CN218802292U - 一种回转式交换机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种回转式交换机械手，它包括回转臂机体和回转臂，所述回转臂位于回转臂机体的顶部，所述回转臂的两端设置有卡爪机构；所述回转臂机体内设置有回转升降机构，所述回转升降机构的上端与回转臂的中部相连，所述回转升降机构用于带动回转臂水平转动和带动回转臂竖直升降。该回转式交换机械手相比于现有的上下料装置而言，其结构更简单，控制更加方便。

Description

一种回转式交换机械手

技术领域

本实用新型涉及机床领域，特别是一种回转式交换机械手。

背景技术

在滚齿或者磨齿加工时，为提高自动化程度，减少劳力，机床上会配置上下料装置来为工件载台添加工件或将工件从工件载台上取下。

现有的上下料装置多采用多自由度的机械手臂；使用时将机械手臂设置在工件载台旁，通过机械手臂为工件载台添加工件或将工件从工件载台上取下。

现有的机械手臂结构复杂，由于其有多个活动关节，导致其控制起来较为复杂，需要编写较多的控制程序。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述存在的问题，提一种回转式交换机械手，该回转式交换机械手相比于现有的上下料装置而言，其结构更简单，控制更加方便。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种回转式交换机械手，它包括回转臂机体和回转臂，所述回转臂位于回转臂机体的顶部，所述回转臂的两端设置有卡爪机构；所述回转臂机体内设置有回转升降机构，所述回转升降机构的上端与回转臂的中部相连，所述回转升降机构用于带动回转臂水平转动和带动回转臂竖直升降。

进一步的，回转升降机构包括升降机构和回转机构；所述升降机构固定设置在回转臂机体内，所述回转机构活动设置在回转臂机体内，所述回转机构的下端与升降机构的上端固定连接，所述回转机构的上端伸出回转臂机体上端，并与回转臂中部固定连接；所述升降机构用于带动回转机构在回转臂机体内上下移动；所述回转机构用于带动回转臂水平转动。

进一步的，所述回转机构包括顶部开口的下套筒和底部开口的上套筒；所述下套筒活动设置在机体内，所述上套筒下端位于下套筒内，所述上套筒下端与下套筒转动连接；所述上套筒和下套筒内设置有凸轮轴，所述凸轮轴侧边开设有螺旋槽，所述螺旋槽沿凸轮轴的轴线方向延伸；所述凸轮轴上端插入上套筒内；所述上套筒的内壁上设置有滚动件，所述滚动件嵌入螺旋槽内；

所述升降机构为双层油缸，所述双层油缸缸体内设置有外活塞，所述外活塞内设置有内活塞杆；双层油缸缸体与回转臂机体下端固定连接，所述外活塞的上端与下套筒的底部固定连接；所述内活塞杆的上端贯穿下套筒，并与凸轮轴的下端固定连接；

所述回转臂的中部与上套筒的上端固定连接。

进一步的，所述卡爪机构包括卡爪、弹簧和卡爪驱动机构；

所述卡爪包括爪一和爪二；所述爪一和爪二位于回转臂的底部，所述爪一和爪二的中部与回转臂转动连接，使卡爪可在水平面内开合；所述爪一和爪二的外端用于装夹工件；

所述弹簧与爪一和爪二的内端相连，所述弹簧将爪一和爪二的内端连接在一起，使爪一和爪二的内端彼此分离，使爪一和爪二的外端彼此靠近；

所述卡爪驱动机构设置在回转臂机体上，当回转升降机构带动回转臂运动，使卡爪靠近卡爪驱动机构时，卡爪驱动机构可带动爪一和爪二的内端彼此靠近，使卡爪张开；

当回转升降机构带动回转臂运动，使卡爪远离卡爪驱动机构时，卡爪驱动机构断开对卡爪的控制。

进一步的，所述卡爪驱动机构为设置在回转臂机体侧面的夹爪气缸；所述夹爪气缸的缸体固定设置在回转臂机体的侧面，夹爪位于其缸体的顶部，当爪一和爪二的内端位于夹爪间时，夹爪闭合可带动爪一和爪二的内端彼此靠近。

进一步的，所述爪一内端的外侧设置有顶紧螺栓一和连接块一，所述顶紧螺栓一设置在连接块一上，所述连接块一固定设置在回转臂的底部；所述顶紧螺栓一贯穿连接块一，使顶紧螺栓一的前端可顶在爪一内端的外侧；

所述爪二内端的外侧设置有顶紧螺栓二和连接块二，所述顶紧螺栓二设置在连接块二上，所述连接块二固定设置在回转臂的底部；所述顶紧螺栓二贯穿连接块二，使顶紧螺栓二的前端可顶在爪二内端的外侧。

进一步的，所述回转臂上开设有质量减轻孔。

进一步的，所述回转臂机体底部设置有回转臂机体底座。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的上下料装置相比于现有的多自由度机械手臂而言，其结构更加的简单，操作也更加方便；同时，回转臂两端均设置卡爪机构，上下料效率更高。

附图说明

图1和2 为回转式交换机械手设置在工件承载装置旁的立体图；

图3为回转式交换机械手的侧视图；

图4为回转升降机构的剖视图；

图5为回转式交换机械手的俯视图；

图6为回转臂的立体图。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1~6所示，本实用新型公开了一种上下料系统，它包括回转式交换机械手1和工件承载装置2；

所述回转式交换机械手1包括回转臂机体103和回转臂101，所述回转臂101位于回转臂机体103的顶部，所述回转臂101的两端设置有卡爪机构102；所述回转臂机体103内设置有回转升降机构，所述回转升降机构的上端与回转臂101的中部相连，所述回转升降机构用于带动回转臂101水平转动和带动回转臂101竖直升降；

所述工件承载装置2设置在回转式交换机械手1旁边，所述工件承载装置2包括工件载台201和载台机体205；所述工件载台201通过载台移动机构设置在载台机体205上；所述载台移动机构用于带动工件载台201移动，调整工件载台201与回转式交换机械手1间的位置。

由于上述结构，工作时，将回转臂机体103固定设置在机床的床身上，将载台机体205固定设置在机床的床身上，使回转式交换机械手1位于工件承载装置2的旁边；如图5所示，回转式交换机械手1位于工件承载装置2的左边；工作时，如图5所示，当要添加的工件放置在左边，工件载台201位于右边时，回转臂101左端的卡爪机构102则能够在回转升降机构的带动下向下移动，抓取左边的工件，抓取完毕后回转升降机构再带动回转臂101向上移动，然后旋转一百八十度，将左边的工件送至右边的工件载台201上方，回转升降机构再带动回转臂101向下移动，然后卡爪机构102松开工件，则能够将工件放置到工件载台201上，完成对工件载台201的上料。若要将工件载台201上的工件送至左边，则回转臂101右端的卡爪机构102在回转升降机构的带动下向下移动，抓取右边的工件，抓取完毕后回转升降机构再带动回转臂101向上移动，然后旋转一百八十度，将右边的工件送至左边，然后回转升降机构再带动回转臂101向下移动，然后卡爪机构102松开工件，将工件放置到左边。

本实用新型的回转式交换机械手1相比于现有的多自由度机械手臂而言，其结构更加的简单，操作也更加方便；同时，回转臂101两端均设置卡爪机构102，上下料效率更高，左端卡爪机构102向右边上料时，右端卡爪机构102便可以同时将右边的工件取下；现有的机械手臂，要先把右边的工件取下，然后送至左边后，再从左边抓取工件，送至右边；本实用新型的回转式交换机械手1，相比于现有的机械手臂而言，上下料步骤更简单，且上下料速度更快；同时，载台移动机构能够带动工件载台201移动，能够方便调整工件载台201与回转式交换机械手1间的位置，进而方便对不同尺寸的工件进行上下料。

进一步的，所述回转升降机构包括升降机构和回转机构；所述升降机构固定设置在回转臂机体103内，所述回转机构活动设置在回转臂机体103内，所述回转机构的下端与升降机构的上端固定连接，所述回转机构的上端伸出回转臂机体103上端，并与回转臂101中部固定连接；所述升降机构用于带动回转机构在回转臂机体103内上下移动；所述回转机构用于带动回转臂101水平转动。

所述升降机构可以为升降油缸，回转机构可以为电机；升降油缸固定设置回转臂机体103内，电机的机体固定设置在升降油缸的顶端，升降油缸用于带动电机在回转臂机体103内上下移动，所述电机的转轴伸出回转臂机体103与回转臂101中部固定连接。

在本实用新型中，所述升降机构和回转机构还可以采用如下方式：

所述回转机构包括顶部开口的下套筒107和底部开口的上套筒105；所述下套筒107活动设置在机体内，所述上套筒105下端位于下套筒107内，所述上套筒105下端与下套筒107转动连接，如图4所示，上套筒105下端通过轴承112转动设置在下套筒107内；所述上套筒105和下套筒107内设置有凸轮轴111，所述凸轮轴111侧边开设有螺旋槽，所述螺旋槽沿凸轮轴111的轴线方向延伸；所述凸轮轴111上端插入上套筒105内；所述上套筒105的内壁上设置有滚动件106，所述滚动件106嵌入螺旋槽内，如图4所示，滚动件106为滚动轴承；所述升降机构为双层油缸，所述双层油缸缸体110内设置有外活塞109，所述外活塞109内设置有内活塞杆108；双层油缸缸体110与回转臂机体103下端固定连接，所述外活塞109的上端与下套筒107的底部固定连接；所述内活塞杆108的上端贯穿下套筒107，并与凸轮轴111的下端固定连接；

所述回转臂101的中部与上套筒105的上端固定连接。如图4所示，回转臂101通过连接盘113设置在上套筒105上端。

由于上述结构，工作时，外活塞109的升降能够带动下套筒107升降，进而带动上套筒105升降；实现整个回转机构的升降，进而带动回转臂101升降；内活塞杆108的升降能够带动凸轮轴111在上套筒105内上下移动，进而使上套筒105转动，带动回转臂101转动。

由于上述结构，相比于电机和升降油缸的方式而言，该结构更加紧凑，不需要单独去控制两个机构单独动作，控制更加方便。

进一步的，所述卡爪机构102包括卡爪、弹簧120和卡爪驱动机构104；

所述卡爪包括相互配合的爪一121和爪二131；所述爪一121和爪二131位于回转臂101的底部，所述爪一121和爪二131的中部通过销轴与回转臂101转动连接，使卡爪可在水平面内开合；所述爪一121和爪二131的外端用于装夹工件；

所述弹簧120与爪一121和爪二131的内端相连，所述弹簧120将爪一121和爪二131的内端连接在一起，使爪一121和爪二131的内端彼此分离，使爪一121和爪二131的外端彼此靠近；

所述卡爪驱动机构104设置在回转臂机体上，当回转升降机构带动回转臂101运动，使卡爪靠近卡爪驱动机构104时，卡爪驱动机构104可带动爪一121和爪二131的内端彼此靠近，使卡爪张开；

当回转升降机构带动回转臂101运动，使卡爪远离卡爪驱动机构104时，卡爪驱动机构104断开对卡爪的控制。

所述卡爪驱动机构104为设置在回转臂机体103侧面的夹爪气缸，夹爪气缸为现有技术，在本领域中又称为气动手指；所述夹爪气缸的缸体固定设置在回转臂机体103的侧面，夹爪141位于其缸体的顶部，当爪一121和爪二131的内端位于夹爪141间时，夹爪141闭合可带动爪一121和爪二131的内端彼此靠近。

如图3所示，由于有两个卡爪机构102，则回转臂机体103的左右两侧各设置一个夹爪气缸，且夹爪气缸能够位于爪一121和爪二131内端的正下方；回转升降机构带动回转臂101下移时，当爪一121和爪二131的内端位于夹爪141间时，夹爪141闭合可带动爪一121和爪二131的内端彼此靠近，使卡爪张开；回转升降机构带动回转臂101上移时，则爪一121和爪二131的内端在弹簧120的作用彼此远离，使卡爪闭合夹紧工件。

若夹爪气缸设置在回转臂101上，则当回转臂101转动时，夹爪气缸的供气管会发生缠绕，而夹爪气缸设置在回转臂机体103侧面则能够避免该情况发生。

如图5所示，所述爪一121内端的外侧设置有顶紧螺栓一123和连接块一122，所述顶紧螺栓一123设置在连接块一122上，所述连接块一122固定设置在回转臂101的底部；所述顶紧螺栓一123贯穿连接块一122，使顶紧螺栓一123的前端可顶在爪一121内端的外侧；

所述爪二131内端的外侧设置有顶紧螺栓二133和连接块二132，所述顶紧螺栓二133设置在连接块二132上，所述连接块二132固定设置在回转臂101的底部；所述顶紧螺栓二133贯穿连接块二132，使顶紧螺栓二133的前端可顶在爪二131内端的外侧。

由于顶紧螺栓一123和顶紧螺栓二133的存在，调节顶紧螺栓一123和顶紧螺栓二133旋入连接块一122和连接块二132的深度，能够调节卡爪的张开大小。

所述载台移动机构包括载台纵移气缸207、载台升降气缸202和移动座203；所述移动座203滑动设置在载台机体205上，并可沿载体机体纵向移动；所述载台纵移气缸207的缸体固定设置在载台机体205上，其活塞杆与移动座203滑相连，所述载台纵移气缸207用于带动移动座203在载台机体205上纵向移动；所述载台升降气缸202竖直设置，其缸体固定设置在移动座203上，其活塞杆与工件载台201的底部相连，所述载台升降气缸202用于带动工件载台201上下移动。

如图2所示，在本实用新型中，载台机体205为一立板，移动座203滑动设置在立板的背面，载台纵移气缸207设置在立板的正面，并沿纵向方向设置；立板上开设一贯穿立板的滑槽，该滑槽沿纵向方向延伸，滑槽内滑动设置一滑块204，滑块204前端与纵移气缸的活塞杆相连，滑块204后端与移动座203相连，所述载台纵移气缸207用于带动移动座203在载台机体205上纵向移动；所述载台升降气缸202竖直设置，其缸体固定设置在移动座203的背面。

如图6所示，回转臂101上开设有质量减轻孔114。由于质量减轻孔114的存在，能够减小回转臂101的重量，节约成本。

进一步的，所述回转臂机体103底部设置有回转臂机体底座，所述载台机体205底部设置有载台机体底座206。由于底座的存在，方便将回转臂机体103和载台机体205固定设置在机床的床身上。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种回转式交换机械手，其特征在于：它包括回转臂机体（103）和回转臂（101），所述回转臂（101）位于回转臂机体（103）的顶部，所述回转臂（101）的两端设置有卡爪机构（102）；所述回转臂机体（103）内设置有回转升降机构，所述回转升降机构的上端与回转臂（101）的中部相连，所述回转升降机构用于带动回转臂（101）水平转动和带动回转臂（101）竖直升降。

2.根据权利要求1所述的回转式交换机械手，其特征在于：回转升降机构包括升降机构和回转机构；所述升降机构固定设置在回转臂机体（103）内，所述回转机构活动设置在回转臂机体（103）内，所述回转机构的下端与升降机构的上端固定连接，所述回转机构的上端伸出回转臂机体（103）上端，并与回转臂（101）中部固定连接；所述升降机构用于带动回转机构在回转臂机体（103）内上下移动；所述回转机构用于带动回转臂（101）水平转动。

3.根据权利要求2所述的回转式交换机械手，其特征在于：所述回转机构包括顶部开口的下套筒（107）和底部开口的上套筒（105）；所述下套筒（107）活动设置在机体内，所述上套筒（105）下端位于下套筒（107）内，所述上套筒（105）下端与下套筒（107）转动连接；所述上套筒（105）和下套筒（107）内设置有凸轮轴（111），所述凸轮轴（111）侧边开设有螺旋槽，所述螺旋槽沿凸轮轴（111）的轴线方向延伸；所述凸轮轴（111）上端插入上套筒（105）内；所述上套筒（105）的内壁上设置有滚动件（106），所述滚动件（106）嵌入螺旋槽内；

所述升降机构为双层油缸，所述双层油缸包括双层油缸缸体（110），所述双层油缸缸体（110）内设置有外活塞（109），所述外活塞（109）内设置有内活塞杆（108）；双层油缸缸体（110）与回转臂机体（103）下端固定连接，所述外活塞（109）的上端与下套筒（107）的底部固定连接；所述内活塞杆（108）的上端贯穿下套筒（107），并与凸轮轴（111）的下端固定连接；

所述回转臂（101）的中部与上套筒（105）的上端固定连接。

4.根据权利要求1所述的回转式交换机械手，其特征在于：所述卡爪机构（102）包括卡爪、弹簧（120）和卡爪驱动机构（104）；

所述卡爪包括爪一（121）和爪二（131）；所述爪一（121）和爪二（131）位于回转臂（101）的底部，所述爪一（121）和爪二（131）的中部与回转臂（101）转动连接，使卡爪可在水平面内开合；所述爪一（121）和爪二（131）的外端用于装夹工件；

所述弹簧（120）与爪一（121）和爪二（131）的内端相连，所述弹簧（120）将爪一（121）和爪二（131）的内端连接在一起，使爪一（121）和爪二（131）的内端彼此分离，使爪一（121）和爪二（131）的外端彼此靠近；

所述卡爪驱动机构（104）设置在回转臂机体上，当回转升降机构带动回转臂（101）运动，使卡爪靠近卡爪驱动机构（104）时，卡爪驱动机构（104）可带动爪一（121）和爪二（131）的内端彼此靠近，使卡爪张开；

当回转升降机构带动回转臂（101）运动，使卡爪远离卡爪驱动机构（104）时，卡爪驱动机构（104）断开对卡爪的控制。

5.根据权利要求4所述的回转式交换机械手，其特征在于：所述卡爪驱动机构（104）为设置在回转臂机体（103）侧面的夹爪气缸；所述夹爪气缸的缸体固定设置在回转臂机体（103）的侧面，夹爪（141）位于夹爪气缸的缸体顶部，当爪一（121）和爪二（131）的内端位于夹爪（141）间时，夹爪（141）闭合可带动爪一（121）和爪二（131）的内端彼此靠近。

6.根据权利要求4所述的回转式交换机械手，其特征在于：所述爪一（121）内端的外侧设置有顶紧螺栓一（123）和连接块一（122），所述顶紧螺栓一（123）设置在连接块一（122）上，所述连接块一（122）固定设置在回转臂（101）的底部；所述顶紧螺栓一（123）贯穿连接块一（122），使顶紧螺栓一（123）的前端可顶在爪一（121）内端的外侧；

所述爪二（131）内端的外侧设置有顶紧螺栓二（133）和连接块二（132），所述顶紧螺栓二（133）设置在连接块二（132）上，所述连接块二（132）固定设置在回转臂（101）的底部；所述顶紧螺栓二（133）贯穿连接块二（132），使顶紧螺栓二（133）的前端可顶在爪二（131）内端的外侧。

7.根据权利要求1所述的回转式交换机械手，其特征在于：所述回转臂（101）上开设有质量减轻孔（114）。

8.根据权利要求1所述的回转式交换机械手，其特征在于：所述回转臂机体（103）底部设置有回转臂机体底座。

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