CN113023341B - 一种双凸轮联动高速夹取异位翻放机构及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种夹取异位翻放机构，尤其涉及一种双凸轮联动高速夹取异位翻放机构及其操作方法。包括操作架，所述的操作架中设有可沿操作架进行上下位移的提升板，所述的提升板中设有至少一个可翻转可夹取的夹爪。实现连接器的高效率全自动翻转，并且兼容多种规格产品，实现产品在工装板上的位置切换。提高生产效率，保证产品质量。为保证全自动化生产，缩短整个产品的组装周期，必须使用更加高效高速的连接器翻转机构，同时也要实现不同类型产品的生产切换。

Description

一种双凸轮联动高速夹取异位翻放机构及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种夹取异位翻放机构，尤其涉及一种双凸轮联动高速夹取异位翻放机构及其操作方法。

背景技术

光伏连接器的自动组装设备中，有一个关键工序是产品在工位间的翻转转移。

现有方案：目前装配中此道工序多数为人工识别翻转，然后将产品放入工装托盘中继续进入组装设备自动组装。

主要缺陷:效率低下，人工工作量大，无法实现产品的全自动化组装，且存在人工操作失误(连接器未能准确卡入工装夹爪内、连接器组装不良导致自身损伤)等使产品合格率下降的情况。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种自动化程度高，可以极大地减少产品的生产周期。通过数字化控制系统判断产品到位并实现翻转，极大提高了生产效率，提高了此道工序的生产速度，适应全自动化生产，而且机械加工生产相比于人工识别翻转，精度更高，成品一致性更好，极大提高了产品的组装精度的一种双凸轮联动高速夹取异位翻放机构及其操作方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种双凸轮联动高速夹取异位翻放机构，包括操作架，所述的操作架中设有可沿操作架进行上下位移的提升板，所述的提升板中设有至少一个可翻转可夹取的夹爪。

作为优选，所述的提升板与夹爪分别通过凸轮组件进行联动，所述的凸轮组件带动提升板进行上下位移，所述的凸轮组件带动夹爪进行翻转和夹取。

作为优选，所述的凸轮组件包括与操作架固定的凸轮转轴，所述的凸轮转轴外套有随凸轮转轴进行转动的凸轮，凸轮转动带动摇臂进行摆动，摇臂的尾端通过摇臂转轴与操作架进行转动定位，摇臂的头部进行上下摆动。

作为优选，摇臂的中端设有凸轮随动器，所述的凸轮通过凸轮随动器带动摇臂进行上下摆动；所述的凸轮转轴通过减速机进行转动，所述的减速机通过伺服电机进行转动，所述的减速机通过减速机安装法兰与操作架固定，所述的减速机与凸轮转轴间通过联轴器相连接，所述的联轴器设在减速机安装法兰中；

所述的凸轮转轴中套有原点感应片，所述的操作架中设有与原点感应片呈感应分布的槽型光电。

作为优选，所述的提升板的背面设有沿提升板进行直线位移的翻转夹爪安装板，所述的提升板中设有沿提升板进行转动的翻转轴，所述的翻转轴带动设在翻转轴外端的翻转臂进行翻转操作，所述的夹爪通过夹爪气缸进行夹取，所述的夹爪气缸安装在翻转臂上；

所述的翻转轴的尾端套有齿轮，所述的翻转夹爪安装板中设有带动齿轮进行啮合传动的齿条，所述的翻转夹爪安装板的背面设有翻转摇臂推块和升降摇臂推块，其中一个凸轮组件中的摇臂通过升降摇臂推块带动提升板进行上下位移，另外一个凸轮组件中的摇臂通过翻转摇臂推块带动提升板中的夹爪进行翻转。

作为优选，所述的翻转轴通过球轴承沿提升板进行转动，所述的提升板与操作架间、翻转夹爪安装板与提升板间分别通过直线导轨进行滑动位移，所述的提升板的两侧壁与操作架的底端间、翻转夹爪安装板的两侧壁与提升板的底端间分别通过拉伸弹簧进行弹性回位。

作为优选，所述的提升板中设有二个呈间隔分布且同步操作的夹爪。

一种双凸轮联动高速夹取异位翻放机构的操作方法，按以下步骤进行：

(1)、将放置有2个产品的托盘到达指定位置，同时通过外部的解锁机构将2个工装打开；

(2)、收到托盘到位信号后，伺服电机开始运转。凸轮转轴带动2个凸轮进行同步转动，摇臂上的的凸轮随动器沿着凸轮相切面运动，当运动至凸轮低点时，摇臂高度位置下降，2个摇臂与翻转摇臂推块、升降摇臂推块相对高度也随之下降，拉伸弹簧弹力恢复，提升板沿着直线导轨下降，齿条沿着齿轮转动，翻转轴随齿轮从动，夹爪翻转高度下降，当下降到产品抓取区域时，夹爪同时张开并拾取产品；

(3)、伺服电机持续运转中，当凸轮继续运转至高点时，升降板中的夹爪进行提升并翻转，翻转180°到达指定工装位置后，夹爪释放产品，电机继续运转，凸轮高度上升恢复原位；

(4)、上述过程全部完成，所有机构自动复位到初始位置，重复上述步骤。

利用一套翻转机构，与凸轮和摆臂组合，通过伺服电机带动，使整个机构在相对简单的上下升降运动中实现了翻转连接器方向的目的，并且可以准确无误的将连接器放在工装板的夹爪上。此设备主要包括凸轮升降、齿轮齿条翻转机构、气动夹爪抓取来达到组装要求。

相对于人工一个个翻转，该机构可以大大地缩短了产品投入组装设备所使用的时间，节约了人力成本，且机构本身结构简洁，组装方便。

创新点：

1、全自动化零件到位：在零件翻转前配备了高速运动托盘的模式进行精准上料定位的，保证了长时间内的托盘自动到位需求。该方式相对人工操作具有节奏稳定、高效率、节约人工成本等优势。

2、抓取机构升降：由于翻转过程中的速度要求快，所以抓取机构的机构设计就非常关键。抓取升降机构通过驱动轴上安装着两个大小不同的凸轮实现，大凸轮通过控制与齿条连接的上安装板限定了下安装板的运动行程。同时，大小凸轮同轴运动使上下安装板同时升降，进而达成安装板升降使夹爪翻转的目的。凸轮一个周期内的旋转，通过从动摆臂，带动上下安装板升降。两个凸轮同轴装配后，上半部分轮廓不同，下半部分轮廓相同。

3、夹爪翻转：翻转机构在结构上主要利用了大小凸轮、摆臂、齿轮和齿条之间的配合结构，利用大小凸轮旋转过程中产生的行程差的变化，齿条上下升降运动促使与其啮合的齿轮做旋转运动，最终实现与齿轮相连的夹爪做翻转动作。

优点：优化了生产工艺，取消了人工拿取过程，减少人工成本；避免了人工操作的失误，提高了生产精度和效率，减少了成本；加快了生产速度，提升效率；提高了制造效率。

因此，本发明的一种双凸轮联动高速夹取异位翻放机构及其操作方法，实现连接器的高效率全自动翻转，并且兼容多种规格产品，实现产品在工装板上的位置切换。提高生产效率，保证产品质量。为保证全自动化生产，缩短整个产品的组装周期，必须使用更加高效高速的连接器翻转机构，同时也要实现不同类型产品的生产切换。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的另一立体结构示意图；

图3是本发明的剖视结构示意图；

图4是本发明的剖视结构示意图；

图5是本发明中的局部结构示意图；

图6是图5中D-D剖视结构示意图；

图7是图5中E-E剖视结构示意图；

图8是本发明中提升板相关结构示意图；

图9是图8中C-C剖视结构示意图；

图10是图7中的俯视结构示意图；

图11是图7的背面结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：如图所示，一种双凸轮联动高速夹取异位翻放机构，包括操作架1，所述的操作架1中设有可沿操作架1进行上下位移的提升板2，所述的提升板2中设有至少一个可翻转可夹取的夹爪3。

所述的提升板2与夹爪3分别通过凸轮组件进行联动，所述的凸轮组件带动提升板2进行上下位移，所述的凸轮组件带动夹爪3进行翻转和夹取。

所述的凸轮组件包括与操作架1固定的凸轮转轴4，所述的凸轮转轴4外套有随凸轮转轴4进行转动的凸轮5，凸轮5转动带动摇臂6进行摆动，摇臂6的尾端通过摇臂转轴7与操作架1进行转动定位，摇臂6的头部进行上下摆动。

摇臂6的中端设有凸轮随动器8，所述的凸轮5通过凸轮随动器8带动摇臂6进行上下摆动；所述的凸轮转轴4通过减速机9进行转动，所述的减速机9通过伺服电机10进行转动，所述的减速机9通过减速机安装法兰11与操作架1固定，所述的减速机9与凸轮转轴4间通过联轴器12相连接，所述的联轴器12设在减速机安装法兰11中；

所述的凸轮转轴4中套有原点感应片13，所述的操作架1中设有与原点感应片13呈感应分布的槽型光电14。

所述的提升板2的背面设有沿提升板2进行直线位移的翻转夹爪安装板15，所述的提升板2中设有沿提升板2进行转动的翻转轴16，所述的翻转轴16带动设在翻转轴16外端的翻转臂17进行翻转操作，所述的夹爪3通过夹爪气缸18进行夹取，所述的夹爪气缸18安装在翻转臂17上；

所述的翻转轴16的尾端套有齿轮19，所述的翻转夹爪安装板15中设有带动齿轮19进行啮合传动的齿条20，所述的翻转夹爪安装板15的背面设有翻转摇臂推块21和升降摇臂推块22，其中一个凸轮组件中的摇臂6通过升降摇臂推块22带动提升板2进行上下位移，另外一个凸轮组件中的摇臂6通过翻转摇臂推块21带动提升板2中的夹爪3进行翻转。

所述的翻转轴16通过球轴承23沿提升板2进行转动，所述的提升板2与操作架1间、翻转夹爪安装板15与提升板2间分别通过直线导轨24进行滑动位移，所述的提升板2的两侧壁与操作架1的底端间、翻转夹爪安装板15的两侧壁与提升板2的底端间分别通过拉伸弹簧25进行弹性回位。

所述的提升板2中设有二个呈间隔分布且同步操作的夹爪3。

一种双凸轮联动高速夹取异位翻放机构的操作方法，按以下步骤进行：

(1)、将位置有2个产品的托盘到达指定位置，同时通过外部的解锁机构将2个工装打开；

(2)、收到托盘到位信号后，伺服电机开始运转。凸轮转轴带动2个凸轮进行同步转动，摇臂上的的凸轮随动器沿着凸轮相切面运动，当运动至凸轮低点时，摇臂高度位置下降，2个摇臂与翻转摇臂推块、升降摇臂推块相对高度也随之下降，拉伸弹簧弹力恢复，提升板沿着直线导轨下降，齿条沿着齿轮转动，翻转轴随齿轮从动，夹爪翻转高度下降，当下降到产品抓取区域时，夹爪同时张开并拾取产品；

(3)、伺服电机持续运转中，当凸轮继续运转至高点时，升降板中的夹爪进行提升并翻转，翻转180°到达指定工装位置后，夹爪释放产品，电机继续运转，凸轮高度上升恢复原位；

(4)、上述过程全部完成，所有机构自动复位到初始位置，重复上述步骤。

Claims (4)

1.一种双凸轮联动高速夹取异位翻放机构，其特征在于：包括操作架（1），所述的操作架（1）中设有可沿操作架（1）进行上下位移的提升板（2），所述的提升板（2）中设有至少一个可翻转可夹取的夹爪（3）；

所述的提升板（2）与夹爪（3）分别通过凸轮组件进行联动，所述的凸轮组件带动提升板（2）进行上下位移，所述的凸轮组件带动夹爪（3）进行翻转和夹取；

所述的凸轮组件包括与操作架（1）固定的凸轮转轴（4），所述的凸轮转轴（4）外套有随凸轮转轴（4）进行转动的凸轮（5），凸轮（5）转动带动摇臂（6）进行摆动，摇臂（6）的尾端通过摇臂转轴（7）与操作架（1）进行转动定位，摇臂（6）的头部进行上下摆动；

摇臂（6）的中端设有凸轮随动器（8），所述的凸轮（5）通过凸轮随动器（8）带动摇臂（6）进行上下摆动；所述的凸轮转轴（4）通过减速机（9）进行转动，所述的减速机（9）通过伺服电机（10）进行转动，所述的减速机（9）通过减速机安装法兰（11）与操作架（1）固定，所述的减速机（9）与凸轮转轴（4）间通过联轴器（12）相连接，所述的联轴器（12）设在减速机安装法兰（11）中；

所述的凸轮转轴（4）中套有原点感应片（13），所述的操作架（1）中设有与原点感应片（13）呈感应分布的槽型光电（14）；

所述的提升板（2）的背面设有沿提升板（2）进行直线位移的翻转夹爪安装板（15），所述的提升板（2）中设有沿提升板（2）进行转动的翻转轴（16），所述的翻转轴（16）带动设在翻转轴（16）外端的翻转臂（17）进行翻转操作，所述的夹爪（3）通过夹爪气缸（18）进行夹取，所述的夹爪气缸（18）安装在翻转臂（17）上；

所述的翻转轴（16）的尾端套有齿轮（19），所述的翻转夹爪安装板（15）中设有带动齿轮（19）进行啮合传动的齿条（20），所述的翻转夹爪安装板（15）的背面设有翻转摇臂推块（21）和升降摇臂推块（22），其中一个凸轮组件中的摇臂（6）通过升降摇臂推块（22）带动提升板（2）进行上下位移，另外一个凸轮组件中的摇臂（6）通过翻转摇臂推块（21）带动提升板（2）中的夹爪（3）进行翻转。

2.根据权利要求1所述的一种双凸轮联动高速夹取异位翻放机构，其特征在于：所述的翻转轴（16）通过球轴承（23）沿提升板（2）进行转动，所述的提升板（2）与操作架（1）间、翻转夹爪安装板（15）与提升板（2）间分别通过直线导轨（24）进行滑动位移，所述的提升板（2）的两侧壁与操作架（1）的底端间、翻转夹爪安装板（15）的两侧壁与提升板（2）的底端间分别通过拉伸弹簧（25）进行弹性回位。

3.根据权利要求1所述的一种双凸轮联动高速夹取异位翻放机构，其特征在于：所述的提升板（2）中设有二个呈间隔分布且同步操作的夹爪（3）。

4.根据权利要求2所述的一种双凸轮联动高速夹取异位翻放机构的操作方法，其特征在于按以下步骤进行：

（1）、将放置有2个产品的托盘到达指定位置，同时通过外部的解锁机构将2个工装打开；

（2）、收到托盘到位信号后，伺服电机开始运转，凸轮转轴带动2个凸轮进行同步转动，摇臂上的凸轮随动器沿着凸轮相切面运动，当运动至凸轮低点时，摇臂高度位置下降，2个摇臂与翻转摇臂推块、升降摇臂推块相对高度也随之下降，拉伸弹簧弹力恢复，提升板沿着直线导轨下降，齿条沿着齿轮转动，翻转轴随齿轮从动，夹爪翻转高度下降，当下降到产品抓取区域时，夹爪同时张开并拾取产品；

（3）、伺服电机持续运转中，当凸轮继续运转至高点时，升降板中的夹爪进行提升并翻转，翻转180°到达指定工装位置后，夹爪释放产品，电机继续运转，凸轮高度上升恢复原位；

（4）、上述过程全部完成，所有机构自动复位到初始位置，重复上述步骤。

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