專利名稱：一種轉(zhuǎn)軌機(jī)械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于變速箱裝配生產(chǎn)線領(lǐng)域，具體地說是變速箱抓取及 傳輸用轉(zhuǎn)軌機(jī)械手。
背景技術(shù)：
通常變速箱裝配生產(chǎn)線分為裝配線和試驗(yàn)線兩部分，兩部分均呈封 閉環(huán)形布置，當(dāng)變速箱主體封裝完后，需要傳輸至試驗(yàn)線上進(jìn)行變速箱
機(jī)械性能檢測。而目前一般的傳輸手段是工人利用KPK柔性輕型組合系 統(tǒng)起重機(jī)人工將變速箱體由裝配線上運(yùn)輸至試驗(yàn)線上并完成其翻轉(zhuǎn)定 位，操作性差，勞動(dòng)強(qiáng)度也較大，并且工作效率相對(duì)比較低。
實(shí)用新型內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中裝配線上運(yùn)輸至試驗(yàn)線上并完成其翻轉(zhuǎn)定位操 作性差，勞動(dòng)強(qiáng)度也較大，并且工作效率低的不足，本實(shí)用新型的目的 在于提供一種造價(jià)及運(yùn)行成本低、操控性好、定位準(zhǔn)確、運(yùn)輸便捷、自 動(dòng)化程度高、應(yīng)用于高水平裝配生產(chǎn)線的變速箱抓取及傳輸用轉(zhuǎn)軌機(jī)械 手。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型技術(shù)解決方案包括作為主框架的 支撐梁、平移機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、抓取機(jī)構(gòu)；所述支撐梁固定于地面上， 頂部與平移機(jī)構(gòu)中平移梁的兩端安裝 在一起；升降機(jī)構(gòu)中升降伺服電機(jī) 固定在平移機(jī)構(gòu)的連接板上，升降機(jī)構(gòu)下部的安裝座與抓取機(jī)構(gòu)中的夾 爪機(jī)構(gòu)支架樞接；
所述抓取機(jī)構(gòu)由夾爪機(jī)構(gòu)和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，夾爪機(jī)構(gòu)包括上爪，下 爪，擺動(dòng)氣缸，上爪與下爪后方樞接有安裝在支架上的擺動(dòng)氣缸；擺動(dòng) 機(jī)構(gòu)包括擺動(dòng)伺服電機(jī)，絲杠，其中用擺動(dòng)伺服電機(jī)的輸出軸通過水平 設(shè)置的相互嚙合的齒輪與絲杠相連接，絲杠通過第一繞轉(zhuǎn)軸與安裝有擺 動(dòng)氣缸的支架樞接；所述支架還通過第二繞轉(zhuǎn)軸與升降機(jī)構(gòu)中的安裝座 樞接；夾爪的爪身上設(shè)有用于定位變速箱體銷孔的定位銷；
所述平移機(jī)構(gòu)由滾輪軸承，連接板，平移齒輪，平移齒條，平移伺 服電機(jī)，導(dǎo)軌，平移梁組成，其中平移伺服電機(jī)通過平移齒輪與平移齒 條嚙合，平移齒條安裝在平移機(jī)構(gòu)中平移梁上；安裝在連接板上的支撐 滾輪軸承與安裝在平移梁上的導(dǎo)軌滑動(dòng)接觸連接；
所述升降機(jī)構(gòu)由旋轉(zhuǎn)軸，升降梁，升降齒輪，升降齒條，升降伺服 電機(jī)，氣缸組成，氣缸的輸出軸與旋轉(zhuǎn)軸為一體結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)軸通過軸承 與安裝座活動(dòng)連接，升降梁套裝于旋轉(zhuǎn)軸外部，升降伺服電機(jī)安裝在平
3移機(jī)構(gòu)中的連接板上，升降伺服電機(jī)的輸出軸經(jīng)升降齒輪與固連于升降梁的升降齒條嚙合；
在所述平移機(jī)構(gòu)的平移梁，升降機(jī)構(gòu)的升降梁，抓取機(jī)構(gòu)的支架和夾爪的運(yùn)動(dòng)的方向上安裝機(jī)械限位裝置和電氣限位裝置。
本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)
本實(shí)用新型能有效的克服了現(xiàn)有變速箱在裝配線轉(zhuǎn)軌至實(shí)驗(yàn)線上人工操作上的體能消耗大、定位不準(zhǔn)確、效率不高的缺點(diǎn)，很好地解決了長期以來變速箱從裝配生產(chǎn)線至實(shí)驗(yàn)線不能自動(dòng)化傳輸?shù)膯栴}。更具有如下優(yōu)點(diǎn)
一、 造價(jià)及運(yùn)行成本低。
二、 自動(dòng)化程度高，本實(shí)用新型采用夾爪操作，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)方式，更加有利于提高生產(chǎn)效率，節(jié)約人力成本，同時(shí)整條裝配生產(chǎn)線具有較好的整體形象。
三、 運(yùn)行精度高，本實(shí)用新型采用伺服電機(jī)進(jìn)行定位，適合高水平裝配生產(chǎn)線應(yīng)用。


圖1為轉(zhuǎn)軌機(jī)械手總體結(jié)構(gòu)圖2為圖1中抓取機(jī)構(gòu)及升降機(jī)構(gòu)主視剖面圖3為圖1中平移機(jī)構(gòu)及升降機(jī)構(gòu)俯視剖面圖4為圖1中平移機(jī)構(gòu)左視剖面圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
參見圖1，包括作為主框架的支撐梁1、平移機(jī)構(gòu)2、升降機(jī)構(gòu)3、抓取機(jī)構(gòu)4;支撐梁1固定于地面上，頂部與平移機(jī)構(gòu)2中平移梁27的兩端安裝在一起；升降機(jī)構(gòu)3中升降伺服電機(jī)35固定在平移機(jī)構(gòu)2的連接板22上；升降機(jī)構(gòu)3下部的安裝座與抓取機(jī)構(gòu)4中的夾爪機(jī)構(gòu)支架樞接。其中-
參見圖2，所述抓取機(jī)構(gòu)主要由夾爪機(jī)構(gòu)和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，夾爪機(jī)構(gòu)包括上爪46，下爪47，擺動(dòng)氣缸41，下爪47的爪身上設(shè)有用于定位變速箱體銷孔的定位銷48，使得箱體不會(huì)脫落；上爪46與下爪47的后方樞接有安裝在支架上的擺動(dòng)氣缸41，用于夾爪的翻轉(zhuǎn)動(dòng)作；擺動(dòng)機(jī)構(gòu)包括擺動(dòng)伺服電機(jī)42，絲杠43，繞轉(zhuǎn)軸，其中用擺動(dòng)伺服電機(jī)42的輸出軸通過水平設(shè)置的相互嚙合的齒輪與絲杠43相連接，絲杠43通過第--繞轉(zhuǎn)軸44與安裝擺動(dòng)氣缸41的支架樞接；所述支架還通過第二繞轉(zhuǎn)軸45與升降機(jī)構(gòu)中的安裝座樞接。所述擺動(dòng)伺服電機(jī)42帶動(dòng)絲杠43上下移動(dòng)使夾爪繞第一繞轉(zhuǎn)軸44旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)夾爪傾斜角度定位。
如圖3-4所示，所述平移機(jī)構(gòu)2由滾輪軸承21,連接板22，平移齒輪24，平移齒條25，平移伺服電機(jī)23，導(dǎo)軌26，平移梁27組成，其中
4平移伺服電機(jī)23通過平移齒輪24與平移齒條25嚙合，平移齒條25安裝在平移機(jī)構(gòu)2中平移梁27上；平移伺服電機(jī)23帶動(dòng)平移齒輪24使其在平移齒條25上面作橫向運(yùn)動(dòng)；安裝在連接板22上的用6個(gè)支撐滾輪軸承21與連接板22與安裝在平移梁27上的導(dǎo)軌26滑動(dòng)接觸，使平移機(jī)構(gòu)在做橫向移動(dòng)吋，支撐滾輪軸承21與導(dǎo)軌26做滑動(dòng)接觸，以保證平移機(jī)構(gòu)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
所述升降機(jī)構(gòu)3由旋轉(zhuǎn)軸31，升降梁32，升降齒輪33，升降齒條34，升降伺服電機(jī)35，氣缸36組成，氣缸36的輸出軸與旋轉(zhuǎn)軸31為一體結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)軸31通過軸承與安裝座活動(dòng)連接，升降梁32套裝于旋轉(zhuǎn)軸31外部，升降伺服電機(jī)35安裝在平移機(jī)構(gòu)2中的連接板22上，升降伺服電機(jī)35的輸出軸經(jīng)升降齒輪33與固連于升降梁32的升降齒條34嚙合，完成上下運(yùn)動(dòng)。
其工作原理如下
^ 了保證機(jī)構(gòu)的安全性，在機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的方向上都安裝了機(jī)械限位裝置和電氣限位裝置。電氣限位裝置先起作用，如果電氣出現(xiàn)問題，機(jī)械限位裝置仍能確保其安全。另外，在機(jī)械手兩側(cè)安裝有機(jī)玻璃防護(hù)門將機(jī)械手隔離起來，以確保其在運(yùn)行過程中的安全。
本實(shí)用新型工作時(shí)，采用伺服電機(jī)和氣缸作為機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力源，可采用PLC編程控制(為現(xiàn)有技術(shù))。根據(jù)車間現(xiàn)場情況，利用PLC進(jìn)行記錄行走所需的精確位置，并進(jìn)行記錄，這樣調(diào)試好之后，機(jī)械手從抓取、翻轉(zhuǎn)、行走至放置便可以反復(fù)重復(fù)調(diào)試好的動(dòng)作，然后再設(shè)定抓取的時(shí)間間隔，這樣轉(zhuǎn)軌機(jī)械手便可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行。
采用本實(shí)用新型機(jī)械手抓取運(yùn)輸系統(tǒng)，可以利用伺服電機(jī)精確定位，氣缸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所述抓取機(jī)構(gòu)4連同升降機(jī)構(gòu)3及平移機(jī)構(gòu)2協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的五軸聯(lián)動(dòng)(具體是抓取機(jī)構(gòu)4中的上爪46與下爪47通過絲杠43作仰俯運(yùn)動(dòng)及通過旋轉(zhuǎn)軸31作水平旋轉(zhuǎn)，通過缸03并作垂直紙面旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，平移機(jī)構(gòu)帶動(dòng)升降機(jī)構(gòu)3及抓取機(jī)構(gòu)4的水平移動(dòng)，升降機(jī)構(gòu)3帶動(dòng)抓取機(jī)構(gòu)4上下運(yùn)動(dòng)；實(shí)現(xiàn)機(jī)械手從抓取、翻轉(zhuǎn)、行走至放置)，大大提高了機(jī)械手的靈活性，有效的克服了現(xiàn)有變速箱在裝配線轉(zhuǎn)軌至實(shí)驗(yàn)線上人工操作上的體能消耗大、定位不準(zhǔn)確、效率不高的缺點(diǎn)，很好地解決了現(xiàn)有技術(shù)中長期以來變速箱從裝配生產(chǎn)線至實(shí)驗(yàn)線不能自動(dòng)化傳輸?shù)膯栴}。
權(quán)利要求1. 一種轉(zhuǎn)軌機(jī)械手，包括作為主框架的支撐梁(1)、平移機(jī)構(gòu)(2)、升降機(jī)構(gòu)(3)、抓取機(jī)構(gòu)(4)；其特征在于支撐梁(1)固定于地面上，頂部與平移機(jī)構(gòu)(2)中平移梁(27)的兩端安裝在一起；升降機(jī)構(gòu)(3)中升降伺服電機(jī)(35)固定在平移機(jī)構(gòu)(2)的連接板(22)上，升降機(jī)構(gòu)(3)下部的安裝座與抓取機(jī)構(gòu)(4)中的夾爪機(jī)構(gòu)支架樞接。
2. 按照權(quán)利要求1所述轉(zhuǎn)軌機(jī)械手，其特征在于所述抓取機(jī)構(gòu)(4) 由夾爪機(jī)構(gòu)和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，夾爪機(jī)構(gòu)包括上爪(46)，下爪(47)，擺 動(dòng)氣缸(41)，上爪(46)與下爪(47)后方樞接有安裝在支架上的擺動(dòng) 氣缸(41);擺動(dòng)機(jī)構(gòu)包括擺動(dòng)伺服電機(jī)(42)，絲杠(43)，其中用擺動(dòng) 伺服電機(jī)(42)的輸出軸通過水平設(shè)置的相互嚙合的齒輪與絲杠(43) 相連接，絲杠(43)通過第一繞轉(zhuǎn)軸(44)與安裝有擺動(dòng)氣缸(41)的 支架樞接；所述支架還通過第二繞轉(zhuǎn)軸(45)與升降機(jī)構(gòu)中的安裝座樞 接。
3. 按照權(quán)利要求2所述轉(zhuǎn)軌機(jī)械手，其特征在于夾爪的爪身上設(shè) 有用于定位變速箱體銷孔的定位銷(48)。
4. 按照權(quán)利要求1所述轉(zhuǎn)軌機(jī)械手，其特征在于所述平移機(jī)構(gòu)(2) 由滾輪軸承(21)，連接板(22)，平移齒輪(24)，平移齒條(25)，平 移伺服電機(jī)(23)，導(dǎo)軌(26)，平移梁(27)組成，其中平移伺服電機(jī)(23)通過平移齒輪(24)與平移齒條(25)嚙合，平移齒條(25)安 裝在平移機(jī)構(gòu)(2)中平移梁(27)上；安裝在連接板(22)上的支撐滾 輪軸承(21)與安裝在平移梁(27)上的導(dǎo)軌(26)滑動(dòng)接觸連接。
5. 按照權(quán)利要求1所述轉(zhuǎn)軌機(jī)械手，其特征在于所述升降機(jī)構(gòu)(3) 由旋轉(zhuǎn)軸(31),升降梁(32)，升降齒輪(33)，升降齒條(34)，升降 伺服電機(jī)(35)，氣缸(36)組成，氣缸(36)的輸出軸與旋轉(zhuǎn)軸(31) 為一體結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)軸(31)通過軸承與安裝座活動(dòng)連接，升降梁(32) 套裝于旋轉(zhuǎn)軸(31)外部，升降伺服電機(jī)(35)安裝在平移機(jī)構(gòu)(2)中 的連接板(22)上，升降伺服電機(jī)(35)的輸出軸經(jīng)升降齒輪(33)與 固連于升降梁(32)的升降齒條(34)嚙合。
6. 按照權(quán)利要求2所述轉(zhuǎn)軌機(jī)械手，其特征在于在所述平移機(jī)構(gòu) (2)的平移梁(27)，升降機(jī)構(gòu)(3)的升降梁(32)，抓取機(jī)構(gòu)(4)的支架和夾爪的運(yùn)動(dòng)的方向上安裝機(jī)械限位裝置和電氣限位裝置。
專利摘要本實(shí)用新型屬于變速箱裝配生產(chǎn)線領(lǐng)域，具體地說是變速箱抓取及傳輸用轉(zhuǎn)軌機(jī)械手。包括作為主框架的支撐梁、平移機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、抓取機(jī)構(gòu)；支撐梁固定于地面上，頂部與平移機(jī)構(gòu)中平移梁的兩端安裝在一起；升降機(jī)構(gòu)中升降伺服電機(jī)固定在平移機(jī)構(gòu)的連接板上；升降機(jī)構(gòu)下部的安裝座與抓取機(jī)構(gòu)中的夾爪機(jī)構(gòu)支架樞接。本實(shí)用新型具有造價(jià)及運(yùn)行成本低、操控性好、定位準(zhǔn)確、運(yùn)輸便捷、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，可應(yīng)用于高水平裝配生產(chǎn)線。
文檔編號(hào)B25J3/00GK201304647SQ20082022038
公開日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日
發(fā)明者傅友賓, 張環(huán)宇, 羅浩然, 許勝利, 賈志彬, 陳書宏, 魏宏宇 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所