CN112605578A

CN112605578A - 一种用于抓取棒料焊接机械手及其工作方法

Info

Publication number: CN112605578A
Application number: CN202011540655.XA
Authority: CN
Inventors: 韩笑蕾; 张家奇; 褚晓兵
Original assignee: Hulk Robot Suzhou Co ltd
Current assignee: Hulk Robot Suzhou Co ltd
Priority date: 2020-12-23
Filing date: 2020-12-23
Publication date: 2021-04-06

Abstract

本发明公开了本发明提供一种用于抓取棒料焊接机械手，包括底座、旋转机构、升降立柱、机械臂和磁性棒料抓取装置，所述升降立柱通过旋转机构固定于底座上，机械臂与升降立柱顶端活动连接，所述机械臂通过连接件与磁性棒料抓取装置连接，所述磁性棒料抓取装置上设有磁性吸块。结构设计合理，可同时进行两组棒料的同时抓取，大大提高工作效率，在抓取棒料时，待抓取的棒料进行磁性吸附，结合夹爪，实现棒料的精确抓取，棒料不会出现滑落的情况发生，提高棒料的夹取的工作效率，减少出现空抓的情况。

Description

一种用于抓取棒料焊接机械手及其工作方法

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，具体是一种用于抓取棒料焊接机械手及其工作方法。

背景技术

代替人手完成各项操作功能的装置统称为机械手,机械手是按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为工业机械手。工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，其涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域,是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。

目前，在企业组织产品生产中，需要将一些金属件或金属板材进行固定连接，即焊接，这种焊接大多采用手工焊接，其不足之处在于:一是手工焊接的质量取决于焊工的操作水平和操作时精神状态,焊接质量不好且不稳定；二是对焊工身体的伤害主要体现在焊接时强光对焊工的眼睛的伤害、焊接时高热量对焊工的皮肤的灼伤以及焊接产生的有害气体、对焊工的呼吸道的伤害；三是焊接效率低。因此机械手代替人工操作在现有流水线生产中已经非常普遍，当需要对圆柱状棒料类材料进行位置焊接，由于棒料容易滚动，在抓取过程中，容易出现定位不准确，甚至发生滑落得情况，使得机械手空抓的情况发生，抓取棒料的工作效率低。

发明目的：针对上述现有技术中的存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种用于抓取棒料焊接机械手及其工作方法。

技术方案：为达到上述目的，本发明提供一种用于抓取棒料焊接机械手，包括底座、旋转机构、升降立柱、机械臂和磁性棒料抓取装置，所述升降立柱通过旋转机构固定于底座上，机械臂与升降立柱顶端活动连接，所述机械臂通过连接件与两组磁性棒料抓取装置连接。

进一步地，所述旋转机构包括旋转电机、旋转盘和支撑柱，所述旋转电机安装在底座内，支撑柱设置在旋转盘的下侧，所述底座上设有与支撑柱匹配的滑槽。

进一步地，所述磁性棒料抓取装置包括横向支撑块、气缸、推动块、、夹爪、齿轮、齿轮固定架、固定架安装板和齿条、所述横向支撑块安装在连接件的下端，所述气缸安装在横向支撑块上，所述推动块与横向支撑块气缸的伸缩杆连接，所述推动块的两端安装齿条，所述齿轮固定架通过固定安装板安装在横向支撑块的下端，齿轮固定架的通过齿轮轴安装齿轮，齿轮与齿条啮合，所述夹爪固定在齿轮轴上，所述夹爪上设有距离传感器。

进一步地，所述推动块的下端设有用去吸取棒料的磁吸块。

进一步地，所述推动块与横向支撑块之间设有用于横向支撑块滑动的导向滑块。

进一步地，所述夹爪与齿轮固定架之间设有连接杆，所述连接杆一端与夹爪铰接，另一端安装滑动轴，齿轮固定架上设有条形孔，滑动轴嵌入在条形孔内。

进一步地，所述夹爪包括连接臂、棒料夹持部和咬合部，所述连接臂与齿轮轴连接，所述棒料夹持部设置在连接臂的下端，棒料夹持部上设有弧形槽，所述弧形槽内设有防滑垫片，咬合部安装在弧形槽的两侧，所述咬合部上设置锯齿。

进一步地，所述连接件上还设有用于检测夹爪工作状态的CCD检测机构。

一种抓取棒料焊接机械手的工作方法，具体工作方法如下：

（1）首先由工作人员将升降立柱安装在底座上的旋转盘上，然后将机械臂、连接件和磁性棒料抓取装置进行组装后安装到升降立柱上；

（2）待上述机构安装完毕后，将CCD检测机构安装到连接件上；

（3）通控制旋转机构的旋转角度和机械臂的弯折状态，将磁性棒料抓取装置调整至待抓取棒料的正上方；

（4）控制升降立柱下降，带动磁性棒料抓取装置下降；

（5）夹爪上的距离传感器检测到棒料后，气缸的伸缩杆推出控制滑动上下滑动，此时夹爪打开，磁吸块将棒料进行吸附；

（6）气缸的伸缩杆回缩，磁性块带动棒料向上移动，夹爪逐渐闭合，

磁吸块将棒料的松开；

（7）气缸的伸缩杆继续回缩，直至位于棒料的夹爪两侧的咬合

部闭合，棒料夹持牢固；

（8）控制升降立柱下降，调整旋转机构和机械臂，将棒料精确送至棒料需要焊接的位置。

上述技术方案可以看出，本发明的有益效果为：

本发明所述的一种抓取棒料焊接机械手，结构设计合理，可同时进行两组棒料的同时抓取，大大提高工作效率，在抓取棒料时，待抓取的棒料进行磁性吸附，结合夹爪，实现棒料的精确抓取，棒料不会出现滑落的情况发生，提高棒料的夹取的工作效率，减少出现空

抓的情况。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的磁性棒料抓取装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-2所示的一种用于抓取棒料焊接机械手，其特征在于：包括底座1、旋转机构2、升降立柱3、机械臂4和磁性棒料抓取装置5，所述升降立柱3通过旋转机构2固定于底座1上，机械臂4与升降立柱3顶端活动连接，所述机械臂4通过连接件6与两组磁性棒料抓取装置5连接。

本实施例中所述旋转机构2包括旋转电机21、旋转盘22和支撑柱23，所述旋转电机21安装在底座1内，支撑柱23设置在旋转盘22的下侧，所述底座1上设有与支撑柱23匹配的滑槽11。

本实施例中所述磁性棒料抓取装置5包括横向支撑块51、气缸52、推动块53、夹爪54、齿轮55、齿轮固定架56、固定架安装板57和齿条58、所述横向支撑块51安装在连接件6的下端，所述气缸52安装在横向支撑块51上，所述推动块53与气缸52的伸缩杆连接，所述推动块52的两端安装齿条58，所述齿轮固定架56通过固定安装板安装在横向支撑块51的下端，齿轮固定架56的通过齿轮轴59安装齿轮55，齿轮55与齿条58啮合，所述夹爪54固定在齿轮轴59上，所述夹爪54上设有距离传感器。

本实施例中所述推动块53的下端设有用去吸取棒料的磁吸块6。

本实施例中所述推动块53与横向支撑块51之间设有用于横向支撑块51滑动的导向滑块。

本实施例中所述夹爪54与齿轮固定架56之间设有连接杆510，所述连接杆510一端与夹爪54铰接，另一端安装滑动轴511，齿轮固定架56上设有条形孔561，滑动轴511嵌入在条形孔561内。

本实施例中所述夹爪54包括连接臂541、棒料夹持部542和咬合部543，所述连接臂541与齿轮轴59连接，所述棒料夹持部542设置在连接臂541的下端，棒料夹持部542上设有弧形槽5421，所述弧形槽5421内设有防滑垫片，咬合部543安装在弧形槽5421的两侧，所述咬合部543上设置锯齿。

本实施例中所述连接件6上还设有用于检测夹爪工作状态的CCD检测机构7。

一种抓取棒料焊接机械手的工作方法，具体工作方法如下：

1）首先由工作人员将升降立柱3安装在底座1上的旋转盘22上，然后将机械臂4、连接件6和磁性棒料抓取装置5进行组装后安装到升降立柱3上；

2）待上述机构安装完毕后，将CCD检测机构安装到连接件上；

3）通控制旋转机构2的旋转角度和机械臂的弯折状态，将磁性棒料抓取装置5调整至待抓取棒料的正上方；

4）控制升降立柱3下降，带动磁性棒料抓取装置下降；

5）夹爪54上的距离传感器检测到棒料后，气缸52的伸缩杆推出控制滑动上下滑动，此时夹爪54打开，磁吸块531将棒料进行吸附；

6）气缸52的伸缩杆回缩，磁性块531带动棒料向上移动，夹爪

54逐渐闭合，磁吸块531将棒料的松开；

7）气缸52的伸缩杆继续回缩，直至位于棒料的夹爪两侧的咬合部

闭合，棒料夹持牢固；

8）控制升降立柱3下降，调整旋转机构2和机械臂4，将棒料精确送至棒料需要焊接的位置。

实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims

1.一种用于抓取棒料焊接机械手，其特征在于：包括底座（1）、旋转机构（2）、升降立柱（3）、机械臂（4）和磁性棒料抓取装置（5），所述升降立柱（3）通过旋转机构（2）固定于底座（1）上，机械臂（4）与升降立柱（3）顶端活动连接，所述机械臂（4）通过连接件（6）与两组磁性棒料抓取装置（5）连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于抓取棒料焊接机械手，其特征在于：所述旋转机构（2）包括旋转电机（21）、旋转盘（22）和支撑柱（23），所述旋转电机（21）安装在底座（1）内，支撑柱（23）设置在旋转盘（22）的下侧，所述底座（1）上设有与支撑柱（23）匹配的滑槽（11）。

3.根据权利要求1所述的一种用于抓取棒料焊接机械手，其特征在于：所述磁性棒料抓取装置（5）包括横向支撑块（51）、气缸（52）、推动块(53)、夹爪（54）、齿轮（55）、齿轮固定架（56）、固定架安装板（57）和齿条（58）、所述横向支撑块（51）安装在连接件（6）的下端，所述气缸（52）安装在横向支撑块（51）上，所述推动块(53)与气缸（52）的伸缩杆连接，所述推动块（52）的两端安装齿条（58），所述齿轮固定架（56）通过固定安装板安装在横向支撑块（51）的下端，齿轮固定架（56）的通过齿轮轴（59）安装齿轮（55），齿轮（55）与齿条（58）啮合，所述夹爪（54）固定在齿轮轴（59）上，所述夹爪（54）上设有距离传感器。

4.根据权利要求3所述的一种用于抓取棒料焊接机械手，其特征在于：所述推动块(53)的下端设有用去吸取棒料的磁吸块（6）。

5.根据权利要求4所述的一种用于抓取棒料焊接机械手，其特征在于：所述推动块（53）与横向支撑块（51）之间设有用于横向支撑块（51）滑动的导向滑块。

6.根据权利要求4所述的一种用于抓取棒料焊接机械手，其特征在于：所述夹爪（54）与齿轮固定架（56）之间设有连接杆（510），所述连接杆（510）一端与夹爪（54）铰接，另一端安装滑动轴（511），齿轮固定架（56）上设有条形孔（561），滑动轴（511）嵌入在条形孔（561）内。

7.根据权利要求1所述的一种用于抓取棒料焊接机械手，其特征在于：所述夹爪（54）包括连接臂（541）、棒料夹持部（542）和咬合部（543），所述连接臂（541）与齿轮轴（59）连接，所述棒料夹持部（542）设置在连接臂（541）的下端，棒料夹持部（542）上设有弧形槽（5421），所述弧形槽（5421）内设有防滑垫片，咬合部（543）安装在弧形槽（5421）的两侧，所述咬合部（543）上设置锯齿。

8.根据权利要求1所述的一种用于抓取棒料焊接机械手，其特征在于：所述连接件（6）上还设有用于检测夹爪工作状态的CCD检测机构（7）。

9.一种抓取棒料焊接机械手的工作方法，其特征在于：具体工作方法如下：

（1）首先由工作人员将升降立柱（3）安装在底座（1）上的旋转盘（22）上，然后将机械臂（4）、连接件（6）和磁性棒料抓取装置（5）进行组装后安装到升降立柱（3）上；

（3）通控制旋转机构（2）的旋转角度和机械臂的弯折状态，将磁性棒料抓取装置（5）调整至待抓取棒料的正上方；

（4）控制升降立柱（3）下降，带动磁性棒料抓取装置下降；

（5）夹爪（54）上的距离传感器检测到棒料后，气缸（52）的伸缩杆推出控制滑动上下滑动，此时夹爪（54）打开，磁吸块（531）将棒料进行吸附；

气缸（52）的伸缩杆回缩，磁性块（531）带动棒料向上移动，夹爪（54）逐渐闭合，磁吸块（531）将棒料的松开；

气缸（52）的伸缩杆继续回缩，直至位于棒料的夹爪两侧的咬合部闭合，棒料夹持牢固；

（8）控制升降立柱（3）下降，调整旋转机构（2）和机械臂（4），将棒料精确送至棒料需要焊接的位置。