一种新型可调式机械手制造技术

一种新型可调式机械手，以夹持轴类零件为主，通过一个气缸推动手爪滑块运动，从而让爪齿来回张合，实现对工件的夹紧与放松。该机械手结构简单实用，控制操作比较方便；适用于中小型企业经济型数控机床，成本较低，以PLC作为可调式机械手控制系统，是一个较合理的选择。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机械手，特别是一种新型可调式机械手。
技术介绍
自从20世纪60年代人类制造了第一台工业机器人以来，机器人就显示出了极强的生命力。经过几十年的飞速发展，在工业发达国家，机器人已经广泛应用于汽车工业、机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、物流、制造业等诸多领域中。据相关统计数据表明，工业机器人主要用于汽车工业及汽车零部件工业，占整个机器人市场的61％，金属制品业占8％、橡胶及塑料工业和电子电气行业分别占7％，食品工业占2％，其他工业占15％。据了解，国际上工业机器人技术日趋成熟，已成为装备制造业的一种标准设备而得到工业界的广泛应用。比较著名的工业机器人公司有瑞典的ABB、日本的FANUC、YASKWA、德国的KUKA、美国的ADEFITECHNOLOGY、意大利的COMAU，这些公司已成为其所在地区的支柱性企业。机器人是当今工业的重要组成部分，它们能够精确地执行各种各样的任务和操作，并且无需人们工作时所需的安全措施和舒适的工作条件。工业机器人由操作机、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量、提高生产效率、改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。然而，要使机器人更好的为我们工作绝非易事。目前，机器人在工业、国防、科技、生活等很多领域都取得了不错的成果，但是，随着人们对机器人的期望和要求不断提高，机器人的发展并未能很好的同我们的需求同步，在很多领域，其发展相对缓慢甚至停滞不前。比如在工业领域，尽管有成千上万的机器人用于工业生产，但他们并没有全部替代操作工人，机器人只能用在适合使用它们的一些地方。相对于人类，机器人并非万能，现实中的机器人既不像神话和文艺作品所描写的那样智勇双全，也不如某些企业家和宣传家所宣扬的那样多才多艺。降低成本，是我国机器人发展必须要权衡的一个问题。如果设计出的机器人最终能够满足预定要求，但是成本却十分昂贵，则势必影响产品的推广和普及。当前，国内的中小型企业占了绝大多数，因此，发展机器人技术，降低成本以满足绝大多数中小型企业的需求，将成为越来越受关注的热点。
技术实现思路
本专利技术提出了一种新型可调式机械手，结构简单实用，控制操作比较方便；同时，作为以适用于中小型企业经济型数控机床为目标的机械手来说，成本越低，则越有价值。以PLC作为可调式机械手控制系统，是一个较合理的选择。本专利技术所采用的技术方案是：所述可调式机械手以夹持轴类零件为主，通过一个气缸推动手爪滑块运动，从而让爪齿来回张合，实现对工件的夹紧与放松。爪齿的夹紧与放松，主要通过手爪滑块的来回移动来实现。当驱动滑块右移时，带动爪齿一右移，爪齿一又迫使爪齿二绕着滚轮滚针轴顺时针方向转动，从而实现对工件的释放；反之，当手爪滑块向左移动时，会带动爪齿一起逆时针旋转，从而夹紧工件。所夹取工件的直径大小主要受制于同手爪滑块相连接的气缸的行程，以及手爪与前臂之间的安装间距。爪齿一要经常夹持和释放工件，所以爪齿与工件的接触处需要较高的耐磨性和一定的强度，可选取45钢，加热处理来满足其性能，手爪与工件的接触处进行渗碳处理：爪齿二相当于一连杆，受力比较复杂，所以仍可以选择力学性能比较好的45钢；手爪底座的上有面一滑道，其表面必须比较光滑且要有一定的耐磨性，此外，在满足性能的前提下，手爪部分整体的质量可以适当减轻，综合考虑选取ZLl02；驱动滑块部分作为伸缩气缸的第一执行构件，要承受较大拉力与压力，所以本身必须具有一定的强度，同时与手爪底座配合形成移动副，因此侧面和底面也应有较高的耐磨性，综合考虑，选用合金材料ZCuZn38Mn2pb2。所述机械手的前臂分成三个部分：前臂左端，前臂右端可调部分和螺纹套筒。前臂左端部分和套筒为右旋螺纹，而右端可调部分的螺旋部分的旋向是左旋的，当套筒顺时针旋转的时候，如果将套筒水平方向的位移看作相对不动，那么当其旋转时，前臂左端部分相对于套筒是向右移动的，而前臂右端可调部分相对于套筒是向左移动的，所以前臂左端部分与前臂右端可调部分之间的间隙就在减少，前臂的实际长度也在减少；反之，当套筒逆时针旋转，前臂左端部分与前臂右端可调部分之间的相对间隙就在增大，前臂的实际长度也在增大。因此可以实现前臂的总长在一定范围可调。一旦距离调定后，两侧用螺母进行压紧即可。前臂承接中臂和手爪部分，在满足强度的前提下，应适当地减轻前臂的质量，因此，考虑铝合金件作为前臂材料。所述机械手的中臂是机械手中最为关键的部件之一，它需要承受工件、前臂和手爪部分的重量，但为了降低机械手的整体重量，在保证能承受载荷要求的前提下，应适当减轻中臂质量，以便降低气缸的配置，达到降低成本的目的。因此中臂杆件可以适当掏空，且每隔一段距离增加一个肋板，以保证中臂的强度和刚度，选材方面，综合考虑采用45钢。所述机械手的底座上端面与支座采用螺纹连接，下面大致成一倒立的等腰梯形(简单设计的话，就直接设计成一矩形截面也行，但是为了更好的可靠性，设计成等腰梯形截面最妥当)与导轨直接接触，导轨形状正好与其下半部分形状一致，这样，当安装好后，导轨与底座能紧密相连，不会出现导轨和底座间脱落的现象，保证了机械手底座的稳定性。由于底座要承受整个机械手的载荷，所以选择HT200作为底座材料。所述机械手的上立柱的结构可以简单描述如下，上段的的耳片与中臂进行连接，左端的耳片与直动式气缸的选择，在左端耳片下增加一块加强肋板，以提高此耳片的承重性能。底端是圆形的，上面布四个M12的光孔，与下面的摆动气缸进行连接。底端面开设有孔，加工成轮毂，与摆动气缸的轴用键连接来传递扭矩。所述机械手的下立柱是空心筒柱，以减轻机械手整体重量，其底盘是方形的。上端面布设四个螺纹孔，和上面的摆动气缸进行连接，下端的底盘也布置四个孔，但这里是铰制孔。由于旋转气缸布置在上立柱以下，气缸要承受上立柱的重量，为了减小气缸的载荷，上立柱可以选材质较轻的铝制件ZL-103，加热处理来达到其性能要求。下立柱和底座连接，与底座一起承受机械手整体重量，因此选用灰铸铁HT200。为了满足人工可调的要求，在前臂与中臂连接处安置一个可调支撑组件，旋转螺母与螺杆连接为螺纹连接，当需要调节时，可以少许松开螺栓，旋转旋转螺母，由于螺母轴固定，所以迫使螺杆向左或是向右沿轴向移动，如此来调节所需要的总长，当调节到满足要求的时候拧紧螺栓。在机械手中其实际的工作角度不是水平的，而是有一定的倾斜角度的，所以旋转螺母会和可调支撑的左端部件的实际结合会更加的紧密，调节起来也更加的方便。可调支撑的左端部件，可调支撑右端盖是受力件，但由于其主要受到手爪和前臂的分力，而可调式机械手的前臂和手爪的重量不是很大，所以，可以选用铸铝ZL-103，并进行适当的热处理，就可以达到强度要求。旋转螺母，螺杆是螺纹配合，且轴向受力，所以，对螺纹牙的强度有较高的要求，并且两零件应有很好的耐磨性，综合考虑可以选用ZCuZn38Mn2pb2。本专利技术的有益效果是：结构简单实用，控制操作比较方便；同时，作为以适用于中小型企业经济型数控机床为目标的机械手来说，成本越低，则越有价值。以PLC作为可调式机械手本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型可调式机械手，其特征是：所述可调式机械手以夹持轴类零件为主，通过一个气缸推动手爪滑块运动，从而让爪齿来回张合，实现对工件的夹紧与放松。

【技术特征摘要】
1.一种新型可调式机械手，其特征是：所述可调式机械手以夹持轴类零件为主，通过一个气缸推动手爪滑块运动，从而让爪齿来回张合，实现对工件的夹紧与放松。2.根据权利要求1所述的一种新型可调式机械手，其特征是：所述机械手的前臂分成三个部分：前臂左端，前臂右端可调部分和螺纹套筒。3.根据权利要求1所述的一种新型可调式机械手，其特征是：所述机械手选用铝合金件作为前臂材料。4.根据权利要求1所述的一种新型可调式机械手，其特征是：所述机械手的中臂是机械手中最为关键的部件之一，它需要承受工件、前臂和手爪部分的重量，但为了降低机械手的整体重量，在保证能承受载荷要求的前提下，应适当减轻中臂质量，以便降低气缸的配置，达到降低成本的目的，中臂杆件可以适当掏空，且每隔一段距离增加一个肋板，以保证中臂的强度和刚度，选材方面，综合考虑采用45钢。5.根据权利要求1所述的一种新型可调式机械手，其特征是：所述机...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚秀清，
申请(专利权)人：褚秀清，
类型：发明
国别省市：辽宁;21