CN110614753B - 夹取装置及具有该夹取装置的机械手 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种夹取装置，其包括基座及设于基座上的下料机构,基座用于外接于一机械臂上,下料机构包括第一支撑件、下料夹取件和分离组件，第一支撑件设于基座上，分离组件包括第一驱动件和两个钩爪，第一驱动件设于第一支撑件上，两个钩爪分别连接于第一驱动件上，每个钩爪包括第一连杆和钩尖，第一连杆一端设置于第一驱动件上且其另一端朝向第一驱动件凸伸形成钩尖，钩尖用于插入两个卡槽中，下料时第一驱动件驱动两个钩爪相对闭合使工件的两侧向内收缩，下料夹取件设于基座上并位于分离组件的一侧，下料夹取件用于夹紧平板部以夹取工件至收料盘中。夹取装置利用分离组件使工件与注塑模具脱离后下料，避免刮碰以有效保护了工件的外观。

Description

夹取装置及具有该夹取装置的机械手

技术领域

本发明涉及上下料领域，特别是一种夹取装置及具有该夹取装置的机械手。

背景技术

工件注塑成型后通常需要夹取工件并移出注塑模具完成下料，现存在工件外表面在下料时易与注塑模具刮碰的问题，产生不良品。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种下料时能够使工件和注塑模具分离的夹取装置及具有该夹取装置的机械手，以解决上述问题。

本发明提出一种夹取装置，用于工件注塑成型后进行下料，该工件为壳体结构，该工件包括侧壁和平板部，该侧壁的部分周壁向内延伸形成平板部，该平板部上于该工件的两侧设有两个卡槽，该夹取装置包括基座,该基座用于外接于一机械臂上,该夹取装置还包括设置于该基座上的下料机构，该下料机构包括第一支撑件、下料夹取件和分离组件，该第一支撑件设置于该基座上，该分离组件包括第一驱动件和两个钩爪，该第一驱动件设置于该第一支撑件上，两个该钩爪分别连接于该第一驱动件上，每个该钩爪包括第一连杆和钩尖，该第一连杆一端设置于该第一驱动件上且其另一端朝向该第一驱动件凸伸形成钩尖，两个该钩尖用于插入相应的该卡槽中，下料时该第一驱动件能够驱动两个该钩爪相对闭合或张开以使该工件的两侧向内弹性收缩或解除收缩，该下料夹取件设置于基座上并位于该分离组件的一侧，该下料夹取件用于夹紧该平板部。

本发明还提出一种机械手，包括机械臂，该机械手还包括该夹取装置，该夹取装置与该机械臂连接，该机械臂能够驱动该夹取装置移动和旋转。

本发明提出的该夹取装置利用该分离组件使该工件与注塑模具脱离后下料，避免下料时刮碰以有效保护了该工件的外观。

附图说明

图1是本发明一实施例夹取装置的立体示意图。

图2是图1所示的工件的立体示意图。

图3是图1所示夹取装置的上料机构的立体示意图。

图4是图3所示夹取装置的上料机构沿Ⅳ-Ⅳ线的剖视图。

图5是图1所示夹取装置的下料机构的立体示意图。

图6是图5所示夹取装置的下料机构沿Ⅵ-Ⅵ线的剖视图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请同时参阅图1和图2，本发明提出一种机械手，用于工件200注塑成型前后进行上料、压料、下料和回收废料。本实施例中，工件200为侧壁为曲面的壳体结构，工件200的内壁的部分周壁向内延伸形成环形的平板部202，平板部202上设有定位孔201和卡槽203。

机械手包括机械臂(图未示)及设于机械臂上的夹取装置100。夹取装置100包括基座10及设于基座10上的上料机构20、压料件40、下料机构30和夹料头50。基座10设于机械臂末端。机械臂能够控制基座10移动或旋转以使在上料、压料、下料和回收废料时，上料机构20、压料件40、下料机构30和夹料头50分别朝向工件200。上料机构20用于将工件200上料至注塑模具上。压料件40用于将工件200压入注塑模具(图未示)的成型腔内。下料机构30用于注塑成型后取出注塑模具内的工件200。夹料头50用于取出注塑模具内工件200注塑时产生的废料。

请参阅图1，本实施例中，基座10大致为长方体框架。基座10包括邻接的、且位于基座10的不同面上的上料座板11、下料座板13、连接板15、料头板17和外接板19。本实施例中，上料座板11和下料座板13相对设置；料头板17和外接板19也相对设置；连接板15分别连接上料座板11、下料座板13、料头板17和外接板19。上料机构20、下料机构30、压料件40和夹料头50分别设置于上料座板11、下料座板13、连接板15和料头板17上。外接板19用于与机械臂连接。

请同时参阅图5和图6，下料机构30包括第一支撑件31、分离组件32和下料夹取件33。第一支撑件31连接于下料座板13上。分离组件32和下料夹取件33分别设置于第一支撑件31上。下料夹取件33位于分离组件32的一侧。分离组件32能够使工件200下料时与注塑模具脱离。下料夹取件33用于夹紧平板部202以夹取注塑模具内的工件200至收料盘中。

具体地，分离组件32包括第一驱动件321和两个钩爪322。第一驱动件321设置于第一支撑件31上。两个钩爪322分别连接于第一驱动件321上。每个钩爪322包括第一连杆3221和钩尖3222。第一连杆3221为L形杆状结构，其一端设置于第一驱动件321上，钩尖3222由第一连杆3221的另一端的部分周壁朝向第一驱动件321凸伸形成。钩尖3222用于插入工件200内的两侧的卡槽203中。下料时，分离组件32下移使第一连杆3221进入工件200的内部，第一驱动件321驱动两个钩爪322张开使钩尖3222对准卡槽203，分离组件32上移使钩尖3222插入卡槽203中。第一驱动件321驱动两个钩爪322相对闭合以使工件200内的相对两侧向内收缩。

本实施例中，第一驱动件321为气动手指，但不限于此。例如，其他实施例中，第一驱动件321也可以是电动夹爪。

分离组件32还包括两个限位块323和一个限位驱动件324。两个限位块323分别设置于第一支撑件31上，并位于两个第一连杆3221的外侧。两个限位块323用于限制两个钩爪322的张开程度。限位驱动件324设置于第一支撑件31上。限位驱动件324设有输出轴3241。限位驱动件324能够驱动输出轴3241伸出至张开的两个钩爪322之间以限制两个钩爪的相对闭合程度，进而限制了工件200的向内收缩程度。可以理解，当工件200无收缩程度要求时，或者第一驱动件321驱动两个钩爪322的相对张开和闭合的程度适应工件200的收缩程度时，两个限位块323和限位驱动件324可以省略。

下料夹取件33设置于第一支撑件31上，且位于分离组件32的一侧。下料夹取件33包括第二驱动件332和两个卡爪333。第二驱动件332设置于第一支撑件31上，并位于分离组件32的一侧。两个卡爪333分别连接于第二驱动件332上。每个卡爪333对准工件200的平板部202的端面设置凹槽3331。第二驱动件332能够驱动两个卡爪333相对张开并使两个凹槽3331分别套设于工件200的平板部202的两端。下料机构30还包括第三驱动件334和托爪335。第三驱动件334设置于第一支撑件31上，并位于第二驱动件332背离分离组件32的一侧。托爪335与第三驱动件334连接。第三驱动件334能够驱动托爪335移动及旋转，使托爪335托住工件200的平板部202于工件200内的一侧。具体地，第三驱动件334驱动托爪335移动使托爪335位于工件200的侧下方。接着，第三驱动件334驱动托爪335旋转使托爪335位于平板部202的下方。当下料机构30上移时带动托爪335上移以托住平板部202。

本实施例中，第三驱动件334为下压旋转气缸，但不限于此。例如，其他实施例中，第三驱动件334可以是单轴气缸和步进电机组合使用，其中单轴气缸用于驱动托爪335移动，步进电机用于驱动托爪335旋转。

本实施例中，下料夹取件33还包括多个顶销331。每个顶销331的一端设置于第一支撑件31上，另一端用于插入相应的定位孔201中以定位支撑工件200。

请同时参阅图3和图4，上料机构20包括第二支撑件21和上料夹取件25。第二支撑件21设置于上料座板11上。上料夹取件25设置于第二支撑件21上。上料夹取件25用于夹取成型前的工件200至注塑模具中。具体地，上料夹取件25包括第四驱动件251、推块252和两个第二连杆253。第四驱动件251设置于第二支撑件21上。推块252的一端与第四驱动件251连接，并位于第四驱动件251朝向工件200的一侧。推块252的另一端于两侧设置第一楔形面2521。两个第二连杆253分别位于推块252的两侧。两个第二连杆253上分别朝向第一楔形面2521设置第二楔形面2531。第二楔形面2531滑动地设置于第一楔形面2521上。一个第二连杆253对应设置一个托板254，且托板254向第二连杆253背离推块252的一侧延伸。第四驱动件251能够驱动推块252伸出使两个第二连杆253相对张开以使托板254托住平板部202。

本实施例中，每个第二连杆253还对应设置一个弹簧座255、一个支撑轴256和一个第一压缩弹簧257。弹簧座255设置于第二支撑件21上且位于第二连杆253背离推块252的一侧和托板254的上方。支撑轴256的一端固定于第二连杆253上，另一端穿设于弹簧座255中。第一压缩弹簧257套设于支撑轴256上，且抵设于第二连杆253和弹簧座255之间。第四驱动件251驱动推块252缩回时，两个第一压缩弹簧257受压使两个第二连杆253相对闭合以使托板254脱离工件200。

上料夹取件25还包括仿形压板258、至少一个连接轴250和第二压缩弹簧259。每个连接轴250的一端穿设于第二支撑件21上，另一端沿径向设置仿形压板258。仿形压板258设置通孔2581以允许第二连杆253穿过且在其内适当地移动。仿形压板位于第二支撑件与托板254之间。第二压缩弹簧259套设于连接轴250上，且抵设于仿形压板258和第二支撑件21之间。仿形压板258仿形于工件200设计以使仿形压板258能够与平板部202贴合。上料时，第二压缩弹簧259受压使仿形压板258压紧工件200的平板部202于托板254上。

请参阅图3，上料机构20还包括至少两个插销22。至少两个插销22分别穿设于第二支撑件21上。至少两个插销22用于分别插入定位孔201中以使工件200上料时在水平方向上定位。具体地，每个插销22为杆状结构，其两端分别设置第一插头221和第二插头223。第一插头221位于第二支撑件21靠近工件200的一侧。插销22上间隔设置分别与第一插头221和第二插头223相邻的第一凸缘225和第二凸缘227。第一凸缘225与第二凸缘227分别位于第二支撑件21的两侧。每个插销22对应设置一个第三压缩弹簧23。第三压缩弹簧23套设于插销22上并抵设于第二支撑件21与第一凸缘225之间。上料时，第一插头221位于工件200的上方且对准定位孔201。第三压缩弹簧23受压后使第一插头221插入定位孔201中以使工件200上料时在水平方向上准确定位。

上料机构20还包括传感器24。传感器24设置于第二支撑件21上，并位于其中一个插销22的第二插头223的上方。第二插头223对准传感器24的检测区。第一插头221未插入定位孔201内时，第一插头221抵持于工件200的其他面上且第二插头223移至传感器24的检测区。传感器24用于反馈第一插头221未插入定位孔201的情况。

本实施例中，插销22的数量为两个，但不限于此。可以理解，当上料对工件200无定位要求时，上料机构20可以省略插销22、第三压缩弹簧23和传感器24。

请参阅图1，夹料头50包括第五驱动件51、两个夹爪53和检测件55。检测件55和第五驱动件51分别设置于料头板17上。检测件55位于第五驱动件51的一侧。两个夹爪53分别连接于第五驱动件51上。检测件55用于检测注塑时工件200是否产生废料。第五驱动件51能够驱动两个夹爪53抓取工件200产生的废料。

工作时，机械臂驱动夹取装置100移动及旋转使上料机构20位于工件200的上方，且第一插头221对准定位孔201。上料机构20下移使第一插头221插入定位孔201中，同时仿形压板258压住料盘(图未示)上的工件200的平板部202。上料机构20继续下移直至托板254进入工件200的壳体内。第四驱动件251驱动推块252下移并带动第二连杆253张开，使托板254位于平板部202的下方。上料机构20上移，第二压缩弹簧259受压使托板254与仿形压板258夹紧平板部202。机械臂驱动夹取装置100移动和旋转使上料机构20移至注塑模具的上方。上料机构20下移直至工件200置于注塑模具上。第四驱动件251驱动推块252收回，两个第三压缩弹簧23受压使两个第二连杆253闭合以带动托板254闭合使托板254与工件200脱离。上料机构20上移，插销22和仿形压板258与工件200脱离。至此完成上料工作。

机械臂驱动夹取装置100移动和旋转使压料件40位于注塑模具的上方，压料件40下移并压向工件200以使工件200进入注塑模具的成型腔内。至此完成压料工作。

工件200注塑成型后，机械臂驱动夹取装置100移动和旋转使下料机构30位于注塑模具的上方。下料机构30下移。顶销331插入工件200的定位孔201中。同时钩爪322和夹爪53进入工件200内。第一驱动件321驱动两个钩爪322张开使钩尖3222位于卡槽203的下方。第三驱动件334驱动托爪335依次下移、旋转，使托板254位于工件200的平板部202的下方。下料机构30上移使钩尖3222进入卡槽203内，同时托板254托住平板部202。限位驱动件324驱动输出轴3241伸出至两个钩爪322之间。第一驱动件321驱动两个钩爪322闭合直至与输出轴3241接触以使工件200向内弹性收缩，工件200脱离注塑模具。第二驱动件332驱动两个卡爪333张开以使工件200的平板部位于卡爪333上的卡槽内。下料机构30继续上移以使工件200移至注塑模具外。第一驱动件321驱动两个钩爪322张开使工件200解除收缩。限位驱动件324驱动输出轴3241缩回。

机械臂驱动夹取装置100移动和旋转使下料机构30位于回收成型后的工件200用的收料盘(图未示)的上方。下料机构30下移使工件200置于收料盘上。第二驱动件332驱动两个卡爪333闭合，使卡爪333与工件200脱离。第三驱动件334驱动托爪335依次旋转、上移，使托板254与工件200脱离。下料机构30继续下移使钩爪322脱离卡槽203。第一驱动件321驱动两个钩爪322闭合。至此完成下料工作。

机械臂驱动夹取装置100移动和旋转使夹料头50位于注塑模具的上方。检测件55检测注塑模具内工件200注塑时是否产生废料(图未示)。如果有废料，夹料头50移至废料的上方。第五驱动件51驱动夹爪53夹住废料。夹料头50移出注塑模具外。至此完成废料回收工作。

本实施例中，第四驱动件251和限位驱动件324为单轴气缸，但不限于此。例如，其他实施例中，第四驱动件251和限位驱动件324也可以分别或同时采用曲柄滑块机构、电缸或液压缸。本实施例中，第二驱动件332和第五驱动件51为气动手指，但不限于此。例如其他实施例中，第二驱动件332和第五驱动件51可以是电动夹爪。

本实施例中，夹取装置100集上料机构20、压料件40、夹料头50和下料机构30于一体式结构。夹取装置100连接于机械手的机械臂上。只需一个机械臂驱动一个夹取装置100移动及旋转即可实现上料、压料、回收废料及下料功能，结构紧凑、效率高。可以理解，当无上料或压料或回收废料的功能要求时，可相应省略上料机构20或压料件40或夹料头50。

本发明提出的夹取装置100利用分离组件32使工件200与注塑模具脱离后进行下料，避免下料时注塑模具刮碰工件200以有效保护了工件200的外观。且夹取装置100连接于机械手的机械臂上。只需一个机械臂驱动一个夹取装置100移动及旋转即能够实现下料、上料、压料及回收废料的功能，结构紧凑、效率高。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种夹取装置，用于工件注塑成型后进行下料，该工件为壳体结构，该工件包括侧壁和平板部，该侧壁的部分周壁向内延伸形成平板部，该平板部上于该工件的两侧设有两个卡槽，该夹取装置包括基座,该基座用于外接于一机械臂上,其特征在于：该夹取装置还包括设置于该基座上的下料机构，该下料机构包括第一支撑件、下料夹取件和分离组件，该第一支撑件设置于该基座上，该分离组件包括第一驱动件、两个钩爪和限位驱动件，该第一驱动件设置于该第一支撑件上，两个该钩爪分别连接于该第一驱动件上，每个该钩爪包括第一连杆和钩尖，该第一连杆一端设置于该第一驱动件上且其另一端朝向该第一驱动件凸伸形成钩尖，两个该钩尖用于插入相应的该卡槽中，下料时该第一驱动件能够驱动两个该钩爪相对闭合或张开以使该工件的两侧向内弹性收缩或解除收缩，该下料夹取件设置于基座上并位于该分离组件的一侧，该下料夹取件用于夹紧该平板部，该限位驱动件设置于该支撑件上，并位于该第一驱动件的一侧，该限位驱动件包括输出轴，该限位驱动件驱动该输出轴伸出并穿设于张开的两个该钩爪之间以限制该工件的向内收缩程度。

2.如权利要求1所述的夹取装置，其特征在于：该分离组件还包括两个限位块，两个该限位块设置于该第一支撑件上，并分别位于两个该第一连杆的外侧，两个限位块限制两个该钩爪的张开程度以避免两个该钩爪撑开该工件。

3.如权利要求1所述的夹取装置，其特征在于：该下料夹取件包括多个顶销、第二驱动件、两个卡爪、第三驱动件和托爪，该工件的该平板部上还设有多个定位孔，每个该顶销的一端分别设置于该第一支撑件上，且另一端用于插入相应的该定位孔中以定位支撑该工件，该第二驱动件设置于该第一支撑件上，且与该分离组件相邻，两个该卡爪分别连接于该第二驱动件上，该卡爪设有凹槽，夹取工件时该第二驱动件能够驱动两个该卡爪相对张开并使该工件的平板部进入该凹槽内，该第三驱动件设置于该第一支撑件上，并位于该第二驱动件背离该分离组件的一侧，该托爪连接于该第三驱动件上，该第三驱动件能够驱动该托爪移动及旋转，使该托爪托住该工件的平板部于该工件内的一侧。

4.如权利要求1所述的夹取装置，其特征在于：该夹取装置还包括设置于该基座上的上料机构，该上料机构与该下料机构设置于基座的不同面上，该上料机构包括第二支撑件和上料夹取件，该第二支撑件设置于该基座上，该上料夹取件包括第四驱动件、推块和两个第二连杆，该第四驱动件设置于第二支撑件上，该推块与该第四驱动件连接，该推块的两侧设置第一楔形面，两个该第二连杆分别位于该推块的两侧，每个该第二连杆分别朝向相应的该第一楔形面的一侧设置第二楔形面，两个该第二楔形面滑动地设置于相应的该第一楔形面上，每个该第二连杆对应设置一个托板，该托板设置于该第二连杆上远离该推块的一端，该第四驱动件驱动该推块伸出使两个该第二连杆相对张开以使该托板托住该工件的该平板部。

5.如权利要求4所述的夹取装置，其特征在于：每个该第二连杆对应设置一个弹簧座、一个支撑轴和一个第一压缩弹簧，该弹簧座设置于该第二支撑件上，且位于该第二连杆背离该推块的一侧，该支撑轴的一端固定于该第二连杆上，另一端滑动穿设于该弹簧座中，该第一压缩弹簧套设于该支撑轴上，且该第一压缩弹簧的两端分别抵持于该第二连杆和该弹簧座上，该第四驱动件驱动该推块缩回时，两个该第一压缩弹簧受压使两个该第二连杆相对闭合以使该托板脱离该工件。

6.如权利要求5所述的夹取装置，其特征在于：该上料夹取件还包括仿形压板、连接轴和第二压缩弹簧，该连接轴的一端固定于该仿形压板上，另一端滑动设置于该第二支撑件上，该仿形压板位于该第二支撑件和该托板之间，该仿形压板设置通孔允许该第二连杆穿过且在其内能够活动，该第二压缩弹簧套设于该连接轴上，且分别抵设于该仿形压板和该第二支撑件上，该仿形压板能够与该平板部的外侧相贴合，上料时，该第二压缩弹簧受压使该仿形压板压紧该平板部于该托板上。

7.如权利要求4所述的夹取装置，其特征在于：该上料机构还包括至少两个插销，该工件的该平板部上还设有两个定位孔，该插销为杆状结构，其两端分别设置第一插头和第二插头，该插销上间隔设置分别与该第一插头和该第二插头相邻的第一凸缘和第二凸缘，该插销穿设于该第二支撑件上，且该第一凸缘与该第二凸缘位于该第二支撑件的两侧，每个该插销对应套设一个第三压缩弹簧，该第三压缩弹簧的两端分别抵持该第二支撑件与该第一凸缘上，该第三压缩弹簧受压后使该第一插头插入该工件上的定位孔中以定位该工件，该上料机构还包括传感器，该传感器设置于该第二支撑件上并位于其中一个该插销的该第二插头的上方，该第二插头对准该传感器的检测区，该第一插头未插入定位孔时该第二插头能够抵持在工件的其他位置上以使其移至该传感器的检测区。

8.如权利要求1所述的夹取装置，其特征在于：该夹取装置还包括夹料头，该夹料头设置于该基座上，并与该下料机构位于不同的面上，该夹料头包括第五驱动件、两个夹爪和检测件，该检测件和该第五驱动件分别设置于该基座上，该检测件位于该第五驱动件的一侧，两个该夹爪分别连接于该第五驱动件上，该检测件用于检测注塑时该工件是否产生废料，第五驱动件能够驱动两个该夹爪抓取该工件产生的废料。

9.如权利要求1所述的夹取装置，其特征在于：该夹取装置还包括设置于该基座上的压料件，该压料件与该下料机构不在同一个面上，该压料件用于将该工件压入注塑模具的成型腔内。

10.一种机械手，包括机械臂，其特征在于：该机械手还包括如权利要求1-9中任意一项所述的夹取装置，所述夹取装置与该机械臂连接，该机械臂能够驱动该夹取装置移动或旋转。

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