CN112170099A - 一种涂胶上料一体机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涂胶上料一体机，包括悬臂、伸缩手臂和手爪等结构。伸缩手臂是由安装板一、伸缩板、同步皮带一、皮带固定块一、步进电机一、直线滑动导轨一等组成；手爪由气缸、活塞杆、气爪(手指)等组成；悬臂由两根支撑柱支撑，伸缩手臂通过滑块卡块与悬臂垂直连接，手爪连接在伸缩手臂的下端。悬臂中步进电机二驱动同步带二，再由皮带固定块二连接滑块卡块背面，同时滑块卡块的上下端都与悬臂中的两个直线导轨滑块二连接，滑块卡块正面固定在伸缩手臂上。该涂胶上料一体机是为了完成针筒滴胶加工，可通过涂胶上料一体机将零件夹取到工作台上，再由工作台送料，针筒滴胶装置进行滴胶加工。

Description

一种涂胶上料一体机

技术领域

本发明涉及自动化领域，特别是涉及一种涂胶上料一体机。

背景技术

在当今自动化工业生产中上下料机器人已经得到比较普遍的采用，采用机器人自动上下料来替代人工操作，能够很好的控制生产节奏，也可防止人为原因对生产节奏产生的影响，在缩小人工成本、大幅提高生产效率和产品品质、保证作业安全等方面起到了明显的作用。

长约110mm、宽约35mm、厚约10mm的零件的滴胶加工的环境为常温无尘，也需保持较高的清洁度，在其顺着传送带被传送到机械手的下端被卡住停驻，此时若通过人工进行这上下料的操作，容易给零件带来灰尘等，这时需要机械设备进行上下料工作。而且，在现有的设备当中，多数是采用滚珠丝杠进传动，其造价较高昂，因此，要达到标准并完成此步骤所需精度的操作，同时也要保持高清洁度的环境，不允许在针筒滴胶加工的时候有任何污渍附着，由此可见，较为廉价的机械设备的操作替代人工操作其优势显得更加突出，而对于传统的工业自动化生产线，物料搬运，人力、物力资源昂贵，且存在诸多隐患等问题。

因此需要有一种比较实用且较低成本的上下料设备来克服上述问题。

发明内容

针对上下料存在的问题，提出了一种效率更高的涂胶上料一体机。

涂胶上料一体机包括悬臂、伸缩手臂和手爪等结构。伸缩手臂是由安装板、伸缩板、同步皮带一、主动带轮一、从动带轮一、皮带固定块一、步进电机一、直线滑动导轨一等组成；悬臂由X轴安装板、同步皮带二、主动带轮二、从动带轮二、步进电机二、直线滑动导杆二、滑块卡块等组成。

所述手爪作为抓取***，手爪尺寸的大小与待滴胶加工零件的尺寸大小相匹配，并且能够快速有效地将待加工零件夹紧。所述手爪分为左爪子与右爪子，他们相互对称，具体尺寸相同，共有四个爪子，它们两两通过螺钉分别固定在两个相同的夹子上，使爪子与夹子成为一体，然后再将两个夹子通过螺栓固定在气缸的活塞杆上来实现夹放的动作。

所述伸缩手臂主要是由伸缩板在同步皮带一的带动下进行Z轴方向上的运动，在所述伸缩手臂结构中，安装板一与滑块卡块通过上下共八个螺钉相固定连接，从动带轮一安装在安装板的下端，上端则安装步进电机一，步进电机一轴上再连接主动带轮一，安装板一的左端安装活动杆，右下端安装直线导杆滑块一，直线滑动导杆一则安装固定在伸缩板上，同时另一端与活动杆中直线轴承连接，工业同步皮带一在步进电机一的带动下实现伸缩板的上下运动。伸缩板是手臂的关键部件之一，也可称为Z轴运动板，是实现机械手抓取零件后能够向上移动的运动板连接件，其中间大部分被镂空，是为了减轻重量，减少能耗，提高效率。

所述伸缩板正面上带有很多螺纹孔，一是用于安装滑动导轨一的，二是用于连接活动杆滑块一，三是用于与同步皮带一上的皮带固定块一相连接；底端的螺纹孔是用于与气阀气缸连接件相连。

所述活动杆机构是由活动杆、活动杆固定块及直线轴承固定块组成，此机构长为约335mm，活动杆固定块固定在安装板上，直线轴承固定块固定在伸缩板上，由于直线轴承中的轴承滚珠与轴点接触，负载小，钢球具有非常小的摩擦阻力，可以获得高精度的平滑运动。

所述悬臂结构主要是承担机械装置在X方向的运动导向，悬臂由左右两根支撑柱支撑悬于工作台之上，支撑柱通过螺钉与X轴安装板固定连接，其需要承受着整个机械手臂的重量，又由于机械装置的手臂安转在悬臂之上并且需要在其上进行左右的移动。手臂能在三个位置停留，即右端、中间位置及左端，在悬臂之中设有限位块使机械手手臂能够准确到达指定位置。

所述悬臂结构是由X轴安装板、同步皮带二、主动带轮二、从动带轮二、步进电机二、直线滑动导杆二、滑块卡块等组成，在此结构中，步进电机二是安装在悬臂X轴安装板的左端，主动带轮安装在步进电机二的轴上，右端则安装轴与轴承，轴上安装从动带轮二，在同步皮带上安装有皮带固定块二，其与上述的滑块卡块通过两个螺钉相连接。

所述悬臂采用了双导轨机构，在X轴方向上的运动精度较高，完全可满足机械手手臂的夹取定位，导轨二各安装在X轴安装板的上下两端，相对于两带轮二的中心线对称。如上所述，上下两个滑块二是通过螺钉安装在滑块卡块上的。

与现有技术相比，此涂胶上料一体机在完全满足替代人工操作的前提下，伸缩手臂采用同步带传动，替换了传统三轴机械手中普遍的滚珠丝杆传动，降低了制造成本，所述伸缩板及Z轴安装板中间大部分被镂空，可减轻重量，减少能耗，提高效率；所述的活动杆固定块固定在安装板一上，直线轴承固定块固定在伸缩板上，直线轴承中的轴承滚珠与轴点接触，负载小，钢球具有非常小的摩擦阻力，可以获得高精度的平滑运动，同时在悬臂之中设有限位块使机械装置手臂能够避免碰撞脱离导轨，整只手爪是安装于收伸缩手臂从动带轮一的正下方，重心控制在同步皮带一的中心线附近，使伸缩手臂在上下运动时能够平稳驱动等。

附图说明

为了更清楚地说明实施方案，下面将本实施方案中描述所需要的部件附图并简单介绍。

图1是涂胶上料一体机的一种实施方式的立体结构示意图；

图2是涂胶上料一体机的一种实施方式的内部结构主视图；

图3是涂胶上料一体机的一种实施方式的内部结构左视图。

具体实施方式

为详尽说明本发明的技术内容、构造特征，下面结合附图对本发明进一步说明。

请参阅图1、图2及图3，本发明的涂胶上料一体机包括悬臂300、伸缩手臂200和手爪100等结构。手爪由气缸101、活塞杆102、夹子103、气爪104(手指)等组成；伸缩手臂200是由安装板209、伸缩板203、同步皮带一212、主动带轮一204、从动带轮一211、皮带固定块一205、步进电机一201、直线滑动导轨一208等组成；悬臂300由X轴安装板307、同步皮带二306、主动带轮二305、从动带轮二310、步进电机二301、直线滑动导杆二308、滑块卡块313等组成。该涂胶上料一体机是为了完成针筒滴胶加工，可通过涂胶上料一体机将零件夹取到工作台500上，再由工作台500送料，针筒滴胶装置400进行滴胶加工。

如图1至图3所示，涂胶上料一体机需要在传送带及工作台500上精准地将零件夹放，使零件能够顺利地完成针筒滴胶加工等一系列动作。在不影响装置运行精度下，双直线滑动导轨308能够承载一定的重量，在悬臂300上采用双导轨机构，在X轴上的运动精度较高，完全可满足机械装置伸缩手臂200的夹取定位，因此在涂胶上料一体机的悬臂300中有上下双直线滑动导轨二308，即为X轴直线移动副；伸缩手臂200需要向下直线伸缩，为Z轴直线移动副，在安装板一209上一边装有直线滑动导轨一208，另一边装有活动杆207，活动杆207中直线轴承206的轴承滚珠与轴点接触，负载小，钢球具有非常小的摩擦阻力，可以获得高精度的平滑运动；手爪100需要夹放零件，属于夹持自由度，而且手爪100夹持自由度是在Z轴上。此装置传动是通过步进电机一201及步进电机二301进行带传动及气压传动，其都具备平稳传动的优势。步进电机在传动***中有着优秀的起停和反转响应，并且电机旋转的角度正比于脉冲数；在伸缩手臂200中，通过步进电机一201的转动带动主动带轮一204转动，从而使同步皮带一212运动起来，从而使皮带固定块一205能够在Z轴上进行移动，同时，皮带固定块一205是通过螺钉连接固定在伸缩板203上的，因此，最终带动伸缩板203进行Z轴上的上下伸缩。同理，悬臂300在X轴方向上的传动与上述相同，不同的是其皮带固定块二309是由螺钉连接在滑块卡块313上的，而滑块卡块313的另一端是连接着伸缩手臂200的安装板一209，相对的一端除了与皮带固定块二309连接，还与悬臂300中的直线导轨滑块二308连接。涂胶上料一体机中手爪100通过螺栓固定在伸缩板203上，采用气压***传动，其空气缩量较小，在常压较小负荷下可认为是不可压缩的，并且由连续的驱动，具备吸振缓冲的能力等。

如图1至图3所示，手爪100分为左爪子105与右爪子104，共有四个相互对称、具体尺寸相同的爪子，它们两两通过螺钉分别固定在两个相同的夹子103上，使爪子与夹子103成为一体，然后再将两个夹子103通过螺栓固定在气缸101的活塞杆102上来实现夹放的动作。整只手爪100是安装于收伸缩手臂200从动带轮一211的正下方，重心控制在同步皮带一212的中心线附近，使伸缩手臂200在上下运动时能够平稳驱动。

如图1至图3所示，伸缩手臂200中安装板一209在满足强度要求下中间有两大块镂空用以减轻重量，尽可能减少能耗，提高效率。在安装板一209上步进电机一201安装处下方有四个相同的螺纹孔，是用于安装滑块卡块313，通过滑块卡块313手臂200整体可实现左右直线移动。伸缩手臂200采用同步带传动***，同步带大多是以钢丝绳或玻璃纤维为强力层，外覆以聚氨酯或氯丁橡胶的环形带，具有一定的强度，可用于长距离传输中心距离，如图2同步皮带一212安装在主动带轮204及从动带轮211上，由同步电机一201带动，使同步皮带一212上的皮带固定块一205能够在Z轴上运动。伸缩板203是手臂200的关键部件之一，也可称为Z轴运动板，是实现装置抓取零件后能够向上移动的运动板连接件，其与安装板一209相似，中间大部分被镂空，同样是为了减轻重量，减少能耗，提高效率。其上有三个螺纹孔是用于与皮带固定块一205连接，以便为Z轴运动板传递动力；右边还有五个小的螺纹孔，是用于安装滑动导轨一208，通过与安装板一209上的滑块210产生相对滑动，有定向的作用；最下端有两个螺纹孔，用于与气缸101连接件相连；左上端的两个螺纹孔是用于连接活动杆滑块206。

如图1至图3所示，悬臂300是承担此机械装置在X轴方向的运动导向，悬臂300由左右两根支撑柱304支撑悬于工作台500之上，其承受着整个机械装置的重量，机械装置的伸缩手臂200安转在悬臂300之上并且可在其上进行左右的移动，可在三个位置停留，即右端、中间位置及左端。在悬臂300上采用双导轨机构308，可承载一定的重量，在X轴方向上的运动精度较高，完全可满足机械装置手臂200的夹取定位，如图2所示其分别安装在安装板二307的上下两侧。此同步带二306及皮带固定块二309与手臂200中的相似，通过步进电机二301提供动力，带动主带轮二305旋转，从而带动皮带固定块二309所连接的滑块卡块313及手臂200整体在X轴方向移动。在安装板二307上设有几处限位块312，可防止手臂200在X轴方向上与悬臂300边缘碰撞。

如图1所示，此实施方式中涂胶上料一体机是辅助针筒滴胶加工的，该装置的支撑柱304是固定在机架底板600上的，底板通过胶垫601进行安放，底端则可放置传送带，在机架底板600上端则设置一个带有控制面板的控制箱700，在其上设置工作台500进行对零件的送料。同时，如图1所示在机架底板600上还固定了滴胶装置400的支撑柱401，为了避免与涂胶上料一体机发生碰撞，其安装在机架底板600靠后端。

最后说明的是：以上实施方式所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所做的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种涂胶上料一体机，其特征在于，包括悬臂、伸缩手臂和手爪等结构。伸缩手臂是由安装板一、伸缩板、同步皮带一、皮带固定块一、步进电机一、直线滑动导轨一等组成；手爪由气缸、活塞杆、气爪(手指)等组成。悬臂由两根支撑柱支撑，伸缩手臂通过滑块卡块与悬臂垂直连接，手爪连接在伸缩手臂的下端。悬臂中步进电机二驱动同步带二，再由皮带固定块二连接滑块卡块背面，同时滑块卡块的上下端都与悬臂中的两个直线导轨滑块二连接，滑块卡块正面固定在伸缩手臂上。

2.根据权利要求1所述的涂胶上料一体机，其特征在于，伸缩手臂采用同步带传动，替换了现有三轴机械手中普遍使用的滚珠丝杆传动，降低了制造成本。

3.根据权利要求1所述的涂胶上料一体机，其特征在于，所述伸缩板及Z轴安装板中间大部分被镂空，可减轻重量，减少能耗，提高效率。

4.根据权利要求3所述的涂胶上料一体机，其特征在于，伸缩手臂中步进电机安装在悬臂的上方且稍偏后一点，使滑块卡块连接的伸缩手臂能在悬臂X轴上平稳运动。

5.根据权利要求1所述的涂胶上料一体机，其特征在于，整只手爪是安装于收伸缩手臂从动带轮一的正下方，重心控制在同步皮带一的中心线附近，使伸缩手臂在上下运动时能够平稳驱动。

6.根据权利要求1所述的涂胶上料一体机，其特征在于，所述的活动杆固定块固定在安装板一上，直线轴承固定块固定在伸缩板上，直线轴承中的轴承滚珠与轴点接触，负载小，钢球具有非常小的摩擦阻力，可以获得高精度的平滑运动。

7.根据权利要求1所述的涂胶上料一体机，其特征在于，在悬臂之中设有限位块使机械装置手臂能够避免碰撞脱离导轨。

8.根据权利要求1所述的涂胶上料一体机，其特征在于，该涂胶上料一体机是为了完成针筒滴胶加工，可通过涂胶上料一体机将零件夹取到工作台上，再由工作台送料，针筒滴胶装置进行滴胶加工。

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