CN204365885U - 一种用于轴承外圈挤压工艺的上下料机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型设计了一种用于轴承外圈挤压工艺的上下料机械手。它解决了现有的轴承外圈热冲压由人工上料，生产效率低、劳动强度大的问题。本上下料机械手包括机械结构部分和电气控制***，其特征在于，所述机械结构部分包括用于固定安装其它构件的基座；所述基座上方设置回转模块；所述回转模块上方设置伸缩模块；所述伸缩模块前端设置升降模块；所述升降模块与手部结构相连；所述控制***包括设置于机械结构外部的箱形控制柜，所述箱形控制柜前面上端设置触摸屏，下端设置选择开关、按钮开关；所述箱形控制柜内部设置前、后面板。本机械手可实现全自动化生产，节省劳动力和生产成本，有广阔的应用前景。

Description

一种用于轴承外圈挤压工艺的上下料机械手

技术领域

本实用新型涉及自动化上料装置领域，具体涉及一种用于挤压工艺的自动送料机械手。主要用于轴承外圈挤压工艺的自动上料、下料。

背景技术

轴承外圈的挤压工艺包括：挤压工序和二次挤压工序，即：将加热好的棒料送至冲头下，一次冲压后，棒料变成圆饼状，再将圆饼状的工件移至另一冲头下，圆饼状物料经二次挤压成为带盲孔的结构。两次冲压过程在一台冲压机上完成。由于两次冲压过程均包括上料、出料，工件移动，物料搬运的过程十分复杂，再加上棒料在挤压前后工件尺寸变化较大，单台机械手很难完成物料搬运工作。由于受到空间限制,也不宜采用多台机械手协调工作。长期以来只能靠人工来完成，存在加工效率低，人工成本高，劳动强度大等问题，而且恶劣的高温工作环境对人的伤害很大。为此，本实用新型提供一种用于轴承外圈挤压工艺的自动上料、下料装置，以减少人工和劳动强度，提高冲压效率。

发明内容

本实用新型的技术目的是克服现有技术中的问题，提供一种替代人工，提高生产效率的上下料机械手。该机械手集上料、工件平移和下料为一体，能实现自动化生产。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于轴承外圈挤压工艺的上下料机械手，包括机械结构部分和电气控制***，其特征在于，上述机械结构部分设置用于固定安装其它构件并与地面相联的基座；所述基座上方设置回转模块；所述回转模块上方设置伸缩模块；所述伸缩模块前端设置升降模块；所述升降模块与用于工件抓取的手部结构相连；所述电气控制***包括箱形控制柜，设置于机械结构外部，所述箱形控制柜前面上端设置触摸屏，下端设置选择开关、按钮开关； 所述控制柜内部设置前、后面板。所述前面板安设PLC及扩展模块、断路器、接触器、继电器、接线端子；后面板安设电源、步进电机驱动器和电磁阀。

前述的一种用于轴承外圈挤压工艺的上下料机械手，所述的基座设计为二层结构，底层设置电机及减速装置，上层设置环形导轨和旋转平台，基座的支撑腿为空心方形立柱结构，基座上端支撑腿尺寸小于底端支撑腿尺寸，且基座上端支撑腿嵌套在底部支撑腿中，支撑腿上设有不同高度的销轴孔，通过销轴可上下调整机械手的高度，以适应不同规格工件的输送。

前述的一种用于轴承外圈挤压工艺的上下料机械手，所述的回转模块下端设有步进电机，电机上设有制动器，当机械手达到预定位置后，可实现抱闸制动。电机通过联轴器和齿轮减速器与回转平台相连，回转平台上设有环形导轨，与基座上的环形滑块配合。电机和减速器上设有防尘罩，防止铁屑，油污等进入电机和齿轮传动***造成损坏。

前述的一种用于轴承外圈挤压工艺的上下料机械手，所述的升降模块主要由垂直气缸、垂直导轨、垂直滑块组成；所述的伸缩模块主要由伸缩气缸，水平导轨及水平滑块组成，伸缩气缸固定板将伸缩气缸固定在机械手的基座上。水平滑块与机械手基座固连，实现导轨与滑块间的相对运动。所述垂直气缸和伸缩气缸为双作用气缸作，实现机械手在垂直、水平方向的往复运动。升降模块通过连接板和伸缩模块连接。

前述的一种用于轴承外圈挤压工艺的上下料机械手，所述的手部机构为滑槽杠杆式两支点回转型机构。依据轴承棒料冲压前后高度和尺寸差，手指设计为两层V型大小手结构。小手结构夹持加热好的棒料，大手结构夹持圆饼状物料和带盲孔的工件。大小手高度差需合理以保证抓取工件时不与料盒相撞。

本实用新型通过PLC控制***与自动上下料机械手相连接，***上电后，按下“启动”按钮，***就会按照设定好的指令工作。并可根据需要选择单工序工作方式和自动工作方式。若***在工作过程中出现异常现象时，***可自动报警，且指示灯会不停地闪烁，***停止工作并保持原状态，直到重新启动***。等人工排出完故障后，按下“故障恢复”按钮，***可继续工作。

综上所述，本发明完全能够实现全自动化生产，在保证安全性可靠性的基础上，节省劳动力和生产成本，提高了生产效率。

附图说明

图1是本实用新型的机械结构总图；

图2是本实用新型的手臂结构图；

图3是本实用新型的回转模块结构图；

图4是本实用新型的手部结构图；

图5是本实用新型的控制柜操作面板图；

图6是本实用新型的控制柜内部布置图。

其中：图1中的编号分别为：1、基座 2、手指 3、手部 4、升降模块 5、伸缩模块 6、回转模块； 

图2中的编号分别为：7、垂直气缸 8、垂直滑块 9、垂直导轨 10、伸缩气缸 11、伸缩导轨 12、伸缩导轨滑块；

图3中的编号分别为：13、回转轴 14、制动器 15、从动齿轮 16、环形导轨 17、回转平台 18、主动齿轮 19、联轴器 20、电机固定板 21、步进电机 22、轴承座；

图4中的编号分别为：23、手指 24、Y型连接 25、夹紧气缸 26、夹紧气缸脚座 27、手部连接板 28、手指连接

图5中的编号分别为：29、触摸屏 30、工序选择开关 31、备用按钮 32、故障复位按钮 33、回到原点按钮  34、停止按钮 35、启动按钮 36、紧急停车按钮 37、自动、手动选择按钮

图6中的编号分别为：38、PLC及扩展模块 39、接触器40、接线端子41、继电器42、断路器

具体实施方式

为了使本实用新型的技术方案、技术特征、达成目的与功能易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述。

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，一种用于轴承外圈挤压工艺的上下料机械手，其特征在于包括如下部件：用于固定安装其它构件并与地面相联的基座1；设置于基座1上方的回转轴13、制动器14、从动齿轮15、环形导轨16、回转平台17、主动齿轮18、联轴器19、电机的固定板20、步进电机21、轴承座22构成回转模块6；所述回转模块6上方设置伸缩模块5，伸缩模块5由伸缩气缸10、伸缩导轨11、伸缩导轨滑块12组成；所述伸缩模块5前端设置垂直气缸7、垂直滑块8、垂直导轨9构成升降模块4；所述升降模块4与用于工件抓取的手部结构3相连；手部结构3由手指23、 Y型连接24、夹紧气缸25、夹紧气缸脚座26、手部连接板27、手指连接28组成。机械手的电器***设于机械结构外部，触摸屏29、工序选择开关30、备用按钮31、故障复位按钮32、回到原点按钮33、  停止按钮34、启动按钮35、紧急停车按钮36、自动、手动选择按钮37组成人机交互界面***。PLC及扩展模块38、接触器39、接线端子40、继电器41、断路器42构成机械手的控制***。

下面根据图1-图6说明本实用新型的工作过程。

正常工作过程：

打开电源，触摸屏29进入初始画面，画面上设置了画面切换的按钮，包括：手动模式、状态监测、事件记录、用户管理和退出程序，还设有用户登录、用户注销按钮，可以以管理员或者用户的身份登录进行相关的操作和更改相关的参数。此时机械手进入正常工作状态。

旋转自动、手动选择开关37，选择人工操作或自动工作模式；旋转工序选择开关30，选择机械手单步或连续工作模式。

按下启动按钮35，位置开关检测到工件后，将信号传给控制***的CPU，CPU发出指令，升降模块4下降，手部结构3夹紧传送带上的棒料后，升降模块4上升，同时步进电机21正转启动，带动回转平台17旋转到位后，步进电机21停止工作。伸缩气缸10带动伸缩导轨11前伸，将工件送至挤压工位工作平台上，手部结构3松开棒料，冲床的冲杆下移，将高温棒料挤压成圆饼状。手部结构3夹紧圆饼形工件，同时步进电机21反转启动，带动回转平台17旋转到位后，步进电机21停止工作。将工件送至二次挤压工位的工作平台上，手部结构3松开圆饼形工件，冲床的二次挤压冲杆下移，将圆饼形工件挤压成带盲孔的工件。手部结构3夹紧带盲孔的工件，伸缩气缸10带动伸缩导轨11收缩，同时升降模块4下降，将工件送至进入下一道工序的传送带上。步进电机21正转启动，带动回转平台17旋转到原始位置，步进电机21停止工作。升降模块4上升到原位。

非正常工作状态：

当冲床的冲杆出现断裂、物料掉落或工件未送至到位时，***会停止工作，保持原状态，并触发报警***。此时在触摸屏29的画面模板中，出现报警窗口和事件记录窗口，显示***中主要设备的运行状态，且触发事故相应位置的指示灯会不停地闪烁，用户可根据提示方便查找事故原因。等人工排出完故障后，按下“故障恢复”按钮，***可继续工作。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种用于轴承外圈挤压工艺的上下料机械手，包括机械结构部分和电气控制***，其特征在于，所述机械结构部分设置用于固定安装其它构件并与地面相联的基座；所述基座上方设置回转模块；所述回转模块上方设置伸缩模块；所述伸缩模块前端设置升降模块；所述升降模块与用于工件抓取的手部结构相连；所述电气控制***包括箱形控制柜，设置于机械结构外部，所述箱形控制柜前面上端设置触摸屏，下端设置选择开关、按钮开关。

2.根据权利要求1所述的一种用于轴承外圈挤压工艺的上下料机械手，其特征在于，所述的基座设计为二层结构，底层设置电机及减速装置，上层设置环形导轨和旋转平台，基座的支撑腿为空心方形立柱结构，基座上端支撑腿尺寸小于底端支撑腿尺寸，且基座上端支撑腿嵌套在底部支撑腿中，支撑腿上设有不同高度的销轴孔，通过销轴可上下调整机械手的高度。

3.根据权利要求1所述的一种用于轴承外圈挤压工艺的上下料机械手，其特征在于，所述的回转模块下端设有步进电机，电机上设有制动器，当机械手达到预定位置后，可实现抱闸制动，电机通过联轴器和齿轮减速器与回转平台相连，回转平台上设有环形导轨，与基座上的环形滑块配合，电机和减速器上设有防尘罩。

4.根据权利要求1所述的一种用于轴承外圈挤压工艺的上下料机械手，其特征在于，所述的手部机构为滑槽杠杆式两支点回转型机构，依据轴承棒料冲压前后高度和尺寸差，手指设计为两层V型大小手结构，小手结构夹持加热好的棒料，大手结构夹持圆饼状物料和带盲孔的工件。

5.根据权利要求1所述的一种用于轴承外圈挤压工艺的上下料机械手，其特征在于， 所述箱形控制柜内部设置前、后面板；所述前面板安设PLC及扩展模块、断路器、接触器、继电器、接线端子；后面板安设电源、步进电机驱动器和电磁阀。