連續(xù)輸送和精確定位的機(jī)械手系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種連續(xù)輸送和精確定位的機(jī)械手系統(tǒng)，包括兩平行且間隔設(shè)置的承載臂，兩承載臂內(nèi)側(cè)分別設(shè)有一機(jī)械手，機(jī)械手包括基座、氣缸、手掌和手掌膠皮，氣缸安裝在基座上，氣缸的氣缸桿垂直向上設(shè)置，氣缸桿與手掌連接，手掌膠皮安裝在手掌上，基座安裝在一滑塊上，滑塊滑設(shè)于直線滑軌上，滑塊通過一同步皮帶與一電機(jī)連接。本實(shí)用新型一側(cè)的機(jī)械手便可完成整套流程動(dòng)作，以一個(gè)短行程區(qū)域?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)倍至數(shù)十倍于此短行程長度的工件的精密加工，也降低了加工設(shè)備制造難度和實(shí)現(xiàn)加工設(shè)備輕量化。本實(shí)用新型另一側(cè)的機(jī)械手則在托盤的最后一段處于加工區(qū)的時(shí)候，從進(jìn)料端拖入下一個(gè)托盤至待加工區(qū)域。兩個(gè)機(jī)械手交替運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)小間隙連續(xù)傳輸?shù)哪康摹?br> 【專利說明】連續(xù)輸送和精確定位的機(jī)械手系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于貼片機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種連續(xù)輸送和精確定位的機(jī)械手系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，自動(dòng)化加工設(shè)備，如電子零件表面貼裝設(shè)備，點(diǎn)膠機(jī)，刻繪機(jī)，木工雕刻機(jī)等逐漸取代人工操作，在提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)力成本方面體現(xiàn)出極大的優(yōu)勢。而與之相匹配的自動(dòng)輸送系統(tǒng)的發(fā)展則相對(duì)緩慢，在輸送速度，精度，夾持穩(wěn)固性，工件長度限制，力口工方式選擇自由度上都有不同的局限。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)在同時(shí)需要精確定位的輸送應(yīng)用中，主要采用的技術(shù)有如下幾種:
[0004]A:橡膠輪，輥筒等摩擦輸送方式
[0005]橡膠輪旋轉(zhuǎn)，和工件緊密接觸，通過摩擦力帶動(dòng)工件運(yùn)動(dòng)，該方式在打印機(jī)，噴繪機(jī)等采用柔性材料工件(如紙張，塑料薄膜等)加工的場合較常見，且對(duì)加工材料厚度有極大的限制，若材質(zhì)硬度高，厚度不一，不可彎曲，則無法實(shí)現(xiàn)輸送同時(shí)實(shí)現(xiàn)高精度定位。具體原因有:
[0006]a:橡膠導(dǎo)輪長時(shí)間與硬質(zhì)工件摩擦，造成磨損，使輪徑變小，在相同的轉(zhuǎn)數(shù)下，輸送的工件的行程變短，誤差增大。
[0007]b:橡膠導(dǎo)輪存在老化，硬化問題，如橡膠輪硬度增大，對(duì)應(yīng)硬質(zhì)工件會(huì)產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，嚴(yán)重影響精度
[0008]c:橡膠導(dǎo)輪在緊密接觸硬質(zhì)工件時(shí)，由于自身彈性會(huì)產(chǎn)生壓縮形變，此時(shí)橡膠輪的直徑變短，相同轉(zhuǎn)數(shù)下，輸送工件的行程變短，誤差增大，如果工件厚度不一，則橡膠輪每次產(chǎn)生的壓縮形變也不同，無法以常量計(jì)算和補(bǔ)償。
[0009]B:傳送帶，同步皮帶，同步鏈，同步鏈板等輸送方式
[0010]如上幾種是目前應(yīng)用最廣泛的輸送方式，大量用于自動(dòng)生產(chǎn)線，短距離運(yùn)輸，其結(jié)構(gòu)是線性或閉合環(huán)路的傳送帶，由同步帶，鏈條，鏈板等構(gòu)成往復(fù)或循環(huán)線路，工件置放于線路表面，輸送至指定位置，方便操作人員揀取。大型傳送系統(tǒng)可以承載體積和質(zhì)量都很大的工件或貨物。帶有O位限位和頂針裝置的雙側(cè)同步帶傳送方式，是目前自動(dòng)化設(shè)備中板式工件輸送和精確定位最常見的技術(shù)形式。
[0011]其技術(shù)特性如下:
[0012]a:兩側(cè)同步帶平行安置，如行程較長則分為首尾相連呈直線排列的多段環(huán)形同步帶傳動(dòng)系統(tǒng)，板式工件兩端分別置于同步帶表面，同步帶攜帶工件運(yùn)動(dòng)，在多組同步帶中實(shí)現(xiàn)接力輸送。加工區(qū)域內(nèi)兩側(cè)有兩組獨(dú)立的環(huán)形同步帶系統(tǒng)。
[0013]b:工件運(yùn)動(dòng)至加工區(qū)域的O位之前,通過一個(gè)氣缸抬升一個(gè)機(jī)械限位銷，當(dāng)工件抵達(dá)并撞上限位銷以后停止運(yùn)動(dòng)，控制端獲得傳感器信號(hào)后也令同步帶停止運(yùn)行。
[0014]c:板式工件正面和背面的夾持裝置動(dòng)作，穩(wěn)固夾持工件并抬升整個(gè)加工區(qū)域，使板式工件到達(dá)預(yù)定待加工水平高度。[0015]d:工件加工完后，加工區(qū)域降低到和傳送區(qū)域等高范圍，機(jī)械限位銷同時(shí)下降，同步帶動(dòng)作，將工件推送出加工區(qū)域，并由設(shè)備外的輸送裝置接力輸送。
[0016]e:為防止待加工板式工件下沉，在加工區(qū)域內(nèi)，板式工件下方設(shè)置有錐形頂針，并且頂針放置位置可手工調(diào)整，用于防止工件下沉。
[0017]此種板式輸送和定位裝置優(yōu)于橡膠導(dǎo)輪模式，可以精確的輸送板式工件到指定位置，但由于其工作模式的限制，加工長度較大的工件的靈活度較低，加工彈性、柔性材料精度低，不能于垂直面做切削等垂直受力加工。
[0018]C:真空吸盤結(jié)合傳送帶的輸送裝置
[0019]該裝置是利用一組XY軸向拱橋型龍門輸送系統(tǒng)攜帶一組或多組真空吸盤，通過真空發(fā)生器，電磁閥對(duì)氣路的切換實(shí)現(xiàn)吸氣動(dòng)作，吸取板式工件，再移動(dòng)至傳送帶上的工作面指定位置后，通過真空破壞裝置，使吸盤和工件分離。來實(shí)現(xiàn)板式工件輸送和定位的需求。工件被加工完以后，通過輸送帶輸送到設(shè)備外輸送系統(tǒng)中去。
[0020]該方式有超過橡膠導(dǎo)輪的精度，也具備吸放較長工件的能力，依賴龍門輸送系統(tǒng)，也可以達(dá)到理想的速度和精度。不足之處主要有:
[0021]a:對(duì)于較長的工件，雖然可以通過增多吸盤來吸取和放置，但是仍然是一次性放置到O位，不能自由的分段分次調(diào)整工件位置并保持精度，因工件已加工區(qū)域和未加工區(qū)域的表面性質(zhì)不同，吸盤無法適應(yīng)此差別?；蛘吖ぜ鸭庸^(qū)域存在未干的油漆，油墨，膠水等而不能進(jìn)行二次或多次吸取和放置動(dòng)作。如要實(shí)現(xiàn)長度大的工件加工，仍然需要增大加工系統(tǒng)龍門機(jī)構(gòu)跨度。產(chǎn)生的問題與B-a類同。
[0022]b:此系統(tǒng)當(dāng)工件被放置在傳送帶上以后，沒有相應(yīng)的夾持架構(gòu)對(duì)其夾持，所以也不能進(jìn)行垂直向和水平向的物理施力加工，基于輸送帶的平整度和承托力，工件大多數(shù)情況下只做非接觸式的加工，從而適用于機(jī)器視覺檢測，拍照，照排，光固，激光刻繪，噴涂，點(diǎn)膠等非接觸式工藝。而不適用于電子零件表面貼裝，切削，打孔等接觸式加工工藝。
[0023]D:單向進(jìn)出的托盤型輸送和定位裝置
[0024]此系統(tǒng)由托盤，同步皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)和步進(jìn)/伺服電機(jī)、計(jì)算機(jī)控制軟、硬件等組合而成，可以通過控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)托盤在固定行程內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)分段送料和一次性出料，該托盤采用金屬材質(zhì)，具備一定的硬度和平整度，可通過黏貼，磁吸，真空吸附等方式將硬質(zhì)或柔性板式工件固定于托盤表面?？梢酝ㄟ^對(duì)電機(jī)系統(tǒng)的開環(huán)/閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)精確分段進(jìn)料，以一個(gè)小跨度輕量化加工系統(tǒng)，加工寬度固定(小于或等于托盤寬度)，長度較長(視托盤長度而定)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)500mm-18O0_板式工件的輸送和定位需求。此裝置克服了前述ABC三類系統(tǒng)的多項(xiàng)不足，但仍存在不足之處，具體如下:
[0025]a:托盤做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)料出料口位于同一側(cè)，并且作為一個(gè)不可分割的單元被裝置于加工設(shè)備中，當(dāng)工件加工完畢后，需要由原路徑退出，此時(shí)必須有人工干預(yù)，更換已加工工件為待加工工件，并且將待加工工件固定在托盤上，此時(shí)，設(shè)備處于停機(jī)狀態(tài)，嚴(yán)重影響實(shí)際加工效率。
[0026]b:托盤的寬度固定，對(duì)于寬度大于托盤寬度的工件加工無能為力，如果加工的板式工件面積較小，而需要人工進(jìn)行固定，過程耗時(shí)和大工件相差無幾。因此仍有一次停機(jī)時(shí)間，基于a項(xiàng)所述原因，會(huì)更加降低實(shí)際加工效率。
[0027]c:為了適應(yīng)長工件的加工，且進(jìn)出料均為同一側(cè)方向，機(jī)身必須加長，以容納和承載工件，其最小機(jī)身長度為待加工件長度+工作面長度，實(shí)際因托盤強(qiáng)度的問題，還需要增加一段承載軌長度減小托盤因長距離懸空伸出的下墜變形。
[0028]d:其托盤為一金屬平面，無可固定螺栓的孔位和槽位，從而不能實(shí)現(xiàn)水平向的夾持功能，被固定在上面的板式工件，可以垂直方向受力，但是不能水平方向受力，不適合切
削加工等工藝。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0029]本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種連續(xù)輸送和精確定位的機(jī)械手系統(tǒng)。
[0030]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種連續(xù)輸送和精確定位的機(jī)械手系統(tǒng)，用于連續(xù)輸送托盤和對(duì)托盤進(jìn)行精確定位，包括兩平行且間隔設(shè)置的承載臂，兩所述承載臂內(nèi)側(cè)分別設(shè)有一機(jī)械手，所述機(jī)械手包括基座、氣缸、手掌和手掌膠皮，所述氣缸安裝在所述基座上，所述氣缸的氣缸桿垂直向上設(shè)置，所述氣缸的氣缸桿與所述手掌連接，所述手掌膠皮安裝在所述手掌上，所述基座安裝在一滑塊上，所述滑塊滑設(shè)于所述承載臂上的一直線滑軌上，所述滑塊通過一同步皮帶與一電機(jī)連接。
[0031]進(jìn)一步地，所述手掌膠皮的表面設(shè)有粗糙紋路。
[0032]進(jìn)一步地，所述機(jī)械手還包括一用于檢測所述手掌上有無托盤存在的第一傳感器以及一用于檢測所述手掌的伸縮狀態(tài)的第二傳感器。
[0033]本實(shí)用新型僅需要一側(cè)的機(jī)械手便可完成整套流程動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)加工裝置在一個(gè)相對(duì)較短的行程內(nèi)高效作業(yè)，以一個(gè)短行程區(qū)域?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)倍至數(shù)十倍于此短行程長度的工件的精密加工，同時(shí)也可以降低加工設(shè)備制造難度和實(shí)現(xiàn)加工設(shè)備輕量化。本實(shí)用新型另一側(cè)的機(jī)械手則在托盤的最后一段處于加工區(qū)的時(shí)候，從進(jìn)料端拖入下一個(gè)托盤至待加工區(qū)域。兩個(gè)機(jī)械手交替運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)小間隙連續(xù)傳輸?shù)哪康摹?br> 【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的連續(xù)輸送和精確定位的機(jī)械手系統(tǒng)的之意圖；
[0035]圖2是圖1中沿A-A方向的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0037]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種連續(xù)輸送和精確定位的機(jī)械手系統(tǒng)，用于連續(xù)輸送托盤(未示出)和對(duì)托盤進(jìn)行精確定位，該機(jī)械手系統(tǒng)包括兩平行且間隔設(shè)置的承載臂1，兩承載臂I內(nèi)側(cè)分別設(shè)有結(jié)構(gòu)相同的一機(jī)械手2和一機(jī)械手3，其中，機(jī)械手2包括基座21、氣缸22、手掌23和手掌膠皮24，氣缸22安裝在基座21上，氣缸22的氣缸桿221垂直向上設(shè)置，氣缸22的氣缸桿221與手掌23連接，手掌皮24安裝在手掌23上，基座21安裝在一滑塊25上，滑塊25滑設(shè)于一直線滑軌26上，滑塊25通過一同步皮帶27與一電機(jī)(未示出)連接。
[0038]本實(shí)用新型的機(jī)械手系統(tǒng)的工作原理為:當(dāng)系統(tǒng)給氣缸22供氣(供氣壓力可調(diào))，氣缸22的氣缸桿221伸出，手掌23抬升，手掌膠皮23與托盤(未示出)底部頂緊，實(shí)現(xiàn)對(duì)托盤垂直方向的緊固夾持，即便加工裝置施加一個(gè)大作用力于托盤上的工件表面，也可通過調(diào)節(jié)氣缸22的壓力來緊固夾持，不會(huì)發(fā)生位移、角偏、下沉等現(xiàn)象；電機(jī)通過同步帶27驅(qū)動(dòng)滑塊25在直線滑軌26上滑動(dòng)，達(dá)到將托盤拖入或推出加工區(qū)，或?qū)崿F(xiàn)精確分段移動(dòng)的功能。
[0039]本實(shí)用新型僅需要一側(cè)的機(jī)械手2便可完成整套流程動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)加工裝置(如吸嘴，噴嘴，刀具，激光等)在一個(gè)相對(duì)較短(為工件長度的幾分之一至幾十分之一)的行程內(nèi)高效作業(yè)，以一個(gè)短行程區(qū)域?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)倍至數(shù)十倍于此短行程長度的工件的精密加工，同時(shí)也可以降低加工設(shè)備制造難度和實(shí)現(xiàn)加工設(shè)備輕量化。
[0040]本實(shí)用新型另一側(cè)的機(jī)械手3則在托盤的最后一段處于加工區(qū)的時(shí)候，從進(jìn)料端拖入下一個(gè)托盤至待加工區(qū)域。待機(jī)械手2將托盤推出加工區(qū)域后，機(jī)械手2的氣缸22排氣，氣缸22的氣缸桿221下降，手掌23縮回釋放托盤，機(jī)械手2再移動(dòng)至進(jìn)料口處待命，與此同時(shí)，機(jī)械手3再實(shí)現(xiàn)和機(jī)械手2 —樣的送料動(dòng)作，將下一個(gè)托盤送入加工區(qū)。機(jī)械手2和機(jī)械手3交替運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)小間隙連續(xù)傳輸?shù)哪康摹?br> [0041 ] 進(jìn)一步地，手掌膠皮24的表面設(shè)有粗糙紋路，粗糙紋路起緩沖氣缸22壓力和增加接觸面摩擦力的作用，可杜絕機(jī)械手2和托盤之間打滑現(xiàn)象的發(fā)生。
[0042]進(jìn)一步地，機(jī)械手2還包括一用于檢測手掌23上有無托盤存在的第一傳感器(未示出)以及一用于檢測手掌23的伸縮狀態(tài)的第二傳感器(未示出)，形成校驗(yàn)系統(tǒng)以防止誤操作。
[0043]以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種連續(xù)輸送和精確定位的機(jī)械手系統(tǒng)，用于連續(xù)輸送托盤和對(duì)托盤進(jìn)行精確定位，其特征在于，包括兩平行且間隔設(shè)置的承載臂，兩所述承載臂內(nèi)側(cè)分別設(shè)有一機(jī)械手，所述機(jī)械手包括基座、氣缸、手掌和手掌膠皮，所述氣缸安裝在所述基座上，所述氣缸的氣缸桿垂直向上設(shè)置，所述氣缸的氣缸桿與所述手掌連接，所述手掌膠皮安裝在所述手掌上，所述基座安裝在一滑塊上，所述滑塊滑設(shè)于所述承載臂上的一直線滑軌上，所述滑塊通過一同步皮帶與一電機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)輸送和精確定位的機(jī)械手系統(tǒng)，其特征在于，所述手掌膠皮的表面設(shè)有粗糙紋路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)輸送和精確定位的機(jī)械手系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械手還包括一用于檢測所述手掌上有無托盤存在的第一傳感器以及一用于檢測所述手掌的伸縮狀態(tài)的第二傳感器。
【文檔編號(hào)】B25J9/08GK203527477SQ201320570680
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月12日
【發(fā)明者】劉建林 申請(qǐng)人:深圳市銳思技術(shù)有限公司