本發(fā)明涉及一種用于微電機(jī)嵌線轉(zhuǎn)移工件的機(jī)械手，在國(guó)際專利分類(lèi)表中，分類(lèi)可屬于B21D43/10。

背景技術(shù)：

微電機(jī)嵌線已實(shí)現(xiàn)單機(jī)機(jī)械化，但現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備仍需人工裝入和卸下工件，相當(dāng)消耗操作者的體力，且不利于保護(hù)工件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提出一種結(jié)構(gòu)比較合理的用于微電機(jī)嵌線轉(zhuǎn)移工件的機(jī)械手，以免除現(xiàn)有技術(shù)需人工裝入和卸下工件的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是一種用于微電機(jī)嵌線轉(zhuǎn)移工件的機(jī)械手，包括：

——機(jī)座；

——立柱，其緊固于機(jī)座；

——水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括固定部分和以固定部分為約束的可水平移動(dòng)的部分，該固定部分約束于立柱；

——上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括固定部分和以固定部分為約束的可上下移動(dòng)的部分，該固定部分約束于所述可水平移動(dòng)的部分；

——抓手，其固定部分約束于所述可上下移動(dòng)的移動(dòng)部分。

該技術(shù)方案的機(jī)械手設(shè)置于加工設(shè)備的上方，即可實(shí)現(xiàn)抓握工件水平和上下移動(dòng)，從而免除現(xiàn)有技術(shù)需人工裝入和卸下工件的問(wèn)題。

該技術(shù)方案的進(jìn)一步設(shè)計(jì)是：

a)所述水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其固定部分為水平導(dǎo)軌；第1直線氣缸的缸筒沿運(yùn)動(dòng)方向固定于該導(dǎo)軌，其活塞桿聯(lián)接所述上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)的固定部分，還設(shè)置有左限位傳感器61和右限位傳感器62，從而可推動(dòng)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)沿水平導(dǎo)軌水平移動(dòng)至限定位置；

b)所述上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括垂直布置的第2直線氣缸，其缸筒聯(lián)接第1直線氣缸的活塞桿，其活塞桿聯(lián)接所述抓手的固定部分，還設(shè)置有上限位傳感器和下限位傳感器，從而可移動(dòng)所述抓手上下至限定位置；

c)所述抓手包括：

——位置修整機(jī)構(gòu)，包括固定部分和以固定部分為依托的水平轉(zhuǎn)動(dòng)部分，該固定部分約束于所述第2直線氣缸的活塞桿；

——張合機(jī)構(gòu)，包括固定部分和與該固定部分鉸鏈聯(lián)接的鉗爪，該固定部分耦合所述位置修整機(jī)構(gòu)的水平轉(zhuǎn)動(dòng)部分。

該進(jìn)一步設(shè)計(jì)采用氣壓傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定，位置修整結(jié)構(gòu)可有效地消除運(yùn)動(dòng)不暢的問(wèn)題。

該技術(shù)方案進(jìn)一步的具體設(shè)計(jì)之一是：

a)所述張合機(jī)構(gòu)包括：

——固定支架，其頂端固定有垂直向上的導(dǎo)柱；

——第3直線氣缸，其缸筒固定于所述固定支架，其活塞桿朝上固定一水平橋架；

——左連桿、右連桿，二者的上端分別與所述水平橋架的左端和右端連接為轉(zhuǎn)動(dòng)副；

——左鉗爪、右鉗爪，二者的下端為爪部，上端分別與所述左連桿、右連桿的下端連接為轉(zhuǎn)動(dòng)副；二者的中部分別與固定支架左下角、右下角連接為轉(zhuǎn)動(dòng)副；

——第1位置傳感器、第2位置傳感器，分別靠近左鉗爪或右鉗爪的張開(kāi)位置和閉合位置；

b)所述位置修整機(jī)構(gòu)包括：

——電動(dòng)機(jī)裝置，其機(jī)座固定于所述上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)的活塞桿，其輸出軸垂直向下聯(lián)接一水平壓板，該水平壓板具有沿水平方向朝外的凸出；

——第3位置傳感器，其靠近所述凸起繞所述輸出軸的軸線旋轉(zhuǎn)軌跡的外周，用以感應(yīng)所述凸出旋轉(zhuǎn)的角度位置；

——所述水平壓板自所述張合機(jī)構(gòu)的導(dǎo)柱頂端套入該導(dǎo)柱，并支承在套于該導(dǎo)柱外周的柱形彈簧之上；

——第4位置傳感器，位于所述第3位置傳感器的正下方，用以感應(yīng)所述凸出的高度位置。

該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)動(dòng)順暢，因而工作十分穩(wěn)定。

進(jìn)一步的具體設(shè)計(jì)之二是位于所述抓手下方的工件暫存臺(tái)，該臺(tái)包括：

——第4直線氣缸，其缸筒固定于機(jī)架，其動(dòng)作方向與所述第1直線氣缸的動(dòng)作方向平行；

——移動(dòng)臺(tái)，以滾輪支承于機(jī)架并與所述第4直線氣缸的活塞桿連接；

——移動(dòng)臺(tái)上方固定有待加工件存放柱和完工件存放柱；

——待加工件傳感器，位于所述待加工件存放柱鄰近處；

——完工件傳感器，位于所述完工件存放柱鄰近處。

該設(shè)計(jì)可很好地配合加工節(jié)奏送入待加工件和移出已加工件。

進(jìn)一步的具體設(shè)計(jì)之三是水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)的固定部分約束于立柱的結(jié)構(gòu)為固定鉸鏈支座聯(lián)接，構(gòu)成可繞立柱一轉(zhuǎn)軸或軸孔往上擺動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副。該更具體的設(shè)計(jì)是，所述立柱具有軸線水平且與水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向垂直的軸或軸孔，所述水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)的固定部分具 有該軸線方向的軸孔或軸，且后者的軸孔套住前者的軸或后者的軸插入前者的軸孔；所述立柱于鄰近所述軸或軸孔處和水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)的固定部分的下方具有一阻止水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)的固定部分往下擺動(dòng)的阻擋。

該設(shè)計(jì)的技術(shù)效果是，一旦出現(xiàn)移動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)受阻的故障，水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)的固定部分即往上擺動(dòng)，因而保護(hù)機(jī)器和工件。

本發(fā)明的技術(shù)方案和效果將在具體實(shí)施方式中結(jié)合附圖作進(jìn)一步的說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1～圖16分別是本發(fā)明實(shí)施例機(jī)械手于步驟1～16的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖17是本發(fā)明實(shí)施例機(jī)械手于第1種故障狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖18是本發(fā)明實(shí)施例機(jī)械手于第2種故障狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖19是本發(fā)明實(shí)施例機(jī)械手水平壓板工作狀態(tài)示意圖。

圖中各標(biāo)號(hào)的意義如下：

1：機(jī)座；

11：嵌線模具槽蓋絕緣片插入機(jī)，又稱工件加工裝置；

12：移動(dòng)臺(tái)；

2：立柱；

23：水平導(dǎo)軌轉(zhuǎn)動(dòng)軸；

3：水平導(dǎo)軌；

31：水平導(dǎo)軌阻擋；

4：第1直線氣缸，又稱上、下行雙軸氣缸；

41：上、下行雙軸氣缸上行位置傳感器；

42：上、下行雙軸氣缸下行位置傳感器；

5：水平移送氣缸支架；

6：第2直線氣缸，又稱水平移送氣缸；

7：步進(jìn)電機(jī)；

71：步進(jìn)電機(jī)輸出軸；

8：帶阻尼連接環(huán)；

9：水平壓板；

91：水平壓板旋轉(zhuǎn)角度傳感器；

92：水平壓板受壓移位傳感器；

10：鉗爪固定支架；

101：鉗爪推拉動(dòng)作連桿；

102：第3直線氣缸，又稱鉗開(kāi)閉推動(dòng)氣缸；

103：鉗爪推拉動(dòng)作支架；

104：鉗爪推拉動(dòng)作連桿上活動(dòng)支點(diǎn)；

105：鉗爪推拉動(dòng)作連桿下活動(dòng)支點(diǎn)；

106：鉗爪開(kāi)閉動(dòng)作活動(dòng)支點(diǎn)；

107：左鉗爪、右鉗爪；

108：鉗爪開(kāi)啟位置傳感器；

109：鉗爪閉合位置傳感器；

111：槽蓋絕緣片插入后的嵌線模具，又稱加工完成件；

112：模具加工完成狀態(tài)傳感器；

120：第4直線氣缸，又稱移動(dòng)臺(tái)推動(dòng)氣缸；

121：待拿工件存放定位柱；

122：工作區(qū)間安全監(jiān)視傳感器；

123：待插入槽蓋絕緣片的嵌線模具，又稱待加工件；

124：待加工件存放定位柱(121)上有無(wú)待插入槽蓋絕緣片的嵌線模具的監(jiān)視傳感器；

125：加工完成件存放定位柱；

126：加工完成件存放定位柱125有無(wú)加工完成件的監(jiān)視傳感器；

127：移動(dòng)臺(tái)12進(jìn)位監(jiān)視傳感器；

128：移動(dòng)臺(tái)12原位監(jiān)視傳感器；

129：工件加工裝置定位柱。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例機(jī)械手用于嵌線模具在放入嵌線機(jī)前預(yù)先插入槽蓋絕緣片前后的轉(zhuǎn)移。圖1～圖8中的待加工件123在槽蓋絕緣片插入后變?yōu)閳D9～圖16中的加工完成件111。該機(jī)械手結(jié)構(gòu)和動(dòng)作如圖1～19所示，主要包括：

——立柱2，緊固于機(jī)座1；

——作為水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)固定部分的水平導(dǎo)軌3經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸23于其所在立柱2的位置的軸孔與立柱2構(gòu)成固定鉸鏈支座并為阻擋31向上支撐于水平位置，只允許其向上擺動(dòng)；當(dāng)然，也可設(shè)計(jì)為以水平導(dǎo)軌3的軸孔于其所在立柱2的位置的軸與立柱2構(gòu)成固定鉸鏈支座；

——水平移送氣缸6的缸筒與水平導(dǎo)軌3平行地固定于水平導(dǎo)軌3的支架5；固定于水平移送氣缸6的活塞桿的上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)因而可沿導(dǎo)軌左右移動(dòng)，并由左限位傳感器61和右限位傳感器62控制限位，因而在需要時(shí)推動(dòng)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)沿水平導(dǎo)軌(3)水平移動(dòng)至限定位置——移動(dòng)臺(tái)12或工件加工裝置之上方。

——上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括垂直布置的第2直線氣缸4，其缸筒聯(lián)接第1直線氣缸6的活塞桿，第2直線氣缸4的活塞桿聯(lián)接抓手的固定部分，還設(shè)置有上限位傳感器41和下限位傳感器42，從而可移動(dòng)抓手上下至限定位置，以提起或放下工件。

以上所述抓手包括位置修整機(jī)構(gòu)和張合機(jī)構(gòu)：

——位置修整機(jī)構(gòu)包括：電動(dòng)機(jī)裝置7的機(jī)座固定于第2直線氣缸4的活塞桿，其輸出軸垂直向下經(jīng)阻尼連接環(huán)8聯(lián)接圖19所示形狀的水平壓板9，固定于張合機(jī)構(gòu)的固定 支架10上方的第3位置傳感器91位于水平壓板9最外沿旋轉(zhuǎn)軌跡的外周，用以感應(yīng)水平壓板9長(zhǎng)度方向的旋轉(zhuǎn)位置；所述水平壓板9自位于張合機(jī)構(gòu)的固定支架10上方的導(dǎo)柱100頂端套入該導(dǎo)柱，并支承在套于該導(dǎo)柱外周的柱形彈簧之上；固定于張合機(jī)構(gòu)的固定支架10上方的第4位置傳感器92，位于第3位置傳感器91的正下方，用以感應(yīng)水平壓板9的高度位置；

——張合機(jī)構(gòu)包括第3直線氣缸102，其缸筒固定于固定支架10，其活塞桿朝上固定水平橋架103；左連桿、右連桿101的上端分別與水平橋架103的左端和右端連接為轉(zhuǎn)動(dòng)副；左鉗爪、右鉗爪107的下端為爪部，上端分別與左連桿、右連桿101的下端連接為轉(zhuǎn)動(dòng)副；二者的中部分別與固定支架10的左下角、右下角連接為轉(zhuǎn)動(dòng)副；第1位置傳感器108、第2位置傳感器109分別位于靠近左鉗爪或右鉗爪107的張開(kāi)位置和閉合位置，用以限定鉗爪的張合范圍。

位于上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)沿水平導(dǎo)軌3水平移動(dòng)至左限定位置時(shí)抓手下方的是工件暫存臺(tái)，該臺(tái)包括第4直線氣缸120，其缸筒固定于機(jī)架1，其活塞桿動(dòng)作方向與第1直線氣缸6的活塞桿的動(dòng)作方向平行；移動(dòng)臺(tái)12以滾輪支承于機(jī)架1并與第4直線氣缸120的活塞桿連接；移動(dòng)臺(tái)12上方固定有待加工件存放柱121和完工件存放柱125；待加工件傳感器124位于待加工件存放柱121鄰近處，完工件傳感器126位于完工件存放柱125鄰近處，用以檢查工件的存放狀態(tài)。此外，還有位于上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)沿水平導(dǎo)軌3水平移動(dòng)至右限定位置時(shí)所述抓手下方的工件加工裝置11的鄰近處的工作區(qū)間安全監(jiān)視傳感器122以及工件加工裝置11的定位柱129鄰近處的工件加工完成狀態(tài)傳感器112。

該機(jī)械手完成一個(gè)工作周期經(jīng)過(guò)以下16步動(dòng)作，工作過(guò)程如下：

如圖1，機(jī)械手各部件均在復(fù)位狀態(tài)，待加工件123放入待拿工件存放定位柱121。

如圖2，第2直線氣缸4的活塞桿向下伸出，推動(dòng)抓手下降至待加工工件123處。

如圖3，第3直線氣缸102的活塞桿向上伸出，推動(dòng)抓手鉗爪閉合將待加工件123夾緊。

如圖4，第2直線氣缸4的活塞桿向上回縮，拉動(dòng)抓手夾住待加工件123一起上移至高位。

如圖5，第2直線氣缸6的活塞桿向右回縮，抓手夾住待加工件123一起被水平推送至工件加工裝置11上方；第4直線氣缸120活塞桿縮回，移動(dòng)臺(tái)12向右移盡，使待拿工件存放定位柱121位于抓手原正下方。

如圖6，第2直線氣缸4的活塞桿向下伸出，推動(dòng)抓手夾住待加工件123下降至工件加工裝置11。

如圖7，第3直線氣缸102的活塞桿向下回縮，拉動(dòng)抓手鉗爪107張開(kāi)，將待加工件123釋放。

如圖8，第2直線氣缸4的活塞桿向上回縮，拉動(dòng)抓手離開(kāi)待加工件123再次上移至高位。

如圖9，待工件123在加工裝置11上被插入槽蓋絕緣片，改變?yōu)榧庸ね瓿杉?11。

如圖10，第2直線氣缸4的活塞桿向下伸出，推動(dòng)抓手下降至加工完成件111所在處。

如圖11，第3直線氣缸102的活塞桿向上伸出，推動(dòng)抓手鉗爪閉合將加工完成件111夾緊。

如圖12，第2直線氣缸4的活塞桿向上回縮，拉動(dòng)抓手夾住加工完成件111一起上移至高位。

如圖13，第2直線氣缸6的活塞桿向左伸出，抓手夾住加工完成件111一起被水平推送至移動(dòng)臺(tái)12的加工完成件存放定位柱125上方。

如圖14，第2直線氣缸4的活塞桿向下伸出，推動(dòng)抓手夾住加工完成件111一起下降至移動(dòng)臺(tái)12的加工完成件存放定位柱125。

如圖15，第3直線氣缸102的活塞桿向下回縮，拉動(dòng)抓手鉗爪107張開(kāi)，將加工完成件111釋放。

如圖16，第2直線氣缸4的活塞桿向上回縮，拉動(dòng)抓手離開(kāi)加工完成件111再次上移至高位。

對(duì)于圖16，人工取走加工完成件111和將新的待加工件123放入待拿工件存放定位柱121，即恢復(fù)為圖1狀態(tài)，該工作周期結(jié)束。

當(dāng)機(jī)械、電氣或人為等原因使第2直線氣缸4的活塞桿向下伸出推動(dòng)抓手夾住工件一起下降遇到阻擋時(shí)，該阻擋力將向上推動(dòng)整個(gè)水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)繞軸孔與立柱2構(gòu)成的固定鉸鏈支座向上擺動(dòng)，因而得到保護(hù)，如圖17所示。

在圖6所示工位，如圖18所示，若待加工件123于工件加工裝置11上的工件加工裝置定位柱129銷(xiāo)位不對(duì)正以至受到阻擋不能下降到底時(shí)，該阻擋力使張合機(jī)構(gòu)的固定支架10向上移往水平壓板9(柱形彈簧被壓縮)，固定于固定支架10上方的第3位置傳感器91和第4位置傳感器92即位于水平壓板9最外沿旋轉(zhuǎn)軌跡的外周，第4位置傳感器92發(fā)出信號(hào)啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)7進(jìn)入旋轉(zhuǎn)微調(diào)程序：

——第3位置傳感器91用以感應(yīng)水平壓板9長(zhǎng)度方向的旋轉(zhuǎn)位置，如圖19所示，水平壓板9長(zhǎng)度方向先左旋直至第3位置傳感器91信號(hào)消失，然后右旋直至第3位置傳感器91信號(hào)消失，這樣來(lái)回動(dòng)作直至待加工件123于工件加工裝置11上的工件加工裝置定位柱129銷(xiāo)位對(duì)正而下降到底，水平壓板9復(fù)位，第4位置傳感器92信號(hào)消失，該故障調(diào)整狀態(tài)結(jié)束，使設(shè)備得到保護(hù)。