一种硅钢片检验流水线输送机械手制造技术

一种硅钢片检验流水线输送机械手，由6个机构组成：手指机构、手腕机构、小臂伸缩机构、大臂回旋机构、升降机构、水平滑动机构。对旋转运动采用增量旋转编码器进行实时位置校验。直线运动由行程开关及机械限位装置进行位置控制。它可以自动运送硅钢片到流水线上各个工位，使硅钢片的检验采样变得高效、快速、准确，实现全自动化操作。

Silicon steel sheet inspection pipeline conveying manipulator

The utility model relates to a silicon steel sheet inspection pipeline conveying manipulator, which is composed of 6 mechanisms: a finger mechanism, a wrist mechanism, a small arm telescopic mechanism, a large arm rotary mechanism, a lifting mechanism and a horizontal sliding mechanism. Real time position calibration using incremental rotary encoder for rotary motion. The linear motion is controlled by the travel switch and the mechanical limiting device. The utility model can automatically transport the silicon steel sheet to the various positions on the assembly line, so that the inspection sampling of the silicon steel sheet becomes efficient, fast and accurate, and the automatic operation can be realized.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机械手，特别是一种硅钢片检验流水线输送机械手。
技术介绍
硅钢片是一种含碳极低的硅铁软磁合金，是制作各种变压器、电动机和发电机铁芯的主要材料，像武钢这样的大型钢厂，每年要生产的硅钢片可达几万吨，而每几吨硅钢片就要从中抽取一些进行检测，检测过程主要是在硅钢片上选不同的位置冲几个圆片作为样本，然后对这些样本进行检测。目前，对硅钢片的检验取样工作还是由人工进行操作，由于总产量大，因此检验采样的工作量也非常大，并且硅钢片的尺寸很小且非常薄，人工对硅钢片进行清洗、烘干、冲孔等操作时，需要将其一片一片的分开，再进行操作，工作效率较低，而且也容易出错。随着制造业自动化水平的不断提高，机械手在工业生产中被广泛应用。机械手是一种模仿人手动作，并按设定程序、轨迹和要求实现自动抓取、传送工件、操持工具或进行操作的自动机械装置。
技术实现思路
为了提高硅钢片采样检验的工作效率和工作质量，本专利技术提出了一种硅钢片检验流水线输送机械手，它可以自动运送硅钢片到流水线上各个工位，使硅钢片的检验采样变得高效、快速、准确，实现全自动化操作。本专利技术所采用的技术方案是：所述输送机械手的旋转和直线运动由步进电机驱动机械传动装置，以同步带传动和丝杠传动作为主要的传动方式，采用光电传感器和PLC进行控制。整个输送机械手由6个机构组成：手指机构、手腕机构、小臂伸缩机构、大臂回旋机构、升降机构、水平滑动机构。对旋转运动采用增量旋转编码器进行实时位置校验。直线运动由行程开关及机械限位装置进行位置控制。为保证精确夹起厚度仅为0.5mm的工件，重量较轻，在运送过程中完成清洗、烘干、冲孔、丢弃工作。不至滑落，必须有足够的夹紧力和灵活可靠的松、夹动作。机械手的手指夹紧机构采用采用杠杆+凸轮传动组合工作原理，抓取工件时，由电机带动凸轮转动，转动到小径与插销接触时，弹簧伸长，通过手指臂板作为杠杆将指尖的压块合拢，压块内侧的橡胶垫均匀接触硅钢片，从而将硅钢片夹紧；当凸轮转动到大径与插销接触时，插销受力，弹簧被压缩，通过手指臂板的杠杆作用将指尖的压块张开，将硅钢片放下，完成手指的张开与夹紧过程。所述机械手的手指夹紧机构由手指压块、手指杠杆、手指臂板、凸轮、弹簧、插销及电机组成。机械手的手臂和腕关节用来支撑末端执行器(手指)。腕关节和大臂关节的要求实现绕X、Y，两轴做90度回转运动，小臂要实现伸缩进给运动。旋转运动主要采用螺纹传动+齿条运动组合实现。电机带动腕回转丝杠旋转，通过螺纹传动带动齿条来回移动，与齿条相啮合的齿轮进行转动，实现腕关节的摆动，腕部关节相对于支撑架可旋转90°；大臂关节同样通过螺纹传动的方式带动齿条的来回移动，实现转轴的摆动，转轴相对于支撑架可旋转的总行程为0=900。伸缩运送通过丝杠旋转，带动与螺母固定的滑动轴来回移动。所述机械手的控制系统采用16个继电器，通过PLC控制6个电机的正反转，以实现整个运动机构实现预期设计的运动。电机的驱动采用24V直流电源。控制程序由主程序和三个子程序组成，主程序实现系统初始化、判断、定位、检测，子程序分别实现三种控制方式：一是手动控制、二是自动控制、三点触控制。自动工作方式又分为单步、单周期和连续工作方式。三个子程序间用条件跳转指令进行选择。为了保证安全，机械手转动后，只有在工装内没有零件的情况下才能伸出将工件放下若还有工件，则机械手应自动暂停等待。为此设置了一只光电开关，以检测“无工件”的信号。PC的输入位置检测信号有6个行程开关控制运动极限位置；“无工件”的检测信号，用光电开关作检测元件则需要一个输入端子；2路旋转编码器输入端。根据系统要求，需要“开始”、“停止”、“暂停”、“自动”、“手动”、“复位”、“急停”7个工作方式旋钮开关。PC的输出信号用来控制机械手的下降、上升、伸出、缩回、左移、右移、手臂旋转、手腕旋转、夹紧等9个电磁阀线圈，则需要9个输出点；机械手从原点开始工作，需要一个原点指示，即也需要一个输出点，则需要10个输出点。本专利技术的有益效果是：输送机械手工作稳定，效率高，可快速准确完成硅钢片的检验取样工作，达到了设计要求。实现全自动化操作。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的机械手结构示意图。图2是本专利技术的手指夹紧机构结构图。图3是本专利技术的控制系统原理图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1，输送机械手的旋转和直线运动由步进电机驱动机械传动装置，以同步带传动和丝杠传动作为主要的传动方式，采用光电传感器和PLC进行控制。整个输送机械手由6个机构组成：手指机构1、手腕机构2、小臂伸缩机构3、大臂回旋机构4、升降机构5、水平滑动机构6。对旋转运动采用增量旋转编码器进行实时位置校验。直线运动由行程开关及机械限位装置进行位置控制。机械手在自动线上的输送动作分为六个步骤：夹取硅钢片；送至清洗工位；送至烘干工位；送至冲孔工位；丢弃废料；返回复位。(1)抓取工件：滑台通过升降机构下降到最低点，手指机构张开抓住硅钢片，然后夹紧。(2)送至清洗工位：滑台通过升降机构上升到工作平面，机身通过水平滑动机构移动到清洗工位，腕部通过手腕旋转机构逆时针旋转90度摆成水平，硅钢片成垂直状态。(3)送至烘干工位：机身通过水平滑动机构水平移动到烘干工位。(4)送至冲孔工位：机身通过水平滑动机构移动到冲孔工位，大臂回转机构通过转轴逆时针旋转90度，硅钢片转成水平状态，等待冲第一个孔，滑动轴通过小臂伸缩机构进行前后移动，等待冲其他检验孔，共在硅钢片上冲5个检验孔。(5)丢弃废料：滑台通过升降机构上升到最高点，机身通过水平滑动机构移动到丢料位置，大臂回转机构通过转轴顺时针旋转90度，硅钢片转成垂直状态，腕部通过手腕旋转机构顺时针旋转90度，手指夹紧机构松开，废硅钢片掉下。(6)返回取料工位：机身通过水平滑动机构向后移动到取料工位，至此完成一个运动周期，机械手各机构复位至初始状态。为保证精确夹起厚度仅为0.5mm的工件，重量较轻，在运送过程中完成清洗、烘干、冲孔、丢弃工作。不至滑落，必须有足够的夹紧力和灵活可靠的松、夹动作。机械手的手指夹紧机构采用采用杠杆+凸轮传动组合工作原理，抓取工件时，由电机带动凸轮转动，转动到小径与插销接触时，弹簧伸长，通过手指臂板作为杠杆将指尖的压块合拢，压块内侧的橡胶垫均匀接触硅钢片，从而将硅钢片夹紧；当凸轮转动到大径与插销接触时，插销受力，弹簧被压缩，通过手指臂板的杠杆作用将指尖的压块张开，将硅钢片放下，完成手指的张开与夹紧过程。如图2，机械手的手指夹紧机构由手指压块7、手指杠杆8、手指臂板9、凸轮10、弹簧11、插销12及电机13组成。机械手的手臂和腕关节用来支撑末端执行器(手指)。腕关节和大臂关节的要求实现绕X、Y，两轴做90度回转运动，小臂要实现伸缩进给运动。旋转运动主要采用螺纹传动+齿条运动组合实现。电机带动腕回转丝杠旋转，通过螺纹传动带动齿条来回移动，与齿条相啮合的齿轮进行转动，实现腕关节的摆动，腕部关节相对于支撑架可旋转90°；大臂关节同样通过螺纹传动的方式带动齿条的来回移动，实现转轴的摆动，转轴相对于支撑架可旋转的总行程为0=900。伸缩运送通过丝杠旋转，带动与螺母固定的滑动轴来回移动。如图3，机械手的控制系统采用16个继电器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅钢片检验流水线输送机械手，其特征是：所述输送机械手的旋转和直线运动由步进电机驱动机械传动装置，以同步带传动和丝杠传动作为主要的传动方式，采用光电传感器和PLC进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种硅钢片检验流水线输送机械手，其特征是：所述输送机械手的旋转和直线运动由步进电机驱动机械传动装置，以同步带传动和丝杠传动作为主要的传动方式，采用光电传感器和PLC进行控制。2.根据权利要求1所述的一种硅钢片检验流水线输送机械手，其特征是：所述输送机械手由6个机构组成：手指机构、手腕机构、小臂伸缩机构、大臂回旋机构、升降机构、水平滑动机构。3.根据权利要求1所述的一种硅钢片检验流水线输送机械手，其特征是：所述机械手对旋转运动采用增量旋转编码器进行实时位置校验，直线运动由行程开关及机械限位装置进行位置控制。4.根据权利要求1所述的一种硅钢片检验流水线输送机械手，其特征是：机械手的手指夹紧机构采用采用杠杆+凸轮传动组合工作原理，抓取工件时，由电机带动凸轮转动，转动到小径与插销接触时，弹簧伸长，通过手指臂板作为杠杆将指尖的压块合拢，压块内侧的橡...

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