CN109702227B - 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长棒类工件。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、及与所述旋转组件连接的夹料组件；所述夹料组件包括连接所述旋转组件的固定板、连接所述固定板的上料手爪、及连接所述固定板的下料手爪；所述固定板设有轴承，所述上料手爪设有穿设所述轴承的导向杆，所述固定板与所述上料手爪之间设有弹性件。本发明的手爪装置的上料手爪在上料的过程中，通过导向杆、轴承及弹性件的作用，能够有效抵消因毛坯工件与车床主轴端面接触时产生的作用力，减少对机械手臂的刚性变形冲击。

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缺少上料缓冲结构；当机械手在进行上料操作时，工件和车床主轴端面过多的刚性接触容易造成造成Z轴手臂变形，降低了生产效率。

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长棒类工件，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、及与所述旋转组件连接的夹料组件；所述夹料组件包括连接所述旋转组件的固定板、连接所述固定板的上料手爪、及连接所述固定板的下料手爪；所述固定板设有轴承，所述上料手爪设有穿设所述轴承的导向杆，所述固定板与所述上料手爪之间设有弹性件。

本发明手爪装置的上料手爪在上料的过程中，通过导向杆、轴承及弹性件的作用，能够有效抵消因毛坯工件与车床主轴端面接触时产生的作用力，减少对机械手臂的刚性变形冲击。

在其中一个实施例中，所述基座上设有滑槽，所述调节组件包括连接所述旋转组件的滑动件，所述滑动件安装于所述滑槽中。

在其中一个实施例中，所述基座设有固定孔，所述滑动件设有第一螺纹孔，所述固定孔与所述第一螺纹孔相对应。

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基座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基座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。

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，所述旋转组件包括安装板及与所述安装板连接的旋转气缸，所述安装板连接所述滑动件，所述旋转气缸连接所述夹料组件的所述固定板。

在其中一个实施例中，所述固定板呈V型设置，所述上料手爪安装于所述固定板一端，所述下料手爪安装于所述固定板的另一端。

在其中一个实施例中，所述上料手爪包括连接所述固定板的上料底板、与所述上料底板连接的第一气缸、及与所述第一气缸连接的第一夹料手指；所述上料底板靠近所述固定板的一侧设有三个导向杆，所述固定板背向所述上料手爪的一侧设有三个轴承，所述导向杆穿设所述轴承。

在其中一个实施例中，所述第一夹料手指包括连接所述第一气缸的第一手指段及与所述第一手指段连接的第一手指垫块，所述第一手指段为刚性材料，所述第一手指垫块为软性材料。

在其中一个实施例中，所述下料手爪包括连接所述第二气缸的第二手指段及与所述第二手指段连接的第一手指垫块，所述第二手指段为刚性材料，所述第二手指垫块为软性材料。

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1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，121、固定孔，13、滑槽；

20、调节组件，21、滑动件，211、第一螺纹孔，22、吹气板，221、第二螺纹孔，222、通孔，23、调整板，231、第三螺纹孔，24、连接板；

30、旋转组件，31、安装板，32、旋转气缸，321、转动件；

40、夹料组件，41、固定板，411、轴承，42、上料手爪，421、上料底板，421a、导向杆，422、第一气缸，423、第一夹料手指，423a、第一手指段，423b、第一手指垫块，43、下料手爪，431、第二气缸，432、第二夹料手指，432a、第二手指段，432b、第二手指垫块，44、弹性件；

50、毛坯工件，60、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长棒类工件。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、及与旋转组件30连接的夹料组件40。夹料组件40包括连接旋转组件30的固定板41、连接固定板41的上料手爪42、及连接固定板41的下料手爪43；固定板41设有轴承411，上料手爪42设有穿设轴承411的导向杆421a，且固定板41与上料手爪42之间设有弹性件44。当上料手爪42对车床主轴进行上料处理时，上料手爪42通过压缩弹性件44，从而抵消因毛坯工件50与车床主轴端面接触时产生的作用力，减少对机械手臂的刚性变形冲击。

基座10包括底板11及自底板11相对两侧向外延伸的两延伸板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；同时，基座10背向安装槽的一侧设有滑槽13，该滑槽13用以供调节组件20放置；延伸板12设有对应调节组件20的固定孔121，用以供固定螺钉(图未示)连接调节组件20，起到了固定调节组件20的作用。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与滑动件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。

调节组件20与基座10连接，该调节组件20包括滑动件21、吹气板22及调整板23。其中，滑动件21安装于基座10的滑槽13内，能够进行相对的前后滑动；该滑动件21通过一连接板24连接旋转组件30；同时，滑动件21靠近延伸板12的两侧设有第一螺纹孔211，该第一螺纹孔211对应所述延伸板12的固定孔121。

吹气板22安装于基座10的一侧，该吹气板22在本实施例中设有两个第二螺纹孔221，第二螺纹孔221用以供第一调节螺钉(图未示)连接滑动件21，通过推动第一调节螺钉从而移动滑动件21。同时，吹气板22的顶端和侧端设有相互连通的通孔222，其中位于顶端的通孔222用以连接Z轴手臂的气管(图未示)，位于侧端的通孔222用以连接吹气管(图未示)，并将吹气管分别对准夹料组件40和车床主轴端，确保气管能够通过电磁阀控制气流，用于上料手爪42对车床主轴上料时对毛坯工件50和车床主轴、及下料手爪43抓取成品工件60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42的上料精度和下料手爪43抓取成品工件60的精度影响。

调整板23安装于基座10远离吹气板22的一侧，且调整板23在本实施例中设有两个第三螺纹孔231；该第三螺纹孔231用以供第二调节螺钉(图未示)连接滑动件21，通过推动第二调节螺钉从而移动滑动件21。当夹料组件40的上料手爪42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21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21的位置，促使上料手爪42工位位置与机床主轴对准，当调节完毕后再通过固定螺钉穿设滑动件21，起到固定滑动件21的作用，防止滑动件21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包括安装板31及与安装板31连接的旋转气缸32；其中，安装板31设有开口，该安装板31与调节组件20的连接板24垂直连接，能够与滑动件21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41连接，该旋转气缸32的转动件321通过安装板31的开口连接夹料组件40的固定板41；在本实施例中，通过调整旋转气缸32的缓冲器，促使旋转气缸32在电磁阀的控制下来回切换，从而对上料手爪42及下料手爪43进行工位切换。

夹料组件40与旋转组件30连接，夹料组件40包括固定板41、与固定板41连接的上料手爪42、及与固定板41连接的下料手爪42。固定板41设有凹槽，该凹槽的大小尺寸与旋转气缸32的转动件321相对应；固定板41在本实施例中呈V型设置且两端夹角为60°，上料手爪42及下料手爪43分别安装于固定板41的两端；其中固定板41背向上料手爪42的一侧设有三个轴承411。

上料手爪42包括上料底板421、与上料底板421连接的第一气缸422、及与第一气缸422连接的第一夹料手指423；该上料手爪42用以对毛坯工件50进行上料夹持处理。

上料底板421靠近固定板41的一侧设有导向杆421a，在实施例中，导向杆421a的数量为三个；三个导向杆421a分别穿设固定板41的三个轴承411，且导向杆421a与固定板41之间设有弹性件44，该弹性件44在本实施例中为弹簧；其中导向杆421a靠近轴承411的一端设有凸块(图未示)，能够防止导向杆421a滑出。可以理解为，在导向杆421a、轴承411及弹性件44的作用下，上料手爪42形成可压缩的稳定三角型结构；当上料手爪42在给车床主轴上料时，能够抵消因毛坯工件50与车床主轴端面接触时产生的作用力，减少对机械手臂Z轴的刚性变形冲击。

第一夹料手指423为分体式结构，第一夹料手指423包括第一手指段423a及与第一手指段423a连接的第一手指垫块423b。其中，第一手指段423a通过螺钉方式连接第一气缸422，该第一手指段423a在本实施例中为钢材材质，确保第一手指段423a具有较高的强度且不易变形，可以理解为，在其它的实施例中，第一手指段423a可以是其它具有良好强度的刚性材料；第一手指段423a的大小尺寸可根据工件外径进行相应设计。第一手指垫块423b通过螺钉方式安装第一手指段423a，用以夹持毛坯工件；该第一手指垫块423b在本实施例中为尼龙材质，能够避免与毛坯工件50接触时刮损毛坯工件50；第一手指垫块423b可作为易损件，成本低且便于更换；在其它的实施例中，第一手指垫块423b可以是其它的软性材料。

下料手爪43包括第二气缸431及连接第二气缸431的第二夹料手指432，该下料手爪43用以对成品工件60进行下料夹持处理。第二气缸431通过螺钉方式连接固定板41；第二夹料手指432为分体式结构，第二夹料手指432包括第二手指段432a及与第二手指段432a连接的第二手指垫块432b。其中，第二手指段432a通过螺钉方式连接第二气缸431，该第二手指段432a在本实施例中为钢材材质，确保第二手指段432a具有较高的强度且不易变形；在其它的实施例中，第二手指段432a可以是其它具有良好强度的刚性材料；第二手指段432a的大小尺寸可根据工件外径进行相应设计。第二手指垫块432b通过螺钉方式安装第二手指段432a，用以夹持成品工件60；该第二手指垫块432b在本实施例中为尼龙材质，能够避免与成品工件60接触时刮损成品工件60；第二手指垫块432b可作为易损件，成本低且便于更换；在其它的实施例中，第二手指垫块432b可以是其它的软性材料。

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100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42旋转至垂直向下工位；电磁阀再次通气处理，通过第一气缸422将上料手爪42打开，手爪装置100的上料手爪42通过缓慢下移进入毛坯工件50夹持范围，上料手爪42通过第一气缸422将毛坯工件50夹住，此时手爪装置100完成了毛坯工件50的夹持工作。

随后通过X轴和Z轴的移动，带动手爪装置100到达车床内部，旋转气缸32通过电磁阀的通气处理，将下料手爪43旋转至垂直向下工位，移动Z轴使下料手爪43到达适合夹持的距离，第二气缸431通过电磁阀控制，促使下料手爪43对车床主轴上的成品工件60进行夹持；随后车床主轴松开夹爪，下料手爪43朝X轴后移，使成品工件60从车床主轴上成功夹取下来，此时下料手爪43完成了成品工件60下料的工作。

再通过电磁阀控制旋转气缸32旋转60°，将上料手爪42切换至垂直向下工位，手爪装置100在Z轴往机床主轴方向移动，毛坯工件50接触到车床主轴端面时继续往前移动少许；在Z轴移动期间，导向杆421a在轴承411上移动，使弹性件44压缩产生预顶力，从而使毛坯工件50与车床主轴端面贴合的更紧密，此时车床主轴夹爪闭合夹住毛坯工件50，手爪装置100完成了毛坯工件50的装夹工作；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43的成品工件60放置到料盘上的空余工位上。

本发明的手爪装置的上料手爪在上料的过程中，通过导向杆、轴承及弹性件的作用，能够有效抵消因毛坯工件与车床主轴端面接触时产生的作用力，减少对机械手臂的刚性变形冲击。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。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 (6)

1.一种手爪装置，用于夹持桁架机械手的中长棒类工件，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、及与所述旋转组件连接的夹料组件；所述夹料组件包括连接所述旋转组件的固定板、连接所述固定板的上料手爪、及连接所述固定板的下料手爪；所述固定板设有轴承，所述上料手爪设有穿设所述轴承的导向杆，所述固定板与所述上料手爪之间设有弹性件；所述基座上设有滑槽，所述调节组件包括连接所述旋转组件的滑动件，所述滑动件安装于所述滑槽中；所述基座设有固定孔，所述滑动件设有第一螺纹孔，所述固定孔与所述第一螺纹孔相对应；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基座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基座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；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。

2.根据权利要求1所述的手爪装置，其特征在于：所述旋转组件包括安装板及与所述安装板连接的旋转气缸，所述安装板连接所述滑动件，所述旋转气缸连接所述夹料组件的所述固定板。

3.根据权利要求1所述的手爪装置，其特征在于：所述固定板呈V型设置，所述上料手爪安装于所述固定板一端，所述下料手爪安装于所述固定板的另一端。

4.根据权利要求1所述的手爪装置，其特征在于：所述上料手爪包括连接所述固定板的上料底板、与所述上料底板连接的第一气缸、及与所述第一气缸连接的第一夹料手指；所述上料底板靠近所述固定板的一侧设有三个导向杆，所述固定板背向所述上料手爪的一侧设有三个轴承，所述导向杆穿设所述轴承。

5.根据权利要求4所述的手爪装置，其特征在于：所述第一夹料手指包括连接所述第一气缸的第一手指段及与所述第一手指段连接的第一手指垫块，所述第一手指段为刚性材料，所述第一手指垫块为软性材料。

6.根据权利要求1所述的手爪装置，其特征在于：所述下料手爪包括连接所述第二气缸的第二手指段及与所述第二手指段连接的第一手指垫块，所述第二手指段为刚性材料，所述第二手指垫块为软性材料。

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