本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種用于抓取盤類零件的機(jī)械手。

背景技術(shù)：

沖壓成型的塑料飯盒、碗、水杯、手機(jī)外殼等產(chǎn)品的加工都是依靠人工取出成品和半成品，且這些產(chǎn)品加工具有沖壓成型時(shí)間短、產(chǎn)品價(jià)值低、以及市場需求量大的特點(diǎn)。

然而，人工取出加工產(chǎn)品的方式，不僅會導(dǎo)致工人勞動強(qiáng)度大，人力成本較大，而且，機(jī)械式的重復(fù)性體力勞動容易使工人產(chǎn)生疲勞，導(dǎo)致工傷事故，存在較大的安全隱患，再者，人工操作隨意性較大，無法管控產(chǎn)品質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種用于抓取盤類零件的機(jī)械手，可以完成沖壓定型、抓取及釋放零件的操作，自動化程度高，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種用于抓取盤類零件的機(jī)械手，所述機(jī)械手安裝于機(jī)械手臂上，所述機(jī)械手包括：

支撐裝置，所述支撐裝置底部設(shè)有一凹槽，所述凹槽可與零件形成密封的真空吸附區(qū)；

模具，所述模具設(shè)于所述支撐裝置上，且所述模具的底面和支撐裝置的底面位于同一水平面上；

驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置上部和機(jī)械手臂相連，所述驅(qū)動裝置底部和所述支撐裝置相連，所述驅(qū)動裝置驅(qū)動所述支撐裝置上下運(yùn)動；

吸附裝置，所述吸附裝置包括真空泵和排氣口，所述真空泵、排氣口均與所述凹槽相連通，且所述真空泵和凹槽之間設(shè)有第一電磁閥，所述排氣口和凹槽之間設(shè)有第二電磁閥；

控制器，所述控制器連接所述第一電磁閥和第二電磁閥，所述控制器控制所述第一電磁閥和第二電磁閥開合。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述驅(qū)動裝置包括進(jìn)氣裝置、與所述進(jìn)氣裝置連通的氣缸，所述氣缸包括第一缸筒、活塞和活塞桿，所述活塞設(shè)于所述第一缸筒內(nèi)，所述活塞桿頂端和所述活塞底面相連，所述活塞桿穿過所述第一缸筒的底面，且所述活塞桿底端和所述支撐裝置相連；

所述活塞底面設(shè)有至少兩個(gè)彈簧，且所述彈簧置于所述第一缸筒的底面上，所述彈簧可沿所述活塞的徑向伸縮運(yùn)動，所述第一缸筒外壁上設(shè)有一沿所述第一缸筒徑向設(shè)置的導(dǎo)向塊。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述進(jìn)氣裝置包括氣泵和泄氣口，所述氣泵、泄氣口均與所述第一缸筒的頂部相連通，且所述氣泵和第一缸筒之間設(shè)有第三電磁閥，所述泄氣口和第一缸筒之間設(shè)有第四電磁閥，所述第三電磁閥、第四電磁閥均與所述控制器相連。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述活塞桿下部設(shè)有一齒條，所述第一缸筒的底部設(shè)有一可轉(zhuǎn)動的位移傳感器，所述位移傳感器一端與所述第一缸筒的底部相連，另一端置于所述齒條的齒縫中，所述位移傳感器和控制器相連。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥和第四電磁閥均為占空比電磁閥。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述支撐裝置包括第二缸筒和第三缸筒，所述第二缸筒頂部開口，所述第二缸筒內(nèi)壁上設(shè)有與所述導(dǎo)向塊配合的導(dǎo)向槽，所述第一缸筒套設(shè)于所述第二缸筒內(nèi)，所述活塞桿連接所述第二缸筒和第三缸筒，所述凹槽設(shè)于所述第三缸筒底部，且所述模具設(shè)于所述第三缸筒外側(cè)，且所述模具底面和第三缸筒的底面位于同一水平面上。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述活塞桿依次穿過第二缸筒的底面和第三缸筒的頂面，且所述活塞桿與第二缸筒和第三缸筒螺栓連接。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述模具和第三缸筒螺栓連接。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述凹槽上設(shè)有真空度傳感器和紅外距離傳感器，所述真空度傳感器、紅外距離傳感器均與所述控制器相連。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述機(jī)械手還包括一顯示單元，所述顯示單元和控制器相連。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明的機(jī)械手可以完成沖壓定型、抓取及釋放零件的操作，自動化程度高，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。

(2)本發(fā)明的導(dǎo)向塊和導(dǎo)向槽配合使用，使得第一缸筒和第二缸筒上下相對移動，而不會發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中氣缸的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-機(jī)械手臂，2-支撐裝置，20-凹槽，21-第二缸筒，22-第三缸筒，23-真空度傳感器，24-紅外距離傳感器，3-模具，4-驅(qū)動裝置，40-進(jìn)氣裝置，401-氣泵，402-泄氣口，403-第三電磁閥，404-第四電磁閥，41-氣缸，410-第一缸筒，411-活塞，412-活塞桿，413-彈簧，414-導(dǎo)向塊，415-齒條，416-位移傳感器，5-吸附裝置，50-真空泵，51-排氣口，52-第一電磁閥，53-第二電磁閥，6-控制器。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

參見圖1和圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于抓取盤類零件的機(jī)械手，機(jī)械手安裝于機(jī)械手臂1上，機(jī)械手包括：支撐裝置2、模具3、驅(qū)動裝置4、吸附裝置5和控制器6。

支撐裝置2底部設(shè)有一凹槽20，凹槽20可與零件形成密封的真空吸附區(qū)。模具3設(shè)于支撐裝置2上，且模具3的底面和支撐裝置2的底面位于同一水平面上。

驅(qū)動裝置4上部和機(jī)械手臂1相連，驅(qū)動裝置4底部和支撐裝置2相連，驅(qū)動裝置4驅(qū)動支撐裝置2上下運(yùn)動。

吸附裝置5包括真空泵50和排氣口51，真空泵50、排氣口51均與凹槽20相連通，且真空泵50和凹槽20之間設(shè)有第一電磁閥52，排氣口51和凹槽20之間設(shè)有第二電磁閥53。真空泵50和第一電磁閥52之間還設(shè)有一真空罐。

控制器6連接第一電磁閥52和第二電磁閥53，控制器6控制第一電磁閥52和第二電磁閥53開合。

驅(qū)動裝置4包括進(jìn)氣裝置40、與進(jìn)氣裝置40連通的氣缸41，氣缸41包括第一缸筒410、活塞411和活塞桿412，活塞411設(shè)于第一缸筒410內(nèi)，活塞桿412頂端和活塞411底面相連，活塞桿412穿過第一缸筒410的底面，活塞桿412還依次穿過第二缸筒21的底面和第三缸筒22的頂面，活塞桿412與第二缸筒21和第三缸筒22螺栓連接，從而使活塞桿412底端和支撐裝置2相連。

活塞411底面設(shè)有兩個(gè)彈簧413，且彈簧413置于第一缸筒410的底面上，彈簧413可沿活塞411的徑向伸縮運(yùn)動。所有彈簧413均勻分布于活塞411上。第一缸筒410外壁上設(shè)有一沿第一缸筒410徑向設(shè)置的導(dǎo)向塊414。

進(jìn)氣裝置40包括氣泵401和泄氣口402，氣泵401、泄氣口402均與第一缸筒410的頂部相連通，且氣泵401和第一缸筒410之間設(shè)有第三電磁閥403，泄氣口402和第一缸筒410之間設(shè)有第四電磁閥404，第三電磁閥403、第四電磁閥404均與控制器6相連。第三電磁閥403和氣泵401之間還設(shè)有一儲氣罐。

活塞桿412下部設(shè)有一齒條415，第一缸筒410的底部設(shè)有一可轉(zhuǎn)動的位移傳感器416，位移傳感器416一端與第一缸筒410的底部相連，另一端置于齒條415的齒縫中，位移傳感器416和控制器6相連。

當(dāng)活塞桿412相對第一缸筒410向下移動時(shí)，齒條415向下移動，帶動位移傳感器416置于齒條415上的一端向下移動，使得位移傳感器416發(fā)生轉(zhuǎn)動，可以根據(jù)齒條415寬度以及位移傳感器416的轉(zhuǎn)角量，計(jì)算出活塞桿412上下的位移量。

第一電磁閥52、第二電磁閥53、第三電磁閥403和第四電磁閥404均為占空比電磁閥。

支撐裝置2包括第二缸筒21和第三缸筒22，第二缸筒21頂部開口，第二缸筒21內(nèi)壁上設(shè)有與導(dǎo)向塊414配合的導(dǎo)向槽，第一缸筒410套設(shè)于第二缸筒21內(nèi)，活塞桿412連接第二缸筒21和第三缸筒22，凹槽20設(shè)于第三缸筒22底部，且模具3設(shè)于第三缸筒22外側(cè)，且模具3底面和第三缸筒22的底面位于同一水平面上。模具3和第三缸筒22螺栓連接，拆卸更換方便。本發(fā)明實(shí)施例中，導(dǎo)向塊414和導(dǎo)向槽配合使用，使得第一缸筒410和第二缸筒21上下相對移動，而不會發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。

凹槽20上設(shè)有真空度傳感器23和紅外距離傳感器24，真空度傳感器23、紅外距離傳感器24均與控制器6相連。真空度傳感器23可以檢測出真空吸附區(qū)中真空吸力的大小，從而更好地控制第一電磁閥52第二電磁閥53的開合。紅外距離傳感器24可以檢測出機(jī)械手距離盤類零件的距離，從而更好地控制第三電磁閥403第四電磁閥404的開合。

機(jī)械手還包括一顯示單元，顯示單元和控制器6相連。顯示單元可手動設(shè)置機(jī)械手的位移量，當(dāng)機(jī)械手的位移量達(dá)到設(shè)置值時(shí)，控制器6控制第三電磁閥403第四電磁閥404的開合，使機(jī)械手停止上下運(yùn)動。顯示單元還可顯示機(jī)械手的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)機(jī)械手在上下運(yùn)動出現(xiàn)故障時(shí)，及時(shí)對故障進(jìn)行報(bào)警提示。

本發(fā)明實(shí)施例中的機(jī)械手可以完成沖壓定型、抓取及釋放零件的操作，自動化程度高，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。

本發(fā)明實(shí)施例中的機(jī)械手的使用過程如下：

首先，氣泵401開始工作，氣泵401將高壓氣體壓入儲氣罐中，控制器6檢測到到高壓信號后，位移傳感器416開始工作，檢測出活塞桿412的初始位置，并將機(jī)械手上的模具3和待沖壓定型的零件對齊，控制器6控制第三電磁閥403打開，第四電磁閥404關(guān)閉，高壓氣體通過氣管進(jìn)入到第一缸筒410，進(jìn)而推動活塞411和活塞桿412下移，彈簧413壓縮，從而帶動整個(gè)支撐裝置2向下運(yùn)動，將置于機(jī)械手下方待沖壓定型的零件沖壓成盤類產(chǎn)品，完成沖壓定型，此時(shí)凹槽20和盤類產(chǎn)品形成密封的真空吸附區(qū)；

然后，控制器6控制第一電磁閥52打開，第二電磁閥53關(guān)閉，真空泵50使真空吸附區(qū)產(chǎn)生真空負(fù)壓，盤類產(chǎn)品吸附在機(jī)械手上，當(dāng)真空度傳感器23檢測出真空吸附區(qū)中真空吸力的大小合適時(shí)，控制器6控制第三電磁閥403關(guān)閉，第四電磁閥404打開，第一缸筒410內(nèi)的高壓氣體從泄氣口402中排出，彈簧413逐漸恢復(fù)彈性形變，推動活塞411和活塞桿412上移，當(dāng)位移傳感器416檢測出活塞桿412回到初始位置時(shí)，控制器6控制第四電磁閥404關(guān)閉，停止釋放第一缸筒410內(nèi)的高壓氣體，機(jī)械手臂1將機(jī)械手移至收料區(qū)，完成盤類產(chǎn)品的抓?。?/p>

最后，控制器6控制第二電磁閥53打開，第一電磁閥52關(guān)閉，消除真空吸附區(qū)內(nèi)的負(fù)壓吸力，使盤類產(chǎn)品和模具3脫離。

在機(jī)械手使用過程中，若高壓氣體無法推動活塞411向下運(yùn)動，位移傳感器416檢測不到活塞桿412下移，表明機(jī)械手故障，或者，機(jī)械手在抓取盤類產(chǎn)品上移過程中，真空度傳感器23檢測出真空吸附區(qū)中真空吸力的大小發(fā)生突變，紅外距離傳感器24檢測出機(jī)械手距離盤類零件的距離發(fā)生突變，表明可能出現(xiàn)盤類產(chǎn)品脫落的情況，機(jī)械手均會自動停止工作，顯示單元發(fā)出報(bào)警信號，以便及時(shí)檢修。

本發(fā)明實(shí)施例中，氣泵401選用工業(yè)高壓氣泵，真空泵50選用fujiwara/藤原一級750d真空泵機(jī)頭，位移傳感器416選用天宇恒創(chuàng)mcjs系列0～360o的位移傳感器，紅外距離傳感器24選用世訊紅外測距傳感器gp2y0a02yk0f傳感器，真空度傳感器23選用新衡負(fù)壓傳感器。

本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。