CN112060122A - 一种一体式气动双手爪棒料抓取机构 - Google Patents
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Abstract
一种一体式气动双手爪棒料抓取机构，包括支座、左侧手指组件、左侧气缸、右侧手指组件、右侧气缸和固定手指；左侧气缸和右侧气缸均设置在支座的内部，左侧气缸位置处的支座上设置有左侧手指组件，左侧气缸用于推动左侧手指组件打开，右侧气缸位置处的支座上设置有右侧手指组件，右侧气缸用于推动右侧手指组件打开；固定手指设置在支座的侧面，左侧手指组件和右侧手指组件打开时，能够与固定手指相互配合。本发明所述一体式气动双手爪在每侧手爪设有移动手指和固定手指，固定手指设置在最外侧，移动手指从内向外移动进而夹紧工件，使得手爪在料盘上夹取物料时不会同其他物料发生干涉。
Description
技术领域
本发明属于棒料抓取机构技术领域，特别涉及一种一体式气动双手爪棒料抓取机构。
背景技术
随着现代工业的迅速发展，自动化生产得到越来越广泛的应用。在棒料类产品的自动化加工中，上下料机械手通过手爪先将棒料从毛坯料仓抓取并放入至机床进行自动化加工，待加工完成，再将已加工完成的工件放回成品料仓。对于棒状毛坯料，需要特殊形状的手指才能稳定夹取，且每种手指通常只能夹取特定直径的棒料。此外，现有棒料夹取手爪通常为单手爪，在机床换料过程中，必须先取出工件成品并放回成品料仓，然后再从料仓内夹取毛坯并放入机床内继续进行加工，其换料效率较低，影响自动化生产效率。另外，现有双手爪大多采用两个独立的气缸进行组合设计，体积重量大且影响安装空间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种一体式气动双手爪棒料抓取机构，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种一体式气动双手爪棒料抓取机构，包括支座、左侧手指组件、左侧气缸、右侧手指组件、右侧气缸和固定手指；左侧气缸和右侧气缸均设置在支座的内部，左侧气缸位置处的支座上设置有左侧手指组件，左侧气缸用于推动左侧手指组件打开，右侧气缸位置处的支座上设置有右侧手指组件，右侧气缸用于推动右侧手指组件打开；固定手指设置在支座的侧面，左侧手指组件和右侧手指组件打开时，能够与固定手指相互配合。
进一步的，支座为立方体结构，支座的两侧分别设置有左侧气缸孔和右侧气缸孔，左侧气缸孔和右侧气缸孔均为盲孔，左侧气缸和右侧气缸分别设置在左侧气缸孔和右侧气缸孔内，左侧气缸孔的上下两端均设置有左侧轴承孔，右侧气缸孔的上下两端均设置有右侧轴承孔；左侧气缸孔和右侧气缸孔的末端均设置有气孔，气孔连接高压气源。
进一步的，左侧手指组件包括左侧手指、左侧支板、左侧导杆、左侧直线轴承和左侧压簧；两个左侧导杆分别设置在两个左侧轴承孔内，且两个左侧导杆上均套设有左侧直线轴承，左侧直线轴承与左侧轴承孔相配合；左侧导杆的两端固定设置有左侧支板，一端的左侧支板上固定设置有左侧手指，远离左侧手指的左侧导杆端部固定设置有左侧压簧，左侧压簧压紧在支座的表面；左侧气缸的活塞连接左侧支板。
进一步的，左侧手指上设有夹角120°的V型槽。
进一步的，右侧手指组件包括右侧手指、右侧支板、右侧导杆、右侧直线轴承和右侧压簧；两个右侧导杆分别设置在两个右侧轴承孔内，且两个右侧导杆上均套设有右侧直线轴承，右侧直线轴承与右侧轴承孔相配合；右侧导杆的两端固定设置有右侧支板，一端的右侧支板上固定设置有右侧手指，远离右侧手指的右侧导杆端部固定设置有右侧压簧，右侧压簧压紧在支座的表面；右侧手指长度大于左侧手指；右侧气缸连接右侧支板。
进一步的，固定手指包括基座、左侧固定手指和右侧固定手指；左侧固定手指和右侧固定手指分别设置在基座的两端，左侧固定手指和右侧固定手指分别与左侧手指和右侧手指配合。
进一步的，左侧气缸和右侧气缸上均套设有密封圈。
与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
本发明所述一种一体式气动双手爪棒料抓取机构设有左侧手爪和右侧手爪，在机床换料过程中，可在一次抓取动作内实现上料和下料的取放，提高自动化加工效率；
本发明所述一体式气动双手爪在每侧手爪设有移动手指和固定手指，固定手指设置在最外侧，移动手指从内向外移动进而夹紧工件，使得手爪在料盘上夹取物料时不会同其他物料发生干涉；
本发明所述一体式气动双手爪在左侧手指和右侧手指上设有V型槽，可以稳定夹取一定直径范围的棒料，工作稳定可靠，通用性强；
本发明所述一体式气动双手爪采用气压驱动实现夹紧，稳定可靠。采用压簧进行手指复位，使控制气路和整体结构得到简化；
本发明所述一体式气动双手爪安装有接近传感器，可以检测物料是否正确放置，保证放料的准确性；
本发明所述一体式气动双手爪具有结构简单、工艺性好、自动定心、制造成本低等特点；
本发明所述一体式气动双手爪采用一体式设计，具有体积小、重量轻的特点。
附图说明
图1是本发明所述一体式气动双手爪棒料抓取机构等轴测示意图。
图2是本发明所述支座示意图。
图3是本发明所述左侧手爪组件示意图。
图4是本发明所述右侧手爪组件示意图。
图5是本发明所述左侧气缸示意图。
其中：1-支座，2-左侧手指组件，3-左侧气缸，4-右侧手指组件，5-右侧气缸，6-固定手指，7-接近传感器；103-左侧气缸孔，104-右侧气缸孔，105-左侧轴承孔，106-右侧轴承孔；201-左侧手指，202-左侧支板，203-左侧导杆，204-左侧直线轴承，205-左侧压簧；301-左侧活塞，302-左侧密封圈；401-右侧手指，402-右侧支板，403-右侧导杆，404-右侧直线轴承，405-右侧压簧；501-右侧活塞，502-右侧密封圈，601-左侧固定手指，602-右侧固定手指。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进一步说明：
请参阅图1至图5，一种一体式气动双手爪棒料抓取机构，包含左右两个独立动作的手爪，每个手爪包含一个固定手指和一个移动手指，移动手指安装在导杆上、并沿直线轴承滑动。手爪气路接通时，利用压缩气体推动活塞杆，活塞杆推动手指进而夹紧棒料，气路断开时，利用弹簧使手指松开并复位。气动双手爪安装有接近传感器，可以检测放料是否成功。在棒料产品的自动化加工中，利用所述一体式气动双手爪棒料抓取机构为机床进行一次上下料，通过两个手爪的动作协调，可在一次抓取动作内实现上料和下料的取放，大大提高了机床换料的效率，进而提升了自动化加工效率。
本发明所述一体式气动双手爪，其组成包括支座，左侧手指组件，左侧气缸，右侧手指组件，右侧气缸，固定手指，以及接近传感器。所述支座设有同一水平面上的左侧气缸孔和右侧气缸孔，平行设置在气缸孔上下两侧的两个直线轴承孔，以及平行设置在气缸孔上下两侧的两个直线轴承孔。所述左侧手指组件包含左侧手指，与左侧手指固定连接的左侧支板，垂直安装于左侧支板上的两根导杆，与导杆配合并固定安装在直线轴承孔内的两个直线轴承，以及分别套装在导杆上的两个压簧。所述右侧手指组件与左侧手指组件结构类似，包含右侧手指，右侧支板，两根导杆，两个直线轴承，以及两个压簧。所述左侧手指和右侧手指上设有V型槽，可以稳定夹取一定直径范围内的各类棒料。所述固定手指安装在支座上，其左右两侧设有左侧固定手指和右侧固定手指，分别与左侧手指和右侧手指配合，实现棒料的稳定夹取。所述左侧气缸，包含安装在左侧气缸孔内的左侧活塞杆，以及嵌套在活塞上的密封圈。类似地，右侧气缸包含安装在右侧气缸孔内的右侧活塞杆，以及嵌套在活塞上的密封圈。
本发明所述一种一体式气动双手爪棒料抓取机构工作原理为：在使用左侧手爪夹紧棒料时，手爪移动使得刀具位于左侧固定手指与左侧手指之间，并使左侧固定手指靠近工件；随后，向左侧气路通气，左侧气缸活塞杆推动左侧手指，进而夹紧棒料。松开棒料时，断开左侧气路，左侧手指在压簧的弹力作用下向相反方向移动，并驱动左侧气缸活塞杆返回至初始位置，左侧手爪松开。右侧手爪的抓取原理与左侧相同。
本发明所述的一体式气动双手爪在料盘上抓取物料时，为避免手爪与料盘上的物料干涉，右侧手爪从料盘上夹取毛坯料时须按照从左向右的方向进行，放入成品时按照从右向左的方向；左侧手爪从料盘上夹取毛坯料时按照从右向左的方向进行，放入成品时按照从左向右的方向进行。
本发明所述一体式气动双手爪，在棒料自动化加工中为机床换料时，首先，利用一只手爪夹取毛坯料并搬运至机床内；其次，利用另一只手爪夹取工件成品；然后，将毛坯料放入机床夹具，并利用接近传感器检测物料是否正常放置；最后，将工件成品搬运至成品料仓内。利用所述气动式双手爪棒料抓取机构为机床进行一次上下料，通过两个手爪的动作协调，可在一次抓取动作内实现上料和下料的取放，大大提高了机床换料的效率，进而提升了自动化加工效率。
如图1至图5所示，本实施例提供一种一体式气动双手爪棒料抓取机构，以解决棒料自动化加工中的工件上下料效率较低的问题，具有结构简单、稳定可靠、工作效率高、制造成本低、体积小、重量轻等特点。
本发明提出的一种一体式气动双手爪棒料抓取机构，包含左右两个独立动作的手爪，每个手爪包含一个固定手指和一个移动手指，移动手指安装在导杆上、并沿直线轴承滑动。手爪气路接通时，利用气缸推动手指进而夹紧棒料，气路断开时，利用弹簧使手指松开并复位。气动双手爪安装有接近传感器，可以检测放料是否成功。在棒料产品的自动化加工中，利用所述一体式气动双手爪棒料抓取机构为机床进行一次上下料，通过两个手爪的动作协调，可在一次抓取动作内实现上料和下料的取放，大大提高了机床换料的效率，进而提升了自动化加工效率。
所述一体式气动双手爪，其组成包括支座1，左侧手指组件2，左侧气缸3，右侧手指组件4，右侧气缸5，固定手指6，以及接近传感器7。
所述支座1上设有左侧气缸孔103和右侧气缸孔104，两者在同一水平面上平行设置，左侧气缸孔为开口向左的盲孔，右侧气缸孔为开口向右的盲孔，在盲孔末端均设有气孔，用于为气缸通入高压气体。气缸孔103上下两侧设有两个平行的直线轴承孔105，气缸孔104上下两侧设有两个平行的直线轴承孔106。
所述左侧手指组件2包括左侧手指201，左侧支板202，垂直安装于手指连接板上的两根导杆203，与导杆配合并固定安装在直线轴承孔105内的两个直线轴承204，以及分别套装在导杆上的两个压簧205。左侧手指201与左侧支板202通过圆柱销定位，并通过螺钉进行连接。压簧205的一端固定在导杆203的末端，另一端压紧在支座1上。左侧手指201上设有夹角120°的V型槽，可以稳定夹取直径φ3-φ12mm范围的棒料。右侧手指组件4与左侧手指组件2结构类似，包括右侧手指401，右侧支板402，两根导杆403，两个直线轴承404，以及两个压簧405。不同之处在于，导杆403安装位置比导杆203位置靠后。因而，右侧手指401比左侧手指201长度更大，使得右侧手指401的前端与左侧手指201平齐，两者的夹取位置也平齐。
所述固定手指6安装在支座1上，其左右两侧设有左侧固定手指601和右侧固定手指602，分别与左侧手指201和右侧手指202配合，实现棒料的稳定夹取。
所述左侧气缸3包含左侧活塞301，以及安装在活塞上的密封圈302。左侧气缸3安装在左侧气缸孔103内，通入高压气体时可向外推出。类似地，右侧气缸5包括右侧活塞501，以及密封圈502，右侧气缸5安装在支座1的右侧气缸孔104中。
所述手爪夹取棒料的原理是，使用左侧手爪夹紧棒料时，手爪移动使得刀具位于左侧固定手指601与左侧手指201之间，并使左侧固定手指601靠近工件；随后，打开左侧气路，左侧气缸3推动左侧手指201，进而夹紧棒料。松开棒料时，关闭左侧气路，左侧手指201在压簧205的弹力作用下向相反方向移动，并驱动左侧气缸3返回至初始位置，左侧手爪松开。右侧手爪的抓取原理与左侧相同。
所述的一体式气动双手爪在料盘上取放料的次序是，为避免手爪与料盘上的物料干涉，右侧手爪从料盘上夹取毛坯料时须按照从左向右的方向进行，放入成品时按照从右向左的方向；左侧手爪从料盘上夹取毛坯料时按照从右向左的方向进行，放入成品时按照从左向右的方向进行。
本发明所述一体式气动双手爪，在棒料自动化加工中为机床换料时，首先，利用一只手爪夹取毛坯料并搬运至机床内；其次，利用另一只手爪夹取工件成品；然后，将毛坯料放入机床夹具，并利用接近传感器检测物料是否正常放置；最后，将工件成品搬运至成品料仓内。利用所述气动式双手爪棒料抓取机构为机床进行一次上下料，通过两个手爪的动作协调，可在一次抓取动作内实现上料和下料的取放，大大提高了机床换料的效率，进而提升了自动化加工效率。
Claims (7)
1.一种一体式气动双手爪棒料抓取机构，其特征在于，包括支座(1)、左侧手指组件(2)、左侧气缸(3)、右侧手指组件(4)、右侧气缸(5)和固定手指(6)；左侧气缸(3)和右侧气缸(5)均设置在支座(1)的内部，左侧气缸(3)位置处的支座(1)上设置有左侧手指组件(2)，左侧气缸(3)用于推动左侧手指组件(2)打开，右侧气缸(5)位置处的支座(1)上设置有右侧手指组件(4)，右侧气缸(5)用于推动右侧手指组件(4)打开；固定手指(6)设置在支座(1)的侧面，左侧手指组件(2)和右侧手指组件(4)打开时，能够与固定手指(6)相互配合。
2.根据权利要求1所述的一种一体式气动双手爪棒料抓取机构，其特征在于，支座(1)为立方体结构，支座(1)的两侧分别设置有左侧气缸孔(103)和右侧气缸孔(104)，左侧气缸孔(103)和右侧气缸孔(104)均为盲孔，左侧气缸(3)和右侧气缸(5)分别设置在左侧气缸孔(103)和右侧气缸孔(104)内，左侧气缸孔(103)的上下两端均设置有左侧轴承孔(105)，右侧气缸孔(104)的上下两端均设置有右侧轴承孔(106)；左侧气缸孔(103)和右侧气缸孔(104)的末端均设置有气孔，气孔连接高压气源。
3.根据权利要求2所述的一种一体式气动双手爪棒料抓取机构，其特征在于，左侧手指组件(2)包括左侧手指(201)、左侧支板(202)、左侧导杆(203)、左侧直线轴承(204)和左侧压簧(205)；两个左侧导杆(203)分别设置在两个左侧轴承孔(105)内，且两个左侧导杆(203)上均套设有左侧直线轴承(204)，左侧直线轴承(204)与左侧轴承孔(105)相配合；左侧导杆(203)的两端固定设置有左侧支板(202)，一端的左侧支板(202)上固定设置有左侧手指(201)，远离左侧手指(201)的左侧导杆(203)端部固定设置有左侧压簧(205)，左侧压簧(205)压紧在支座(1)的表面；左侧气缸(3)的活塞连接左侧支板(202)。
4.根据权利要求3所述的一种一体式气动双手爪棒料抓取机构，其特征在于，左侧手指(201)上设有夹角120°的V型槽。
5.根据权利要求2所述的一种一体式气动双手爪棒料抓取机构，其特征在于，右侧手指组件(4)包括右侧手指(401)、右侧支板(402)、右侧导杆(403)、右侧直线轴承(404)和右侧压簧(405)；两个右侧导杆分别设置在两个右侧轴承孔内，且两个右侧导杆上均套设有右侧直线轴承，右侧直线轴承与右侧轴承孔相配合；右侧导杆的两端固定设置有右侧支板，一端的右侧支板上固定设置有右侧手指，远离右侧手指的右侧导杆端部固定设置有右侧压簧，右侧压簧压紧在支座(1)的表面；右侧手指(401)长度大于左侧手指(201)；右侧气缸(5)连接右侧支板(402)。
6.根据权利要求5所述的一种一体式气动双手爪棒料抓取机构，其特征在于，固定手指(6)包括基座、左侧固定手指(601)和右侧固定手指(602)；左侧固定手指(601)和右侧固定手指(602)分别设置在基座的两端，左侧固定手指(601)和右侧固定手指(602)分别与左侧手指(201)和右侧手指(401)配合。
7.根据权利要求1所述的一种一体式气动双手爪棒料抓取机构，其特征在于，左侧气缸(3)和右侧气缸(5)上均套设有密封圈。
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