CN113319834B - 多功能送料机械手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多功能送料机械手，包括送料单元和夹持单元，送料单元包括送料底座，送料底座上设有送料驱动机构；夹持单元包括夹持底座，夹持底座上间隔设有两导向杆，导向杆沿垂直于送料方向设置，导向杆上依次活动设有夹持器A、定位器和夹持器B，定位器上设有夹持驱动器，夹持驱动器连接有夹持驱动滑板，夹持驱动滑板上沿送料方向设有导向孔，夹持驱动滑板上倾斜设有导向孔A和导向孔B，夹持器A上设有导柱A，导柱A设置在导向孔A内，定位器上设有导柱，导柱设置在导向孔内，夹持器B上设有导柱B，导柱B设置在导向孔B内，夹持驱动滑板上设有锁紧器。具有结构设计合理、驱动少、适用于各种型材夹持、成本低、送料精度高等优点。

Description

多功能送料机械手

技术领域：

本发明涉及门窗加工设备技术领域，具体涉及多功能送料机械手。

背景技术：

随着工业化进程的加快，门窗的生产加工也逐步实现机械化和智能化。锯切是门窗加工中必不可少的工序，主要用于门窗型材45°和/或90°的切割。为了实现门窗型材机械化的锯切加工，科研人员已经研发出了锯切线(锯切加工中心)，该锯切线主要包括上料机构、锯切机头和下料机构，其中上料机构中设有送料机械手，用于将门窗型材精准输送到锯切机头中进行锯切。

现有送料机械手大多采用剪叉式结构，剪叉式结构包括配合夹紧型材的定爪和动爪，驱动气缸驱动动爪旋转夹紧型材，夹持型材时定爪深入型材内，动爪在型材外壁上进行夹持，然后再配合一个移动驱动即可实现送料。为了能够满足不同型材的夹持要求，现有技术在剪叉式结构的基础上进行了进一步改进，具体改进表现在两个方面：一是增加旋转自由度，可以使整个剪叉式结构进行旋转，进而可以实现对型材不同端面的夹持，这种改进主要解决型材有的端面比较狭窄，定爪无法插入型材槽孔内，只能选择较宽的端面夹持；二是在上述基础上增加两平动机构，该改进主要用于解决不同型材大小夹持的技术问题，可以根据型材的大小进行精确调整夹持。现有的送料机械手虽然能够满足多种型材的夹持，但需要五个驱动才能够实现，且采用的是串联结构形式，现有的送料机械手不仅结构复杂、占用空间大、成本高，而且运行误差累积，影响加工精度。基于现有送料机械手结构本身存在的一些不足，有必要重新设计一种新的夹持结构，使其在满足对不同型材进行夹持的前提下，简化结构，降低成本，提高送料精度。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

发明内容：

本发明的目的在于解决现有技术所存在的问题，提供多功能送料机械手，具有结构设计合理、驱动少、适用于各种型材夹持、成本低、送料精度高等优点。

本发明通过采取以下技术方案实现上述目的：

多功能送料机械手，包括：

送料单元，包括送料底座，所述送料底座上设有送料驱动机构；

夹持单元，包括夹持底座，所述夹持底座与送料底座相连，所述夹持底座上间隔设有两导向杆，所述导向杆沿垂直于送料方向设置，所述导向杆上依次活动设有夹持器A、定位器和夹持器B，所述夹持器A和夹持器B配合夹持在型材相对的两个外端面上，所述定位器上设有夹持驱动器，所述夹持驱动器连接有夹持驱动滑板，所述夹持驱动滑板上沿送料方向设有导向孔，所述夹持驱动滑板上倾斜设有导向孔A和导向孔B，所述导向孔A和导向孔B关于导向孔对称设置，所述夹持器A上设有导柱A，所述导柱A设置在导向孔A内，所述定位器上设有导柱，所述导柱设置在导向孔内，所述夹持器B上设有导柱B，所述导柱B设置在导向孔B内，所述导柱A、导柱和导柱B在夹紧驱动滑板的驱动下沿导向杆移动夹持型材，所述夹持驱动滑板上设有用于锁紧夹持单元的锁紧器。

所述送料驱动机构包括竖向设置在送料底座上的送料电机，所述送料电机连接有送料齿轮，所述送料齿轮与设置在上料机构中的送料齿条啮合，所述上料机构中沿送料方向设有送料导轨，所述送料底座通过送料滑块设置在送料导轨上。

所述送料底座下端设有四根立柱，所述立柱底部设有所述夹持底座。

所述夹持底座中部沿垂直于送料方向设有辅助导向孔，所述导柱A、导柱和导柱B设置在辅助导向孔内，所述辅助导向孔两端分别设有限位柱。

所述夹持器A和夹持器B的结构相同，包括夹持横梁，所述夹持横梁上端设有夹持滑块，所述夹持滑块设置在导向杆上，所述夹持横梁下端设有用于夹持型材的夹持板，所述夹持横梁上端中部设有用于安装导柱A或导柱B的安装座。

所述夹持板内侧设有夹块。

所述定位器包括定位横梁，所述定位横梁上端设有定位滑块，所述定位滑块设置在导向杆上。

所述定位横梁一端竖向设有定位板，另一端设有安装板A，所述安装板A 上设有所述夹持驱动器。

所述夹持驱动滑板活动设置在夹持底座上端。

所述导向孔A与所述导向孔B的结构相同，所述导向孔A与导向孔的夹角为锐角。

所述夹持驱动滑板上竖向设有安装板B，所述安装板B上竖向设有所述锁紧器，所述锁紧器与所述送料底座配合锁紧所述夹持单元。

所述夹持驱动器用于驱动夹持驱动滑板沿垂直于导向杆方向运动，所述锁紧器用于将夹持单元与送料底座锁紧在一起，所述夹持驱动器为气缸或油缸，所述锁紧器为气缸或油缸。

本发明采用上述结构，能够带来如下有益效果：

(1)通过采用夹持器A和夹持器B对型材相对的两个外端面进行夹持，该夹持方式无需插入型材槽孔内，因此可以省去旋转驱动部分；(2)通过设计导向杆、夹持器A、定位器、夹持器B和夹持驱动滑板，并在定位器上设计与夹持驱动滑板连接的夹持驱动器，实现只用一个驱动即可带动夹持器A和夹持器 B对型材进行夹持，而且可以根据型材大小自动夹持；(3)本申请的多功能送料机械手只需要三个驱动即可实现现有送料机械手五个驱动所实现的功能，不仅结构简单，而且误差小，运行精度高。

附图说明：

图1为本发明多功能送料机械手的结构示意图；

图2为本发明多功能送料机械手的另一视角结构示意图；

图3为本发明多功能送料机械手省略夹持驱动滑板的结构示意图；

图4为本发明多功能送料机械手省略夹持驱动滑板另一视角结构示意图；

图5为本发明送料底座与夹持底座的结构示意图；

图6为本发明夹持驱动滑板的结构示意图；

图7为本发明夹持器B的结构示意图；

图8为本发明定位器的结构示意图；

图9为本发明多功能送料机械手安装在上料机构中的结构示意图；

图中，1、送料底座，2、送料驱动机构，201、送料电机，202、送料齿轮， 203、送料齿条，204、送料导轨，205、送料滑块，3、夹持底座，4、导向杆，5、夹持器A，6、定位器，7、夹持器B，8、夹持驱动器，9、夹持驱动滑板，10、导向孔，11、导向孔A，12、导向孔B，13、导柱A，14、导柱，15、导柱B， 16、锁紧器，17、立柱，18、辅助导向孔，19、限位柱，20、夹持横梁，21、夹持滑块，22、夹持板，23、安装座，24、夹块，25、定位横梁，26、定位滑块，27、定位板，28、安装板A，29、安装板B。

具体实施方式：

为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

此外，术语“上端”、“下端”、“A”、“B”等仅用于描述目的，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位置。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”、“设置”、“连接”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，或成一体；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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1-9所示，多功能送料机械手，包括：

送料单元，包括送料底座1，所述送料底座1上设有送料驱动机构2；

夹持单元，包括夹持底座3，所述夹持底座3与送料底座1相连，所述夹持底座3上间隔设有两导向杆4，所述导向杆4沿垂直于送料方向设置，所述导向杆4上依次活动设有夹持器A5、定位器6和夹持器B7，所述夹持器A5和夹持器B7配合夹持在型材相对的两个外端面上，所述定位器6上设有夹持驱动器8，所述夹持驱动器8连接有夹持驱动滑板9，所述夹持驱动滑板9上沿送料方向设有导向孔10，所述夹持驱动滑板9上倾斜设有导向孔A11和导向孔B12，所述导向孔A11和导向孔B12关于导向孔10对称设置，所述夹持器A5上设有导柱 A13，所述导柱A13设置在导向孔A11内，所述定位器6上设有导柱14，所述导柱14设置在导向孔10内，所述夹持器B7上设有导柱B15，所述导柱B15设置在导向孔B12内，所述导柱A13、导柱14和导柱B15在夹紧驱动滑板9的驱动下沿导向杆4移动夹持型材，所述夹持驱动滑板9上设有用于锁紧夹持单元的锁紧器16。通过采用夹持器A和夹持器B对型材相对的两个外端面进行夹持，该夹持方式无需插入型材槽孔内，不用担心型材槽孔的尺寸，因此可以省去旋转驱动部分；通过设计导向杆4、夹持器A5、定位器6、夹持器B7和夹持驱动滑板9，并在定位器6上设计与夹持驱动滑板9连接的夹持驱动器8，实现只用一个驱动即可带动夹持器A和夹持器B对型材进行夹持，而且可以根据型材大小自动夹持；本申请的多功能送料机械手只需要三个驱动即可实现现有送料机械手五个驱动所实现的功能，不仅结构简单，而且误差小，运行精度高。

所述送料驱动机构2包括竖向设置在送料底座1上的送料电机201，所述送料电机201连接有送料齿轮202，所述送料齿轮202与设置在上料机构30中的送料齿条203啮合，所述上料机构30中沿送料方向设有送料导轨204，所述送料底座1通过送料滑块205设置在送料导轨204上。采用齿轮齿条的传动方式，提高送料效率和精度。

所述送料底座1下端设有四根立柱17，所述立柱17底部设有所述夹持底座 3。采用立柱17结构不仅能够实现夹持单元与送料单元的可靠连接，而且夹持底座3与送料底座1留有足够的安装空间，用于安装各个夹持部件，整体结构设计牢固可靠、结构紧凑。

所述夹持底座3中部沿垂直于送料方向设有辅助导向孔18，所述导柱A13、导柱14和导柱B15设置在辅助导向孔18内，所述辅助导向孔18两端分别设有限位柱19。辅助导向孔18不仅可以进一步提高导柱A13、导柱14和导柱B15 的移动导向精度，而且还起到支撑的作用，提高结构的稳定性和可靠性。

所述夹持器A5和夹持器B7的结构相同，包括夹持横梁20，所述夹持横梁 20上端设有夹持滑块21，所述夹持滑块21设置在导向杆4上，所述夹持横梁 20下端设有用于夹持型材的夹持板22，所述夹持横梁20上端中部设有用于安装导柱A13或导柱15B的安装座23。上述夹持器结构设计紧凑、结构牢固可靠，能够满足对型材的夹持需求。

所述夹持板22内侧设有夹块24，增大夹持力度同时，避免刮伤型材。

所述定位器6包括定位横梁25，所述定位横梁25上端设有定位滑块26，所述定位滑块26设置在导向杆4上。

所述定位横梁25一端竖向设有定位板27，另一端设有安装板A28，所述安装板A28上设有所述夹持驱动器8。实现定位的同时还能够与夹持驱动器连接在一起，进而实现可以根据型材大小自动调节夹持位置，最终能够将型材夹紧。

所述夹持驱动滑板9活动设置在夹持底座3上端。

所述导向孔A11与所述导向孔B12的结构相同，所述导向孔A11与导向孔 10的夹角为锐角。

所述夹持驱动滑板9上竖向设有安装板B29，所述安装板B29上竖向设有所述锁紧器16，所述锁紧器16与所述送料底座1配合锁紧所述夹持单元。

所述夹持驱动器8用于驱动夹持驱动滑板9沿垂直于导向杆4方向运动，所述锁紧器16用于将夹持单元与送料底座1锁紧在一起，所述夹持驱动器8为气缸或油缸，所述锁紧器16为气缸或油缸。

本发明多功能送料机械手的工作过程：

首先需要说明的是，送料机械手在夹持型材之前，型材已经在上料机构(现有技术)中定位夹紧(型材沿宽度方向不可移动)，首先通过送料电机201带动本申请的多功能送料机械手移动到取料位置，此时型材端部与定位板27贴合对齐，然后启动夹持驱动器8，夹持驱动器8驱动夹持驱动滑板9移动，夹持驱动滑板9移动的同时通过导向孔A11和导向孔B12驱动导柱A13和导柱B15沿导向杆4移动，进而导柱A13带动夹持器A5、导柱B15带动夹持器B7沿导向杆4 相向移动对型材进行夹紧。具体夹持时分两种情况，一种是型材中心正好位于夹持中心，这时夹持器A5和夹持器B7同时向中心方向移动夹持；另一种是型材中心偏离夹持中心，这时离型材近的夹持器先与型材接触夹持，该夹持器在型材的限位下不动，另一夹持器在夹持驱动器8的作用下继续移动直至与型材接触夹持(定位器跟着一起移动)，进而实现对不同型材的夹持。

上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.多功能送料机械手，其特征在于，包括：

送料单元，包括送料底座，所述送料底座上设有送料驱动机构；

夹持单元，包括夹持底座，所述夹持底座与送料底座相连，所述夹持底座上间隔设有两导向杆，所述导向杆沿垂直于送料方向设置，所述导向杆上依次活动设有夹持器A、定位器和夹持器B，所述夹持器A和夹持器B配合夹持在型材相对的两个外端面上，所述定位器上设有夹持驱动器，所述夹持驱动器连接有夹持驱动滑板，所述夹持驱动滑板上沿送料方向设有导向孔，所述夹持驱动滑板上倾斜设有导向孔A和导向孔B，所述导向孔A和导向孔B关于导向孔对称设置，所述夹持器A上设有导柱A，所述导柱A设置在导向孔A内，所述定位器上设有导柱，所述导柱设置在导向孔内，所述夹持器B上设有导柱B，所述导柱B设置在导向孔B内，所述导柱A、导柱和导柱B在夹紧驱动滑板的驱动下沿导向杆移动夹持型材，所述夹持驱动滑板上设有用于锁紧夹持单元的锁紧器。

2.根据权利要求1所述的多功能送料机械手，其特征在于，所述送料驱动机构包括竖向设置在送料底座上的送料电机，所述送料电机连接有送料齿轮，所述送料齿轮与设置在上料机构中的送料齿条啮合，所述上料机构中沿送料方向设有送料导轨，所述送料底座通过送料滑块设置在送料导轨上。

3.根据权利要求1或2所述的多功能送料机械手，其特征在于，所述送料底座下端设有四根立柱，所述立柱底部设有所述夹持底座。

4.根据权利要求3所述的多功能送料机械手，其特征在于，所述夹持底座中部沿垂直于送料方向设有辅助导向孔，所述导柱A、导柱和导柱B设置在辅助导向孔内，所述辅助导向孔两端分别设有限位柱。

5.根据权利要求4所述的多功能送料机械手，其特征在于，所述夹持器A和夹持器B的结构相同，包括夹持横梁，所述夹持横梁上端设有夹持滑块，所述夹持滑块设置在导向杆上，所述夹持横梁下端设有用于夹持型材的夹持板，所述夹持横梁上端中部设有用于安装导柱A或导柱B的安装座，所述夹持板内侧设有夹块。

6.根据权利要求5所述的多功能送料机械手，其特征在于，所述定位器包括定位横梁，所述定位横梁上端设有定位滑块，所述定位滑块设置在导向杆上，所述定位横梁一端竖向设有定位板，另一端设有安装板A，所述安装板A上设有所述夹持驱动器。

7.根据权利要求6所述的多功能送料机械手，其特征在于，所述夹持驱动滑板活动设置在夹持底座上端。

8.根据权利要求7所述的多功能送料机械手，其特征在于，所述导向孔A与所述导向孔B的结构相同，所述导向孔A与导向孔的夹角为锐角。

9.根据权利要求8所述的多功能送料机械手，其特征在于，所述夹持驱动滑板上竖向设有安装板B，所述安装板B上竖向设有所述锁紧器，所述锁紧器与所述送料底座配合锁紧所述夹持单元。

10.根据权利要求9所述的多功能送料机械手，其特征在于，所述夹持驱动器用于驱动夹持驱动滑板沿垂直于导向杆方向运动，所述锁紧器用于将夹持单元与送料底座锁紧在一起，所述夹持驱动器为气缸或油缸，所述锁紧器为气缸或油缸。