CN211444147U - 一种保温杯3轴取放装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种保温杯3轴取放装置，包括控制箱、机械手和控制部分，机械手包括夹爪结构、前后移动驱动机构、上下移动驱动机构和前后移动臂，夹爪结构包括夹爪座、气动夹爪和旋转用伺服电机，两个气动夹爪通过同一个旋转用行星减速机与旋转用伺服电机连接，且两个气动夹爪相互垂直设置，前后移动驱动机构包括前后移动伺服电机、齿轮、齿条和升降滑板，上下移动驱动机构包括两根支撑立柱、上下移动伺服电机和滚珠丝杠，控制部分控制气动夹爪、旋转用伺服电机、前后移动伺服电机和上下移动伺服电机的动作。本实用新型两个气动夹爪采用旋转完成位置交替动作，动作幅度小，夹爪结构的旋转、前后移动和上下移动的稳定性高。

Description

一种保温杯3轴取放装置

技术领域

本实用新型涉及一种保温杯生产线的零部件，尤其涉及一种保温杯3轴取放装置。

背景技术

保温杯生产过程中，需要将保温杯从输送带上送到杯口加工设备上进行杯口加工，再将加工完毕的保温杯从杯口加工设备上拿下来放回输送带输送到下一道工序；目前，该过程大多是人工完成，人工将保温杯从输送带上拿到杯口加工设备上进行杯口加工，再把加工完的保温杯拿回输送带上输送到下一道工序，不仅生产效率较低，工人劳动强度大，人工成本高；而且人工操作容易出错，从而出现漏加工或者重复加工的现象，影响产品的质量；为了解决上述问题，专门设计了保温杯取放机械手，但是现有保温杯取放机械手的取放夹爪通常是一个夹送待加工保温杯，另一个取回加工完毕的保温杯，两个取放夹爪的位置需要相互交替，而该相互交替的动作需要整个前后移动臂进行左右移动，使得其动作幅度大，导致稳定性得不到保障。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供了一种不仅生产效率高，降低工人劳动强度，节省人工成本，而且出错率低，杜绝漏加工或者重复加工的现场发生，保证产品质量，同时采用两个气动夹爪旋转来代替整个前后移动臂的左右移动完成位置交替动作，动作幅度小，采用伺服电机配合齿轮齿条的传动驱动夹爪结构的前后移动，采用伺服电机配合滚珠丝杠的传动驱动夹爪结构的上下移动，使得夹爪结构的旋转、前后移动和上下移动稳定性高的保温杯3轴取放装置。

本实用新型的技术方案：一种保温杯3轴取放装置，包括控制箱、安装在控制箱顶部的机械手和安装在控制箱内部的控制部分，所述机械手包括夹爪结构、驱动夹爪结构前后移动的前后移动驱动机构、驱动夹爪结构上下移动的上下移动驱动机构以及连接夹爪结构和前后移动驱动机构的前后移动臂，所述夹爪结构包括夹爪座、转动连接在夹爪座上的两个气动夹爪以及驱动两个气动夹爪转动的旋转用伺服电机，两个气动夹爪通过同一个旋转用行星减速机与旋转用伺服电机连接，且两个气动夹爪相互垂直设置，所述前后移动驱动机构包括前后移动伺服电机、安装在前后移动伺服电机上的齿轮和固定在前后移动臂上的齿条以及用于固定前后移动伺服电机的升降滑板，所述齿轮和齿条相互啮合，所述前后移动伺服电机转动通过齿轮和齿条的传动带动前后移动臂前后移动；所述上下移动驱动机构包括两根支撑立柱、安装在两根支撑立柱顶部的上下移动伺服电机以及连接上下移动伺服电机和升降滑板的滚珠丝杠，所述上下移动伺服电机转动通过滚珠丝杠的传动带动升降滑板上下移动，所述控制部分控制气动夹爪、旋转用伺服电机、前后移动伺服电机和上下移动伺服电机的动作。

本实用新型不仅生产效率高，降低工人劳动强度，节省人工成本，而且出错率低，杜绝漏加工或者重复加工的现场发生，保证产品质量，同时采用两个气动夹爪旋转来代替整个前后移动臂的左右移动完成交替动作，动作幅度小，采用伺服电机配合齿轮齿条的传动驱动夹爪结构的前后移动，采用伺服电机配合滚珠丝杠的传动驱动夹爪结构的上下移动，使得夹爪结构的旋转、前后移动和上下移动稳定性高。

优选地，所述前后移动臂上设有横向导轨，所述支撑立柱上设有竖向导轨，所述升降滑板上设有配合横向导轨的横向滑块和配合竖向导轨的竖向滑块以及配合横向导轨、横向滑块、竖向导轨和竖向滑块的导轨滑块润滑油排。

该种结构进一步确保前后移动伺服电机通过齿轮齿条的传动结构驱动前后移动臂带动夹爪结构的前后移动更加平稳可靠；确保上下移动伺服电机通过滚珠丝杠的传动结构驱动前后移动臂带动夹爪结构的上下移动更加平稳可靠。

优选地，所述控制箱的顶部设有配合机械手的机械手安装底板和机械手防护罩，所述机械手防护罩的前侧设有用于前后移动臂进出的通孔，机械手防护罩的后侧设有配合气动夹爪的夹爪电磁阀、夹紧力调节压力表和总气压调节过滤器以及配合导轨滑块润滑油排的油泵。

该种结构可以对机械手起到一定的防护作用，同时确保气动夹爪和导轨滑块润滑油排的动作稳定可靠。

优选地，两个气动夹爪通过一个90度折弯板连接，所述90度折弯板的中部与旋转用行星减速机连接。

该种结构确保两个气动夹爪的安装牢固性，同时保证两个气动夹爪的转动同步性和稳定性。

优选地，所述90度折弯板的两端分别通过固定夹块与气动夹爪固定，且90度折弯板的中部内侧和外侧均呈弧形。

该种结构进一步确保气动夹爪的安装牢固性，同时确保其转动平稳性。

优选地，所述夹爪座上设有配合旋转用行星减速机和90度折弯板的连接盘；所述夹爪座的截面呈U型，其顶部设有固定盖，所述固定盖和连接盘一体成型。

该种结构进一步确保90度折弯板、夹爪座和旋转用行星减速机的装配牢靠性；同时方便夹爪结构与机械手伸缩臂之间的连接。

优选地，所述齿轮通过一前后移动行星减速机与前后移动伺服电机连接，所述滚珠丝杠通过一上下移动行星减速机与上下移动伺服电机连接，所述前后移动伺服电机通过第一电机安装板安装在升降滑板的顶部，所述上下移动伺服电机通过第二电机安装板安装在两根支撑立柱的顶部。

该种结构确保前后移动伺服电机驱动齿轮的传动、上下移动伺服电机驱动滚珠丝杠的传动更加平稳可靠，同时确保前后移动伺服电机和上下移动伺服电机的安装更加牢固可靠。

优选地，所述齿条的两端设有限位挡块，所述前后移动臂上设有拖链安装板和拖链防护套；其中一根支撑立柱上设有第二拖链安装板，且该支撑立柱的底部设有加固脚。

该种结构确保齿轮齿条的传动更加平稳可靠，同时方便拖链的安装；同时进一步方便拖链的安装，同时确保支撑立柱的支撑稳固性。

优选地，所述控制箱的正面设有箱门，控制箱的侧面设有散热风扇，控制箱的底部设有支撑脚，所述机械手防护罩的一侧设有开关按钮，所述开关按钮与箱门位于同一侧，所述机械手防护罩的顶部设有塔灯。

该种结构确保其整体结构稳固可靠，同时散热性好，操作方便。

一种保温杯3轴取放装置的取放方法，步骤如下：

1)两个气动夹爪分别为取回夹爪和送出夹爪，控制部分控制机械手动作，使得送出夹爪从输送带上抓取一个待加工保温杯，此时，取回夹爪空着；

2)然后，前后移动伺服电机驱动前后移动臂向前移动，带动两个气动夹爪向前移动，取回夹爪先到达加工设备的加工工位，旋转用伺服电机驱动夹爪结构旋转90度，送出夹爪的位置与加工工位的位置对牢，上下移动伺服电机驱动夹爪结构下降，将待加工保温杯放在加工工位上；

3)然后上下移动伺服电机驱动夹爪结构上升，在前后移动臂的带动下向后移动，两个气动夹爪复位；

4)当加工完毕后，控制部分控制机械手动作，使得送出夹爪从输送带上抓取下一个待加工保温杯，夹爪结构在前后移动臂的带动下向前移动，取回夹爪先到达加工工位，上下移动伺服电机驱动夹爪结构下降，取回夹爪抓住加工完毕后的保温杯后，上下移动伺服电机驱动夹爪结构上升；

5)然后，夹爪结构进行90度旋转，送出夹爪的位置与加工工位的位置对牢，上下移动伺服电机驱动夹爪结构下降，将待加工保温杯放在加工工位上进行加工；

6)然后上下移动伺服电机驱动夹爪结构上升，在前后移动臂的带动下向后移动，两个气动夹爪复位，控制部分控制取回夹爪将加工完毕的保温杯放回输送带上，并且控制送出夹爪抓取下一个待加工保温杯；以此类推，直至输送带上的待加工保温杯全部加工完毕或者进行停机操作。

本实用新型不仅生产效率高，降低工人劳动强度，节省人工成本，而且出错率低，杜绝漏加工或者重复加工的现场发生，保证产品质量，同时采用两个气动夹爪旋转来代替整个前后移动臂的左右移动完成交替动作，动作幅度小，采用伺服电机配合齿轮齿条的传动驱动夹爪结构的前后移动，采用伺服电机配合滚珠丝杠的传动驱动夹爪结构的上下移动，使得夹爪结构的旋转、前后移动和上下移动稳定性高。

附图说明

图1为本实用新型拆掉机械手防护罩后的结构示意图；

图2为本实用新型其中一个角度的结构示意图；

图3为本实用新型另外一个角度的结构示意图；

图4为本实用新型中机械手的结构示意图；

图5为本实用新型机械手的侧面示意图；

图6为本实用新型中前后移动臂带动夹爪结构向前移动后的结构示意图；

图7为本实用新型中前后移动臂带动夹爪结构向前移动后的侧面示意图；

图8为本实用新型使用时的结构示意图；

图中1.夹爪座，2.气动夹爪，3.旋转用伺服电机，4.90度折弯板，5.旋转用行星减速机，6.固定夹块，7.连接盘，8.固定盖，9.前后移动伺服电机，10.前后移动臂，11.齿轮，12.齿条，13.升降滑板，14.横向导轨，15.横向滑块，16.导轨滑块润滑油排，17.前后移动行星减速机，18.第一电机安装板，19.限位档块，20.第一拖链安装板，21.拖链防护套，22.支撑立柱，23.上下移动伺服电机，24.滚珠丝杠，25.竖向导轨，26.竖向滑块，27.第二电机安装板，28.第二拖链安装板，29.加固脚，30.上下移动行星减速机，31.控制箱，32.箱门，33.支撑脚，34.散热风扇，35.机械手安装底板，36.机械手防护罩，37.开关按钮，38.通孔，39.塔灯，40.油泵，41.夹爪电磁阀，42.夹紧力调节压力表，43.总气压调节过滤器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明，但并不是对本实用新型保护范围的限制。

如图1-8所示，一种保温杯3轴取放装置，包括控制箱31、安装在控制箱31顶部的机械手和安装在控制箱31内部的控制部分。机械手包括夹爪结构、驱动夹爪结构前后移动的前后移动驱动机构、驱动夹爪结构上下移动的上下移动驱动机构以及连接夹爪结构和前后移动驱动机构的前后移动臂10。夹爪结构包括夹爪座1、转动连接在夹爪座1上的两个气动夹爪2以及驱动两个气动夹爪2转动的旋转用伺服电机3，两个气动夹爪2通过同一个旋转用行星减速机5与旋转用伺服电机3连接，且两个气动夹爪2相互垂直设置。前后移动驱动机构包括前后移动伺服电机9、安装在前后移动伺服电机9上的齿轮11和固定在前后移动臂10上的齿条12以及用于固定前后移动伺服电机9的升降滑板13，齿轮11和齿条12相互啮合，前后移动伺服电机9转动通过齿轮11和齿条12的传动带动前后移动臂10前后移动。上下移动驱动机构包括两根支撑立柱22、安装在两根支撑立柱22顶部的上下移动伺服电机23以及连接上下移动伺服电机23和升降滑板13的滚珠丝杠24，上下移动伺服电机23转动通过滚珠丝杠24的传动带动升降滑板13上下移动。控制部分控制气动夹爪2、旋转用伺服电机3、前后移动伺服电机9和上下移动伺服电机23的动作。前后移动臂10上设有横向导轨14，支撑立柱22上设有竖向导轨25，升降滑板13上设有配合横向导轨14的横向滑块15和配合竖向导轨25的竖向滑块26以及配合横向导轨14、横向滑块15、竖向导轨25和竖向滑块26的导轨滑块润滑油排16。控制箱31的顶部设有配合机械手的机械手安装底板35和机械手防护罩36，机械手防护罩36的前侧设有用于前后移动臂10进出的通孔38，机械手防护罩36的后侧设有配合气动夹爪2的夹爪电磁阀41、夹紧力调节压力表42和总气压调节过滤器43以及配合导轨滑块润滑油排16的油泵40。两个气动夹爪2通过一个90度折弯板4连接，90度折弯板4的中部与旋转用行星减速机5连接。90度折弯板4的两端分别通过固定夹块6与气动夹爪2固定，且90度折弯板4的中部内侧和外侧均呈弧形。夹爪座1上设有配合旋转用行星减速机5和90度折弯板4的连接盘7。夹爪座1的截面呈U型，其顶部设有固定盖8，固定盖8和连接盘7一体成型。齿轮11通过一前后移动行星减速机17与前后移动伺服电机9连接，滚珠丝杠24通过一上下移动行星减速机30与上下移动伺服电机23连接，前后移动伺服电机9通过第一电机安装板18安装在升降滑板13的顶部，上下移动伺服电机23通过第二电机安装板27安装在两根支撑立柱22的顶部。齿条12的两端设有限位挡块19，前后移动臂10上设有第一拖链安装板20和拖链防护套21。其中一根支撑立柱22上设有第二拖链安装板28，且该支撑立柱22的底部设有加固脚29。控制箱31的正面设有箱门32，控制箱31的侧面设有散热风扇34，控制箱31的底部设有支撑脚33，机械手防护罩36的一侧设有开关按钮37，开关按钮37与箱门32位于同一侧，机械手防护罩36的顶部设有塔灯39。

本实用新型中其中一个气动夹爪为送出夹爪，另外一个气动夹爪为取回夹爪，当待加工保温杯输送到指定位置时，送出夹爪将待加工保温杯从输送带上抓取后送到加工设备的加工工位上进行加工，加工完毕后，取回夹爪将保温杯抓取后送回到输送带输送到下一道工序，此时，送出夹爪又将下一个保温杯抓取到加工设备的加工工位上进行加工。

具体动作过程如下：控制部分控制机械手动作，使得送出夹爪从输送带上抓取一个待加工保温杯，此时，取回夹爪空着；然后，前后移动伺服电机驱动前后移动臂向前移动，带动两个气动夹爪向前移动，取回夹爪先到达加工设备的加工工位，旋转用伺服电机驱动夹爪结构旋转90度，送出夹爪的位置与加工工位的位置对牢，上下移动伺服电机驱动夹爪结构下降，将待加工保温杯放在加工工位上；然后上下移动伺服电机驱动夹爪结构上升复位，在前后移动臂的带动下向后移动，两个气动夹爪复位；当加工完毕后，控制部分控制机械手动作，使得送出夹爪从输送带上抓取一个待加工保温杯，夹爪结构在前后移动臂的带动下向前移动，取回夹爪先到达加工工位，上下移动伺服电机驱动夹爪结构下降，取回夹爪抓住加工完毕后的保温杯后，上下移动伺服电机驱动夹爪结构上升；然后，夹爪结构进行90度旋转，送出夹爪的位置与加工工位的位置对牢，上下移动伺服电机驱动夹爪结构下降，将待加工保温杯放在加工工位上进行加工，以此类推，直至输送带上的保温杯取放完毕或者进行停机操作。

本实用新型中的前后移动伺服电机和前后移动行星减速机因为驱动前后移动臂和夹爪结构的前后移动而命名，本身不进行前后移动；本实用新型中的上下移动伺服电机和上下移动行星减速机因为驱动前后移动臂和夹爪结构的上下移动而命名，本身不进行上下移动。

本实用新型中的控制部分主要包含PLC控制器、继电器和控制回路(主要实现对3个伺服电机、气动夹爪、夹爪电磁阀、导轨滑块润滑油排和油泵的控制)，控制部分为市面采购的常规部件，故对其具体结构和工作原理不作细述。

本实用新型不仅生产效率高，降低工人劳动强度，节省人工成本，而且出错率低，杜绝漏加工或者重复加工的现场发生，保证产品质量，同时采用两个气动夹爪旋转来代替整个前后移动臂的左右移动完成交替动作，动作幅度小，采用伺服电机配合齿轮齿条的传动驱动夹爪结构的前后移动，采用伺服电机配合滚珠丝杠的传动驱动夹爪结构的上下移动，使得夹爪结构的旋转、前后移动和上下移动稳定性高。

Claims (9)

1.一种保温杯3轴取放装置，其特征在于：其包括控制箱、安装在控制箱顶部的机械手和安装在控制箱内部的控制部分，所述机械手包括夹爪结构、驱动夹爪结构前后移动的前后移动驱动机构、驱动夹爪结构上下移动的上下移动驱动机构以及连接夹爪结构和前后移动驱动机构的前后移动臂，所述夹爪结构包括夹爪座、转动连接在夹爪座上的两个气动夹爪以及驱动两个气动夹爪转动的旋转用伺服电机，两个气动夹爪通过同一个旋转用行星减速机与旋转用伺服电机连接，且两个气动夹爪相互垂直设置，所述前后移动驱动机构包括前后移动伺服电机、安装在前后移动伺服电机上的齿轮和固定在前后移动臂上的齿条以及用于固定前后移动伺服电机的升降滑板，所述齿轮和齿条相互啮合，所述前后移动伺服电机转动通过齿轮和齿条的传动带动前后移动臂前后移动；所述上下移动驱动机构包括两根支撑立柱、安装在两根支撑立柱顶部的上下移动伺服电机以及连接上下移动伺服电机和升降滑板的滚珠丝杠，所述上下移动伺服电机转动通过滚珠丝杠的传动带动升降滑板上下移动，所述控制部分控制气动夹爪、旋转用伺服电机、前后移动伺服电机和上下移动伺服电机的动作。

2.根据权利要求1所述的一种保温杯3轴取放装置，其特征在于：所述前后移动臂上设有横向导轨，所述支撑立柱上设有竖向导轨，所述升降滑板上设有配合横向导轨的横向滑块和配合竖向导轨的竖向滑块以及配合横向导轨、横向滑块、竖向导轨和竖向滑块的导轨滑块润滑油排。

3.根据权利要求2所述的一种保温杯3轴取放装置，其特征在于：所述控制箱的顶部设有配合机械手的机械手安装底板和机械手防护罩，所述机械手防护罩的前侧设有用于前后移动臂进出的通孔，机械手防护罩的后侧设有配合气动夹爪的夹爪电磁阀、夹紧力调节压力表和总气压调节过滤器以及配合导轨滑块润滑油排的油泵。

4.根据权利要求1所述的一种保温杯3轴取放装置，其特征在于：两个气动夹爪通过一个90度折弯板连接，所述90度折弯板的中部与旋转用行星减速机连接。

5.根据权利要求4所述的一种保温杯3轴取放装置，其特征在于：所述90度折弯板的两端分别通过固定夹块与气动夹爪固定，且90度折弯板的中部内侧和外侧均呈弧形。

6.根据权利要求4所述的一种保温杯3轴取放装置，其特征在于：所述夹爪座上设有配合旋转用行星减速机和90度折弯板的连接盘；所述夹爪座的截面呈U型，其顶部设有固定盖，所述固定盖和连接盘一体成型。

7.根据权利要求1所述的一种保温杯3轴取放装置，其特征在于：所述齿轮通过一前后移动行星减速机与前后移动伺服电机连接，所述滚珠丝杠通过一上下移动行星减速机与上下移动伺服电机连接，所述前后移动伺服电机通过第一电机安装板安装在升降滑板的顶部，所述上下移动伺服电机通过第二电机安装板安装在两根支撑立柱的顶部。

8.根据权利要求1所述的一种保温杯3轴取放装置，其特征在于：所述齿条的两端设有限位挡块，所述前后移动臂上设有第一拖链安装板和拖链防护套；其中一根支撑立柱上设有第二拖链安装板，且该支撑立柱的底部设有加固脚。

9.根据权利要求3所述的一种保温杯3轴取放装置，其特征在于：所述控制箱的正面设有箱门，控制箱的侧面设有散热风扇，控制箱的底部设有支撑脚，所述机械手防护罩的一侧设有开关按钮，所述开关按钮与箱门位于同一侧，所述机械手防护罩的顶部设有塔灯。

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