CN107414579B - 一种机械手及物料取放装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机械手及物料取放装置，所述机械手包括连接支架、固定支架、至少一个第一取放装置及至少一个第二取放装置，固定支架与连接支架连接，并且固定支架可绕与连接支架连接处进行转动，在固定支架的相对两个侧面上设置沿第一方向取放物品第一取放装置，以及沿第二方向取放物品第二取放装置，这样，在一次抓取中可以进行两次或者更多次的去料或者下料动作，并且在一次抓取中，还可以进行两次或者更多次工序的交替，在一次循环作业中可以有效减少物料的抓取次数，不仅上下料速度快，还可以有效提高生产效率，降低成本。

Description

一种机械手及物料取放装置

技术领域

本发明涉及工业机器人领域，特别涉及机械手及物料取放装置。

背景技术

随着工业自动化程度的提高，制造行业逐渐由劳动密集型转向自动化和智能化，越来越多的企业使用工业机器人代替传统体力劳动，这种转变在降低工人劳动强度的同时大大提高了生产效率及产品质量，而且还能降低生产成本。尤其是在流水线上使用的物料取放机器人，广泛应用于制造行业的各个领域，其中，物料取放机器人是一种集抓取、搬运和码放为一体的自动化装置。

在汽车制造过程中，制动钳体作为汽车制动***中的重要部件，需求量非常的大，为了提高产能，扩大市场占有量，保证产品质量及一致性，越来越多地采用物料取放机器人进行自动上下料，但是制动钳体的制作工序繁多，即使在同一台数控机床中，一个制动钳体也有多道不同加工工序。而现有的物料取放机器人，在一次抓取中只能进行一次去料或者下料动作，因此，一个物料取放机器人需要多次操作才能完成一次循环作业，不仅上下料速度慢，而且生产效率低，而且设置多个物料取放机器人配合完成一次循环作业的话，成本较高，且发生故障的几率也相对较高。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种机械手及物料取放装置，解决了现有物料取放机器人需要多次操作才能完成一次循环作业，不仅上下料速度慢，而且生产效率低的问题。

本发明实施例提供一种机械手，所述机械手包括连接支架、固定支架、至少一个第一取放装置及至少一个第二取放装置，所述连接支架的第一端连接于物料取放装置的机械手臂，所述连接支架的第二端与所述固定支架连接，且所述固定支架可绕所述连接支架的第二端转动，所述第一取放装置及所述第二取放装置分别位于所述固定支架上相对的两个侧面，所述第一取放装置沿第一方向取放物品，所述第二取放装置沿第二方向取放物品。

本发明实施例还提供一种物料取放装置，所述物料取放装置包括机械手，所述机械手包括连接支架、固定支架、至少一个第一取放装置及至少一个第二取放装置，所述连接支架的第一端连接于物料取放装置的机械手臂，所述连接支架的第二端与所述固定支架连接，且所述固定支架可绕所述连接支架的第二端转动，所述第一取放装置及所述第二取放装置分别位于所述固定支架上相对的两个侧面，所述第一取放装置沿第一方向取放物品，所述第二取放装置沿第二方向取放物品。

本发明实施例提供的机械手及物料取放装置，所述机械手包括连接支架、固定支架、至少一个第一取放装置及至少一个第二取放装置，固定支架与连接支架连接，并且固定支架可绕与连接支架连接处进行转动，在固定支架的相对两个侧面上设置沿第一方向取放物品第一取放装置，以及沿第二方向取放物品第二取放装置，这样，在一次抓取中可以进行两次或者更多次的去料或者下料动作，并且在一次抓取中，还可以进行两次或者更多次工序的交替，在一次循环作业中可以有效减少物料的抓取次数，不仅上下料速度快，还可以有效提高生产效率，降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一较佳实施例提供的物料取放装置工作状态示意图；

图2为图1中II处所示的放大图；

图3为图2中所示机械手的侧视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。

请同时参阅图1，图1为本发明一较佳实施例提供的物料取放装置工作状态示意图。如图1所示，本发明实施例提供的物料取放装置100用于与物料输送装置200、翻转装置300及数控机床400共同配合工作，实现物料的传输及加工。所述物料输送装置200用于将未加工的物料运送至所述物料取放装置100可抓取的位置，并在所述物料取放装置100将抓取的加工完毕的物料放置在所述物料输送装置200上后，将加工完毕的物料运送至下一地点。所述物料取放装置100用于将物料抓取送至所述数控机床400中进行加工，还用于将加工完毕的物料抓取送至所述物料输送装置200。所述翻转装置300用于将物料进行翻转，以便进行加工。所述数控机床400用于对物料进行加工处理。

所述物料取放装置100包括机架10及机械手20，所述机械手20与所述机架10连接，并在所述机架10的机械手臂的控制下在所述物料输送装置200、所述翻转装置300及所述数控机床400之间运动，以实现物料的取放及搬运。

所述机架10包括两个相对设置的总支撑架11、水平支撑架12及竖直支撑架13，所述总支撑架11包括横梁111及与用于支撑所述横梁111且与所述横梁111连接的支撑柱112，所述水平支撑架12连接在两个相对设置的所述横梁111之间，所述竖直支撑架13与所述水平支撑架12垂直连接，在所述横梁111上设置有运动轨道，使得设置于所述水平支撑架12上的机械结构可以随着所述水平支撑架12沿所述横梁111上的运动轨道在第一水平方向X上进行运动，所述水平支撑架12上也设置有运动轨道，使得设置于所述竖直支撑架13上的机械结构可以随着所述竖直支撑架13沿所述水平支撑架12上的运动轨道在第二水平方向Y上进行运动，所述竖直支撑架13上也设置有运动轨道，使得设置于所述竖直支撑架13上的机械机构可以沿着所述竖直支撑架13上的运动轨道在第三竖直方向Z上进行运动。本实施方式中，所述横梁111、所述水平支撑架12、所述竖直支撑架13、设置于所述横梁111、所述水平支撑架12和所述竖直支撑架13上的运动轨道和机械结构共同组成所述物料取放装置100的机械手臂，并使得所述物料取放装置100的机械手臂可以在三维空间中进行运动。

本实施方式中，是以龙门桁架的形式形成了物料取放装置的机架及机械手臂，但并不局限于此，在其他实施方式中，物料取放装置的机械手还可以是关节式机器人手臂。

请同时参阅图2及图3，图2为图1中II处所示的放大图，图3为图2中所示机械手的侧视图。如图2及图3所示，所述机械手20包括连接支架21、固定支架22、至少一个第一取放装置23、至少一个取放装置24、第一转动装置25及第二转动装置26。所述连接支架21的第一端连接于所述物料取放装置100的机械手臂，具体的，所述连接支架21的第一端连接于所述竖直支撑架13上机械结构，并且带动所述机械手20随着所述竖直支撑架13上机械结构沿所述竖直支撑架13上的运动轨道在第三竖直方向Z上进行运动，进而随着所述物料取放装置100的机械手臂可在三维空间中进行运动。

所述连接支架21的第二端与所述固定支架22连接，并且所述固定支架22可绕所述连接支架21的第二端转动，所述第一取放装置23及所述第二取放装置24分别位于所述固定支架22上相对的两个侧面，所述第一取放装置23可沿第一方向取放物品，所述第二取放装置24可沿第二方向取放物品。

所述第一转动装置25位于所述连接支架21的第二端与所述固定支架22支架，所述第一转动装置25的固定端固定于所述连接支架21的第二端，所述第一转动装置25的转动端与所述固定支架22连接，所述固定支架22在所述第一转动装置25的驱动下，所述固定支架22可在所述固定支架22与所述连接支架21垂直的平面内转动，进而带动固定于所述固定支架22上的所述第一取放装置23及所述第二取放装置24在所述固定支架22与所述连接支架21垂直的平面内转动，来进行取放装置类型的更换等。

所述第二转动装置26固定在所述固定支架22上，并且所述第二转动装置26的固定端固定在所述固定支架22上设置有所述第一取放装置23的一面，所述第二转动装置26的转动端与所述第一取放装置23连接，所述第一取放装置23在所述第二转动装置26的驱动下，可在与所述固定支架22上设置有所述第一取放装置23的侧面平行的平面内转动，从而达到调节所述第一取放装置23的抓取位置、抓取角度及抓取朝向等因素。

本实施方式中，所述第一转动装置25及所述第二转动装置26均为旋转气缸，但并不局限于此，在其他实施方式中，所述第一转动装置25及所述第二转动装置26也可以是其他可以驱动所述固定支架22及所述第一取放装置24进行转动的驱动装置。

具体的，所述固定支架22包括主板221、两个第一侧壁222、第二侧壁223及支撑板224，所述第一侧壁222及所述第二侧壁223分别位于所述主板221上相对的两个侧面上，两个所述第一侧壁222分别固定在所述主板221的相对两端，所述第一转动装置25的转动端连接于其中一个所述第一侧壁222上。两个所述第一侧壁222及所述主板221的截面共同围成一U字型，所述第二转动装置26的固定端固定在所述主板221上，从而使得所述第二转动装置26固定于所述两个所述第一侧壁222及所述主板221的截面共同围成一U字型结构中，且所述第二转动装置26的转动端从围城的U字型结构的开口伸出，并与所述第一取放装置24连接，以驱动所述第一取放装置24转动。

所述第二侧壁223位于所述主板221的一面上靠近中间的位置，所述第二侧壁223固定在所述主板221上，所述第二侧壁223上与连接所述主板221的一端相对的另一端与所述支撑板224连接，所述支撑板224与所述主板221平行设置。

所述第一取放装置23包括第一手爪231及第二手爪232，所述第一手爪231及所述第二手爪232的一端分别连接在所述固定支架22上，并且所述第一手爪231及所述第二手爪232相对设置，所述第一手爪231的第二端与所述第二手爪232的第二端可相对打开或者闭合以实现物品的取放。所述第一手爪231及所述第二手爪232中至少一者的第二端上夹持物品的位置设置有定位部。

本实施方式中，所述第一手爪231及所述第二手爪232的第二端上夹持物品的位置均设置有定位部。

进一步的，所述第一取放装置23包括水平驱动装置233，所述水平驱动装置233连接于所述固定支架22上，所述水平驱动装置233的驱动端分别与所述第一手爪231的第一端及所述第二手爪232的第一端连接，所述第一手爪231及所述第二手爪232通过所述水平驱动装置233连接在所述固定支架22上，所述第一手爪231及所述第二手爪232可以在所述水平驱动装置的驱动下沿相反方向水平运动，以实现物料的抓取。

具体的，所述水平驱动装置233与所述第二转动装置26的转动端连接，进而通过所述第二转动装置26与所述固定支架22连接。

所述第二取放装置24包括第一夹爪241、第二夹爪242及定位柱243，所述第一夹爪241、所述第二夹爪242及所述定位柱243连接于所述固定支架22上，所述第一夹爪241的第一端及所述第二夹爪242的第一端连接，并可伸缩的与所述固定支架22连接，具体的，所述第一夹爪241的第一端及所述第二夹爪242的第一端连接，并向与二者连接的方向相垂直的方向延伸形成一呈T字型的连接部，并通过形成的T字型的连接部的突出端连接于所述固定支架22上。

所述第一夹爪241的第二端平行于与所述第一夹爪241的伸缩方向相垂直的平面，所述第二夹爪242的第二端平行于与所述第二夹爪242的伸缩方向相垂直的平面，所述第一夹爪241及所述第二夹爪242可沿同一方向伸缩以实现物品的取放。所述定位柱243固定于所述固定支架22上，并且对应位于所述第一夹爪241及所述第二夹爪242之间。

所述第二取放装置24包括竖直驱动装置244，所述竖直驱动装置244固定于所述固定支架22上与设置有所述第一取放装置23及所述第二取放装置24的所述相对的两个侧面相邻的侧面上，所述竖直驱动装置244的驱动端与所述第一夹爪241的第一端及所述第二夹爪242的第一端连接，具体的，所述竖直驱动装置244的驱动端与T字型的连接部的突出端连接，从而带动所述第一夹爪241及所述第二夹爪242进行伸缩，所述第一夹爪241及所述第二夹爪242通过所述竖直驱动装置244可伸缩的与所述固定支架22连接。

本实施方中，所述第一夹爪241的一端与所述第二夹爪242的一端是连接在一起，并共同连接于同一竖直驱动装置244，但并不局限于此，在其他实施方中，所述第一夹爪241的一端与所述第二夹爪242的一端也可以不连接，并且所述第一夹爪241与所述第二夹爪242分别连接在两个不同的竖直驱动装置上，来实现伸缩。

具体的，所述竖直驱动装置244固定在所述第二侧壁223朝向所述连接支架21的侧面上，所述竖直驱动装置244的驱动端朝向所述支撑板224的方向，并与所述第一夹爪241的第一端及所述第二夹爪242的第一端连接，以驱动所述第一夹爪241及所述第二夹爪242在竖直方向运动。所述第一夹爪241及所述第二夹爪242的第一端与第二端之间垂直连接，并在三维空间中弯折成三维的L型，所述第一夹爪241及所述第二夹爪242的第二端与所述支撑板224平行，以将物料夹持在所述第一夹爪241的第二端及所述第二夹爪242的第二端与所述书支撑板224之间。所述定位柱243固定于所述支撑板224上，并对于位于所述，且所述定位柱243上套设有弹簧，在夹持物料时，物料可以套在所述定位柱243上第一夹爪241的第二端及所述第二夹爪242的第二端之间，并在所述第一夹爪241及所述第二夹爪242的夹持下压缩弹簧，从而达到夹持物料的目的。

本实施方式中，所述第一取放装置23及所述第二取放装置24的数量均为2，并且所述第二取放装置24中的竖直驱动装置244的数量也为2个，每个竖直驱动装置与一个夹爪连接。

当物料为当所述物料取放装置100进行上下料时，控制水平支撑架12及竖直支撑架13分别在第一水平方向X、第二水平方向Y及第三竖直方向Z上运动，从而控制所述机械手20在三维空间中运动，当所述机械手20运动到物料输送装置200的上料线上平放着的制动钳体正上方，到位后所述机械手20做竖直下降运动到制动钳***置，一个第一取放装置23张开第一手爪231及第二手爪232以抓取待加工的制动钳体，抓取后将待加工的制动钳体运送到所述数控机床400中的加工位置，另一个第一取放装置23将第一次加工完的制动钳体抓取出，抓取待加工的制动钳体的一个第一取放装置23将待加工的制动钳体放置在加工位置上。

完成上述动作后，控制所述机械手20运动到机床外的所述翻转装置300处，张开抓取有完成第一次加工的制动钳体的一个第一取放装置23，将完成第一次加工的制动钳体平放在所述翻转装置300的待翻转工位上，所述第一转动装置25工作，将所述机械手20的第二取放装置24翻转到翻转工位上，一个第二取放装置24抓取需要第二次加工的制动钳体，然后控制所述机械手20运行到机床加工位置，通过所述第一转动装置25的控制，将抓取有需要进行第二次加工的制动钳体的一个第二取放装置24翻转到对应的加工工位上，另一个第二取放装置24抓取加工工位上完成第二次加工的制动钳体，然后抓取有需要进行第二次加工的制动钳体的一个第二取放装置24放下需要进行第二次加工的制动钳体，所述机械手20运动至所述翻转装置300的位置，另一个第二取放装置24的夹爪松开，将完成第二次加工的制动钳体放在翻转工位上。

完成上述动作后，经过转动，第一取放装置23抓取完成翻转后，平放着的完成第二次加工的制动钳体，并随所述机械手20运动至物料输送装置200后，将加工完成的制动钳体放置在物料输送装置200下料输送线上。如此反复进行上述过程，即可实现自动上下料。

本实施方式中，是以汽车刹车盘制动钳体为物料进行说明，但并不局限于此，在其他实施方式中，物料还可以是其他需要加工的零件。

本发明实施例提供的机械手及物料取放装置，所述机械手包括连接支架、固定支架、至少一个第一取放装置及至少一个第二取放装置，固定支架与连接支架连接，并且固定支架可绕与连接支架连接处进行转动，在固定支架的相对两个侧面上设置沿第一方向取放物品第一取放装置，以及沿第二方向取放物品第二取放装置，这样，在一次抓取中可以进行两次或者更多次的去料或者下料动作，并且在一次抓取中，还可以进行两次或者更多次工序的交替，在一次循环作业中可以有效减少物料的抓取次数，不仅上下料速度快，还可以有效提高生产效率，降低成本。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种机械手，其特征在于，所述机械手包括连接支架、固定支架、至少一个第一取放装置及至少一个第二取放装置，所述连接支架的第一端连接于物料取放装置的机械手臂，所述连接支架的第二端与所述固定支架连接，且所述固定支架可绕所述连接支架的第二端转动，所述第一取放装置及所述第二取放装置分别位于所述固定支架上相对的两个侧面，所述第一取放装置沿第一方向取放物品，所述第二取放装置沿第二方向取放物品；

所述机械手包括第一转动装置，所述第一转动装置的固定端固定于所述连接支架的第二端，所述第一转动装置的转动端与所述固定支架连接，所述固定支架在所述第一转动装置的驱动下，在所述固定支架与所述连接支架垂直的平面内转动。

2.如权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述第一取放装置包括第一手爪及第二手爪，所述第一手爪的第一端及所述第二手爪的第一端分别连接在所述固定支架上，且所述第一手爪与所述第二手爪相对设置，所述第一手爪的第二端与所述第二手爪的第二端可相对打开或者闭合以实现物品的取放。

3.如权利要求2所述的机械手，其特征在于，所述第一取放装置包括水平驱动装置，所述水平驱动装置固定于所述固定支架上，所述水平驱动装置的驱动端分别与所述第一手爪的第一端及所述第二手爪的第一端连接，所述第一手爪及所述第二手爪在所述水平驱动装置的驱动下沿相反方向水平运动。

4.如权利要求3所述的机械手，其特征在于，所述机械手包括第二转动装置，所述第二转动装置的固定端固定在所述固定支架上设置有所述第一取放装置的一面上，所述第二转动装置的转动端与所述水平驱动装置连接。

5.如权利要求2所述的机械手，其特征在于，所述第一手爪及所述第二手爪中至少一者的第二端上夹持物品的端部设置有定位部。

6.如权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述第二取放装置包括第一夹爪及第二夹爪，所述第一夹爪的第一端与所述第二夹爪的第一端连接，并可伸缩的连接于所述固定支架上，所述第一夹爪的第二端平行于与所述第一夹爪的伸缩方向相垂直的平面，所述第二夹爪的第二端平行于与所述第二夹爪的伸缩方向相垂直的平面，所述第一夹爪及所述第二夹爪可沿同一方向伸缩以实现物品的取放。

7.如权利要求6所述的机械手，其特征在于，所述第二取放装置包括固定于所述固定支架上的定位柱，所述定位柱位于所述第一夹爪及所述第二夹爪之间。

8.如权利要求6所述的机械手，其特征在于，所述第二取放装置包括竖直驱动装置，所述竖直驱动装置固定于所述固定支架上与所述相对的两个侧面相邻的侧面上，所述竖直驱动装置的驱动端与所述第一夹爪的第一端及所述第二夹爪的第一端连接。

9.一种物料取放装置，其特征在于，所述物料取放装置包括如权利要求1至8中任一项所述的机械手。