CN108972610A - 机械手臂夹爪和机械手 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机械手臂夹爪。所述机械手臂夹爪包括架体、两夹板和推板装置，所述架体包括横梁和与所述横梁垂直设置的纵梁，两所述夹板设于所述纵梁的两末端，并与所述纵梁滑轨连接；所述推板装置设于所述横梁上，且沿所述横梁伸缩运动。与相关技术相比，本发明提供的机械手臂夹爪自通过夹板上下夹，顶板向上顶，推板向外推等多动作连续完成，自动化程度高，实现自动上、下料，节约人工成本，节省清洗准备工作。本发明还提供了一种包括上述机械手臂夹爪的机械手。

Description

机械手臂夹爪和机械手

技术领域

本发明涉及PCB板加工技术领域，尤其涉及一种机械手臂夹爪和机械手。

背景技术

PCB板在制作和转运过程中，表面会有污渍、油渍、手印、灰垢等，严重影响后续的产品质量。因此，在PCB板包装前要进行有效的清洗。

现有的采用人工清洗，特别是上料和下料。上、下料采用人工作业存在以下问题：人工成本高、工作繁琐影响加工效率、延长清洗工作等。

因此，有必要提供一种机械手臂夹爪和机械手来解决以上技术问题。

发明内容

本发明提供一种自动上、下料的机械手臂夹爪和机械手配合，提高上下料效率，节约人工。

本发明的目的在于提供一种机械手臂夹爪，所述机械手臂夹爪包括：

架体，其包括横梁和与所述横梁垂直设置的纵梁；

两夹板，设于所述纵梁的两末端，并与所述纵梁滑轨连接，所述两夹板相对的接触面附有防静电脱皮；

推板装置，设于所述横梁上，且沿所述横梁伸缩运动。

优选的，所述横梁位于所述纵梁的一侧面，且其交叉处设有一用于连接机械手臂的安装板；所述推板装置位于所述纵梁的另一侧面。

优选的，所述夹板包括与所述纵梁上下位置固定的上夹板，和通过在所述纵梁设置的夹板顶升气缸，沿所述上夹板开、合的下夹板。

优选的，所述上夹板和下夹板的两端均设有向外延伸的倾斜部，该倾斜部的末端间距大于上夹板和下夹板中部间距。

优选的，还包括两顶板，两所述顶板通过与所述纵梁固定的顶板顶升气缸连接，且临近夹板设置。

优选的，所述推板装置包括：

导向柱，连接于所述横梁长度方向的两端；

推板，其具有两相互平行且上下交错设置的移动边和推动边，所述移动边贯穿所述导向柱，所述推动边在所述移动边上方并向远离移动边的方向延伸；

同步带轮机构，设于所述横梁两端，且其带动所述推板沿所述导向柱位移。

优选的，所述同步带轮机构包括步进电机、同步带和两同步轮，两所述同步轮分别设于所述横梁两端，所述步进电机与一同步轮驱动连接，所述同步带围合于两所述同步轮，所述移动边与一侧同步带固定。

优选的，所述推动边远离移动边的末端设有推块，所述推块的中部呈V字型结构；所述同步带为内齿皮带，所述同步轮为外齿轮，两者啮合。

优选的，还包括：

夹板光电传感器，设有所述纵梁上且临近所述横梁设置；

推板光纤传感器，设于所述推动边，其感应方向与所述推块延伸方向相同；

位置光纤传感器，固设于所述横梁末端，其感应方向与所述推块延伸方向相同；

原点光电传感器，设于所述横梁远离位置光纤传感器一侧。

本发明还提供一种包括上述机械手臂夹爪的机械手。

与相关技术相比，本发明提供的机械手臂夹爪通过夹板上下夹，顶板向上顶，推板向外推等多动作连续完成，自动化程度高，实现自动上、下料，节约人工成本，节省清洗准备工作，提高工作效率35％～50％以上。且采用同步带轮机构和多组传感器保证其精度要求。本发明还提供了一种包括该机械手臂夹爪的机械手，由于机械手臂夹爪具有上述技术效果，具有该机械手臂夹爪的机械手也应具有相应的技术效果。

附图说明

图1为本发明提供的机械手臂夹爪的立体结构示意图；

图2为本发明提供的机械手臂夹爪的俯视图。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。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。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

如图1、图2所示，本发明提供的机械手臂夹爪，用于抓取板件(未图示)放置于料架(未图示)中，本实施例中所述板件均为PCB板。所述机械手臂夹爪包括架体1、两夹板2、两顶板3、顶板顶升气缸4、推板装置5、安装板6、夹板光电传感器7、推板光线传感器8、位置光纤传感器9和原点光纤传感器10。

所述架体1为采用高强度的铝型材加工而成，其包括横梁11和与所述横梁11垂直设置的纵梁12。如图2所示，所述纵梁12接近于所述横梁11一端设置，即所述纵梁12与横梁11之间的间距大于另一端的间距。

所述横梁11位于所述纵梁12的一侧面(图1所示下侧面)，且其交叉处设有一用于连接机械手臂的安装板6。所述推板装置5位于所述纵梁12的另一侧面。

两所述夹板2在所述纵梁12的两末端并与所述纵梁12滑轨连接。如图1所示，夹板2包括上夹板21、下夹板22、连接座23和夹板顶升气缸24。所述连接座23与所述纵梁12滑轨连接，并沿所述纵梁向上(图中所示方向)延伸，所述连接座23的滑轨运动可带动整个夹板2沿所述纵梁12位移，由此实现两夹板2之间间距的调节，适用于不同尺寸大小板件的抓取。所述上夹板21和下夹板22接触面(相对的接触面)附防静电脱皮。

所述上夹板21与所述连接座23延伸末端(上端)连接，在所述连接柱23的作用下，所述上夹板21的上下位置固定，只可沿纵梁横向位移。所述夹板顶升气缸24设于连接座23上。所述下夹板22位于所述上夹板21的下方且连接于所述夹板顶升气缸24的输出端。

所述夹板顶升气缸24伸长，带动所述下夹板22向所述上夹板21靠拢，完成夹的动作，反之，则完成放的动作。

如图2所示，所述上夹板21和下夹板22的两端均设有向外延伸的倾斜部25，该倾斜部25的末端间距大于上夹板21和下夹板22中部间距。该开口结构更适合于板件的抓取。

两所述顶板3通过与所述纵梁12固定的顶板顶升气缸4连接，且临近夹板2设置。

所述夹板光电传感器7设有所述纵梁12上，可以是在夹板2和横梁11之间，也可以是临近横梁11设置，其用于检测放板机(未图示)是否有料，如有，夹爪动作取料，如没有，则发出停止夹爪动作指令。

所述推板装置5包括导向柱51、推板52和同步带轮机构53。所述导向柱51连接于所述横梁11长度方向的两端。

所述推板52具有两相互平行且上下交错设置的移动边521和推动边522，所述移动边521贯穿所述导向柱51，所述推动边522在所述移动边521上方设置，并向远离移动边的方向延伸。

所述推动边522远离移动边521的末端设有推块523。所述推块533的数量为三个，均布设于推动边522的边沿上。所述推块533的中部呈V字型结构，其与板件接触，推其向料架中放置。

所述推板光纤传感器8设于所述推动边522，其感应方向与所述推块523延伸方向相同，用于感应推块523是否抵接有板，如有，发出信号推块523动作，如没有，则停止或报警。

所述位置光纤传感器9固设于所述横梁11末端，临近纵梁12设置(如图1所示的短间距的一侧)，其感应方向与所述推块523自推动边522延伸的方向相同。所述位置光纤传感器9安装的位置即为夹爪深入到料架的前端，也为将板件推向料架的前端。所述位置光纤传感器9用于感应板件是否推到位，当推块523把PCB板推到了料架里，PCB板离料架框3mm以上的距离为所述推板52到位的标准距离，光栅当检测出这个位置，发出指令进板合格，停止推板52的推进动作，并发至指令给夹爪退出。

所述同步带轮机构53包括同步轮531、步进电机532和同步带533。所述同步轮531的数量为两个，设于所述横梁11长度方向两端。

在本实施例中，所述步进电机532与设于横梁11远离纵梁12的同步轮531驱动连接。

所述同步带533围合于两所述同步轮531，所述移动边521与一侧同步带533固定。同步轮533围合同步轮531后，形成两平行的结构，所述移动边521固定于其中一个边上。

所述步进电机532驱动与之连接的同步轮531旋转，该同步轮531的旋转可驱动所述同步带533和另一个同步轮转动，所述同步带533的转动则实现的是一侧边位移转向另一侧边反向位移。则，与所述同步带一侧边位移，带动与之固定的推板52一同位移，由此实现推板52在所述横梁11上的位移，实现推、收动作。

所述横梁11远离步进电机532的末端设有用于对所述推板限位的挡块111，如图1所示，所述挡块111自所述横梁11向上延伸。所述挡块111抵接于所述推动边522和移动边521之间的垂直连接边处，起最远行程的限位作用。当抵接后，所述推动边522高出所述横梁11的挡块111并延伸至外侧。

为防止打滑，所述同步带531为内齿皮带，所述同步轮为外齿轮，两者啮合。

所述横梁11临近所述步进电机532一侧为推板52的原点位置。所述原点光电传感器10设于所述横梁11远离纵梁12一侧，即该原点位置。当推板52每次完成推进动作后，要及时回到原点位置，通过所述原点光电传感器10感应其回来的数据值，并与设定值对比，通过程序实现推板52的位置校正。

上述各传感器的感应信号都通过控制器接收，并发出相应的控制指令，同时也是事先将各动作程序、路径规划及校正程序写入到控制器中，该为现有技术，本领域技术人员能够实现，在此不再赘述。

基于上述实施例中提供的机械手臂夹爪，本发明还提供了一种机械手，该机械手包括上述实施例中的机械手臂夹爪。由于该机械手采用了上述实施例中的机械手臂夹爪，所以该机械手的有益效果请参考上述实施例。

机械手通过安装板6与夹取板件的机械手臂夹爪连接。

本发明提供的包括上述机械手臂夹爪的机械手的工作原理为：

推板52位于原点位置。

机械手末端关节可带动机械手臂夹爪旋转、位移至合适位置，从位于上料区的放板机上取料。取料的过程是，两夹板2拉开之间的间距，机械手臂夹爪位移到板件的两外端，两夹板2调整合适的间距，将上夹板21和下夹板22放置于板件的上下侧，夹板顶升气缸24顶升，下夹板22推动板件向上夹板21的方向靠拢，并夹持。

机械手带动机械手臂夹爪位移至生产线料架处，并将夹爪中的板件对齐料架中的料框位置处。

所述顶板顶升气缸4动作，顶升所述顶板3抵接板件的下端面，此时，所述夹板顶升气缸24下降，带动所述下夹板22远离板件。顶板3顶住板件(即PCB板)，夹板2松开。

推板52动作，推块523抵接板件向料架中推进，并放置于料架中对应位置。

机械手带动机械手臂夹爪退出，如上述步骤反复，直到将一个料架装满位置，由此完成自动上料。

另外，下料时，则通过拨板装置(未图示)，将板件从料架中推出一部分，再由机械手臂夹爪的两夹板2夹住推出部分板件的两侧端，机械手带动其位移出料架的外侧，再放置于下料区，由此实现板件的自动下料。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种机械手臂夹爪，其特征在于，包括：

架体，其包括横梁和与所述横梁垂直设置的纵梁；

两夹板，设于所述纵梁的两末端，并与所述纵梁滑轨连接；所述两夹板相对的接触面附有防静电脱皮；

推板装置，设于所述横梁上，且沿所述横梁伸缩运动。

2.根据权利要求1所述的机械手臂夹爪，其特征在于，所述横梁位于所述纵梁的一侧面，且其交叉处设有一用于连接机械手臂的安装板；所述推板装置位于所述纵梁的另一侧面。

3.根据权利要求1或2所述的机械手臂夹爪，其特征在于，所述夹板包括与所述纵梁上下位置固定的上夹板，和通过在所述纵梁设置的夹板顶升气缸，沿所述上夹板开、合的下夹板。

4.根据权利要求3所述的机械手臂夹爪，其特征在于，所述上夹板和下夹板的两端均设有向外延伸的倾斜部，该倾斜部的末端间距大于上夹板和下夹板中部间距。

5.根据权利要求1所述的机械手臂夹爪，其特征在于，还包括两顶板，两所述顶板通过与所述纵梁固定的顶板顶升气缸连接，且临近夹板设置。

6.根据权利要求1所述的机械手臂夹爪，其特征在于，所述推板装置包括：

导向柱，连接于所述横梁长度方向的两端；

推板，其具有两相互平行且上下交错设置的移动边和推动边，所述移动边贯穿所述导向柱，所述推动边在所述移动边上方并向远离移动边的方向延伸；

同步带轮机构，设于所述横梁两端，且其带动所述推板沿所述导向柱位移。

7.根据权利要求6所述的机械手臂夹爪，其特征在于，所述同步带轮机构包括步进电机、同步带和两同步轮，两所述同步轮分别设于所述横梁两端，所述步进电机与一同步轮驱动连接，所述同步带围合于两所述同步轮，所述移动边与一侧同步带固定。

8.根据权利要求7所述的机械手臂夹爪，其特征在于，所述推动边远离移动边的末端设有推块，所述推块的中部呈V字型结构；所述同步带为内齿皮带，所述同步轮为外齿轮，两者啮合。

9.根据权利要求8所述的机械手臂夹爪，其特征在于，还包括：

夹板光电传感器，设有所述纵梁上且临近所述横梁设置；

推板光纤传感器，设于所述推动边，其感应方向与所述推块延伸方向相同；

位置光纤传感器，固设于所述横梁末端，其感应方向与所述推块延伸方向相同；

原点光电传感器，设于所述横梁远离位置光纤传感器一侧。

10.一种机械手，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的机械手臂夹爪。