[发明专利]一种生产线组装单元气动搬运机械手

说明书

技术领域

本发明涉及一种搬运机械手，尤其是涉及一种生产线组装单元气动搬运机械手。

背景技术

近年来，机械手在自动化领域中得到了越来越广泛的应用。与其他类型的机械手相比，气动机械手具有结构简单、造价较低、易于控制、维护方便的特点。但目前所使用的这种非标气动式机械手能够适应的行程是固定的，即同一款机械手不能适用于不同行程的工作要求，而且目前使用的气动式机械手的气缸的缸筒都是固定在基座上的，安装位置也是唯一的，工作时，一般是气缸的缸筒不动，活塞杆驱动移动架移动，这样就使得机械手在不工作的时候也占用较大的空间，而且也不利于自动化设备的结构优化。

发明内容

本发明提供一种生产线组装单元气动搬运机械手，主要是针对生产的小型元件，该机械手既可以用于搬运小型零件，也可供教学、实验使用。采用PLC控制，具有可靠性高、改变程序灵活。无论是进行时间控制还是行程控制或混合控制，都可通过设定PLC程序来实现,可以根据机械手的动作顺序修改程序，使机械手的通用性更强。

本发明所采用的技术方案是：

本发明的总体结构包括：底座、大臂回转气缸、小臂水平移动气缸、导向装置、大臂竖直移动气缸、手腕摆动气缸、手指夹紧气缸和夹持式手指。

所述的机械手采用圆柱坐标式，各气缸使相应的机械手具有3个自由度（手指开合不计入自由度数），为了弥补升降运动行程较小的缺点，增加手臂摆动机构，从而增加一个手臂左右摆动的自由度。4个自由度各关节与导向装置的约束，使各气缸只承受自己施力方向上的力或力矩，从而保证了气缸的寿命、精度及可靠性。

所述的机械手用固定点将软管分为数段，在各点上将软管固定，每段内有1或2个气缸。当气缸运动时，两固定点的间距也在变化，连接时将该段软管的总长度比两点最大间距长时,就可满足运动时气管的伸缩要求。气管走向确定后，将各气管及各磁性开关线捆扎在一起，减少软管与其他物体的干涉。

所述的机械手机械手动作由气缸驱动，PLC控制。采用5个双控式三位四通电磁阀分别控制气缸和气马达，电磁阀作为驱动气缸的主控阀，用PLC控制动作顺序，首先确定输入、输出信号，通过控制PLC，使电磁阀按一定序列激励,从而使机械手按预先安排的动作序列工作。如果想改变机械手的动作,不需改变接线，只需修改控制程序中动作代码及顺序即可。

所述机械手在PLC控制下可实现单步、连续动作两种工作方式。另外，工件被机械手搬运完成以后，为满足连续动作需要，必须将另一个工件放倒原点位置，以供下次搬运需要。系统通电后,通过旋转按钮选择是单动还是连动。

本发明的有益效果是：采用气压传动，动作迅速，反应灵敏，能实现过载保护，便于自动控制。工作环境适应性好，不会污染环境。采用PLC控制，具有可靠性高、改变程序灵活。无论是进行时间控制还是行程控制或混合控制，都可通过设定PLC程序来实现，可以根据机械手的动作顺序修改程序，使机械手的通用性更强。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的气动搬运机械手总体结构图。

图2是本发明的气动系统回路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，机械手主要由底座1、大臂回转气缸2、小臂水平移动气缸3、导向装置4、大臂竖直移动气缸5、手腕摆动气缸6、手指夹紧气缸7和夹持式手指8构成。

如图1，机械手采用圆柱坐标式，各气缸使相应的机械手具有3个自由度（手指开合不计入自由度数），为了弥补升降运动行程较小的缺点，增加手臂摆动机构，从而增加一个手臂左右摆动的自由度。4个自由度各关节与导向装置的约束，使各气缸只承受自己施力方向上的力或力矩，从而保证了气缸的寿命、精度及可靠性。

如图2，A为控制大臂旋转的齿轮齿条式气缸，使直线运动转化为手臂的旋转运动；B为控制大臂上下升降的气缸；C为控制小臂左右运动的气缸；D为控制手腕摆动的马达；E为控制手指张开和抓紧的气缸。各执行机构的调速，凡是能采用排气口节流方式的,都在电磁阀的排气口安装节流阻尼螺钉进行调速，这种方法结构简单,效果好。升降气缸B采用进气节流的单向节流阀以调节手臂的上升速度。

如图2，该设计中采用5双控式三位四通电磁阀分别控制气缸和气马达，使机械手完成上述各种动作。电磁阀作为驱动气缸的主控阀，用PLC控制动作顺序，首先确定输入、输出信号，图2所示的输入信号为行程开关发出的信号A1、A0、B1、B0、C1、C0、D1、D0、E1、E0，输出信号为驱动电磁阀的信号1DT、2DT、3DT、4DT、5DT、6DT、7DT、8DT、9DT、10DT。通过控制PLC，使电磁阀按一定序列激励，从而使机械手按预先安排的动作序列工作。如果想改变机械手的动作，不需改变接线，只需修改控制程序中动作代码及顺序即可。