一种悬臂式自动上下料机械手制造技术

本实用新型专利技术一种悬臂式自动上下料机械手，制造成本低，占地空间小，场地要求小，使用方便。其包括支撑组件、Z轴组件、XZ转接组件、X轴组件以及手爪组件，Z轴组件设置在支撑组件上，X轴组件通过XZ转接组件悬挂安装在Z轴组件上实现竖直移动，X轴组件与XZ转接组件通过齿轮啮合传动实现水平移动。通过Z轴组件实现机械手的上下位置活动，X轴组件作为悬臂式结构，由XZ转接组件实现与Z轴组件的连接，实现水平方向的移动，手爪组件滑动连接在X轴组件的导轨上，与X轴组件同向运动实现工件夹持。通过XZ转接组件与手爪组件之间连接的同步带实现对水平行程的放大，X轴板在X轴电机的带动下，同步带同时带动手爪组件在X轴板上进行移动。

A cantilever type automatic loading and unloading manipulator

【技术实现步骤摘要】
一种悬臂式自动上下料机械手
本技术属于工业自动化领域，具体涉及一种悬臂式自动上下料机械手。
技术介绍
随着工业自动化程度的提高，工业现场中越来越多重复繁琐的工作已经被自动化设备所代替，这一方面可以减轻工人的劳动强度，另一方面也可以大大提高劳动生产率。自动化上下料设备是一种机械自动化生产过程中发展起来的，可以代替人工，通过给定程序、运动轨迹和要求实现自动化抓取工件，完成机床上下料的设备。在机械生产过程中，自动化上下料设备可以提高生产的自动化水平和劳动生产率，能代替人类完成重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，保证产品质量，提高劳动生产率，实现安全生产。现有技术中，常见的上下料设备主要有两种，一种是关节机器人，另一种是桁架机器人。在这两种设备中，关节机器人作为一款成熟的上下料产品，广泛应用于汽车、食品、医药、物流等多个行业，但是，现阶段这种机器人也有不少缺点。首先，关节机器人一般成本都比较高，初装费都在十万元以上，还不包括后期的保养维护费用；其二，关节机器人对操作人员的要求较高，人工操作时必须由专业的技术人员在现场；其三，关节机器人占地空间大，一般对场地要求也比较高。而桁架机器人与关节机器人类似，成本也较高，占地空间大，并且桁架机器人在操作过程中必须要从机床的顶部上下料，常用于车床上下料。
技术实现思路
本技术的目的在于针对上述现有技术中的缺陷，提供一种悬臂式自动上下料机械手，该机械手的制造成本低，并且占地空间小，对场地要求小，使用十分方便。为了实现上述目的，本技术的方案如下。一种悬臂式自动上下料机械手，包括支撑组件、Z轴组件、XZ转接组件、X轴组件以及手爪组件；所述的支撑组件包括支撑座，以及垂直固定在支撑座上的竖直安装板，竖直安装板背部设置斜板支撑在支撑座上；所述的Z轴组件包括能够在竖直方向运动的丝杠导轨模组以及用于给丝杠导轨模组提供动力的Z轴电机，丝杠导轨模组固定在竖直安装板上，Z轴电机的输出端连接丝杠导轨模组的Z轴丝杠；所述的XZ转接组件包括与Z轴丝母相连的XZ转接板；XZ转接板上设置X轴齿轮以及用于驱动X轴齿轮旋转的X轴电机，X轴齿条与X轴齿轮啮合；所述的X轴组件包括X轴板，X轴板滑动连接在XZ转接板上，X轴板的上表面沿水平方向布置X轴顶面导轨和X轴齿条，X轴板的下表面沿水平方向布置X轴底面导轨以及张紧的同步带；所述的手爪组件包括顶面通过手爪滑块连接在X轴底面导轨上的手爪驱动板，手爪驱动板上连接夹爪；所述同步带的一段固定在XZ转接板上，另一段与手爪驱动板进行固定；当X轴板进行水平运动时，同步带通过手爪驱动板带动夹爪相对于XZ转接板进行运动，X轴板和夹爪的水平运动方向相同。优选的，所述的丝杠导轨模组包括Z轴基体，Z轴拖链和Z轴导轨；Z轴基体固定在竖直安装板上，Z轴基体上端设置Z轴端板，Z轴端板下方经Z轴前支撑座转动连接Z轴丝杠上端，Z轴导轨和Z轴丝杠竖直平行设置在Z轴基体上，Z轴拖链的一端固定在Z轴基体的底部，另一端悬吊连接XZ转接板。进一步，所述Z轴端板的顶部支承Z轴电机；所述Z轴电机的输出端经Z轴前支撑座与Z轴丝杠的顶端连接。进一步，所述XZ转接板上设置与Z轴丝杠相配合的丝母座；丝母座通过Z轴滑块与Z轴导轨滑动连接，丝母座与Z轴丝母固定连接。进一步，所述的Z轴基体上设置Z轴限位开关；Z轴限位开关设置在XZ转接板竖直方向的移动下限位置。优选的，所述XZ转接组件还包括固定在XZ转接板上的固定齿形块，固定齿形块与同步带的带齿啮合固定。优选的，所述XZ转接板上安装X轴滑块，X轴顶面导轨与X轴滑块滑动配合，在X轴顶面导轨的移动极限位置设置X轴防撞块。优选的，所述X轴板的两端设置X轴同步带安装块，X轴同步带安装块通过同步带轮连接同步带；X轴板的两端还设置有均与同步带相连的X轴同步带调整块、X轴同步带拉紧块和X轴同步带涨紧轮。优选的，所述的手爪组件还包括安装在手爪驱动板的底面上的摆动气缸；摆动气缸的下方安装手爪气缸安装板；手爪气缸安装板上设置手爪气缸；所述的手爪气缸用于驱动夹爪夹紧工件。进一步，所述手爪驱动板上安装有手爪处齿形块，手爪处齿形块与同步带的带齿啮合固定。相较于现有技术，本技术具有如下的有益效果。本技术悬臂式自动上下料机械手，通过Z轴组件实现机械手的上下位置活动，X轴组件作为悬臂式结构，由XZ转接组件实现与Z轴组件的连接，实现水平方向的移动，手爪组件滑动连接在X轴组件的导轨上，与X轴组件同向运动实现工件夹持。通过XZ转接组件与手爪组件之间连接的同步带实现对水平行程的放大；X轴板在X轴电机的带动下，同步带同时带动手爪组件在X轴板上进行移动。当X轴板运动到一端极限位置时，手爪组件同时也能够运动到X轴板的同一端，当X轴板运动到另一端极限位置时，手爪组件同时也能够运动到X轴板的另一端，这样相比于手爪组件固定在X轴板上的安装方式，在不增大X轴板尺寸的情况下，放大了一倍行程；不仅整体结构组成简单，制造成本低，而且能够根据需要随时安装或拆除，拆装工序简单快捷；占地面积小，对生产现场要求低，应用前景可观。进一步的，通过设置的Z轴基体，实现对丝杠导轨模组的整体固定，Z轴端板提供Z轴电机的安装位置，通过Z轴前支撑座实现Z轴丝杠上端的转动连接，以及与Z轴电机连接的动力输入，动力输出稳定可靠；利用Z轴导轨，在Z轴丝杠提供动力的同时，辅助提供定向轨道，使得XZ转接板能够平稳的在竖直方向上运动。进一步的，通过在Z轴基体上设置的Z轴限位开关，使得XZ转接板在竖直方向的移动到下限位置时，能够通过Z轴限位开关进行位置保护，从而能够防止手爪组件与工件之间相互损伤。进一步的，在XZ转接板上通过固定齿形块与同步带的一段齿槽固定，手爪驱动板通过手爪处齿形块与同步带的另一段齿槽固定，从而能够可靠稳定连接，并且便于通过相对位置的调整，设置手爪的移动工作行程。附图说明图1本技术实例中所述机械手的俯视结构示意图。图2本技术实例中所述机械手的正视结构示意图。图3本技术实例中所述机械手的侧视结构示意图。附图中：1-支撑座；2-Z轴端板；3-X轴电机；4-XZ转接板；5-X轴顶面导轨；6-X轴齿条；7-X轴同步带调整块；8-X轴同步带拉紧块；9-X轴防撞块；10-Z轴拖链；11-Z轴电机；12-Z轴前支撑座；13-Z轴丝杠；14-X轴板；15-X轴滑块；16-X轴齿轮；17-同步带；18-X轴底面导轨；19-Z轴导轨；20-Z轴限位开关；21-手爪驱动板；22-X轴同步带安装块；23-摆动气缸；24-手爪气缸；25-夹爪；26-手爪气缸安装板；27-Z轴基体；28-固定齿形块；29-手爪处齿形块；30-同步带轮；31-X轴同步带涨紧轮。具体实施方式下面结合附图以及实施例对本技术做进一步的详细说明。本技术一种悬臂式自动上下料机械手，如图1-3所示，包括支撑组件、Z轴组件、XZ转接组件、X轴组件以及手爪组件；Z轴组件设置在支撑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种悬臂式自动上下料机械手，其特征在于：包括支撑组件、Z轴组件、XZ转接组件、X轴组件以及手爪组件；/n所述的支撑组件包括支撑座（1），以及垂直固定在支撑座（1）上的竖直安装板，竖直安装板背部设置斜板支撑在支撑座（1）上；/n所述的Z轴组件包括能够在竖直方向运动的丝杠导轨模组以及用于给丝杠导轨模组提供动力的Z轴电机（11），丝杠导轨模组固定在竖直安装板上，Z轴电机（11）的输出端连接丝杠导轨模组的Z轴丝杠（13）；/n所述的XZ转接组件包括与Z轴丝母相连的XZ转接板（4）；XZ转接板（4）上设置X轴齿轮（16）以及用于驱动X轴齿轮（16）旋转的X轴电机（3），X轴齿条（6）与X轴齿轮（16）啮合；/n所述的X轴组件包括X轴板（14），X轴板（14）滑动连接在XZ转接板（4）上，X轴板（14）的上表面沿水平方向布置X轴顶面导轨（5）和X轴齿条（6），X轴板（14）的下表面沿水平方向布置X轴底面导轨（18）以及张紧的同步带（17）；/n所述的手爪组件包括顶面通过手爪滑块连接在X轴底面导轨（18）上的手爪驱动板（21），手爪驱动板（21）上连接夹爪（25）；/n所述同步带（17）的一段固定在XZ转接板（4）上，另一段与手爪驱动板（21）进行固定；当X轴板（14）进行水平运动时，同步带（17）通过手爪驱动板（21）带动夹爪（25）相对于XZ转接板（4）进行运动，X轴板（14）和夹爪（25）的水平运动方向相同。/n...

【技术特征摘要】
1.一种悬臂式自动上下料机械手，其特征在于：包括支撑组件、Z轴组件、XZ转接组件、X轴组件以及手爪组件；
所述的支撑组件包括支撑座（1），以及垂直固定在支撑座（1）上的竖直安装板，竖直安装板背部设置斜板支撑在支撑座（1）上；
所述的Z轴组件包括能够在竖直方向运动的丝杠导轨模组以及用于给丝杠导轨模组提供动力的Z轴电机（11），丝杠导轨模组固定在竖直安装板上，Z轴电机（11）的输出端连接丝杠导轨模组的Z轴丝杠（13）；
所述的XZ转接组件包括与Z轴丝母相连的XZ转接板（4）；XZ转接板（4）上设置X轴齿轮（16）以及用于驱动X轴齿轮（16）旋转的X轴电机（3），X轴齿条（6）与X轴齿轮（16）啮合；
所述的X轴组件包括X轴板（14），X轴板（14）滑动连接在XZ转接板（4）上，X轴板（14）的上表面沿水平方向布置X轴顶面导轨（5）和X轴齿条（6），X轴板（14）的下表面沿水平方向布置X轴底面导轨（18）以及张紧的同步带（17）；
所述的手爪组件包括顶面通过手爪滑块连接在X轴底面导轨（18）上的手爪驱动板（21），手爪驱动板（21）上连接夹爪（25）；
所述同步带（17）的一段固定在XZ转接板（4）上，另一段与手爪驱动板（21）进行固定；当X轴板（14）进行水平运动时，同步带（17）通过手爪驱动板（21）带动夹爪（25）相对于XZ转接板（4）进行运动，X轴板（14）和夹爪（25）的水平运动方向相同。


2.根据权利要求1所述的悬臂式自动上下料机械手，其特征在于：
所述的丝杠导轨模组包括Z轴基体（27），Z轴拖链（10）和Z轴导轨（19）；Z轴基体（27）固定在竖直安装板上，Z轴基体（27）上端设置Z轴端板（2），Z轴端板（2）下方经Z轴前支撑座（12）转动连接Z轴丝杠（13）上端，Z轴导轨（19）和Z轴丝杠（13）竖直平行设置在Z轴基体（27）上，Z轴拖链（10）的一端固定在Z轴基体（27）的底部，另一端悬吊连接XZ转接板（4）。


3.根据权利要求2所述的悬臂式自动上下料机械手，其特征在于：
所述Z轴端板（2）的顶部支承Z...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘进奇，刘伟亮，亢亚巍，
申请(专利权)人：西安精雕软件科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61