CN112079119A - 一种磁性夹持送料机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种磁性夹持送料机械手，该机械手的机座内设置有横向的若干导轨滚珠丝杆，机身在电机的驱动下沿导轨滚珠丝杆移动，机身上安装有伸缩臂部，伸缩臂部的端头安装有腕部，腕部下连有手部，腕部旋转电机安装在伸缩臂部与腕部之间，手部的移动手指和固定手指垂直安装在腕部上，腕部内安装有弹簧、手指电磁铁和物料电磁铁，移动手指与弹簧连接，物料电磁铁用于吸附物料，手指电磁铁用于吸附移动手指，用于辅助夹取物料。解决了亟需设计一种实现高效夹取螺母的多自由度自动送料机械手，来实现螺母的自动化生产的问题，提出一种磁性夹持送料机械手，有效实现了螺母的自动化生产，在保证了加工效率的同时也能保证节省人力、保证准确夹取等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁性夹持送料机械手，属于送料设备技术领域。
背景技术
当今机械行业日趋成熟，各种机械制品越来越复杂，越来越精细，但是不可否认的是，无论机械行业如何发展，螺栓螺母永远是必需品，几乎可以说任何复杂精细的机械制品都离不开螺栓螺母，越是大型的器件所需的螺栓螺母也越多，每天全世界都会有无数的螺栓螺母被加工制造而出，尝试更高效高速地加工出螺栓螺母自然也能为企业谋取更多利润。
以加工螺母为例，螺母的加工中，钻孔和攻丝是必不可少的工序，然而在这两道工序间，目前加工往往是采用数控加工中心的自动换刀进行一个个加工，相对于加工时间，换刀时间显得格外耗时。因此亟需设计一种实现高效夹取螺母的多自由度自动送料机械手，来实现螺母的自动化生产，在保证了加工效率的同时也能保证节省人力、保证准确夹取等优点。
发明内容
本发明为了解决上述背景技术中提到的亟需设计一种实现高效夹取螺母的多自由度自动送料机械手，来实现螺母的自动化生产的问题，提出一种磁性夹持送料机械手，有效解决了螺母的自动化生产，在保证了加工效率的同时也能保证节省人力、保证准确夹取等优点。
本发明提出一种磁性夹持送料机械手，包括手部、腕部、伸缩臂部、机身、导轨滚珠丝杆和机座，所述机座内设置有横向的若干导轨滚珠丝杆，所述机身在电机的驱动下沿导轨滚珠丝杆移动，所述机身上安装有伸缩臂部，所述伸缩臂部的端头安装有腕部，所述腕部下连接有手部，所述腕部旋转电机安装在伸缩臂部与腕部之间；
所述手部包括两个爪，两个爪结构相同且相互垂直，手部爪包括移动手指、弹簧、手指电磁铁、物料电磁铁和固定手指，所述移动手指和固定手指垂直安装在腕部上，所述腕部内安装有弹簧、手指电磁铁和物料电磁铁，所述移动手指与弹簧连接，所述物料电磁铁用于吸附物料，所述手指电磁铁用于吸附移动手指，使移动手指与固定手指形成夹持状态，用于辅助夹取物料；
所述伸缩臂部包括竖直伸缩臂、俯仰伸缩臂、两个臂部伸缩液压缸和伸缩臂俯仰电机，所述竖直伸缩臂安装在机身上，所述俯仰伸缩臂通过伸缩臂俯仰电机连接到竖直伸缩臂上，所述伸缩臂俯仰电机用于调整两伸缩臂之间的角度，所述竖直伸缩臂和俯仰伸缩臂外安装有臂部伸缩液压缸，用于驱动两伸缩臂的伸缩，
所述机身包括壳体、移动滑块、圆锥滚子轴承、齿轮组和机身回转电机，所述移动滑块沿若干导轨滚珠丝杆移动，所述壳体固定在移动滑块上，所述壳体内设置有机身回转电机、齿轮组和圆锥滚子轴承，所述圆锥滚子轴承和齿轮组套在竖直伸缩臂的底部外周，所述机身回转电机带动齿轮组转动，进而带动竖直伸缩臂转动。
优选地，所述腕部利用腕部旋转电机实现90度的旋转，用于实现钻孔和攻丝两个工序间的运动。
优选地，所述俯仰伸缩臂和竖直伸缩臂的截面形状采用八边形截面形状。
优选地，所述壳体通过销与竖直伸缩臂配合。
优选地，所述壳体上设置有显示板，壳体内安装有刻度盘，所述所述刻度盘与显示板的刻度对齐安装，所述显示板用于显示旋转刻度。
优选地，所述显示板和刻度盘各有12个刻度凹槽，用于检测齿轮啮合传动产生的误差，保证及时检修。
优选地，所述伸缩臂俯仰电机的驱动角度范围为0-90℃。
本发明所述的磁性夹持送料机械手的有益效果为：
1、本发明所述的磁性夹持送料机械手，通过合理的结构设计，实现臂部伸缩、臂部抬升、腕部转动、机身回转等多自由度运动，在控制系统的控制下依次完成手部夹取物料、手臂伸缩、手臂抬升、手部90度转动、机身回转所需的动作要求。
2、本发明所述的磁性夹持送料机械手，实现了螺母加工的机械化和自动化生产，在保证了加工效率的同时也能保证节省人力、保证准确夹取等优点。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1为本发明所述的一种磁性夹持送料机械手的结构示意图；
图2为本发明所述的一种磁性夹持送料机械手的手部结构剖视图；
图3为本发明所述的一种磁性夹持送料机械手的手部、腕部和臂部结构示意图；
图4为本发明所述的一种磁性夹持送料机械手的机身结构示意图；
图5为本发明所述的一种磁性夹持送料机械手的机身结构剖视图；
图中，10-手部、11-移动手指、12-弹簧、13-手指电磁铁、14-物料电磁铁、15-固定手指、20-腕部、21-腕部旋转电机、30-伸缩臂部、31-竖直伸缩臂、32-俯仰伸缩臂、33-螺栓、34-臂部伸缩液压缸、35-伸缩臂俯仰电机、40-机身、41-圆锥滚子轴承、42-显示板、43-齿轮组、44-刻度盘、45-螺栓、46-机身回转电机、47-销、50-机座。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：
具体实施方式一：参见图1-5说明本实施方式。本实施方式所述的磁性夹持送料机械手，包括手部10、腕部20、伸缩臂部30、机身40、导轨滚珠丝杆和机座50，所述机座50内设置有横向的若干导轨滚珠丝杆，所述机身40在电机的驱动下沿导轨滚珠丝杆移动，所述机身40上安装有伸缩臂部30，所述伸缩臂部30的端头安装有腕部20，所述腕部20下连接有手部10，所述腕部旋转电机21安装在伸缩臂部30与腕部20之间；
所述手部10包括一号爪和二号爪，所述一号爪和二号爪结构相同且相互垂直，两个爪没有区别，谁为一号和二号均可，一号爪包括移动手指11、弹簧12、手指电磁铁13、物料电磁铁14和固定手指15，所述移动手指11和固定手指15垂直安装在腕部20上，所述腕部20内安装有弹簧12、手指电磁铁13和物料电磁铁14，所述移动手指11与弹簧12连接，所述物料电磁铁13用于吸附物料，所述手指电磁铁14用于吸附移动手指11，使移动手指11与固定手指15形成夹持状态，用于辅助夹取物料；
所述伸缩臂部30包括竖直伸缩臂31、俯仰伸缩臂32、两个臂部伸缩液压缸34和伸缩臂俯仰电机35，所述竖直伸缩臂31安装在机身40上，所述俯仰伸缩臂32通过伸缩臂俯仰电机35连接到竖直伸缩臂31上，所述伸缩臂俯仰电机35用于调整两伸缩臂之间的角度，所述竖直伸缩臂31和俯仰伸缩臂32外安装有臂部伸缩液压缸34，用于驱动两伸缩臂的伸缩，
所述机身40包括壳体、移动滑块、圆锥滚子轴承41、齿轮组43和机身回转电机46，所述移动滑块沿若干导轨滚珠丝杆移动，所述壳体固定在移动滑块上，所述壳体内设置有机身回转电机46、齿轮组43和圆锥滚子轴承41，所述圆锥滚子轴承41和齿轮组43套在竖直伸缩臂31的底部外周，所述机身回转电机46带动齿轮组43转动，进而带动竖直伸缩臂31转动。
所述腕部20利用腕部旋转电机21实现90度的旋转，用于实现钻孔和攻丝两个工序间的运动。
所述俯仰伸缩臂32和竖直伸缩臂31的截面形状采用八边形截面形状。
所述机身40的壳体通过销47与竖直伸缩臂31配合。
所述机身40的壳体上设置有显示板42，壳体内安装有刻度盘44，所述所述刻度盘44与显示板42的刻度对齐安装，所述显示板42用于显示旋转刻度。
所述显示板42和刻度盘44各有12个刻度凹槽，用于检测齿轮啮合传动产生的误差，保证及时检修。
所述伸缩臂俯仰电机35的驱动角度范围为0-90℃。
如图1所示，本发明包括：执行机构、驱动机构、控制系统，通过所述控制系统实现对所述驱动机构和所述执行机构的控制，实现所述磁性夹持送料机械手执行夹取螺母的任务。
所述执行机构包括：机械手的手部10、腕部20、伸缩臂部30、机身40和机座50，所述手部10与伸缩臂部30通过腕部20连接，所述伸缩臂部30安装在机身40上，所述机身40安装在机座50的导轨滚珠丝杆上。
所述驱动机构采用液压和电机驱动方式进行驱动，包括：臂部伸缩液压缸34、伸缩臂俯仰电机35、机身回转电机46和腕部旋转电机21，两个所述臂部伸缩液压缸34分别与两伸缩臂连接，所述伸缩臂俯仰电机35可调整两伸缩臂之间的角度，所述机身回转电机46安装在机身40内，所述腕部旋转电机21安装在伸缩臂部30与腕部20之间；所述控制系统采用PLC程序实现对所述磁性夹持送料机械手的控制。
如图1、2所示，本发明所述机械手的手部10采用电磁铁吸附为主，手指夹持为辅助的双爪夹取方式。夹取物料时，所述物料电磁铁14先通电，使其吸附住要被夹取的物料螺母，所述手指电磁铁13后通电，拉回弹簧12，带动所述移动手指11辅助夹紧，夹取物料；放下物料时，所述手指电磁铁13先断电，在所述弹簧12弹力的作用下使所述移动手指11移开，所述物料电磁铁14后断电，放下物料。
如图1、3所示，本发明所述机械手的腕部20通过螺栓与所述腕部旋转电机21和手部10相连接。由于要实现钻孔和攻丝两个工序间的运动，所述腕部20利用腕部旋转电机21实现90度的旋转。所述手部10的一个爪夹取螺母毛坯移动至钻孔工序，另一个爪用于夹取已钻孔的螺母至攻丝工序，再由一个爪将成品螺母送入料仓，在此过程中空闲的爪子用于夹取上一轮的加工螺母，所述机械手仅一只便实现两工序间的所有上下料。
本发明所述机械手的伸缩臂部30包括俯仰伸缩臂32、竖直伸缩臂31和螺栓33，所述俯仰伸缩臂32通过伸缩臂俯仰电机35连接到竖直伸缩臂31上，所述竖直伸缩臂31通过螺栓33与臂部伸缩液压缸34连接，所述俯仰伸缩臂31和竖直伸缩臂32均可根据实际工作距离实现伸缩。
本发明所述机械手的伸缩臂部30的截面形状采用加工方便而又拥有较好受力的八边形截面形状。
本发明所述机械手的伸缩臂俯仰电机35安装在所述俯仰伸缩臂32和竖直伸缩臂31之间，以实现两伸缩臂间90度的俯仰旋转，具体动作角度需要根据物料夹取情况确定。
如图1、4、5所示，本发明所述机械手的机身40包括壳体、圆锥滚子轴承41、显示板42、齿轮组43、刻度盘44、螺栓45和销47，所述壳体通过销47与伸缩臂部30配合，所述圆锥滚子轴承41和齿轮组43套在伸缩臂部30底部，所述齿轮组43与机身回转电机46连接，所述刻度盘44与显示板42的刻度对齐安装，所述机身40通过螺栓45与移动滑块连接。
如1、5所示，本发明所述机身40的显示板42和刻度盘44各有12个刻度凹槽，所述机身40通过机身回转电机46驱动齿轮组43实现回转，在长期使用的情况下，所述齿轮组43的啮合传动会产生误差，所述显示板42和刻度盘44的刻度凹槽用于检测齿轮啮合传动产生的误差，保证及时检修。
如图1所示，本发明所述机械手的机座50包括实现机身运动的导轨滚珠丝杆，所述导轨滚珠丝杆通过电机驱动实现机械手在料仓和机床之间的往复行进。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，还可以是上述各个实施方式记载的特征的合理组合，凡在本发明精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种磁性夹持送料机械手，其特征在于，包括手部(10)、腕部(20)、伸缩臂部(30)、机身(40)、导轨滚珠丝杆和机座(50)，所述机座(50)内设置有横向的若干导轨滚珠丝杆，所述机身(40)在电机的驱动下沿导轨滚珠丝杆移动，所述机身(40)上安装有伸缩臂部(30)，所述伸缩臂部(30)的端头安装有腕部(20)，所述腕部(20)下连接有手部(10)，所述腕部旋转电机21安装在伸缩臂部(30)与腕部(20)之间；
所述手部(10)包括一号爪和二号爪，所述一号爪和二号爪结构相同且相互垂直，一号爪包括移动手指(11)、弹簧(12)、手指电磁铁(13)、物料电磁铁(14)和固定手指(15)，所述移动手指(11)和固定手指(15)垂直安装在腕部(20)上，所述腕部(20)内安装有弹簧(12)、手指电磁铁(13)和物料电磁铁(14)，所述移动手指(11)与弹簧(12)连接，所述物料电磁铁(14)用于吸附物料，所述手指电磁铁(13)用于吸附移动手指(11)，使移动手指(11)与固定手指(15)形成夹持状态，用于辅助夹取物料；
所述伸缩臂部(30)包括竖直伸缩臂(31)、俯仰伸缩臂(32)、两个臂部伸缩液压缸(34)和伸缩臂俯仰电机(35)，所述竖直伸缩臂(31)安装在机身(40)上，所述俯仰伸缩臂(32)通过伸缩臂俯仰电机(35)连接到竖直伸缩臂(31)上，所述伸缩臂俯仰电机(35)用于调整两伸缩臂之间的角度，所述竖直伸缩臂(31)和俯仰伸缩臂(32)外安装有臂部伸缩液压缸(34)，用于驱动两伸缩臂的伸缩，
所述机身(40)包括壳体、移动滑块、圆锥滚子轴承(41)、齿轮组(43)和机身回转电机(46)，所述移动滑块沿若干导轨滚珠丝杆移动，所述壳体固定在移动滑块上，所述壳体内设置有机身回转电机(46)、齿轮组(43)和圆锥滚子轴承(41)，所述圆锥滚子轴承(41)和齿轮组(43)套在竖直伸缩臂(31)的底部外周，所述机身回转电机(46)带动齿轮组(43)转动，进而带动竖直伸缩臂(31)转动。
2.根据权利要求1所述的磁性夹持送料机械手，其特征在于，所述腕部(20)利用腕部旋转电机(21)实现90度的旋转，用于实现钻孔和攻丝两个工序间的运动。
3.根据权利要求1所述的磁性夹持送料机械手，其特征在于，所述俯仰伸缩臂(32)和竖直伸缩臂(31)的截面形状采用八边形截面形状。
4.根据权利要求1所述的磁性夹持送料机械手，其特征在于，所述机身(40)的壳体通过销47与竖直伸缩臂(31)配合。
5.根据权利要求1所述的磁性夹持送料机械手，其特征在于，所述机身(40)的壳体上设置有显示板(42)，壳体内安装有刻度盘(44)，所述所述刻度盘(44)与显示板(42)的刻度对齐安装，所述显示板(42)用于显示旋转刻度。
6.根据权利要求5所述的磁性夹持送料机械手，其特征在于，所述显示板(42)和刻度盘(44)各有12个刻度凹槽，用于检测齿轮啮合传动产生的误差，保证及时检修。
7.根据权利要求1所述的磁性夹持送料机械手，其特征在于，所述伸缩臂俯仰电机(35)的驱动角度范围为0-90℃。
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