑杆，所述滑杆上套装有滑块，所述滑块上端与所述横移杆固定连接，所述滑块下端开有限位槽，所述夹持机构由固定在所述限位槽中的夹指气缸、与所述滑块和所述夹指气缸连接的连接杆、固定在所述夹指气缸活动端的夹板共同构成。
所述夹板的数量为两个。
所述升降外壳上且位于所述升降杆两侧设有导向条，所述导向条内设有可在所述导向条内滑动的导向块。
所述导向块与所述横移外壳间设有加强杆，所述加强杆一端与所述导向块连接另一端与所述横移外壳连接。
所述导向块位于所述横移外壳上方，所述加强杆倾斜固定在所述导向块和所述横移外壳间。
所述第一伺服电机与所述第一丝杆通过联轴器连接。
所述横移外壳上设有红外测距传感器。
所述控制器为单片机。
所述控制器与所述第一伺服电机、第二伺服电机和红外测距传感器电性连接。
所述控制器与所述夹指气缸和所述回转气缸的控制端电性连接。
利用本发明的技术方案制作的一种自动化上下料机械手，可通过旋转、升降和横移实现对料件的精准抓取，通过红外测距传感器可监测抓板与料件的间距，便于机械手的抓取，提高抓取精度，同时可防止碰撞，提高安全性，本装置结构简单，便于操作，能有效降低人力劳动成本，提高生产效率。
附图说明
图1是本发明所述一种自动化上下料机械手的结构示意图；
图2是本发明所述一种自动化上下料机械手的正视图；
图3是本发明所述一种自动化上下料机械手的左视图；
图4是本发明所述一种自动化上下料机械手的俯视图；
图5是本发明所述横移机构的仰视图；
图6是本发明图1中A处的局部放大图；
图7是本发明图1中B处的局部放大图；
图中，1、底座；2、回转气缸；3、控制器；4、升降外壳；5、第一轴承座；6、第二轴承座；7、第一丝杆；8、第一伺服电机；9、第一螺母座；10、升降杆；11、第一开口；12、横移外壳；13、第三轴承座；14、第四轴承座；15、第二丝杆；16、第二伺服电机；17、第二螺母座；18、第一伞齿轮；19、第二伞齿轮；20、横移杆；21、第二开口；22、固定块；23、滑杆；24、滑块；25、限位槽；26、夹指气缸；27、连接杆；28、夹板；29、导向条；30、导向块；31、加强杆；32、联轴器；33、红外测距传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-7所示,一种自动化上下料机械手，包括底座1、回转气缸其特征在于，所述回转气缸2固定在所述底座1上，所述升降机构由固定在所述回转气缸2旋转端上的升降外壳4、固定在所述升降外壳4底端的第一轴承座5、固定在所述升降外壳4上端的第二轴承座6、一端插装在第一轴承座5上另一端穿插过所述第二轴承座6的第一丝杆7、固定在所述升降外壳4上且与所述第一丝杆7伸出端连接的第一伺服电机8、套装在所述第一丝杆7上且与所述第一丝杆7构成螺纹配合的第一螺母座9、横向固定在所述第一螺母座9上且伸出所述升降外壳4的升降杆10共同构成，所述升降外壳4一侧面上开有供所述升降杆10伸出及上下位移的第一开口11，所述横移机构由与所述升降杆10伸出端连接的横移外壳12、固定在所述横移外壳12内且朝向所述升降杆10一侧的第三轴承座13、固定在所述横移外壳12内且位于所述第三轴承座13相对一侧的第四轴承座14、一端插装在第四轴承座14上另一端穿插过所述第三轴承座13的第二丝杆15、固定在所述升降外壳4上且与所述第二丝杆15伸出端连接的第二伺服电机16、套装在所述第二丝杆15上且与所述第二丝杆15构成螺纹配合的第二螺母座17、套装在所述第二丝杆15伸出端上的第一伞齿轮18、套装在所述第二伺服电机16旋转端上且与所述第一伞齿轮18啮合的第二伞齿轮19、竖向固定在所述第二螺母座17上且伸出所述横移外壳12的横移杆20共同构成，所述横移外壳12底面上开有供所述升降杆10伸出及横向位移的第二开口21，所述横移外壳12底端设有固定块22，所述固定块22分别固定在所述横移外壳12下端四角处，所述固定块22间且沿所述横移外壳12横向固定有滑杆23，所述滑杆23上套装有滑块24，所述滑块24上端与所述横移杆20固定连接，所述滑块24下端开有限位槽25，所述夹持机构由固定在所述限位槽25中的夹指气缸26、与所述滑块24和所述夹指气缸26连接的连接杆27、固定在所述夹指气缸26活动端的夹板28共同构成；所述夹板28的数量为两个；所述升降外壳4上且位于所述升降杆10两侧设有导向条29，所述导向条29内设有可在所述导向条29内滑动的导向块30；所述导向块30与所述横移外壳12间设有加强杆31，所述加强杆31一端与所述导向块30连接另一端与所述横移外壳12连接；所述导向块30位于所述横移外壳12上方，所述加强杆31倾斜固定在所述导向块30和所述横移外壳12间；所述第一伺服电机8与所述第一丝杆7通过联轴器32连接；所述横移外壳12上设有红外测距传感器33；所述控制器3为单片机；所述控制器3与所述第一伺服电机8、第二伺服电机16和红外测距传感器33电性连接；所述控制器3与所述夹指气缸26和所述回转气缸2的控制端电性连接。
本实施方案的特点为，升降机构由固定在回转气缸旋转端上的升降外壳、固定在升降外壳底端的第一轴承座、固定在升降外壳上端的第二轴承座、一端插装在第一轴承座上另一端穿插过第二轴承座的第一丝杆、固定在升降外壳上且与第一丝杆伸出端连接的第一伺服电机、套装在第一丝杆上且与第一丝杆构成螺纹配合的第一螺母座、横向固定在第一螺母座上且伸出升降外壳的升降杆共同构成，升降外壳一侧面上开有供升降杆伸出及上下位移的第一开口，横移机构由与升降杆伸出端连接的横移外壳、固定在横移外壳内且朝向升降杆一侧的第三轴承座、固定在横移外壳内且位于第三轴承座相对一侧的第四轴承座、一端插装在第四轴承座上另一端穿插过第三轴承座的第二丝杆、固定在升降外壳上且与第二丝杆伸出端连接的第二伺服电机、套装在第二丝杆上且与第二丝杆构成螺纹配合的第二螺母座、横向固定在第二螺母座上且伸出横移外壳内的第二伺服电机、套装在第二丝杆伸出端上的第一伞齿轮、套装在第二伺服电机旋转端上且与第一伞齿轮啮合的第二伞齿轮、竖向固定在第二螺母座上且伸出横移外壳的横移杆共同构成，横移外壳底面上开有供升降杆伸出及横向位移的第二开口，横移外壳底端设有固定块，固定块分别固定在横移外壳下端四角处，固定块间且沿横移外壳横向固定有滑杆，滑杆上套装有滑块，滑块上端与横移杆固定连接，滑块下端开有限位槽，夹持机构由固定在限位槽中的夹指气缸、与滑块和夹指气缸连接的连接杆、固定在夹指气缸活动端的夹板共同构成，横移外壳上设有红外测距传感器。利用本发明的技术方案制作的一种自动化上下料机械手，可通过旋转、升降和横移实现对料件的精准抓取，通过红外测距传感器可监测抓板与料件的间距，便于机械手的抓取，提高抓取精度，同时可防止碰撞，提高安全性，本装置结构简单，便于操作，能有效降低人力劳动成本，提高生产效率。
在本实施方案中，控制器驱动回转气缸旋转，回转气缸带动升降外壳旋转到指定位置，第一伺服电机通电旋转输出一定角位移，第一丝杆与第一伺服电机旋转端一同旋转，第一丝杆上的第一螺母座将第一丝杆的旋转运动转化为直线运动，并通过升降杆带动横移外壳移动到指定高度位置，加强杆与导向块和横移外壳连接，在横移外壳的移动过程中加强杆起到一定支撑作用，导向块在导向条中滑动，使横移外壳平稳升降，第二伺服电机通电旋转输出一定角位移，第二伺服电机通过一对啮合的伞齿轮将角位移输出到第二丝杆上，第二丝杆上的第二螺母座将第二丝杆的旋转运动转化为直线运动，并通过横移杆带动滑块移动到指定横向位置，滑块在滑杆的支撑下平稳滑动，夹指气缸随滑块一同移动，红外测距传感器距料件的距离信息发送到控制器，当夹板移动到合适位置时，控制器自动控制夹指气缸工作，夹指气缸通过夹板夹住料件，再通过回转气缸、第一伺服电机和第二伺服电机的配合实现上料或下料工作。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动化上下料机械手，包括底座(1)、回转气缸(2)、升降机构、横移机构、夹持机构和控制器(3)，其特征在于，所述回转气缸(2)固定在所述底座(1)上，所述升降机构由固定在所述回转气缸(2)旋转端上的升降外壳(4)、固定在所述升降外壳(4)底端的第一轴承座(5)、固定在所述升降外壳(4)上端的第二轴承座(6)、一端插装在第一轴承座(5)上另一端穿插过所述第二轴承座(6)的第一丝杆(7)、固定在所述升降外壳(4)上且与所述第一丝杆(7)伸出端连接的第一伺服电机(8)、套装在所述第一丝杆(7)上且与所述第一丝杆(7)构成螺纹配合的第一螺母座(9)、横向固定在所述第一螺母座(9)上且伸出所述升降外壳(4)的升降杆(10)共同构成，所述升降外壳(4)一侧面上开有供所述升降杆(10)伸出及上下位移的第一开口(11)，所述横移机构由与所述升降杆(10)伸出端连接的横移外壳(12)、固定在所述横移外壳(12)内且朝向所述升降杆(10)一侧的第三轴承座(13)、固定在所述横移外壳(12)内且位于所述第三轴承座(13)相对一侧的第四轴承座(14)、一端插装在第四轴承座(14)上另一端穿插过所述第三轴承座(13)的第二丝杆(15)、固定在所述升降外壳(4)上且与所述第二丝杆(15)伸出端连接的第二伺服电机(16)、套装在所述第二丝杆(15)上且与所述第二丝杆(15)构成螺纹配合的第二螺母座(17)、套装在所述第二丝杆(15)伸出端上的第一伞齿轮(18)、套装在所述第二伺服电机(16)旋转端上且与所述第一伞齿轮(18)啮合的第二伞齿轮(19)、竖向固定在所述第二螺母座(17)上且伸出所述横移外壳(12)的横移杆(20)共同构成，所述横移外壳(12)底面上开有供所述升降杆(10)伸出及横向位移的第二开口(21)，所述横移外壳(12)底端设有固定块(22)，所述固定块(22)分别固定在所述横移外壳(12)下端四角处，所述固定块(22)间且沿所述横移外壳(12)横向固定有滑杆(23)，所述滑杆(23)上套装有滑块(24)，所述滑块(24)上端与所述横移杆(20)固定连接，所述滑块(24)下端开有限位槽(25)，所述夹持机构由固定在所述限位槽(25)中的夹指气缸(26)、与所述滑块(24)和所述夹指气缸(26)连接的连接杆(27)、固定在所述夹指气缸(26)活动端的夹板(28)共同构成。
2.根据权利要求1所述的一种自动化上下料机械手,其特征在于，所述夹板(28)的数量为两个。
3.根据权利要求1所述的一种自动化上下料机械手,其特征在于，所述升降外壳(4)上且位于所述升降杆(10)两侧设有导向条(29)，所述导向条(29)内设有可在所述导向条(29)内滑动的导向块(30)。
4.根据权利要求1所述的一种自动化上下料机械手,其特征在于，所述导向块(30)与所述横移外壳(12)间设有加强杆(31)，所述加强杆(31)一端与所述导向块(30)连接另一端与所述横移外壳(12)连接。
5.根据权利要求1所述的一种自动化上下料机械手,其特征在于，所述导向块(30)位于所述横移外壳(12)上方，所述加强杆(31)倾斜固定在所述导向块(30)和所述横移外壳(12)间。
6.根据权利要求1所述的一种自动化上下料机械手,其特征在于，所述第一伺服电机(8)与所述第一丝杆(7)通过联轴器(32)连接。
7.根据权利要求1所述的一种自动化上下料机械手,其特征在于，所述横移外壳(12)上设有红外测距传感器(33)。
8.根据权利要求1所述的一种自动化上下料机械手,其特征在于，所述控制器(3)为单片机。
9.根据权利要求1所述的一种自动化上下料机械手,其特征在于，所述控制器(3)与所述第一伺服电机(8)、第二伺服电机(16)和红外测距传感器(33)电性连接。
10.根据权利要求1所述的一种自动化上下料机械手,其特征在于，所述控制器(3)与所述夹指气缸(26)和所述回转气缸(2)的控制端电性连接。
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