CN109384041B - 一种两侧翻转上料机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种两侧翻转上料机械手，包括底板、平移机构、升降机构、机架、转动机构、第一夹爪机构、第二夹爪机构，所述平移机构安装于所述底板的上表面，所述升降机构在所述平移机构上方与所述平移机构连接，所述机架架设安装于所述升降机构上部，所述转动机构架设安装于所述机架上，所述第一夹爪机构、所述第二夹爪机构分别设置于所述转动机构上方，所述第一夹爪机构安装于所述机架上，所述第二夹爪机构与所述转动机构连接。本发明优点是：通过平移机构、升降机构、机架、转动机构、第一夹爪机构、第二夹爪机构的相互配合，使本机械手实现了向两侧物流线的供料，达到了单工位双向上料的要求，从而提高生产效率，降低设备制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种动力锂电池加工设备，尤其是涉及一种两侧翻转上料机械手。
背景技术
动力锂电池在加工的过程中需要经过多道工序并通过物流线转运，当动力锂电池的某一道加工工序完成后，需要通过机械手将动力锂电池抓取至物流线上进行转运。目前，一个机械手只能对应向其一侧的物流线进行动力锂电池的上料，而通常情况下，机械手的两侧都设有物流线，而现有的机械手无法实现向两侧的物流线供料，这导致生产效率低下，并增加了成本。
发明内容
发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种两侧翻转上料机械手，实现向两侧物流线供料，提高生产效率。
技术方案：一种两侧翻转上料机械手，包括底板、平移机构、升降机构、机架、转动机构、第一夹爪机构、第二夹爪机构，所述平移机构安装于所述底板的上表面，所述升降机构在所述平移机构上方与所述平移机构连接，所述机架架设安装于所述升降机构上部，所述转动机构架设安装于所述机架上，所述第一夹爪机构、所述第二夹爪机构分别设置于所述转动机构上方，所述第一夹爪机构安装于所述机架上，所述第二夹爪机构与所述转动机构连接。
本机械手可安装于运输轨上方便整体运送到所需位置进行物流线的上料，在进行动力锂电池的抓取上料时，首先通过升降机构调整第一夹爪机构和第二夹爪机构的竖直高度到合适的位置，使动力锂电池到达第一夹爪机构与第二夹爪机构之间，然后，第一夹爪机构启动，夹住动力锂电池的相对两侧，第二夹爪机构随后启动，夹住动力锂电池的另一相对两侧，动力锂电池被夹紧后，通过运输轨将动力锂电池连同本机械手同步运送到所需位置，到达后，再次启动升降机构使第一夹爪机构和第二夹爪机构的竖直高度与物流线的位置匹配，然后第一夹爪机构启动松开动力锂电池，转动机构启动带动第二夹爪机构顺时针或逆时针转动，使动力锂电池向下转动并向其中一侧的物流线靠近，当动力锂电池与物流线实现面接触后，第二夹爪机构启动松开动力锂电池，此时，平移机构启动，平移机构带动升降机构、机架、转动机构、第一夹爪机构、第二夹爪机构同步移动，使第二夹爪机构向外抽离，从而使动力锂电池完全落在物流线上，转动机构再次启动，使第二夹爪机构复位，一次上料完成。本机械手能实现向两侧物流线的供料，从而提高生产效率。
进一步的，所述转动机构包括转轴、伺服电机一、同步轮一、同步轮二、同步带一，所述转轴架设于所述机架的上部，所述转轴的两端分别穿设于所述机架的相对两侧并分别通过一个滚动轴承与所述机架连接，所述伺服电机一安装于所述机架的一侧上并与所述转轴的其中一端同侧，所述同步轮一与所述伺服电机一的电机轴连接，所述同步轮二与所述转轴对应的其中一端连接，所述同步轮一通过所述同步带一与所述同步轮二连接，所述第二夹爪机构与所述转轴连接。
伺服电机一通过控制器控制，伺服电机一启动带动同步轮一转动，同步轮一通过同步带一带动同步轮二转动，同步轮二带动转轴转动，伺服电机一通过带轮传动实现转轴的转动，转轴带动第二夹爪机构转动，伺服电机一的正转或反转，实现转轴的顺时针或逆时针转动，从而使第二夹爪机构带动动力锂电池实现向两侧物流线的供料。
进一步的，所述第一夹爪机构包括两个第一夹爪组件，两个所述第一夹爪组件沿所述转动机构的架设安装方向相对间隔设置并分别与所述机架相对两侧的上表面连接。
进一步的，所述第一夹爪组件包括第一气缸、气缸安装座、第一夹板、调速阀，所述气缸安装座水平设置并与所述机架的上表面固定，所述第一气缸安装于所述气缸安装座上，所述第一气缸的气缸轴朝向所述机架的内侧，所述第一夹板竖直放置，所述第一夹板的一侧板面与所述第一气缸的气缸轴连接，所述调速阀至少设有一个，所述调速阀与所述第一气缸连接。
调速阀用于调节第一气缸的伸缩速度，第一气缸通过控制器控制，两个第一气缸带动两个第一夹板伸缩，使两个第一夹板配合夹紧或松开动力锂电池。
进一步的，所述第二夹爪机构包括第二气缸、翻转块、支撑板、第二夹板，所述第二气缸为夹爪气缸，所述翻转块与所述转动机构固定，所述第二气缸安装于所述翻转块上，所述第二夹板相对间隔设有两个，两个所述第二夹板竖直放置并分别与所述第二气缸的两个夹爪轴连接，所述支撑板在两个所述第二夹板之间水平设置并与所述第二气缸固定。
转动机构转动带动翻转块同步转动，从而使夹紧于两个第二夹板之间的动力锂电池同步转动，第二气缸通过控制器控制，带动两个第二夹板配合夹紧或松开动力锂电池。
进一步的，所述平移机构包括滑轨、滑块、滚珠丝杠、伺服电机二、轴承支座，所述滑轨设有两条，平行间隔安装于所述底板的上表面，所述滑轨的延伸方向与所述转动机构的架设安装方向相垂直，所述滑块设有两个，分别与两个所述滑轨配合安装，所述滚珠丝杠设置于两个所述滑轨之间，所述伺服电机二安装于所述底板上，所述滚珠丝杠的一端与所述伺服电机二连接，另一端通过一个滚动轴承与所述轴承支座连接，所述轴承支座的底面与所述底板的上表面固定，所述滑块、所述滚珠丝杠分别与所述升降机构连接。
伺服电机二通过控制器控制，伺服电机二带动滚珠丝杠转动，从而使升降机构在滚珠丝杠的带动下沿直线运动，由于滑块与升降机构连接且与滑轨配合，保证了升降机构保持直线运动不偏移，升降机构移动同步带动机架、转动机构、第一夹爪机构、第二夹爪机构移动，从而使第二夹爪机构向外抽离，使动力锂电池完全落在物流线上。
进一步的，所述平移机构还包括同步带二、同步轮三、同步轮四，所述同步轮三与所述伺服电机二的电机轴固定，所述同步轮四与所述滚珠丝杠对应的一端固定，所述同步轮三通过所述同步带二与所述同步轮四连接。
伺服电机二与滚珠丝杠之间的传动方式为带轮传动。
进一步的，所述升降机构包括升降板、第三气缸、导向杆、缓冲器、缓冲器安装座，所述升降板水平设置并与所述平移机构固定，所述第三气缸安装于所述升降板的上表面，所述第三气缸的气缸轴与所述机架的底部连接，所述导向杆设有四根，分别设置于所述升降板)的四个顶角处并分别通过一个滑动轴承与所述升降板连接，所述导向杆的顶端与所述机架的底部固定，所述第三气缸的相对两侧分别设有一个所述缓冲器，所述缓冲器位于所述升降板与所述机架之间，每个所述缓冲器分别通过一个所述缓冲器安装座与所述升降板的上表面连接。
第三气缸由控制器控制，第三气缸启动实现机架的上下移动，四个导向杆跟随机架同步竖向运动，在导向杆的限制和支撑下，保证机架沿竖向直线运动不偏移，机架竖向移动可同步带动其上的转动机构、第一夹爪机构、第二夹爪机构同步移动；缓冲器为油压缓冲器，缓冲器用于限制机架的下移行程并起到缓冲作用，防止机械损伤，当机架的底部与缓冲器抵合时，机架到达下移位置极限。
进一步的，本机械手还包括感应组件，所述感应组件包括感应器、感应器安装轨、感应片，所述感应器设有三个，在所述平移机构一侧方沿其移动方向平行间隔设置，所述感应器通过所述感应器安装轨安装于本机械手的安装台面上，所述感应器安装轨的放置方向与所述平移机构的移动方向一致，所述感应片与所述升降机构的一侧面连接并与所述感应器匹配对应。
感应器与控制器连接实现信号传递，三个感应器用于限制升降机构在平移机构上的直线位移量，排列于中间的感应器被设置为零点位置，从而方便控制器控制平移机构带动升降机构到达具体位置，两侧的感应器限制升降机构前进和后退的极限位移，当感应片到达两侧的感应器中的任意一个时，相应的感应器发出信号给控制器，控制器控制平移机构停止。
进一步的，所述机架包括横板、竖板、肋板，所述竖板设有两个，相对平行间隔设置于所述横板的上表面，所述竖板的底边与所述横板的上表面固定，所述竖板与所述横板之间连接有所述肋板，所述第一夹爪机构安装于所述竖板的顶面上，所述转动机构架设安装于两个所述竖板之间，所述横板与所述升降机构连接。肋板使横板与竖板之间的连接更加稳定可靠。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是：通过平移机构、升降机构、机架、转动机构、第一夹爪机构、第二夹爪机构的相互配合，使本机械手实现了向两侧物流线的供料，达到了单工位双向上料的要求，从而提高生产效率，减少了设备换型的时间，降低了设备制造成本；本机械手设计合理，结构紧凑，便于使用。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为图1的A向结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
一种两侧翻转上料机械手，如图1、2所示，包括底板1、平移机构2、升降机构3、机架4、转动机构5、第一夹爪机构6、第二夹爪机构7，感应组件8。
底板1水平安装于本机械手的安装台面上，平移机构2安装于底板1的上表面，平移机构2包括滑轨21、滑块22、滚珠丝杠23、伺服电机二24、轴承支座25、同步带二26、同步轮三27、同步轮四，滑轨21设有两条，平行间隔安装于底板1的上表面，滑块22设有两个，分别与两个滑轨21配合安装，滚珠丝杠23设置于两个滑轨21之间，伺服电机二24安装于底板1上并靠近滚珠丝杠23的螺杆部的其中一端，同步轮三27与伺服电机二24的电机轴固定，同步轮四与滚珠丝杠23的螺杆部对应的一端固定，同步轮三27通过同步带二26与同步轮四连接，滚珠丝杠23的螺杆部的另一端通过一个滚动轴承与轴承支座25连接，轴承支座25的底面与底板1的上表面固定。
升降机构3在平移机构2的上方与平移机构2连接，升降机构3包括升降板31、第三气缸32、导向杆33、缓冲器34、缓冲器安装座35，升降板31水平设置，滑块22、滚珠丝杠23的螺母部分别与升降板31的底面连接，第三气缸32安装于升降板31的上表面，机架4置于第三气缸32上方，机架4包括横板41、竖板42、肋板43，横板41水平设置，竖板42设有两个，相对平行间隔设置于横板41的上表面，竖板42的底边与横板41的上表面固定，竖板42与横板41之间连接有肋板43，第三气缸32的气缸轴与横板41的底面连接，导向杆33设有四根，分别设置于升降板31的四个顶角处并分别通过一个滑动轴承与升降板31连接，导向杆33的顶端与横板41的底面固定，第三气缸32的相对两侧分别设有一个缓冲器34，缓冲器34为油压缓冲器，缓冲器34位于升降板31与横板41之间，每个缓冲器34分别通过一个缓冲器安装座35与升降(31的上表面连接。
转动机构5架设安装于机架4上，转动机构5包括转轴51、伺服电机一52、同步轮一53、同步轮二54、同步带一55，转轴51在机架4的上部架设于两个竖板42之间，转轴51与滑轨21呈空间垂直，转轴51的两端分别穿设于对应的竖板42并分别通过一个滚动轴承与对应的竖板42连接，伺服电机一52安装于其中一个竖板42的外侧面上，同步轮一53与伺服电机一52的电机轴连接，同步轮二54与转轴51靠近伺服电机一52的一端连接，同步轮一53通过同步带一55与同步轮二54连接。
第二夹爪机构7与转轴51连接，第二夹爪机构7包括第二气缸71、翻转块72、支撑板73、第二夹板74，第二气缸71为夹爪气缸，翻转块72与套设于转轴51上并与转轴51固定，第二气缸71安装于翻转块72上，第二气缸71的两个夹爪轴朝上，第二夹板74相对间隔设有两个，两个第二夹板74竖直放置并分别与第二气缸71的两个夹爪轴连接，支撑板73在两个第二夹板74之间水平设置并与第二气缸71固定，支撑板73上放置电力锂电池100。
第一夹爪机构6安装于竖板42上，第一夹爪机构6包括两个第一夹爪组件，两个第一夹爪组件分别安装于两个竖板42上，第一夹爪组件包括第一气缸61、气缸安装座62、第一夹板63、调速阀64，气缸安装座62水平设置并与竖板42的顶面固定，第一气缸61安装于气缸安装座62上，第一气缸61的气缸轴朝向机架4的内侧，第一夹板63竖直放置，第一夹板63的一侧板面与第一气缸61的气缸轴连接，调速阀64至少设有一个，调速阀64与第一气缸61连接。
感应组件8包括感应器81、感应器安装轨82、感应片83，感应器81设有三个，在其中一个滑轨21外侧方沿其延伸方向平行间隔设置，感应器81通过感应器安装轨82安装于本机械手的安装台面上，感应器安装轨82与滑轨21平行，感应片83与升降板31的一侧面连接并与感应器81匹配对应。
本机械手的安装台面可以为运输轨平台，方便整体运送到所需位置进行物流线的上料，在进行动力锂电池的抓取上料时，升降机构首先启动，第三气缸由控制器控制，第三气缸启动推动机架沿竖向移动，四个导向杆跟随机架同步竖向运动，在导向杆的限制和支撑下，保证机架沿竖向直线运动不偏移，机架竖向移动可同步带动其上的转动机构、第一夹爪机构、第二夹爪机构同步移动，从而调整第一夹爪机构和第二夹爪机构的竖直高度到合适的位置，动力锂电池的底面与支撑板接触，然后，第一夹爪机构启动，第一气缸通过控制器控制，第一气缸启动，带动第一夹板夹住动力锂电池的相对两侧，第二夹爪机构随后启动，第二气缸通过控制器控制，第二气缸启动带动两个第二夹板配合夹紧动力锂电池的另一相对两侧，动力锂电池被夹紧后，通过运输轨将动力锂电池连同本机械手同步运送到所需位置。
到达后，再次启动升降机构使第一夹爪机构和第二夹爪机构的竖直高度与物流线的位置匹配，然后第一气缸再次启动使第一夹板松开动力锂电池，然后启动转动机构，伺服电机一通过控制器控制，伺服电机一启动带动同步轮一转动，同步轮一通过同步带一带动同步轮二转动，同步轮二带动转轴转动，伺服电机一通过带轮传动实现转轴的转动，转轴带动翻转块转动，伺服电机一的正转或反转，实现转轴的顺时针或逆时针转动，从而使第二夹爪机构带动动力锂电池实现向两侧物流线的供料，动力锂电池向下转动并向其中一侧的物流线靠近，当动力锂电池与物流线实现面接触后，第二气缸再次启动带动两个第二夹板松开动力锂电池，随后，平移机构启动，伺服电机二通过控制器控制，伺服电机二带动滚珠丝杠转动，从而使升降机构在滚珠丝杠的带动下沿直线运动，由于滑块与升降机构连接且与滑轨配合，保证了升降机构保持直线运动不偏移，升降机构移动同步带动机架、转动机构、第一夹爪机构、第二夹爪机构移动，从而使第二夹板向外抽离，使动力锂电池完全落在物流线上，之后，转轴反向转动，使第二夹爪机构复位，一次上料完成。
为了防止升降机构在平移机构上移动时出现脱轨的现场，设置感应组件，感应器与控制器连接实现信号传递，三个感应器用于限制升降机构在平移机构上的直线位移量，排列于中间的感应器被设置为零点位置作为参照，从而方便控制器控制平移机构带动升降机构到达所需的具体位置，两侧的感应器限制升降机构前进和后退的极限位移，当感应片到达两侧的感应器中的任意一个时，相应的感应器发出信号给控制器，控制器控制平移机构停止。
通过平移机构、升降机构、机架、转动机构、第一夹爪机构、第二夹爪机构的相互配合，使本机械手实现了向两侧物流线的供料，达到了单工位双向上料的要求，从而提高生产效率，减少了设备换型的时间，降低了设备制造成本；本机械手设计合理，结构紧凑，便于使用。
Claims (8)
1.一种两侧翻转上料机械手，其特征在于：包括底板（1）、平移机构（2）、升降机构（3）、机架（4）、转动机构（5）、第一夹爪机构（6）、第二夹爪机构（7），所述平移机构（2）安装于所述底板（1）的上表面，所述升降机构（3）在所述平移机构（2）上方与所述平移机构（2）连接，所述机架（4）架设安装于所述升降机构（3）上部，所述转动机构（5）架设安装于所述机架（4）上，所述第一夹爪机构（6）、所述第二夹爪机构（7）分别设置于所述转动机构（5）上方，所述第一夹爪机构（6）安装于所述机架（4）上，所述第二夹爪机构（7）与所述转动机构（5）连接；还包括感应组件（8），所述感应组件（8）包括感应器（81）、感应器安装轨（82）、感应片（83），所述感应器（81）设有三个，在所述平移机构（2）一侧方沿其移动方向平行间隔设置，所述感应器（81）通过所述感应器安装轨（82）安装于本机械手的安装台面上，所述感应器安装轨（82）的放置方向与所述平移机构（2）的移动方向一致，所述感应片（83）与所述升降机构（3）的一侧面连接并与所述感应器（81）匹配对应；所述第一夹爪机构（6）包括两个第一夹爪组件，两个所述第一夹爪组件沿所述转动机构（5）的架设安装方向相对间隔设置并分别与所述机架（4）相对两侧的上表面连接；工作时，第一夹爪机构启动，夹住动力锂电池的相对两侧，第二夹爪机构随后启动，配合夹紧动力锂电池的另一相对两侧，启动升降机构使第一夹爪机构和第二夹爪机构的竖直高度与物流线的位置匹配，松开第一夹爪机构，然后启动转动机构，使第二夹爪机构带动动力锂电池实现向两侧物流线的翻转供料。
2.根据权利要求1所述的一种两侧翻转上料机械手，其特征在于：所述转动机构（5）包括转轴（51）、伺服电机一（52）、同步轮一（53）、同步轮二（54）、同步带一（55），所述转轴（51）架设于所述机架（4）的上部，所述转轴（51）的两端分别穿设于所述机架（4）的相对两侧并分别通过一个滚动轴承与所述机架（4）连接，所述伺服电机一（52）安装于所述机架（4）的一侧上并与所述转轴（51）的其中一端同侧，所述同步轮一（53）与所述伺服电机一（52）的电机轴连接，所述同步轮二（54）与所述转轴（51）对应的其中一端连接，所述同步轮一（53）通过所述同步带一（55）与所述同步轮二（54）连接，所述第二夹爪机构（7）与所述转轴（51）连接。
3.根据权利要求1所述的一种两侧翻转上料机械手，其特征在于：所述第一夹爪组件包括第一气缸（61）、气缸安装座（62）、第一夹板（63）、调速阀（64），所述气缸安装座（62）水平设置并与所述机架（4）的上表面固定，所述第一气缸（61）安装于所述气缸安装座（62）上，所述第一气缸（61）的气缸轴朝向所述机架（4）的内侧，所述第一夹板（63）竖直放置，所述第一夹板（63）的一侧板面与所述第一气缸（61）的气缸轴连接，所述调速阀（64）至少设有一个，所述调速阀（64）与所述第一气缸（61）连接。
4.根据权利要求1所述的一种两侧翻转上料机械手，其特征在于：所述第二夹爪机构（7）包括第二气缸（71）、翻转块（72）、支撑板（73）、第二夹板（74），所述第二气缸（71）为夹爪气缸，所述翻转块（72）与所述转动机构（5）固定，所述第二气缸（71）安装于所述翻转块（72）上，所述第二夹板（74）相对间隔设有两个，两个所述第二夹板（74）竖直放置并分别与所述第二气缸（71）的两个夹爪轴连接，所述支撑板（73）在两个所述第二夹板（74）之间水平设置并与所述第二气缸（71）固定。
5.根据权利要求1所述的一种两侧翻转上料机械手，其特征在于：所述平移机构（2）包括滑轨（21）、滑块（22）、滚珠丝杠（23）、伺服电机二（24）、轴承支座（25），所述滑轨（21）设有两条，平行间隔安装于所述底板（1）的上表面，所述滑轨（21）的延伸方向与所述转动机构（5）的架设安装方向相垂直，所述滑块（22）设有两个，分别与两个所述滑轨（21）配合安装，所述滚珠丝杠（23）设置于两个所述滑轨（21）之间，所述伺服电机二（24）安装于所述底板（1）上，所述滚珠丝杠（23）的一端与所述伺服电机二（24）连接，另一端通过一个滚动轴承与所述轴承支座（25）连接，所述轴承支座（25）的底面与所述底板（1）的上表面固定，所述滑块（22）、所述滚珠丝杠（23）分别与所述升降机构（3）连接。
6.根据权利要求5所述的一种两侧翻转上料机械手，其特征在于：所述平移机构（2）还包括同步带二（26）、同步轮三（27）、同步轮四，所述同步轮三（27）与所述伺服电机二（24）的电机轴固定，所述同步轮四与所述滚珠丝杠（23）对应的一端固定，所述同步轮三（27）通过所述同步带二（26）与所述同步轮四连接。
7.根据权利要求1所述的一种两侧翻转上料机械手，其特征在于：所述升降机构（3）包括升降板（31）、第三气缸（32）、导向杆（33）、缓冲器（34）、缓冲器安装座（35），所述升降板（31）水平设置并与所述平移机构（2）固定，所述第三气缸（32）安装于所述升降板（31）的上表面，所述第三气缸（32）的气缸轴与所述机架（4）的底部连接，所述导向杆（33）设有四根，分别设置于所述升降板（31）的四个顶角处并分别通过一个滑动轴承与所述升降板（31）连接，所述导向杆（33）的顶端与所述机架（4）的底部固定，所述第三气缸（32）的相对两侧分别设有一个所述缓冲器（34），所述缓冲器（34）位于所述升降板（31）与所述机架（4）之间，每个所述缓冲器（34）分别通过一个所述缓冲器安装座（35）与所述升降板（31）的上表面连接。
8.根据权利要求1所述的一种两侧翻转上料机械手，其特征在于：所述机架（4）包括横板（41）、竖板（42）、肋板（43），所述竖板（42）设有两个，相对平行间隔设置于所述横板（41）的上表面，所述竖板（42）的底边与所述横板（41）的上表面固定，所述竖板（42）与所述横板（41）之间连接有所述肋板（43），所述第一夹爪机构（6）安装于所述竖板（42）的顶面上，所述转动机构（5）架设安装于两个所述竖板（42）之间，所述横板（41）与所述升降机构（3）连接。
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