CN212884618U - 一种机械手送料系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械手送料系统，包括冲床，设置于冲床送料侧的送料机械手，送料机械手通过链条与冲床驱动装置工作连接，所述送料机械手包括送料支架，设置于送料支架上的X轴向运动导轨装置，设置于送料支架侧向的Z轴向运动导轨装置，与X轴向运动导轨装置驱动连接的X轴驱动机构，与Z轴向运动导轨装置驱动连接的Z轴驱动机构，和设置于支架上与链条齿轮连接并提供X轴驱动机构和Z轴驱动机构动力的主驱动轴；速度快，生产效率高，操作简单方便，安全可靠，设备结构简单，投资成本低，操作简单，不需要人为的操作，只要操作设备主机即可操作该机械手。

Description

一种机械手送料系统

技术领域

本实用新型涉及一种机械手送料系统，尤其是一种用于搬运和送料的机械手系统。

背景技术

随着劳动力成本的上升，车间的加工越来越依靠机械手系统来代替人工，特别是一些简单重复或者危险的工作，如锻造上下料、冲压上下料、机械加工上下料等。

但是目前市场上的机械手系统其动作的控制均是通过单独的马达或者气动的方式，一般是一个动作到位后另外一个动作执行，或者两个动作分别协同执行。通过位置感应开关或者其他电信号进行位置控制，这种方案的问题在于1、需要一套复杂的电气系统，设备故障率高，维修复杂；2、设备复杂，成本高，导致市场普及比较难；3、由于需要复杂的电气控制，其速度一般不是很快，如现场市场主流的2轴冲床送料机械手系统一般送料速度为3-5S，影响了加工节拍。4、由于与加工主机之间也是通过电信号的控制实现动作的同步，这样，如果由于某个电信号的故障，如感应开关误动作，往往会导致设备损坏，造成严重安全事故。

实用新型内容

本实用新型需要解决的问题就是实用新型搬运送料机械手系统，快速实现应用于冲压、锻造、机械加工、热处理等场合的搬运要求。该机械手系统本体部件具有X和Z两个方向的自由度，可以实现X、Z方向的协调动作，完成零件的快速上下料。同时，只需要采用一个普通的动力源，这个动力源可以和冲床、机床或者其他加工主机公用一个动力源，这样，可以实现送料动作与加工动作联动，结构简单可靠。最后能够实现的动作过程为：

1)机械手末端携带夹具向下运动（Z—方向）

2)抓取零件

3)末端向上运动（Z+方向）

4)末端向右运动（X+方向）

5)末端向下运动（Z—方向）

6)释放零件

7)末端向上运动（Z+方向）

8)末端向左运动（X—方向）

回到原点后执行下一个循环。

一种机械手送料系统，包括冲床，设置于冲床送料侧的送料机械手，送料机械手通过链条与冲床驱动装置工作连接，所述送料机械手包括送料支架，设置于送料支架上的X轴向运动导轨装置，设置于送料支架侧向的Z轴向运动导轨装置，与X轴向运动导轨装置驱动连接的X轴驱动机构，与Z轴向运动导轨装置驱动连接的Z轴驱动机构，和设置于支架上与链条齿轮连接并提供X轴驱动机构和Z轴驱动机构动力的主驱动轴；所述X轴向运动导轨装置包括沿X轴向固定设置于支架顶部X轴导轨，滑动设置于X轴导轨上并沿X轴方向设置的运动机械臂，运动机械臂的后端设置有与X轴驱动机构活动连接的活动推块，运动机械臂的前端连接设置有抓取机械手；所述Z轴向运动导轨装置包括沿Z轴向固定设置于支架上的Z轴导轨，滑动设置于Z轴导轨上并沿Z轴方向运动设置的Z轴导板，Z轴导板上固定设置有一端与Z轴驱动机构活动连接的连杆。

进一步的，所述Z轴驱动机构包括套设在主驱动轴上并与主驱动轴同步转动的旋转凸轮，一端与旋转凸轮外侧通过滚轮啮合、一端与连杆活动连接的勾型连接件，勾型连接件与支架通过旋转轴活动连接。

进一步的，所述X轴驱动机构包括套设在主驱动轴上并与主驱动轴同步旋转摆动的驱动摆，设置于支架上并通过转杆与驱动摆连接的摆轮，摆轮旋转固定设置于支架上的旋转轴上，旋转轴的一端连接固定设置摆杆，摆杆的末端与活动推块连接。

进一步的，所述驱动摆包括固定套设在主驱动轴上的2个扇轮，通过旋转轴活动设置于支架上并与扇轮交替啮合的摆件。

进一步的，所述摆件包括第一摆臂、第二摆臂、传动摆臂和旋转套轴，所述旋转套轴套设于旋转轴上，第一摆壁、第二摆臂和传动摆臂的一端分别与旋转套轴固定连接，第一摆臂的自由端活动设置有第一滚轮，第二摆臂的自由端活动设置有第二滚轮，第一滚轮与第二轮滚分别与2个扇轮的外侧面交替啮合滚动设置，传动摆臂的自由端通过转杆与摆轮活动连接。

进一步的，所述推块包括沿Z轴向固定设置于运动机械臂上的滑轨，滑轨上设置有滑块，滑块与X轴驱动机构连接。

进一步的，所述摆杆与活动推块连接端设置有回形孔，活动推块滑动设置于回形孔内。

进一步的，所述连杆为可调节长度的伸缩连杆。

进一步的，所述旋转凸轮为圆形飞轮，圆形飞轮外侧面设置有一对相互平行，长度一致的切面。

与现有技术相比，具有的有益效果为：1、速度快，生产效率高，操作简单方便，可以实现每分钟30下；2、安全可靠，由于送料机械手与设备主机通过机械方式连接与联动，这样，减少了电气联动的环节，设备可靠；3、设备结构简单，投资成本低，可以实现规模化应用；4、设备体积小，节约占地空间；4、操作简单，不需要人为的操作，只要操作设备主机即可操作该机械手。

附图说明

图1为本实用新型机械手送料系统的结构示意图。

图2为本实用新型送料机械手的结构示意图。

图3为本实用新型送料机械手内部结构示意图。

图4为本实用新型摆件的结构示意图。

图5为本实用新型扇轮的结构示意图。

图6为本实用新型旋转凸轮结构示意图。

具体实施方式

图示为本实用新型机械手送料系统的一种实施例，包括冲床，设置于冲床送料侧的送料机械手7，送料机械手通过链条4与冲床驱动装置5工作连接，所述送料机械手包括送料支架8，设置于送料支架上的X轴向运动导轨装置，设置于送料支架侧向的Z轴向运动导轨装置，与X轴向运动导轨装置驱动连接的X轴驱动机构，与Z轴向运动导轨装置驱动连接的Z轴驱动机构，和设置于支架上与链条通过齿轮连接并提供X轴驱动机构和Z轴驱动机构动力的主驱动轴9；所述X轴向运动导轨装置包括沿X轴向固定设置于支架顶部X轴导轨10，滑动设置于X轴导轨上并沿X轴方向设置的运动机械臂6，运动机械臂的后端设置有与X轴驱动机构活动连接的活动推块11，推块包括沿Z轴向固定设置于运动机械臂上的滑轨，滑轨上设置有滑块，滑块与X轴驱动机构连接，运动机械臂的前端连接设置有抓取机械手1，X轴驱动机构包括套设在主驱动轴上并与主驱动轴同步旋转摆动的驱动摆，设置于支架上并通过转杆连杆与驱动摆连接的摆轮12，转杆连杆为一对一端活动连接的转杆11，一端与旋转轴13旋转固定连接，一端与驱动摆活动连接，摆轮旋转固定设置于支架上的旋转轴13上，旋转轴的一端连接固定设置摆杆14，摆杆与活动推块连接端设置有回形孔，活动推块滑动设置于回形孔内，驱动摆包括固定套设在主驱动轴上的两个扇轮，通过旋转轴14活动设置于支架上并与扇轮交替啮合的摆件，摆件包括第一摆臂15、第二摆臂16、传动摆臂17和旋转套轴18，所述旋转套轴套设于旋转轴上，第一摆壁、第二摆臂和传动摆臂的一端分别与旋转套轴固定连接，第一摆臂的自由端活动设置有第一滚轮19，第二摆臂的自由端活动设置有第二滚轮20，第一滚轮与第二轮滚分别与两个扇轮的外侧面交替啮合滚动设置，传动摆臂的自由端通过转杆连杆与摆轮活动连接；所述Z轴向运动导轨装置包括沿Z轴向固定设置于支架上的Z轴导轨21，滑动设置于Z轴导轨上并沿Z轴方向运动设置的Z轴导板22，Z轴导板上固定设置有一端与Z轴驱动机构活动连接的连杆23，连杆为可调节长度的伸缩连杆，Z轴驱动机构包括套设在主驱动轴上并与主驱动轴同步转动的旋转凸轮24，一端与旋转凸轮外侧面通过滚轮26啮合、一端与连杆活动连接的勾型连接件29，勾型连接件与支架通过旋转轴25活动连接，旋转凸轮为圆形飞轮，圆形飞轮外侧面设置有一对相互平行，长度一致的切面27。

待机状态时，冲压机处于冲压完成状态，勾型连接件的滚轮一端处于旋转凸轮一侧的平行切面与圆形弧面28转换处，摆杆与连接的运动机械臂处于X轴导轨远离冲床一侧，运动机械臂上的抓取机械手处于冲床攻坚放置处上方。

运行状态第一步

冲床在冲床驱动装置的作用下，冲头2抬升，直至抬升到最高点；

同时冲床驱动装置带动连接的链条运动，链条带动通过齿轮与主驱动轴旋转，主旋转轴与设置于主驱动轴上的扇轮和旋转凸轮进行旋转，与旋转凸轮啮合的勾型连接件上的滚轮进入平行切面，向旋转轴心距离做V型运动，滚轮运动到离旋转轴心距离最短时，滚轮在平行切面上做内移运动，钩形连接件带动与勾型连接件连接的连杆拉动Z轴导板，沿Z轴导轨向下运动，至Z轴导板降低到最低点，此时，处于运动机械壁上的抓取机械手工作，抓取冲床工件放置处的工件3，滚轮继续在旋转凸轮平面内做远离旋转轴心运动，直至滚轮运动到圆形弧面端，滚轮反向带动勾型连接件运动，连杆反向推动Z轴向上运动至Z轴导板最高点，滚轮继续在圆形弧面上滚动，至滚轮滚动到旋转凸轮的一下个平行界面，滚轮在圆形弧面上滚动时，圆形弧面至旋转轴心的距离相等，导致Z轴导轨持续保持最高点状态；

同步的，扇轮在主驱动轴的旋转下，扇轮为45°角设置的扇形轮板，两扇轮板外侧夹角为152°设置，第一扇轮30半径长于第二扇轮31半径设置，第一摆臂上的滚轮与第一扇轮的外弧面和迎接壁面啮合设置，第二摆臂上的滚轮与第二扇轮的外弧面啮合设置，第一摆臂与第二摆臂之间的同轴夹角为30°设置，第一摆臂与传动摆臂之间的同轴夹角为90°，第一摆臂上的滚轮与第一扇轮外弧面啮合一段时间后，第二摆臂上的滚轮于第二扇轮的外弧面啮合运动，当运动机械臂拿取工件后，X轴驱动机构才进入工作状态，第一扇轮的迎接面与第一滚轮啮合，并带动第一摆臂滚轮在迎接面上滚动，滚动同时带动旋转套轴旋转，旋转套轴上的传动摆臂运动，带动与传动摆臂活动连接的转杆运动，转杆运动带活动连接的动摆轮进行一定幅度的转动，摆轮转动带动与摆轮同轴连接的摆杆摆动，摆杆摆动同时，摆杆的末端推动与之连接的活动推块，推块推动运动机械臂在X轴导轨上前进，当第一滚轮与第一扇轮外弧面啮合、第二摆臂滚轮于第二扇轮外弧面啮合时，摆杆将运动机械臂刚好推至冲床冲压区，第二摆臂上的滚轮在第二扇轮外弧面啮合期间，第一滚轮未脱离移动第一扇轮外弧面时，运动机械臂在X轴向上处于静止状态，同时也是Z轴导板处于最高点时，此时第一滚轮未脱离第一扇轮外弧面；

运行状态第二步

主驱动轴持续旋转，旋转凸轮与勾型连接件的运动状态维持第一步时的运动状态，旋转凸轮啮合的勾型连接件上的滚轮进入新的平行切面，向旋转轴心距离做V型运动，滚轮运动到离旋转轴心距离最短时，滚轮在平行切面上做内移运动，钩形连接件带动与勾型连接件连接的连杆拉动Z轴导板，沿Z轴导轨向下运动，至Z轴导板降低到最低点，此时，处于运动机械壁上的抓取机械手将待冲压工件放置于加工位置，滚轮继续在旋转凸轮平面内做远离旋转轴心运动，直至滚轮运动到圆形弧面端，滚轮反向带动勾型连接件运动，连杆反向推动Z轴向上运动至Z轴导板最高点；

同步的，第一滚轮脱离第一扇轮的外弧面，第二滚轮与第二扇轮外弧面啮合，第一滚轮及第一摆臂在自身重力及与传动摆臂的机械连接作用下，同时第二滚轮在主驱动轴的转动下脱离第二扇轮外弧面，旋转套轴反向回转，反向回转同时带动摆杆回位摆动，带动运动机械臂在Z轴导轨上回位滑动，至初始状态。

该机械手系统安装在压机侧面，压机主轴的旋转通过链条传输到送料机械手系统内，从而实现了冲床与送料机械手的动作联动。当打开时，送料机械手将工件放入或者取出，当冲床冲压闭合时，送料机械手从末端抓取工件。通过该实用新型的搬运机械手系统在冲压送料的应用，可以达到以下效果。1、速度快，送料速度可以与冲压速度同步，可以最快可以实现每分钟冲压30次；2、安全可靠，由于送料机械手与冲床通过机械方式连接与联动，这样，减少了电气联动的环节，设备可靠。不会由于信号故障导致冲床将机械手冲坏或模具冲坏的现象；3、设备结构简单，投资成本低，可以实现规模化应用。

Claims (9)

1.一种机械手送料系统，包括冲床，设置于冲床送料侧的送料机械手，送料机械手通过链条与冲床驱动装置工作连接，其特征在于：所述送料机械手包括送料支架，设置于送料支架上的X轴向运动导轨装置，设置于送料支架侧向的Z轴向运动导轨装置，与X轴向运动导轨装置驱动连接的X轴驱动机构，与Z轴向运动导轨装置驱动连接的Z轴驱动机构，和设置于支架上与链条齿轮连接并提供X轴驱动机构和Z轴驱动机构动力的主驱动轴；所述X轴向运动导轨装置包括沿X轴向固定设置于支架顶部X轴导轨，滑动设置于X轴导轨上并沿X轴方向设置的运动机械臂，运动机械臂的后端设置有与X轴驱动机构活动连接的活动推块，运动机械臂的前端连接设置有抓取机械手；所述Z轴向运动导轨装置包括沿Z轴向固定设置于支架上的Z轴导轨，滑动设置于Z轴导轨上并沿Z轴方向运动设置的Z轴导板，Z轴导板上固定设置有一端与Z轴驱动机构活动连接的连杆。

2.如权利要求1所述机械手送料系统，其特征在于：所述Z轴驱动机构包括套设在主驱动轴上并与主驱动轴同步转动的旋转凸轮，一端与旋转凸轮外侧通过滚轮啮合、一端与连杆活动连接的勾型连接件，勾型连接件与支架通过旋转轴活动连接。

3.如权利要求1所述机械手送料系统，其特征在于：所述X轴驱动机构包括套设在主驱动轴上并与主驱动轴同步旋转摆动的驱动摆，设置于支架上并通过转杆与驱动摆连接的摆轮，摆轮旋转固定设置于支架上的旋转轴上，旋转轴的一端连接固定设置摆杆，摆杆的末端与活动推块连接。

4.如权利要求3所述机械手送料系统，其特征在于：所述驱动摆包括固定套设在主驱动轴上的2个扇轮，通过旋转轴活动设置于支架上并与扇轮交替啮合的摆件。

5.如权利要求4所述机械手送料系统，其特征在于：所述摆件包括第一摆臂、第二摆臂、传动摆臂和旋转套轴，所述旋转套轴套设于旋转轴上，第一摆壁、第二摆臂和传动摆臂的一端分别与旋转套轴固定连接，第一摆臂的自由端活动设置有第一滚轮，第二摆臂的自由端活动设置有第二滚轮，第一滚轮与第二轮滚分别与2个扇轮的外侧面交替啮合滚动设置，传动摆臂的自由端通过转杆与摆轮活动连接。

6.如权利要求3所述机械手送料系统，其特征在于：所述推块包括沿Z轴向固定设置于运动机械臂上的滑轨，滑轨上设置有滑块，滑块与X轴驱动机构连接。

7.如权利要求3所述机械手送料系统，其特征在于：所述摆杆与活动推块连接端设置有回形孔，活动推块滑动设置于回形孔内。

8.如权利要求1所述机械手送料系统，其特征在于：所述连杆为可调节长度的伸缩连杆。

9.如权利要求2所述机械手送料系统，其特征在于：所述旋转凸轮为圆形飞轮，圆形飞轮外侧面设置有一对相互平行，长度一致的切面。

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