專利名稱：一種多工位物料傳送機(jī)械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械手及沖壓自動化技術(shù)，具體為一種用于旋轉(zhuǎn)式密封圈骨 架的沖壓成型過程中多個工位間的物料傳送機(jī)械手。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)式密封圈骨架的沖壓成型工藝需要經(jīng)過拉伸一反拉伸一沖孔三道工 序。目前這三道工序都是單道操作，且工序之間的物料傳送搬運都是依靠人 工來完成任務(wù)的。其缺點很明顯l.不能連續(xù)和自動化生產(chǎn)，效率低，質(zhì)量 差；2.三道工序需要三臺沖床，能耗高，成本大；3.依靠人工操作，不安全, 存隱患。發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種多工位 物料傳送機(jī)械手，該機(jī)械手用于旋轉(zhuǎn)式密封圈骨架的沖壓成型工藝，且可自 動、連續(xù)地完成旋轉(zhuǎn)式密封圈骨架沖壓成型過程中(包括拉伸、反拉伸和沖 孔三個工位之間)的物料傳送搬運工作，具有高效率、低能耗，結(jié)構(gòu)簡單， 操作簡便，安全可靠等特點。本發(fā)明解決所述技術(shù)問題的技術(shù)方案是設(shè)計一種多工位物料傳送機(jī)械 手，其特征在于該機(jī)械手用于旋轉(zhuǎn)式密封圈骨架沖壓成型工藝，主要包括大 模板、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、手指機(jī)構(gòu)和電磁吸盤機(jī)構(gòu)；所述大模板為圓形， 大模板的中心安裝回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)，周邊均布有10個定位槽，六個手指 機(jī)構(gòu)和兩個電磁吸盤機(jī)構(gòu)分為兩組，呈射線狀均勻分布、中心對稱安裝在回 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，并與定位槽位置對應(yīng)；所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括固裝在底板上的伺服電機(jī)，底板通過支板固定于大模 板的底面，伺服電機(jī)依次通過一級齒輪和二級齒輪驅(qū)動空心主軸轉(zhuǎn)動；空心3主軸安裝在大模板上，空心主軸的下端穿過大模板的中心孔與二級齒輪連接，上端的軸肩上固裝有回轉(zhuǎn)盤；所述升降機(jī)構(gòu)包括配裝在空心主軸之內(nèi)的滑動軸，滑動軸的下端與升降 氣缸的活塞桿垂直連接，升降氣缸固定于底板的下面；在靠近空心主軸下端 面的滑動軸上固裝有托盤；所述手指機(jī)構(gòu)的托板安裝在回轉(zhuǎn)盤上面，平推氣缸固定在托板上，平推 氣缸的活塞桿與滑塊的一端連接，滑塊的另一端和中部與連桿組的一端連接， 滑塊安裝在手指座上；連桿組的另一端與手臂的一端連接，手臂的另一端連 接有對稱的兩個手指，手指安裝在手指座上，手指座安裝在回轉(zhuǎn)盤上；在手 臂里面安裝有滑動軸承，在滑動軸承里面安裝有滑軌；所述電磁吸盤機(jī)構(gòu)的活動手臂也安裝在回轉(zhuǎn)盤上面，但至少與相鄰的手 指機(jī)構(gòu)錯開36度，活動手臂上安裝有定位套，定位套里配套有定位銷，定位 銷的下端與上推氣缸的活塞桿上端垂直連接；上推氣缸固定在回轉(zhuǎn)盤的下面; 吸盤臂的一端安裝在活動手臂上，另一端連接有電磁吸盤。與目前旋轉(zhuǎn)式密封圈骨架的生產(chǎn)過程相比，本發(fā)明多工位物料傳送機(jī)械 手在旋轉(zhuǎn)式密封圈骨架沖壓成型過程中，可首先將工件自動送入拉伸工位沖 床中，而后又自動地實現(xiàn)拉伸、反拉伸和沖孔三個工位或三道工序之間的物 料(工件)傳送搬運，完全取代了人工操作，具有高效率，高質(zhì)量，低能耗， 人性化，連續(xù)化生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，成本較低，適用于工業(yè)化實施 等特點。


圖1為本發(fā)明多工位物料傳送機(jī)械手一種實施例的主要機(jī)構(gòu)主視結(jié)構(gòu) (圖2中A-A截面剖視結(jié)構(gòu))示意圖；圖2為本發(fā)明多工位物料傳送機(jī)械手一種實施例的整機(jī)結(jié)構(gòu)俯視圖； 圖3為本發(fā)明多工位物料傳送機(jī)械手一種實施例的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主視結(jié)構(gòu)示 意圖；圖4為本發(fā)明多工位物料傳送機(jī)械手一種實施例的升降機(jī)構(gòu)主視結(jié)構(gòu)示圖5為本發(fā)明多工位物料傳送機(jī)械手一種實施例的手指機(jī)構(gòu)主視結(jié)構(gòu)示 ^* ;
圖6為本發(fā)明多工位物料傳送機(jī)械手一種實施例的手指機(jī)構(gòu)俯視結(jié)構(gòu)示 意圖7為本發(fā)明多工位物料傳送機(jī)械手一種實施例的電磁吸盤機(jī)構(gòu)主視結(jié) 構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例及其附圖進(jìn)一步敘述本發(fā)明。
本發(fā)明設(shè)計的多工位物料傳送機(jī)械手(簡稱機(jī)械手，參見圖l一7),其 特征在于該機(jī)械手用于旋轉(zhuǎn)式密封圈骨架沖壓成型工藝，主要包括大模板14、 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1、升降機(jī)構(gòu)2、手指機(jī)構(gòu)3和電磁吸盤機(jī)構(gòu)4;所述大模板14為 圓形，大模板14的中心經(jīng)軸承副安裝回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1和升降機(jī)構(gòu)2,大模板14 的周邊均布有IO個定位槽或位置槽，定位槽在圓周方向分為對稱的兩組，每 組各占180度，分別為上料位置槽47、放料位置槽48、拉伸位置槽49、反 拉伸位置槽50和沖孔位置槽51;所述的手指機(jī)構(gòu)3共有相同結(jié)構(gòu)的六個， 所述電磁吸盤機(jī)構(gòu)4有相同結(jié)構(gòu)的兩個；手指機(jī)構(gòu)3和電磁吸盤機(jī)構(gòu)4分為 兩組，呈射線狀均勻分布、中心對稱安裝在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1上(參見圖2)，相鄰 射線之間的夾角為36度，且三個手指機(jī)構(gòu)3和一個電磁吸盤機(jī)構(gòu)4分別與上 料位置槽47、放料位置槽48、拉伸位置槽49、反拉伸位置槽50和沖孔位置 槽51中的連續(xù)四個位置槽相對應(yīng)；例如，上料位置槽47為空槽(與空臂相 對應(yīng))， 一個電磁吸盤機(jī)構(gòu)4與放料位置槽48相對應(yīng)，三個手指機(jī)構(gòu)3依次 與拉伸位置槽49、反拉伸位置槽50和與沖孔位置槽51相對應(yīng)；或者， 一個 電磁吸盤機(jī)構(gòu)4與上料位置槽47相對應(yīng)三個手指機(jī)構(gòu)3依次與放料位置槽 48、拉伸位置槽49和反拉伸位置槽50相對應(yīng)；兩種對應(yīng)關(guān)系可以相互轉(zhuǎn)換。 所述位置槽為圓形，直徑大于加工工件的直徑。很明顯，這種設(shè)計與機(jī)械手 要連續(xù)完成旋轉(zhuǎn)式密封圈骨架的沖壓成型工藝要求有關(guān)。但不排除本發(fā)明機(jī)械手可以用于類似的加工工藝中。
所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1 (參見圖1、 3)包括回轉(zhuǎn)盤12、空心主軸13、大模板 14、軸承副15、 一級齒輪16、 二級齒輪17、支板18、底板19和伺服電機(jī) 20;伺服電機(jī)20固裝在底板19上，底板19通過支板18固定于大模板14的 底面，伺服電機(jī)20依次通過一級齒輪16和二級齒輪17驅(qū)動空心主軸13轉(zhuǎn) 動；空心主軸13通過軸承副15安裝在大模板14上，空心主軸13的下端穿 過大模板14的中心孔與二級齒輪17連接，二級齒輪17與一級齒輪16嚙合 傳動，空心主軸13上端的軸肩上固裝有回轉(zhuǎn)盤12;伺服電機(jī)20由常規(guī)控制 機(jī)構(gòu)控制。伺服電機(jī)20轉(zhuǎn)動時，依次帶動一級齒輪16和二級齒輪i7轉(zhuǎn)動， 進(jìn)而帶動空心主軸13轉(zhuǎn)動，空心主軸13轉(zhuǎn)動會使固裝其上端的回轉(zhuǎn)盤12轉(zhuǎn) 動。顯然，安裝在回轉(zhuǎn)盤12上的機(jī)構(gòu)也隨之轉(zhuǎn)動。
所述升降機(jī)構(gòu)2 (參見圖l、 3、 4)包括上蓋盤ll、滑動軸21、托盤22 和升降氣缸23;滑動軸21配裝在空心主軸13的空芯腔之內(nèi)，滑動軸21的 下端與升降氣缸23的活塞桿垂直連接，托盤22固定在靠近空心主軸13下端 面的滑動軸21上；升降氣缸23固定于底板19的下面。升降氣缸23的活塞 桿升降運動時，會帶動滑動軸21作升降運動；由于滑動軸21上的托盤22靠 近空心主軸13下端面，因此當(dāng)滑動軸21作上升運動時，托盤22就會托起空 心主軸13向上運動，進(jìn)而托起安裝在空心主軸13上端的回轉(zhuǎn)盤12及其上面 的安裝物(即手指機(jī)構(gòu)3和電磁吸盤機(jī)構(gòu)4) 一并向上運動；當(dāng)滑動軸21作 下降運動時，空心主軸13就會隨同托盤22向下運動，直至空心主軸13的下 端面脫離開托盤22。為了防塵，所述滑動軸21的上端面安裝有上蓋盤11。
所述手指機(jī)構(gòu)3 (參見圖1、 2、 5、 6)安裝在所述回轉(zhuǎn)盤12上面，包括 手指31、手臂32、滑動軸承33、滑軌34、手指座35、滑塊36、平推氣缸 37、托板38、連桿組39、托板38安裝在回轉(zhuǎn)盤12上，平推氣缸37固定在 托板38上，平推氣缸37的活塞桿與滑塊36的一端連接，滑塊36的另一端 和中部與連桿組39的一端連接，滑塊36安裝在手指座35上；連桿組39的 另一端與手臂32的一端連接，具體說,手臂32包括上手臂321和下手臂322; 連桿組39包括上下對稱的兩組連桿，即左上連桿391、左下連桿392、右上連桿393和右下連桿394，左上連桿391的一端和左下連桿392的一端分別 與所述滑塊36的一端在手指機(jī)構(gòu)中心線的上下兩側(cè)對稱連接，左上連桿391 的另一端與上手臂321的一端連接，左下連桿392的另一端與下手臂322的 一端連接，并且左上連桿391與左下連桿392在手指機(jī)構(gòu)中心線的兩側(cè)對稱； 右上連桿393的一端和右下連桿394的一端也分別與所述滑塊36的中部在手 指機(jī)構(gòu)中心線的上下兩側(cè)對稱連接，右上連桿393的另一端與上手臂321的 另一端連接，右下連桿394的另一端與下手臂322的另一端連接，并且右上 連桿393和右下連桿394在手指機(jī)構(gòu)中心線的兩側(cè)對稱，所述左上連桿391 與右上連桿393在手指機(jī)構(gòu)中心線方向上左右或前后排列安裝，構(gòu)成"\\" 字形，所述左下連桿392與右下連桿394在手指機(jī)構(gòu)中心線方向上左右或前 后排列安裝，構(gòu)成"〃"字形，安裝好的上下對稱的兩組連桿構(gòu)成">>"字 形;所述手臂32的另一端連接有手指31，具體說，所述下手臂322的另一端 固接有下手指312，所述上手臂321的另一端固接有上手指311，上手指311 和下手指312的結(jié)構(gòu)一樣，且在手指機(jī)構(gòu)中心線的兩側(cè)對稱安裝，上手指311 和下手指312的前端或靠左部分的內(nèi)側(cè)(靠近中心線一側(cè))形狀適于握持圓 形物料或工件，例如開有梯形握持槽；上手臂321和下手臂322安裝在手指 座35的上下兩側(cè)，手指座35安裝在回轉(zhuǎn)盤12上；在上手臂321和下手臂 322里面安裝有滑動軸承33，在滑動軸承33里面安裝有滑軌34。當(dāng)平推氣 缸37的活塞桿向前(左)推動時，推動滑塊36向前運動，滑塊36向前運動 會使與其連接的兩組連桿上下伸直運動或平行外展運動,進(jìn)而帶動上手臂321 和下手臂322沿著裝在其里面的滑軌34向外平行擴(kuò)張開來，同時分別安裝在 上手臂321和下手臂322上的上手指311和下手指312會松開握持的工件； 反之，當(dāng)平推氣缸37的活塞桿向后(右)收縮時，所述的上手指311和下手 指312就會夾緊工件。
所述電磁吸盤機(jī)構(gòu)4 (參見圖l、 2、 7)也安裝在所述的回轉(zhuǎn)盤12上， 但與相鄰的手指機(jī)構(gòu)3至少錯開一個36度，包括活動手臂41、定位銷42、 定位套43、吸盤臂44、上推氣缸45、電磁吸盤46和彈簧52;活動手臂41 安裝在回轉(zhuǎn)盤12上面，活動手臂41上安裝有定位套43，定位套43里配套
7有定位銷42，定位銷42的下端與上推氣缸45的活塞桿上端垂直連接；上推 氣缸45固定在回轉(zhuǎn)盤12的下面，安裝位置槽與定位銷42垂直相對；吸盤臂 44的一端安裝在活動手臂41上，另一端連接有電磁吸盤46。當(dāng)上推氣缸45 的活塞桿向上推動時，定位銷42伸入到活動手臂41的定位套43內(nèi)，使活動 手臂41與回轉(zhuǎn)盤12連接在一起，當(dāng)回轉(zhuǎn)盤12轉(zhuǎn)動時，活動手臂41和電磁 吸盤46就會隨之轉(zhuǎn)動。
本發(fā)明機(jī)械手工作原理和動作過程是(參見圖1、 2):開始工作時，先 在放料位置槽48、拉伸位置槽49和反拉伸位置槽50各放一個待加工工件。 當(dāng)物料送到上料位置槽47后，指令升降氣缸23的活塞桿推動滑動軸21上升， 通過托盤22又會帶動空心主軸13上升，空心主軸13上端的回轉(zhuǎn)盤12隨之 上升，進(jìn)而安裝在回轉(zhuǎn)盤12上的手指機(jī)構(gòu)3和電磁吸盤機(jī)構(gòu)4也跟隨上升； 上升到位后，伺服電機(jī)20通過一級齒輪16和二級齒輪17使空心主軸13逆 時針旋轉(zhuǎn)36° ，進(jìn)而經(jīng)回轉(zhuǎn)盤12帶動電磁吸盤機(jī)構(gòu)4逆時針旋轉(zhuǎn)36° ，使 電磁吸盤機(jī)構(gòu)4到達(dá)上料位置槽47;與此同時，上推氣缸45的活塞桿工作， 使定位銷42上升進(jìn)入活動手臂41的定位套43中，經(jīng)回轉(zhuǎn)盤12也帶動手指 機(jī)構(gòu)3也逆時針旋轉(zhuǎn)36。，使手指機(jī)構(gòu)3到達(dá)工作位置槽；然后升降氣缸23 帶動滑動軸21下降，準(zhǔn)備搬運工作；這時，電磁吸盤46對應(yīng)上料位置槽47， 而放料位置槽48、拉伸位置槽49和反拉伸位置槽50三個工位各有一個手指 機(jī)構(gòu)3相對應(yīng)，電磁吸盤46吸附上料位置槽47的新物料后，三個工位手指 機(jī)構(gòu)3也同時夾持住各自工位上的加工工件，升降氣缸23又推動滑動軸21 上升，伺服電機(jī)20帶動空心主軸13順時針回轉(zhuǎn)36。，使電磁吸盤機(jī)構(gòu)4旋 轉(zhuǎn)到達(dá)放料位置槽48，而三個手指機(jī)構(gòu)3分別旋轉(zhuǎn)到達(dá)拉伸位置槽49、反拉 伸位置槽50和沖孔位置槽51;此時，升降氣缸23帶動滑動軸21下降，電 磁吸盤46放開所吸附的物料，手指機(jī)構(gòu)3也松開或放下所夾持的加工工件； 接著，升降氣缸23又推動滑動軸21上升，伺服電機(jī)20帶動空心主軸13逆 時針回轉(zhuǎn)36。，使電磁吸盤機(jī)構(gòu)4旋轉(zhuǎn)到達(dá)上料位置槽47，而三個手指機(jī)構(gòu) 3分別旋轉(zhuǎn)到達(dá)反拉伸位置槽50、沖孔位置槽51和放料位置槽48;此時， 升降氣缸23帶動滑動軸21下降，等待沖床沖壓完成后繼續(xù)吸料；然后，沖床開始加工動作。沖壓完成后，取下沖孔位置槽51處的產(chǎn)品工件。重復(fù)所述 的工藝循環(huán)，即可完成本發(fā)明要求的自動連續(xù)搬運工作。
顯然，本發(fā)明所述的位置槽也可以設(shè)計為位置臺，即高于大模板14上表 面的工作臺或定位臺。還需補(bǔ)充說明的是，由于本發(fā)明機(jī)械手為對稱的圓弧 形設(shè)計，因此在旋轉(zhuǎn)式密封圈骨架沖壓自動化生產(chǎn)線上的沖床應(yīng)當(dāng)與所述的 三道工序操作位置槽對應(yīng)安排布置。
本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。
在旋轉(zhuǎn)式密封圈骨架沖壓自動化生產(chǎn)線上的實際試驗表明，本發(fā)明機(jī)械 手是一種高效、節(jié)能的沖床自動化生產(chǎn)設(shè)備，適用于旋轉(zhuǎn)式密封圈骨架的沖 壓成型過程，可完全替代人工操作，實現(xiàn)連續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)，在低成本和低能 耗的前提下，有效地提高了生產(chǎn)效率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一種多工位物料傳送機(jī)械手，其特征在于該機(jī)械手用于旋轉(zhuǎn)式密封圈骨架沖壓成型工藝，主要包括大模板、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、手指機(jī)構(gòu)和電磁吸盤機(jī)構(gòu)；所述大模板為圓形，大模板的中心安裝回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)，周邊均布有10個定位槽，六個手指機(jī)構(gòu)和兩個電磁吸盤機(jī)構(gòu)分為兩組，呈射線狀均勻分布、中心對稱安裝在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，并與定位槽位置對應(yīng)；所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括固裝在底板上的伺服電機(jī)，底板通過支板固定于大模板的底面，伺服電機(jī)依次通過一級齒輪和二級齒輪驅(qū)動空心主軸轉(zhuǎn)動；空心主軸安裝在大模板上，空心主軸的下端穿過大模板的中心孔與二級齒輪連接，上端的軸肩上固裝有回轉(zhuǎn)盤；所述升降機(jī)構(gòu)包括配裝在空心主軸之內(nèi)的滑動軸，滑動軸的下端與升降氣缸的活塞桿垂直連接，升降氣缸固定于底板的下面；在靠近空心主軸下端面的滑動軸上固裝有托盤；所述手指機(jī)構(gòu)的托板安裝在回轉(zhuǎn)盤上面，平推氣缸固定在托板上，平推氣缸的活塞桿與滑塊的一端連接，滑塊的另一端和中部與連桿組的一端連接，滑塊安裝在手指座上；連桿組的另一端與手臂的一端連接，手臂的另一端連接有對稱的兩個手指，手指安裝在手指座上，手指座安裝在回轉(zhuǎn)盤上；在手臂里面安裝有滑動軸承，在滑動軸承里面安裝有滑軌；所述電磁吸盤機(jī)構(gòu)的活動手臂也安裝在回轉(zhuǎn)盤上面，但至少與相鄰的手指機(jī)構(gòu)錯開36度，活動手臂上安裝有定位套，定位套里配套有定位銷，定位銷的下端與上推氣缸的活塞桿上端垂直連接；上推氣缸固定在回轉(zhuǎn)盤的下面；吸盤臂的一端安裝在活動手臂上，另一端連接有電磁吸盤。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多工位物料傳送機(jī)械手，其特征在于所述 滑動軸的上端面安裝有上蓋盤。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多工位物料傳送機(jī)械手，其特征在于所述 定位槽為定位臺。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多工位物料傳送機(jī)械手，其特征在于該機(jī)械手用于旋轉(zhuǎn)式密封圈骨架沖壓成型工藝，主要包括大模板、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、手指機(jī)構(gòu)和電磁吸盤機(jī)構(gòu)；所述大模板為圓形，大模板的中心安裝回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)，周邊均布有10個定位槽，六個手指機(jī)構(gòu)和兩個電磁吸盤機(jī)構(gòu)分為兩組，呈射線狀均勻分布、中心對稱安裝在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，并與定位槽位置對應(yīng)；所述手指機(jī)構(gòu)和所述電磁吸盤機(jī)構(gòu)均安裝在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)盤上面。本發(fā)明機(jī)械手可自動、連續(xù)地完成旋轉(zhuǎn)式密封圈骨架沖壓成型過程中(包括拉伸、反拉伸和沖孔三個工位之間)的物料傳送搬運工作。
文檔編號B21D43/02GK101633023SQ20091007005
公開日2010年1月27日 申請日期2009年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日
發(fā)明者關(guān)玉明, 徐國慶, 徐國輝, 博 朱, 肖艷軍, 肖艷春, 波 許 申請人:河北工業(yè)大學(xué)