CN109702226A - 手爪装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种手爪装置，用于夹持桁架机械手的中短棒类工件，所述手爪装置包括基座、与所述基座连接的调节组件、与所述调节组件连接的旋转组件、与所述旋转组件连接的夹料组件、及与所述夹料组件连接的检测组件，所述夹料组件包括旋转座及与所述旋转座连接的取料件，所述检测组件包括与所述旋转座连接的接近开关及与所述取料件连接的感应片，所述接近开关与所述感应片相对应。本发明的手爪装置通过设置检测组件，能够检测手爪装置的取料状态，确保不会发生空料夹持状况；同时，该手爪装置还设有调节组件，通过移动调节组件上的滑动件，从而使上料手爪工位的位置与机床主轴对中，确保后期安装调试工作更简易方便。

Description

手爪装置

技术领域

本发明涉及自动化设备技术领域，特别是涉及一种手爪装置。

背景技术

随着现代工业的迅速发展，生产自动化已成为突出的主题，在加工、搬运、装配等工业生产中，很多工位为工件的拾取及放置操作，这些操作一般需要以下特点：动作灵活、简单可靠、且重复性大。

针对于上述的需求，市场上出现了大量的机械手，但是大部分的机械手都不具有取料检测结构，容易造成上料夹爪夹持空料，造成给车床主轴空上料；该机械手夹持空料的行为不但降低了生产效率，而且容易导致程序紊乱或意外发生。

发明内容

基于此，有必要针对现有的机械手容易发生夹持空料的技术问题，提供一种具有取料检测功能的手爪装置。

为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种手爪装置，用于夹持桁架机械手的中短棒类工件，所述手爪装置包括基座、与所述基座连接的调节组件、与所述调节组件连接的旋转组件、与所述旋转组件连接的夹料组件、及与所述夹料组件连接的检测组件，所述夹料组件包括旋转座及与所述旋转座连接的取料件，所述检测组件包括连接所述旋转座的接近开关及与连接所述取料件的感应片，所述接近开关与所述感应片相对应。

本发明的手爪装置通过设置检测组件，能够检测手爪装置的取料状态，确保不会发生空料夹持状况；同时，该手爪装置还设有调节组件，通过移动调节组件从而使手爪装置的工位位置与机床主轴对中，确保后期安装调试工作更简易方便。

在其中一个实施例中，所述调节组件包括安装板及滑动件，所述安装板与所述基座连接，所述滑动件与所述旋转组件连接，所述安装板背向基座的一侧设有滑槽，所述滑动件安装于所述安装板的滑槽内。

在其中一个实施例中，所述调节组件还包括吹气板及调整板，所述吹气板安装于所述安装板一侧且设有第二螺纹孔，以供第一调节螺钉穿设连接滑动件，所述调整板安装于所述安装板另一侧且设有第三螺纹孔，以供第二调节螺钉穿设连接滑动件。

在其中一个实施例中，所述吹气板设有相互连通的通孔，所述通孔以供气管穿设放置。

在其中一个实施例中，所述旋转组件包括固定座及与所述固定座连接的旋转气缸，所述固定座连接所述滑动件，所述旋转气缸连接所述夹料组件的所述旋转座。

在其中一个实施例中，所述旋转座设有两个相互垂直设置的凸起，所述取料件包括上料手爪及下料手爪，所述上料手爪与所述旋转座的一凸起连接，所述下料手爪与所述旋转座的另一凸起连接。

在其中一个实施例中，所述上料手爪包括第一气缸及压板，所述第一气缸的向外一侧设有三个带通孔的导向块，所述压板的三个端角设有导向杆，所述导向块与所述导向杆相对应，所述压板与所述导向块之间连接弹簧。

在其中一个实施例中，所述接近开关连接所述旋转座，所述感应片呈片状设置，所述感应片连接于靠近所述旋转座的所述导向杆一端。

在其中一个实施例中，所述上料手爪还包括第一手指底座及与所述第一手指底座连接的第一手指段，所述第一手指底座设有第一锯齿，所述第一手指段设有与第一手指底座的第一锯齿相对应的第二锯齿。

在其中一个实施例中，所述下料手爪包括第二手指底座及与所述第二手指底座连接的第二手指段，所述第二手指底座设有第三锯齿，所述第二手指段设有与第二手指底座的第三锯齿相对应的第四锯齿。

附图说明

图1为本发明一较佳实施方式的手爪装置的示意图；

图2为图1的手爪装置的另一角度示意图；

图3为图2的手爪装置的***图；

附图标号说明：

100、手爪装置；

10、基座，11、底板，12，延伸板；

20、调节组件，21、安装板，22、滑动件，221、第一螺纹孔，23、吹气板，231、第一固定通孔，232、第二螺纹孔，233、通孔，24、调整板，241、第二固定通孔，242、第三螺纹孔；

30、旋转组件，31、固定座，32、旋转气缸，321、凸台；

40、夹料组件，50、旋转座，60、取料件，61、上料手爪，611、第一气缸，611a、导向块，612、第一手指底座，612a、第一锯齿，613、压板，613a、导向杆，614、第一手指段，614a、第一调节孔，62、下料手爪，621、第二气缸，622、第二手指底座，623、第二手指段，623a、第四锯齿，623b、第二调节孔；

70、检测组件，71、接近开关，72、感应片，80、毛坯工件，90、成品工件。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1至图3，为本发明一较佳实施方式的手爪装置100，用于夹持桁架机械手的中短棒类工件。本发明的手爪装置100包括基座10、与基座10连接的调节组件20、与调节组件20连接的旋转组件30、与旋转组件30连接的夹料组件40、及与夹料组件40连接的检测组件70；夹料组件40包括旋转座50及与旋转座50连接的取料件60，取料件60包括上料手爪61及下料手爪62；检测组件70包括连接旋转座50的接近开关71及与上料手爪61连接的感应片72，接近开关71与感应片72相对应。当手爪装置100进行取料操作时，夹料组件40向工位靠拢，当感应片72向接近开关71靠近时，接近开关71产生信号及***判定该工位有料，夹料组件40夹持毛坯工件80；当感应片72未向接近开关71靠近，接近开关71未产生信号及***判定该工位无料，夹料组件40跳至下一工位。

基座10呈U形设置，包括底板11及自底板11相对两侧向外延伸的延伸板12，延伸板12与底板11之间围成安装槽，该安装槽用以供机械手的Z轴手臂连接，底板11背向延伸板12的一侧连接调节组件20；其中，安装槽的大小尺寸可以根据各类桁架机械手中不同规格的铝型材进行相应的设计加工，且基座10与调节组件20的连接无需进行改动，可保证结构最小改动的情况下使手爪装置100适用更多型号的桁架机械手臂和更多大小不同类型的工件，通用性和兼容性更高。

请再次参阅图1及图2，调节组件20与基座10连接，该调节组件20包括安装板21、滑动件22、吹气板23及调整板24；其中，滑动件22安装于安装板21内，吹气板23及调整板24分别安装于安装板21的相对两侧。在本实施例中，安装板21通过螺钉方式连接基座10的底板11，且该安装板21背向基座10的一侧设有滑槽；该安装板21的滑槽呈T型设置；滑动件22安装于安装板21的滑槽内，能够进行相对的前后滑动，该滑动件22的一侧连接旋转组件30，且滑动件22沿滑动方向的相对两侧设有第一螺纹孔221。

吹气板23安装于安装板21的一侧，吹气板23设有一个第一固定通孔231及两个第二螺纹孔232；其中，第一固定通孔231与滑动件22一侧的第一螺纹孔221相对应，该第一固定通孔231用以供第一固定螺钉穿设连接滑动件22，起到了固定滑动件22的作用；第二螺纹孔232用以供第一调节螺钉连接滑动件22，通过推动第一调节螺钉从而移动滑动件22；吹气板23还设有两组相互连通的通孔233，该通孔233用以连接放置气管，确保气管能够通过电磁阀控制气流，用于上料手爪61对车床主轴上料时对毛坯工件80和车床主轴、及下料手爪62抓取成品工件90时进行吹气处理，吹走铁屑和切削液，从而减少铁屑和切削液对上料手爪61的上料精度和下料手爪62抓取成品工件90的精度影响。

调整板24安装于安装板21远离吹气板23的一侧，且调整板24设有一个第二固定通孔241及两个第三螺纹孔242；第二固定通孔241与滑动件22另一侧的第一螺纹孔221相对应，该第二固定通孔241用以供第二固定螺钉穿设连接滑动件22，起到了固定滑动件22的作用；该第三螺纹孔242用以供第二调节螺钉连接滑动件22，通过推动第二调节螺钉从而移动滑动件22。当夹料组件40的上料手爪61工位中心与机床主轴偏离时，在不通过移动机床的情况下，通过对连接滑动件22的第一调节螺钉及第二调节螺钉进行拉或推的动作，从而移动滑动件22的位置，促使上料手爪61工位位置与机床主轴对准，当调节完毕后再通过第一固定螺钉及第二固定螺钉穿设滑动件22，起到固定滑动件22的作用，防止滑动件22偏移，能够使后期安装调试工作更加简易方便。

旋转组件30与调节组件20连接，该旋转组件30包括固定座31及与固定座31连接的旋转气缸32；其中，固定座31与调节组件20的滑动件22连接，能够与滑动件22进行同步运动，从而带动夹料组件40的移动；旋转气缸32的一侧与固定座31连接，旋转气缸32远离固定座31的一侧设有凸台321，该凸台321与夹料组件40相对应；在本实施例中，旋转气缸32能够进行180°的旋转运动，从而对上料手爪61及下料手爪62进行工位切换。

夹料组件40与旋转组件30连接，夹料组件40包括旋转座50及与旋转座50连接的取料件60，该取料件60包括上料手爪61及下料手爪62；旋转座50设有第一凹槽，该第一凹槽的大小尺寸与旋转气缸32的凸台321相对应，旋转座50还设有两个相互垂直设置的凸起。

上料手爪61包括第一气缸611、与第一气缸611连接的第一手指底座612、与第一气缸611连接的压板613、及与第一手指底座612连接的第一手指段614；该上料手爪61用以对毛坯工件80进行上料夹持处理。

第一气缸611为三爪气缸且设有第二凹槽，该第二凹槽的大小尺寸与旋转座50的一凸起相对应，第一气缸611在本实施例中通过螺钉连接的方式连接旋转座50的一凸起；同时，第一气缸611向外一侧还设有三个带通孔的导向块611a，导向块611a与压板613相对应，且导向块611a使用黄铜加工制成，具有体积小和耐磨等优点。

第一手指底座612在本实施例中的数量为三个，第一手指底座612通过螺钉连接的方式连接第一气缸611且第一手指底座612设有第一螺钉孔(图未标)，该第一手指底座612背向第一气缸611的一侧设有若干第一锯齿612a。

压板613的三个端角设有导向杆613a，三个导向杆613a分别穿设第一气缸611的导向块611a，且压板613与导向块611a之间设有弹簧(图未示)，其中导向杆613a靠近导向块的一端设有凸块(图未示)，能够防止导向杆613a及压板613滑出；可以理解为，该弹簧的一端连接压板613，弹簧的另一端连接导向块611a，从而使压板613形成可压缩的稳定三角型结构，通过压板613在弹簧的作用力下，可将毛坯工件80与车床主轴顶紧，使车床主轴装夹更加精确稳定和避免直接硬性接触车床主轴而造成机械手臂变形的情况；其中，一个导向杆611a面向旋转座50的一端设有感应片72。

第一手指段614在本实施例中的数量为三个，该第一手指段614设有与第一手指底座612相对应的若干第二锯齿(图未标)及第一调节孔614a，且第一手指段614通过螺钉穿设第一调节孔614a连接第一手指底座612；同时，第一手指段614外部设有热处理加工的加强筋，确保第一手指段614更不易变形和不易磨损。在本实施例中，可通过移动第一手指底座612的第一锯齿612a和第一手指段614的第二锯齿咬合的位置，从而在一定范围内调整上料手爪61的夹持范围，达到一定程度上对一定直径范围的短棒类工件的上料工作；同时，还可以将第一手指段614的夹持面加工成V型槽，促使该上料手爪61在夹持短圆棒类的工件时更加紧密牢固。

下料手爪62包括第二气缸621、与第二气缸621连接的第二手指底座622、及与第二手指底座622连接的第二手指段623；该下料手爪62用以对成品工件90进行下料夹持处理。

第二气缸621为三爪气缸且设有第三凹槽，该第三凹槽的大小尺寸与旋转座50的另一凸起相对应；进一步的，第二气缸621在本实施例中通过螺钉连接的方式连接旋转座50的另一凸起，促使下料手爪62与上料手爪61相互垂直，能够进行双工位的切换。

第二手指底座622在本实施例中的数量为三个，第二手指底座622通过螺钉连接的方式连接第二气缸621且第二手指底座622设有第二螺钉孔(图未标)，该第二手指底座622背向第二气缸621的一侧设有若干第三锯齿(图未标)。

第二手指段623在本实施例中的数量为三个，该第二手指段623设有与第二手指底座622相对应的若干第四锯齿623a及第二调节孔623b，且第二手指段623通过螺钉穿设第二调节孔623b连接第二手指底座622；同时，第二手指段623外部设有热处理加工的加强筋，确保第二手指段623更不易变形和不易磨损。在本实施例中，可通过移动第二手指底座622的的第三锯齿和第二手指段623的第四锯齿623a咬合的位置，从而在一定范围内调整下料手爪62的夹持范围，达到一定程度上对一定直径范围的短棒类工件的下料工作；同时，还可以将第二手指段623的夹持面加工成V型槽，促使该下料手爪62在夹持短圆棒类的工件时更加紧密牢固。

检测组件70与夹料组件40连接，该检测组件70包括接近开关71及感应片72；其中，接近开关71连接于夹料组件40的旋转座50的向外一侧，且接近开关71靠近上料手爪61设置；感应片72在本实施例中呈片状设置，该感应片72连接于夹料组件40的上料手爪61，进一步地，感应片72连接于压板613的一导向杆613a靠近旋转座50的一端，且感应72片与接近开关71相对应。

手爪装置100的各个连接零件和旋转气缸32中心均为通孔，促使气管和接近开关的信号线可从中心穿过，避免信号线和气管因设置在手爪装置的外部而造成与其他机构干涉，能有效防止管路线路的扭转，提高管线的寿命和可靠性。

工作时，机械手带动Z轴将手爪装置100移动到料盘工位上方，旋转气缸32通过电磁阀的通气处理，将上料手爪61旋转至垂直向下工位；电磁阀再次通气处理，通过第一气缸611将上料手爪61打开，手爪装置100的上料手爪61通过缓慢下移进入工件夹持范围，毛坯工件80压靠压板613从而带动导向杆613a上的感应片72向接近开关71接近；当接近开关71产生信号，上料手爪61通过电磁阀将毛坯工件80夹住，此时手爪装置100完成了毛坯工件80的夹持工作。当上料手爪61进入工件夹持范围，压块613未带动导向杆613a上的感应片72向接近开关71接近，且接近开关71未产生信号，即***判定该工位无料，手爪装置100跳至下一工位。

再通过X轴和Z轴的移动，带动手爪装置100到达车床内部，下料手爪62呈打开的状态，移动X轴使下料手爪62到达适合夹持的距离，第二气缸621通过电磁阀控制，促使下料手爪62对车床主轴上的成品工件90进行夹持；随后车床主轴松开夹爪，下料手爪62朝X轴后移，使成品工件90从车床主轴上成功夹取下来，此时下料手爪62完成了成品工件90下料的工作。

再通过电磁阀控制旋转气缸32旋转180°，将上料手爪61切换至水平设置，手爪装置100在X轴移动到适合上料的位置，第一气缸611通过电磁阀控制，促使上料手爪61松开第一手指段614，压块613在弹簧力的作用下将毛坯工件80弹出并顶到车床主轴端面上，随后车床主轴夹爪闭合夹住毛坯工件80，此时手爪装置100完成了毛坯工件80的上料装夹工作；最后手爪装置100在X轴和Z轴的运动下，退出车床内部并将下料手爪62的成品工件90放置到料盘上的空余工位上。

本发明的手爪装置通过设置检测组件，能够检测手爪装置的取料状态，确保上料夹爪不会发生空料状况；同时，该手爪装置还设有调节组件，通过移动调节组件上的滑动件，从而使上料手爪工位的位置与机床主轴对中，确保后期安装调试工作更简易方便；手爪装置单次运行即可完成工件上下料的工作，节省时间且高效稳定。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种手爪装置，用于夹持桁架机械手的中短棒类工件，其特征在于：所述手爪装置包括基座、与所述基座连接的调节组件、与所述调节组件连接的旋转组件、与所述旋转组件连接的夹料组件、及与所述夹料组件连接的检测组件，所述夹料组件包括旋转座及与所述旋转座连接的取料件，所述检测组件包括连接所述旋转座的接近开关及与连接所述取料件的感应片，所述接近开关与所述感应片相对应。

2.根据权利要求1所述的手爪装置，其特征在于：所述调节组件包括安装板及滑动件，所述安装板与所述基座连接，所述滑动件与所述旋转组件连接，所述安装板背向基座的一侧设有滑槽，所述滑动件安装于所述安装板的滑槽内。

3.根据权利要求2所述的手爪装置，其特征在于：所述调节组件还包括吹气板及调整板，所述吹气板安装于所述安装板一侧且设有第二螺纹孔，以供第一调节螺钉穿设连接所述滑动件，所述调整板安装于所述安装板另一侧且设有第三螺纹孔，以供第二调节螺钉穿设连接所述滑动件。

4.根据权利要求3所述的手爪装置，其特征在于：所述吹气板设有相互连通的通孔，所述通孔以供气管穿设放置。

5.根据权利要求2所述的手爪装置，其特征在于：所述旋转组件包括固定座及与所述固定座连接的旋转气缸，所述固定座连接所述滑动件，所述旋转气缸连接所述夹料组件的所述旋转座。

6.根据权利要求1所述的手爪装置，其特征在于：所述旋转座设有两个相互垂直设置的凸起，所述取料件包括上料手爪及下料手爪，所述上料手爪与所述旋转座的一凸起连接，所述下料手爪与所述旋转座的另一凸起连接。

7.根据权利要求6所述的手爪装置，其特征在于：所述上料手爪包括第一气缸及压板，所述第一气缸的向外一侧设有三个带通孔的导向块，所述压板的三个端角设有导向杆，所述导向块与所述导向杆相对应，所述压板与所述导向块之间连接弹簧。

8.根据权利要求7所述的手爪装置，其特征在于：所述接近开关连接所述旋转座，所述感应片呈片状设置，所述感应片连接于靠近所述旋转座的所述导向杆一端。

9.根据权利要求6所述的手爪装置，其特征在于：所述上料手爪还包括第一手指底座及与所述第一手指底座连接的第一手指段，所述第一手指底座设有第一锯齿，所述第一手指段设有与第一手指底座的第一锯齿相对应的第二锯齿。

10.根据权利要求6所述的手爪装置，其特征在于：所述下料手爪包括第二手指底座及与所述第二手指底座连接的第二手指段，所述第二手指底座设有第三锯齿，所述第二手指段设有与第二手指底座的第三锯齿相对应的第四锯齿。