CN2281246Y - 柔性自动化复合平行连杆式上下料机械手 - Google Patents

Abstract

本装置属于一种柔性自动化机械手,其结构由水平运动轴驱动机构、铅垂运动轴驱动机构、复合平行连杆摆动机构、气动平衡及工件抓取与释放机构、控制系统组成,上下与左右滑动分别由伺服电机通过同步带驱动垂直与水平丝杠总成,带动复合平行摆杆在一个平面内运动,通过气动平衡机构使气缸与伺服电机同步工作,优点:结构与控制简单、操作灵活、刚性好、工作范围大,适合在各种自动生产线上使用。

Description

柔性自动化复合平行连杆式上下料机械手

本实用新型涉及一种柔性自动化机械手，适于柔性自动化汽车、摩托车覆盖件冲压自动化生产线和焊装自动化生产线之上下料使用。

现有的柔性自动化上下料机械手一般均采下列形式，一种是直角座标式，其结构特点是控制方案和数控机床类似，结构刚度高，其不足是体积大，动作范围小，操作灵活性差；另一种是开链关节式，其结构特点是动作灵活，动作范围大，但控制较复杂，结构刚度差。

为解决以上机械手结构之不足，本实用新型的目的是提供一种柔性自动化复合平行连杆式上下料机械手，采用直角座标式，但其中又采用复合平行连杆关节式摆动机构的柔性自动化机械手，从而达到控制简单、操作灵活、动作范围大、结构紧凑、刚度大，并能在高速、重载、大行程工况下使用的目的。

本实用新型的结构设计是这样实现的：本机械手结构由水平运动轴驱动机构、铅垂运动轴驱动机构、复合平行连杆摆动机构、气动平衡机构及工件抓取与释放机构、控制系统组成。水平运动轴驱动机构的中间为垂直导轨座，在垂直直线滚动导轨上装有下滑梁，背面装有伺服电机，伺服电机通过同步带与水平丝杠总成联接，驱动下滑梁上装的横溜板在安装于下滑梁上的水平直线滚动导轨上滑动；在横溜板上装有两平行的摆杆，与横留板以转轴联接。铅垂运动轴驱动机构，其后面为垂直直线滚动导轨上装有下滑梁，中间安装垂直滚珠丝杠总成，并与伺服电机和同步带联接，从而使下滑梁在垂直导轨上滑动，下滑梁上、下滑动带动横溜板上下移动，完成座标铅垂运动。复合平行连杆摆动机构由两平行摆杆、上滑板、横溜板及下面的夹持工件抓取及释放机构的过渡杆组成，其中两平行摆杆采用矩形钢管与关节肘焊接结构，并通过背靠背组合形式角接触球轴承、悬臂轴等分别与横溜板、上滑板、过渡杆以转轴联接。气动平衡机构是由储气罐、调控器及两气缸组成，其连接是储气罐通过调控器与两气缸联接；两气缸固定在支承架上，两气缸杆下端分别与下滑梁联接，且均为球副方式联接。工件抓取与释放机构，既可为真空发生装置与真空吸盘组成的真空发生系统，也可是卡式气夹及其支持架组成的气动系统。控制系统由伺服驱动系统、PLC及传感器等组成，用以控制上下料机械手，并可通过示教或编程按给定路径运动。垂直导轨座通过螺栓、定位销与悬臂梁联接，通过悬臂梁的安装座面把本上下料机械手悬挂在压机安装基面上。

本实用新型之优点：结构与控制简单，各运动副均采用滚珠滑动及气动平衡机构，上升下降省力，灵敏性与稳定性好，利用复合平行连杆摆动机构，操作灵活，动作范围大，结构紧凑，刚度大，适合在各种柔性自动化生产线上使用。

本实用新型详细结构由以下实施例及附图给出。

图1为柔性自动化复合平行连杆式上下料机械手结构原理图；

图2为柔性自动化复合平行连杆式上下料机械手右视结构图；

图3为柔性自动化复合平行连杆式上下料机械手俯视结构图；

图4为柔性自动化复合平行连杆式上下料机械手气动平衡机构结构原理图。

其结构如附图1，2，3所示，结构标注为：1.水平丝杠总成；2.横溜板；3、4平行摆杆；5，水平驱动电机；6.同步带；7.上滑板；8.过渡杆；9.水平直线滚动导轨；10.下滑梁；11.垂直驱动电机；12.同步带；13垂直丝杠总成；14.球副气缸联接件；15.气缸杆；16.气缸；17.球副气缸固定件；18储气罐；19.支承架；20.垂直导轨座；21.悬臂梁；22垂直直线滚动导轨；23.调控器。

其工作原理：水平运动由安装于下滑梁10背面的伺服电机通过同步带6、水平丝杠总成1驱动横溜板2在安装于下滑梁10上的水平直线滚动导轨9上滑动。铅垂运动由安装在垂直导轨座的背面的伺服电机11通过同步带12、垂直丝杠总成13驱动下滑梁10在安装于垂直导轨座20上的垂直直线滚动导轨22上滑动。由横溜板2驱动复合平行连杆机构之摆杆3与4摆动，上滑板7在垂直导轨22上随着滑动，夹持工件抓取与释放机构的过渡杆在与复合平行连杆运动平面平行的平面内平动。气动平衡机构由来自储气罐18的压缩空气经以气动比例阀为核心的气压调控器23处理后，可保持两气缸内的压力实时保持给定值不变，以减少伺服电机11提升下滑梁的负荷，减小电机11的负荷，可选用较小的电机，降低成本，提高铅垂运动轴的灵敏度和稳定性。

Claims (3)

1.一种柔性自动化复合平行连杆式上下料机械手，其特征是本机械手由水平运动轴驱动机构、铅垂运动轴驱动机构、复合平行连杆摆动机构、气动平衡机构及工件抓取与释放机构、控制系统组成，其中水平运动轴驱动机构中间的垂直导轨座(20)上装有下滑梁(10)，背面装有伺服电机(5)，通过同步带(6)与水平丝杠总成(1)联接，下滑梁(10)上装有横溜板(2)，在横溜板(2)上装有两平行的摆杆(3)(4)，复合平行连杆机构，中间与横溜板(2)以转轴联接，两平行摆杆(3)(4)顶端与上滑板(7)以转轴联接，下端联接多功夹持工具过渡杆，铅垂运动轴驱动机构，其后面为垂直直线滚动导轨(22)上装有下滑梁(10)，下滑梁(10)中间装有垂直丝杠总成(13)，由伺服电机(11)和同步带(12)联接。

2.按权利要求1所述之机械手，其特征是复合平行摆杆(3)(4)采用矩形钢管与关节肘焊接结构，其关节孔为光孔，通过背靠背组合形式角接触球轴承分别与横溜板(2)，上滑板(7)与过渡杆(8)联接。

3.按权利要求1所述之机械手，其特征是气动平衡机构是由储气罐(18)、调控器(23)及两气缸(16)组成，储气罐(18)通过调控器(23)与两气缸(16)联接，两气缸(16)连接在支承架(19)上，两气缸杆(15)下端分别与下滑块(10)联接，且均为球副方式联接。

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