CN220903375U - 一种智能制造柔性生产线的抓取机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能制造柔性生产线的抓取机构，包括顶板、夹紧机构、换刀机构、柔性夹紧机构与转刀机构，所述顶板的上端固定连接用于与机器人手臂相连接的连接法兰，所述顶板的内部设有夹紧机构，所述顶板的下端内部滑动有两个对称分布的滑杆，所述滑杆在顶板内的一端通过夹紧机构驱动，该装置设有柔性夹紧机构，通过开启充气泵为气囊充气，可以在对易碎工件夹持时不会损坏易碎工件，降低次品率，并且由于气囊处于夹具的夹紧端，可以配合夹具夹取重量比较重的工件，可以适用于不同重量的工件的夹持，增加实用性。

Description

一种智能制造柔性生产线的抓取机构

技术领域

本实用新型涉及柔性生产线技术领域，具体为一种智能制造柔性生产线的抓取机构。

背景技术

随着社会的进步，产品的生产模式由大批量生产方式转换成多品种中小批量生产方式。人力成本逐渐攀升，因此，如何提高生产线的柔性、提高机床使用率、并减少操作工人的柔性生产线成为十分迫切的问题。

在一个柔性生产线中，加工前，工件(工装)需要从人工上下料工作台移至料仓，从料仓移至机床，加工后，工件(工装)需要从机床移至料仓，从料仓移至人工上下料工作台，完成一个工作循环。

现有技术中，申请号为“CN202123035472.5”，名称为“一种柔性生产线的下料及定位装置”，的实用新型专利解决了“现有的用于机器人上下料柔性生产线的抓取下料装置在使用时，抓取的稳定性较差，而且，可调节的范围小，不能够及时的调节，满足对不同的环境下的使用，而且在下料时，不能根据下料具体的情况，实现定位调节”的问题，但是在使用中该装置还存在以下问题：

1.该装置通过四个气囊与弹力板来夹持工件，无法对不同规格的矩形工件以及不同横竖位置的圆形工件进行夹持，需要频繁更换不同生产线，不能满足柔性生产线的需求，降低工作效率，减少产能。

2.该装置通过液压杆夹持工件，但是由于液压杆如果存在油液泄漏等问题的话，那么自锁还是会失效的，从而增加工件掉落的风险，降低柔性生产的安全性，增加支出成本。

3.该装置仅通过气囊与弹力板只能夹取重量较轻的工件，无法夹取重量比较重的工件，不能适用于不同重量的工件的夹持，实用性降低。

因此，有必要设计一种智能制造柔性生产线的抓取机构来解决上述存在的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能制造柔性生产线的抓取机构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种智能制造柔性生产线的抓取机构，包括顶板、夹紧机构、换刀机构、柔性夹紧机构与转刀机构，所述顶板的上端固定连接用于与机器人手臂相连接的连接法兰，所述顶板的内部设有夹紧机构，所述顶板的下端内部滑动有两个对称分布的滑杆，所述滑杆在顶板内的一端通过夹紧机构驱动，所述滑杆的下端固定连接固定块，所述固定块的内部设有换刀机构，所述换刀机构的下端固定连接旋转轴，所述旋转轴的下端固定连接横杆，所述横杆的内部设有转刀机构，所述转刀机构的两端分别固定连接用于夹紧矩形工件的矩形夹具以及用于夹紧圆形工件的圆形夹具，所述矩形夹具与圆形夹具之间的夹紧端均设有用于夹持易碎工件的柔性夹紧机构。优选的，所述夹紧机构包括第一电机，所述第一电机的一端固定连接顶板，所述第一电机的输出端固定连接第一轴，所述第一轴的远离第一电机的一端转动连接顶板，所述第一轴的外侧固定连接第一蜗杆，所述第一蜗杆的下端啮合连接第一蜗轮，所述第一蜗轮的内部固定连接转动轴，所述转动轴的一端转动连接顶板，另一端固定连接丝杠，所述丝杠的远离转动轴的一端转动连接顶板，所述丝杠的两端外侧均滚珠丝杠连接滑杆。

优选的，所述换刀机构包括第三电机，所述第三电机的一端固定连接固定块，所述第三电机的输出端固定连接第三轴，所述第三轴的远离第三电机的一端转动连接固定块，所述第三轴的外侧固定连接半齿轮，所述半齿轮的一端啮合连接矩形板，所述矩形板滑动在固定块内，所述矩形板的一端固定连接弹簧，所述弹簧的远离矩形板的一端固定连接固定块，所述矩形板的靠近半齿轮一端的一侧固定连接凸块，所述矩形板的一侧设有旋转筒，所述旋转筒的外表面设有Z型槽，所述凸块滑动在Z型槽内，所述旋转筒的上端固定连接固定轴，所述固定轴的远离旋转筒的一端转动连接固定块，所述旋转筒的远离固定轴的一端固定连接旋转轴，所述旋转轴转动在固定块内。

优选的，所述转刀机构包括第二电机，所述第二电机的一端固定连接横杆内，所述第二电机的输出端固定连接第二轴，所述第二轴的远离第二电机的一端转动连接横杆，所述第二轴的外侧固定连接第二蜗杆，所述第二蜗杆的上端啮合连接第二蜗轮，所述第二蜗轮的内部固定连接连接轴，所述连接轴转动在横杆内，所述连接轴的两端分别固定连接矩形夹具与圆形夹具。

优选的，所述柔性夹紧机构包括充气泵，每个所述圆形夹具与矩形夹具的夹紧端内部均设有充气泵，所述充气泵的充、放气端固定连接有气囊，所述气囊接触圆形夹具与矩形夹具。

优选的，所述丝杠的两端到中间的螺纹方向相反。

优选的，所述矩形板与半齿轮相啮合处设有齿。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.该装置设有换刀机构、转刀机构、矩形夹具与圆形夹具，通过开启第三电机即可实现矩形夹具与圆形夹具的换刀工作，可以对不同形状的工件进行夹持，并且通过开启第二电机即可实现矩形夹具与圆形夹具的转刀工作，可以对不同规格的矩形工件以及不同横竖位置的圆形工件进行夹持，增加夹持工件的种类，满足不同规格以及不同的摆放位置的工件的夹持工作，满足柔性生产线的需求，增加工作效率，提高产能。

2.该装置设有夹紧机构，通过开启第一电机即可实现工件的夹紧工作，由于蜗轮、蜗杆的自锁性，可以使夹紧的工件不会掉落，增加柔性生产的安全性，由于工件的损坏率降低可以减少支出成本。

3.该装置设有柔性夹紧机构，通过开启充气泵为气囊充气，可以在对易碎工件夹持时不会损坏易碎工件，降低次品率，并且由于气囊处于夹具的夹紧端，可以配合夹具夹取重量比较重的工件，可以适用于不同重量的工件的夹持，增加实用性。

附图说明

图1为本实用新型一种智能制造柔性生产线的抓取机构的主视图；

图2为本实用新型一种智能制造柔性生产线的抓取机构的主剖视图；

图3为图2的A处局部放大图；

图4为图2的B处局部放大图；

图5为图5的C处局部放大图；

图6为为图2的D处局部放大图。

图中：1、连接法兰；2、顶板；3、滑杆；4、固定块；5、旋转轴；6、横杆；7、矩形夹具；8、圆形夹具；9、气囊；10、矩形块；11、充气泵；12、丝杠；13、转动轴；14、第一蜗轮；15、第二蜗杆；16、第一电机；17、第一轴；18、第二蜗轮；19、连接轴；20、第二蜗杆；21、第二电机；22、第二轴；23、固定轴；24、旋转筒；25、Z型槽；26、矩形板；27、凸块；28、弹簧；29、半齿轮；30、第三电机；31、第三轴。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-6，本实用新型提供一种技术方案：一种智能制造柔性生产线的抓取机构，包括顶板2、夹紧机构、换刀机构、柔性夹紧机构与转刀机构，顶板2的上端固定连接用于与机器人手臂相连接的连接法兰1，顶板2的内部设有夹紧机构，顶板2的下端内部滑动有两个对称分布的滑杆3，滑杆3在顶板2内的一端通过夹紧机构驱动，滑杆3的下端固定连接固定块4，固定块4的内部设有换刀机构，换刀机构的下端固定连接旋转轴5，旋转轴5的下端固定连接横杆6，横杆6的内部设有转刀机构，转刀机构的两端分别固定连接用于夹紧矩形工件的矩形夹具7以及用于夹紧圆形工件的圆形夹具8，矩形夹具7与圆形夹具8之间的夹紧端均设有用于夹持易碎工件的柔性夹紧机构。

夹紧机构包括第一电机16，第一电机16的一端固定连接顶板2，第一电机16的输出端固定连接第一轴17，第一轴17的远离第一电机16的一端转动连接顶板2，第一轴17的外侧固定连接第一蜗杆15，第一蜗杆15的下端啮合连接第一蜗轮14，第一蜗轮14的内部固定连接转动轴13，转动轴13的一端转动连接顶板2，另一端固定连接丝杠12，丝杠12的远离转动轴13的一端转动连接顶板2，丝杠12的两端外侧均滚珠丝杠连接滑杆3，开启第一电机16带动第一轴17转动，第一轴17转动带动第二蜗杆15转动，第二蜗杆15转动带动第二蜗轮14转动，第二蜗轮14转动带动转动轴13转动，转动轴13转动带动丝杠12转动，丝杠12转动带动滑杆3向中间移动从而带动夹具以及其上的气囊9向中间靠拢并夹持流水线上的工件，完成夹紧机构功能。

换刀机构包括第三电机30，第三电机30的一端固定连接固定块4，第三电机30的输出端固定连接第三轴31，第三轴31的远离第三电机30的一端转动连接固定块4，第三轴31的外侧固定连接半齿轮29，半齿轮29的一端啮合连接矩形板26，矩形板26滑动在固定块4内，矩形板26的一端固定连接弹簧28，弹簧28的远离矩形板26的一端固定连接固定块4，矩形板26的靠近半齿轮29一端的一侧固定连接凸块27，矩形板26的一侧设有旋转筒24，旋转筒24的外表面设有Z型槽25，凸块27滑动在Z型槽25内，旋转筒24的上端固定连接固定轴23，固定轴23的远离旋转筒24的一端转动连接固定块4，旋转筒24的远离固定轴23的一端固定连接旋转轴5，旋转轴5转动在固定块4内，工人可以开启第三电机30带动第三轴31转动，第三轴31转动带动半齿轮29转动，半齿轮29转动带动矩形板26向一端移动并使弹簧28发生压缩，矩形板26向一端移动带动旋转筒24旋转180°，旋转筒24旋转180°带动旋转轴5旋转180°，旋转轴5旋转180°带动横杆6旋转180°从而实现圆形夹具8与矩形夹具7的互换，完成换刀机构功能。

转刀机构包括第二电机21，第二电机21的一端固定连接横杆6内，第二电机21的输出端固定连接第二轴22，第二轴22的远离第二电机21的一端转动连接横杆6，第二轴22的外侧固定连接第二蜗杆20，第二蜗杆20的上端啮合连接第二蜗轮18，第二蜗轮18的内部固定连接连接轴19，连接轴19转动在横杆6内，连接轴19的两端分别固定连接矩形夹具7与圆形夹具8，工人可以开启第二电机21带动第二轴22转动，第二轴22转动带动第二蜗杆20转动，第二蜗杆20转动带动第二蜗轮18转动，第二蜗轮18转动带动连接轴19转动，连接轴19转动带动矩形夹具7与圆形夹具8旋转180°，完成转刀机构功能。

柔性夹紧机构包括充气泵11，每个圆形夹具8与矩形夹具7的夹紧端内部均设有充气泵11，充气泵11的充、放气端固定连接有气囊9，气囊9接触圆形夹具8与矩形夹具7，工人可以先开启充气泵11并对夹具上的气囊9进行充气，完成柔性夹紧机构。

丝杠12的两端到中间的螺纹方向相反，有利于完成夹紧机构功能。

矩形板26与半齿轮29相啮合处设有齿，有利于完成换刀机构功能。

本实用新型的工作原理为：

工人可以通过连接法兰1与机器人手臂进行连接，如果想要夹持不同形状的工件时，工人可以开启第三电机30带动第三轴31转动，第三轴31转动带动半齿轮29转动，半齿轮29转动带动矩形板26向一端移动并使弹簧28发生压缩，矩形板26向一端移动带动旋转筒24旋转180°，旋转筒24旋转180°带动旋转轴5旋转180°，旋转轴5旋转180°带动横杆6旋转180°从而实现圆形夹具8与矩形夹具7的互换，完成换刀机构功能，如果想要夹持不同规格的矩形工件以及不同横竖位置的圆形工件时，工人可以开启第二电机21带动第二轴22转动，第二轴22转动带动第二蜗杆20转动，第二蜗杆20转动带动第二蜗轮18转动，第二蜗轮18转动带动连接轴19转动，连接轴19转动带动矩形夹具7与圆形夹具8旋转180°，完成转刀机构功能，此时工人可以先开启充气泵11并对夹具上的气囊9进行充气，完成柔性夹紧机构，然后工人再开启第一电机16带动第一轴17转动，第一轴17转动带动第二蜗杆15转动，第二蜗杆15转动带动第二蜗轮14转动，第二蜗轮14转动带动转动轴13转动，转动轴13转动带动丝杠12转动，丝杠12转动带动滑杆3向中间移动从而带动夹具以及其上的气囊9向中间靠拢并夹持流水线上的工件，完成夹紧机构功能，自此完成一种智能制造柔性生产线的抓取机构的功能。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种智能制造柔性生产线的抓取机构，其特征在于：包括顶板(2)、夹紧机构、换刀机构、柔性夹紧机构与转刀机构，所述顶板(2)的上端固定连接用于与机器人手臂相连接的连接法兰(1)，所述顶板(2)的内部设有夹紧机构，所述顶板(2)的下端内部滑动有两个对称分布的滑杆(3)，所述滑杆(3)在顶板(2)内的一端通过夹紧机构驱动，所述滑杆(3)的下端固定连接固定块(4)，所述固定块(4)的内部设有换刀机构，所述换刀机构的下端固定连接旋转轴(5)，所述旋转轴(5)的下端固定连接横杆(6)，所述横杆(6)的内部设有转刀机构，所述转刀机构的两端分别固定连接用于夹紧矩形工件的矩形夹具(7)以及用于夹紧圆形工件的圆形夹具(8)，所述矩形夹具(7)与圆形夹具(8)之间的夹紧端均设有用于夹持易碎工件的柔性夹紧机构。

2.根据权利要求1所述的一种智能制造柔性生产线的抓取机构，其特征在于：所述夹紧机构包括第一电机(16)，所述第一电机(16)的一端固定连接顶板(2)，所述第一电机(16)的输出端固定连接第一轴(17)，所述第一轴(17)的远离第一电机(16)的一端转动连接顶板(2)，所述第一轴(17)的外侧固定连接第一蜗杆(15)，所述第一蜗杆(15)的下端啮合连接第一蜗轮(14)，所述第一蜗轮(14)的内部固定连接转动轴(13)，所述转动轴(13)的一端转动连接顶板(2)，另一端固定连接丝杠(12)，所述丝杠(12)的远离转动轴(13)的一端转动连接顶板(2)，所述丝杠(12)的两端外侧均滚珠丝杠连接滑杆(3)。

3.根据权利要求2所述的一种智能制造柔性生产线的抓取机构，其特征在于：所述换刀机构包括第三电机(30)，所述第三电机(30)的一端固定连接固定块(4)，所述第三电机(30)的输出端固定连接第三轴(31)，所述第三轴(31)的远离第三电机(30)的一端转动连接固定块(4)，所述第三轴(31)的外侧固定连接半齿轮(29)，所述半齿轮(29)的一端啮合连接矩形板(26)，所述矩形板(26)滑动在固定块(4)内，所述矩形板(26)的一端固定连接弹簧(28)，所述弹簧(28)的远离矩形板(26)的一端固定连接固定块(4)，所述矩形板(26)的靠近半齿轮(29)一端的一侧固定连接凸块(27)，所述矩形板(26)的一侧设有旋转筒(24)，所述旋转筒(24)的外表面设有Z型槽(25)，所述凸块(27)滑动在Z型槽(25)内，所述旋转筒(24)的上端固定连接固定轴(23)，所述固定轴(23)的远离旋转筒(24)的一端转动连接固定块(4)，所述旋转筒(24)的远离固定轴(23)的一端固定连接旋转轴(5)，所述旋转轴(5)转动在固定块(4)内。

4.根据权利要求3所述的一种智能制造柔性生产线的抓取机构，其特征在于：所述转刀机构包括第二电机(21)，所述第二电机(21)的一端固定连接横杆(6)内，所述第二电机(21)的输出端固定连接第二轴(22)，所述第二轴(22)的远离第二电机(21)的一端转动连接横杆(6)，所述第二轴(22)的外侧固定连接第二蜗杆(20)，所述第二蜗杆(20)的上端啮合连接第二蜗轮(18)，所述第二蜗轮(18)的内部固定连接连接轴(19)，所述连接轴(19)转动在横杆(6)内，所述连接轴(19)的两端分别固定连接矩形夹具(7)与圆形夹具(8)。

5.根据权利要求4所述的一种智能制造柔性生产线的抓取机构，其特征在于：所述柔性夹紧机构包括充气泵(11)，每个所述圆形夹具(8)与矩形夹具(7)的夹紧端内部均设有充气泵(11)，所述充气泵(11)的充、放气端固定连接有气囊(9)，所述气囊(9)接触圆形夹具(8)与矩形夹具(7)。

6.根据权利要求5所述的一种智能制造柔性生产线的抓取机构，其特征在于：所述丝杠(12)的两端到中间的螺纹方向相反。

7.根据权利要求6所述的一种智能制造柔性生产线的抓取机构，其特征在于：所述矩形板(26)与半齿轮(29)相啮合处设有齿。