CN112275472B - 连续作业非接触式磁悬浮法线点胶机械手整机 - Google Patents

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CN112275472B CN202011235882.1A CN202011235882A CN112275472B CN 112275472 B CN112275472 B CN 112275472B CN 202011235882 A CN202011235882 A CN 202011235882A CN 112275472 B CN112275472 B CN 112275472B
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Abstract

本发明公开了一种连续作业非接触式磁悬浮法线点胶机械手整机，包括传送台、支撑台、关节机器人、升降位移机构及磁悬浮点胶机构，传送台设有压料机构和工件检测传感器；磁悬浮点胶机构包括方形偏摆架、叉形连接架、十字轴、点胶固定架、雾化点胶头和万向连接件；方形偏摆架设有喷气头，方形偏摆架设有第一环形外磁体；叉形连接架设有第二环形外磁体；十字轴设有与第一环形外磁体极性相同的第一内磁体及与第二环形外磁体极性相同的第二内磁体，第一内磁体位于第一环形外磁体的圈内，第二内磁体位于第二环形外磁体的圈内；雾化点胶头设于点胶固定架上；方形偏摆架、十字轴均处于磁悬浮状态；本发明机械化生产，工作效率高，结构简单，制造成本低。

Description

连续作业非接触式磁悬浮法线点胶机械手整机
技术领域
本发明涉及一种连续作业非接触式磁悬浮法线点胶机械手整机。
背景技术
点胶机专门用于将流体点滴、涂覆于工件表面或工件内部的自动化机器。而对于曲面型工件，往往需要采用五轴联动机构配合进行曲面点胶操作，达到点胶机的点胶头的轴线与工件的点胶曲面法线重合。
但是，采用五轴联动机构的方式，存在结构较复杂、制造成本高的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种连续作业非接触式磁悬浮法线点胶机械手整机。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：
一种连续作业非接触式磁悬浮法线点胶机械手整机，包括传送台、通过四个支撑柱设于传送台上的支撑台、设于支撑台顶端的关节机器人、设于关节机器人的动力输出端上的升降位移机构以及设于升降位移机构的动力输出端上的磁悬浮点胶机构，所述传送台的两侧对称设有压料机构和工件检测传感器，所述工件检测传感器靠近所述传送台的传送前端。
本发明进一步地，所述磁悬浮点胶机构包括方形偏摆架、叉形连接架、十字轴、点胶固定架、雾化点胶头和万向连接件；
所述方形偏摆架的四个角位置上均固定有喷气头，所述方形偏摆架相对的两边分别嵌设有第一环形外磁体；
所述叉形连接架固定在升降位移机构的动力输出端上，所述叉形连接架具有两个相互平行设置的耳片部和一个柄部，所述柄部具有中心孔，两个所述耳片部上分别嵌设有第二环形外磁体，两个所述第二环形外磁体与两个所述第一环形外磁体呈十字形分布；
所述十字轴具有两个长臂和两个短臂，所述十字轴设有偏摆避让孔，所述两个长臂处于同一直线上，所述两个短臂处于同一直线上，所述两个长臂的自由端分别固定有第一内磁体，两个所述第一内磁体分别对应位于两个所述第一环形外磁体的内圈内，所述第一内磁体与所述第一环形外磁体的极性相同，所述两个短臂的自由端分别固定有第二内磁体，两个所述第二内磁体分别对应位于两个所述第二环形外磁体的内圈内，所述第二内磁体与所述第二环形外磁体的极性相同；
所述点胶固定架呈十字形，所述点胶固定架固定在所述方形偏摆架的底端；
所述雾化点胶头固定在所述点胶固定架的中心，并用于将胶液喷射在工件的点胶曲面上；
所述万向连接的上端伸入所述中心孔内，所述万向连接件的下端贯穿所述偏摆避让孔后固定在所述雾化点胶头的顶端，所述万向连接件内设置用于将胶液传送至所述雾化点胶头内的进胶孔，所述进胶孔与所述中心孔连通；
其中，在自由状态下时：所述方形偏摆架在两个所述第一环形外磁体与两个所述第一内磁体的相互配合作用下处于磁悬浮状态，所述十字轴在两个所述第二环形外磁体与两个所述第二内磁体的相互配合作用下处于磁悬浮状态。
本发明进一步地，所述雾化点胶头包括喷胶座、封盖、环形的超声振动片和静电雾化头，所述喷胶座固定在所述点胶固定架的中心，所述喷胶座的底端设有容置槽，所述超声振动片嵌设在所述容置槽上，所述静电雾化头固定在所述超声振动片的内圈上，所述封盖盖合于所述喷胶座的顶端、并与所述喷胶座之间形成有环形进气腔，所述喷胶座还设有呈圆周阵列分布且用于贯通所述环形进气腔和所述容置槽的多个喷气孔，所述喷胶座的中心设有与所述进胶孔连通的出胶孔。
本发明进一步地，所述封盖上开设有向环形进气腔内供气的进气孔。
本发明进一步地，所述万向连接件包括下球座和供胶杆；所述下球座的上端具有球窝，所述球窝伸入所述偏摆避让孔内，所述下球座的下端固定在所述雾化点胶头上；所述供胶杆的下端具有球头，所述球头伸入所述偏摆避让孔内并嵌设在所述球窝内，所述供胶杆的上端伸入所述中心孔内；所述下球座和所述供胶杆均设有进胶孔。
本发明进一步地，所述压料机构包括L形的压料支架、压料气缸和柔性压料块，所述压料支架的一端固定在传送台的侧边，所述压料气缸固定在所述压料支架的另一端，所述柔性压料块固定在所述压料气缸的动力输出端上。
本发明的有益效果为：本发明通过第一环形外磁体与第一内磁体配合来支撑方形偏摆架保持磁悬浮状态，以及通过第二环形外磁体与第二内磁体配合来支撑十字轴保持磁悬浮状态，并利用方向偏转架四个角位置上的四个喷气头与工件的距离不同来驱动方形偏摆架在非平衡反作用力作用下随曲面曲率发生偏摆，达到非接触偏摆，大大降低方形偏摆架受到的摩擦阻力，从而保证雾化点胶头的轴线在任意点胶时刻均与工件的曲面法线重合，如此完成非接触点胶作业，更好地保护工件的曲面，且结构简单，制造成本也低。
本发明机械式生产，适于大批量工件的点胶作业，工作效率大大提高，利于自动化生产。
附图说明
图1是本发明的立体图；
图2是本发明另一视角的立体图；
图3是本发明的磁悬浮点胶机构的立体图；
图4是本发明的磁悬浮点胶机构的一剖面示意图；
图5是本发明的磁悬浮点胶机构的分解示意图；
图6是本发明的雾化点胶头的分解示意图；
附图标记说明： a1、传送台；a2、支撑台；a3、关节机器人；a4、升降位移机构；a5、磁悬浮点胶机构；a6、压料机构；a7、工件检测传感器；
1、方形偏摆架；2、叉形连接架；3、十字轴；4、点胶固定架；5、雾化点胶头；51、喷胶座；511、喷气孔；512、出胶孔；52、封盖；521、进气孔；53、超声振动片；54、静电雾化头；55、环形进气腔；6、万向连接件；61、下球座；62、供胶杆；7、喷气头；8、第一环形外磁体；9、第二环形外磁体；10、第一内磁体；20、第二内磁体；30、进胶孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。
如图1至图6所示，本实施例所述的一种连续作业非接触式磁悬浮法线点胶机械手整机，包括传送台a1、通过四个支撑柱设于传送台a1上的支撑台a2、设于支撑台a2顶端的关节机器人a3、设于关节机器人a3的动力输出端上的升降位移机构a4以及设于升降位移机构a4的动力输出端上的磁悬浮点胶机构a5，所述传送台a1的两侧对称设有压料机构a6和工件检测传感器a7，所述工件检测传感器a7靠近所述传送台a1的传送前端。
实际使用时，将待点胶的曲面型工件放置在传送台a1上，传送台a1将工件朝向压料机构a6传送，当安装在传送台a1两侧的工件检测传感器a7检测到有工件时，安装传送台a1两侧的压料机构a6将工件对向夹持住，然后关节机器人a3带动升降位移机构a4和磁悬浮点胶机构a5移动至工件的上方，然后升降位移机构a4带动磁悬浮点胶机构a5下探至工件的曲面上方，然后磁悬浮点胶机构a5开始工作，将胶液喷射在工件的曲面上，然后关节机器人a3和升降位移机构a4的配合带动下，完成整个工件的曲面点胶作业，该工件点胶完成后，压料机构a6松开工件，传送台a1将点胶完成的工件传送出，同时将下一个待点胶的工件传送至磁悬浮点胶机构a5的下方，然后重复上述动作过程进行下一个工件的点胶作业，如此连续式进行工件的曲面点胶作业，机械式生产，适于大批量工件的点胶作业，工作效率大大提高，利于自动化生产。
基于上述实施例的基础上，进一步地，所述磁悬浮点胶机构a5包括方形偏摆架1、叉形连接架2、十字轴3、点胶固定架4、雾化点胶头5和万向连接件6；
所述方形偏摆架1的四个角位置上均固定有喷气头7，所述方形偏摆架1相对的两边分别嵌设有第一环形外磁体8；
所述叉形连接架2固定在升降位移机构a4的动力输出端上，所述叉形连接架2具有两个相互平行设置的耳片部和一个柄部，所述柄部具有中心孔，两个所述耳片部上分别嵌设有第二环形外磁体9，两个所述第二环形外磁体9与两个所述第一环形外磁体8呈十字形分布；
所述十字轴3具有两个长臂和两个短臂，所述十字轴3设有偏摆避让孔，所述两个长臂处于同一直线上，所述两个短臂处于同一直线上，所述两个长臂的自由端分别固定有第一内磁体10，两个所述第一内磁体10分别对应位于两个所述第一环形外磁体8的内圈内，所述第一内磁体10与所述第一环形外磁体8的极性相同，所述两个短臂的自由端分别固定有第二内磁体20，两个所述第二内磁体20分别对应位于两个所述第二环形外磁体9的内圈内，所述第二内磁体20与所述第二环形外磁体9的极性相同；
所述点胶固定架4呈十字形，所述点胶固定架4固定在所述方形偏摆架1的底端；
所述雾化点胶头5固定在所述点胶固定架4的中心，并用于将胶液喷射在工件的点胶曲面上；
所述万向连接的上端伸入所述中心孔内，所述万向连接件6的下端贯穿所述偏摆避让孔后固定在所述雾化点胶头5的顶端，所述万向连接件6内设置用于将胶液传送至所述雾化点胶头5内的进胶孔30，所述进胶孔30与所述中心孔连通；
其中，在自由状态下时：所述方形偏摆架1在两个所述第一环形外磁体8与两个所述第一内磁体10的相互配合作用下处于磁悬浮状态，所述十字轴3在两个所述第二环形外磁体9与两个所述第二内磁体20的相互配合作用下处于磁悬浮状态。
本实施例的工作方式是：工作时，通过叉形连接架2将整个磁悬浮点胶机构a5安装在升降位移机构a4上，在升降位移机构a4的带动下，整个磁悬浮点胶机构a5朝向曲面型工件下探，方形偏摆架1的四个角位置上的四个喷气头7朝向工件的曲面喷出压缩空气，空气与工件的曲面接触，此时，由于方形偏摆架1和十字轴3均处于磁悬浮状态，距离工件的曲面近的喷气头7受到工件的反作用力大，距离工件的曲面远的喷气头7受到工件的反作用力小，使得方形偏摆架1的四个角位置在非平衡反作用力作用下随曲面曲率发生偏摆，同时，方形偏摆架1带动第一环形外磁体8摆动，第一环形外磁体8相应地驱动第一内磁体10带动十字轴3摆动，十字轴3带动第二内磁体20摆动，由于第二环形外磁体9固定在叉形连接架2上，因此，第二环形外磁体9对第二内磁体20产生排斥力，进而对十字轴3的偏摆进行缓冲，如此达到方形偏摆轴的缓慢偏摆，避免方形偏摆轴摆动过渡，直至方形偏摆架1再次处于平衡状态，同步地，雾化点胶头5跟随方形偏摆架1偏摆，雾化点胶头5带动万向连接件6转向，如此使得雾化点胶头5的轴线与当前点胶区域的曲面法线重合，然后雾化点胶头5将胶液喷射在工件的曲面上；当前点胶区域点胶完成后，升降位移机构a4带动整个磁悬浮点胶机构a5上升，此时在十字轴3和方形偏摆架1的自重下以及第二环形外磁体9对第二内磁体20的排斥力作用下，十字轴3偏摆复位，从而通过第一内磁体10驱动第一环形外磁体8带动方形偏摆架1复位，使得十字轴3和方形偏摆架1恢复到磁悬浮状态，等待下一点胶区域的点胶作业，如此重复上述动作，完成整个工件的点胶作业，且均保证雾化点胶头5的轴线在任意点胶时刻均与该区域的曲面法线重合。
本实施例通过第一环形外磁体8与第一内磁体10配合来支撑方形偏摆架1保持磁悬浮状态，以及通过第二环形外磁体9与第二内磁体20配合来支撑十字轴3保持磁悬浮状态，并利用方向偏转架四个角位置上的四个喷气头7与工件的距离不同来驱动方形偏摆架1在非平衡反作用力作用下随曲面曲率发生偏摆，达到非接触偏摆，大大降低方形偏摆架1受到的摩擦阻力，从而保证雾化点胶头5的轴线在任意点胶时刻均与工件的曲面法线重合，如此完成非接触点胶作业，更好地保护工件的曲面，且结构简单，制造成本也低。
本实施例的方形偏摆架1的摩擦阻力小，使得方形偏摆架1偏摆更容易，进而可以采用气压更小的喷气头7即可实现方形偏摆架1的偏转，同时也能避免喷气头7的气压过大，将喷射出的胶液吹偏以及对工件的曲面曲率造成影响。
基于上述实施例的基础上，进一步地，所述雾化点胶头5包括喷胶座51、封盖52、环形的超声振动片53和静电雾化头54，所述喷胶座51固定在所述点胶固定架4的中心，所述喷胶座51的底端设有容置槽，所述超声振动片53嵌设在所述容置槽上，所述静电雾化头54固定在所述超声振动片53的内圈上，所述封盖52盖合于所述喷胶座51的顶端、并与所述喷胶座51之间形成有环形进气腔55，所述喷胶座51还设有呈圆周阵列分布且用于贯通所述环形进气腔55和所述容置槽的多个喷气孔511，所述喷胶座51的中心设有与所述进胶孔30连通的出胶孔512。
实际使用时，方形偏摆架1带动雾化点胶头5偏摆，直至雾化点胶头5的轴线与待点胶区域的曲面法线重合，然后通过叉形连接架2的中心孔向进胶孔30内注入胶液，胶液顺着进胶孔30进入喷胶座51的出胶孔512内，然后超声振动片53驱动静电雾化头54进行高频振动，对从出胶孔512流出的胶液进行雾化处理，使胶液形成带静电的小液滴状态，同时向进气腔内注入压缩空气，压缩空气经由多个喷气孔511分散喷出，从而将雾化后的胶液吹向工件的曲面上；如此设置，通过使胶液带静电，增强胶液粘附力，以及雾化后的胶液之间存在排斥力，利于胶液分散，使得胶液可以以更薄的状态分散于工件表面上，最大限度减少胶液在局部曲率较大的部位因重力作用产生的流动聚集，提高胶液的分散均匀性，粘接效果更好。
基于上述实施例的基础上，优选地，所述封盖52上开设有向环形进气腔55内供气的进气孔521。通过上述结构设置，利于向进气腔内注入压缩空气，使雾化后的胶液喷出。
基于上述实施例的基础上，进一步地，所述第一环形外磁体8为方环形磁体，所述第一内磁体10为方形磁体。通过上述结构设置，能够增加方形偏摆架1的复位力矩以及限制方形偏摆架1的偏转幅度。
基于上述实施例的基础上，进一步地，所述第二环形外磁体9为方环形磁体，所述第二内磁体20为方形磁体。通过上述结构设置，能够增加十字轴3的复位力矩以及限制十字轴3的偏转幅度。
基于上述实施例的基础上，进一步地，所述万向连接件6包括下球座61和供胶杆62；所述下球座61的上端具有球窝，所述球窝伸入所述偏摆避让孔内，所述下球座61的下端固定在所述雾化点胶头5上；所述供胶杆62的下端具有球头，所述球头伸入所述偏摆避让孔内并嵌设在所述球窝内，所述供胶杆62的上端伸入所述中心孔内；所述下球座61和所述供胶杆62均设有进胶孔30。
实际使用时，雾化点胶头5带动下球座61偏转，使得下球座61的球窝与供胶杆62的球头之间发生相对转动，使得球头的进胶孔30与下球座61内的进胶孔30错位，以减小进胶流量，使得喷胶量与工件的曲面曲率相匹配，以便达到更好的粘接效果。
基于上述实施例的基础上，进一步地，所述压料机构a6包括L形的压料支架、压料气缸和柔性压料块，所述压料支架的一端固定在传送台a1的侧边，所述压料气缸固定在所述压料支架的另一端，所述柔性压料块固定在所述压料气缸的动力输出端上。采用压料气缸进行驱动夹料，成本低，控制简单，设置柔性压料块与工件的表面接触，更利于保护工件的表面，同时还能起到缓冲作用，避免压料气缸对向夹持时对工件造成过大的冲击力。
以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (5)

1.一种连续作业非接触式磁悬浮法线点胶机械手整机，其特征在于，包括传送台(a1)、通过四个支撑柱设于传送台(a1)上的支撑台(a2)、设于支撑台(a2)顶端的关节机器人(a3)、设于关节机器人(a3)的动力输出端上的升降位移机构(a4)以及设于升降位移机构(a4)的动力输出端上的磁悬浮点胶机构(a5)，所述传送台(a1)的两侧对称设有压料机构(a6)和工件检测传感器(a7)，所述工件检测传感器(a7)靠近所述传送台(a1)的传送前端；
所述磁悬浮点胶机构(a5)包括：
方形偏摆架(1)，所述方形偏摆架(1)的四个角位置上均固定有喷气头(7)，所述方形偏摆架(1)相对的两边分别嵌设有第一环形外磁体(8)；
叉形连接架(2)，所述叉形连接架(2)固定在升降位移机构(a4)的动力输出端上，所述叉形连接架(2)具有两个相互平行设置的耳片部和一个柄部，所述柄部具有中心孔，两个所述耳片部上分别嵌设有第二环形外磁体(9)，两个所述第二环形外磁体(9)与两个所述第一环形外磁体(8)呈十字形分布；
十字轴(3)，所述十字轴(3)具有两个长臂和两个短臂，所述十字轴(3)设有偏摆避让孔，所述两个长臂处于同一直线上，所述两个短臂处于同一直线上，所述两个长臂的自由端分别固定有第一内磁体(10)，两个所述第一内磁体(10)分别对应位于两个所述第一环形外磁体(8)的内圈内，所述第一内磁体(10)与所述第一环形外磁体(8)的极性相同，所述两个短臂的自由端分别固定有第二内磁体(20)，两个所述第二内磁体(20)分别对应位于两个所述第二环形外磁体(9)的内圈内，所述第二内磁体(20)与所述第二环形外磁体(9)的极性相同；
点胶固定架(4)，所述点胶固定架(4)呈十字形，所述点胶固定架(4)固定在所述方形偏摆架(1)的底端；
雾化点胶头(5)，所述雾化点胶头(5)固定在所述点胶固定架(4)的中心，并用于将胶液喷射在工件的点胶曲面上；
万向连接件(6)，所述万向连接件 (6) 的上端伸入所述中心孔内，所述万向连接件(6)的下端贯穿所述偏摆避让孔后固定在所述雾化点胶头(5)的顶端，所述万向连接件(6)内设置用于将胶液传送至所述雾化点胶头(5)内的进胶孔(30)，所述进胶孔(30)与所述中心孔连通；
其中，在自由状态下时：所述方形偏摆架(1)在两个所述第一环形外磁体(8)与两个所述第一内磁体(10)的相互配合作用下处于磁悬浮状态，所述十字轴(3)在两个所述第二环形外磁体(9)与两个所述第二内磁体(20)的相互配合作用下处于磁悬浮状态。
2.根据权利要求1所述的连续作业非接触式磁悬浮法线点胶机械手整机，其特征在于，所述雾化点胶头(5)包括喷胶座(51)、封盖(52)、环形的超声振动片(53)和静电雾化头(54)，所述喷胶座(51)固定在所述点胶固定架(4)的中心，所述喷胶座(51)的底端设有容置槽，所述超声振动片(53)嵌设在所述容置槽上，所述静电雾化头(54)固定在所述超声振动片(53)的内圈上，所述封盖(52)盖合于所述喷胶座(51)的顶端、并与所述喷胶座(51)之间形成有环形进气腔(55)，所述喷胶座(51)还设有呈圆周阵列分布且用于贯通所述环形进气腔(55)和所述容置槽的多个喷气孔(511)，所述喷胶座(51)的中心设有与所述进胶孔(30)连通的出胶孔(512)。
3.根据权利要求2所述的连续作业非接触式磁悬浮法线点胶机械手整机，其特征在于，所述封盖(52)上开设有向环形进气腔(55)内供气的进气孔(521)。
4.根据权利要求1所述的连续作业非接触式磁悬浮法线点胶机械手整机，其特征在于，所述万向连接件(6)包括下球座(61)和供胶杆(62)；所述下球座(61)的上端具有球窝，所述球窝伸入所述偏摆避让孔内，所述下球座(61)的下端固定在所述雾化点胶头(5)上；所述供胶杆(62)的下端具有球头，所述球头伸入所述偏摆避让孔内并嵌设在所述球窝内，所述供胶杆(62)的上端伸入所述中心孔内；所述下球座(61)和所述供胶杆(62)均设有进胶孔(30)。
5.根据权利要求1所述的连续作业非接触式磁悬浮法线点胶机械手整机，其特征在于，所述压料机构(a6)包括L形的压料支架、压料气缸和柔性压料块，所述压料支架的一端固定在传送台(a1)的侧边，所述压料气缸固定在所述压料支架的另一端，所述柔性压料块固定在所述压料气缸的动力输出端上。
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