CN201579786U - 可调式装夹机械手 - Google Patents

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本实用新型公开了一种全新的经济型数控机床装夹机械手,由下支座、上支座、中臂、前臂、可调模块、手爪部分组成。通过旋转气缸连接上支座和下支座来旋转定位,通过角度可调模块调整前臂与中臂的角度,通过调节螺母来调整可调式装夹机械手前臂的工作长度,前臂工作长度的调整以及前臂与中臂的角度配合来适应不同待加工工件的装夹定位,从而实现一次调整就可对某一种待加工工件在数控机床上的自动装夹及卸料;在可调模块中,包括左端可调支撑、旋转螺母、可调螺杆和右端可调支撑四个部分,旋转螺母套在可调螺杆上,并被夹在左端可调支撑和右端可调支撑之间;在确定待加工工件后,通过调节旋转螺母从而实现前臂与中臂角度的调整。

Description

可调式装夹机械手
一、技术领域
[0001] 本实用新型属于工业机器人领域,涉及一种用于数控机床的装夹机械手。
二、背景技术
[0002] 目前,国内外已经有一些机械手产品,各有优缺点,但是主要定位于中高端应用。 现有的装夹机械手为了达到所要求的通用性,在结构、控制以及最后的制造上往往比较复 杂,因此价格也比较昂贵。中国国家知识产权局2008年公布了一项发明专利:自动上下料 机械手(公开号:CN101168251),其主要有定位、夹紧和翻转三部分组成,夹紧部件与滑动 驱动器相联,滑动驱动器与翻转机构固定连接,翻转机构与定位机构滑块限位连接,定位气 缸与导轨分别固定于顶板上;使用横跨结构,位于数控机床的上部;只是在滑块上设有档 块来调节定位角度,需配定位置。中国国家知识产权局2008年还公布了一项实用新型专 利:全自动送料数控机械手(公开号:CN201079955),其使用送料臂的机构,送料臂的一头 安装在箱体,另一头与送料钳通过销钉旋转式相连,送料臂和箱体之间连接有拉力气缸,送 料臂上还设有从动压轮和复合凸轮;定位采用信号测试杆、接近开关等;为满足不动产品 生产,使用了可调整复合凸轮的外周形状。上面两项专利都是基于数控机床和尽量提高经 济适用性而设计的,但也还有一些问题:(1)为提高通用性,虽设有可调机构,但可调范围 受局限,比如自动上下料机械手采用横跨结构,机械手的位置相对可调范围比较小;而全自 动送料数控机械手则采用可调整复合凸轮,受限也较大。(2)由于结构的限制,机械手的安 装位置配合要求较高,且调整较困难。(3)机械手的结构形状相对固定,可拆卸较繁琐。
三、发明内容
[0003] 本实用新型要解决的技术问题是:在实现物料装夹和经济实用的前提下,解决一 般装夹设备通用性低、结构复杂、拆卸繁琐等问题,提供一种结构简单、多位可调、拆卸简 单,同时又能实现一定范围内通用性的可调式装夹机械手。
[0004] 本实用新型所采取的技术方案是:通过可调垫片和腰形槽来调节上支座的位置, 通过旋转气缸连接上支座和下支座来旋转定位,通过角度可调模块调整前臂与中臂的角 度,通过调节螺母来调整可调式装夹机械手前臂的工作长度,前臂工作长度的调整以及前 臂与中臂的角度配合来适应不同待加工工件的装夹定位,从而实现一次调整就可对某一种 待加工工件在数控机床上的自动装夹及卸料。
[0005] 本实用新型的零部件如下:上支座、下支座、中臂、前臂、可调模块、调节螺母、手爪 部分、伸缩气缸和旋转气缸。本实用新型在可调式装夹机械手的上支座和下支座之间安装 一个旋转气缸,实现机械手的水平方向旋转;在上支座与中臂之间安置一个伸缩气缸,实现 中臂绕上支座在竖直平面转动;前臂和中臂之间安置一个可调装置,可调装置是用旋转螺 母和可调螺杆的配合来实现的,通过旋转旋转螺母,将径向的旋转运动转化成轴向的直线 运动;前臂和手爪部分用调节螺母连接,通过旋转调节螺母来实现手爪沿前臂方向的伸缩, 利用锁紧螺母锁定调节螺母旋转;手爪采用销连接,通过滑块的滑动转化为手爪的加持动作。
[0006] 本实用新型有益效果是
[0007] (1)采用多位可调的方式来拓展其可调范围,显著调高机械手的通用性,特别是对 现有中小企业机床型号的不统一,有较高的适用性。将可调式装夹机械手用于生产,可以节 省大量的人力,大大提高企业特别是中小型企业的生产效率;
[0008] (2)设计了特有的调节螺母连接机械手爪部分,对于不同的工件或采用其他系列 手爪部分,拆卸方便。
[0009] (3)对于旋转和伸缩运动都是靠气压传动来实现,清洁易维护,价格便宜,且整体 可调式机械手结构简单,经济性比较高。
[0010] 本产品相对于同类产品,价格相对便宜很多,因而具有较好的普及性。在当前中小 型企业的迫切需求下,可调式装夹机械手必将拥有广阔的市场前景,并带来可观的经济效
frff. o
四、附图说明
[0011] 下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0012] 图1是可调式装夹机械手的工作流程图。
[0013] 图2是可调式装夹机械手的总装配图。
[0014] 图3是可调装置的部装图。
[0015] 图4是手爪部分的部装图。
[0016] 图中,1、手爪部分;2、锁紧螺母;3、调节螺母;4、前臂;5、可调装置;6、中臂;7、气 缸连接件;8、伸缩气缸;9、上支座;10、旋转气缸;11、下支座;12、左端可调支撑;13、旋转 螺母;14、可调螺杆;15、右端可调支撑;16、手爪关节一 ;17、手爪关节二 ;18、手爪连接件; 19、夹持气缸;20、手爪滑块;21、手爪支座。
五、具体实施方式
[0017] 下面结合附图详细说明本实用新型提出的具体装置的细节和工作情况。
[0018] 结合图1,本实用新型的工作流程为:
[0019] 1.在A处抓取零件,此时可调式装夹机械手处于垂直方向最低点;
[0020] 2.伸缩气缸8动作,中臂6和前臂4带动手爪上移,手爪点的俯视位置至A1处;
[0021] 3.旋转气缸10动作手爪由A1旋至D处,伸缩气缸动作,手爪下移至D1点,D1点 至地面的垂直距离为机床主轴线与地面的距离;
[0022] 4.旋转气缸10动作,由D1转至C处,完成一次装夹;
[0023] 5.手爪部分松开,伸缩气缸8动作,上移至C1处;
[0024] 6.关门加工,加工完后,伸缩气缸8动作,由C1至C处,加紧工件,三抓卡盘松开;
[0025] 7.旋转气缸10动作,手爪由C移至D1 ;
[0026] 8.伸缩气缸8动作,手爪由D1上移至D ;
[0027] 9.旋转气缸10动作,手爪由D旋至B1处;
[0028] 10.伸缩气缸8动作,手爪下移至B处松开手爪,卸料;
[0029] 11.伸缩气缸8动作 手爪上移至B1 ;[0030] 12.旋转气缸10动作,手爪由bl旋至A1 ;
[0031] 13.伸缩气缸8动作,手爪下移至A处,夹取工件,完成一个循环。
[0032] 可调式装夹机械手的手爪部分的夹持是靠夹持气缸19来实现。
[0033] 如图2可调式装夹机械手总装图,可调式装夹机械手通过下支座11安置在数控机 床的后面;下支座11和上支座9之间通过绞制螺栓连有旋转气缸10,来实现机械手在水平 面的转动;上支座9和中臂6使用销连接,且还有伸缩气缸8和气缸连接件连接上支座9和 中臂6,通过伸缩气缸的伸缩来带动中臂6绕上支座9转动,来实现机械手在竖直平面的转 动;中臂6和前臂4之间也用销连接,之间装有可调装置5 (详图参见图3可调装置的部装 图);前臂4和手爪部分1 (详图参见图3)之间通过调节螺母3相连,调节螺母3的锁定是 由两边的锁紧螺母2来锁紧的。
[0034] 如图3可调装置的部装图,左端可调支撑12与前臂4相连,而可调螺杆15与中臂 6相连;右端可调支撑15与左端可调支撑12用螺栓固定,中间配有旋转螺母,旋转螺母13 两侧有环形槽分别与右端可调支撑15和左端可调支撑12轴向固定,使得旋转螺母只能转 动而不能轴向移动;旋转螺母13与可调螺杆螺纹连接,通过转动旋转螺母13使得可调螺杆 14相对左端可调支撑12轴向移动,从而调节前臂4和中臂6之间的角度。
[0035] 如图4手爪部分的部装图,手爪连接件18右端通过调节螺母3与前臂4相连,左端 通过螺栓与手爪支座21相连;手爪支座21上有滑道,手爪滑块20可在手爪支座21滑动, 手爪滑块20由夹持气缸21推动,夹持气缸21固定在手爪连接件18上;手爪滑块20上通 过销连有手爪关节二 17,手爪关节二 17又通过销连有手爪关节一 16 ;于是,夹持气缸21推 动手爪滑块20,手爪滑块20带动手爪关节二 17和手爪关节一 16来实现手爪的夹持动作。
[0036] 在安装机械手时,需保证三爪卡盘轴线、卸料处、送料处三者到机械手的水平位移 相等,即以机械手为圆心。同时,卸料处、机械手、送料处三者在一条直线上,保证了旋转气 缸能够在其极限工作范围内正常工作。

Claims (3)

  1. 可调装夹机械手,其特征在于,包括上支座(9)、下支座(11)、中臂(6)、前(4)臂、可调装置(5)、调节螺母(3)、手爪部分(1)、伸缩气缸(8)和旋转气缸(10);所述可调式装夹机械手通过下支座(11)安置在数控机床的后面,下支座(11)和上支座(9)之间通过绞制螺栓连有旋转气缸(10);上支座(9)和中臂(6)使用销连接,且还有伸缩气缸(8)和气缸连接件连接上支座(9)和中臂(6),通过伸缩气缸的伸缩来带动中臂(6)绕上支座(9)转动;中臂(6)和前臂(4)之间用销连接,之间装有可调装置(5);前臂(4)和手爪部分(1)之间通过调节螺母(3)相连,调节螺母(3)的锁定是由两边的锁紧螺母(2)来锁紧的。
  2. 2.根据权利要求1所述的可调装夹机械手,其特征在于,所述可调装置(5)结构为,左 端可调支撑(12)与前臂(4)相连,可调螺杆(15)与中臂(6)相连;右端可调支撑(15)与 左端可调支撑(12)用螺栓固定,中间配有旋转螺母,旋转螺母(13)两侧有环形槽分别与右 端可调支撑(15)和左端可调支撑(12)轴向固定;旋转螺母(13)与可调螺杆螺纹连接,通 过转动旋转螺母(13)使可调螺杆(14)相对左端可调支撑(12)轴向移动,调节前臂(4)和 中臂(6)之间的角度。
  3. 3.根据权利要求1所述的可调装夹机械手,其特征在于,所述手爪部分(1)的结构为, 手爪连接件(18)右端通过调节螺母(3)与前臂(4)相连,左端通过螺栓与手爪支座(21) 相连;手爪支座(21)上有滑道,手爪滑块(20)可在手爪支座(21)滑动,手爪滑块(20)由 夹持气缸(21)推动,夹持气缸(21)固定在手爪连接件(18)上;手爪滑块(20)上通过销连 有手爪关节二(17),手爪关节二(17)又通过销连有手爪关节一(16)。
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