CN110405801A - 一种上下料机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种上下料机械手，包括主机机架、用于对材料进行夹持的夹持机构和用于驱动夹持机构完成夹持动作的气缸机构，所述夹持机构包括第一夹持部件和第二夹持部件，所述第一夹持部件固定设置于主机机架的右侧，所述气缸机构固定设置于主机机架的左侧，所述第二夹持部件与气缸机构传动连接；本发明提供了一种上下料机械手，通过气缸机构带动第二夹持部件活动，第二夹持部件可在左右方向的运动过程中停留三个位置，解决了现有的三位步进气缸无法步进返回的问题，提高了上下料机械手的实用性；当需要完成相同的工序时，上下料机械手的动作时间比现有的步进气缸的动作时间短，提高了工作效率。

Description

一种上下料机械手

技术领域

本发明涉及机械手领域，特别涉及一种上下料机械手。

背景技术

在气压传动的执行元件中，常用普通气缸驱动机械装置的运动部件作直线往复运动：气缸活塞杆缩回时，运动部件处于一个位置，气缸活塞杆伸出时，运动部件处于另一位置；部分产品采用三位步进气缸(相当于两个普通气缸串联)实现运动部件在三个位置停留。

然而现有的三位步进气缸在使用时存在以下缺点：

1、气缸活塞杆伸出时可在总行程中间的某个位置停留，实现步进，但缩回时只能一次全部缩回，无法实现在返回过程中在中间位置提留以实现步进；

2、在伸出的总行程中，两个步进行程的输出力和速度是相同的，需要在气动***中控制压缩空气的压力和流量才能改变其输出力和速度；

3、当后气缸的活塞杆停止运动时，前气缸的活塞由于惯性作用会向前滑动一段距离，对定位精度要求较高的***产生不利影响；

4、步进气缸的应用范围没有普通气缸广泛，对于非常用规格或行程要求的步进气缸，需要厂家特殊定制，生产时间长、生产成本高。

可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种上下料机械手，其动作时间相比步进气缸的动作时间短，且解决了现有的三位步进气缸无法步进返回的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种上下料机械手，包括主机机架、用于对材料进行夹持的夹持机构和用于驱动夹持机构完成夹持动作的气缸机构，所述夹持机构包括第一夹持部件和第二夹持部件，所述第一夹持部件固定设置于主机机架的右侧，所述气缸机构固定设置于主机机架的左侧，所述第二夹持部件与气缸机构传动连接。

所述的上下料机械手中，所述气缸机构包括第一固定支架板、气缸固定架、第一气缸导向轴、第二气缸导向轴、用于带动气缸固定架活动的第一气缸和用于带动第二夹持部件活动的第二气缸；所述第一固定支架板与主机机架固定连接，所述第一固定支架板从上往下分别设置有第一气缸导向轴、第一气缸和第一气缸导向轴；所述气缸固定架与第一气缸传动连接，所述气缸固定架的底部从上往下分别设置有第二气缸导向轴和第二气缸。

所述的上下料机械手中，所述第一夹持部件包括第二固定支架板、第三气缸导向轴、第三气缸和第一夹持板；所述第二固定支架板与主机机架固定连接，所述第二固定支架板的底部从上往下依次设置有第三气缸导向轴和第三气缸，所述第一夹持板设置于第三气缸的左侧，与第三气缸传动连接。

所述的上下料机械手中，所述第二夹持部件包括支撑板、第二夹持板和压缩弹簧；所述支撑板与第二气缸传动连接，所述第二夹持板与支撑板活动连接，所述压缩弹簧设置于支撑板与第二夹持板之间。

所述的上下料机械手中，所述第一气缸为双向复动气缸。

所述的上下料机械手中，所述第二夹持部件还包括固定设置于支撑板底部的底部托架，所述底部托架呈L型。

所述的上下料机械手中，所述第二夹持部件还包括接近传感器，所述接近传感器固定设置于支撑板的左侧。

所述的上下料机械手中，所述第一夹持板的上表面设置有保护垫。

所述的上下料机械手中，所述第二夹持板的上表面设置有保护垫。

有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种上下料机械手，当需要完成同等工序时，其动作时间比现有的步进气缸的动作时间短，此外，其还具有以下优点：

(1)气缸机构与第二夹持部件传动连接，第二夹持部件可在左右方向的运动过程中停留三个位置，解决了现有的三位步进气缸无法步进返回的问题；

(2)设置第一气缸带动气缸固定架向左或向右移动，解决了由于料框尺寸问题，上下料机械手活动空间受限的问题；

(3)第二夹持部件上设置有压缩弹簧，避免出现由于第二气缸步进返回时受力大导致易损工件损坏的问题；

(4)第二夹持部件包括接近传感器，可使上下料机械手适应抓取不同尺寸规格的工件，大大提高上下料机械手的实用性。

附图说明

图1为本发明提供的上下料机械手的结构示意图；

图2为本发明提供的气缸机构的结构示意图；

图3为本发明提供第一夹持部件的结构示意图；

图4为本发明提供的第二夹持部件的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种上下料机械手，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“前”、“底部”等指示的方位或位置关系为本发明基于附图的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述。另外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。

请参阅图1，本发明提供了一种上下料机械手，包括主机机架1、用于对材料进行夹持的夹持机构和用于驱动夹持机构完成夹持动作的气缸机构2，所述夹持机构包括第一夹持部件3和第二夹持部件4，第一夹持部件3固定设置于主机机架1的右侧，气缸机构2固定设置于主机机架1的左侧，第二夹持部件4与气缸机构2传动连接。

进一步地，请参阅图1和图2，气缸机构2包括第一固定支架板21、气缸固定架22、第一气缸导向轴23、第二气缸导向轴24、用于带动气缸固定架活动的第一气缸25和用于带动第二夹持部件活动的第二气缸26；第一固定支架板21通过螺栓与主机机架1固定连接，第一固定支架21板从上往下分别设置有第一气缸导向轴23、第一气缸25和第一气缸导向轴23，第一气缸25通过螺栓与第一固定支架板固定连接；第一气缸导向轴23通过第一轴承231与第一固定支架板21连接，第一气缸导向轴23用于确保上下料机械手在一定位置上做轴向往复运动；气缸固定架22与第一气缸25传动连接，气缸固定架22的底部从上往下分别设置有第二气缸导向轴24和第二气缸26；第二气缸导向轴24通过第二轴承与气缸固定架22连接，第二气缸导向轴24用于限制第二夹持部件在运动过程中与第二气缸的轴向方向一致；第二气缸26通过螺栓与气缸固定架22固定连接；在本实施例中，所述第二气缸可以但不限于是50×150标准SC气缸，所述第二气缸导向轴包括平行设置的两根第二气缸导向轴。

进一步地，请参阅图3，第一夹持部件3包括第二固定支架板31、第三气缸导向轴32、第三气缸33和第一夹持板34；第二固定支架板31通过螺栓与主机机架1固定连接，第二固定支架板31的底部从上往下依次设置有第三气缸导向轴32和第三气缸33，第三气缸33通过螺栓与第二固定支架板31连接；第三气缸导向轴32通过第三轴承与第二固定支架板31连接，第三气缸导向轴32用于限制第一夹持部件在运动过程中与第三气缸的轴向方向一致；第一夹持板34位于第三气缸的33左侧，第三气缸33的伸出杆通过螺母固定于第一夹持板34上，第三气缸33带动第一夹持板34向左移动；在本实施例中，所述第三气缸可以但不限于是50×25标准SC气缸，所述第三气缸导向轴包括平行设置的两根第三气缸导向轴。

进一步地，请参阅图4，第二夹持部件4包括支撑板41、第二夹持板42和压缩弹簧43；支撑板41位于第二气缸26的左侧，第二气缸26的伸出杆用螺母固定于支撑板41上，第二气缸26伸出时带动支撑板41张开一定距离；第二夹持板42通过凸台用圆柱销和支撑板41活动连接，压缩弹簧43设置于支撑板41与第二夹持板42之间，压缩弹簧43的左端固定在M30螺栓的底部，右端固定在第二支撑板42的凹槽内。

进一步地，第二夹持板42的底部设置有用于对第二夹持板42的活动位置进行限定的限位块421，限位块421与第二夹持板42一体成型；所述压缩弹簧将第二夹持板弹开，使第二夹持板与支撑板之间保持一定角度，当第二夹持板接近工件时，压缩弹簧被压缩，直至第二夹持板上的限位块与支撑板接触，完成夹持动作，设置压缩弹簧，对夹持过程进行缓冲，可对易损工件进行保护，避免第二气缸步进返回时易损工件由于受力过大出现损坏的问题；在实际使用过程中，通过调整螺栓的位置可以控制压缩弹簧的初始位置，降低由于弹簧变形所产生的不利影响。

进一步地，第一气缸25为双向复动气缸，第一气缸25的左伸出杆和右伸出杆分别用螺母固定于气缸固定架22上，第一气缸25左伸出或右伸出时带动气缸固定架22往左或往右移动一定距离，第一气缸25用于解决上下料机械手空间受限的问题；在本实施例中，所述第一气缸可以但不限于是50×25标准SCD复动气缸。

进一步地，请参阅图4，第二夹持部件4还包括通过螺栓固定设置于支撑板21底部的底部托架44，底部托架44呈L型，底部托架44的水平部与第二夹持板42相距一定距离；所述底部托架用于防止工件在上下料过程中的意外脱落。

进一步地，请参阅图4，第二夹持部件4还包括接近传感器45，接近传感器45固定设置于支撑板41的左侧，所述接近传感器用于检测第二夹持板是否已接触到工件；弹簧与接近传感器配合，弹簧将第二夹持板弹开，便于接近传感器检测夹持模块是否完全夹持住工件；若未接触到工件，第二气缸可快速缩回；若接近传感器感应到工件，接触传感器发出信号，第二气缸伸出杆缓慢缩回，对工件进行缩回保护，避免工件受力过大出现损坏的问题，当第二气缸压力达到预定值时视为完全夹紧；设置接近传感器实现实时信号的传输，可以使上下料机械手适应抓取不同尺寸规格的工件，大大提高了上下料机械手的实用性。

优选地，请参阅图3，第一夹持板34的上表面设置有保护垫341，保护垫可在上下料机械手的夹持过程中增加第一夹持板与工件之间的摩擦力，提高夹持效果，且可降低第一夹持板与工件之间的接触磨损，对第一夹持板和工件起保护作用。

优选地，请参阅图4，所述第二夹持板的上表面设置有保护垫422；保护垫起提高夹持效果，降低接触磨损的作用。

本发明的工作原理如下：在实际使用时，将上下料机械手与升降装置连接；由于料框的尺寸问题，在上下料过程中，需要考虑上下料机械手的活动空间是否受限的问题；在机械手上料过程中，先启动第一气缸，第一气缸的伸出杆向右伸出，带动气缸固定架向右活动一定距离，第二气缸和第三气缸向左伸出，分别带动第二夹持部件和第一夹持部件向左移动一定距离；待整个装置运动至工件上方时，升降装置控制上下料机械手下降至指定位置，第二气缸的伸出杆缩回，对工件进行抓取和夹持，在第二气缸的伸出杆的缩回过程中，若第二夹持板与工件接触，接近传感器发出信号让第二气缸的伸出杆缓慢缩回，直至第二气缸的压力达到预定值视为完全夹紧；在上料过程中，考虑到空间受限的问题，可先将第一气缸右伸出，待移动到空间不再受限的位置再伸出第二气缸和第三气缸；在机械手下料过程中，第二气缸保持不动，第一气缸的伸出杆向左伸出，带动气缸固定架向左移动一定距离，第三气缸的伸出杆缩回，带动第一夹持部件向右运动，工件从上下料机械手脱落，被正确放置，而后上下料机械手向上抬起，到达安全位置后第一气缸、第二气缸和第三气缸恢复到初始位置，所述初始位置是指第二气缸完全伸出，第一气缸向右伸出，第三气缸处于完全缩回状态；在下料过程中，考虑到空间受限问题，可先将第一气缸左伸出，待移动到空间不再受限的位置再缩回第三气缸。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有的这些替换或改变都应属于本发明所附的权利要求书的保护范围内。

Claims (9)

1.一种上下料机械手，其特征在于，包括主机机架、用于对材料进行夹持的夹持机构和用于驱动夹持机构完成夹持动作的气缸机构，所述夹持机构包括第一夹持部件和第二夹持部件，所述第一夹持部件固定设置于主机机架的右侧，所述气缸机构固定设置于主机机架的左侧，所述第二夹持部件与气缸机构传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种上下料机械手，其特征在于，所述气缸机构包括第一固定支架板、气缸固定架、第一气缸导向轴、第二气缸导向轴、用于带动气缸固定架活动的第一气缸和用于带动第二夹持部件活动的第二气缸；所述第一固定支架板与主机机架固定连接，所述第一固定支架板从上往下分别设置有第一气缸导向轴、第一气缸和第一气缸导向轴；所述气缸固定架与第一气缸传动连接，所述气缸固定架的底部从上往下分别设置有第二气缸导向轴和第二气缸。

3.根据权利要求1所述的一种上下料机械手，其特征在于，所述第一夹持部件包括第二固定支架板、第三气缸导向轴、第三气缸和第一夹持板；所述第二固定支架板与主机机架固定连接，所述第二固定支架板的底部从上往下依次设置有第三气缸导向轴和第三气缸，所述第一夹持板设置于第三气缸的左侧，与第三气缸传动连接。

4.根据权利要求2所述的一种上下料机械手，其特征在于，所述第二夹持部件包括支撑板、第二夹持板和压缩弹簧；所述支撑板与第二气缸传动连接，所述第二夹持板与支撑板活动连接，所述压缩弹簧设置于支撑板与第二夹持板之间。

5.根据权利要求2所述的一种上下料机械手，其特征在于，所述第一气缸为双向复动气缸。

6.根据权利要求4所述的一种上下料机械手，其特征在于，所述第二夹持部件还包括固定设置于支撑板底部的底部托架，所述底部托架呈L型。

7.根据权利要求4所述的一种上下料机械手，其特征在于，所述第二夹持部件还包括接近传感器，所述接近传感器固定设置于支撑板的左侧。

8.根据权利要求3所述的一种上下料机械手，其特征在于，所述第一夹持板的上表面设置有保护垫。

9.根据权利要求4所述的一种上下料机械手，其特征在于，所述第二夹持板的上表面设置有保护垫。