CN116214479A - 能改变夹持长度的机械分拣系统机械手和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械手领域，尤其涉及能改变夹持长度的机械分拣系统机械手和方法。该机械手包含双机械手带轨道支架，双机械手带轨道支架上布置有两个机械手，两个机械手各自包含上下错位布置的动力气缸，两个气缸的气缸轴各自固定连接有一个夹板，两个夹板分别为第一夹板和第二夹板，两个气缸带动第一夹板和第二夹板能够相对运动，在第一夹板和第二夹板之间为夹持空间。其中一个背板固定在滑块上，滑块和双机械手带轨道支架的螺纹轴构成螺纹副，该背板以及对应的机械手为移动式机械手；另一个背板固定在双机械手带轨道支架上。

Description

能改变夹持长度的机械分拣系统机械手和方法

技术领域

本发明涉及机械手领域，尤其涉及能改变夹持长度的机械分拣系统机械手和方法。

背景技术

随着人工成本的不断增加，企业用工成本不断上涨，经过这两年的发展，门窗加工行业涌现出各种各样的机械夹手。但是能夹取长料(加工完成的成品3200mm以上的)目前没有发现。能自动转换基准的跟没有。此处为国内第一台特开发此产品在国内应用。

现在分拣系统机械抓手装置缺点：1、大部分分拣系统抓手不能抓取长型材(3200mm)以上，2、抓取型材要区分型材宽度或者高度，变换机械抓手基准位置。

现有技术缺点：1、长料抓取不行。2、没有变换基准功能，程序适应性差，型材尺变化大需要进行不停设置。

以“机械手and翻转and对称and夹板”为摘要关键词在中国专利公开数据库中查询，发现了七篇文献，分别为：CN115139031A一种五轴焊接机器人；CN112847408A一种正反交替转动结构及工业生产用抓取机械手；CN110745540A钢筋桁架抓取与翻转装置；CN110745570A钢筋桁架码垛装置；CN110695649A一种用于液晶模组的翻转机械手；CN107892163A镜片基板翻转装置。

CN112847408A一种正反交替转动结构及工业生产用抓取机械手提供的技术主要是一种不用翻转的结构，其用到了锥齿轮等复杂的机械，和本专利完全不同。

CN110745540A钢筋桁架抓取与翻转装置提供的技术是采用铰接式样的夹持机构，和夹持长条形结构没有任何关系，和恒定定位也没有任何关系。

CN110695649A一种用于液晶模组的翻转机械手并非是为了长条形结构的夹持，和本专利毫无关系。

发明内容

发明的目的：为了提供效果更好的能改变夹持长度的机械分拣系统机械手，具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。

为了达到如上目的，本发明采取如下技术方案：

能改变夹持长度的机械分拣系统机械手，其特征在于，该机械手包含双机械手带轨道支架3，双机械手带轨道支架3上布置有两个机械手，两个机械手各自包含上下错位布置的动力气缸10，两个气缸的气缸轴各自固定连接有一个夹板，两个夹板分别为第一夹板13和第二夹板14，两个气缸带动第一夹板13和第二夹板14能够相对运动，在第一夹板13和第二夹板14之间为夹持空间。

本发明进一步技术方案在于，两个机械手的动力气缸10各自安装在背板20上。

本发明进一步技术方案在于，其中一个背板20固定在滑块18上，滑块18和双机械手带轨道支架3的螺纹轴构成螺纹副，该背板20以及对应的机械手为移动式机械手；另一个背板固定在双机械手带轨道支架3上。

本发明进一步技术方案在于，在背板20上还布置有“[”形状的弯板21，弯板21和背板20之间的间隙穿过有动力气缸10的气缸轴；在“[”形状的弯板21上固定有侧置气缸9的气缸轴，侧置气缸9启动能够朝外推动夹持在两个夹板之间的型材。

本发明进一步技术方案在于，双机械手带轨道支架3后方布置有安装头，安装头能够安装在机器人旋转头17上。

本发明进一步技术方案在于，机器人旋转头17为机器人5的一部分，机器人5安置在底座1上。

本发明进一步技术方案在于，在机器人5的前端，布置有上料部分，上料部分8包含辊子运输装置以及分拣平台，该分拣平台和辊子运输装置之间布置有位置传感器9。

本发明进一步技术方案在于，在机器人5的两侧，布置有第一存料区域6第二存料区域7，第一存料区域6第二存料区域7均包含放置物料的支架。

本发明进一步技术方案在于，螺纹副的螺纹轴一侧布置有正反转电机15。

本发明进一步技术方案在于，第一夹板13的边侧布置有空隙12用于安置动力气缸。

能改变夹持长度的机械分拣方法，其特征在于，利用如上任意一项所述的能改变夹持长度的机械分拣系统机械手，

机械夹板采用二到四个对称布置的夹板，在应用时可以采用多轴机器人机器人第六轴旋转180度进行上下转换结构；保证工件在翻转术基准一致；放置型材物料不论那个方向都能完成。

采用如上技术方案的本发明，相对于现有技术有如下有益效果：

1、提高抓取型材适应性，型材尺寸外形和长度变化时不用再更改程序或者设置参数；2、提高设备的自动化程度；3、使用简单可靠，符合人工操作特点。机械夹板采用四个对称夹板，在应用时可以采用机器人第六轴旋转180度。上下转换结构。保证工件在翻转术基准一致。放置型材物料不论那个方向都能完成。

附图说明

为了进一步说明本发明，下面结合附图进一步进行说明：

图1为发明的整体位态布置图；

图2为发明的核心机械手的布置图；

图3为上料部分的局部细节图；

图4为整体工作区域带围挡的结构图；

图5为机械手臂的立体图；

图6为夹持第一位态图；

图7为夹持第二位态图；

图8为夹持第三位态图；

其中：1.底座；2.机器人手臂；3.双机械手带轨道支架；4.机械手；5.机器人；6.第一存料区域；7.第二存料区域；8.上料部分；9.位置传感器；10.动力气缸；11.推杆；12.空隙；13.第一夹板；14.第二夹板；15.正反转电机；16.滑动块；17.机器人旋转头；18.滑块；19.侧置气缸；20.背板；21.弯板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本专利提供多种并列方案，不同表述之处，属于基于基本方案的改进型方案或者是并列型方案。每种方案都有自己的独特特点。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。文中未表述的固定方式，可以是螺纹固定，螺栓固定或者是胶水粘结等任意一种固定方式。

实施例一：结合全部附图；能改变夹持长度的机械分拣系统机械手，其特征在于，该机械手包含双机械手带轨道支架3，双机械手带轨道支架3上布置有两个机械手，两个机械手各自包含上下错位布置的动力气缸10，两个气缸的气缸轴各自固定连接有一个夹板，两个夹板分别为第一夹板13和第二夹板14，两个气缸带动第一夹板13和第二夹板14能够相对运动，在第一夹板13和第二夹板14之间为夹持空间。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：对于长条形的工件，两组第一夹板13和第二夹板14分别夹持，至少在一个长条形工件的两个位置，能够实现夹持和放料。

实施例二：作为进一步的可改进方案或者并列方案或可选择的独立方案，两个机械手的动力气缸10各自安装在背板20上。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：背板是基本的安装结构，也为后续的机械手设置，即一个移动一个固定提供了基本的基础。

实施例三：作为进一步的可改进方案或者并列方案或可选择的独立方案，其中一个背板20固定在滑块18上，滑块18和双机械手带轨道支架3的螺纹轴构成螺纹副，该背板20以及对应的机械手为移动式机械手；另一个背板固定在双机械手带轨道支架3上。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：本结构能够调整长度，适应不同尺寸的型材的夹持。

实施例四：作为进一步的可改进方案或者并列方案或可选择的独立方案，在背板20上还布置有“[”形状的弯板21，弯板21和背板20之间的间隙穿过有动力气缸10的气缸轴；在“[”形状的弯板21上固定有侧置气缸9的气缸轴，侧置气缸9启动能够朝外推动夹持在两个夹板之间的型材。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：参考图5，该结构在夹持后，能够适当推动，调整型材在机械手中的位置。

实施例五：作为进一步的可改进方案或者并列方案或可选择的独立方案，双机械手带轨道支架3后方布置有安装头，安装头能够安装在机器人旋转头17上。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：安装头能够旋转，进一步能够安装多自由度的机器人上。

实施例六：作为进一步的可改进方案或者并列方案或可选择的独立方案，机器人旋转头17为机器人5的一部分，机器人5安置在底座1上。

实施例七：作为进一步的可改进方案或者并列方案或可选择的独立方案，在机器人5的前端，布置有上料部分，上料部分8包含辊子运输装置以及分拣平台，该分拣平台和辊子运输装置之间布置有位置传感器9。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：是指上来料的方式很多不一定仅限于该种方式，比如，还可以是皮带运输机。位置传感器9监测到型材运输到位后，启动机械手进行夹持。

实施例八：作为进一步的可改进方案或者并列方案或可选择的独立方案，在机器人5的两侧，布置有第一存料区域6第二存料区域7，第一存料区域6第二存料区域7均包含放置物料的支架。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：能够将夹持到的物料根据需求放置在不同的料架上。

实施例九：作为进一步的可改进方案或者并列方案或可选择的独立方案，螺纹副的螺纹轴一侧布置有正反转电机15。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：正反转能够调整间距，能够夹持不同长度的型材。

实施例十：作为进一步的可改进方案或者并列方案或可选择的独立方案，第一夹板13的边侧布置有空隙12用于安置动力气缸。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：两个夹板的形状稍有区别，只要类似的实现结构均在本专利的保护范围内。

分拣系统工作原理：型材物料经过上一工序的加工完成后到达出料传输系统,并输送到分拣系统，控制系统控制分拣台推送到可以抓取位置。机器人，带动机械抓手，根据物料信息对物料进行抓取。在抓取物料的过程中，机器人读取控制系统给的数据，机器人根据电脑控制系统计算好位置把物料放置到对应的料车或者的对应料仓内。左右两侧放置型材物料时因为机器人抓料的姿态样式，机器人控制机械手转换基准中心位置，到分拣系统的取料位置左侧或者右侧取料位置。最后保证型材放置位置是大面向下，保证型材有一个稳定的放置状态。等待一个工作生产批次完成后，工人可以把装载满的料车和料车移走。把空的料车放置到左右位置。一个工作循环完成。启动系统进入下一工作循环。本专利的存料区域可以是料车。机械夹板采用四个对称夹板，在应用时可以采用机器人第六轴旋转180度。上下转换结构。保证工件在翻转术基准一致。放置型材物料不论那个方向都能完成。

长料型材(2200mm-4500mm)，电控系统驱动活动机头到最大处，按照以上四个方式进行取料放料。

短料型材(400mm-2200mm)，电控系统驱动活动机头到最小位置约350mm处按照简单操作进行取料放料。

总的来说，本专利具有如下突出优势：

1、在取放过程中可以根据型材的长短，优化抓取位置；

2、取放过程中可以根据型材存放在料车的位置变换基准位置，按照人为的存储习惯进行放置(大面向下)存储放置稳当可靠，不用计算和考虑型材的外形尺寸；

3、节省人工，实现无人操作、提高工作效率，配合前一工序可长时间工作，不怕辛苦；

4、不容易出错，准确率高；

5、自动化程度高，减少管理难度。

6、填补国内空白，目前在门窗行业没有。

开创性地，以上各个效果独立存在，还能用一套结构完成上述结果的结合。

需要说明的是，本专利提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不相互制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互组合，达到多个效果共同实现。

该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220V市电电连接，并且主控机可为计算机等起到控制的常规已知设备。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。

Claims (10)

1.能改变夹持长度的机械分拣系统机械手，其特征在于，该机械手包含双机械手带轨道支架(3)，双机械手带轨道支架(3)上布置有两个机械手，两个机械手各自包含上下错位布置的动力气缸(10)，两个气缸的气缸轴各自固定连接有一个夹板，两个夹板分别为第一夹板(13)和第二夹板(14)，两个气缸带动第一夹板(13)和第二夹板(14)能够相对运动，在第一夹板(13)和第二夹板(14)之间为夹持空间。

2.如权利要求1所述的能改变夹持长度的机械分拣系统机械手，其特征在于，两个机械手的动力气缸(10)各自安装在背板(20)上。

3.如权利要求2所述的能改变夹持长度的机械分拣系统机械手，其特征在于，其中一个背板(20)固定在滑块(18)上，滑块(18)和双机械手带轨道支架(3)的螺纹轴构成螺纹副，该背板(20)以及对应的机械手为移动式机械手；另一个背板固定在双机械手带轨道支架(3)上。

4.如权利要求2所述的能改变夹持长度的机械分拣系统机械手，其特征在于，在背板(20)上还布置有“[”形状的弯板(21)，弯板(21)和背板(20)之间的间隙穿过有动力气缸(10)的气缸轴；在“[”形状的弯板(21)上固定有侧置气缸(9)的气缸轴，侧置气缸(9)启动能够朝外推动夹持在两个夹板之间的型材。

5.如权利要求1所述的能改变夹持长度的机械分拣系统机械手，其特征在于，双机械手带轨道支架(3)后方布置有安装头，安装头能够安装在机器人旋转头(17)上。

6.如权利要求5所述的能改变夹持长度的机械分拣系统机械手，其特征在于，机器人旋转头(17)为机器人(5)的一部分，机器人(5)安置在底座(1)上。

7.如权利要求6所述的能改变夹持长度的机械分拣系统机械手，其特征在于，在机器人(5)的前端，布置有上料部分，上料部分(8)包含辊子运输装置以及分拣平台，该分拣平台和辊子运输装置之间布置有位置传感器(9)。

8.如权利要求6所述的能改变夹持长度的机械分拣系统机械手，其特征在于，在机器人(5)的两侧，布置有第一存料区域(6)第二存料区域(7)，第一存料区域(6)第二存料区域(7)均包含放置物料的支架。

9.如权利要求3所述的能改变夹持长度的机械分拣系统机械手，其特征在于，螺纹副的螺纹轴一侧布置有正反转电机(15)；第一夹板(13)的边侧布置有空隙(12)用于安置动力气缸。

10.能改变夹持长度的机械分拣方法，其特征在于，利用权利要求1-9任意一项所述的能改变夹持长度的机械分拣系统机械手，机械夹板采用二到四个对称布置的夹板，在应用时可以采用多轴机器人机器人第六轴旋转180度进行上下转换结构；保证工件在翻转术基准一致；放置型材物料不论那个方向都能完成。

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