CN215317312U - 一种用于多个机加工工序的机械手装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于多个机加工工序的机械手装置，涉及机加工技术领域，包括直角坐标系机械手臂和机械手爪，机械手爪包括支撑座，支撑座底端设有固定夹爪，支撑座上滑动连接有可沿竖直方向上下滑动的活动夹爪，活动夹爪位于固定夹爪上方且与固定夹爪相配合，支撑座上设有驱动活动夹爪的驱动组件，驱动组件包括第一丝杠和第一伺服电机，支撑座上开设有腔体，第一丝杠转动设置在腔体内，第一丝杠螺纹连接有第一丝杠螺母，第一丝杠螺母固定在活动夹爪上，第一伺服电机的输出端与第一丝杠传动连接。该用于多个机加工工序的机械手装置能够夹紧工件，加工与转工序的过程中，工件始终固定在机械手爪上，保持定位基准稳定。

Description

一种用于多个机加工工序的机械手装置

技术领域

本实用新型涉及机加工技术领域，尤其涉及一种用于多个机加工工序的机械手装置。

背景技术

机加工行业中经常遇到毛坯件多工序机加工或检测等工序，由于毛坯件定位基准不稳定，为解决这一问题，传统做法为人工在毛坯件上划线，机加工工人人工对刀加工，但是效率较低。

为提高机加工效率，提高机加工的自动化程度，机加工过程中往往使用机械手多次抓取零件并搬运到相应的机加工设备上，为保证定位基准稳定，往往在每一个零件上安装一个定位工装，耗费人力和物力，操作繁琐。

本实用新型提供了一种用于多个机加工工序的机械手，抓取并夹紧毛坯件不放下，直接进行机加工及转工序，能够解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中所存在的上述技术问题提供了一种用于多个机加工工序的机械手装置，能够抓取并夹紧毛坯件不放下，直接进行机加工及转工序，解决了机加工过程中往往使用机械手多次抓取零件，为保证定位基准稳定，往往在每一个零件上增加一个定位工装，耗费人力和和物力，操作繁琐的技术问题。

为实现上述技术目的，本实用新型实施例提供了一种用于多个机加工工序的机械手装置，包括直角坐标系机械手臂和机械手爪，所述直角坐标系机械手臂包括X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构，所述Z轴运动机构与所述X轴运动机构连接，随所述X轴运动机构沿X轴方向移动，所述Y轴运动机构与所述Z轴运动机构连接，随所述Z轴运动机构沿Z轴方向移动；

所述机械手爪包括支撑座，所述支撑座底端设有固定夹爪，所述支撑座上滑动连接有可沿竖直方向上下滑动的活动夹爪，所述活动夹爪位于所述固定夹爪上方且与所述固定夹爪相配合，所述支撑座上设有驱动所述活动夹爪的驱动组件，所述驱动组件包括第一丝杠和第一伺服电机，所述支撑座上开设有腔体，所述第一丝杠转动设置在所述腔体内，所述第一丝杠螺纹连接有第一丝杠螺母，所述第一丝杠螺母固定在所述活动夹爪上，所述第一伺服电机的输出端与所述第一丝杠传动连接；

所述支撑座与所述Y轴运动机构连接，随所述Y轴运动机构沿Y轴方向移动。

优选地，所述第一丝杠上设有传力部，所述第一丝杠上套设有止推轴承，所述止推轴承的轴圈与所述传力部上端面相抵，所述止推轴承与所述支撑座上壁之间设有压力传感器，所述压力传感器与所述支撑座上壁固定连接，所述止推轴承的座圈与所述压力传感器下端面相抵；所述压力传感器电性连接有控制单元，所述控制单元与所述第一伺服电机电性连接；所述压力传感器用于测量所述机械手爪的夹紧力并将测量结果反馈给所述控制单元，所述控制单元被设置为当所述压力传感器测量的结果达到设定值时，控制所述第一伺服电机停止工作。

优选地，所述机械手爪还包括浮动夹块、连接螺栓和限位螺母，所述浮动夹块顶端固定连接有球面垫圈，所述活动夹爪底部向上凹陷成垫圈支座部，所述球面垫圈与所述垫圈支座部通过球形面接触，所述连接螺栓竖直地依次穿过所述浮动夹块、球面垫圈和活动夹爪后与所述限位螺母连接，所述浮动夹块底部向上凹陷成容置腔，所述连接螺栓的头部能够容纳于所述容置腔内，所述连接螺栓分别与所述浮动夹块、球面垫圈和活动夹爪间隙配合，且所述连接螺栓能够沿其轴向上下窜动。

优选地，所述第一丝杠为梯形丝杠。

优选地，所述X轴运动机构包括床身、托板和X轴传动组件，所述托板设于所述床身顶部且与所述床身滑动连接；所述X轴传动组件包括第二伺服电机、齿轮和齿条，所述第二伺服电机固定在所述托板上，所述第二伺服电机的输出端与所述齿轮传动连接，所述齿条固定在所述床身上，所述齿轮与所述齿条相啮合。

优选地，所述Z轴运动机构包括立柱、滑板和Z轴传动组件，所述立柱固定在所述托板顶部，所述滑板位于所述立柱一侧且与所述立柱滑动连接；所述Z轴传动组件包括第三伺服电机和第二丝杠，所述第二丝杠转动连接在所述立柱上，所述第三伺服电机的输出端与所述第二丝杠传动连接，所述第二丝杠螺纹连接有第二丝杠螺母，所述第二丝杠螺母与所述滑板固定连接。

优选地，所述Y轴运动机构包括滑座、滑枕和Y轴传动组件，所述滑座固定在所述滑板上，所述滑枕贯穿所述滑座且与所述滑座滑动连接；所述Y 轴传动组件包括第四伺服电机和第三丝杠，所述第三丝杠与所述滑座转动连接，所述第四伺服电机的输出端与所述第三丝杠传动连接，所述第三丝杠螺纹连接有第三丝杠螺母，所述第三丝杠螺母与所述滑枕固定连接。

优选地，所述第二丝杠和第三丝杠均为精密滚珠丝杠。

本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本实用新型实施例中的用于多个机加工工序的机械手装置通过第一伺服电机带动第一丝杠，进而驱动活动夹爪与固定夹爪配合夹紧工件，再通过与机械手爪连接的XYZ直角坐标系机械手臂带动机械手爪及工件移动至相应的机加工位置，并在完成一道工序后进行转工序，加工与转工序的过程中，工件始终固定在机械手爪上，保持定位基准稳定。

进一步地，第一丝杠为梯形丝杠，承载能力大，且具有自锁功能；设置压力传感器和控制单元，能够设定并控制机械手爪夹紧力的大小。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一种用于多个机加工工序的机械手装置的结构示意图。

图2为图1的右视图。

图3为图1的A-A剖视图。

图4为图1的B-B剖视图。

图5为图4的C-C剖视图。

图6为图2的D-D剖视图。

附图标记说明

100-机械手爪，101-支撑座，102-固定夹爪，103-活动夹爪，104-第一丝杠，105-第一伺服电机，106-止推轴承，107-压力传感器，108-浮动夹块，109- 连接螺栓，110-限位螺母，111-球面垫圈，112-传力部；

200-X轴运动机构，201-床身，202-托板，203-第二伺服电机，204-齿条， 205-齿轮；

300-Z轴运动机构，301-立柱，302-滑板，303-第三伺服电机，304-第二丝杠，305-Z轴导轨压板及斜铁组件；

400-Y轴运动机构，401-滑座，402-滑枕，403-第四伺服电机，404-第三丝杠，405-Y轴导轨压板及斜铁组件；

500-工件；600-工序。

具体实施方式

通过解释以下本申请的优选实施方案，本实用新型的其他目的和优点将变得清楚。

如图1至图6所示，一种用于多个机加工工序600的机械手装置，包括直角坐标系机械手臂和机械手爪100，直角坐标系机械手臂包括X轴运动机构 200、Y轴运动机构400和Z轴运动机构300，Z轴运动机构300与X轴运动机构200 连接，随X轴运动机构200沿X轴方向移动，Y轴运动机构400与Z轴运动机构 300连接，随Z轴运动机构300沿Z轴方向移动；机械手爪100包括支撑座101，支撑座101底端设有固定夹爪102，支撑座101上滑动连接有可沿竖直方向上下滑动的活动夹爪103，活动夹爪103位于固定夹爪102上方且与固定夹爪102相配合，支撑座101上设有驱动活动夹爪103的驱动组件，驱动组件包括第一丝杠104和第一伺服电机105，支撑座101上开设有腔体，第一丝杠104转动设置在腔体内，第一丝杠104螺纹连接有第一丝杠螺母，第一丝杠螺母固定在活动夹爪103上，第一伺服电机105的输出端与第一丝杠104传动连接；支撑座101 与Y轴运动机构400连接，随Y轴运动机构400沿Y轴方向移动。其中，支撑座 101通过螺栓与Y轴运动机构400固定；第一伺服电机105的输出端连接减速器，减速器的输出端通过联轴器与第一丝杠104连接，实现第一伺服电机105 与第一丝杠104之间的传动；支撑座101上可设置夹爪导轨，相应地，活动夹爪103上设置与夹爪导轨相配合的滑动部，实现活动夹爪103与支撑座101滑动连接。

本实用新型实施例中的用于多个机加工工序600的机械手装置通过第一伺服电机105带动第一丝杠104，进而驱动活动夹爪103与固定夹爪102配合夹紧工件500，再通过与机械手爪100连接的XYZ直角坐标系机械手臂带动机械手爪100及工件500移动至相应的机加工位置，并在完成加工后进行转工序 600，加工与转工序600的过程中，工件500始终固定在机械手爪100上，保持定位基准稳定。

在一些实施例中，第一丝杠104上设有传力部112，第一丝杠104上套设有止推轴承106，止推轴承106的轴圈与传力部112上端面相抵，止推轴承106与支撑座101上壁之间设有压力传感器107，压力传感器107与支撑座101上壁固定连接，止推轴承106的座圈与压力传感器107下端面相抵；压力传感器107 电性连接有控制单元，控制单元与第一伺服电机105电性连接；压力传感器 107用于测量机械手爪100的夹紧力并将测量结果反馈给控制单元，控制单元被设置为当压力传感器107测量的结果达到设定值时，控制第一伺服电机105 停止工作。其中，压力传感器107为圆环型，套设在第一丝杠104上，且与第一丝杠104之间存在间隙。当活动夹爪103与固定夹爪102相配合夹紧工件500 时，夹紧力会传递到第一丝杠104上，进而通过传力部112传递给压力传感器 107。

在一些实施例中，机械手爪100还包括浮动夹块108、连接螺栓109和限位螺母110，浮动夹块108顶端固定连接有球面垫圈111，活动夹爪103底部向上凹陷成垫圈支座部，球面垫圈111与垫圈支座部通过球形面接触，连接螺栓 109竖直地依次穿过浮动夹块108、球面垫圈111和活动夹爪103后与限位螺母 110连接，浮动夹块108底部向上凹陷成容置腔，连接螺栓109的头部能够容纳于容置腔内，连接螺栓109分别与浮动夹块108、球面垫圈111和活动夹爪103 间隙配合，且连接螺栓109能够沿其轴向上下窜动。球面垫圈111与活动夹爪103上的垫圈支座部通过球形面接触，能够使浮动夹块108相对于活动夹爪103 在垂直面的一定角度范围内摆动，浮动夹块108与毛坯工件500上表面接触，能够适应毛坯工件500的不规则表面，夹紧效果更好。

在一些实施例中，第一丝杠104为梯形丝杠，承载能力大，且具有自锁功能。

在一些实施例中，X轴运动机构200包括床身201、托板202和X轴传动组件，床身201上设有X轴导轨，托板202上设有与X轴导轨相配合的X轴滑动部，托板202设于床身201顶部且与床身201滑动连接；X轴传动组件包括第二伺服电机203、齿轮205和齿条204，第二伺服电机203固定在托板202上，第二伺服电机203的输出端与齿轮205传动连接，齿条204固定在床身201上，齿轮205 与齿条204相啮合。其中，床身201为长条形，增大X轴移动机构的运动距离，便于工序600的转移，床身201通过地脚螺栓固定在地基上；第二伺服电机203 的输出端连接减速器，减速器的输出端通过联轴器与齿轮205上的齿轮205轴连接，实现第二伺服电机203与齿轮205的传动连接；齿轮205、齿条204为高精度齿轮齿条，保证机加工精度。

在一些实施例中，Z轴运动机构300包括立柱301、滑板302和Z轴传动组件，立柱301固定在托板202顶部，立柱301上设有Z轴导轨，滑板302上设有与 Z轴导轨相配合的Z轴滑动部，滑板302位于立柱301一侧且与立柱301滑动连接；Z轴传动组件包括第三伺服电机303和第二丝杠304，第二丝杠304转动连接在立柱301上，第三伺服电机303的输出端与第二丝杠304传动连接，第二丝杠304螺纹连接有第二丝杠螺母，第二丝杠螺母与滑板302固定连接。其中，立柱301通过螺栓固定在托板202上，第三伺服电机303的输出端连接减速器，减速器的输出端通过联轴器与第二丝杠304连接，实现第三伺服电机303与第二丝杠304之间的传动；滑板302可连接有Z轴导轨压板及斜铁组件305，用于调整滑板302与立柱301滑动摩擦副的间隙。

在一些实施例中，Y轴运动机构400包括滑座401、滑枕402和Y轴传动组件，滑座401固定在滑板302上，滑座401上设有Y轴导轨，滑枕402上设有与Y 轴导轨相配合的Y轴滑动部，滑枕402贯穿滑座401且与滑座401滑动连接；Y 轴传动组件包括第四伺服电机403和第三丝杠404，第三丝杠404与滑座401转动连接，第四伺服电机403的输出端与第三丝杠404传动连接，第三丝杠404 螺纹连接有第三丝杠螺母，第三丝杠螺母与滑枕402固定连接。其中，滑座 401通过螺栓固定在滑板302上，支撑座101通过螺栓与滑枕402固定，第四伺服电机403的输出端连接减速器，减速器的输出端通过联轴器与第三丝杠404 连接，实现第四伺服电机403与第三丝杠404之间的传动；滑座401可连接有Y 轴导轨压板及斜铁组件405，用于调整滑枕402与滑座401滑动摩擦副的间隙。

在一些实施例中，第二丝杠304和第三丝杠404均为精密滚珠丝杠，保证机加工精度。

参考本申请的优选技术方案详细描述了本申请的装置，然而，需要说明的是，在不脱离本申请的精神的情况下，本领域技术人员可在上述公开内容的基础上做出任何改造、修饰以及变动。本申请包括上述具体实施方案及其任何等同形式。

Claims (8)

1.一种用于多个机加工工序的机械手装置，其特征在于，包括直角坐标系机械手臂和机械手爪，所述直角坐标系机械手臂包括X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构，所述Z轴运动机构与所述X轴运动机构连接，随所述X轴运动机构沿X轴方向移动，所述Y轴运动机构与所述Z轴运动机构连接，随所述Z轴运动机构沿Z轴方向移动；

所述机械手爪包括支撑座，所述支撑座底端设有固定夹爪，所述支撑座上滑动连接有可沿竖直方向上下滑动的活动夹爪，所述活动夹爪位于所述固定夹爪上方且与所述固定夹爪相配合，所述支撑座上设有驱动所述活动夹爪的驱动组件，所述驱动组件包括第一丝杠和第一伺服电机，所述支撑座上开设有腔体，所述第一丝杠转动设置在所述腔体内，所述第一丝杠螺纹连接有第一丝杠螺母，所述第一丝杠螺母固定在所述活动夹爪上，所述第一伺服电机的输出端与所述第一丝杠传动连接；

所述支撑座与所述Y轴运动机构连接，随所述Y轴运动机构沿Y轴方向移动。

2.如权利要求1所述的用于多个机加工工序的机械手装置，其特征在于，所述第一丝杠上设有传力部，所述第一丝杠上套设有止推轴承，所述止推轴承的轴圈与所述传力部上端面相抵，所述止推轴承与所述支撑座上壁之间设有压力传感器，所述压力传感器与所述支撑座上壁固定连接，所述止推轴承的座圈与所述压力传感器下端面相抵；所述压力传感器电性连接有控制单元，所述控制单元与所述第一伺服电机电性连接；所述压力传感器用于测量所述机械手爪的夹紧力并将测量结果反馈给所述控制单元，所述控制单元被设置为当所述压力传感器测量的结果达到设定值时，控制所述第一伺服电机停止工作。

3.如权利要求1所述的用于多个机加工工序的机械手装置，其特征在于，所述机械手爪还包括浮动夹块、连接螺栓和限位螺母，所述浮动夹块顶端固定连接有球面垫圈，所述活动夹爪底部向上凹陷成垫圈支座部，所述球面垫圈与所述垫圈支座部通过球形面接触，所述连接螺栓竖直地依次穿过所述浮动夹块、球面垫圈和活动夹爪后与所述限位螺母连接，所述浮动夹块底部向上凹陷成容置腔，所述连接螺栓的头部能够容纳于所述容置腔内，所述连接螺栓分别与所述浮动夹块、球面垫圈和活动夹爪间隙配合，且所述连接螺栓能够沿其轴向上下窜动。

4.如权利要求1所述的用于多个机加工工序的机械手装置，其特征在于，所述第一丝杠为梯形丝杠。

5.如权利要求1所述的用于多个机加工工序的机械手装置，其特征在于，所述X轴运动机构包括床身、托板和X轴传动组件，所述托板设于所述床身顶部且与所述床身滑动连接；所述X轴传动组件包括第二伺服电机、齿轮和齿条，所述第二伺服电机固定在所述托板上，所述第二伺服电机的输出端与所述齿轮传动连接，所述齿条固定在所述床身上，所述齿轮与所述齿条相啮合。

6.如权利要求5所述的用于多个机加工工序的机械手装置，其特征在于，所述Z轴运动机构包括立柱、滑板和Z轴传动组件，所述立柱固定在所述托板顶部，所述滑板位于所述立柱一侧且与所述立柱滑动连接；所述Z轴传动组件包括第三伺服电机和第二丝杠，所述第二丝杠转动连接在所述立柱上，所述第三伺服电机的输出端与所述第二丝杠传动连接，所述第二丝杠螺纹连接有第二丝杠螺母，所述第二丝杠螺母与所述滑板固定连接。

7.如权利要求6所述的用于多个机加工工序的机械手装置，其特征在于，所述Y轴运动机构包括滑座、滑枕和Y轴传动组件，所述滑座固定在所述滑板上，所述滑枕贯穿所述滑座且与所述滑座滑动连接；所述Y轴传动组件包括第四伺服电机和第三丝杠，所述第三丝杠与所述滑座转动连接，所述第四伺服电机的输出端与所述第三丝杠传动连接，所述第三丝杠螺纹连接有第三丝杠螺母，所述第三丝杠螺母与所述滑枕固定连接。

8.如权利要求7所述的用于多个机加工工序的机械手装置，其特征在于，所述第二丝杠和第三丝杠均为精密滚珠丝杠。

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