本實用新型涉及工業(yè)生產(chǎn)線智能化裝卸機(jī)械手領(lǐng)域，尤其涉及一種用于機(jī)床桁架系統(tǒng)中上下料的機(jī)械手。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)技術(shù)自動化水平的不斷發(fā)展，通用工業(yè)機(jī)器人、特制機(jī)械手或桁架機(jī)械手越來越廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)流水線，并將逐漸替代企業(yè)生產(chǎn)中采用人工操作的各個工序之間的工件轉(zhuǎn)運、裝卸，避免由于人工操作勞動強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等，導(dǎo)致的影響市場競爭力，從而限制企業(yè)發(fā)展的問題。桁架機(jī)械手是一種建立在直角X，Y，Z三坐標(biāo)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，對工件進(jìn)行工位調(diào)整，或?qū)崿F(xiàn)工件的軌跡運動等功能的全自動工業(yè)設(shè)備，其通過工業(yè)控制器控制機(jī)械手完成X，Y，Z三軸之間的聯(lián)合運動，以實現(xiàn)整套的全自動作業(yè)流程，常用于大型加工設(shè)備上。然而，現(xiàn)有的通用工業(yè)機(jī)器人、特制機(jī)械手或桁架機(jī)械手在實際使用過程中存在如下問題：

1、通用工業(yè)機(jī)器人載荷大、精度高、動作可編程，但其價格昂貴，在搬運路徑較為簡單的情況下使用不經(jīng)濟(jì)；而特制機(jī)械手一般用于精度要求較低的場合，不能應(yīng)用于機(jī)床加工工位定位精度要求較高，但搬運動作又較為簡單的上下料環(huán)節(jié)。

2、傳統(tǒng)的桁架機(jī)械手重量重，導(dǎo)向精度低，機(jī)械手在運行過程中容易出現(xiàn)大幅振動，使得運行位置精度低且速度慢，另外，機(jī)械手多為一個或兩個沿180度方向翻轉(zhuǎn)以實現(xiàn)交替操作，占用空間大，且交替操作速度低，機(jī)械手運動到位后也不能立即停止，而是在原位擺動一定時間后才停下來，導(dǎo)致加工精度和加工效率低，從而給實際生產(chǎn)帶來了很大的困擾。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的主要目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)同一桁架機(jī)械手對機(jī)床工位進(jìn)行換取件，且抓取爪自身可旋轉(zhuǎn)，運行速度較快，使得機(jī)械手運動到位后即可完成物料的夾取，并可保證較高的位置精度的用于機(jī)床桁架系統(tǒng)中上下料的機(jī)械手。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種用于機(jī)床桁架系統(tǒng)中上下料的機(jī)械手，其中所述用于機(jī)床桁架系統(tǒng)中上下料的機(jī)械手包括頂部安裝板、兩側(cè)板、伺服電機(jī)、齒輪組、傳動機(jī)構(gòu)、連接機(jī)構(gòu)、氣爪和仿形夾爪，所述兩側(cè)板相對應(yīng)豎直向下設(shè)置于所述頂部安裝板的兩側(cè)，所述兩側(cè)板的下端之間水平設(shè)置所述傳動機(jī)構(gòu)，所述傳動機(jī)構(gòu)的頂部設(shè)置所述伺服電機(jī)，且所述伺服電機(jī)設(shè)置為通過所述齒輪組驅(qū)動所述傳動機(jī)構(gòu)，所述連接機(jī)構(gòu)設(shè)置為由第一連接機(jī)構(gòu)和第二連接機(jī)構(gòu)組成，所述第一連接機(jī)構(gòu)與所述第二連接機(jī)構(gòu)的中軸線相互垂直，且所述第一連接機(jī)構(gòu)與所述第二連接機(jī)構(gòu)均設(shè)置為包括回轉(zhuǎn)擺臺和氣爪支架，所述回轉(zhuǎn)擺臺固定設(shè)置于所述傳動機(jī)構(gòu)上，由所述傳動機(jī)構(gòu)帶動所述第一連接機(jī)構(gòu)與所述第二連接機(jī)構(gòu)90度旋轉(zhuǎn)，從而完成對工件的換取，且該回轉(zhuǎn)擺臺上共軸線設(shè)置所述氣爪支架，所述氣爪設(shè)置為包括第一氣爪與第二氣爪，所述氣爪支架上設(shè)置所述第一氣爪或者所述第二氣爪，所述回轉(zhuǎn)擺臺用于驅(qū)動所述氣爪旋轉(zhuǎn)，以保證工件的抓取穩(wěn)定，且所述第一氣爪與所述第二氣爪的下端均設(shè)置所述仿形夾爪，所述氣爪上還設(shè)置多個接觸開關(guān)，以檢測所述氣爪的開閉狀態(tài)或者實際位置，提高所述氣爪的工作精度。

進(jìn)一步地，所述用于機(jī)床桁架系統(tǒng)中上下料的機(jī)械手上還設(shè)置接近開關(guān)和電子壓力表，所述接近開關(guān)用于實現(xiàn)對T軸方向零點的準(zhǔn)確定位，而通過所述電子壓力表則可監(jiān)測所述氣爪的工作狀況，當(dāng)監(jiān)測值低于設(shè)置氣壓時，設(shè)備將報警停機(jī)。

進(jìn)一步地，所述傳動機(jī)構(gòu)設(shè)置為包括外殼、內(nèi)殼、旋轉(zhuǎn)軸、軸承組件和軸端擋片，所述內(nèi)殼共軸線設(shè)置于所述外殼的內(nèi)腔，所述旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置于所述內(nèi)殼的中軸線上，且該旋轉(zhuǎn)軸的前、后兩端均依次穿過所述內(nèi)殼與所述外殼，所述旋轉(zhuǎn)軸的前、后兩端還均設(shè)置所述軸承組件與所述軸端擋片，保證所述傳動機(jī)構(gòu)的正常工作。

進(jìn)一步地，所述傳動機(jī)構(gòu)的前端還垂直設(shè)置一電機(jī)基座，所述伺服電機(jī)的前端固定設(shè)置于所述電機(jī)基座的上端，且該伺服電機(jī)的電機(jī)軸垂直穿過所述電機(jī)基座。

進(jìn)一步地，所述齒輪組設(shè)置為第一齒輪與第二齒輪，所述第一齒輪與所述第二齒輪設(shè)置為嚙合傳動，所述第一齒輪共軸線套設(shè)于所述伺服電機(jī)的電機(jī)軸上，所述第二齒輪共軸線套設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)軸上，所述伺服電機(jī)通過所述第一齒輪與第二齒輪驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)軸。

進(jìn)一步地，所述回轉(zhuǎn)擺臺設(shè)置為旋轉(zhuǎn)氣缸，由所述旋轉(zhuǎn)氣缸實現(xiàn)連接裝置的旋轉(zhuǎn)動作。

進(jìn)一步地，所述仿形夾爪設(shè)置為包括夾座、夾桿、夾頭和夾爪彈簧，所述夾座設(shè)置于所述氣爪上，且該夾座的兩端分別垂直設(shè)置所述夾桿，所述夾桿遠(yuǎn)離所述夾座的一端設(shè)置所述夾頭，且該夾桿上還共軸線套設(shè)所述夾爪彈簧，通過所述夾頭插入工件中，并由夾桿和夾爪彈簧配合以保證工件的可靠夾緊。

本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是：

(1)通過第一氣爪與第二氣爪的設(shè)計，能夠由同一桁架機(jī)械手實現(xiàn)機(jī)床工位的換取件，且第一氣爪與第二氣爪上分別設(shè)置的多個接觸開關(guān)，對氣爪的開閉狀態(tài)或者實際位置進(jìn)行檢測，從而提高了氣爪整體的工作精度。

(2)通過旋轉(zhuǎn)氣缸帶動氣爪旋轉(zhuǎn)，以調(diào)節(jié)工件的重心位置，保證抓取件的穩(wěn)定性。

(3)通過仿形夾爪的結(jié)構(gòu)，使得該機(jī)械手能夠?qū)Σ煌?guī)格的工件進(jìn)行取放操作，其適應(yīng)性更強(qiáng)，同時，仿形夾爪上的夾頭、夾桿和夾爪彈簧的配合，實現(xiàn)了工件的可靠性夾緊。

(4)通過接近開關(guān)的設(shè)置，實現(xiàn)了機(jī)械手對T軸方向零點的準(zhǔn)確定位，而電子壓力表則能在氣壓低于設(shè)置值時，進(jìn)行報警停機(jī)，進(jìn)一步保證了氣爪的良好工作。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的主視示意圖。

圖3是圖2的剖視示意圖。

圖中：10-頂部安裝板，20-側(cè)板，30-伺服電機(jī)，40-齒輪組，401-第一齒輪，402-第二齒輪，50-傳動機(jī)構(gòu)，501-外殼，502-內(nèi)殼，503-旋轉(zhuǎn)軸，504-軸承組件，505-軸端擋片，506-電機(jī)基座，60-連接機(jī)構(gòu)，601-第一連接機(jī)構(gòu)，602-第二連接機(jī)構(gòu)，603-回轉(zhuǎn)擺臺，604-氣爪支架，70-氣爪，701-第一氣爪，702-第二氣爪，80-仿形夾爪，801-夾座，802-夾桿，803-夾頭，804-夾爪彈簧。

具體實施方式

為了更好的理解本實用新型，下面結(jié)合具體實施例和附圖對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步的描述。

如圖1-圖3所示，一種用于機(jī)床桁架系統(tǒng)中上下料的機(jī)械手，包括頂部安裝板10、兩側(cè)板20、伺服電機(jī)30、齒輪組40、傳動機(jī)構(gòu)50、連接機(jī)構(gòu)60、氣爪70和仿形夾爪80，兩側(cè)板20相對應(yīng)豎直向下設(shè)置于頂部安裝板10的兩側(cè)，兩側(cè)板20的下端之間水平設(shè)置傳動機(jī)構(gòu)50，傳動機(jī)構(gòu)50的頂部設(shè)置伺服電機(jī)30，且伺服電機(jī)30設(shè)置為通過齒輪組40驅(qū)動傳動機(jī)構(gòu)50，連接機(jī)構(gòu)60設(shè)置為由第一連接機(jī)構(gòu)601和第二連接機(jī)構(gòu)602組成，第一連接機(jī)構(gòu)601與第二連接機(jī)構(gòu)602的中軸線相互垂直，且第一連接機(jī)構(gòu)601與第二連接機(jī)構(gòu)602均設(shè)置為包括回轉(zhuǎn)擺臺603和氣爪支架604，回轉(zhuǎn)擺臺603固定設(shè)置于傳動機(jī)構(gòu)50上，由傳動機(jī)構(gòu)50帶動第一連接機(jī)構(gòu)601與第二連接機(jī)構(gòu)602旋轉(zhuǎn)90度，從而完成對工件的換取，且該回轉(zhuǎn)擺臺603上共軸線設(shè)置氣爪支架604，氣爪70設(shè)置為包括第一氣爪701與第二氣爪702，氣爪支架604上設(shè)置第一氣爪701或者第二氣爪702，回轉(zhuǎn)擺臺603用于驅(qū)動氣爪70旋轉(zhuǎn)，以保證工件的抓取穩(wěn)定，且第一氣爪701與第二氣爪702的下端均設(shè)置仿形夾爪80，氣爪70上還設(shè)置多個接觸開關(guān)，接觸開關(guān)設(shè)置于氣爪70的側(cè)面或者內(nèi)嵌設(shè)置于氣爪70的端部，以檢測氣爪70的開閉狀態(tài)或者實際位置，提高氣爪70的工作精度。

用于機(jī)床桁架系統(tǒng)中上下料的機(jī)械手上還設(shè)置接近開關(guān)和電子壓力表，接近開關(guān)用于實現(xiàn)對T軸方向零點的準(zhǔn)確定位，T軸即為第一氣爪701與第二氣爪702之間的90度夾角位置，而通過電子壓力表則可監(jiān)測氣爪70的工作狀況，當(dāng)監(jiān)測值低于設(shè)置氣壓時，設(shè)備將報警停機(jī)。

傳動機(jī)構(gòu)50設(shè)置為包括外殼501、內(nèi)殼502、旋轉(zhuǎn)軸503、軸承組件504和軸端擋片505，內(nèi)殼502共軸線設(shè)置于外殼501的內(nèi)腔，旋轉(zhuǎn)軸503設(shè)置于內(nèi)殼502的中軸線上，且該旋轉(zhuǎn)軸503的前、后兩端均依次穿過內(nèi)殼502與外殼501，旋轉(zhuǎn)軸503的前、后兩端還均設(shè)置軸承組件504與軸端擋片505，保證傳動機(jī)構(gòu)50的正常工作。

傳動機(jī)構(gòu)50的前端垂直設(shè)置一電機(jī)基座506，伺服電機(jī)30的前端固定設(shè)置于電機(jī)基座506的上端，且該伺服電機(jī)30的電機(jī)軸垂直穿過電機(jī)基座506。

齒輪組40設(shè)置為第一齒輪401與第二齒輪402，第一齒輪401與第二齒輪402設(shè)置為嚙合傳動，第一齒輪401共軸線套設(shè)于伺服電機(jī)30的電機(jī)軸上，第二齒輪402共軸線套設(shè)于旋轉(zhuǎn)軸503上，伺服電機(jī)30通過第一齒輪401與第二齒輪402驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸503。

回轉(zhuǎn)擺臺603設(shè)置為旋轉(zhuǎn)氣缸，由旋轉(zhuǎn)氣缸實現(xiàn)連接裝置的旋轉(zhuǎn)動作。

仿形夾爪80設(shè)置為包括夾座801、夾桿802、夾頭803和夾爪彈簧804，夾座801設(shè)置于氣爪70上，且該夾座801的兩端分別垂直設(shè)置夾桿802，夾桿802遠(yuǎn)離夾座801的一端設(shè)置夾頭803，且該夾桿802上還共軸線套設(shè)夾爪彈簧804，通過夾頭803插入工件中，并由夾桿802和夾爪彈簧804配合以保證工件的可靠夾緊。

使用本實用新型提供的用于機(jī)床桁架系統(tǒng)中上下料的機(jī)械手，能夠?qū)崿F(xiàn)同一桁架機(jī)械手對機(jī)床工位進(jìn)行換取件，且抓取爪自身可旋轉(zhuǎn)，運行速度較快，使得機(jī)械手運動到位后即可完成物料的夾取，并可保證較高的位置精度。當(dāng)該機(jī)械手工作時，Z軸伺服電機(jī)與T軸伺服電機(jī)30同時動作，在Z軸下降到治具位的同時第二氣爪702旋轉(zhuǎn)到垂直位置，第二氣爪702的仿形夾爪80上的夾頭803伸進(jìn)第二道工序完成的工件的定位孔內(nèi)，第二氣爪702夾緊工件然后上升，上升到旋轉(zhuǎn)高度后T軸伺服電機(jī)30、第一氣爪701的回轉(zhuǎn)擺臺603、第二氣爪702的回轉(zhuǎn)擺臺603同時動作，分別旋轉(zhuǎn)90度、180度、180度，然后Z軸下降到治具位，第一氣爪701松開后將第一道工序加工完成并調(diào)整過位置的工件放置在工件治具上，其次第一氣爪701再上升至旋轉(zhuǎn)高度，Z伺服電機(jī)與T軸伺服電機(jī)30同時動作，在Z軸上升的同時將氣爪70回到默認(rèn)位置，從而完成不同工序之間工件的快速換料，自動化程度較高，且使得生產(chǎn)效率提高。

以上對本實用新型的實施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認(rèn)為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內(nèi)。