CN110775608B - 压机加工件传送机械手系统及旋转传送方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压机加工件传送机械手系统及旋转传送方法，该机械手系统包括一级传送系统和二级传送系统，一级传送系统和二级传送系统的传送方向相互垂直，加工件由一级传送系统传递给二级传送系统，完成加工件在压机上的不同工位上的转移；一级传送系统包括丝杠传动机构，丝杠传动机构上设置有旋转夹爪，通过旋转夹爪抓紧加工件；二级传送系统包括机械臂和传送机构，机械臂的一侧固定设置有两个机械爪头，机械臂与传送机构连接，由传送机构控制机械臂的轴向水平移动和升降移动。该方法包括一级旋转传送和二级传送。本发明实现加工件在压机上不同工位的传递，实现三维移动以及旋转。

Description

压机加工件传送机械手系统及旋转传送方法

技术领域

本发明涉及一种压机加工件传送机械手系统及旋转传送方法，属于机械技术领域。

背景技术

在工业快速发展时代，实现制造加工设备的自动化是每个工厂迫切需要解决的问题，工业生产中，大量的劳动力的投入，不仅浪费了大量的人力和物力，还降低了企业的生产力。传统的压机在实际应用中， 不同工位之间的加工件的传递主要依靠人为参与，机械加工进度受限。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种压机加工件传送机械手系统及旋转传送方法，其具体技术方案是：

一种压机加工件传送机械手系统，包括一级传送系统和二级传送系统，所述一级传送系统和二级传送系统的传送方向相互垂直，加工件由一级传送系统传递给二级传送系统，完成加工件在压机上的不同工位上的转移；

所述一级传送系统包括丝杠传动机构，所述丝杠传动机构上设置有旋转夹爪，通过旋转夹爪抓紧加工件；

所述二级传送系统包括机械臂和传送机构，所述机械臂的一侧固定设置有两个机械爪头，机械臂与传送机构连接，由传送机构控制机械臂的轴向水平移动和升降移动。

进一步的，所述丝杠传动机构包括滑台座，所述滑台座包括中间板和中间板两端的端板，所述中间板的宽度方向竖直设置，长度方向与机械臂垂直，端板与中间板固定，且位于中间板的同侧，两个所述端板之间设置有丝杆，丝杆与对应端的端板均通过轴承连接，其中一端的端板外侧设置有第一伺服电机，所述第一伺服电机与丝杆驱动连接，所述丝杆旁边的中间板表面设置有一道以上的第一导轨，丝杆贯穿设置有活动块，活动块贯穿设置有螺纹穿孔，所述螺纹穿孔与丝杆螺纹连接，且活动块与中间板靠近的一侧设置有与第一导轨配合的第一导槽，所述第一导轨从第一导槽中穿过；

所述活动块的另一侧设置有旋转气缸固定座，所述旋转气缸固定座上设置有旋转气缸，所述旋转夹爪安装在旋转气缸的驱动端。

进一步的，所述旋转气缸的驱动端设置有旋转臂，旋转夹爪安装在旋转臂的末端。

进一步的，所述旋转夹爪包括夹爪气缸，夹爪气缸的控制端设置有滑座，滑座开设有工字形槽，所述滑座的工字形槽内设置有两根爪头，爪头由夹爪气缸驱动在滑座内移动。

进一步的，所述传送机构包括竖直传送机构和水平传送机构，

所述竖直传送机构包括固定板和升降板，所述升降板包括竖直板和水平固定在竖直板顶部的水平板，所述水平传送机构设置于升降板顶部的水平板上，所述竖直板朝向固定板的一侧表面竖直设置有升降齿条，升降齿条啮合设置有升降齿轮，所述升降齿轮由升降电机控制，所述升降电机与固定板固定连接；

所述竖直板还竖直设置有两条以上第二导轨，所述第二导轨位于升降齿条的两侧，所述固定板设置有对应数量的第二导槽，所述第二导轨卡合在第二导槽中。

进一步的，所述水平传送机构包括水平传送电机、水平齿条和水平齿轮，所述水平传送电机固定在升降板顶部的水平板上，水平传送电机的输出端设置有减速器，水平齿轮设置在减速器的输出端，所述水平齿条与机械臂同轴固定，水平齿轮与水平齿条啮合，

所述机械臂的下表面设置有水平导轨，升降板顶部的水平板上表面设置有水平导槽，所述水平导轨穿过水平导槽，在水平传送电机的驱动下，水平导轨在水平导槽内移动。

进一步的，两个所述机械爪头均设置于机械臂的水平侧部，所述机械爪头包括夹爪气缸和夹爪臂，所述夹爪气缸的控制端设置有滑座，滑座开设有工字形槽，所述滑座的工字形槽内设置有两根夹爪臂，夹爪臂由夹爪气缸驱动在滑座内移动。

进一步的，所述一级传送系统和二级传送系统均设置在基座上，所述滑台座通过至少两根立柱固定支撑在基座上方，与二级传送系统的高度接近。

加工件的旋转传送方法，该方法基于上述的压机加工件传送机械手系统，具体包括以下步骤：

步骤一：一级旋转传送：一级传送系统从上游工位上夹取加工件，夹取后，旋转气缸发生90°旋转，旋转夹爪以及其上的加工件同步90°旋转，同时，丝杠传动机构运行，驱动活动朝向二级传送系统移动，旋转夹爪带着工件同步朝向二级传送系统移动；

步骤二：二级传送：两个机械爪头分别称为爪头a和爪头b，其中靠近机械臂末端的机械爪头称为爪头a，另一个则为爪头b，爪头b对准加工件后，将旋转夹爪上的加工件夹取，移动到下一道工序的加工工位，由夹爪b将下一道加工工位上已经加工完成的工件夹取，机械臂继续同向移动，让爪头a对准该加工工位，将爪头a中的加工件摆放到该加工工位上，然后机械臂上升，并复位，在复位的过程中，爪头b将加工后的工件松开，由工件收集装置收集或者传送机构传送走。

进一步的，所述旋转夹爪和机械爪头抓取加工件的方式为对应的爪头或者夹爪臂插入到工件的内部空缺中，然后，爪头或者夹爪臂反向移动，直到靠紧到加工件内壁，进而将加工件夹取，在悬空转移过程中，加工件不会掉落。

本发明的有益效果：

本发明中，加工件经过一级传送系统从料槽或者工位上取起，平移转移后，经过二级传送系统实现垂直方向的变换，以及高度的变换，将加工件转移到下一道工位上，实现加工件的变向转移和升降转移。

附图说明

图1是本发明的整体立体图，

图2是图1去除基座后的结构示意图，

图3是本发明的一级传送系统的结构示意图，

图4是本发明的二级传送系统的结构示意图，

图中：1—一级传送系统，2—二级传送系统，3—基座，4—立柱，5—滑台座，51—中间板，52—端板，6—旋转夹爪，7—固定板，71—水平段，72—竖直段，8—机械爪头，9—机械臂，10—水平传送电机，11—第一伺服电机，12—活动块，13—第一导轨，14—第二导轨，15—第二导槽，16—丝杆，17—滑座，18—爪头，19—加工件，20—旋转臂，21—旋转气缸，22—旋转气缸固定座，23—升降电机，24—水平导槽，25—水平导轨，26—水平齿条，27—水平齿轮，28—水平传送电机安装座，29—升降板顶部的水平板，30—升降齿条，31—升降齿轮，32—夹爪气缸。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，本发明从大机构角度可以分为一级传送系统1和二级传送系统2，一级传送系统1和二级传送系统2的传送方向相互垂直，加工件19由一级传送系统1传递给二级传送系统2，完成加工件19在压机上的不同工位上的转移。作为本发明的实施例，本发明设置于基座3上，基座3站立在压机车间地面上。

实施例1：

结合图2和图3，进一步介绍一级传送系统1的具体结构，一级传送系统1包括丝杠传动机构和旋转夹爪6，其中，丝杠传动机构包括滑台座5，滑台座5的下方通过多根立柱固定在基座上。滑台座5包括中间板51和中间板51两端的端板52，中间板51的宽度方向竖直设置，长度方向与机械臂9垂直，端板52与中间板51固定，且位于中间板51的同侧，两个端板52之间设置有丝杆16，丝杆16与对应端的端板52均通过轴承连接，确保丝杆16旋转不受端板52的限制，其中一端的端板52外侧设置有第一伺服电机11，第一伺服电机11的输出轴连接减速器，减速器与丝杆16连接，实现第一伺服电机11与丝杆16驱动连接，丝杆16旁边的中间板51表面设置有一道以上的第一导轨13，丝杆16贯穿设置有活动块13，活动块13贯穿设置有螺纹穿孔，螺纹穿孔与丝杆16螺纹连接，通过该配合关系，实现丝杆16旋转时，活动块13在丝杆16上能够平行移动，即丝杠原理。活动块13与中间板51靠近的一侧设置有与第一导轨13配合的第一导槽，第一导轨13从第一导槽中穿过，第一导轨13从第一导槽配合实现活动块13在滑台座5上滑动移动位置。

活动块13向外的一侧设置有旋转气缸固定座22，旋转气缸固定座22上设置有旋转气缸21，旋转气缸21的驱动端设置有旋转臂20，旋转夹爪6安装在旋转臂20的末端。旋转气缸21能够驱动旋转夹爪6旋转，实现加工件19的换向，便于与后道机械手的对接。

进一步介绍旋转夹爪6的结构，旋转夹爪6包括夹爪气缸32，夹爪气缸32的控制端设置有滑座17，滑座17开设有工字形槽，滑座17的工字形槽内设置有两根爪头18，爪头18由夹爪气缸32驱动在滑座17内移动。该实现过程与现有的气缸夹爪类似，由气缸驱动控制两个爪头18移动，进而实现夹紧和松开加工件19。

实施例2：

结合图4，进一步介绍二级传送系统2的具体结构，二级传送系统2包括机械臂9和传送机构，机械臂9的一侧固定设置有两个机械爪头8，机械臂9与传送机构连接，由传送机构控制机械臂9的轴向水平移动和升降移动。

进一步介绍传送机构的结构，传送机构包括竖直传送机构和水平传送机构。

详细介绍竖直传送机构，图4为隐去升降板后的视图，竖直传送机构包括固定板7和升降板，升降板包括竖直板和水平固定在竖直板顶部的水平板，水平传送机构设置于升降板顶部的水平板29上，竖直板朝向固定板7的一侧表面竖直设置有升降齿条30，升降齿条30啮合设置有升降齿轮31，升降齿轮31由升降电机23控制，升降电机23与固定板7固定连接。通过升降齿轮31和升降齿条30啮合实现升降齿轮31旋转，驱动升降齿条30与升降板同步升降移动。

结合图4，固定板7包括水平段71和竖直段72，水平段71与基座固定，竖直段72与

竖直板还竖直设置有两条以上第二导轨14，第二导轨14位于升降齿条30的两侧，所述固定板7设置有对应数量的第二导槽15，所述第二导轨14卡合在第二导槽15中，实现竖直移动导向。

详细介绍水平传送机构，水平传送机构包括水平传送电机10、水平齿条26和水平齿轮27，水平传送电机10固定在升降板顶部的水平板29上，水平传送电机10的输出端设置有减速器，水平齿轮27设置在减速器的输出端，水平齿条26与机械臂9同轴固定，水平齿轮27与水平齿条26啮合。水平传送电机10带动水平齿轮27旋转，由水平齿轮27带动水平齿条26移动。

机械臂9的下表面设置有水平导轨25，升降板顶部的水平板29上表面设置有水平导槽24，水平导轨25穿过水平导槽24，在水平传送电机10的驱动下，水平导轨25在水平导槽24内移动。由水平导轨25和水平导槽24配合实现移动导向。

两个机械爪头8均设置于机械臂9的水平侧部，机械爪头8包括夹爪气缸32和夹爪臂，夹爪气缸32的控制端设置有滑座17，滑座17开设有工字形槽，滑座17的工字形槽内设置有两根夹爪臂，夹爪臂由夹爪气缸32驱动在滑座17内移动。机械爪头8的结构与旋转爪头18的结构与原理相同。

本发明的加工件19的旋转传送方法，该方法基于上述的压机工加工件19传送机械手系统，具体包括以下步骤：

步骤一：一级旋转传送：一级传送系统1从上游工位上夹取加工件19，夹取后，旋转气缸21发生90°旋转，旋转夹爪6以及其上的加工件19同步90°旋转，同时，丝杠传动机构运行，驱动活动朝向二级传送系统2移动，旋转夹爪6带着工件同步朝向二级传送系统2移动；

步骤二：二级传送：两个机械爪头8分别称为爪头18a和爪头18b，其中靠近机械臂9末端的机械爪头8称为爪头18a，另一个则为爪头18b，爪头18b对准加工件19后，将旋转夹爪6上的加工件19夹取，移动到下一道工序的加工工位，由夹爪b将下一道加工工位上已经加工完成的工件夹取，机械臂9继续同向移动，让爪头18a对准该加工工位，将爪头18a中的加工件19摆放到该加工工位上，然后机械臂9上升，并复位，在复位的过程中，爪头18b将加工后的工件松开，由工件收集装置收集或者传送机构传送走。

上述旋转夹爪6和机械爪头8抓取加工件19的方式为对应的爪头18或者夹爪臂插入到工件的内部空缺中，然后，爪头18或者夹爪臂反向移动，直到靠紧到加工件19内壁，进而将加工件19夹取，在悬空转移过程中，加工件19不会掉落。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (1)

1.基于压机加工件传送机械手系统的加工件旋转传送方法，其特征在于：

该压机加工件传送机械手系统包括一级传送系统和二级传送系统，所述一级传送系统和二级传送系统的传送方向相互垂直，加工件由一级传送系统传递给二级传送系统，完成加工件在压机上的不同工位上的转移；

所述一级传送系统包括丝杠传动机构，所述丝杠传动机构上设置有旋转夹爪，通过旋转夹爪抓紧加工件；

所述二级传送系统包括机械臂和传送机构，所述机械臂的一侧固定设置有两个机械爪头，机械臂与传送机构连接，由传送机构控制机械臂的轴向水平移动和升降移动；

所述丝杠传动机构包括滑台座，所述滑台座包括中间板和中间板两端的端板，所述中间板的宽度方向竖直设置，长度方向与机械臂垂直，端板与中间板固定，且位于中间板的同侧，两个所述端板之间设置有丝杆，丝杆与对应端的端板均通过轴承连接，其中一端的端板外侧设置有第一伺服电机，所述第一伺服电机与丝杆驱动连接，所述丝杆旁边的中间板表面设置有一道以上的第一导轨，丝杆贯穿设置有活动块，活动块贯穿设置有螺纹穿孔，所述螺纹穿孔与丝杆螺纹连接，且活动块与中间板靠近的一侧设置有与第一导轨配合的第一导槽，所述第一导轨从第一导槽中穿过；

所述活动块的另一侧设置有旋转气缸固定座，所述旋转气缸固定座上设置有旋转气缸，所述旋转夹爪安装在旋转气缸的驱动端；

所述旋转气缸的驱动端设置有旋转臂，旋转夹爪安装在旋转臂的末端；

所述旋转夹爪包括夹爪气缸，夹爪气缸的控制端设置有滑座，滑座开设有工字形槽，所述滑座的工字形槽内设置有两根爪头，爪头由夹爪气缸驱动在滑座内移动；

所述传送机构包括竖直传送机构和水平传送机构，所述竖直传送机构包括固定板和升降板，所述升降板包括竖直板和水平固定在竖直板顶部的水平板，所述水平传送机构设置于升降板顶部的水平板上，所述竖直板朝向固定板的一侧表面竖直设置有升降齿条，升降齿条啮合设置有升降齿轮，所述升降齿轮由升降电机控制，所述升降电机与固定板固定连接；

所述竖直板还竖直设置有两条以上第二导轨，所述第二导轨位于升降齿条的两侧，所述固定板设置有对应数量的第二导槽，所述第二导轨卡合在第二导槽中；

所述水平传送机构包括水平传送电机、水平齿条和水平齿轮，所述水平传送电机固定在升降板顶部的水平板上，水平传送电机的输出端设置有减速器，水平齿轮设置在减速器的输出端，所述水平齿条与机械臂同轴固定，水平齿轮与水平齿条啮合，所述机械臂的下表面设置有水平导轨，升降板顶部的水平板上表面设置有水平导槽，所述水平导轨穿过水平导槽，在水平传送电机的驱动下，水平导轨在水平导槽内移动；

两个所述机械爪头均设置于机械臂的水平侧部，所述机械爪头包括夹爪气缸和夹爪臂，所述夹爪气缸的控制端设置有滑座，滑座开设有工字形槽，所述滑座的工字形槽内设置有两根夹爪臂，夹爪臂由夹爪气缸驱动在滑座内移动；

所述一级传送系统和二级传送系统均设置在基座上，所述滑台座通过至少两根立柱固定支撑在基座上方，与二级传送系统的高度接近；

该旋转传送方法具体包括以下步骤：

步骤一：一级旋转传送：一级传送系统从上游工位上夹取加工件，夹取后，旋转气缸发生90°旋转，旋转夹爪以及其上的加工件同步90°旋转，同时，丝杠传动机构运行，驱动活动块朝向二级传送系统移动，旋转夹爪带着工件同步朝向二级传送系统移动；

步骤二：二级传送：两个机械爪头分别称为爪头a和爪头b，其中靠近机械臂末端的机械爪头称为爪头a，另一个则为爪头b，爪头a对准加工件后，将旋转夹爪上的加工件夹取，移动到下一道工序的加工工位，由夹爪b将下一道加工工位上已经加工完成的工件夹取，机械臂继续同向移动，让爪头a对准该加工工位，将爪头a中的加工件摆放到该加工工位上，然后机械臂上升，并复位，在复位的过程中，爪头b将加工后的工件松开，由工件收集装置收集或者传送机构传送走；

所述旋转夹爪和机械爪头抓取加工件的方式为对应的爪头或者夹爪臂插入到工件的内部空缺中，然后，爪头或者夹爪臂反向移动，直到靠紧到加工件内壁，进而将加工件夹取，在悬空转移过程中，加工件不会掉落。

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