一種氣動(dòng)換刀機(jī)械手的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)械手，尤其是涉及一種應(yīng)用于自動(dòng)化車(chē)間的氣動(dòng)換刀機(jī)械手。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)器人(機(jī)械手)作為前沿的產(chǎn)品和自動(dòng)化設(shè)備更新時(shí)的需要，可以大量代替單調(diào)往復(fù)或高精度需要的工作。近年來(lái)，各國(guó)對(duì)氣動(dòng)伺服系統(tǒng)做了大量工作，嘗試各種控制方式和控制策略，以期達(dá)到提高系統(tǒng)的定位精度，以提高機(jī)器人(機(jī)械手)的定位精度。適應(yīng)工業(yè)需要，本課題試圖開(kāi)發(fā)氣動(dòng)機(jī)械手，以實(shí)現(xiàn)多功能抓取上的更大自由度與多品種產(chǎn)品的自動(dòng)分揀。并且在產(chǎn)品變化或臨時(shí)需要對(duì)機(jī)械手進(jìn)行新的分配任務(wù)時(shí)，可以允許方便的改動(dòng)或重新設(shè)計(jì)其新部件，而對(duì)于位置改變時(shí)，只要重新編程，并能很快地投產(chǎn)，降低安裝和轉(zhuǎn)換工作的費(fèi)用。
[0003]國(guó)內(nèi)對(duì)氣動(dòng)機(jī)械手的設(shè)計(jì)很多，但多為針對(duì)某一特定場(chǎng)合、特定的工況的設(shè)計(jì)。一個(gè)自動(dòng)化車(chē)間里的機(jī)械手(機(jī)器人)往往不是幾臺(tái)，而是很多臺(tái)流水線(xiàn)式的協(xié)同合作，如果每臺(tái)都要重新設(shè)計(jì)就造成不必要的麻煩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種氣動(dòng)換刀機(jī)械手，該機(jī)械手采用圓柱坐標(biāo)式，采用四自由度，占地面積小活動(dòng)范圍大，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單便于組合，定位精度較高，同時(shí)兼顧了低成本和高通用性。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)包括:手臂擺動(dòng)氣缸、升降氣缸、伸縮氣缸、手腕擺動(dòng)氣缸、氣抓、基座、手臂關(guān)節(jié)、手腕手節(jié)、導(dǎo)向裝置和定位擋塊。
[0006]所述的機(jī)械手手部結(jié)構(gòu)直接采用SMC的標(biāo)準(zhǔn)回轉(zhuǎn)式氣抓，并安裝兩只手指。
[0007]所述的機(jī)械手的手臂有四個(gè)自由度，即手臂的伸縮、小臂的升降、立柱的左右回轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)。
[0008]所述的機(jī)械手的手臂的伸縮是直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，該模塊水平安裝立柱上，要求使用的氣缸的體積小、重量輕，減小對(duì)回轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，因而選擇SMC的CQ2系列薄型氣缸，其缸筒與無(wú)桿側(cè)端蓋壓鑄成一體，缸體為方形。
[0009]所述機(jī)械手的基座采用落地固定式系統(tǒng)，組要包括底座、擺動(dòng)氣缸、雙向推力球軸承、扣罩和轉(zhuǎn)臺(tái)五部分。通電后，通過(guò)旋轉(zhuǎn)按鈕選擇是單動(dòng)還是連動(dòng)。由于本機(jī)械手應(yīng)用在教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，需要具備一定通用性，采用分散布置，將傳動(dòng)和控制部分分開(kāi)，以免受振動(dòng)的影響，延長(zhǎng)機(jī)械手的使用壽命。
[0010]所述機(jī)械手本身重心偏離立柱軸線(xiàn)以及各氣缸運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的沖擊都形成作用在擺動(dòng)氣缸轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的傾覆力矩。所以采用一個(gè)連接組件，將機(jī)械手立柱以上的重量和傾覆力矩由機(jī)架來(lái)承擔(dān)。該連接組件主要由四部分組成:雙向推力球軸承、底座、轉(zhuǎn)臺(tái)和扣罩，選擇雙向推力球軸承而不用單向的，是因?yàn)榛c轉(zhuǎn)臺(tái)在軸向上無(wú)法直接連接。采用雙向推力球軸承就可以方便地將軸承內(nèi)環(huán)與轉(zhuǎn)臺(tái)連接，外環(huán)用扣罩固定在底座上。另外，推力軸承要選擇公稱(chēng)尺寸相對(duì)較大一些的，這樣可以更好地承受傾覆力矩。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:采用氣壓傳動(dòng)，動(dòng)作迅速，反應(yīng)靈敏，能實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，便于自動(dòng)控制。采用四自由度，占地面積小活動(dòng)范圍大，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單便于組合，定位精度較高，同時(shí)兼顧了低成本和高通用性。
【附圖說(shuō)明】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]圖1是本發(fā)明的氣動(dòng)機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
[0014]圖2是本發(fā)明的基座結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖3是本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)原理圖。其中，1、2，3,4, 5分別為2位5通雙電控電磁閥；6為氣源處理組件；7為氣罐。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017]如圖1,機(jī)械手主要由手臂擺動(dòng)氣缸A、升降氣缸B、伸縮氣缸C、手腕擺動(dòng)氣缸D、氣抓E、基座1、手臂關(guān)節(jié)2、手腕手節(jié)3、導(dǎo)向裝置4和定位擋塊5構(gòu)成。
[0018]如圖1，機(jī)械手手部結(jié)構(gòu)直接采用SMC的標(biāo)準(zhǔn)回轉(zhuǎn)式氣抓，并安裝兩只手指。機(jī)械手的手臂有四個(gè)自由度，即手臂的伸縮、小臂的升降、立柱的左右回轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)。
[0019]如圖2，機(jī)械手的基座采用落地固定式系統(tǒng)，組要包括底座1、擺動(dòng)氣缸2、雙向推力球軸承3、扣罩4和轉(zhuǎn)臺(tái)5五部分。通電后，通過(guò)旋轉(zhuǎn)按鈕選擇是單動(dòng)還是連動(dòng)。由于本機(jī)械手應(yīng)用在教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，需要具備一定通用性，采用分散布置，將傳動(dòng)和控制部分分開(kāi)，以免受振動(dòng)的影響，延長(zhǎng)機(jī)械手的使用壽命。
[0020]如圖2，機(jī)械手本身重心偏離立柱軸線(xiàn)以及各氣缸運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的沖擊都形成作用在擺動(dòng)氣缸轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的傾覆力矩。所以采用一個(gè)連接組件，將機(jī)械手立柱以上的重量和傾覆力矩由機(jī)架來(lái)承擔(dān)。該連接組件主要由四部分組成:雙向推力球軸承3、底座1、轉(zhuǎn)臺(tái)5和扣罩4，選擇雙向推力球軸承3而不用單向的，是因?yàn)榛鵌與轉(zhuǎn)臺(tái)5在軸向上無(wú)法直接連接。采用雙向推力球軸承3就可以方便地將軸承內(nèi)環(huán)與轉(zhuǎn)臺(tái)5連接，外環(huán)用扣罩固定在底座上。
[0021]如圖3，各執(zhí)行元件的方向控制均采用2位5通先導(dǎo)式雙電控電磁換向閥，換向信號(hào)為短脈沖信號(hào)。速度控制方式均采用出口節(jié)流調(diào)速回路，通過(guò)調(diào)節(jié)單向節(jié)流閥的開(kāi)口大小進(jìn)行速度調(diào)節(jié)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氣動(dòng)換刀機(jī)械手，其特征是:機(jī)械手主要由手臂擺動(dòng)氣缸A、升降氣缸B、伸縮氣缸C、手腕擺動(dòng)氣缸D、氣抓E、基座1、手臂關(guān)節(jié)2、手腕手節(jié)3、導(dǎo)向裝置4和定位擋塊5構(gòu)成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣動(dòng)換刀機(jī)械手，其特征是:所述的機(jī)械手手部結(jié)構(gòu)直接采用SMC的標(biāo)準(zhǔn)回轉(zhuǎn)式氣抓，并安裝兩只手指。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣動(dòng)換刀機(jī)械手，其特征是:所述的機(jī)械手的基座采用落地固定式系統(tǒng)，組要包括底座1、擺動(dòng)氣缸2、雙向推力球軸承3、扣罩4和轉(zhuǎn)臺(tái)5五部分；通電后，通過(guò)旋轉(zhuǎn)按鈕選擇是單動(dòng)還是連動(dòng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣動(dòng)換刀機(jī)械手，其特征是:所述的機(jī)械手采用一個(gè)連接組件，將機(jī)械手立柱以上的重量和傾覆力矩由機(jī)架來(lái)承擔(dān)；該連接組件主要由四部分組成:雙向推力球軸承3、底座1、轉(zhuǎn)臺(tái)5和扣罩4，選擇雙向推力球軸承3而不用單向的。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣動(dòng)換刀機(jī)械手，其特征是:所述的機(jī)械手的各執(zhí)行元件的方向控制均采用2位5通先導(dǎo)式雙電控電磁換向閥，換向信號(hào)為短脈沖信號(hào)；速度控制方式均采用出口節(jié)流調(diào)速回路，通過(guò)調(diào)節(jié)單向節(jié)流閥的開(kāi)口大小進(jìn)行速度調(diào)節(jié)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種氣動(dòng)換刀機(jī)械手，主要由手臂擺動(dòng)氣缸A、升降氣缸B、伸縮氣缸C、手腕擺動(dòng)氣缸D、氣抓E、基座1、手臂關(guān)節(jié)2、手腕手節(jié)3、導(dǎo)向裝置4和定位擋塊5構(gòu)成。采用氣壓傳動(dòng)，動(dòng)作迅速，反應(yīng)靈敏，能實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，便于自動(dòng)控制。采用四自由度，占地面積小活動(dòng)范圍大，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單便于組合，定位精度較高，同時(shí)兼顧了低成本和高通用性。
【IPC分類(lèi)】B23Q3/155, B25J9/14
【公開(kāi)號(hào)】CN105666219
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】張桂春
【申請(qǐng)人】張桂春
【公開(kāi)日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2014年11月16日