一种锥面镜加工自动上下料的装夹机械手制造技术

本发明专利技术涉及一种锥面镜加工自动上下料的装夹机械手，包括卡环旋转机构及三指抓取机构，所述的三指抓取机构包括手指、抓取控制电机，在卡环旋转机构的外滑套的内端对称固装至少两个直线轴承，在直线轴承内穿装导杆的一端，在导杆上套装弹簧，在固定环的内环面固装抓取控制电机，抓取控制电机的输出轴同轴连接旋转环，在旋转环的外端面径向对称固装三个圆柱销，在固定环的外端面径向对称制有三个滑槽，在每一滑槽内均安装一滑块，所述的手指作为连杆连接相邻的一对圆柱销及滑块。利用本机械手可以实现锥面镜加工自动化上下料的装夹卸取，利用该机构可以直接夹持夹取端面来进行锥面镜的上下料，避免人手直接接触锥面镜表面造成划伤。

A kind of automatic loading and unloading manipulator for machining conical mirror

【技术实现步骤摘要】
一种锥面镜加工自动上下料的装夹机械手
本专利技术属于工业机器人设计制造领域，涉及锥面镜加工的上下料技术，尤其是一种锥面镜加工自动上下料的装夹机械手。
技术介绍
锥面镜作为一种广泛应用于激光定位的精密反射器件，具有巨大的市场。其通常采用超精密车床进行加工，但在加工过程中仍旧采用最传统的工人手动装夹与卸取锥面镜。虽然现在的数控机床的性能在不断提升，其可以制造出更为精密的零件，但要想在小件大批量制造中提高生产效率仅仅依靠人工进行装夹和卸取是远远不够的，特别是对于精密机床来说，精密机床加工成本高，在短时间内最大限度的提高产量才能在市场上夺得先机，而对于精密零件来说为了达到需要的精度其加工时间是固定的，所以只能通过减少上下料的时间来使精密机床的效益最大化，而通过采用工业机器人来进行自动上下料是提高生产效率的最优选择。相较于常规工件加工来说，锥面镜加工有以下特点：加工精度高，锥面镜体积小，加工工序简单，一般都是大批量生产。这些特点使得锥面镜在传统加工过程中费时费力，同时由于锥面镜加工完表面精度较高，人工卸取时容易造成表面划痕，降低良品率。为了提高锥面镜加工效率及良品率，本专利技术对提高锥面镜的生产效率问题，搭建了锥面镜自动装夹系统，实现锥面镜加工自动上下料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种针对锥面镜加工的自动装夹卸取的机械手，整个加工过程减少了人工干预，实现自动上下料，在生产效率以及良品率上得到较大的提升。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：一种锥面镜加工自动上下料的装夹机械手，包括卡环旋转机构及三指抓取机构，所述的卡环旋转机构包括卡环旋转电机、旋转筒、爪套，卡环旋转电机安装在固定架上，卡环旋转电机的输出轴同轴连接旋转筒的一端，旋转筒的另一端通过螺栓同轴固装一爪套，爪套外端面的外缘径向对称制有三个卡爪，爪套的内环面与轴承的外环面接触，轴承的内环面与外滑套固装，所述的三指抓取机构包括手指、固定环、旋转环、圆柱销、弹簧、抓取控制电机，在卡环旋转机构的外滑套的内端对称固装至少两个直线轴承，在直线轴承内穿装导杆的一端，在导杆上套装弹簧，弹簧的一端与直线轴承固装，另一端与固定环固装，导杆的一端嵌入固定环与固定环固装，另一端穿过直线轴承与内滑套固装，在固定环的内环面固装抓取控制电机，抓取控制电机的输出轴同轴连接旋转环，在旋转环的外端面径向对称固装三个圆柱销，在固定环的外端面径向对称制有三个滑槽，在每一滑槽内均安装一滑块，三个滑块分别对应安装在三个圆柱销的外侧，所述的手指作为连杆连接相邻的一对圆柱销及滑块。而且，在装夹锥面镜的卡盘外套装固定一卡环，并在卡环上制有卡槽。而且，在爪套的的卡爪上安装有压力传感器。而且，在卡爪的头部安装有弹簧球头柱塞。而且，在固定架的尾部制有用于连接机器人的法兰孔。而且，在固定环的端面安装有行程开关。本专利技术的优点和积极效果是：1、本专利技术通过曲柄滑块演化的三指定心机构来实现抓取，将三个曲柄滑块机构呈120度安装，旋转可以实现对心作用。通过电机带动中间旋转机构旋紧旋松卡盘，实现加工的自动装夹卸取。2、利用本机械手可以实现锥面镜加工自动上下料的装夹卸取，利用该机构可以直接夹持夹取端面来进行锥面镜的上下料，避免人手直接接触锥面镜表面造成划伤。附图说明图1为本装夹机械手的结构剖面图；图2为本装夹机械手的外观立体图；图3为锥面镜卡盘与卡环的立体结构图；图4为三个手指的立体结构图；图5为三指抓取机构的抓取原理图；图6为图5的后视图；图7为本装夹机械手的使用状态图(抓取状态)；图8为本装夹机械手的使用状态图(与卡环对接旋转状态)。图中标号：1手指、2弹簧球头柱塞、3盖板、4固定环、5旋转环、6圆柱销、7爪套、8弹簧、9深沟球轴承、10抓取控制电机、11外滑套、12直线轴承、13导杆、14内滑套、15旋转筒、16固定架、17卡环旋转电机、18压力传感器、19锥面镜、20卡盘、21卡环、22卡槽、23滑块、24滑槽、25行程开关具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。一种锥面镜加工自动上下料的装夹机械手，包括卡环旋转机构及三指抓取机构。所述的卡环旋转机构包括卡环旋转电机17、固定架16、旋转筒15、爪套7、深沟球轴承9、外滑套11，卡环旋转电机17安装在固定架16上，卡环旋转电机17的输出轴同轴连接旋转筒15的一端，旋转筒15的另一端通过螺栓同轴固装一爪套7，沿爪套外端面的外缘径向对称制有三个卡爪，在卡爪的头部安装有弹簧球头柱塞2，爪套的内环面与深沟球轴承9的外环面接触，深沟球轴承9的内环面与外滑套11固装。卡环旋转电机带动旋转筒15进而带动爪套7旋转。固定架尾部是连接优傲机器人的法兰孔，其与优傲机器人连接。所述的三指抓取机构包括手指1、盖板3、固定环4、旋转环5、圆柱销6、弹簧8、抓取控制电机10、直线轴承12、导杆13、内滑套14，在卡环旋转机构的外滑套11的内端对称固装至少两个直线轴承12，在直线轴承12内穿装导杆13的一端，在导杆13上套装弹簧8，弹簧的一端与直线轴承12固装，另一端与固定环4固装，导杆13的一端嵌入固定环4与固定环4固装，另一端穿过直线轴承12与内滑套14固装。在固定环4的内环面固装抓取控制电机10，抓取控制电机10的输出轴同轴连接旋转环5，在旋转环5的外端面径向对称固装三个圆柱销6，在固定环4的外端面径向对称制有三个滑槽24，在每一滑槽内均安装一滑块23，三个滑块分别对应安装在三个圆柱销的外侧，所述的手指作为连杆连接相邻的一对圆柱销及滑块。所述的盖板3与固定环外端面固装，盖板的中心制有通孔，手指从该通孔穿出。在固定环的端面安装有行程开关25。在装夹锥面镜19的卡盘20外套装固定一卡环21，并在卡环上制有卡槽22。三个手指1抓取锥面镜将其放入卡盘上，三指顶着卡盘前端面，锥面镜装夹机械手继续向前推进，压缩弹簧8，使得三指抓取机构向内压缩，卡环旋转机构向前推进，同时卡环旋转电机旋转，带动爪套7与卡环配合，继而带动卡环旋转，使得卡盘旋紧，夹紧锥面镜。爪套7的卡爪上安装有压力传感器18，可实时检测旋紧扭力，当达到所需扭力值时就停止旋紧，完成动作，退出。所述的三指抓取机构为三指定心结构，通过三个演化的曲柄滑块机构相互结合，呈120度安装，旋转实现对心作用。抓取控制电机旋转带动旋转环5旋转，进而带动圆柱销6上的手指1，使得三个手指1实现抓取释放动作。旋转环5相当于演化的曲柄滑块中的圆环，由圆环旋转带动滑块滑动。以上所述的仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锥面镜加工自动上下料的装夹机械手，其特征在于：包括卡环旋转机构及三指抓取机构，所述的卡环旋转机构包括卡环旋转电机、旋转筒、爪套，卡环旋转电机安装在固定架上，卡环旋转电机的输出轴同轴连接旋转筒的一端，旋转筒的另一端通过螺栓同轴固装一爪套，爪套外端面的外缘径向对称制有三个卡爪，爪套的内环面与轴承的外环面接触，轴承的内环面与外滑套固装，所述的三指抓取机构包括手指、固定环、旋转环、圆柱销、弹簧、抓取控制电机，在卡环旋转机构的外滑套的内端对称固装至少两个直线轴承，在直线轴承内穿装导杆的一端，在导杆上套装弹簧，弹簧的一端与直线轴承固装，另一端与固定环固装，导杆的一端嵌入固定环与固定环固装，另一端穿过直线轴承与内滑套固装，在固定环的内环面固装抓取控制电机，抓取控制电机的输出轴同轴连接旋转环，在旋转环的外端面径向对称固装三个圆柱销，在固定环的外端面径向对称制有三个滑槽，在每一滑槽内均安装一滑块，三个滑块分别对应安装在三个圆柱销的外侧，所述的手指作为连杆连接相邻的一对圆柱销及滑块。/n

【技术特征摘要】
1.一种锥面镜加工自动上下料的装夹机械手，其特征在于：包括卡环旋转机构及三指抓取机构，所述的卡环旋转机构包括卡环旋转电机、旋转筒、爪套，卡环旋转电机安装在固定架上，卡环旋转电机的输出轴同轴连接旋转筒的一端，旋转筒的另一端通过螺栓同轴固装一爪套，爪套外端面的外缘径向对称制有三个卡爪，爪套的内环面与轴承的外环面接触，轴承的内环面与外滑套固装，所述的三指抓取机构包括手指、固定环、旋转环、圆柱销、弹簧、抓取控制电机，在卡环旋转机构的外滑套的内端对称固装至少两个直线轴承，在直线轴承内穿装导杆的一端，在导杆上套装弹簧，弹簧的一端与直线轴承固装，另一端与固定环固装，导杆的一端嵌入固定环与固定环固装，另一端穿过直线轴承与内滑套固装，在固定环的内环面固装抓取控制电机，抓取控制电机的输出轴同轴连接旋转环，在旋转环的外端面径向对称固装三个圆柱销，在固定环的外端面径向对称制有三个滑槽，...

【专利技术属性】
技术研发人员：程颖，郑书强，朱宁，卢永斌，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津;12