CN214604421U - 单机械手的上下料机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单机械手的上下料机器人，其涉及光伏铝合金型材边框加工领域。其技术方案要点包括：台架；承载于所述台架上的三轴移动机构，所述三轴移动机构包括能够沿Z轴方向移动的第三移动座；承载于所述第三移动座上的翻转机构，所述翻转机构包括能够围绕X轴转动的翻转臂；以及，承载于所述翻转臂上的夹取机构，所述夹取机构包括两个沿X轴方向布置、且能够调节间距的夹爪组件。本实用新型的上下料机器人在光伏铝边框全自动加工流水线中负责工件的交接输送和工件的姿态变换，采用柔性化设计，通过简单的调整，即可加工各种尺寸规格的光伏铝边框型材。

Description

单机械手的上下料机器人

技术领域

本实用新型涉及光伏铝合金型材边框加工领域，更具体地说，它涉及一种单机械手的上下料机器人。

背景技术

光伏铝边框的加工工艺，主要包括切割、冲压和穿角码三道工序，其中生产工艺大多采取流水线作业。其中切割工序目前已经实现了全自动作业，而后道的冲压工序和穿角码工序，主要还是人工作业。因此，目前行业内大都是全自动切割工序与手动的冲压和穿角码工序组合，而形成的半自动化加工流水线。

随着人力资源成本的上升，行业内对全自动加工流水线的需求越来越大，尤其是对流水线的柔性化提出了更高的要求，即通过快速的调整，即可适应不同尺寸规格光伏铝边框型材的加工。

但是，现有的通用工业机器人并不能与流水线相匹配，因此需要根据光伏铝边框的加工流水线设计一款能够适应不同尺寸规格光伏铝边框型材的上下料机器人。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种单机械手的上下料机器人，其在光伏铝边框全自动加工流水线中负责工件的交接输送和工件的姿态变换，采用柔性化设计，通过简单的调整，即可加工各种尺寸规格的光伏铝边框型材。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种单机械手的上下料机器人，包括：

台架；

承载于所述台架上的三轴移动机构，所述三轴移动机构包括能够沿Z轴方向移动的第三移动座；

承载于所述第三移动座上的翻转机构，所述翻转机构包括能够围绕X轴转动的翻转臂；以及，

承载于所述翻转臂上的夹取机构，所述夹取机构包括两个沿X轴方向布置、且能够调节间距的夹爪组件。

进一步地，所述翻转臂上至少设置有两个所述夹取机构。

进一步地，所述翻转臂上设置有固定座，所述固定座上穿设有支承杆组件，所述支承杆组件与固定座之间设置有限位组件；

所述夹爪组件包括套设在所述支承杆组件上的安装座，所述安装座与支承杆组件之间设置有锁紧组件。

进一步地，所述限位组件包括限位螺栓或者限位螺母。

进一步地，所述支撑杆组件包括轴杆，所述限位组件包括两组，且分别位于所述固定座两侧；所述限位组件包括套设在所述轴杆上的挡块，所述挡块与轴杆通过紧固件固定连接，所述轴杆上套设有位于所述固定座与挡块之间的限位弹簧。

进一步地，所述夹爪组件包括夹爪，所述夹爪侧壁设置有用于反馈夹取状态的传感组件。

进一步地，所述传感组件包括活动支架以及与所述夹爪连接的固定支架，所述活动支架上设置有浮动感应头；

所述活动支架上设置有穿过所述固定支架的限位导杆，所述限位导杆上套设有位于所述固定支架与活动支架之间的复位弹簧；

所述活动支架上设置有驱动杆，所述夹爪张开后能够与所述驱动杆接触，并带动所述活动支架向靠近固定支架的方向移动。

进一步地，所述驱动杆上套设有用于与所述夹爪接触的驱动滚轮。

进一步地，所述翻转臂上穿设有与所述第三移动座连接的第一转轴，使其能够围绕X轴转动；所述翻转臂上设置有两个定位板，两个所述定位板之间设置有第二转轴，所述第二转轴上套设有轴套；所述第三移动座上设置有转动支座，所述转动支座上设置有与所述轴套连接的翻转驱动装置。

进一步地，所述台架上设置有第一导轨组件，所述第一导轨组件上设置有能够沿X轴方向移动的第一移动座，且所述第一移动座与台架之间设置有第一驱动组件；

所述第一移动座上设置有第二导轨组件，所述第二导轨组件上设置有能够沿Y轴方向移动的第二移动座，且所述第二移动座与第一移动座之间设置有第二驱动组件；

所述第三移动座与第二移动座之间设置有第三导轨组件，且两者之间设置有第三驱动组件。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、采用三轴移动机构，可以自动定位工件，完成工件的输送和交接；

2、采用翻转机构，可以实现工件姿态的调整；

3、采用两个夹取机构，可以同时夹取两个工件，提高生产效率；

4、上下料机器人形成独立的单机设计，可以实现两个工序之间或者两个机器人相互之间工件的交接，而通过多台上下料机器人的组合作业，能够实现复杂流水线上工件的流转；

5、用于承载夹取机构的支承杆组件，与固定座之间通过限位弹簧与挡块连接，能够模拟人手操作，确保抓料牢固稳定，同时又有一定的柔性，有利于工件准确地入模，提高生产效率；

6、在夹爪上设置传感组件，既可以确保控制系统实时掌控工件被夹取的状态，又能够大幅度提高工件交接的速度。

附图说明

图1为实施例1中单机械手的上下料机器人的主视图；

图2为实施例1中单机械手的上下料机器人的侧视图；

图3为实施例1中单机械手的上下料机器人的俯视图；

图4为实施例1中第二驱动组件的结构示意图；

图5为实施例1中单机械手的上下料机器人的部分组件结构示意图一；

图6为实施例1中单机械手的上下料机器人的部分组件结构示意图二；

图7为实施例1中夹取机构的结构示意图；

图8为实施例2中夹爪与传感组件的结构示意图；

图9为实施例3中支承杆组件与固定座的结构示意图。

图中：1、台架；21、第一移动座；22、第一导轨组件；23、第一驱动电机；231、齿轮；24、齿条；31、第二移动座；32、第二导轨组件；33、滚珠丝杠组件；34、第二驱动电机；41、第三移动座；42、第三导轨组件；43、第一驱动气缸；51、翻转臂；511、定位板；512、固定座；52、第一转轴；53、第二转轴；54、轴套；55、转动支座；56、第二驱动气缸；61、安装座；62、轴杆；63、螺杆；651、挡板；652、限位弹簧；653、挡块；7、夹爪；71、夹爪手指；81、固定支架；82、活动支架；83、限位导杆；84、复位弹簧；85、直线轴承；86、浮动感应头；87、驱动杆；88、驱动滚轮；9、电气控制柜。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1：

一种单机械手的上下料机器人，参照图1至图7，其包括台架1，台架1上设置有三轴移动机构，三轴移动机构包括能够沿Z轴方向移动的第三移动座41；第三移动座41上设置有翻转机构，翻转机构包括能够围绕X轴转动的翻转臂51；翻转臂51上设置有夹取机构，夹取机构包括两个沿X轴方向布置、且能够调节间距的夹爪组件；本实施例中采用夹取机构来抓取工件，然后通过三轴移动机构和翻转机构来实现工件的交接输送和姿态变化；夹取机构的两个夹爪组件可以调节间距，实现柔性化设计，可以加工各种尺寸规格的工件（即光伏铝边框型材）；本实施例中台架1上设置有电气控制柜9，使得上下料机器人形成独立的单机设计，可通过多台上下料机器人的组合作业，实现复杂流水线上工件的流转。

参照图1至图3，台架1上设置有第一导轨组件22，第一导轨组件22上设置有能够沿X轴方向移动的第一移动座21，且第一移动座21与台架1之间设置有第一驱动组件；具体地，本实施例中第一驱动组件包括固定设置于第一移动座21上的第一驱动电机23，第一驱动电机23上设置有齿轮231，台架1上设置有与齿轮231啮合的齿条24，则第一驱动电机23能够驱动第一移动座21沿X轴方向移动，本实施例中X轴为输送工件的主要运动方向；本实施例中第一驱动电机23为伺服电机，齿轮231为斜齿轮，齿条24为斜齿条，采用斜齿轮与斜齿条配合，能够获得更高的传动效率，可以有效减少机械传动过程中产生的冲击和噪音，使传动更加平稳，并且可以承受高速重载；在其他可选的实施例中，第一驱动组件也可以采用其它结构，在此不做限制，能够驱动第一移动座21沿X轴方向实现往复移动即可。

参照图2和图4，第一移动座21上设置有第二导轨组件32，第二导轨组件32上设置有能够沿Y轴方向移动的第二移动座31，且第二移动座31与第一移动座21之间设置有第二驱动组件；具体地，本实施例中第二驱动组件包括固定设置于第一移动座21上的第二驱动电机34，第二驱动电机34为伺服电机，第二驱动电机34与第二移动座31之间设置有滚珠丝杠组件33，则第二驱动电机34能够驱动第二移动座31沿Y轴方向移动；在其他可选的实施例中，第二驱动组件也可以采用其它结构，在此不做限制，能够驱动第二移动座31沿Y轴方向实现往复移动即可。

参照图2、图5和图6，第三移动座41与第二移动座31之间设置有第三导轨组件42，且两者之间设置有第三驱动组件；具体地，第三驱动组件包括固定设置于第二移动座31上的第一驱动气缸43，则第一驱动气缸43能够驱动第三移动座41沿Z轴方向移动；在其他可选的实施例中，第三驱动组件也可以采用其它结构，在此不做限制，能够驱动第三移动座41沿Z轴方向实现往复移动即可。

参照图2、图5和图6，翻转臂51上穿设有与第三移动座41连接的第一转轴52，则翻转臂51能够围绕X轴转动；翻转臂51上设置有两个定位板511，两个定位板511之间设置有第二转轴53，第二转轴53上套设有轴套54；第三移动座41上设置有转动支座55，转动支座55上设置有与轴套54连接的翻转驱动装置；本实施例中翻转驱动装置为第二驱动气缸56，第二驱动气缸56的驱动轴伸出时，翻转臂51呈水平状态，第二驱动气缸56的驱动轴收缩时，带动翻转臂51向下转动90°至竖直状态，来实现工件的姿态变换；本实施例中翻转机构具有结构紧凑，成本低的优势。

参照图6和图7，本实施例中翻转臂51上设置有两个夹取机构，从而可以同时抓取两个工件，提高生产效率；具体地，翻转臂51上设置有固定座512，固定座512上穿设有支承杆组件，支承杆组件与固定座512之间设置有限位组件；夹爪组件包括套设在支承杆组件上的安装座61，安装座61上设置有夹爪7，安装座61与支承杆组件之间设置有锁紧组件；安装座61可以在支承杆组件上移动调节，从而可以调节两个夹爪7的间距，适应不同尺寸规格的工件。

参照图7，本实施例中支承杆组件包括两个轴杆62和一个螺杆63，从而能够保证安装座61的稳定性；锁紧组件包括旋设于螺杆63上的两个锁紧螺母，且两个锁紧螺母分别位于安装座61两侧，从而能够限定安装座61与螺杆63的相对位置；本实施例中安装座61上旋设有与轴杆62接触的锁紧螺栓，从而能够限定安装座61与轴杆62的相对位置，提高其稳定性；本实施例中限位组件包括限位螺栓或者限位螺母，具体地，螺杆63上旋设有两个分别与固定座512接触的限位螺母，从而能够限定螺杆63与固定座512的相对位置；固定座512上旋设有与轴杆62接触的限位螺母，从而能够限定轴杆62与固定座512的相对位置。

实施例2：

一种单机械手的上下料机器人，参照图8，以实施例1为基础，本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中夹爪7侧壁设置有用于反馈夹取状态的传感组件；具体地，传感组件包括活动支架82以及与夹爪7连接的固定支架81，活动支架82上设置有浮动感应头86；活动支架82上设置有穿过固定支架81的限位导杆83，限位导杆83上套设有位于固定支架81与活动支架82之间的复位弹簧84，本实施例中限位导杆83与固定支架81之间设置有直线轴承85；活动支架82上设置有驱动杆87，本实施例中夹爪7包括两个能够翻转张开的夹爪手指71，夹爪手指71张开后能够与驱动杆87接触，并带动活动支架82向靠近固定支架81的方向移动；本实施例中驱动杆87上套设有用于与夹爪手指71接触的驱动滚轮88，从而能够减少摩擦力，具体地，本实施例中驱动滚轮88为滚动轴承。

参照图8，当夹爪7张开时，夹爪手指71通过驱动滚轮88压动活动支架82，使浮动感应头86后退；当夹爪7闭合并夹持住工件时，夹爪手指71对活动支架82的限制取消，则活动支架82在复位弹簧84的弹性力作用下移动复位，并带动浮动感应头86升起，触碰到工件表面，从而产生已夹持工件的信号，传给控制系统；本实施例中的传感组件形成单独的模块，可以直接安装在现有的夹爪7上，使夹取组件具有传感功能，从而能够实时掌控工件被抓取的状态，而且安装方便，结构简单，成本低；同时，本实施例中夹爪7与传感组件之间的传动配合，能够大幅度提高工件交接的速度。

实施例3：

一种单机械手的上下料机器人，参照图7和图9，以实施例2为基础，本实施例与实施例2的区别在于：本实施例中限位组件包括两组，且分别位于固定座512两侧；具体地，限位组件包括套设在轴杆62上的挡块653，挡块653与轴杆62通过紧固件（例如螺钉）固定连接，轴杆62上套设有位于固定座512与挡块653之间的限位弹簧652；本实施例中轴杆62上套设有与固定座512接触的挡板651，限位弹簧652一端与挡块653接触，另一端与挡板651接触；同时，固定座512与轴杆62之间不再设置限位螺栓，而螺杆63与限位螺母可以根据需要选择取消或者保留，使支承杆组件与固定座512之间取消固定的限定状态即可。

参照图9，本实施例中支承杆组件与固定座512之间采用限位弹簧652与挡块653配合形成弹性的限定状态，即支承杆组件可以相对于固定座512发生位移；作业过程中，夹取机构将工件放入模具时，工件可以轻微地左右摆动，有利于工件准确地入模；可以通过调节挡块653的位置，来设置限位弹簧652的预紧力，从而达到最佳的状态。

Claims (10)

1.一种单机械手的上下料机器人，其特征在于，包括：

台架；

承载于所述台架上的三轴移动机构，所述三轴移动机构包括能够沿Z轴方向移动的第三移动座；

承载于所述第三移动座上的翻转机构，所述翻转机构包括能够围绕X轴转动的翻转臂；以及，

承载于所述翻转臂上的夹取机构，所述夹取机构包括两个沿X轴方向布置、且能够调节间距的夹爪组件。

2.根据权利要求1所述的单机械手的上下料机器人，其特征在于：所述翻转臂上至少设置有两个所述夹取机构。

3.根据权利要求1所述的单机械手的上下料机器人，其特征在于：所述翻转臂上设置有固定座，所述固定座上穿设有支承杆组件，所述支承杆组件与固定座之间设置有限位组件；

所述夹爪组件包括套设在所述支承杆组件上的安装座，所述安装座与支承杆组件之间设置有锁紧组件。

4.根据权利要求3所述的单机械手的上下料机器人，其特征在于：所述限位组件包括限位螺栓或者限位螺母。

5.根据权利要求3所述的单机械手的上下料机器人，其特征在于：所述支承杆组件包括轴杆，所述限位组件包括两组，且分别位于所述固定座两侧；所述限位组件包括套设在所述轴杆上的挡块，所述挡块与轴杆通过紧固件固定连接，所述轴杆上套设有位于所述固定座与挡块之间的限位弹簧。

6.根据权利要求1所述的单机械手的上下料机器人，其特征在于：所述夹爪组件包括夹爪，所述夹爪侧壁设置有用于反馈夹取状态的传感组件。

7.根据权利要求6所述的单机械手的上下料机器人，其特征在于：所述传感组件包括活动支架以及与所述夹爪连接的固定支架，所述活动支架上设置有浮动感应头；

所述活动支架上设置有穿过所述固定支架的限位导杆，所述限位导杆上套设有位于所述固定支架与活动支架之间的复位弹簧；

所述活动支架上设置有驱动杆，所述夹爪张开后能够与所述驱动杆接触，并带动所述活动支架向靠近固定支架的方向移动。

8.根据权利要求7所述的单机械手的上下料机器人，其特征在于：所述驱动杆上套设有用于与所述夹爪接触的驱动滚轮。

9.根据权利要求1所述的单机械手的上下料机器人，其特征在于：所述翻转臂上穿设有与所述第三移动座连接的第一转轴，使其能够围绕X轴转动；所述翻转臂上设置有两个定位板，两个所述定位板之间设置有第二转轴，所述第二转轴上套设有轴套；所述第三移动座上设置有转动支座，所述转动支座上设置有与所述轴套连接的翻转驱动装置。

10.根据权利要求1所述的单机械手的上下料机器人，其特征在于：所述台架上设置有第一导轨组件，所述第一导轨组件上设置有能够沿X轴方向移动的第一移动座，且所述第一移动座与台架之间设置有第一驱动组件；

所述第一移动座上设置有第二导轨组件，所述第二导轨组件上设置有能够沿Y轴方向移动的第二移动座，且所述第二移动座与第一移动座之间设置有第二驱动组件；

所述第三移动座与第二移动座之间设置有第三导轨组件，且两者之间设置有第三驱动组件。

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