智能機械手的制作方法
【專利摘要】一種智能機械手，橫梁上設有沿水平導軌動作的機械臂，機械臂上設有升降導軌，氣缸安裝在機械臂上，氣缸驅動電磁或負壓吸盤沿升降導軌升降，電磁或負壓吸盤與氣缸之間滑動連接，電磁或負壓吸盤與氣缸之間設有用于緩沖的彈簧。本實用新型提供的一種智能機械手，設置氣缸驅動升降并配合用于緩沖的彈簧的方式，簡化了機械臂的結構，尤其是簡化了控制方式，僅需通過氣缸的上下極限點來控制動作精度，大幅簡化了控制難度。通過采用彈簧緩沖的方式，從而無需精確控制機械的高度位置?？蛇x的方案中，機械臂的水平驅動采用同步帶，尤其是采用了同步帶固定，而驅動輪運動的方式，降低了設備的成本。
【專利說明】智能機械手

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及機械手領域，特別是一種簡化現有機械手控制復雜程度的智能機械手。

【背景技術】
[0002]在圓臺形批量工件加工過程中，企業(yè)員工需求量大，通常工作環(huán)境差、勞動強度高，工人不能多機操作。在工作過程中，由于材料厚度不一，成品要求嚴格，對員工素質要求也高。在經濟和科技高速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)磨床越來越不適應大規(guī)模現代化生產。
[0003]中國專利文獻CN 102328251 A，公開了一種智能化臥軸圓臺平面磨床，包括磨床床身、工作臺，工作臺的一側設有翻面裝置、自動測厚裝置、工件及工作臺清洗裝置和工件存儲位；工作臺、翻面裝置和工件存儲位的上方設有機械手。本實用新型提供的一種智能化臥軸圓臺平面磨床，通過設置的翻面裝置、自動測厚裝置和機械手，實現了無需人工干涉地自動化加工鋸片基體的兩面，極大的提高了生產效率。且由于各步驟均由程序控制，也減少了人為誤差，提高了工件的質量。但是該磨床結構較為復雜，尤其是機械手的結構，采用絲杠驅動的方式需要較多的采用伺服電機，控制機械手的高度也需要較多的傳感器，更多的傳感器也使控制系統(tǒng)更為復雜，容易出現因傳感器失誤而導致的誤操作。而且，采用絲杠驅動的方式速度較慢。


【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種智能機械手，可以大幅簡化機械手的結構，進一步的，簡化控制系統(tǒng)，降低誤操作的機率。提高運行速度，降低整體成本。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是:一種智能機械手，橫梁上設有沿水平導軌動作的機械臂，機械臂上設有升降導軌，氣缸安裝在機械臂上，電磁或負壓吸盤與氣缸之間連接，氣缸驅動電磁或負壓吸盤沿升降導軌升降，電磁或負壓吸盤與氣缸之間設有用于緩沖的彈簧。
[0006]可選的方案中，在橫梁上設有沿水平導軌布置的同步帶，同步帶的兩端固定安裝在橫梁的兩端；
[0007]機械臂滑動安裝在水平導軌上，機械臂上設有與同步帶嚙合的同步帶輪，同步帶輪與固定安裝在機械臂上的機械手伺服電機連接。
[0008]優(yōu)選的方案中，在同步帶輪的兩側設有張力輪，張力輪位于同步帶與同步帶輪相對的另一側，以使同步帶輪與同步帶之間的包角增大。
[0009]可選的方案中，在橫梁上設有齒條，機械臂滑動安裝在水平導軌上，機械臂上設有與齒條嚙合的齒輪，齒輪與固定安裝在機械臂上的機械手伺服電機連接。
[0010]可選的方案中，在橫梁上設有滾珠絲杠機構，機械臂滑動安裝在水平導軌上，機械臂與滾珠絲杠機構的螺母件連接，固定安裝的伺服電機與滾珠絲杠機構的絲杠件固定連接。
[0011]優(yōu)選的方案中，在機械臂的下方設有工件導桿,氣缸驅動電磁或負壓吸盤位于上極限點時，電磁或負壓吸盤的下端面與工件導桿上端面的距離，大于一個工件的厚度，小于兩個工件的厚度。
[0012]優(yōu)選的方案中，所述的彈簧的緩沖行程大于或等于工件導桿實際堆疊工件的整體厚度。
[0013]優(yōu)選的方案中，電磁或負壓吸盤上設有感應工件的傳感器。
[0014]優(yōu)選的方案中，所述的傳感器為機械式接觸開關、巨磁阻非接觸開關或光電開關。
[0015]優(yōu)選的方案中，所述的傳感器與控制裝置連接，由控制裝置根據傳感器的信號控制電磁或負壓吸盤的抓取和放下動作，并控制氣缸的升降動作。
[0016]本實用新型提供的一種智能機械手，設置氣缸驅動升降并配合用于緩沖的彈簧的方式，簡化了機械臂的結構，尤其是簡化了控制方式，僅需通過氣缸的上下極限點來控制動作精度，大幅簡化了控制難度。通過采用彈簧緩沖的方式，從而無需精確控制機械的高度位置?？蛇x的方案中，機械臂的水平驅動采用同步帶，尤其是采用了同步帶固定，而驅動輪運動的方式，降低了設備的成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0018]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0019]圖2是本實用新型中同步帶與同步帶輪連接關系俯視示意圖。
[0020]圖3是本實用新型的整體結構示意圖。
[0021]圖中:橫梁1，水平導軌2，同步帶3，張力輪4，同步帶輪5，機械手伺服電機6，升降導軌7，厚度檢測裝置8，升降滾珠絲杠9，壓板10，氣缸11，電磁吸盤12，砂輪13，電控柜
14,工作臺15,工作臺進給伺服電機16,翻轉臂17,旋轉氣缸18,進給滾珠絲杠19,清洗機械手20，成品座21，砂輪升降伺服電機22，中心控制臺23，工件平臺24，工件導桿25，工作狀態(tài)指示燈26，彈簧27。

【具體實施方式】
[0022]實施例1:
[0023]如圖1?2中，一種智能機械手，橫梁I上設有沿水平導軌2動作的機械臂，機械臂上設有升降導軌7，氣缸11安裝在機械臂上，電磁或負壓吸盤12與氣缸11之間滑動連接，氣缸11驅動電磁或負壓吸盤12沿升降導軌7升降，電磁或負壓吸盤12與氣缸11之間設有用于緩沖的彈簧27。當氣缸11的活塞桿伸出時，帶動電磁或負壓吸盤12下行，如果此時電磁或負壓吸盤12碰到障礙，例如工件，則彈簧27收縮，實現緩沖。避免硬接觸損傷電磁或負壓吸盤12。設置彈簧27的好處在于，無需額外設置高精度的升降位置傳感器，僅需設置接觸開關即可實現控制氣缸11的活塞桿，從而控制電磁或負壓吸盤12的升降。優(yōu)選的方案中，所述的彈簧27的緩沖行程大于或等于工件導桿25實際堆疊工件26的整體厚度。由此結構，即便接觸開關損壞，由于彈簧的存在也不會造成電磁或負壓吸盤12的損傷。
[0024]可選的方案中，在橫梁I上設有沿水平導軌2布置的同步帶3，同步帶3的兩端固定安裝在橫梁I的兩端；
[0025]機械臂滑動安裝在水平導軌2上，機械臂上設有與同步帶3嚙合的同步帶輪5，同步帶輪5與固定安裝在機械臂上的機械手伺服電機6連接。由此結構，簡化了傳動結構，便于安裝，其中同步帶3通常采用聚氨酯同步帶，加工非常方便。而且同步帶輪5和張力輪4也可以采用聚氨酯或尼龍材質的便于大批量加工，降低成本。
[0026]優(yōu)選的方案如圖2中，在同步帶輪5的兩側設有張力輪4，張力輪4位于同步帶3與同步帶輪5相對的另一側，以使同步帶輪5與同步帶3之間的包角增大。由此結構,可以提高控制精度，優(yōu)選的，張力輪4沿圖2中的上下方向調節(jié)，以便于安裝和拆卸。
[0027]可選的方案中，在橫梁I上設有齒條，機械臂滑動安裝在水平導軌2上，機械臂上設有與齒條嚙合的齒輪，齒輪與固定安裝在機械臂上的機械手伺服電機6連接。由此結構，實現快速精確的控制。圖中未示出。
[0028]可選的方案中，在橫梁I上設有滾珠絲杠機構，機械臂滑動安裝在水平導軌2上，機械臂與滾珠絲杠機構的螺母件連接，固定安裝的伺服電機與滾珠絲杠機構的絲杠件固定連接。由此結構，實現精確的控制。圖中未示出。
[0029]優(yōu)選的方案如圖1中，在機械臂的下方設有工件導桿25,氣缸11驅動電磁或負壓吸盤12位于上極限點時，電磁或負壓吸盤12的下端面與工件導桿25上端面的距離，大于一個工件的厚度，小于兩個工件的厚度。由此結構，用于巧妙限定被抓取的工件數量。本例中工件導桿25也可以被其他可阻擋工件的結構，例如板件，所替代。
[0030]優(yōu)選的方案中，電磁或負壓吸盤12上設有感應工件的傳感器。由此結構，以在機械臂下降過程中提供停止控制信號，并提供電磁或負壓吸盤12開始動作的信號。
[0031]優(yōu)選的方案中，所述的傳感器為機械式接觸開關、巨磁阻非接觸開關或光電開關。可以根據不同的場合選用不同類型的傳感器。
[0032]優(yōu)選的方案中，所述的傳感器與控制裝置連接，由控制裝置根據傳感器的信號控制電磁或負壓吸盤12的抓取和放下動作，并控制氣缸11的升降動作。
[0033]實施例2:
[0034]為進一步說明本實用新型的優(yōu)點，特舉出一個將本實用新型的機械手應用于磨床的實例，以便于理解本實用新型。
[0035]如圖3中，一種分體式智能磨床，包括橫梁1，橫梁I上設有沿水平導軌2動作的機械臂，橫梁I下方依次設有工件平臺24、厚度檢測裝置8、翻轉臂17和工作臺15，工作臺15設有驅動其旋轉的電機，工作臺總成與進給滾珠絲杠19的螺母件連接，工作臺進給伺服電機16與滾珠絲杠19的絲杠件連接,實現工作臺15的進給。在工作臺15 —側還設有清洗機械手20，用于清洗工件和工作臺15，在工作臺15的上方設有吹氣起片裝置，用于破壞工件表面的水膜，使工件與工作臺15表面分離。在工件平臺24上設有工件導桿25，優(yōu)選的，在工件平臺24 —側還設有成品座21，用于暫存成品，或者省略成品座21，由機械手20直接卸料至料斗。
[0036]優(yōu)選的，采用分體結構，橫梁1、機械臂、工件平臺24、成品座21、厚度檢測裝置8、翻轉臂17和工作臺15整體為一部分，磨床為另一部分。磨床的砂輪13位于工作臺15的斜上方，砂輪13與主軸和驅動電機連接，整個砂輪總成與升降滾珠絲杠9中的螺母件連接，升降滾珠絲杠9中的絲杠件安裝在磨床的機架上，砂輪升降伺服電機22驅動絲杠件旋轉，以實現砂輪總成的升降。采用分體式的結構，可以充分利用現有的磨床，降低用戶的使用成本。更進一步的，橫梁和機械臂總成也可以和工作臺15的總成采用分體結構，以利用現有的工作臺15總成。
[0037]本實用新型在工件的磨削加工前后，利用厚度檢測裝置8中的檢測頭806對工件厚度進行測量，得到鋸片工件厚度值，并以此為基礎計算磨削參數及控制磨削流程；利用獨立PLC控制的機械手，實現鋸片工件的自動上下料；配合設置的電控柜14和中心控制臺23實現了工件的全自動磨削加工。工件磨削加工與機械手上下料并行運行，實現了全自動上下料、工件翻面、工作臺清洗。工件材料厚度、成品厚度自動測量、分類。自動控制磨床和工作臺15的進給量。
[0038]本實用新型具有5個工位。由I個中心控制系統(tǒng)進行中心控制。I個位移檢測頭測量系統(tǒng)進行厚度測量。由I個水處理機構完成冷卻清洗。
[0039]本實用新型不僅節(jié)省了大量加工時間，而且工件磨削過程全自動；實現了高效率、高精度、易操作、環(huán)保的目標。
[0040]如圖2中，機械臂上設有升降導軌7，氣缸11安裝在機械臂上，驅動電磁或負壓吸盤12沿升降導軌7升降，電磁或負壓吸盤12與氣缸11滑動連接，電磁或負壓吸盤12與氣缸11之間設有用于緩沖的彈簧27，當氣缸11的活塞桿完全伸出時，帶動電磁或負壓吸盤12下行，如果此時電磁或負壓吸盤12碰到障礙，例如工件，則彈簧27收縮，實現緩沖。
[0041]優(yōu)選的如圖1中，氣缸11驅動電磁或負壓吸盤12位于上極限點時，電磁或負壓吸盤吸盤12的下端面與工件導桿25上端面的距離，大于一個工件26的厚度，小于兩個工件的厚度。由此結構，確保每次只會吸起一個工件，多余的工件會被工件導桿25的上端阻擋而落下。所述的電磁或負壓吸盤12位于上極限點時，電磁或負壓吸盤12的下端面位置，與厚度檢測裝置8、翻轉臂17和工作臺15的工作位置在水平方向上平齊。以使機械臂上的電磁或負壓吸盤12位于上極限點時，即可將工件平移輸送到厚度檢測裝置8進行厚度檢測；到翻轉臂17上進行工件翻面和到工作臺15上進行工件磨削加工。
[0042]所述的彈簧27的緩沖行程大于或等于工件導桿25實際堆疊工件26的整體厚度。由此結構，以使機械臂無需控制電磁或負壓吸盤12每次下行的高度，只要使氣缸11處于下極限點的位置，電磁或負壓吸盤12在延時觸碰開關的控制下，即可吸起工件導桿25上任意高度的工件。由此簡化了控制難度，也避免電磁或負壓吸盤12上的觸碰開關損壞后，造成電磁或負壓吸盤12損壞。配合氣缸11位于上極限點的位置和工件導桿25的高度，確保每次只會吸起一個工件。
[0043]在橫梁I上設有沿水平導軌2布置的同步帶3，同步帶3的兩端固定安裝在橫梁I的兩端；
[0044]機械臂滑動安裝在水平導軌2上，機械臂上設有與同步帶3嚙合的同步帶輪5，同步帶輪5與固定安裝在機械臂上的機械手伺服電機6連接。由此結構，簡化了結構，降低了成本。尤其是與齒輪、齒條驅動方式相比，由于同步帶3的長度便于剪裁，且批量生產成本也較低，因此可以降低使用成本。與絲杠螺母機構相比，處理降低成本外，還可以提高運行速度。
[0045]在同步帶輪5的兩側設有張力輪4,張力輪4位于同步帶3與同步帶輪5相對的另一側，以使同步帶輪5與同步帶3之間的包角增大。優(yōu)選的如圖3中，張力輪4的位置為可上、下調節(jié)的，以便于調整和拆卸。
【權利要求】
1.一種智能機械手，其特征是:橫梁(I)上設有沿水平導軌(2)動作的機械臂，機械臂上設有升降導軌(7)，氣缸(11)安裝在機械臂上，電磁或負壓吸盤(12)與氣缸(11)之間連接，氣缸(11)驅動電磁或負壓吸盤(12)沿升降導軌(7)升降，電磁或負壓吸盤(12)與氣缸(11)之間設有用于緩沖的彈簧(27 )。
2.根據權利要求1所述的一種智能機械手，其特征是:在橫梁(I)上設有沿水平導軌(2)布置的同步帶(3)，同步帶(3)的兩端固定安裝在橫梁(I)的兩端； 機械臂滑動安裝在水平導軌(2)上，機械臂上設有與同步帶(3)嚙合的同步帶輪(5)，同步帶輪(5)與固定安裝在機械臂上的機械手伺服電機(6)連接。
3.根據權利要求2所述的一種智能機械手，其特征是:在同步帶輪(5)的兩側設有張力輪(4),張力輪(4)位于同步帶(3)與同步帶輪(5)相對的另一側，以使同步帶輪(5)與同步帶(3)之間的包角增大。
4.根據權利要求1所述的一種智能機械手，其特征是:在橫梁(I)上設有齒條，機械臂滑動安裝在水平導軌(2)上，機械臂上設有與齒條嚙合的齒輪，齒輪與固定安裝在機械臂上的機械手伺服電機(6 )連接。
5.根據權利要求1所述的一種智能機械手，其特征是:在橫梁(I)上設有滾珠絲杠機構，機械臂滑動安裝在水平導軌(2)上，機械臂與滾珠絲杠機構的螺母件連接，固定安裝的伺服電機與滾珠絲杠機構的絲杠件固定連接。
6.根據權利要求1所述的一種智能機械手，其特征是:在機械臂的下方設有工件導桿(25)，氣缸(11)驅動電磁或負壓吸盤(12)位于上極限點時，電磁或負壓吸盤(12)的下端面與工件導桿(25)上端面的距離，大于一個工件(26)的厚度，小于兩個工件的厚度。
7.根據權利要求1所述的一種智能機械手，其特征是:所述的彈簧(27)的緩沖行程大于或等于工件導桿(25)實際堆疊工件(26)的整體厚度。
8.根據權利要求1所述的一種智能機械手，其特征是:電磁或負壓吸盤(12)上設有感應工件的傳感器。
9.根據權利要求8所述的一種智能機械手，其特征是:所述的傳感器為機械式接觸開關、巨磁阻非接觸開關或光電開關。
10.根據權利要求8所述的一種智能機械手，其特征是:所述的傳感器與控制裝置連接，由控制裝置根據傳感器的信號控制電磁或負壓吸盤(12)的抓取和放下動作，并控制氣缸(11)的升降動作。
【文檔編號】B25J5/04GK203993517SQ201420449619
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月11日 優(yōu)先權日:2014年8月11日
【發(fā)明者】吳濱 申請人:宜昌迪森智能科技有限公司