CN105108743A - 一种用于纱锭码垛的双臂机械手 - Google Patents

Abstract

一种用于纱锭码垛的双臂机械手，它涉及一种双臂机械手。本发明为了解决现有的纱锭在码垛过程中，隔板与纱锭的抓取工作都是分别进行的，存在码垛效率低，人工成本高的问题。本发明包括双工位架体(1)、隔板抓取机械臂(4)、纱锭抓取机械臂(5)和一组刚性连接梁(2)，隔板抓取机械臂(4)和纱锭抓取机械臂(5)通过一组刚性连接梁(2)连接并可水平移动安装在双工位架体(1)。本发明的隔板抓取机械臂在抓取隔板的时候，纱锭抓取机械臂正在将已经抓取的纱锭放置到纱锭输送线上的托盘内，以此来实现交替抓取同时工作的状态，以此往复，抓取速度效率提高了50-60％，有效的降低了工人的劳动强度。本发明用于纱锭码垛。

Description

一种用于纱锭码垛的双臂机械手

技术领域

本发明涉及一种双臂机械手，具体涉及一种用于纱锭码垛的双臂机械手。

背景技术

工业机器人是典型的机电一体化高技术产品。在许多生产领域，它对于提高生产自动化水平，提高劳动生产率、产品质量和经济效益，改善工人劳动条件的作用日见显著，不少劳动条件恶劣、生产要求苛刻的场合，工业机器人代替人力劳动已是必然的趋势，国内各行各业对机器人的需求将越来越多，纱锭，又称锭子，是纺纱机上用来把纤维捻成纱并绕成一定形状的部件。根据纺纱的需要,可配上不同的粗纱绽或细纱绽,机器上纱绽越多,纺纱的效率就越高,纱绽是通过交流电机驱动的；细纱锭速度通常达15000r/min左右，现有的纱锭在码垛过程中，隔板与纱锭的抓取工作都是分别进行的，存在码垛效率低，人工成本高的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的纱锭在码垛过程中，隔板与纱锭的抓取工作都是分别进行的，存在码垛效率低，人工成本高的问题。进而提供一种用于纱锭码垛的双臂机械手。

本发明的技术方案是：一种用于纱锭码垛的双臂机械手，它包括双工位架体、隔板抓取机械臂、纱锭抓取机械臂和一组刚性连接梁，

隔板抓取机械臂和纱锭抓取机械臂通过一组刚性连接梁连接并可水平移动安装在双工位架体，

隔板抓取机械臂包括隔板上导向板、隔板行走安装板、隔板下导向板、隔板升降电机、四根导柱、隔板丝杠、隔板走线管、隔板固定螺母、隔板滑块、隔板吸盘安装管、隔板吸盘和多个隔板接近开关，隔板行走安装板通过隔板滑块与双工位架体上的两根轨道梁上的导轨可滑动连接，隔板上导向板和隔板下导向板分别位于隔板行走安装板的上方和下方，且隔板导向板、隔板行走安装板和隔板下导向板之间通过四根导柱连接，隔板升降电机安装在隔板上导向板上，隔板固定螺母固定安装在隔板行走安装板上，隔板丝杠的上端与隔板升降电机的输出端连接，隔板丝杠的下端穿过隔板行走安装板与隔板下导向板连接，隔板走线管安装在隔板上导向板和隔板下导向板上；隔板吸盘安装管与隔板下导向板连接，多个隔板接近开关安装在隔板吸盘安装管的下端面上，隔板吸盘安装在吸盘安装管上并位于多个隔板接近开关的外侧；

纱锭抓取机械臂包括纱锭上导向板、纱锭行走安装板、纱锭下导向板、纱锭走线管、纱锭丝杠、纱锭电机安装板、纱锭固定螺母、纱锭水平电机、纱锭齿轮、纱锭升降伺服电机、纱锭导柱、纱锭连接板、纱锭安装板、多个多爪气缸、多个夹爪和纱锭滑块，纱锭行走安装板通过纱锭滑块与双工位架体上的两根轨道梁上的导轨可滑动连接，纱锭上导向板、纱锭行走安装板和纱锭下导向板由上至下依次平行设置，且纱锭上导向板、纱锭行走安装板和纱锭下导向板之间通过纱锭导柱连接，纱锭行走安装板固定安装在两根轨道梁上，纱锭固定螺母安装在纱锭行走安装板上，纱锭导柱的下端穿过纱锭下导向板，纱锭走线管由上至下穿过纱锭上导向板、纱锭行走安装板和纱锭下导向板，纱锭升降伺服电机安装在纱锭上导向板上，纱锭丝杠的上端与纱锭升降伺服电机的输出端连接，纱锭丝杠的下端依次穿过行纱锭走安装板和纱锭下导向板，纱锭电机安装板安装在纱锭行走安装板的侧面，纱锭水平电机安装在纱锭电机安装板上，纱锭齿轮与纱锭水平电机的输出端连接；纱锭连接板的上端分别与纱锭导柱和纱锭丝杠连接，纱锭连接板的下端与纱锭安装板连接，多个多爪气缸以阵列的形式安装在纱锭安装板上，每个多爪气缸上安装有一个夹爪。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

本发明采用了隔板抓取机械臂4和纱锭抓取机械臂5交替抓取的工作模式，隔板抓取机械臂4和纱锭抓取机械臂5通过两根轨道梁30连接，使得隔板抓取机械臂4和纱锭抓取机械臂5同时水平移动，也就是说隔板抓取机械臂4在抓取隔板的时候，纱锭抓取机械臂5正在将已经抓取的纱锭放置到纱锭输送线20上的托盘内，以此来实现交替抓取同时工作的状态，以此往复，抓取速度效率提高了50-60％，有效的降低了工人的劳动强度。

附图说明

图1是本发明的轴测图；图2是图1的主视图；图3是图1的俯视图；图4是图1的侧视图；图5是隔板移动臂的主视图；图6是图4的侧视图；图7是图4的俯视图；图8是图4的轴测图；图9是纱锭双工位架体和两根轨道配合的主视图；图10是图8的侧视图；图11是图8的俯视图；图12是图8的轴测图；图13是隔板抓取工位的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图11说明本实施方式，本实施方式的一种用于纱锭码垛的双臂机械手，它包括双工位架体1、隔板抓取机械臂4、纱锭抓取机械臂5和一组刚性连接梁2，

隔板抓取机械臂4和纱锭抓取机械臂5通过一组刚性连接梁2连接并可水平移动安装在双工位架体1，

隔板抓取机械臂4包括隔板上导向板4-1、隔板行走安装板4-2、隔板下导向板4-3、隔板升降电机4-4、四根导柱4-5、隔板丝杠4-6、隔板走线管4-7、隔板固定螺母4-8、隔板滑块、隔板吸盘安装管4-11、隔板吸盘4-13和多个隔板接近开关4-12，隔板行走安装板4-2通过隔板滑块与双工位架体1上的两根轨道梁30上的导轨可滑动连接，隔板上导向板4-1和隔板下导向板4-3分别位于隔板行走安装板4-2的上方和下方，且隔板导向板4-1、隔板行走安装板4-2和隔板下导向板4-3之间通过四根导柱4-5连接，隔板升降电机4-4安装在隔板上导向板4-1上，隔板固定螺母4-8固定安装在隔板行走安装板4-2上，隔板丝杠4-6的上端与隔板升降电机4-4的输出端连接，隔板丝杠4-6的下端穿过隔板行走安装板4-2与隔板下导向板4-3连接，隔板走线管4-7安装在隔板上导向板4-1和隔板下导向板4-3上；隔板吸盘安装管4-11与隔板下导向板4-3连接，多个隔板接近开关4-12安装在隔板吸盘安装管4-11的下端面上，隔板吸盘4-13安装在吸盘安装管4-11上并位于多个隔板接近开关4-12的外侧；

纱锭抓取机械臂5包括纱锭上导向板5-1、纱锭行走安装板5-2、纱锭下导向板5-3、纱锭走线管5-6、纱锭丝杠5-7、纱锭电机安装板5-8、纱锭固定螺母5-20、纱锭水平电机5-9、纱锭齿轮5-10、纱锭升降伺服电机5-4、纱锭导柱5-5、纱锭连接板5-17、纱锭安装板5-18、多个多爪气缸5-19、多个夹爪5-20和纱锭滑块5-16，纱锭行走安装板5-2通过纱锭滑块5-16与双工位架体1上的两根轨道梁30上的导轨可滑动连接，纱锭上导向板5-1、纱锭行走安装板5-2和纱锭下导向板5-3由上至下依次平行设置，且纱锭上导向板5-1、纱锭行走安装板5-2和纱锭下导向板5-3之间通过纱锭导柱5-5连接，纱锭行走安装板5-2固定安装在两根轨道梁30上，纱锭固定螺母5-20安装在纱锭行走安装板5-2上，纱锭导柱5-5的下端穿过纱锭下导向板5-3，纱锭走线管5-6由上至下穿过纱锭上导向板5-1、纱锭行走安装板5-2和纱锭下导向板5-3，纱锭升降伺服电机5-4安装在纱锭上导向板5-1上，纱锭丝杠5-7的上端与纱锭升降伺服电机5-4的输出端连接，纱锭丝杠5-7的下端依次穿过行纱锭走安装板5-2和纱锭下导向板5-3，纱锭电机安装板5-8安装在纱锭行走安装板5-2的侧面，纱锭水平电机5-9安装在纱锭电机安装板5-8上，纱锭齿轮5-10与纱锭水平电机5-9的输出端连接；纱锭连接板5-17的上端分别与纱锭导柱5-5和纱锭丝杠5-7连接，纱锭连接板5-17的下端与纱锭安装板5-18连接，多个多爪气缸5-19以阵列的形式安装在纱锭安装板5-18上，每个多爪气缸5-19上安装有一个夹爪5-20。

本实施方式的多个纱锭双工位架体1的数量为3个，三个纱锭双工位架体1依次并排设置，由左至右起的第一个纱锭双工位架体1和第二个纱锭双工位架体1之间设有隔板抓取工位，第二个纱锭双工位架体1和第三个纱锭双工位架体1之间设有纱锭线输送线20和纱锭抓取工位。有效利用空间，便于各工序有序进行。

本实施方式通过PLC的控制，实现纱锭、隔板的分别抓取放置，同步完成动作，节省时间空间，当按下启动开关后，隔板抓取机械臂下降，对隔板进行抓取，之后上升，水平移动，纱锭抓取机构移动到纱锭输送线限制位同时隔板也移动到了码垛位置，纱锭抓取机械臂进行抓取，同时隔板抓取机械臂同步把隔板放置在码垛位置，然后水平移动到码垛位置，隔板抓取机械臂4和纱锭抓取机械臂5同步动作，完成隔板抓取和纱锭码垛。

具体实施方式二：结合图1至图8说明本实施方式，本实施方式的隔板移动臂还包括隔板光电开关安装架4-14和多个隔板光电开关4-15，隔板光电开关安装架4-14安装在隔板行走安装板4-2上，多个隔板光电开关4-15安装在隔板光电开关安装架4-14上。如此设置，便于随时监控欲到达隔板的位置，为精确抓取隔板提供必要的条件。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式三：结合图1至图8说明本实施方式，本实施方式的纱锭移动臂还包括纱锭光电开关安装架5-14和多个纱锭光电开关5-15，纱锭光电开关安装架5-14安装在纱锭行走安装板5-2上，多个纱锭光电开关5-15安装在纱锭光电开关安装架5-14上。如此设置，便于随时监控欲到达纱锭的位置，为精确抓取纱锭提供必要的条件。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图2说明本实施方式，本实施方式的多爪气缸5-19为三爪气缸或四爪气缸。如此设置，便于实现对纱锭的抓取，而且抓取过程更加牢固，不易掉落。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：结合图2说明本实施方式，本实施方式的夹爪5-20上设有凸起。如此设置，增加纱锭在抓取过程中与夹爪之间的摩擦力。其它组成和连接关系与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：结合图1、图2和图4说明本实施方式，本实施方式的夹爪5-20上设有矩形条状凸起。如此设置，便于保证纱锭抓取的安全性能，防止纱锭在抓取过程中掉落。其它组成和连接关系与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：结合图1、图2和图4说明本实施方式，本实施方式的夹爪5-20上设有点状凸起。如此设置，便于保证纱锭抓取的安全性能，防止纱锭在抓取过程中掉落。其它组成和连接关系与具体实施方式六相同。

本实施方式多个多爪气缸2以矩形阵列的排布形式固定安装在连接板1上。防止各纱锭在抓取过程中存在干涉，同时采用此种排列方式能够使得最少的空间，单次抓取最多的纱锭。

本实施方式的夹爪3为由防滑材质制成的弧形夹爪。便于与多爪气缸2的爪配合。

本实施方式的多个多爪气缸2的数量为6-12个。在实际使用过程中，多爪气缸2的数量为9个最佳。便于保证抓取效率。

本发明的工作过程为：初始状态：水平方向在隔板位置等待------两个机械手臂分别在零位高度等待(最上面的位置)。

动作顺序：当纱锭抓取位置上的9个光电开关有信号时说明纱锭已经就位，这时就会给双臂机械手信号，双臂机械手抓取隔板的手臂向下直到安在末端的光电开关有信号说明已到位开始抓取到隔板然后回到零位高度，然后水平移动电机带动双臂机械手移动到隔板或纱锭码放的位置，也就是纱锭手移动到了纱锭取料位置，然后隔板手臂向下运动将隔板放到木质托盘上，然后回到零位高度，同时取纱锭的手臂也下降到取纱锭位置将纱锭抓取再回到零位高度，然后水平电机动作将双臂机械手移动回初始位置(也就是纱锭手臂码放纱锭的位置)纱锭手将纱锭码放到隔板上，然后纱锭手回到零位高度完成了一个循环动作，除了光电检测位置外其余位置均由PLC编辑的程序语言控制伺服电机完成轨迹路线。

Claims (7)

1.一种用于纱锭码垛的双臂机械手，其特征在于：它包括双工位架体(1)、隔板抓取机械臂(4)、纱锭抓取机械臂(5)和一组刚性连接梁(2)，

隔板抓取机械臂(4)和纱锭抓取机械臂(5)通过一组刚性连接梁(2)连接并可水平移动安装在双工位架体(1)，

隔板抓取机械臂(4)包括隔板上导向板(4-1)、隔板行走安装板(4-2)、隔板下导向板(4-3)、隔板升降电机(4-4)、四根导柱(4-5)、隔板丝杠(4-6)、隔板走线管(4-7)、隔板固定螺母(4-8)、隔板滑块、隔板吸盘安装管(4-11)、隔板吸盘(4-13)和多个隔板接近开关(4-12)，隔板行走安装板(4-2)通过隔板滑块与双工位架体(1)上的两根轨道梁(30)上的导轨可滑动连接，隔板上导向板(4-1)和隔板下导向板(4-3)分别位于隔板行走安装板(4-2)的上方和下方，且隔板导向板(4-1)、隔板行走安装板(4-2)和隔板下导向板(4-3)之间通过四根导柱(4-5)连接，隔板升降电机(4-4)安装在隔板上导向板(4-1)上，隔板固定螺母(4-8)固定安装在隔板行走安装板(4-2)上，隔板丝杠(4-6)的上端与隔板升降电机(4-4)的输出端连接，隔板丝杠(4-6)的下端穿过隔板行走安装板(4-2)与隔板下导向板(4-3)连接，隔板走线管(4-7)安装在隔板上导向板(4-1)和隔板下导向板(4-3)上；隔板吸盘安装管(4-11)与隔板下导向板(4-3)连接，多个隔板接近开关(4-12)安装在隔板吸盘安装管(4-11)的下端面上，隔板吸盘(4-13)安装在吸盘安装管(4-11)上并位于多个隔板接近开关(4-12)的外侧；

纱锭抓取机械臂(5)包括纱锭上导向板(5-1)、纱锭行走安装板(5-2)、纱锭下导向板(5-3)、纱锭走线管(5-6)、纱锭丝杠(5-7)、纱锭电机安装板(5-8)、纱锭固定螺母(5-20)、纱锭水平电机(5-9)、纱锭齿轮(5-10)、纱锭升降伺服电机(5-4)、纱锭导柱(5-5)、纱锭连接板(5-17)、纱锭安装板(5-18)、多个多爪气缸(5-19)、多个夹爪(5-20)和纱锭滑块(5-16)，纱锭行走安装板(5-2)通过纱锭滑块(5-16)与双工位架体(1)上的两根轨道梁(30)上的导轨可滑动连接，纱锭上导向板(5-1)、纱锭行走安装板(5-2)和纱锭下导向板(5-3)由上至下依次平行设置，且纱锭上导向板(5-1)、纱锭行走安装板(5-2)和纱锭下导向板(5-3)之间通过纱锭导柱(5-5)连接，纱锭行走安装板(5-2)固定安装在两根轨道梁(30)上，纱锭固定螺母(5-20)安装在纱锭行走安装板(5-2)上，纱锭导柱(5-5)的下端穿过纱锭下导向板(5-3)，纱锭走线管(5-6)由上至下穿过纱锭上导向板(5-1)、纱锭行走安装板(5-2)和纱锭下导向板(5-3)，纱锭升降伺服电机(5-4)安装在纱锭上导向板(5-1)上，纱锭丝杠(5-7)的上端与纱锭升降伺服电机(5-4)的输出端连接，纱锭丝杠(5-7)的下端依次穿过行纱锭走安装板(5-2)和纱锭下导向板(5-3)，纱锭电机安装板(5-8)安装在纱锭行走安装板(5-2)的侧面，纱锭水平电机(5-9)安装在纱锭电机安装板(5-8)上，纱锭齿轮(5-10)与纱锭水平电机(5-9)的输出端连接；纱锭连接板(5-17)的上端分别与纱锭导柱(5-5)和纱锭丝杠(5-7)连接，纱锭连接板(5-17)的下端与纱锭安装板(5-18)连接，多个多爪气缸(5-19)以阵列的形式安装在纱锭安装板(5-18)上，每个多爪气缸(5-19)上安装有一个夹爪(5-20)。

2.根据权利要求1所述的一种用于纱锭码垛的双臂机械手，其特征在于：隔板移动臂还包括隔板光电开关安装架(4-14)和多个隔板光电开关(4-15)，隔板光电开关安装架(4-14)安装在隔板行走安装板(4-2)上，多个隔板光电开关(4-15)安装在隔板光电开关安装架(4-14)上。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于纱锭码垛的双臂机械手，其特征在于：纱锭移动臂还包括纱锭光电开关安装架(5-14)和多个纱锭光电开关(5-15)，纱锭光电开关安装架(5-14)安装在纱锭行走安装板(5-2)上，多个纱锭光电开关(5-15)安装在纱锭光电开关安装架(5-14)上。

4.根据权利要求3所述的一种用于纱锭码垛的双臂机械手，其特征在于：多爪气缸(5-19)为三爪气缸或四爪气缸。

5.根据权利要求1或4所述的一种用于纱锭码垛的双臂机械手，其特征在于：夹爪(5-20)上设有凸起。

6.根据权利要求5所述的一种用于纱锭码垛的双臂机械手，其特征在于：夹爪(5-20)上设有矩形条状凸起。

7.根据权利要求5所述的一种用于纱锭码垛的双臂机械手，其特征在于：夹爪(5-20)上设有点状凸起。