CN110000300A - 一种智能多功能独立式连线机械手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能多功能独立式连线机械手。它包括机座、电控箱、连接座、机械臂、升降中转台、中转台升降机构、以及左、右工件翻转机构，连接座通过升降机构安装在机座上，机械臂通过水平移送机构设置在连接座上，机械臂包括水平移送导轨和至少两组吸料手臂，水平移送导轨连接水平移送机构，升降中转台升降滑动设置在机座上并位于机械臂的下方，中转台升降机构设于机座上并与升降中转台驱动连接，左、右工件翻转机构设于机座上并分别位于升降中转台的左、右两侧。本发明独立式连线机械手上配备有左、右工件翻转机构，左、右工件翻转机构可将升降中转台上的工件翻转180°，以便后一工序的冲压设备对工件的另一面进行冲压。

Description

一种智能多功能独立式连线机械手

技术领域

本发明涉及一种机械手，尤其适用于串联冲压设备的一种智能多功能独立式连线机械手。

背景技术

目前，两台冲压设备之间的工件（如：模具）传送，多为手工操作，既制约了企业的生产效率，又给行业劳动安全生产带来隐患，而且，这种严重依赖劳动力密集的生产方式，企业缺乏用工弹性，难以按照订单淡旺季及时组织用工和调整生产节奏，故此，冲压行业的企业正处于从手工机械冲压线向自动化生产线转变的临界点。

虽然在某些行业，机械手已经存在于两台生产设备之间的工件传送，如：电饭煲行业，见中国发明专利号：201420652041.4名称为：一种独立式连线机械手，其包括机座、中转台、电控箱、升降机构、水平移动机构和机械臂，这台机械手，通过升降机构和水平移动机构，使机械臂实现升降和水平移动，并借助其自身设置的中转台，作为工件在两台生产设备之间传送的暂时停放；上述的机械手，在一定程度上将两台生产设备串联起来，实现一定的自动化连线生产，但是，这种机械手仍存在以下不足之处：（1）现有的独立式连线机械手功能单一、只具有送料的功能，由于大多数工件的两面都需要冲压加工，因此经常需要翻转，现有的独立式连线机械手如果想要翻转工件，需要额外配置其他的机械手来翻转工件，但这样会增加占地面积和生产成本，因此现有的独立式连线机械手仍需要作进一步改进。（2）而且，工件无论是在两台设备之间的传送，还是途经的中转台，均由单一机械臂完成，其传送效率较低，无法满足大批量生产要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足,而提供一种结构简单、合理，能够翻转工件、可明显提高工件传送效率，且适用于串联冲压设备的智能多功能独立式连线机械手。

本发明的目的是这样实现的：

一种智能多功能独立式连线机械手，包括机座、电控箱、升降机构、水平移送机构、连接座、机械臂、升降中转台、中转台升降机构、左工件翻转机构以及右工件翻转机构，所述连接座通过升降机构安装在机座上，机械臂通过水平移送机构设置在连接座上，所述机械臂包括水平移送导轨和至少两组吸料手臂，水平移送导轨连接水平移送机构，各组吸料手臂以可拆卸方式安装在水平移送导轨上，所述升降中转台升降滑动设置在机座上并位于机械臂的下方，所述中转台升降机构设于机座上并与升降中转台驱动连接，所述左工件翻转机构、右工件翻转机构设于机座上并分别位于升降中转台的左、右两侧。

此款智能多功能独立式连线机械手，由于机械臂上的吸料手臂由水平移送导轨带动，水平移送导轨上设置至少两组吸料手臂，一组吸料手臂将前一工序冲压设备的工件传送到升降中转台的同时，另一组吸料手臂将升降中转台上的工件同步传送到后一工序的冲压设备，明显提高工件传送效率，可满足大批量生产要求，而且其结构简单、合理。另外，本发明独立式连线机械手上配备有左、右工件翻转机构，左、右工件翻转机构可将升降中转台上的工件翻转180°，以便后一工序的冲压设备对工件的另一面进行冲压。

本发明的目的还可以采用以下技术措施解决：

作为更具体之方案，所述中转台升降机构包括中转台升降伺服电机和中转台升降导轨，所述中转台升降导轨沿竖直方向设于机座上，所述升降中转台滑动设置于中转台升降导轨上，所述中转台升降伺服电机与升降中转台丝杆传动连接，以使升降中转台在机座上能够升降，从而使得升降中转台能够为左、右工件翻转机构翻转工件，让出避免空间。

作为更详细之方案，所述升降中转台上设有定位机构，定位机构包括定位气缸和定位挡块，所述定位气缸和定位挡块分别设于升降中转台的两侧。所述定位机构实现对升降中转台上的工件进行定位，定位之后吸料手臂再抓取给下一台冲压设备，以便下一台冲压设备精准冲压。

作为更具体之方案，所述左、右工件翻转机构均包括翻转伺服电机、翻转底座、翻转滑动机架、翻转夹料气缸以及滑动机架移动调节手轮，，所述翻转滑动机架水平滑动设于机座上，所述翻转底座转动设于翻转滑动机架上，所述翻转伺服电机设于翻转滑动机架上并与翻转底座驱动连接，所述翻转夹料气缸设于翻转底座上。所述翻转夹料气缸可夹住工件，之后翻转伺服电机驱动翻转底座旋转180°，从而使得工件翻转180°。

作为更具体之方案，所述翻转夹料气缸是夹爪气缸。

作为更详细之方案，所述机座沿水平方向设有水平滑轨，所述翻转滑动机架水平滑动设置在水平滑轨上。

作为更具体之方案，所述滑动机架移动调节手轮设于机座上，所述滑动机架移动调节手轮的螺杆与翻转滑动机架丝杆传动连接，当工人正、反向转动滑动机架移动调节手轮时，滑动机架移动调节手轮可驱动滑动机架往升降中转台方向移动或驱动滑动机架远离升降中转台。

所述左、右工件翻转机构还包括滑动机架驱动装置，所述滑动机架驱动装置设于机座上并与滑动机架驱动连接，所述滑动机架驱动装置是伺服电机或气缸，所述滑动机架驱动装置可驱动滑动机架往升降中转台方向移动或驱动滑动机架远离升降中转台。因此本发明控制更加方便、自动化程度高，无需手动调节滑动机架和翻转夹料气缸的位置。

所述升降中转台呈工字型，所述升降中转台的左、右两侧分别对应左、右工件翻转机构设有让位开口，从而使得升降中转台在升降时，不会与产生左、右工件翻转机构产生干涉。

作为更具体之方案，所述翻转底座上设有至少两个所述翻转夹料气缸，所述至少两个翻转夹料气缸沿翻转底座的长度方向设置在翻转底座上。

作为更具体之方案，所述水平移送导轨上沿其长度方向设置有水平移送齿条，水平移送机构包括水平移送伺服电机，水平移送伺服电机的输出端与水平移送齿条啮合，工作时，水平移送伺服电机的输出端驱动水平移送齿条，使水平移送导轨既获得较为强大的水平滑行动力，又可平稳定地水平滑行，避免因滑行震动而影响吸盘对工件吸附力的稳定性，确保产品传送稳定。

作为更佳的方案，所述水平移送导轨的两侧沿其长度方向设置有导轮导轨，连接座下部对应导轮导轨位置安装有水平移送导轮，水平移送导轮坐于对应的导轮导轨上；也就是说，水平移送导轨，在水平移送伺服电机的驱动下，利用其两侧导轮导轨沿连接座下部的两侧导轮顺畅滑行，这种导轮导轨与导轮的滑行配合，既可进一步降低水平移送导轨在滑行时产生的震动，又减小其滑行而产生的摩擦阻力。

作为更详细之方案，所述升降机构包括升降伺服马达，升降伺服马达通过皮带与升降滚珠丝杆的上端连接。所述连接座的上部连接有升降滚珠丝杆，升降滚珠丝杆由升降机构带动，使连接座沿旋转的升降滚珠丝杆作升降运动，使连接座沿旋转的升降滚珠丝杆作升降运动，从而带动吸料手臂作升降移动。

所述升降中转台、左工件翻转机构和右工件翻转机构位于机座的前侧，所述中转台升降导轨设于机座的侧壁上并位于升降中转台与机座侧壁之间。因此，本发明的结构设计合理、紧凑。

本发明的有益效果如下：

（1）此款智能多功能独立式连线机械手，由于机械臂上的吸料手臂由水平移送导轨带动，水平移送导轨上设置至少两组吸料手臂，一组吸料手臂将前一工序冲压设备的工件传送到升降中转台的同时，另一组吸料手臂将升降中转台上的工件同步传送到后一工序的冲压设备，明显提高工件传送效率，可满足大批量生产要求，而且其结构简单、合理。另外，本发明独立式连线机械手上配备有左、右工件翻转机构，左、右工件翻转机构可将升降中转台上的工件翻转180°，以便后一工序的冲压设备对工件的另一面进行冲压。

（2）而且，所述升降中转台上设有定位机构，定位机构实现对升降中转台上的工件进行定位，定位之后吸料手臂再抓取给下一台冲压设备，以便下一台冲压设备精准冲压。

附图说明

图1是本发明智能多功能独立式连线机械手的结构示意图。

图2是图1省略的结构示意图。

图3是本发明智能多功能独立式连线机械手的主视图。

图4是图3的A-A向剖示图。

图5是图1的侧视图。

图6是图1的俯示图。

图7是本发明的升降中转台和中转台升降机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

见图1至图7所示，一种用于串联冲压设备的智能多功能独立式连线机械手，包括机座1、升降中转台2、电控箱3、升降机构4、水平移送机构5、连接座6、机械臂7、升降中转台23、中转台升降机构、左工件翻转机构21以及右工件翻转机构22，电控箱3对各电控配件进行电动控制，连接座6通过升降机构4安装在机座1上，机械臂7通过水平移送机构5设置在连接座6上，所述机械臂7包括水平移送导轨71和至少两组吸料手臂72A、72B，水平移送导轨71连接水平移送机构5，各组吸料手臂72A、72B以可拆卸方式安装在水平移送导轨71上。所述升降中转台23升降滑动设置在机座上并位于机械臂7的下方，所述中转台升降机构设于机座上并与升降中转台23驱动连接，所述左工件翻转机构21、右工件翻转机构22设于机座上并分别位于升降中转台23的左、右两侧。

进一步地，所述中转台升降机构包括中转台升降伺服电机24和中转台升降导轨27，所述中转台升降导轨27沿竖直方向设于机座上，所述升降中转台滑动设置于中转台升降导轨上，所述中转台升降伺服电机24与升降中转台丝杆传动连接，以使升降中转台23在机座1上能够升降，从而使得升降中转台23能够为左、右工件翻转机构21、22翻转工件15，让出避免空间。

作为更具体之方案，所述升降中转台、左工件翻转机构和右工件翻转机构位于机座的前侧，所述中转台升降导轨设于机座的侧壁上并位于升降中转台与机座侧壁之间。

作为更详细之方案，所述升降中转台23上设有定位机构，定位机构包括定位气缸25和定位挡块26，所述定位气缸25和定位挡块26分别设于升降中转台23的两侧。所述定位机构实现对升降中转台23上的工件15进行定位，定位之后吸料手臂再抓取给下一台冲压设备，以便下一台冲压设备精准冲压。

作为更具体之方案，所述左、右工件翻转机构21、22均包括翻转伺服电机211、221、翻转底座215、225、翻转滑动机架213、223、翻转夹料气缸212、222以及滑动机架移动调节手轮214、224，所述翻转滑动机架213、223水平滑动设于机座1上，所述翻转底座215、225转动设于翻转滑动机架213、223上，所述翻转伺服电机211、221设于翻转滑动机架213、223上并与翻转底座215、225驱动连接，所述翻转夹料气缸212、222设于翻转底座215、225上。所述翻转夹料气缸212、222可夹住工件15，之后翻转伺服电机211、221驱动翻转底座215、225旋转180°，从而使得工件15翻转180°。

作为更具体之方案，所述翻转夹料气缸是夹爪气缸。

进一步地，所述机座1沿水平方向设有水平滑轨20，所述翻转滑动机架213、223水平滑动设置在水平滑轨20上。

作为更具体之方案，所述滑动机架移动调节手轮214、224设于机座1上，所述滑动机架移动调节手轮214、224的螺杆与翻转滑动机架213、223丝杆传动连接。当工人正、反向转动滑动机架移动调节手轮时，滑动机架移动调节手轮可驱动滑动机架往升降中转台方向移动或驱动滑动机架远离升降中转台。当然，本发明也可以在机座上设置滑动机架驱动装置，所述滑动机架驱动装置与滑动机架驱动连接，所述滑动机架驱动装置可以是伺服电机或气缸，所述滑动机架驱动装置可驱动滑动机架往复滑动。

所述升降中转台23呈工字型，所述升降中转台23的左、右两侧分别对应左、右工件翻转机构21、22设有让位开口201，从而使得升降中转台23在升降时，不会与产生左、右工件翻转机构21、22产生干涉。

进一步地，所述翻转底座215、225上设有至少两个所述翻转夹料气缸212、222，所述至少两个翻转夹料气缸212、222沿翻转底座215、225的长度方向设置在翻转底座215、225上。

本实施例中，在水平移送导轨71的两侧各设置一组所述吸料手臂72A、72B，每组吸料手臂72A、72B包括两个（并排）主臂721、数条吸盘杆722和数个吸盘723，每个主臂721上连接有若干条吸盘杆722，每条吸盘杆722上均安装有吸盘723，两个主臂721分别以可拆卸方式安装在水平移送导轨71上。

为方便吸盘杆722的长度和角度调节，吸盘杆722上沿其长度方向开有调节长孔8，吸盘杆822通过调节长孔8由连接组件安装在主臂721上，工人可因应不同的角度和长度需要，将连接组件固定在调节长孔8适当位置，以满足吸盘723对工件吸附的需要。

进一步地，水平移送导轨71上沿其长度方向设置有水平移送齿条9，水平移送机构5包括水平移送伺服电机51，水平移送伺服电机51的输出端与水平移送齿条9啮合，以便水平移送导轨71在水平移送伺服电机51驱动下，作水平移动，从而带动吸料手臂72作稳定的水平移动。

作为更优选之方案，所述水平移送导轨71的两侧沿其长度方向设置有倒V形的导轮导轨10，连接座6下部对应导轮导轨10位置安装数个水平移送导轮11，各水平移送导轮11坐于对应的导轮导轨10上，且在所述连接座6的上部连接有升降滚珠丝杆12，升降滚珠丝杆12由升降机构4带动，使连接座6沿旋转的升降滚珠丝杆12作升降运动。

上述机座1上靠近连接座6的上部两侧位置分别设置有升降辅助平衡气缸13，升降辅助平衡气缸13的伸缩端与连接座6的上部两侧连接。

上述机械臂7的水平移送和升降运动，分别通过增设的水平移送齿条9、导轮导轨10和导轮11的滑行配合，以及两侧升降辅助平衡气缸13，可避免因水平移送和升降运动产生较大的震动而影响吸盘723对工件吸附力的稳定性，确保产品传送稳定。

其中，所述升降机构4包括升降伺服电机41，升降伺服电机41通过皮带42与升降滚珠丝杆12的上端连接，从而带动升降滚珠丝杆12旋转，实现连接座6沿升降滚珠丝杆12作平衡的升降滑动；为了进一步提供连接座6滑行的稳定性，机座1上对应连接座6的上部设置有左右线性导轨14，连接座6上部坐于线性导轨14上。

上述机座1上靠近连接座6位置还设置有自动注油润滑系统13，自动注油润滑系统13为连接座6上的导轮11及水平移送导轨71补充润滑油，以保证导轮11与导轮导轨10之间富有良好的润滑性。

工作原理：机械手设置在两台冲压设备之间，需要将前一冲压设备上的工件传送到后一冲压设备上，传送工作前，先调整好升降中转台2高度，工作时，按设定程序, 水平移送导轨71带动前后两组吸料手臂72A、72B往前一冲压设备方向作水平移动，前一组吸料手臂72A移至前一冲压设备的工作台上方位置，后一组吸料手臂72B同时移至升降中转台2（升降台面）上方位置，机械臂7按照设定程序，使前一组吸料手臂72A下降并对工件吸附后，再按设定上升值，前一组吸料手臂72A对工件吸附一定高度，同时，后一组吸料手臂72B首次工作时，在升降中转台2上方处于静止状态（也可以设置成与前一组吸料手臂72A为同步工作状态），机械臂7再按设定程序，同时带动前、后组吸料手臂72A、72B往回水平移动，直至前一组吸料手臂72A按设定程序下降并去除吸附力，使工件被安置在升降中转台2，此时，后一组吸料手臂72B移至后一冲压设备的工作台上方，处于静止状态（也可以设置成与前一组吸料手臂72A为同步工作状态）；此时，前后两组吸料手臂72A、72B再按照设定程序，重新往前一冲压设备水平移动，前一组吸料手臂72A重复前述动作：下降、吸附工件、上升、往回（升降中转台）水平移动、下降、工件放置在升降中转台；与此同时，后一组吸料手臂72B，作同步动作，将升降中转台2上的工件传送到后一冲压设备上，如此重复，既实现了两台冲压设备之间的传送连线，又因前后两组吸料手臂72A、72B的同步动作，使传送工件效率明显提升（至少提升一倍），可满足自动化、大批量生产要求。

另外，在前、后组吸料手臂72A、72B暂停送料时，本发明专利的左工件翻转机构21和右工件翻转机构22可以启动，从而将升降中转台上的工件翻转180°，中转台升降伺服电机24预先驱动升降中转台23和工件上升，升降中转台23和工件上升至与翻转夹料气缸平齐，两工人正向转动滑动机架移动调节手轮，以使两翻转滑动机架往升降中转台方向移动，两翻转滑动机架移动到位后，翻转滑动机架上的两翻转夹料气缸的夹爪夹住工件的一侧，另一翻转滑动机架上的两翻转夹料气缸的夹爪夹住工件的另一侧，然后中转台升降伺服电机24驱动升降中转台23下降，以为左、右工件翻转机构翻转工件腾出避让空间，

接着翻转伺服电机驱动翻转底座旋转180°，从而使得工件旋转180°，之后中转台升降伺服电机24驱动升降中转台23上升，以接住工件，所述翻转夹料气缸松开工件，工件再次置于升降中转台23上。之后工人反向转动滑动机架移动调节手轮，以使两翻转滑动机架远离升降中转台，然后后一组吸料手臂再下降而吸取升降中转台上的工件，再输送走。

Claims (10)

1.一种智能多功能独立式连线机械手，包括机座、电控箱、升降机构、水平移送机构、连接座和机械臂，所述连接座通过升降机构安装在机座上，机械臂通过水平移送机构设置在连接座上，所述机械臂包括水平移送导轨和至少两组吸料手臂，水平移送导轨连接水平移送机构，各组吸料手臂以可拆卸方式安装在水平移送导轨上，其特征是，还包括升降中转台、中转台升降机构、左工件翻转机构以及右工件翻转机构，所述升降中转台升降滑动设置在机座上并位于机械臂的下方，所述中转台升降机构设于机座上并与升降中转台驱动连接，所述左工件翻转机构、右工件翻转机构设于机座上并分别位于升降中转台的左、右两侧。

2.根据权利要求1所述智能多功能独立式连线机械手，其特征是，所述中转台升降机构包括中转台升降伺服电机和中转台升降导轨，所述中转台升降导轨沿竖直方向设于机座上，所述升降中转台滑动设置于中转台升降导轨上，所述中转台升降伺服电机与升降中转台丝杆传动连接。

3.根据权利要求2所述智能多功能独立式连线机械手，其特征是，所述升降中转台上设有定位机构，定位机构包括定位气缸和定位挡块，所述定位气缸和定位挡块分别设于升降中转台的两侧。

4.根据权利要求1所述独立式连线机械手，其特征是，所述升降中转台、左工件翻转机构和右工件翻转机构位于机座的前侧，所述中转台升降导轨设于机座的侧壁上并位于升降中转台与机座侧壁之间。

5.根据权利要求1或4所述智能多功能独立式连线机械手，其特征是，所述左、右工件翻转机构均包括翻转伺服电机、翻转底座、翻转滑动机架以及翻转夹料气缸，所述翻转滑动机架水平滑动设于机座上，所述翻转底座转动设于翻转滑动机架上，所述翻转伺服电机设于翻转滑动机架上并与翻转底座驱动连接，所述翻转夹料气缸设于翻转底座上。

6.根据权利要求5所述智能多功能独立式连线机械手，其特征是，所述机座沿水平方向设有水平滑轨，所述翻转滑动机架水平滑动设置在水平滑轨上。

7.根据权利要求5所述智能多功能独立式连线机械手，其特征是，所述左、右工件翻转机构还包括滑动机架移动调节手轮，所述滑动机架移动调节手轮设于机座上，所述滑动机架移动调节手轮的螺杆与翻转滑动机架丝杆传动连接。

8.根据权利要求5所述智能多功能独立式连线机械手，其特征是，所述升降中转台呈工字型，所述升降中转台的左、右两侧分别对应左、右工件翻转机构设有让位开口。

9.根据权利要求5所述智能多功能独立式连线机械手，其特征是，所述翻转底座上设有至少两个所述翻转夹料气缸，所述至少两个翻转夹料气缸沿翻转底座的长度方向设置在翻转底座上。

10.根据权利要求5所述智能多功能独立式连线机械手，其特征是，所述水平移送导轨上沿其长度方向设置有水平移送齿条，水平移送机构包括水平移送伺服电机，水平移送伺服电机的输出端与水平移送齿条啮合，所述水平移送导轨的两侧沿其长度方向设置有导轮导轨，连接座下部对应导轮导轨位置安装有水平移送导轮，水平移送导轮坐于对应的导轮导轨上。