CN113118324B - 双机械手的上下料机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双机械手的上下料机器人，其涉及光伏铝合金型材边框加工领域。其技术方案要点包括：台架；承载于所述台架上的三轴移动机构，所述三轴移动机构包括能够沿Z轴方向移动的第三移动座；以及，承载于所述第三移动座上的支撑臂，所述支撑臂上设置有两组能够沿Z轴方向调节间距的夹取机构。本发明在光伏铝边框全自动加工流水线中负责工件的交接输送，而且能够实现工件间距的调节，以满足工件交换和进入冲压模具时不同间距的要求。

Description

双机械手的上下料机器人

技术领域

本发明涉及光伏铝合金型材边框加工领域，更具体地说，它涉及一种双机械手的上下料机器人。

背景技术

光伏铝边框的加工工艺，主要包括切割、冲压和穿角码三道工序，其中生产工艺大多采取流水线作业。其中切割工序目前已经实现了全自动作业，而后道的冲压工序和穿角码工序，主要还是人工作业。因此，目前行业内大都是全自动切割工序与手动的冲压和穿角码工序组合，而形成的半自动化加工流水线。

随着人力资源成本的上升，行业内对全自动加工流水线的需求越来越大，尤其是用于实现工件输送和交接的上下料机器人，而且在交接时需要根据加工流水线的要求调节工件的间距。

现有的通用工业机器人可以实现工件输送，但是无法满足上述交接的要求。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种双机械手的上下料机器人，其在光伏铝边框全自动加工流水线中负责工件的交接输送，而且能够实现工件间距的调节，以满足工件交换和进入冲压模具时不同间距的要求。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种双机械手的上下料机器人，包括：

台架，所述台架上设置有电气控制柜；

承载于所述台架上的三轴移动机构，所述三轴移动机构包括能够沿Z轴方向移动的第三移动座；以及，

承载于所述第三移动座上的支撑臂，所述支撑臂上设置有两组能够沿Z轴方向调节间距的夹取机构。

进一步地，所述夹取机构包括固定夹取机构和活动夹取机构，所述支撑臂上设置有用于驱动所述活动夹取机构移动的第四驱动组件。

进一步地，所述第四驱动组件包括设置于所述支撑臂上的气缸固定架，所述气缸固定架上设置有第一气缸，所述活动夹取机构连接有与所述第一气缸连接的定位板；所述活动夹取机构与支撑臂之间设置有导向组件。

进一步地，所述定位板上设置有与所述第一气缸连接的第二气缸。

进一步地，所述定位板上穿设有与所述活动夹取机构连接的调节螺杆，所述调节螺杆上旋设有分别与所述定位板和活动夹取机构接触的调节锁紧螺母。

进一步地，所述夹取机构包括两个沿X轴方向布置、且能够调节间距的夹爪组件。

进一步地，所述夹取机构包括与所述支撑臂连接的安装座，所述安装座上穿设有支承杆组件，所述支承杆组件与安装座之间设置有限位组件；

所述夹爪组件包括套设在所述支承杆组件上的支承座，所述支承座与支承杆组件之间设置有锁紧组件。

进一步地，所述支承杆组件包括轴杆，所述限位组件包括两组，且分别位于所述安装座两侧；所述限位组件包括套设在所述轴杆上的挡块，所述挡块与轴杆通过紧固件固定连接，所述轴杆上套设有位于所述安装座与挡块之间的限位弹簧。

进一步地，所述夹取机构包括夹爪，所述夹爪侧壁设置有用于反馈夹取状态的传感组件。

进一步地，所述传感组件包括活动支架以及与所述夹爪连接的固定支架，所述活动支架上设置有浮动感应头；

所述活动支架上设置有穿过所述固定支架的限位导杆，所述限位导杆上套设有位于所述固定支架与活动支架之间的复位弹簧；

所述活动支架上设置有驱动杆，所述夹爪张开后能够与所述驱动杆接触，并带动所述活动支架向靠近固定支架的方向移动。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、采用三轴移动机构，可以自动定位工件，完成工件的输送和交接；

2、两个夹取机构的间距可以调节，能够满足工件交换和进入冲压模具时不同间距的要求；

3、上下料机器人形成独立的单机设计，可以实现两个工序之间或者两个机器人相互之间工件的交接，而通过多台上下料机器人的组合作业，能够实现复杂流水线上工件的流转；

4、用于承载夹取组件的支承杆组件，与安装座之间通过限位弹簧与挡块连接，能够模拟人手操作，确保抓料牢固稳定，同时又有一定的柔性，有利于工件准确地入模，提高生产效率；

5、在夹爪上设置传感组件，既可以确保控制系统实时掌控工件被夹取的状态，又能够大幅度提高工件交接的速度。

附图说明

图1为实施例1中双机械手的上下料机器人的主视图；

图2为实施例1中双机械手的上下料机器人的侧剖视图；

图3为实施例1中双机械手的上下料机器人的俯视图；

图4为实施例1中第二驱动组件的剖视图；

图5为实施例1中第三驱动组件的结构示意图一；

图6为实施例1中第三驱动组件的结构示意图二；

图7为实施例1中第三驱动组件的结构示意图三；

图8为实施例1中第四驱动组件与夹取机构的结构示意图；

图9为实施例1中活动座的结构示意图；

图10为实施例1中夹取机构的结构示意图；

图11为实施例2中夹爪与传感组件的结构示意图；

图12为实施例3中夹取机构的结构示意图。

图中：1、台架；21、第一移动座；22、第一导轨组件；23、第一驱动电机；24、齿轮；25、齿条；31、第二移动座；32、第二导轨组件；33、第一滚珠丝杠组件；34、第二驱动电机；41、第三移动座；42、第三导轨组件；43、第三驱动电机；44、第二滚珠丝杠组件；45、配重气缸；46、配重推块；51、支撑臂；52、固定安装座；53、活动安装座；531、第一直线轴承；541、导轴支架；542、导轴；55、定位板；56、调节螺杆；571、第一气缸；572、第二气缸；573、连轴器；58、气缸固定架；61、螺杆；62、轴杆；63、支承座；641、挡板；642、限位弹簧；643、挡块；7、夹爪；71、夹爪手指；81、固定支架；82、活动支架；83、限位导杆；84、复位弹簧；85、第二直线轴承；86、浮动感应头；87、驱动杆；88、驱动滚轮；9、电气控制柜。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1：

一种双机械手的上下料机器人，参照图1至图8，其包括台架1，台架1上设置有三轴移动机构，三轴移动机构包括能够沿Z轴方向移动的第三移动座41；第三移动座41上设置有支撑臂51，支撑臂51上设置有两组能够沿Z轴方向调节间距的夹取机构；本实施例中采用夹取机构来抓取工件，然后通过三轴移动机构来实现工件的交接输送，两个夹取机构的间距可以调节，能够满足工件交换和进入冲压模具时不同间距的要求；本实施例中台架1上设置有电气控制柜9，使得上下料机器人形成独立的单机设计，可通过多台上下料机器人的组合作业，实现复杂流水线上工件的流转。

参照图1，本实施例中台架1上设置有两组可以分别独立工作的三轴移动机构，每组三轴移动机构上均设置有夹取机构，形成双机械手的布局；其一机械手用于接收工件和上料，另一机械手用于下料和输送工件，从而能够实现三个工序间工件的交接输送，并完成上下料，提高生产效率，降低生产成本。

参照图1至图3，台架1上设置有第一导轨组件22，第一导轨组件22上设置有能够沿X轴方向移动的第一移动座21，且第一移动座21与台架1之间设置有第一驱动组件；具体地，本实施例中第一驱动组件包括固定设置于第一移动座21上的第一驱动电机23，第一驱动电机23上设置有齿轮24，台架1上设置有与齿轮24啮合的齿条25，则第一驱动电机23能够驱动第一移动座21沿X轴方向移动，本实施例中X轴为输送工件的主要运动方向；本实施例中第一驱动电机23为伺服电机，齿轮24为斜齿轮，齿条25为斜齿条，采用斜齿轮与斜齿条配合，能够获得更高的传动效率，可以有效减少机械传动过程中产生的冲击和噪音，使传动更加平稳，并且可以承受高速重载；在其他可选的实施例中，第一驱动组件也可以采用其它结构，在此不做限制，能够驱动第一移动座21沿X轴方向实现往复移动即可。

参照图2和图4，第一移动座21上设置有第二导轨组件32，第二导轨组件32上设置有能够沿Y轴方向移动的第二移动座31，且第二移动座31与第一移动座21之间设置有第二驱动组件；具体地，本实施例中第二驱动组件包括固定设置于第一移动座21上的第二驱动电机34，第二驱动电机34为伺服电机，第二驱动电机34与第二移动座31之间设置有第一滚珠丝杠组件33，则第二驱动电机34能够驱动第二移动座31沿Y轴方向移动；在其他可选的实施例中，第二驱动组件也可以采用其它结构，在此不做限制，能够驱动第二移动座31沿Y轴方向实现往复移动即可。

参照图2以及图5至图7，第三移动座41与第二移动座31之间设置有第三导轨组件42，且两者之间设置有第三驱动组件；具体地，本实施例中第三驱动组件包括固定设置于第二移动座31上的第三驱动电机43，第三驱动电机43为伺服电机，第三驱动电机43与第三移动座41之间设置有第二滚珠丝杠组件44，则第三驱动电机43能够驱动第三移动座41沿Z轴方向移动；在其他可选的实施例中，第三驱动组件也可以采用其它结构，在此不做限制，能够驱动第三移动座41沿Z轴方向实现往复移动即可；本实施例中第二移动座31上固定设置有配重气缸45，配重气缸45上设置有与第三移动座41固定连接的配重推块46；配重气缸45通过配重推块46来驱动第三移动座41移动，从而来提高Z轴的伺服驱动响应速度。

参照图7和图8，夹取机构包括固定夹取机构和活动夹取机构，支撑臂51上设置有用于驱动活动夹取机构移动的第四驱动组件；具体地，本实施例中第四驱动组件包括设置于支撑臂51上的气缸固定架58，气缸固定架58上设置有两个第一气缸571，活动夹取机构连接有与第一气缸571连接的定位板55，同时活动夹取机构与支撑臂51之间设置有导向组件；进一步地，本实施例中定位板55上设置有第二气缸572，第二气缸572与第一气缸571的伸缩轴通过连轴器573连接，采用两个气缸配合一方面能够保证行程，另一方面能够提高移动响应速度；进一步地，本实施例中定位板55上穿设有与活动夹取机构连接的调节螺杆56，调节螺杆56上旋设有分别与定位板55和活动夹取机构接触的调节锁紧螺母；调节锁紧螺母用于限定活动夹取机构与调节螺杆56之间，以及定位板55与调节螺杆56之间的相对位置；采用调节螺杆56来连接活动夹取机构和定位板55，可以调节活动夹取机构与定位板55的间距，从而来调节固定夹取机构与活动夹取机构的静态间距。

参照图8和图9，本实施例中夹取机构包括与支撑臂51连接的安装座，具体地，固定夹取机构包括与支撑臂51连接的固定安装座52，活动夹取机构包括与调节螺杆56连接的活动安装座53；本实施例中导向组件包括设置于支撑臂51上的导轴支架541，导轴支架541上设置有两个穿过活动安装座53的导轴542，活动安装座53设置有与导轴542配合的第一直线轴承531；本实施例中导轴支架541与活动安装座53分别位于支撑臂51两侧，从而能够保证两个夹取机构平齐；在其它可选的实施例中，导向组件也可以用滑块和导轨组合来代替，在此不做限制。

参照图10，本实施例中夹取机构包括两个沿X轴方向布置、且能够调节间距的夹爪组件，具体地，夹取机构还包括穿设于固定安装座52上的支承杆组件，支承杆组件与固定安装座52之间设置有限位组件；夹爪组件包括套设在支承杆组件上的支承座63，支承座63上设置有夹爪7，支承座63与支承杆组件之间设置有锁紧组件；支承座63可以在支承杆组件上移动调节，从而可以调节两个夹爪7的间距，适应不同尺寸规格的工件。

参照图10，本实施例中支承杆组件包括两个轴杆62和一个螺杆61，从而能够保证支承座63的稳定性；锁紧组件包括旋设于螺杆61上的两个锁紧螺母，且两个锁紧螺母分别位于支承座63两侧，从而能够限定支承座63与螺杆61的相对位置；本实施例中支承座63上旋设有与轴杆62接触的锁紧螺栓，从而能够限定支承座63与轴杆62的相对位置，提高其稳定性；本实施例中限位组件包括限位螺栓或者限位螺母，具体地，螺杆61上旋设有两个分别与固定安装座52接触的限位螺母，从而能够限定螺杆61与固定安装座52的相对位置；固定安装座52上旋设有与轴杆62接触的限位螺母，从而能够限定轴杆62与固定安装座52的相对位置。

实施例2：

一种双机械手的上下料机器人，参照图11，以实施例1为基础，本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中夹爪7侧壁设置有用于反馈夹取状态的传感组件；具体地，传感组件包括活动支架82以及与夹爪7连接的固定支架81，活动支架82上设置有浮动感应头86；活动支架82上设置有穿过固定支架81的限位导杆83，限位导杆83上套设有位于固定支架81与活动支架82之间的复位弹簧84，本实施例中限位导杆83与固定支架81之间设置有第二直线轴承85；活动支架82上设置有驱动杆87，本实施例中夹爪7包括两个能够翻转张开的夹爪手指71，夹爪手指71张开后能够与驱动杆87接触，并带动活动支架82向靠近固定支架81的方向移动；本实施例中驱动杆87上套设有用于与夹爪手指71接触的驱动滚轮88，从而能够减少摩擦力，具体地，本实施例中驱动滚轮88为滚动轴承。

参照图8，当夹爪7张开时，夹爪手指71通过驱动滚轮88压动活动支架82，使浮动感应头86后退；当夹爪7闭合并夹持住工件时，夹爪手指71对活动支架82的限制取消，则活动支架82在复位弹簧84的弹性力作用下移动复位，并带动浮动感应头86升起，触碰到工件表面，从而产生已夹持工件的信号，传给控制系统；本实施例中的传感组件形成单独的模块，可以直接安装在现有的夹爪7上，使夹取组件具有传感功能，从而能够实时掌控工件被抓取的状态，而且安装方便，结构简单，成本低；同时，本实施例中夹爪7与传感组件之间的传动配合，能够大幅度提高工件交接的速度。

实施例3：

一种双机械手的上下料机器人，参照图10和图12，以实施例2为基础，本实施例与实施例2的区别在于：本实施例中限位组件包括两组，且分别位于固定安装座52两侧；具体地，限位组件包括套设在轴杆62上的挡块643，挡块643与轴杆62通过紧固件（例如螺钉）固定连接，轴杆62上套设有位于固定安装座52与挡块643之间的限位弹簧642；本实施例中轴杆62上套设有与固定安装座52接触的挡板641，限位弹簧642一端与挡块643接触，另一端与挡板641接触；同时，固定安装座52与轴杆62之间不再设置限位螺栓，而螺杆61与限位螺母可以根据需要选择取消或者保留，使支承杆组件与固定安装座52之间取消固定的限定状态即可。

参照图12，本实施例中支承杆组件与固定安装座52之间采用限位弹簧642与挡块643配合形成弹性的限定状态，即支承杆组件可以相对于固定安装座52发生位移；作业过程中，夹取机构将工件放入模具时，工件可以轻微地左右摆动，有利于工件准确地入模；可以通过调节挡块643的位置，来设置限位弹簧642的预紧力，从而达到最佳的状态。

Claims (1)

1.一种双机械手的上下料机器人，其特征在于，包括：

台架，所述台架上设置有电气控制柜；

承载于所述台架上的三轴移动机构，所述三轴移动机构包括能够沿X轴方向移动的第一移动座、能够沿Y轴方向移动的第二移动座以及能够沿Z轴方向移动的第三移动座，第一移动座与台架之间设置有第一驱动组件，第二移动座与第一移动座之间设置有第二驱动组件，第三移动座与第二移动座之间设置有第三驱动组件；以及，

承载于所述第三移动座上的支撑臂，所述支撑臂上设置有两组能够沿Z轴方向调节间距的夹取机构；

所述夹取机构包括两个沿X轴方向布置、且能够调节间距的夹爪组件；

所述夹取机构包括与所述支撑臂连接的安装座，所述安装座上穿设有支承杆组件，所述支承杆组件与安装座之间设置有限位组件；

所述夹爪组件包括套设在所述支承杆组件上的支承座，所述支承座与支承杆组件之间设置有锁紧组件；

所述支承杆组件包括轴杆，所述限位组件包括两组，且分别位于所述安装座两侧；所述限位组件包括套设在所述轴杆上的挡块，所述挡块与轴杆通过紧固件固定连接，所述轴杆上套设有位于所述安装座与挡块之间的限位弹簧；

所述支承座上设置有夹爪，所述夹爪侧壁设置有用于反馈夹取状态的传感组件；

所述夹取机构包括固定夹取机构和活动夹取机构，所述支撑臂上设置有用于驱动所述活动夹取机构移动的第四驱动组件；

所述第四驱动组件包括设置于所述支撑臂上的气缸固定架，所述气缸固定架上设置有第一气缸，所述活动夹取机构连接有与所述第一气缸连接的定位板；所述活动夹取机构与支撑臂之间设置有导向组件；

所述定位板上设置有与所述第一气缸连接的第二气缸；

所述定位板上穿设有与所述活动夹取机构连接的调节螺杆，所述调节螺杆上旋设有分别与所述定位板和活动夹取机构接触的调节锁紧螺母；

所述传感组件包括活动支架以及与所述夹爪连接的固定支架，所述活动支架上设置有浮动感应头；

所述活动支架上设置有穿过所述固定支架的限位导杆，所述限位导杆上套设有位于所述固定支架与活动支架之间的复位弹簧；

所述活动支架上设置有驱动杆，所述夹爪张开后能够与所述驱动杆接触，并带动所述活动支架向靠近固定支架的方向移动。

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