CN210998719U - 一种辅助不锈钢管倒角的机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种辅助不锈钢管倒角的机械手，包括底座，底座顶面固定有方形底座，方形底座呈方形筒状，方形底座内设有伺服电机，所述伺服电机固定安装在底座顶面上，方形底座顶部围绕其内侧开设有安装槽，所述安装槽内设有底盖，底盖通过螺钉固定安装在安装槽内，底盖顶部开设有轴承安装槽。本实用新型一种辅助不锈钢管倒角的机械手，通过本机械手的巧妙设计，对钢管进行倒角工作时，本机械手可以自动的从生产线上抓取需要加工的钢管，并放到指定的加工位置进行倒角，且完成倒角工序后，在将钢管放到另外一条生产线，有效的替代了传统的人工操作过程，减少了人工装夹、搬运得过程，实现生产自动化，因此能够有效的提高产能。

Description

一种辅助不锈钢管倒角的机械手

技术领域

本实用新型涉及机械加工领域，具体涉及一种辅助不锈钢管倒角的机械手。

背景技术

钢管在造管形成后，为了满足最终产品的需要，在加工成形后，需要对裁切后钢管的两端进行倒角加工，目前，在进行倒角加工时，首先通过人工把钢管夹紧固定在工作台上，随后再通过磨砂工具对钢管两端进行倒角加工工作，要么工人直接通过手攥住钢管，把钢管两端依次与磨砂皮带接触，从而实现钢管倒角工作，以上两种过程中，由于钢管的特殊结构，又不好定位控制，加工效率低下，不能满足大批量加工的需要，而且这一过程存在工人工作量大、有安全隐患、运行成本高等问题，因此为了解决以上问题，急需一种辅助钢管倒角的机械手。

实用新型内容

为了解决上述存在的问题，本实用新型提供一种辅助不锈钢管倒角的机械手。

本实用新型是通过以下技术方案实现：

一种辅助不锈钢管倒角的机械手，包括底座，所述底座顶面固定有方形底座，所述方形底座呈方形筒状，所述方形底座内设有伺服电机，所述伺服电机固定安装在底座顶面上，所述方形底座顶部围绕其内侧开设有安装槽，所述安装槽内设有底盖，所述底盖通过螺钉固定安装在安装槽内，所述底盖顶部开设有轴承安装槽，所述轴承安装槽内固定安装有轴承，所述轴承底端与轴承安装槽底部贴合，所述轴承顶面贴合有转盘，所述转盘设置在轴承安装槽内并与其旋转连接，且转盘顶面与底盖顶面对齐，所述转盘底端中央处固定有转轴，所述转轴底端穿过轴承的内圈与伺服电机的输出轴固定连接，所述转轴与轴承的内圈固定连接，所述转盘顶端伸出轴承安装槽固定有机身，所述机身侧壁顶端处固定安装有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴穿透机身固定有大臂，所述第一伺服电机的输出轴与机身接触处旋转连接，所述大臂与机身相对侧壁贴合旋转连接，所述大臂另一侧顶端处固定安装有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出轴穿透大臂固定有连接板，所述第二伺服电机的输出轴与大臂接触处旋转连接，所述连接板与大臂相对侧壁贴合旋转连接，所述连接板顶端固定有齿轮箱，所述齿轮箱一侧通过螺钉固定安装有箱盖，所述箱盖与齿轮箱连接处设有密封垫，所述齿轮箱另一侧固定安装有第三伺服电机，所述第三伺服电机的输出轴穿透齿轮箱侧壁并伸入其内部固定有齿轮，所述第三伺服电机的输出轴与齿轮箱接触处旋转连接且其接触处固定设有密封圈，所述箱盖侧端设有第一齿轮箱，所述第一齿轮箱与箱盖相对一侧通过螺钉固定安装有第一箱盖，所述第一箱盖与第一齿轮箱接触处设有密封垫，所述第一箱盖与箱盖之间设有连接筒，所述连接筒两端处分别固定套有法兰，两个法兰分别通过螺钉与第一箱盖和箱盖相对侧壁固定连接，所述连接筒内设有齿轮轴，所述齿轮轴上对称固定套有两个圆锥滚子轴承，所述圆锥滚子轴承外圈面与连接筒内壁固定连接，两个圆锥滚子轴承分别与第一箱盖和箱盖侧壁贴合，两个圆锥滚子轴承相对一侧分别贴合有限位圈，所述限位圈外圈面与连接筒内壁固定连接，所述齿轮轴一端穿透箱盖并伸入齿轮箱内固定有第一齿轮，所述齿轮轴与箱盖接触处旋转连接，所述齿轮轴上固定套有第一限位圈，所述第一限位圈设置在齿轮箱内并与箱盖侧壁贴合，所述第一齿轮与齿轮啮合，所述齿轮轴另一端穿透第一箱盖并伸入第一齿轮箱内固定有锥齿轮，所述齿轮轴与第一箱盖接触处旋转连接，所述锥齿轮侧壁与第一箱盖侧壁贴合，所述第一齿轮箱上套有U形板，所述U形板的相对两个侧板之间固定连接有传动轴，所述传动轴纵向贯穿第一齿轮箱并与其接触处旋转连接，所述第一齿轮箱内的传动轴上固定套有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与锥齿轮啮合，所述U形板侧端通过螺钉固定有安装板，所述安装板侧壁上固定有气缸罩体，所述气缸罩体侧端为开口，所述气缸罩体内设有气缸，所述气缸固定安装在安装板侧壁上，所述气缸的伸缩端上固定有安装头，所述安装头侧端通过螺钉固定有安装块，所述安装块另一端固定有齿条，所述齿条上端和下端分别对称设有摇臂，所述摇臂一端固定有扇形齿轮，所述扇形齿轮与齿条啮合，所述扇形齿轮的轴心处贯穿设有定位轴，所述扇形齿轮与定位轴接触处旋转连接，所述定位轴两端分别与气缸罩体开口处相对两侧内壁固定连接，所述摇臂另一端通过螺栓铰接有连接套，所述连接套侧壁上固定有手抓，所述手抓的另一端端面呈内凹型V形状。

优选的，所述伺服电机、第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机分别通过导线与外设PLC控制器电性连接，且外设PLC控制器通过导线与外界电源电性连接，PLC控制器的型号为FX3U-64MT/ES-A。

优选的，所述气缸通过导管与外界气泵管路连接，且外界气泵通过导线与外设PLC控制器电性连接，PLC控制器的型号为FX3U-64MT/ES-A。

与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型一种辅助不锈钢管倒角的机械手，通过本机械手的巧妙设计，对钢管进行倒角工作时，本机械手可以自动的从生产线上抓取需要加工的钢管，并放到指定的加工位置进行倒角，且完成倒角工序后，在将钢管放到另外一条生产线，有效的替代了传统的人工操作过程，减少了人工装夹、搬运得过程，实现生产自动化，因此能够有效的提高产能。

附图说明

图1是本实用新型所述结构的结构图；

图2是本实用新型所述结构图1的侧视图；

图3是本实用新型所述结构图1的俯视图；

图4是本实用新型所述结构图1的部分结构示意图；

图5是本实用新型的工作示意图。

图中：底座1、方形底座2、安装槽3、轴承安装槽3-1、底盖4、伺服电机5、轴承6、转盘7、机身8、第一伺服电机9、大臂10、第二伺服电机11、连接板12、齿轮箱13、箱盖14、第三伺服电机15、齿轮16、第一齿轮箱17、第一箱盖18、连接筒19、法兰20、限位圈21、圆锥滚子轴承22、第一齿轮23、第一限位圈24、锥齿轮25、U形板26、传动轴27、第一锥齿轮28、安装板29、气缸罩体30、气缸31、安装头32、安装块33、齿条34、摇臂35、定位轴36、扇形齿轮37、连接套38、手抓39、转轴40、齿轮轴41。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种辅助不锈钢管倒角的机械手，包括底座1，所述底座1顶面固定有方形底座2，所述方形底座2呈方形筒状，所述方形底座2内设有伺服电机5，所述伺服电机5固定安装在底座1顶面上，所述方形底座2顶部围绕其内侧开设有安装槽3，所述安装槽3内设有底盖4，所述底盖4通过螺钉固定安装在安装槽3内，所述底盖4顶部开设有轴承安装槽3-1，所述轴承安装槽3-1内固定安装有轴承6，所述轴承6底端与轴承安装槽3-1底部贴合，所述轴承6顶面贴合有转盘7，所述转盘7设置在轴承安装槽3-1内并与其旋转连接，且转盘7顶面与底盖4顶面对齐，所述转盘7底端中央处固定有转轴40，所述转轴40底端穿过轴承6的内圈与伺服电机5的输出轴固定连接，所述转轴40与轴承6的内圈固定连接，所述转盘7顶端伸出轴承安装槽3-1固定有机身8，所述机身8侧壁顶端处固定安装有第一伺服电机9，所述第一伺服电机9的输出轴穿透机身8固定有大臂10，所述第一伺服电机9的输出轴与机身8接触处旋转连接，所述大臂10与机身8相对侧壁贴合旋转连接，所述大臂10另一侧顶端处固定安装有第二伺服电机11，所述第二伺服电机11的输出轴穿透大臂10固定有连接板12，所述第二伺服电机11的输出轴与大臂10接触处旋转连接，所述连接板12与大臂10相对侧壁贴合旋转连接，所述连接板12顶端固定有齿轮箱13，所述齿轮箱13一侧通过螺钉固定安装有箱盖14，所述箱盖14与齿轮箱13连接处设有密封垫，所述齿轮箱13另一侧固定安装有第三伺服电机15，所述第三伺服电机15的输出轴穿透齿轮箱13侧壁并伸入其内部固定有齿轮16，所述第三伺服电机15的输出轴与齿轮箱13接触处旋转连接且其接触处固定设有密封圈，所述箱盖14侧端设有第一齿轮箱17，所述第一齿轮箱17与箱盖14相对一侧通过螺钉固定安装有第一箱盖18，所述第一箱盖18与第一齿轮箱17接触处设有密封垫，所述第一箱盖18与箱盖14之间设有连接筒19，所述连接筒19两端处分别固定套有法兰20，两个法兰20分别通过螺钉与第一箱盖18和箱盖14相对侧壁固定连接，所述连接筒19内设有齿轮轴41，所述齿轮轴41上对称固定套有两个圆锥滚子轴承22，所述圆锥滚子轴承22外圈面与连接筒19内壁固定连接，两个圆锥滚子轴承22分别与第一箱盖18和箱盖14侧壁贴合，两个圆锥滚子轴承22相对一侧分别贴合有限位圈21，所述限位圈21外圈面与连接筒19内壁固定连接，所述齿轮轴41一端穿透箱盖14并伸入齿轮箱13内固定有第一齿轮23，所述齿轮轴41与箱盖14接触处旋转连接，所述齿轮轴41上固定套有第一限位圈24，所述第一限位圈24设置在齿轮箱13内并与箱盖14侧壁贴合，所述第一齿轮23与齿轮16啮合，所述齿轮轴41另一端穿透第一箱盖18并伸入第一齿轮箱17内固定有锥齿轮25，所述齿轮轴41与第一箱盖18接触处旋转连接，所述锥齿轮25侧壁与第一箱盖18侧壁贴合，所述第一齿轮箱17上套有U形板26，所述U形板26的相对两个侧板之间固定连接有传动轴27，所述传动轴27纵向贯穿第一齿轮箱17并与其接触处旋转连接，所述第一齿轮箱17内的传动轴27上固定套有第一锥齿轮28，所述第一锥齿轮28与锥齿轮25啮合，所述U形板26侧端通过螺钉固定有安装板29，所述安装板29侧壁上固定有气缸罩体30，所述气缸罩体30侧端为开口，所述气缸罩体30内设有气缸31，所述气缸31固定安装在安装板29侧壁上，所述气缸31的伸缩端上固定有安装头32，所述安装头32侧端通过螺钉固定有安装块33，所述安装块33另一端固定有齿条34，所述齿条34上端和下端分别对称设有摇臂35，所述摇臂35一端固定有扇形齿轮37，所述扇形齿轮37与齿条34啮合，所述扇形齿轮37的轴心处贯穿设有定位轴36，所述扇形齿轮37与定位轴36接触处旋转连接，所述定位轴36两端分别与气缸罩体30开口处相对两侧内壁固定连接，所述摇臂35另一端通过螺栓铰接有连接套38，所述连接套38侧壁上固定有手抓39，所述手抓39的另一端端面呈内凹型V形状。

所述伺服电机5、第一伺服电机9、第二伺服电机11和第三伺服电机15分别通过导线与外设PLC控制器电性连接，且外设PLC控制器通过导线与外界电源电性连接，PLC控制器的型号为FX3U-64MT/ES-A。

所述气缸31通过导管与外界气泵管路连接，且外界气泵通过导线与外设PLC控制器电性连接，PLC控制器的型号为FX3U-64MT/ES-A。

工作原理：本实用新型在使用时，如图5所示，首先把本机械手通过底座1安装到磨砂装置与钢管放置架之间，随后在外设PLC控制器上设置指令(通过其触摸屏或者外联电脑)，使得本机械手的两个手抓39在磨砂装置与钢管放置架之间之间来回移动，本机械手的传动输出部件为伺服电机驱动和气缸31，伺服电机是一闭环控制系统，定位准确，气缸31具有灵活性强，动作多样的特征，而且PLC控制器具有快速的信号处理能力，控制方便，动作正确，可以方便的设置控制参数，发出控制指令。钢管倒角时，首先通过人工在钢管放置架上放置需要倒角处理的钢管，随后通过PLC控制器启动运作本机械手，本机械手运作时，伺服电机5可以通过转轴40转动机身8，第一伺服电机9可以在机身8上带动大臂10转动，第二伺服电机11可以在大臂10上通过连接板12带动齿轮箱13转动，第三伺服电机15通过齿轮16和第一齿轮23带动齿轮轴41转动，且齿轮轴41转动时可以通过锥齿轮25、第一锥齿轮28和传动轴27带动U形板26以传动轴27为轴心转动，这样钢管倒角时，在PLC控制器的指令下，本机械手机身8通过伺服电机5旋转，使得手抓39朝向钢管放置架方向，然后大臂10处的齿轮箱13通过第二伺服电机11旋转，使得两个手抓39到达钢管放置架处，随后U形板26通过第三伺服电机15旋转，使得两个手抓39正好处在钢管两侧，接着气缸31推动齿条34做直线运动，这样与齿条34啮合的扇形齿轮37会带动摇臂35做旋转运动，使得两手爪39之间的距离减少，从而夹起钢管，随后再通过U形板26的旋转把钢管从钢管放置架上抬起，然后在通过机身8旋转把钢管送至磨砂装置处，进行钢管的倒角工作，待完成倒角过后，机身8做旋转运动，把钢管松开，放到下条流水线上。利用机械手从生产线上抓取工件，放到指定位置后，进行倒角，完成倒角工序后，将其放到另外一条生产线，有效的减少了人工装夹、搬运，实现生产自动化。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种辅助不锈钢管倒角的机械手，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)顶面固定有方形底座(2)，所述方形底座(2)呈方形筒状，所述方形底座(2)内设有伺服电机(5)，所述伺服电机(5)固定安装在底座(1)顶面上，所述方形底座(2)顶部围绕其内侧开设有安装槽(3)，所述安装槽(3)内设有底盖(4)，所述底盖(4)通过螺钉固定安装在安装槽(3)内，所述底盖(4)顶部开设有轴承安装槽(3-1)，所述轴承安装槽(3-1)内固定安装有轴承(6)，所述轴承(6)底端与轴承安装槽(3-1)底部贴合，所述轴承(6)顶面贴合有转盘(7)，所述转盘(7)设置在轴承安装槽(3-1)内并与其旋转连接，且转盘(7)顶面与底盖(4)顶面对齐，所述转盘(7)底端中央处固定有转轴(40)，所述转轴(40)底端穿过轴承(6)的内圈与伺服电机(5)的输出轴固定连接，所述转轴(40)与轴承(6)的内圈固定连接，所述转盘(7)顶端伸出轴承安装槽(3-1)固定有机身(8)，所述机身(8)侧壁顶端处固定安装有第一伺服电机(9)，所述第一伺服电机(9)的输出轴穿透机身(8)固定有大臂(10)，所述第一伺服电机(9)的输出轴与机身(8)接触处旋转连接，所述大臂(10)与机身(8)相对侧壁贴合旋转连接，所述大臂(10)另一侧顶端处固定安装有第二伺服电机(11)，所述第二伺服电机(11)的输出轴穿透大臂(10)固定有连接板(12)，所述第二伺服电机(11)的输出轴与大臂(10)接触处旋转连接，所述连接板(12)与大臂(10)相对侧壁贴合旋转连接，所述连接板(12)顶端固定有齿轮箱(13)，所述齿轮箱(13)一侧通过螺钉固定安装有箱盖(14)，所述箱盖(14)与齿轮箱(13)连接处设有密封垫，所述齿轮箱(13)另一侧固定安装有第三伺服电机(15)，所述第三伺服电机(15)的输出轴穿透齿轮箱(13)侧壁并伸入其内部固定有齿轮(16)，所述第三伺服电机(15)的输出轴与齿轮箱(13)接触处旋转连接且其接触处固定设有密封圈，所述箱盖(14)侧端设有第一齿轮箱(17)，所述第一齿轮箱(17)与箱盖(14)相对一侧通过螺钉固定安装有第一箱盖(18)，所述第一箱盖(18)与第一齿轮箱(17)接触处设有密封垫，所述第一箱盖(18)与箱盖(14)之间设有连接筒(19)，所述连接筒(19)两端处分别固定套有法兰(20)，两个法兰(20)分别通过螺钉与第一箱盖(18)和箱盖(14)相对侧壁固定连接，所述连接筒(19)内设有齿轮轴(41)，所述齿轮轴(41)上对称固定套有两个圆锥滚子轴承(22)，所述圆锥滚子轴承(22)外圈面与连接筒(19)内壁固定连接，两个圆锥滚子轴承(22)分别与第一箱盖(18)和箱盖(14)侧壁贴合，两个圆锥滚子轴承(22)相对一侧分别贴合有限位圈(21)，所述限位圈(21)外圈面与连接筒(19)内壁固定连接，所述齿轮轴(41)一端穿透箱盖(14)并伸入齿轮箱(13)内固定有第一齿轮(23)，所述齿轮轴(41)与箱盖(14)接触处旋转连接，所述齿轮轴(41)上固定套有第一限位圈(24)，所述第一限位圈(24)设置在齿轮箱(13)内并与箱盖(14)侧壁贴合，所述第一齿轮(23)与齿轮(16)啮合，所述齿轮轴(41)另一端穿透第一箱盖(18)并伸入第一齿轮箱(17)内固定有锥齿轮(25)，所述齿轮轴(41)与第一箱盖(18)接触处旋转连接，所述锥齿轮(25)侧壁与第一箱盖(18)侧壁贴合，所述第一齿轮箱(17)上套有U形板(26)，所述U形板(26)的相对两个侧板之间固定连接有传动轴(27)，所述传动轴(27)纵向贯穿第一齿轮箱(17)并与其接触处旋转连接，所述第一齿轮箱(17)内的传动轴(27)上固定套有第一锥齿轮(28)，所述第一锥齿轮(28)与锥齿轮(25)啮合，所述U形板(26)侧端通过螺钉固定有安装板(29)，所述安装板(29)侧壁上固定有气缸罩体(30)，所述气缸罩体(30)侧端为开口，所述气缸罩体(30)内设有气缸(31)，所述气缸(31)固定安装在安装板(29)侧壁上，所述气缸(31)的伸缩端上固定有安装头(32)，所述安装头(32)侧端通过螺钉固定有安装块(33)，所述安装块(33)另一端固定有齿条(34)，所述齿条(34)上端和下端分别对称设有摇臂(35)，所述摇臂(35)一端固定有扇形齿轮(37)，所述扇形齿轮(37)与齿条(34)啮合，所述扇形齿轮(37)的轴心处贯穿设有定位轴(36)，所述扇形齿轮(37)与定位轴(36)接触处旋转连接，所述定位轴(36)两端分别与气缸罩体(30)开口处相对两侧内壁固定连接，所述摇臂(35)另一端通过螺栓铰接有连接套(38)，所述连接套(38)侧壁上固定有手抓(39)，所述手抓(39)的另一端端面呈内凹型V形状。

2.根据权利要求1所述的一种辅助不锈钢管倒角的机械手，其特征在于：所述伺服电机(5)、第一伺服电机(9)、第二伺服电机(11)和第三伺服电机(15)分别通过导线与外设PLC控制器电性连接，且外设PLC控制器通过导线与外界电源电性连接，PLC控制器的型号为FX3U-64MT/ES-A。

3.根据权利要求1所述的一种辅助不锈钢管倒角的机械手，其特征在于：所述气缸(31)通过导管与外界气泵管路连接，且外界气泵通过导线与外设PLC控制器电性连接，PLC控制器的型号为FX3U-64MT/ES-A。

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