CN110576330B - 回转体工件搬运机构及回转体工件生产线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种回转体工件搬运机构及回转体工件生产线，所述回转体工件搬运机构包括夹紧单元和分度单元，夹紧单元能够夹紧电机转子或其他回转体工件，分度单元能够在夹紧单元夹紧工件后，依靠分度钩使得工件沿其自身轴向转动，完成工件的周向定位，解决了现有电机转子抓取设备当中无法实现周向定位的问题；本发明提供的回转体工件生产线，其包括精车机、平衡机、检测仪、下料盘和上述回转体工件搬运机构，利用回转体工件搬运机构自动完成多个设备之间的工件搬运，取代现有人工搬运方式，提升了加工效率和产品的质量稳定性，降低了不良率。

Description

回转体工件搬运机构及回转体工件生产线

技术领域

本发明涉及回转体工件生产设备领域，特别是涉及一种回转体工件搬运机构及回转体工件生产线。

背景技术

为了适应大规模机械化生产，各种领域当中针对自身加工需求设计出多种加工生产线。现有的加工生产线，由于多种机台之间结构、尺寸存在差异，机台件的工件搬运通常是通过人工搬运，但是人工搬运一是对操作人员的经验要求高，并且机台种类繁多，容易出现错加工、漏加工等情况；二是人工搬运速度较慢，严重影响了生产线的生产效率。

电机转子后三道简易手动作业设备分别为精车机、平衡机与检测仪每台设备都由一名作业人员进行操作，然而操作人员的流失导致生产出的产品质量不稳定并且人工成本的大幅度的提高导致利润下降。目前还没有能够实现将人替代实现转子后三道简易手工作业设备的技术。

发明内容

基于此，有必要针对目前的电机转子生产所存在的质量不稳定、效率低下的问题，提供一种回转体工件搬运机构及回转体工件生产线。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种回转体工件搬运机构，包括：安装基座、夹紧单元和分度单元，所述夹紧单元包括第一夹爪和夹紧气缸，所述分度单元包括分度钩和分度气缸，所述安装基座上设有安装孔，用于连接机械臂；所述第一夹爪设置于所述安装基座的端部，所述第一夹爪在所述夹紧气缸的驱动下能够抓取所述回转体工件并夹持；所述分度钩伸入所述第一夹爪内，并能够在所述分度气缸的作用下拨动所述回转体工件进行转动。

在其中一个实施例中，所述第一夹爪包括两个夹持臂，每个所述夹持臂上设置有夹持表面，每个所述夹持表面为圆弧面，两个夹持表面组成用于夹紧所述回转体工件的夹持面。

在其中一个实施例中，设有所述分度钩的所述夹持臂端部设有开槽，所述分度钩可转动地设置于所述开槽，其转动连接处位于所述开槽的侧壁上，所述分度钩包括位于所述转动连接处两侧的第一端和第二端，所述第一端伸入所述第一夹爪内，所述第二端位于所述第一夹爪外部。

在其中一个实施例中，所述分度气缸设置于所述第一夹爪侧面，所述分度气缸连接有推动杆，所述推动杆在所述分度气缸驱动下，推动所述分度钩的第二端。

在其中一个实施例中，所述夹紧气缸设置于所述安装基座与所述第一夹爪之间。

在其中一个实施例中，所述夹紧单元还包括第二夹爪，所述夹紧单元还包括第二夹爪，所述夹紧气缸为两个，分别驱动所述第一夹爪和所述第二夹爪；所述第一夹爪和第二夹爪设置于所述安装孔的两侧。

在其中一个实施例中，所述第二夹爪上均设置有另一分度单元，所述另一分度单元包括另一分度钩和另一分度气缸，所述第一夹爪在所述夹紧气缸的驱动下能够抓取回转体工件并夹持，所述另一分度钩伸入所述第二夹爪内，并能够在所述另一分度气缸的作用下拨动回转体工件进行转动。

本发明还提供了一种回转体工件生产线，所述回转体工件包括电机转子，还包括上述实施例中任一项所述的回转体工件搬运机构，还包括精车机、平衡机、检测仪和下料盘，其四者环绕所述回转体工件搬运机构排列；所述回转体工件搬运机构用于所述精车机、所述平衡机、所述检测仪和所述下料盘之间的工件搬运。

在其中一个实施例中，所述回转体工件搬运机构设置于可移动底座上，所述可移动底座上设置有零件库，所述零件库存放有多种尺寸的夹爪。

在其中一个实施例中，所述精车机包括回转体工件输送线和定位气缸，所述回转体工件输送线用于将车加工完成的回转体工件运送至待搬运位置，所述定位气缸设置于所述待搬运位置处，且位于所述回转体工件输送线的一侧；所述定位气缸能够顶推回转体工件，使得多个回转体工件处于相同的所述待搬运位置。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种回转体工件搬运机构，其包括夹紧单元和分度单元，夹紧单元能够夹紧电机转子或其他圆柱形回转体工件，分度单元能够在夹紧单元夹紧工件后，依靠分度钩使得工件沿其自身轴向转动，完成工件的周向定位，解决了现有电机转子抓取设备当中无法实现周向定位的问题。本发明还提供了一种回转体工件生产线，其包括精车机、平衡机、检测仪、下料盘和上述回转体工件搬运机构，利用回转体工件搬运机构自动完成多个设备之间的工件搬运，取代现有人工搬运方式，提升了加工效率，降低了不良率。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的回转体工件搬运机构及机械臂、底座的立体图；

图2为本发明一实施例提供的回转体工件搬运机构的立体图；

图3为本发明一实施例提供的回转体工件搬运机构的局部剖视图；

图4为本发明一实施例提供的回转体工件搬运机构中夹紧单元和分度单元的立体图；

图5为本发明一实施例提供的回转体工件生产线的布局示意图；

图6为本发明一实施例提供的回转体工件生产线中精车机待搬运位置的局部放大图。

其中：

回转体工件搬运机构1000；安装基座100；安装孔110；夹紧单元200；第一夹爪210；夹持表面211；开槽212；第二夹爪220；夹紧气缸230；分度单元300；分度钩310；第一端311；第二端312；分度气缸320；推杆321；回转体工件生产线400；精车机410；定位气缸411；回转体工件输送线412；平衡机420；检测仪430；下料机440；回转体工件800；机械臂900；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本发明提供了一种回转体工件搬运机构1000，如图1至图3所示，其包括：安装基座100、夹紧单元200和分度单元300，夹紧单元200包括第一夹爪210和夹紧气缸230，分度单元300包括分度钩310和分度气缸320，安装基座100上设有安装孔110，安装孔110用于连接机械臂900，机械臂900用于驱动整个回转体工件搬运机构1000进行任意方向的移动和转动；第一夹爪210设置于安装基座100的端部，第一夹爪210在夹紧气缸230的驱动下能够抓取回转体工件800并夹紧；分度钩310伸入第一夹爪210内，并能够在分度气缸320的作用下拨动回转体工件800。回转体工件800不同于其他工件，其不仅对位置上有一定要求，同时由于回转体工件800是一个回转成形的零件，对于一些加工设备，回转体工件800对自身周向方向也具有一定的定位要求，现有的通用型机械手抓取回转体工件800后无法再对转子的周向位置进行调整。本发明通过设置夹紧单元200和分度单元300，夹紧单元200用于夹紧回转体工件800，在夹紧的同时，利用分度机构调整回转体工件800的周向位置，完成回转体工件800的周向定位。回转体工件800包括电机转子等回转体，下文当中为便于理解以电机转子举例说明。

具体的，如图2和图3所示，夹紧单元200包括第一夹爪210和夹紧气缸230，第一夹爪210包括两个夹持臂，两个夹持臂的一端具有贴合于电机转子表面形状的夹持表面211，夹紧气缸230驱动第一夹爪210动作，使得两个夹持臂靠近，两个夹持表面211夹紧电机转子圆周表面，完成电机转子的夹紧。夹紧后，分度钩310一端伸入电机转子表面上的沟槽内，分度气缸320驱动分度钩310运动，分度气缸320的驱动力应大于夹紧气缸230的夹紧力，分度钩310拨动电机转子使其进行周向运动，完成周向定位。应当理解的是，上述作为驱动件的夹紧气缸230、分度气缸320只是一种可以实施的驱动方式，其他常见驱动方式，如液压驱动、电机驱动均可应用于本发明。

优选的，如图2和图3所示，第一夹爪210上的夹持表面211共同组成一个圆缺形的夹持面，对于圆柱形的工件来说，夹持表面211其中的一部分与工件下半圆部分接触，形成一种向上或斜向上方的支撑，并依靠该部分对电机转子提供向上的支撑力，以承托电机转子。如此设计夹持表面211的目的是为了在夹持后防止电机转子脱出，即使夹持力不足以克服电机转子或外力作用时，由于夹持面形成了一种类似于半包围的结构，能够托举电机转子，防止其脱落。

优选的，如图2至图4所示，接近分度气缸320的夹持臂上靠近夹持表面211处设有开槽212，开槽212沿图3所示水平方向贯通夹持臂，使得夹持臂左右两侧贯通，分度钩310可转动地设置于开槽212，其转动连接处位于开槽212的侧壁上，分度钩310具有位于转动连接处两侧的第一端311和第二端312，第一端311伸入第一夹爪210内，第二端312位于第一夹爪210外部。开槽212设置于第一夹爪210其中一个夹持臂，并形成了近似于“凹”的结构，或是一个方形通孔结构，分度钩310与第一夹爪210的转动连接处位于开槽212内部的侧壁，使得分度钩310的第一端311位于第一夹爪210内部，第二端312位于第一夹爪210外部，当分度气缸320驱动位于第一夹爪210外部的第二端312向下运动时，带动整个分度钩310围绕转动连接处进行顺时针转动，进而带动分度钩310第一端311向上运动并拨动电机转子。如此设置分度钩310能够有效地节省空间，简化结构。

优选的，如图2和图3所示，分度气缸320设置于第一夹爪210侧面，分度气缸320连接有推杆321，分度气缸320推动推动杆，并推动分度钩310第二端312。如此设置分度气缸320能够使得回转体工件搬运机构1000结构紧凑，其他一些分度气缸320的设置方式，如当第一夹爪210设置于安装基座100的下侧面时，将分度气缸320设置于安装基座100的上侧面，通过链条、连杆等传动机构驱动带动分度钩310，亦可应用于本发明。

优选的，如图2所示，夹紧气缸230设置于安装基座100与第一夹爪210之间，此种设计能够有效地节省空间，简化结构。

优选的，如图2所示，夹紧单元200还包括第二夹爪220，夹紧气缸230为两个，分别驱动第一夹爪210和第二夹爪220；第一夹爪210和第二夹爪220设置于安装孔110的两侧。对于只设有第一夹爪210的回转体工件搬运机构1000，以第一、第二、第三工位举例，第一至第三工位上均放置有电机转子。自动化生产当中，第一夹爪210首先将第三工位处的工件抓取至下料处，之后空置并运动至第二工位，抓取第二工位上的工件移动至第三工位并放下；第一夹爪210再空置移动至第一工位，抓取第一工位上的工件移动至第二工位并放下；第一夹爪210再空置移动至上料处，抓取上料处的工件移动至第一工位并放下，完成一次动作循环。其中空行程较多，效率低下。

对于设置有第一夹爪210和第二夹爪220的回转体工件搬运机构1000，同样以第一、第二、第三工位举例，自动化生产当中，第一夹爪210和第二夹爪220空置并处于上料处，第一夹爪210从上料处抓取工件，回转体工件搬运机构1000整体移动至第一工位处，第二夹爪220抓取第一工位处的零件，之后第一夹爪210将工件放置于第一工位处，此时第一夹爪210空置，第二夹爪220上抓取有工件，回转体工件搬运机构1000从第一工位移动至第二工位，第一夹爪210从第二工位上抓取工件，第二夹爪220将其从第一工位处抓取的工件放入第二工位内，回转体工件搬运机构1000整体移动至第三工位处，第一夹爪210将工件放置于第三工位处，第二夹爪220从第三工位上抓取工件并放置至下料处；可以看出，第一夹爪210和第二夹爪220中，一个负责从上一工位将工件搬运到该工位，另一个负责将该工位的工件搬运至下一工位，整个运动过程中，除了当一次工件搬运循环完成后，回转体工件搬运机构1000从下料处复位至上料处时，其余不存在空行程，提升了工件搬运的效率。安装基座100上通过其安装孔110可转动地与机械臂900连接，第一、第二夹爪220的交换通过安装基座100绕机械臂900转动完成。

优选的，第二夹爪上同样设置有分度单元，其结构和作用机理与第一夹爪及其上的分度单元300类似，于此不再赘述。第一夹爪、第二夹爪上可均设置有分度单元，也可只在第一夹爪或第二夹爪中的一个上设置分度单元，利用带有分度单元的夹爪完成对周向定位有要求的搬运工序，利用不设分度单元的夹爪完成不需要周向定位的搬运工序，简化结构，降低成本。

本发明还提供了一种回转体工件生产线400，如图5和图6所示，其主要用于整个电机转子生产过程当中的后道加工。回转体工件生产线400包括精车机410、平衡机420、检测仪430、下料机440和上述回转体工件搬运机构1000：精车机410用于对电机转子的圆周表面进行精加工；平衡机420用于检测电机转子的动平衡性能，且能够自动对电机转子当中引起不平衡处进行切削处理；检测仪430能够对转子电学、力学性能进行检测，并判定电机转子为良品或不良品；下料机440能够将检测完成的电机转子按一定顺序放置，便于搬运；回转体工件搬运机构1000能够在精车机410、平衡机420、检测仪430和下料机440之间实现工件搬运，回转体工件搬运机构1000设置在一个固定底座或可移动底座上，通常情况下，搬运顺序为精车机410、平衡机420、检测仪430、下料机440。利用回转体工件搬运机构1000，取代现有技术当中人工在多台设备之间进行工件搬运，提高效率，降低了不良率。应当注意的是，回转体工件生产线400能够包括多种设备，上述包含四种加工设备的生产线只是一种可以实施的方式，其目的主要是对电机转子后道工序实现自动化作业；如有其他作业需求，可向生产线当中增加或减少设备。

优选的，如图5所示，为了更好地适应回转体工件搬运机构1000当中机械臂900的运动特性，精车机410、平衡机420、检测仪430、下料机440等仪器围绕回转体工件搬运机构1000按照扇形排布。由于机械臂900通常依靠多个转动副实现移动，其最大运动范围呈圆形或扇形，为了适应机械臂900的运动特性，可将多种设备按照扇形排布。当然，由于回转体工件搬运机构1000设置于可移动平台上，多种设备也能够设置呈直线、U形等常见排布的形式，可移动平台带动回转体工件搬运机构1000在多个设备间进行工件搬运。

优选的，可移动底座或固定底座上设置有零件库，零件库当中设置有多种尺寸夹爪，以适应不同种类的电机转子，或是其他圆柱形工件。相应的，可以通过人工方式对夹爪进行更换，或是在机械臂上加装类似于CNC(

Computerised Numerical Control，计算机数字控制机床)刀库换刀机构的交换装置，实现自动更换夹爪，以提高加工效率。

优选的，如图5和图6所示，精车机410包括电机转子输送线412和定位气缸411，电机转子输送线412用于将车加工完成的电机转子运送至待搬运位置，定位气缸411设置于待搬运位置处，且位于电机转子输送线412的一侧；定位气缸411能够顶推电机转子，使得多个电机转子处于相同的待搬运位置。具体的，电机转子输送线412为两条平行的传动链条，同时两条链条上相对设置有用以安装电机转子两端轴部的凹槽，以放置电机转子。当电机转子在精车机410上加工完成后，通过电机转子输送线412由加工位置移动至带搬运位置；由于两个凹槽相当于两个V型块，其对电机转子进行径向定位，但是电机转子能够发生轴向窜动。为了保证多个电机转子于待搬运位置均处于同一位置，在精车机410末端增加定位气缸411，当电机转子运动到位后，定位气缸411动作，将电机转子推动至统一位置，以完成精确定位。

实施例一：

如图1至图3所示，回转体工件搬运机构1000设置于一个多轴机械臂900上，机械臂900设置于一个固定底座上。回转体工件搬运机构1000当中的安装基座100为一块长方形安装板，其沿长度方向的两端分别设置有两个夹紧气缸230，两个夹紧气缸230分别带动第一夹爪210和第二夹爪220。第一夹爪210、第二夹爪220均包括两个夹持臂，每个夹持臂的末端设置有夹持表面211，夹持臂互相靠近时，两个夹持表面211组成用于夹紧电机转子的夹持面；用于夹紧电机转子的夹持面，能够自下而上的托举电机转子，其能够在夹紧电机转子后，即使夹紧力不足时，亦能够在夹持面下部的托举作用下防止电机转子掉落。相对靠外的夹持臂上设置有开槽212，开槽212为一方形通孔，开槽212内设置有可转动的分度钩310，分度钩310的转动机构设置于开槽212侧面，分度钩310钩部为第一端311，伸入夹持面形成的柱形夹持空间内，能够伸入电机转子的外侧沟槽内钩动电机转子，分度钩310远离钩部的第二端312向外伸出。第一夹爪210外侧设置有一个分度气缸320，分度气缸320固定连接于夹持臂，能够保持分度钩310和夹持臂之间的位置关系。分度气缸320输出轴连接有推杆321，推杆321能够由气缸带动并推动分度钩310第二端312，以带动分度钩310第一端311。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.回转体工件搬运机构，其特征在于，包括：安装基座、夹紧单元和分度单元，所述夹紧单元包括第一夹爪和夹紧气缸，所述分度单元包括分度钩和分度气缸，所述安装基座上设有安装孔，用于连接机械臂；所述第一夹爪设置于所述安装基座的端部，所述第一夹爪在所述夹紧气缸的驱动下能够抓取回转体工件并夹持；所述分度钩可转动地设置于所述第一夹爪，所述分度钩伸入所述第一夹爪内，并能够在所述分度气缸的作用下以转动的方式拨动所述回转体工件进行转动；所述第一夹爪包括两个夹持臂，每个所述夹持臂上设置有夹持表面，每个所述夹持表面为圆弧面，两个夹持表面组成用于夹紧所述回转体工件的夹持面；

设有所述分度钩的所述夹持臂端部设有开槽，所述分度钩可转动地设置于所述开槽，其转动连接处位于所述开槽的侧壁上；所述分度钩包括位于所述转动连接处两侧的第一端和第二端，所述第一端伸入所述第一夹爪内，所述第二端位于所述第一夹爪外部；

所述分度气缸设置于所述第一夹爪侧面，所述分度气缸连接有推动杆，所述推动杆在所述分度气缸驱动下，推动所述分度钩的第二端，以带动所述分度钩的第一端，进而带动所述回转体工件进行转动；

所述夹紧单元还包括第二夹爪，所述夹紧气缸为两个，分别驱动所述第一夹爪和所述第二夹爪；所述第二夹爪上设置有另一分度单元，所述另一分度单元包括另一分度钩和另一分度气缸，所述第一夹爪在所述夹紧气缸的驱动下能够抓取回转体工件并夹持，所述另一分度钩伸入所述第二夹爪内，并能够在所述另一分度气缸的作用下拨动回转体工件进行转动；

所述回转体工件搬运机构移动至某一工位时，所述第二夹爪抓取所述某一工位处的回转体工件，之后，所述第一夹爪将其夹持的回转体工件放置于所述某一工位以对回转体工件进行加工；所述回转体工件搬运机构移动至下一工位时，所述第一夹爪抓取所述下一工位处的回转体工件，之后，所述第二夹爪将其从所述某一工位处抓取的回转体工件放入所述下一工位处以对此回转体工件进行加工。

2.根据权利要求1所述的回转体工件搬运机构，其特征在于，所述夹紧气缸设置于所述安装基座与所述第一夹爪之间。

3.根据权利要求1或2所述的回转体工件搬运机构，其特征在于，所述第一夹爪和第二夹爪设置于所述安装孔的两侧。

4.一种回转体工件生产线，所述回转体工件包括电机转子，其特征在于，还包括如权利要求1-3中任一项所述的回转体工件搬运机构，还包括精车机、平衡机、检测仪和下料盘，其四者环绕所述回转体工件搬运机构排列；所述回转体工件搬运机构用于所述精车机、所述平衡机、所述检测仪和所述下料盘之间的工件搬运。

5.根据权利要求4所述的回转体工件生产线，其特征在于，所述回转体工件搬运机构设置于可移动底座上，所述可移动底座上设置有零件库，所述零件库存放有多种尺寸的夹爪。

6.根据权利要求4或5所述的回转体工件生产线，其特征在于，所述精车机包括回转体工件输送线和定位气缸，所述回转体工件输送线用于将车加工完成的回转体工件运送至待搬运位置，所述定位气缸设置于所述待搬运位置处，且位于所述回转体工件输送线的一侧；所述定位气缸能够顶推回转体工件，使得多个回转体工件处于相同的所述待搬运位置。

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