[发明专利]带有智能定向功能的水平旋转式上下料机械手

说明书

技术领域

本发明涉及自动化机械设备领域，特别指对工件上料时有定向要求的多工位铰珩机类型的水平方向上下料的机床设备的机械手。

背景技术

当工人把工件放到铰珩机的夹具上时，夹具对工件的摆放角度有严格的要求。在每个夹具的底面设计有一个定位销。工件的上下料在采用自动化机械手之前只能由人工来完成。由于铰珩机为超精加工设备，每个工位的加工时间大约为15秒钟。也就意味着夹具在每15秒就要顺时针转动一个工位。这就要求工人必须在15秒内快速取下完成品，然后快速换上新的工件。周而复始地不停地工作。劳动强度极大，容易因为疲劳忘记更换零件造成重复加工的生产浪费和废品的产生。如果由工人长时间来取放工件，很容易发生定位销没有到位的情况，发生刀具和工件的碰撞事故。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种带有智能定向功能的水平旋转式上下料机械手，减轻人工的劳动量，防止意外事故发生。

为实现以上目的，采用以下技术方案：

带有智能定向功能的水平旋转式上下料机械手，主要由顶起旋转机构、上料校正夹紧机构、滑台旋转同步定位机构、下料夹紧机构组成，各个机构由控制系统控制，其特征在于，旋转板中心安装在顶起旋转机构上，滑台旋转同步定位机构安装在顶起旋转机构一侧，上料校正夹紧机构和下料夹紧机构结构相同并且分别安装在旋转板两端；

所述的顶起旋转机构的旋转板与顶起板安装在减速机上，顶起板在旋转板下方，减速机I嵌在减速机连接板上，减速机连接板其中的一组对角分别与两个导杆连接并且另一组对角与两个顶起气缸的活塞杆连接，两个导向座和顶起气缸的缸体安装在柱体构件内，导杆安装在导向套内，导向套安装在导向座内，柱体构件设有盖板，所述的导杆和顶起气缸活塞杆都穿过盖板，所述的减速机I由伺服电机I驱动；

所述的上料夹紧机构由校正机构和夹紧机构两部分组成，所述的夹紧机构的支脚和机械手卡座分别安装在旋转板一端的上、下表面，机械手卡座配有夹紧调节螺母，弹簧卡爪配有弹簧卡爪外套安装在机械手卡座内，连接轴穿过旋转板与气缸连接，气缸安装在支脚上；所述的校正机构的辅助卡爪位置是以弹簧卡爪为同心圆，分布在弹簧卡爪周围，辅助卡爪穿过旋转板安装在上连接板上，上连接板固定在旋转板的上表面，杠杆通过杠杆轴固定在杠杆支板上，杠杆力臂较短一端与上连接连接，杠杆力臂较长一端靠近磁性传感器并保证杠杆在旋转触碰到磁性传感器，磁性传感器通过传感器支板固定在旋转板上；

所述的滑台旋转同步定位机构的滑台支架安装在顶起旋转机构的柱体构件的侧面，气动滑台固定在滑台支架的上面，滑台上板固定在气动滑台的上面，滑台上板的一端连接减速机II的安装法兰面，校正轮组件穿过滑台上板与减速机II相连，减速机II由伺服电机II驱动。

所述的辅助卡爪的数量至少为2个，其结构为弹簧套入弹簧芯轴，弹簧芯轴安装在弹簧导筒内，弹簧导筒上设有丝堵，弹簧导筒下端嵌入在定位叉的一端，定位销固定在定位叉的另一端。

顶起旋转机构运动原理说明：

顶起气缸和导向装置负责完成上下料机械手的上下方向的运动。机械手的上下方向的运动的设计是由于机械手从传送带上夹取工件后，需要将工件向上抬升到适合于进入设备内部的合理高度。到达设备内部后，机械手还需要向下运动将工件放入夹具内。

由盖板，导向套，导向座，导杆组成的两套导向装置保证了两个气缸在顶起的过程中能够保持垂直运动方向的运动精度。

机械手的旋转运动由伺服电机，减速机和连接构件（减速机连接板，顶起板，旋转板）组成。机械手的旋转运动完成了将工件从传送带到设备的位移运动。

伺服控制系统通过对伺服电机，减速机的传动组合的参数设定，实现了机械手旋转角度的精密控制。

校正机构的工作原理：工件在滑台旋转同步定位机构的作用下，进行匀速旋转运动。此时校正机构向下移动，直至工件的定位面与校正机构的定位销下端接触后停止运动。

定位销从找寻工件的定位孔到成功插入定位孔的相对运动过程中，发生了上下几毫米的微小位移变化，这个微小位移被弹簧芯轴传递给杠杆，进而被杠杆放大到数倍以上的位移量。安装在杠杆另一端的磁性传感器会将感应到杠杆的位移变化并传递给控制系统。定位销成功进入到工件的定位孔之后，工件受到定位销的阻力，停止旋转。从而实现了工件的转向达到了设计要求的位置。然后控制系统向夹紧机构发出夹紧工件的指令。

定位销的3个位移变化：

A，在没有工件的情况下，被安装在弹簧导筒的弹簧推动，定位销的最下端处于运动位移的最低位置。