全自動數(shù)控機(jī)械手的制作方法
【專利說明】
(-)技術(shù)領(lǐng)域:
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械手，具體為一種全自動數(shù)控機(jī)械手。
(二)【背景技術(shù)】:
[0002]隨著我國工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，在機(jī)械加工和其它加工領(lǐng)域，已經(jīng)逐步走向自動化控制，這是社會發(fā)展的需要，同時(shí)也科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。特別在我國目前需要從事各種由人來操作的設(shè)備會不斷減少，最后會被自動化控制所取代。自動化控制基于自動機(jī)械手而實(shí)現(xiàn)其功能，目前生產(chǎn)中使用兩種自動機(jī)械手。
[0003]第一種是珩架式機(jī)械自動上料機(jī)械手，它的運(yùn)行軌跡只能是平行沿直線運(yùn)行，所有加工位置必須是在一條直線上才能使用，在物料初始的安放加工位置變更時(shí)只能采用人或者其它輔助設(shè)備來保證物料安放在其能抓取的位置，運(yùn)行軌跡局限性大。
[0004]第二種是進(jìn)口機(jī)器人，目前主要是依靠進(jìn)口，價(jià)格昂貴。這種機(jī)器人是用機(jī)械手臂的曲伸來完成工作要求的動作，它在上、下高度和工作區(qū)域的寬度范圍只限于機(jī)械手臂長度能夠曲伸到達(dá)的地方，工作范圍十分有限，只能提供給一個(gè)工位作業(yè)。
(三)
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提出了一種可大范圍作業(yè)的全自動數(shù)控機(jī)械手。
[0006]能夠解決所述技術(shù)問題的全自動數(shù)控機(jī)械手，其技術(shù)方案包括兩節(jié)或多節(jié)旋轉(zhuǎn)臂、升降架、回轉(zhuǎn)架、配重架和抓手，各旋轉(zhuǎn)臂的首、尾通過伺服旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)I連接，第一節(jié)旋轉(zhuǎn)臂的臂體通過伺服旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)II安裝于立柱上，所述升降架通過伺服升降機(jī)構(gòu)安裝于末節(jié)旋轉(zhuǎn)臂的尾端，所述回轉(zhuǎn)架通過伺服回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝于升降架上，兩抓手安裝于回轉(zhuǎn)架上并左、右對稱于回轉(zhuǎn)架的回轉(zhuǎn)中心，所述配重架通過伺服移動機(jī)構(gòu)安裝于第一節(jié)旋轉(zhuǎn)臂的首端，第一節(jié)旋轉(zhuǎn)臂的工作段臂體長度大于配重段臂體長度。
[0007]上述結(jié)構(gòu)中，在大范圍的空間內(nèi)，通過數(shù)控系統(tǒng)多軸(四軸以上)靈活控制抓手，可實(shí)現(xiàn)抓手遠(yuǎn)距離、高低位的復(fù)雜動作(提升、下落、定位、轉(zhuǎn)移等)，從而完成在不同工位之間對工件的抓取和放置。
[0008]所述伺服旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)II的一種結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)軸、軸套、相互嚙合的主動小齒輪和從動大齒輪以及伺服電機(jī)，所述轉(zhuǎn)軸豎直固裝于立柱頂部的支架上，安裝于第一節(jié)旋轉(zhuǎn)臂臂體上的軸套通過軸承安裝于轉(zhuǎn)軸上，所述從動大齒輪安裝于軸套上，所述主動小齒輪安裝于伺服電機(jī)的輸出軸上，所述伺服電機(jī)安裝于支架上；伺服電機(jī)通過齒輪傳動帶動軸套轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)第一節(jié)旋轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)。
[0009]所述伺服升降機(jī)構(gòu)I的一種結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)軸、軸套、相互嚙合的主動小齒輪和從動大齒輪以及伺服電機(jī)，所述轉(zhuǎn)軸豎直固裝于前節(jié)旋轉(zhuǎn)臂的支架上，設(shè)于下節(jié)旋轉(zhuǎn)臂上的軸套通過軸承安裝于轉(zhuǎn)軸上，所述從動大齒輪安裝于軸套上，所述主動小齒輪安裝于伺服電機(jī)的輸出軸上，所述伺服電機(jī)安裝于支架上；伺服電機(jī)通過齒輪傳動帶動軸套轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)下節(jié)旋轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)。
[0010]所述伺服升降機(jī)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)包括相互嚙合的齒輪和齒條、滑動配合的導(dǎo)向桿和導(dǎo)向套以及伺服電機(jī)，所述導(dǎo)向套設(shè)于末節(jié)旋轉(zhuǎn)臂的支架上，所述導(dǎo)向桿設(shè)于升降架上，所述齒條安裝于升降架上，所述齒輪安裝于伺服電機(jī)的輸出軸上，所述伺服電機(jī)安裝于支架上；伺服電機(jī)通過齒輪齒條的傳動，帶動升降架上升和下降。
[0011]所述伺服回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)包括伺服電機(jī)，所述伺服電機(jī)通過支架安裝于升降架上，所述回轉(zhuǎn)架安裝于伺服電機(jī)豎直向下的輸出軸上；伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動直接旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)架。
[0012]所述伺服移動機(jī)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)包括滑動配合的導(dǎo)軌和滑座、旋合的絲桿和螺母以及伺服電機(jī)，所述導(dǎo)軌通過支架安裝于第一節(jié)旋轉(zhuǎn)臂，所述配重架安裝于滑座上，所述絲桿平行于導(dǎo)軌安裝于懸架，所述螺母內(nèi)置于滑座，所述伺服電機(jī)安裝于支架上，其輸出軸連接絲桿的一端；伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動通過絲桿螺母傳動副帶動滑座于導(dǎo)軌上移動，從而實(shí)現(xiàn)配重架的位置移動。
[0013]為適應(yīng)對不同工件的抓取，所述抓手采用氣動鉗式抓手。
[0014]常規(guī)設(shè)計(jì)中，所述旋轉(zhuǎn)臂設(shè)計(jì)為兩節(jié)即可滿足生產(chǎn)要求。
[0015]本發(fā)明的有益效果:
[0016]1、本發(fā)明是一種由數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行編程控制的全自動的機(jī)械手，可以按照任何需求編制程序，由PLC進(jìn)行控制與任何其它機(jī)器進(jìn)行連接，形成一整套理想的工作運(yùn)行方式，準(zhǔn)確無誤的執(zhí)行指令。
[0017]2、本發(fā)明的工作范圍可以根據(jù)需求設(shè)計(jì)，用改變立柱的高度和旋轉(zhuǎn)臂的長度和節(jié)數(shù)來滿足對工作范圍的要求。
[0018]3、本發(fā)明能在任何位置上作直線，圓弧、斜線運(yùn)行；可根據(jù)工位的跨度任意設(shè)計(jì)臂長，可提供給一個(gè)加工單元的至少4臺及以上機(jī)器的上、下料(根據(jù)加工節(jié)拍調(diào)整速度)。
[0019]4、本發(fā)明可運(yùn)用于一些不適合人工作的工作環(huán)境，如高溫工作區(qū)、低溫工作區(qū)、粉塵工作區(qū)、化學(xué)品工作區(qū)、核輻射區(qū)，危險(xiǎn)區(qū)，一切影響人體健康和安全的工作都可以采用本專利機(jī)械手來替代。
(四)【附圖說明】:
[0020]圖1為本發(fā)明一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為圖1實(shí)施方式中的A向視圖。
[0022]圖號標(biāo)識:1、旋轉(zhuǎn)臂；2、升降架；3、回轉(zhuǎn)架；4、抓手；5、立柱；6、配重架；7、轉(zhuǎn)軸；8、軸套；9、主動小齒輪；10、從動大齒輪；11、伺服電機(jī)；12、齒輪；13、齒條；14、導(dǎo)向桿；15、導(dǎo)向套；16、線纜；17、懸臂。
(五)【具體實(shí)施方式】:
[0023]下面結(jié)合附圖所示實(shí)施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。
[0024]本發(fā)明全自動數(shù)控機(jī)械手采用兩節(jié)旋轉(zhuǎn)臂I和兩個(gè)氣動鉗式抓手4，所述兩節(jié)旋轉(zhuǎn)臂I中，第一節(jié)旋轉(zhuǎn)臂I的長度和粗度均大于第二節(jié)旋轉(zhuǎn)臂I的長度和粗度，第二節(jié)旋轉(zhuǎn)臂I的首端通過伺服旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)I連接(鉸連)第一節(jié)旋轉(zhuǎn)臂I的尾端，第一節(jié)旋轉(zhuǎn)臂I的臂體通過伺服旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)II安裝(鉸連)于立柱5上，鉸連安裝位置距離第一節(jié)旋轉(zhuǎn)臂I首端約為第一節(jié)旋轉(zhuǎn)臂I總長的1/3，即鉸連安裝位置距離第一節(jié)旋轉(zhuǎn)臂I尾端約為第一節(jié)旋轉(zhuǎn)臂I總長的2/3 (第一節(jié)旋轉(zhuǎn)臂的工作段臂體長度)，第一節(jié)旋轉(zhuǎn)臂I的首端通過伺服移動機(jī)構(gòu)安裝有配重架6 ;兩抓手4安裝于回轉(zhuǎn)架3的底部兩端并左、右對稱于回轉(zhuǎn)架3的回轉(zhuǎn)中心，所述回轉(zhuǎn)架3通過伺服回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝于升降架2上，所述升降架2通過伺服升降機(jī)構(gòu)安裝于第二節(jié)旋轉(zhuǎn)臂I的尾端，如圖1、圖2所示。
[0025]所述伺服旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)II包括轉(zhuǎn)軸7、軸套8、相互嚙合的主動小齒輪9和從動大齒輪10構(gòu)成的齒輪箱以及伺服電機(jī)11，所述齒輪箱通過支架安裝于立柱5的頂部，具體的:所述轉(zhuǎn)軸7豎