CN210678700U - 一种托辊喷涂生产线自动上下料机械手 - Google Patents

Abstract

为了解决托辊喷涂生产过程中上下料的自动化问题，本实用新型提供了一种托辊喷涂生产线自动上下料机械手，主要包括：用于和工作台固定连接的基座、通过底座关节和基座之间转动相连的底座、通过大臂关节转动连接于底座上方的大臂、通过小臂关节转动连接于大臂的小臂以及转动连接于小臂一端的末端执行器，底座关节、大臂关节以及小臂关节均设有用于驱动转动的伺服电机，末端执行器沿小臂轴线同轴转动相连，末端执行器呈桁架结构，包括直线导轨方向沿垂直于小臂轴线分布的直线电机、平行直线电机运动方向分布的大伸缩杆，直线电机与大伸缩杆之间连接有伸缩装置，伸缩杆两端设有用于固定和夹紧托辊的手指，通过本装置极大提高了托辊喷涂的生产效率。

Description

一种托辊喷涂生产线自动上下料机械手

技术领域

本实用新型涉及托辊生产技术领域，特别涉及一种托辊喷涂生产线自动上下料机械手。

背景技术

在托辊进行喷涂过程中，自动化涂装流水线工艺如下：工件人工挂件→除尘室自动吹灰→电泳前水洗喷淋→电泳前纯水洗喷淋→电泳→电泳后UF1水洗喷淋→电泳后UF2水洗喷淋→电泳后纯水洗喷淋→电泳漆预热→粉末喷涂→粉末固化→工件冷却→工件下件。

经过抛丸工艺合格的工件，在车间内被单梁起重机吊起来运送至上料点，不同的产品具有不同的结构，因此在上料时的吊具也不尽相同，有的用三角钢夹持挂件，有的用铁钩挂起等，而且为了适应不同长度的托辊，需要准备不同长度的挂钩。

在喷涂之前的上料以及喷涂完成后的下料过程中，都需要人工操作，不仅工作效率低下，而且自动化程度低，增加了用工成本。

发明内容

为了解决托辊喷涂生产过程中上下料的自动化问题，本实用新型提供了一种托辊喷涂生产线自动上下料机械手，采用的技术方案如下：

一种托辊喷涂生产线自动上下料机械手，其特征在于，主要包括：

基座，所述基座用于和工作台固定连接；

底座，所述底座与基座之间通过底座关节转动相连，底座同轴转动连接于基座上方，底座关节还连接有用于驱动底座绕基座同轴转动的第一伺服电机，底座关节和基座之间转动轴线沿垂直于XY面分布；

大臂，所述大臂通过大臂关节转动连接于底座上方，大臂关节连接有用于驱动大臂和底座之间转动的第二伺服电机，大臂和底座之间转动平面沿平行于XZ平面分布；

小臂，所述小臂与大臂通过小臂关节转动相连，小臂关节连接有用于驱动小臂绕大臂转动的第三伺服电机，所述转动平面沿平行于XZ平面分布；

末端执行器，所述末端执行器沿小臂轴线同轴转动连接于小臂远离大臂一端，末端执行器呈桁架结构，包括直线导轨方向沿垂直于小臂轴线分布的直线电机、平行于直线电机直线导轨方向分布的大伸缩杆，所述直线电机与大伸缩杆之间连接有伸缩装置，大伸缩杆两端设有用于固定和夹紧托辊的手指；

此外，所述小臂还连接有第四伺服电机，所述第四伺服电机连接有蜗轮蜗杆减速器，所述蜗轮蜗杆减速器的蜗杆同轴转动连接于小臂内部，涡轮蜗杆减速器蜗杆动力输入端与第四伺服电机动力输出端相连，蜗杆与末端执行器之间固定连接，所述第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机均连接有RV减速器。

优选的，所述伸缩装置包括连接于直线电机和大伸缩杆之间呈X型分布的两根连接杆，两根连接杆连接处铰接，并且连接杆与直线电机和大伸缩杆端部均铰接，此外，所述直线电机上还连接有套筒，所述套筒沿直线电机直线导轨方向滑动连接于直线电机外表面，套筒与两连接杆铰接处之间连接有小伸缩杆，所述小伸缩杆与套筒之间固定相连，与两连接杆铰接点之间转动相连。

优选的，所述小臂与小臂关节之间连接有小臂机箱，所述小臂机箱通过小臂关节与大臂转动相连，并且小臂机箱与小臂之间固定连接，所述第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机以及涡轮蜗杆减速器均位于小臂机箱内部。

优选的，所述手指呈圆弧形壳体结构，所述手指凸面以及与托辊接触的侧面上均覆盖有一层大摩擦力材料。

本实用新型的有益效果在于：

1、采用开链式四自由度机械手，能够根据托辊实际位置进行调整；

2、末端执行器可以适用于不同尺寸的托辊，抓取稳固、牢靠；

3、托辊涂刷过程中均采用机械手进行上下料，极大提高了工作和生产效率。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图

图2为主视图

图3为左视图

图4为俯视图

图5为末端执行器结构示意图

图6为末端执行器主视图

图7为手指A向视图

图8为手指与托辊配合连接示意图

图9为末端执行器工作状态示意图

图中，1-基座，2-底座关节，3-底座，4-大臂关节，5-大臂，6-小臂关节，7-小臂机箱，8-直线电机，9-套筒，10-连接杆，11-小伸缩杆，12-大伸缩杆，13-手指，14-第一伺服电机，15-加强筋，16-第二伺服电机，17-第三伺服电机，18-第四伺服电机，19-蜗轮蜗杆减速器，20-小臂。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型，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实用新型的限制。

如图1-7所示的托辊喷涂生产线自动上下料机械手，主要由基座1、底座3、大臂5、小臂21以及末端执行器组成，基座1和底座3之间通过底座关节2转动相连，具体的，底座关节2同轴转动连接于基座1上方，底座3固定连接于底座关节2上方，底座关节2内部配有RV减速器，用于降低转速、提高扭矩，并且底座关节2上还设有第一伺服电机14，所述第一伺服电机14动力输出端与RV减速器动力输入端相连，用于驱动底座关节2和底座3绕基座1作定轴转动，以空间三维坐标系来说，转动轴线垂直于XY平面分布，并且均过底座关节2和基座1的中心。

底座3通过大臂关节4与大臂5相连，具体的，大臂关节4内配有RV减速器，并且大臂关节4处设有第二伺服电机16，第二伺服电机16动力输出端与RV减速器动力输入端相连，用于驱动大臂5绕底座3转动，转动平面即为图2所示的平面，在空间三维坐标系中，转动平面和XZ平面平行。

大臂5上端通过小臂关节6和小臂机箱7转动相连，小臂机箱7右端固定连接有小臂20，具体的，小臂关节6配有RV减速器，小臂机箱7内设有第三伺服电机17和第四伺服电机18以及蜗轮蜗杆减速器19，其中第三伺服电机17如图4所示，伸出小臂机箱7外侧一部分，并且第三伺服电机17的动力输出端和小臂关节6处的RV减速器的动力输入端相连，用于驱动小臂机箱7和小臂20绕着小臂关节6转动，其转动平面为如图2所示，在空间三维坐标系中，转动平面与XZ平面平行，位于小臂机箱7内部的第四伺服电机18的动力输出端与蜗轮蜗杆减速器19相连，其中蜗轮蜗杆减速器19的蜗杆同轴分布于小臂20内部，小臂20内部同轴设有滚针轴承，蜗杆与滚针轴承内圈固定连接，第四伺服电机18用于驱动蜗杆绕小臂20轴线做定轴转动。

蜗轮蜗杆减速器19的蜗杆右端固定连接有末端执行器，其中末端执行器由直线电机8、大伸缩杆12、两根连接杆10、套筒9以及小伸缩杆11组成，具体的，直线电机8直线导轨方向与小臂7轴线方向垂直分布，大伸缩杆12平行分布于直线电机8的右侧，大伸缩杆12与直线电机8之间设有两根连接杆10，两根连接杆10呈X型分布，并且在连接点处铰接，每根连接杆10分别与大伸缩杆12和直线电机8的一端端部铰接，而在直线电机8的外表面上设有套筒9，所述套筒9可沿直线电机8的直线导轨方向滑动，套筒9左侧与蜗杆之间固定连接，套筒9和两连接杆10铰接点之间连接有小伸缩杆11，小伸缩杆11与套筒9之间固定连接，与两连接杆10铰接点之间铰接。

此外，在大伸缩杆12的两端均设有用于抓起和夹紧托辊的手指13，所述手指13结构如图5和图7所示，呈圆弧形壳体结构，通过螺栓螺母固定连接于大伸缩杆12的两端，手指13与托辊之间的配合关系如图8所示，手指13的内表面和凸面部分与托辊端部接触，并且接触部分采用增大摩擦的材料，例如熔覆一层橡胶，增大与托辊之间的摩擦力，手指13的夹持力与直线电机8的提供的力矩有关，成正比关系，力矩越大，抓得越牢靠，越不容易脱落，此外，需要说明的是，在本实施例中，如图9所示，套筒9左右滑动连接于直线电机8的外表面，小伸缩杆11上端与套筒9固定连接、下端与两连接杆10铰接点铰接，并且小伸缩杆11沿垂直于直线电机8轴线方向分布，当直线电机8左右伸缩运动时，套筒9会随着直线电机8的运动而同步滑动，而小伸缩杆11则随铰接点转动，套筒9始终位于直线电机8总工作长度的中间位置，从而方便确定末端执行器整体结构在空间坐标系中的位置，便于后续编程控制末端执行器的运动。

机械手整体呈开链式四自由度结构，可根据托辊位置调节第一、第二以及第三伺服电机转动，使末端执行器转到运动到相应的位置后，通过第四伺服电机18驱动末端执行器整体结构进行转动，两手指13与托辊两端部相对应，然后直线电机8伸长带动套筒9沿着直线电机8运动，同时呈X型分布的两连接杆10呈压缩状态，带动大伸缩杆12伸长，然后直线电机8反向转动带动小伸缩杆11缩短，带动大伸缩杆12缩短的同时，手指13压紧至托辊端面，进而方便对托辊的抓取。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种托辊喷涂生产线自动上下料机械手，其特征在于，主要包括：

基座，所述基座用于和工作台固定连接；

底座，所述底座与基座之间通过底座关节转动相连，底座同轴转动连接于基座上方，底座关节还连接有用于驱动底座绕基座同轴转动的第一伺服电机，底座关节和基座之间转动轴线沿垂直于XY面分布；

大臂，所述大臂通过大臂关节转动连接于底座上方，大臂关节连接有用于驱动大臂和底座之间转动的第二伺服电机，大臂和底座之间转动平面沿平行于XZ平面分布；

小臂，所述小臂与大臂通过小臂关节转动相连，小臂关节连接有用于驱动小臂绕大臂转动的第三伺服电机，所述转动平面沿平行于XZ平面分布；

末端执行器，所述末端执行器沿小臂轴线同轴转动连接于小臂远离大臂一端，末端执行器呈桁架结构，包括直线导轨方向沿垂直于小臂轴线分布的直线电机、平行于直线电机直线导轨方向分布的大伸缩杆，所述直线电机与大伸缩杆之间连接有伸缩装置，大伸缩杆两端设有用于固定和夹紧托辊的手指；

此外，所述小臂还连接有第四伺服电机，所述第四伺服电机连接有蜗轮蜗杆减速器，所述蜗轮蜗杆减速器的蜗杆同轴转动连接于小臂内部，涡轮蜗杆减速器蜗杆动力输入端与第四伺服电机动力输出端相连，蜗杆与末端执行器之间固定连接，所述第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机均连接有RV减速器。

2.根据权利要求1所述的托辊喷涂生产线自动上下料机械手，其特征在于，所述伸缩装置包括连接于直线电机和大伸缩杆之间呈X型分布的两根连接杆，两根连接杆连接处铰接，并且连接杆与直线电机和大伸缩杆端部均铰接，此外，所述直线电机上还连接有套筒，所述套筒沿直线电机直线导轨方向滑动连接于直线电机外表面，套筒与两连接杆铰接处之间连接有小伸缩杆，所述小伸缩杆与套筒之间固定相连，与两连接杆铰接点之间转动相连。

3.根据权利要求1所述的托辊喷涂生产线自动上下料机械手，其特征在于，所述小臂与小臂关节之间连接有小臂机箱，所述小臂机箱通过小臂关节与大臂转动相连，并且小臂机箱与小臂之间固定连接，所述第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机以及涡轮蜗杆减速器均位于小臂机箱内部。

4.根据权利要求3所述的托辊喷涂生产线自动上下料机械手，其特征在于，所述手指呈圆弧形壳体结构，所述手指凸面以及与托辊接触的侧面上均覆盖有一层大摩擦力材料。

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