CN111496712A - 一种机械手臂的限位结构及机械手臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械手臂的限位结构及机械手臂，包括支撑架组件、支撑架组件中间所设的翻转架组件与翻转架组件上所设的限位组件，所述支撑架组件由支撑架与支撑架侧面所设的控制中心构成，所述翻转架组件由翻转架、旋转轴与驱动组件构成，所述限位组件由上下两端限位组件与侧面限位电缸构成；相对同批次的加工零件，仅需设定一次限位参数，因此产生的累积误差较小，提高了加工精度，同时提高了同批次零件的互换性；相对于大型的需要转位加工的零件，通过驱动驱动电机使得驱动齿轮与轮齿啮合传动，便可实现翻转架上的工件绕中间旋转轴孔I翻转，提高了定位精度。

Description

一种机械手臂的限位结构及机械手臂

技术领域

本发明涉及机械加工定位技术领域，具体为一种机械手臂的限位结构及机械手臂。

背景技术

在机械加工中为了保证零件的加工精度，通常会在批量生产或者为了提高精度加工时采用对应的工装进行限位以及固定操作，现有技术中的限位工装一般较为简单，其结构较少，加工制作简单，成本较低，可以满足一般要求的机械加工，但是在实际使用过程中，现有的机械限位工装还存在以下不足之处：

1.相对同批次的加工零件，手工操作时，需要每次重新调整装夹参数，因此产生的累积误差较高，降低了加工精度；

2.相对于大型的需要转位加工的零件，往往在加工不同位置的工位时，需要进行吊装翻转，翻转后重新定位，整个操作过程花费时间较长，并且降低了定位精度；

3.相对不同的零件，其限位过程需要重复多个调整步骤，无法尽快的确定限位的具体参数，延长了加工的生产周期。

为此，提出一种机械手臂的限位结构及机械手臂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械手臂的限位结构及机械手臂，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种机械手臂的限位结构及机械手臂，包括支撑架组件、支撑架组件中间所设的翻转架组件与翻转架组件上所设的限位组件，所述支撑架组件由支撑架与支撑架侧面所设的控制中心构成，所述翻转架组件由翻转架、翻转架前后两端中间固定套接的旋转轴与翻转架左右两端对称所设的驱动组件构成，所述限位组件由翻转架上下两端上环向固定安装的上下两端限位组件与翻转架璧体中间环向安装的侧面限位电缸构成。

优选的，所述支撑架的左右两侧对称设有侧架，且在侧架的内测面上开设有轮槽，所述轮槽的内环面上环向设有轮齿，所述侧架的中间开设有中间旋转轴孔I，所述中间旋转轴孔I与旋转轴的一端相套配。

优选的，所述翻转架的上下两端面上对称开设有环向排列的电缸安装槽I，且在电缸安装槽I的侧面开设有连接槽，所述连接槽的侧面开设有翻转槽。

优选的，所述翻转架左右两端的外侧面处前后对称开设有电机安装槽。

优选的，所述翻转架的前后两端中间位置处开设有与旋转轴相固定套配的中间旋转轴孔II。

所述翻转架壁体的中间位置处环向均布开设有电缸安装槽II，所述侧面限位电缸固定安装在电缸安装槽II内，且在侧面限位电缸的活塞杆的前端固定设有限位头II。

优选的，所述驱动组件由驱动电机与驱动电机的主轴上固定套接的驱动齿轮构成，所述驱动电机固定安装在电机安装槽内，所述驱动齿轮与轮齿相啮合。

优选的，所述上下两端限位组件由固定安装在电缸安装槽I内的转角电机、插配在翻转槽内的转轴与转轴上固定套配的限位板构成，所述转角电机的主轴与转轴在连接槽内通过联轴器相固定连接。

优选的，所述限位板的上端固定安装有伸缩电缸，且在伸缩电缸的活塞杆的端部固定安装有限位头I。

优选的，所述控制中心的上端设有触控显示屏，且在控制中心的下端设有PLC控制器，所述触控显示屏与PLC控制器之间相电性连接。

优选的，所述PLC控制器与驱动电机、转角电机、伸缩电缸、侧面限位电缸均通过导线相电性连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.相对同批次的加工零件，仅需设定一次限位参数，因此产生的累积误差较小，提高了加工精度，同时提高了同批次零件的互换性；

2.相对于大型的需要转位加工的零件，本发明无需吊装翻转，仅通过驱动驱动电机使得驱动齿轮与轮齿啮合传动，便可实现翻转架上的工件绕中间旋转轴孔I翻转，翻转后的工位保持在同一加工基准上，整个操作过程花费时间较短，并且提高了定位精度；

3.本发明通过控制中心与上下两端限位组件、侧面限位电缸的联动操作可快速测得所有限位区间的具体参数，只需要保存数据便可以实现快速的限位固定，因此降低了时耗，缩短了生产周期，提高了生产的效率。

附图说明

图1为本发明整体结构轴侧视图；

图2为本发明整体结构轴侧半剖视图；

图3为本发明结构主视图；

图4为图3中A-A处剖面结构示意图；

图5为支撑架轴侧机构视图；

图6为翻转架组件与纤维组件的装配结构视图；

图7为上下两端限位组件轴侧结构视图。

图中：1、支撑架；2、控制中心；3、翻转架；4、旋转轴；5、驱动组件；6、上下两端限位组件；7、侧面限位电缸；101、侧架；102、中间旋转轴孔I；103、轮槽；104、轮齿；201、触控显示屏；202、PLC控制器；301、电缸安装槽I；302、连接槽；303、翻转槽；304、电缸安装槽II；305、电机安装槽；306、中间旋转轴孔II；501、驱动电机；502、驱动齿轮；601、转角电机；602、限位板；603、转轴；604、联轴器；605、伸缩电缸；606、限位头I；701、限位头II。

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。

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：

一种机械手臂的限位结构及机械手臂，包括支撑架组件、支撑架组件中间所设的翻转架组件与翻转架组件上所设的限位组件，支撑架组件由支撑架1与支撑架1侧面所设的控制中心2构成，翻转架组件由翻转架3、翻转架3前后两端中间固定套接的旋转轴4与翻转架3左右两端对称所设的驱动组件5构成，限位组件由翻转架3上下两端上环向固定安装的上下两端限位组件6与翻转架3璧体中间环向安装的侧面限位电缸7构成。

进一步的，支撑架1的左右两侧对称设有侧架101，且在侧架101的内测面上开设有轮槽103，轮槽103的内环面上环向设有轮齿104，侧架101的中间开设有中间旋转轴孔I102，中间旋转轴孔I102与旋转轴4的一端相套配，翻转架3与旋转轴4可绕中间旋转轴孔I102进行旋转。

进一步的，翻转架3的上下两端面上对称开设有环向排列的电缸安装槽I 301，且在电缸安装槽I 301的侧面开设有连接槽302，连接槽302的侧面开设有翻转槽303，翻转架3左右两端的外侧面处前后对称开设有电机安装槽305，这种结构方便限位组件的固定安装。

进一步的，翻转架3的前后两端中间位置处开设有与旋转轴4相固定套配的中间旋转轴孔II 306，且在翻转架3壁体的中间位置处环向均布开设有电缸安装槽II 304，侧面限位电缸7固定安装在电缸安装槽II 304内，且在侧面限位电缸7的活塞杆的前端固定设有限位头II 701，通过侧面限位电缸7驱动限位头II 701向翻转架3中间的工件进行环向限位固定，可通过控制中心2驱动设定每个侧面限位电缸7的进给参数，保证工件环向外侧面的合理限位。

进一步的，驱动组件5由驱动电机501与驱动电机501的主轴上固定套接的驱动齿轮502构成，驱动电机501固定安装在电机安装槽305内，驱动齿轮502与轮齿104相啮合，启动驱动电机501使驱动电机501的主轴带动驱动齿轮502与轮齿104啮合传动，进而使翻转架3带动工件绕中间旋转轴孔I102旋转，通过控制中心2设定驱动电机501的转速、时长，可以使翻转架3上的工件以特定的旋转速度翻转到指定的倾斜角度，因此在降低操作难度的基础上，不仅提高工作效率，同时也提高了可加工的范围。

进一步的，上下两端限位组件6由固定安装在电缸安装槽I 301内的转角电机601、插配在翻转槽303内的转轴603与转轴603上固定套配的限位板602构成，转角电机601的主轴与转轴603在连接槽302内通过联轴器604相固定连接，启动转角电机601使转角电机601的主轴连带转轴603与限位板602一同翻转动作，不同位置的转角电机601可通过控制中心2进行设定。

进一步的，限位板602的上端固定安装有伸缩电缸605，且在伸缩电缸605的活塞杆的端部固定安装有限位头I 606，启动伸缩电缸605使限位头I 606向翻转架3上下两端面的中间将工件的上下两端面限位夹紧，而限位的高度可通过控制中心2进行合理的设定。

进一步的，控制中心2的上端设有触控显示屏201，且在控制中心2的下端设有PLC控制器202，触控显示屏201与PLC控制器202之间相电性连接，PLC控制器202与驱动电机501、转角电机601、伸缩电缸605、侧面限位电缸7均通过导线相电性连接，其中，触控显示屏201可选为LS530H型触控屏，PLC控制器202可选为LK3U-64MRT型PLC控制器，驱动电机501可选为POWSM-T-M1-80-02430型伺服电机，转角电机601可选为PLF060伺服电机，伸缩电缸605与侧面限位电缸7均可选为DEA40-100型伺服电缸，通过触控显示屏201可直接屏幕操作对PLC控制器202编程，进而控制与PLC控制器202相连的驱动电机501、转角电机601、伸缩电缸605、侧面限位电缸7的各项参数，这样使整个操作更加人性化智能化。

本发明的工作原理：

第一次限位固定时，可先根据工件底面的特性，通过控制中心2编程设定翻转架3下端面驱动电机501与(505)的参数，适当的将工件托举在翻转架3的中间，然后通过控制中心2设定侧面限位电缸7的参数，使工件的外侧面被环向固定，提高了工件在加工工位的稳固性，再通过控制中心2设定翻转架3上端面处驱动电机501与(505)的参数，使工件的上端被限位固定，这样就完成了工件在翻转架3上整个限位固定过程；

在加工过程中，如果需要对工件进行翻转，可根据所需翻转的角度通过控制中心2设定驱动电机501的转速与时长，驱动驱动齿轮502与轮齿104啮合传动，使翻转架3连带翻转架3上的工件绕中间旋转轴孔I102翻转到设定的加工角度，整个操作过程全程在控制中心2上进行操作，可直接在控制中心2上观察限位的结果，操作的效率更高，限位的准确度也较高。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种机械手臂的限位结构及机械手臂，包括支撑架组件、支撑架组件中间所设的翻转架组件与翻转架组件上所设的限位组件，其特征在于：所述支撑架组件由支撑架(1)与支撑架(1)侧面所设的控制中心(2)构成，所述翻转架组件由翻转架(3)、翻转架(3)前后两端中间固定套接的旋转轴(4)与翻转架(3)左右两端对称所设的驱动组件(5)构成，所述限位组件由翻转架(3)上下两端上环向固定安装的上下两端限位组件(6)与翻转架(3)璧体中间环向安装的侧面限位电缸(7)构成。

2.根据权利要求1所述的一种机械手臂的限位结构及机械手臂，其特征在于：所述支撑架(1)的左右两侧对称设有侧架(101)，且在侧架(101)的内测面上开设有轮槽(103)，所述轮槽(103)的内环面上环向设有轮齿(104)，所述侧架(101)的中间开设有中间旋转轴孔I(102)，所述中间旋转轴孔I(102)与旋转轴(4)的一端相套配。

3.根据权利要求1所述的一种机械手臂的限位结构及机械手臂，其特征在于：所述翻转架(3)的上下两端面上对称开设有环向排列的电缸安装槽I(301)，且在电缸安装槽I(301)的侧面开设有连接槽(302)，所述连接槽(302)的侧面开设有翻转槽(303)。

4.根据权利要求1所述的一种机械手臂的限位结构及机械手臂，其特征在于：所述翻转架(3)左右两端的外侧面处前后对称开设有电机安装槽(305)。

5.根据权利要求1所述的一种机械手臂的限位结构及机械手臂，其特征在于：所述翻转架(3)的前后两端中间位置处开设有与旋转轴(4)相固定套配的中间旋转轴孔II(306)。

6.根据权利要求1所述的一种机械手臂的限位结构及机械手臂，其特征在于：所述翻转架(3)壁体的中间位置处环向均布开设有电缸安装槽II(304)，所述侧面限位电缸(7)固定安装在电缸安装槽II(304)内，且在侧面限位电缸(7)的活塞杆的前端固定设有限位头II(701)。

7.根据权利要求2或者权利要求4中的任一项所述的一种机械手臂的限位结构及机械手臂，其特征在于：所述驱动组件(5)由驱动电机(501)与驱动电机(501)的主轴上固定套接的驱动齿轮(502)构成，所述驱动电机(501)固定安装在电机安装槽(305)内，所述驱动齿轮(502)与轮齿(104)相啮合。

8.根据权利要求3所述的一种机械手臂的限位结构及机械手臂，其特征在于：所述上下两端限位组件(6)由固定安装在电缸安装槽I(301)内的转角电机(601)、插配在翻转槽(303)内的转轴(603)与转轴(603)上固定套配的限位板(602)构成，所述转角电机(601)的主轴与转轴(603)在连接槽(302)内通过联轴器(604)相固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种机械手臂的限位结构及机械手臂，其特征在于：所述限位板(602)的上端固定安装有伸缩电缸(605)，且在伸缩电缸(605)的活塞杆的端部固定安装有限位头I(606)。

10.根据权利要求1所述的一种机械手臂的限位结构及机械手臂，其特征在于：所述控制中心(2)的上端设有触控显示屏(201)，且在控制中心(2)的下端设有PLC控制器(202)，所述触控显示屏(201)与PLC控制器(202)之间相电性连接。

11.根据权利要求7-9中的任一项所述的一种机械手臂的限位结构及机械手臂，其特征在于：所述PLC控制器(202)与驱动电机(501)、转角电机(601)、伸缩电缸(605)、侧面限位电缸(7)均通过导线相电性连接。

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