CN113085085B - 一种注塑机送料机械臂的周期轨迹简驱装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种注塑机送料机械臂的周期轨迹简驱装置，属于机械臂技术领域。它解决了现有的用于注塑机的机械手臂的驱动形式不佳的问题。本周期轨迹简驱装置括架体、固定设置在架体上的且相互之间错开的引导限位体和固定限位体以及驱动带体、自由转动设置在架体上的绷紧轮体；引导限位体上通透开设有引导限位槽，驱动带体套设在绷紧轮体上并处于张开的紧绷状态，其中任意一个绷紧轮体均可以作为主动件外接连接驱动元件使其旋转。本周期轨迹简驱装置简化了传统的用于注塑机中的机械臂的驱动形式，以另一种角度来实现相同的功能，但是采用该驱动形式可以简化多个驱动元件并且同时将控制系统缩减，作为专机应用具有很好的使用优良度。

Description

一种注塑机送料机械臂的周期轨迹简驱装置

技术领域

本发明属于机械臂技术领域，涉及一种注塑机送料机械臂的周期轨迹简驱装置。

背景技术

注塑机又名注射成型机或注射机。它是将热塑性塑料或热固性塑料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。分为立式、卧式、全电式。注塑机能加热塑料，对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔。

目前，用于加工小规模塑料用具(例如勺子、筷子等，为了提高产率，一般生产这种小规模塑料用具的模具型腔一次性可以成型出若干个成品料，这些成品料会在模具型腔所形成的中间连接件的作用下成型后一体连接形成一体料，然后将一体料先卸下在进行后续切割以将成品料逐一分离开)的卧式注塑机在注塑完成并冷却后将成型料取下，以放入输送带上输送到下一道加工设备处。一般来说这个过程需要采用机械手臂来完成，因为成型料在这个过程中的位置关系改变是由横向摆放的一定点(模具型腔成型后所在的位置)转变成竖向摆放的另一定点(刚掉到输送带的位置)，这个过程中成型料不但需要完成位移，还要完成垂直换向，所以一般来说都会采用机械臂来辅助完成这个工作。

现有的针对该工作过程的机械手臂，起码需要三个驱动元件来完成整个工作，其中两个驱动元件用于控制机械手臂在X、Z轴方向上的位置(三轴运动普遍采用私服电机配合丝杆完成，所以这三个驱动元件实际上就是私服电机)，而另一个驱动元件用于控制机械手臂的旋转(以将成型料从横向切换为竖向)，所以必然需要用到控制这三个驱动元件的控制器(普遍采用PLC控制器)来协调完成这三个驱动元件的衔接性作业。倘若能对机械手臂中的四个驱动元件以及控制器进行简化，并且能达到相同的夹持卸料效果，不但能简化过程，而且还能节省成本，并且也不会再因为程序问题引发撞料等安全现象。

发明内容

本发明的目的是针对现有的用于注塑机的机械手臂的驱动形式不佳的问题，而提出的一种注塑机送料机械臂的周期轨迹简驱装置。它的专门用于驱动注塑机送料机械臂的运动，使该机械臂在一个周期内从初始位置以卧向摆向的方式开始运动，将注塑机模具型腔中已经完成成型的成型料吸附夹持后，中途移动到特定位置点后改变朝向使机械臂处于立式朝向并将成型料卸下，然后归位到初始位置并使机械臂朝向重新调整为卧式以待二次夹料，形成封闭式周期性环绕运动。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种注塑机送料机械臂的周期轨迹简驱装置，其特征在于：它包括架体、固定设置在架体上的且相互之间错开的引导限位体和固定限位体以及驱动带体、自由转动设置在架体上的绷紧轮体；引导限位体上通透开设有引导限位槽，驱动带体套设在绷紧轮体上并处于张开的紧绷状态，其中任意一个绷紧轮体均可以作为主动件外接连接驱动元件使其旋转；引导限位槽、固定限位体的外周圈、驱动带体均呈现为倒立的“凹”字形，且固定限位体的外周圈与驱动带体的外周圈重叠，引导限位槽的内、外周圈比固定限位体的外周圈大；固定限位体的外周圈环绕设有固定齿环、驱动带体的外周圈朝向固定限位体的一侧边缘环绕设有驱动齿环；引导限位槽内活动设有输出转轴，输出转轴上间隔设有夹持盘，夹持盘的间距与引导限位体的厚度相同且分别贴于引导限位体的两侧；输出转轴朝向固定限位体和驱动带体的一侧固定套设有攀爬齿轮和从动齿轮，攀爬齿轮啮合于固定限位体的固定齿环上，从动齿轮啮合于驱动带体的驱动齿环上，输出转轴的另一侧设有用于外接机械臂的输出部；固定齿环和驱动齿环相同，攀爬齿轮和从动齿轮相同；绷紧轮体包括2个外轮体和6个内轮体，驱动带体的“凹”字具有8个拐点，其中将处于“凹”中心的两点定义为内拐点而另外6个拐点定义为外拐点，2个外轮体处于外拐点处且位于驱动带体外侧，6个内轮体处于外拐点处且位于驱动带体内侧，外轮体与驱动齿环错开。

在上述的一种注塑机送料机械臂的周期轨迹简驱装置中，所述的驱动元件为单向可调速电机。

与现有技术相比，本周期轨迹简驱装置简化了传统的用于注塑机中的机械臂的驱动形式，以另一种角度来实现相同的功能，但是采用该驱动形式可以简化多个驱动元件并且同时将控制系统缩减，作为专机应用具有很好的使用优良度。

附图说明

图1是本周期轨迹简驱装置隐藏架体后的前方视角结构原理示意图；

图2是本周期轨迹简驱装置隐藏架体后的后方视角结构原理示意图；

图3是本周期轨迹简驱装置隐藏架体、输出转轴后的底部视角结构原理示意图；

图4是本周期轨迹简驱装置运动一个周期的流程简图；

图中，1、引导限位体；2、固定限位体；3、驱动带体；4、绷紧轮体；5、引导限位槽；6、固定齿环；7、驱动齿环；8、输出转轴；9、夹持盘；10、攀爬齿轮；11、从动齿轮；12、输出部。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图4所示，在描述本发明的进行驱动机械臂的形式所采用的结构之前，先对整个工作工艺进行阐述，图4显示了机械臂与注塑机相互位置关系的原理图，卧式注塑机的注塑模具在成型完成后，成型料会以侧倒的形式处于出料位，而因为注塑机的外圈设计了外壳以保护人体，那么机械臂就需要从上方进入到出料位的位置将成型料夹住(一般采用吸附形式的抓取)，然后从上方离开注塑机并在合适的位置将成型料卸下，本发明的目的就是为了将驱动机械臂进行位移的多个驱动元件简化，并且将控制器移除，作为专用机械设备使用到注塑机的机械臂中，以节省成本并减少安全隐患，所以采用了一种全新的构思以及结构来实现这道功能。

如图1～3所示，本注塑机送料机械臂的周期轨迹简驱装置，包括架体、固定设置在架体上的且相互之间错开的引导限位体1和固定限位体2以及驱动带体3、自由转动设置在架体上的绷紧轮体4；

引导限位体1上通透开设有引导限位槽5，驱动带体3套设在绷紧轮体4上并处于张开的紧绷状态，其中任意一个绷紧轮体4均可以作为主动件外接连接驱动元件使其旋转；

引导限位槽、固定限位体2的外周圈、驱动带体3均呈现为倒立的“凹”字形，且固定限位体2的外周圈与驱动带体3的外周圈重叠，引导限位槽的内、外周圈比固定限位体2的外周圈大；

固定限位体2的外周圈环绕设有固定齿环6、驱动带体3的外周圈朝向固定限位体2的一侧边缘环绕设有驱动齿环7；

引导限位槽内活动设有输出转轴8，输出转轴8上间隔设有夹持盘9，夹持盘9的间距与引导限位体1的厚度相同且分别贴于引导限位体1的两侧；

输出转轴8朝向固定限位体2和驱动带体3的一侧固定套设有攀爬齿轮10和从动齿轮11，攀爬齿轮10啮合于固定限位体2的固定齿环上，从动齿轮11啮合于驱动带体3的驱动齿环7上，输出转轴8的另一侧设有用于外接机械臂的输出部12；

固定齿环和驱动齿环7相同，攀爬齿轮10和从动齿轮11相同；

绷紧轮体4包括2个外轮体和6个内轮体，驱动带体3的“凹”字具有8个拐点，其中将处于“凹”中心的两点定义为内拐点而另外6个拐点定义为外拐点，2个外轮体处于外拐点处且位于驱动带体3外侧，6个内轮体处于外拐点处且位于驱动带体3内侧，外轮体与驱动齿环7错开。

相比与常规技术，本发明首先将机械臂的运动形式设计成了封闭形的周期性环绕式，这样的设计下驱动元件只需要在一个方向上转动就能实现功能，不再需要正反转以进行归位，它的轨迹路线就是“凹”字形，从图4中也可以体现采用这种驱动形式的过程在一个周期内的情形。

如图1和图2，任意绷紧轮体4通过驱动元件提供动力后就会旋转，因为绷紧轮体4与驱动带体3紧绷的关系，绷紧轮体4运动后就会带动驱动带体3的运动，而驱动带体3与从动齿轮11啮合，这时候从动齿轮11就会转动，然后，固定限位体2的固定齿环与攀爬齿轮10啮合的重要性就体现了出来：

首先，先假设从动齿轮11所在的输出转轴8并不是活动设置在引导限位体1内，而且直接与架体转动连接，那么驱动带体3运动后，从动齿轮11就会进行自转的效果，这是确定性的运动(1个自由度)。而如果输出转轴8相对于引导限位体1内还可以进行活动，那么驱动带体3运动后，会产生自转和围绕引导限位体1公转这两种运动形式的现象，且这个情况下无法确保具体的自转程度和公转程度，所以从动齿轮11的运动形会产生不确定性(2个自由度)。

对此，本发明才特意设计了固定齿环和攀爬齿轮10，因为固定齿环是固定不动作的，那么攀爬齿轮10只能在固定齿环周圈进行同步自转和公转，且这个攀爬齿轮10的运动形式是唯一的、确定的(1个自由度)。而且，本发明还将固定齿环和驱动齿环7设计成完全相同的形式，且攀爬齿轮10和从动齿轮11也完全相同。

那么从动齿轮11转动后，先带动输出转轴8转动，然后输出转轴8转动后攀爬齿轮10就会同步转动，然后因为攀爬齿轮10与固定齿环是啮合的，那么攀爬齿轮10的转动就会使其在固定齿环上进行周转，最终以实现输出转轴8在引导限位槽内进行单向周期活动。

这种设计原理类似于机械组件中的行星轮，可以将固定齿环看作行星轮中的齿架，将驱动齿环7看作行星轮中的太阳轮，将攀爬齿轮10和从动齿轮11看作行星轮中的同一个行星小齿轮。齿架固定，动力从太阳轮输入，行星小齿轮产生自转和公转的运动，这就是本发明的运作形式。

图3是为了体现外轮体与驱动齿环7是错开的，这样从动齿轮11在移动的过程中才不会与外轮体产生碰撞。

应该理解，在本发明的权利要求书、说明书中，所有“包括……”均应理解为开放式的含义，也就是其含义等同于“至少含有……”，而不应理解为封闭式的含义，即其含义不应该理解为“仅包含……”。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (2)

1.一种注塑机送料机械臂的周期轨迹简驱装置，其特征在于：它包括架体、固定设置在架体上的且相互之间错开的引导限位体(1)和固定限位体(2)以及驱动带体(3)、自由转动设置在架体上的绷紧轮体(4)；引导限位体(1)上通透开设有引导限位槽(5)，驱动带体(3)套设在绷紧轮体(4)上并处于张开的紧绷状态，其中任意一个绷紧轮体(4)均可以作为主动件外接连接驱动元件使其旋转；引导限位槽(5)、固定限位体(2)的外周圈、驱动带体(3)均呈现为倒立的“凹”字形，且固定限位体(2)的外周圈与驱动带体(3)的外周圈重叠，引导限位槽(5)的内、外周圈比固定限位体(2)的外周圈大；固定限位体(2)的外周圈环绕设有固定齿环(6)、驱动带体(3)的外周圈朝向固定限位体(2)的一侧边缘环绕设有驱动齿环(7)；引导限位槽(5)内活动设有输出转轴(8)，输出转轴(8)上间隔设有夹持盘(9)，夹持盘(9)的间距与引导限位体(1)的厚度相同且分别贴于引导限位体(1)的两侧；输出转轴(8)朝向固定限位体(2)和驱动带体(3)的一侧固定套设有攀爬齿轮(10)和从动齿轮(11)，攀爬齿轮(10)啮合于固定限位体(2)的固定齿环(6)上，从动齿轮(11)啮合于驱动带体(3)的驱动齿环(7)上，输出转轴(8)的另一侧设有用于外接机械臂的输出部(12)；固定齿环(6)和驱动齿环(7)相同，攀爬齿轮(10)和从动齿轮(11)相同；绷紧轮体(4)包括2个外轮体和6个内轮体，驱动带体(3)的“凹”字具有8个拐点，其中将处于“凹”中心的两点定义为内拐点而另外6个拐点定义为外拐点，2个外轮体处于外拐点处且位于驱动带体(3)外侧，6个内轮体处于外拐点处且位于驱动带体(3)内侧，外轮体与驱动齿环(7)错开。

2.根据权利要求1所述的一种注塑机送料机械臂的周期轨迹简驱装置，其特征在于：所述的驱动元件为单向可调速电机。

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