CN113276095A - 主、被动螺伞锥齿轮自动化搬运集成工装 - Google Patents

主、被动螺伞锥齿轮自动化搬运集成工装 Download PDF

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Abstract

一种主、被动螺伞锥齿轮自动化搬运集成工装，包括连接在机器人上的底座，底座上设置有夹爪固定座，夹爪固定座上固定连接主齿夹爪和被齿夹爪，主齿夹爪和被齿夹爪均是由直线驱动机构实现夹爪开合。代替了人工上、下料，使热处理生产线达到自动化程序，这也是热处理生产线一个必然趋势。本发明结构紧凑，安装方便，调试快捷，安全可靠，设备制作成本偏低，无需换产，通用性强，寿命长。本发明可适用客车、卡车、SUV、MPV等多种车型的零部件主被齿锥齿轮的机器人抓取，也可以适合其它变速箱齿轮的应用，市场应用前景广阔。

Description

主、被动螺伞锥齿轮自动化搬运集成工装
技术领域
本发明属于客车零部件自动化加工技术领域，具体涉及一种主、被动螺伞锥齿轮自动化搬运集成工装。
背景技术
目前，齿轮行业的热处理（渗碳淬火）采用爱协林连续推盘炉，在上料和下料的过程中，一般为人工抬、搬齿轮或使用KBK吊装齿轮至热处理托盘上，由热处理托盘装载待热处理的齿轮进炉，进行渗碳、淬火、回火。在人工搬齿轮上、下料过程中，齿轮比较重，被齿一般为40KG，并且连续炉设备上、下料区机械件多，人工操作不方便，较重的齿轮还需要两人搬至托盘上，齿轮在放的过程中，容易产生磕碰，磕碰一旦产生，后面工序是无法消除的，装车会产生异响。
使用自动化搬运集成工装机器人可以降低劳动强度，节省人力，提高齿轮产品质量，稳定产品一致性，还给自动化信息化提供可能性，实现热处理的追溯。
发明内容
本发明提供了一种后桥螺伞主动锥齿轮、被动锥齿轮机器人自动化搬运集成工装，配合机器人实现自动化操作，降低劳动强度，节省人力，提高齿轮产品质量，稳定产品一致性。
本发明采用以下技术方案实现上述目的：
主、被动螺伞锥齿轮自动化搬运集成工装，包括连接在机器人上的底座，底座上设置有夹爪固定座，夹爪固定座上固定连接主齿夹爪和被齿夹爪，主齿夹爪和被齿夹爪均是由直线驱动机构实现夹爪开合。
所述夹爪固定座包括第一夹爪固定座、第二夹爪固定座、第三夹爪固定座、第四夹爪固定座，第一夹爪固定座、第二夹爪固定座的侧边分别固定连接第一主齿夹爪和第二主齿夹爪，第一主齿夹爪和第二主齿夹爪成对布置；第一夹爪固定座、第二夹爪固定座的上表面分别固定连接第一被齿夹爪和第二被齿夹爪，第三夹爪固定座、第四夹爪固定座上表面分别固定连接第三被齿夹爪和第四被齿夹爪。
所述直线驱动机构为丝杠机构或气缸或电动推杆或液压缸。
底座与夹爪固定座之间设置第一托架和第二托架，第一托架上设置第一夹爪固定座和第三夹爪固定座，第二托架上设置第二夹爪固定座和第四夹爪固定座，第一托架、第二托架与底座之间设置丝杠机构，第一托架、第二托架与丝杠螺纹连接，且第一托架、第二托架与丝杠的螺纹连接反向设置；第三夹爪固定座由第一气缸驱动、第四夹爪固定座由第二气缸驱动，第一气缸、第二气缸均垂直于丝杠方向。
丝杠机构外侧还设有导轨，第一托架、第二托架在导轨内移动。
丝杠机构由电机通过双齿轮驱动。
第一被齿夹爪、第二被齿夹爪、第三被齿夹爪和第四被齿夹爪上分别套设有滚轮。
有益效果：本发明设计一种后桥螺伞主动锥齿轮、被动锥齿轮机器人自动化搬运集成工装，代替了人工上、下料，使热处理生产线达到自动化程序，这也是热处理生产线一个必然趋势。本发明结构紧凑，安装方便，调试快捷，安全可靠，设备制作成本偏低，无需换产，通用性强，寿命长。本发明可适用客车、卡车、SUV、MPV等多种车型的零部件主被齿锥齿轮的机器人抓取，也可以适合其它变速箱齿轮的应用，市场应用前景广阔。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图2为本发明的左视图。
图3是本发明的俯视图。
图4为本发明的立体结构示意图。
图中：1-底座、2-夹爪固定座、21-第一夹爪固定座、22-第二夹爪固定座、23-第三夹爪固定座、24-第四夹爪固定座、3-主齿夹爪、31-第一主齿夹爪、32-第二主齿夹爪、4-被齿夹爪、41-第一被齿夹爪、42-第二被齿夹爪、43-第三被齿夹爪、44-第四被齿夹爪、5-机器人连接块、6-第一气缸、7-丝杠、8-导轨、9-电机、10-双齿轮、101、第一齿轮、102-第二齿轮、11-第二气缸、12-滚轮、13-主动螺伞锥齿轮、14-被动螺伞锥齿轮、15-第一托架、16-第二托架。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
本发明属于客车、卡车、SUV、MPV汽车后桥零部件（螺伞主动锥齿轮、被动锥齿轮）在热处理上料、下料时，使用机器人达到自动化搬运的集成通用工装，保证了机器人对主齿和被齿的兼容性抓取码料。
本发明中螺伞主动锥齿轮，也称为主齿、主动锥齿轮，螺伞被动锥齿轮，也称为被齿、被动锥齿轮。
如图1-图4所示，主、被动螺伞锥齿轮自动化搬运集成工装，包括底座1，底座1下表面设置机器人连接块5，主、被动螺伞锥齿轮自动化搬运集成工装通过机器人连接块5与机器人连接，实现自动化搬运；底座1上表面设置有夹爪固定座2，夹爪固定座2上固定连接主齿夹爪3和被齿夹爪4，主齿夹爪3和被齿夹爪4均是由直线驱动机构实现夹爪开合，所述直线驱动机构为丝杠机构或气缸或电动推杆或液压缸。
夹爪固定座2包括第一夹爪固定座21、第二夹爪固定座22、第三夹爪固定座23、第四夹爪固定座24，第一夹爪固定座21、第二夹爪固定座22的侧边分别固定连接第一主齿夹爪31和第二主齿夹爪32，第一主齿夹爪31和第二主齿夹爪32成对布置；第一夹爪固定座21、第二夹爪固定座22的上表面分别固定连接第一被齿夹爪41和第二被齿夹爪42，第三夹爪固定座23、第四夹爪固定座24上表面分别固定连接第三被齿夹爪43和第四被齿夹爪44。
底座1与夹爪固定座2之间设置第一托架15和第二托架16，第一托架15上设置第一夹爪固定座21和第三夹爪固定座23，第二托架16上设置第二夹爪固定座22和第四夹爪固定座24，第一托架、第二托架与底座1之间设置丝杠机构，第一托架15、第二托架16与丝杠螺纹连接，且第一托架15、第二托架16与丝杠的螺纹连接互为反向设置；第一托架15与丝杠正螺纹连接，则第二托架16与丝杠反螺纹连接，或者第一托架与丝杠反螺纹连接，则第二托架与丝杠正螺纹连接，二者相反，电机正转带动丝杠转动，第一托架、第二托架向相反的方向运动，带动第一夹爪固定座21和第二夹爪固定座22向相反的方向运动，实现第一主齿夹爪31和第二主齿夹爪32的张开（或闭合），电机反转带动丝杠反向转动，第一托架、第二托架反向运动，实现第一主齿夹爪31和第二主齿夹爪32的闭合（或张开）。当然，电机带动丝杠转动的同时，也实现第一被齿夹爪41和第二被齿夹爪42的开合。
第三夹爪固定座23由第一气缸6驱动、第四夹爪固定座24由第二气缸11驱动，第一气缸6、第二气缸11均垂直于丝杠方向，定义丝杠长度方向为X轴方向，第一气缸6和第二气缸11的运动方向为Y轴方向，第一托架与第二托架由丝杠机构控制X轴方向的运动，从而控制第一被齿夹爪41（第三被齿夹爪43）和第二被齿夹爪42（第四被齿夹爪44）在X轴方向的夹爪开合，第三被齿夹爪43和第四被齿夹爪44分别由第一气缸6、第二气缸11控制Y轴方向的夹爪开合，四个夹爪的开合共同实现对被动螺伞锥齿轮的夹持。
丝杠机构由电机9通过双齿轮驱动，电机9位于底座1下方，固定在底座1上，电机9输出轴连接双齿轮10中的第一齿轮101，第一齿轮101与第二齿轮102啮合，第二齿轮102连接丝杠，由电机9实现对丝杠的驱动。
丝杠机构外侧还设有导轨8，第一托架、第二托架在导轨8内移动。
第一被齿夹爪41、第二被齿夹爪42、第三被齿夹爪43和第四被齿夹爪44上分别套设有滚轮12，滚轮12套在被齿夹爪上，被动螺伞锥齿轮14放入被齿夹爪时，锥齿轮的斜面与滚轮12接触，平衡锥齿轮在四个被齿夹爪上的位置，使夹持更稳固，不发生偏斜。
所述的主动螺伞锥齿轮（1）和被动螺伞锥齿轮（2）为客户产品，被齿大小形状可由200mm-500mm兼容，主齿大小长度可由100mm-300mm兼容，换产品时夹爪不用更换，保证了其兼容性。
本机械工装可以用于KUKA机器人，也可以用于其它类型的机器人。本机械工装适合热处理、机加工的主被齿的抓取，主被齿通过料道或者传送带输送到机器码料区。
本发明的工作过程：
a、 机器人的主齿抓取和放置
在抓主齿时，电机9转动，通过双齿轮10带动丝杠7转动，丝杠7带动第一托架、第二托架移动，从而带动第一、第二夹爪固定座移动，实现主齿夹爪的闭合，完成主齿的抓取动作，第一托架、第二托架移动时由导轨8进行导向。电机9由机器人控制转速或启动/停止,实现对第一、第二夹爪固定座及第一、第二主齿夹爪的定位。
主齿放置时，电机9反向转动，通过双齿轮10带动丝杠7反向转动，丝杠7带动第一托架、第二托架反向移动，从而带动第一、第二夹爪固定座移动，实现主齿夹爪的开启，主齿夹爪实现松抓，完成主齿放置，第一托架、第二托架反向移动时由导轨8进行导向。
b、机器人的被齿抓取和放置
在抓被齿时，电机9转动，通过双齿轮10带动丝杠7转动，丝杠7带动第一托架、第二托架移动，从而带动第一、第三夹爪固定座与第二、第四夹爪固定座之间发生相对位移，实现四个被齿夹爪的X轴方向的闭合，再通过第一气缸6和第二气缸11伸出，实现第三、第四被齿夹爪Y轴方形的闭合，最终实现四个被齿夹爪闭合，完成被齿的抓取动作，第一托架、第二托架移动时由导轨8进行导向。电机9由机器人控制转速或启动/停止,实现对四个夹爪固定座及四个被齿夹爪的X轴方向定位；第一气缸6和第二气缸11也由机器人控制伸/缩及行程长短，实现对第三、第四夹爪固定座及第三、第四被齿夹爪的Y轴方向定位。
被齿放置时，机器人控制电机反向转动，第一气缸、第二气缸回缩，实现被动夹爪松抓，完成放置。被齿抓取和放置过程中的第一托架、第二托架移动均由导轨9导向。
被齿夹爪也可用来夹取主齿。
优点：1、本发明设计一种后桥螺伞主动锥齿轮、被动锥齿轮机器人自动化搬运集成工装，与机器人配合使用，代替了人工上、下料，使热处理生产线达到自动化程序，也也是热处理生产线一个必然趋势。
2、本发明结构紧凑，安装方便，调试快捷，安全可靠，设备制作成本偏低，一个工装可以实现主齿和被齿两种齿轮的夹取，且适用于多种尺寸的主齿和被齿，无需换产，通用性强，寿命长，。
3、本发明可适用客车、卡车、SUV、MPV等多种车型的零部件主被齿锥齿轮的机器人抓取，也可以适合其它变速箱齿轮的应用，市场应用前景广阔。

Claims (7)

1.主、被动螺伞锥齿轮自动化搬运集成工装，包括连接在机器人上的底座，其特征在于：底座上设置有夹爪固定座，夹爪固定座上固定连接主齿夹爪和被齿夹爪，主齿夹爪和被齿夹爪均是由直线驱动机构实现夹爪开合。
2.根据权利要求1所述主、被动螺伞锥齿轮自动化搬运集成工装，其特征在于：所述夹爪固定座包括第一夹爪固定座、第二夹爪固定座、第三夹爪固定座、第四夹爪固定座，第一夹爪固定座、第二夹爪固定座的侧边分别固定连接第一主齿夹爪和第二主齿夹爪，第一主齿夹爪和第二主齿夹爪成对布置；第一夹爪固定座、第二夹爪固定座的上表面分别固定连接第一被齿夹爪和第二被齿夹爪，第三夹爪固定座、第四夹爪固定座上表面分别固定连接第三被齿夹爪和第四被齿夹爪。
3.根据权利要求1所述主、被动螺伞锥齿轮自动化搬运集成工装，其特征在于：所述直线驱动机构为丝杠机构或气缸或电动推杆或液压缸。
4.根据权利要求1或3所述主、被动螺伞锥齿轮自动化搬运集成工装，其特征在于：底座与夹爪固定座之间设置第一托架和第二托架，第一托架上设置第一夹爪固定座和第三夹爪固定座，第二托架上设置第二夹爪固定座和第四夹爪固定座，第一托架、第二托架与底座之间设置丝杠机构，第一托架、第二托架与丝杠螺纹连接，且第一托架、第二托架与丝杠的螺纹连接反向设置；第三夹爪固定座由第一气缸驱动、第四夹爪固定座由第二气缸驱动，第一气缸、第二气缸均垂直于丝杠方向。
5.根据权利要求3所述主、被动螺伞锥齿轮自动化搬运集成工装，其特征在于：丝杠机构外侧还设有导轨，第一托架、第二托架在导轨内移动。
6.根据权利要求3所述主、被动螺伞锥齿轮自动化搬运集成工装，其特征在于：丝杠机构由电机通过双齿轮驱动。
7.根据权利要求2所述主、被动螺伞锥齿轮自动化搬运集成工装，其特征在于：第一被齿夹爪、第二被齿夹爪、第三被齿夹爪和第四被齿夹爪上分别套设有滚轮。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115722889A (zh) * 2022-11-29 2023-03-03 陕西法士特齿轮有限责任公司 一种轴系零件搬运手爪及机器人

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