自动化上下料机械手论文和设计

全文摘要

自动化上下料机械手，包括机架，机架上设有Y轴运动机构、X轴运动机构、Z轴运动机构、执行机构、加工台、上料盒和下料盒；所述Y轴运动机构与X轴运动机构连接，X轴运动机构与Z轴运动机构连接，Z轴运动机构包括第一竖直气缸、第二竖直气缸、Z轴活塞杆、滑动连接板和滑动驱动座，第一竖直气缸与第二竖直气缸通过滑动连接板连接，滑动驱动座设于滑动连接板上，且与X轴运动机构连接，Z轴活塞杆与执行机构连接，执行机构包括转接板、摆动气缸和吸附组件，转接板的顶面与Z轴活塞杆连接，摆动气缸设于转接板的底面上，且与吸附组件连接，上料盒与下料盒关于加工台对称设于机架的两侧。本实用新型结构简单、占用空间小、制造成本低。

主设计要求

1.自动化上下料机械手，包括机架(10)，其特征在于：所述机架(10)上设有Y轴运动机构(20)、X轴运动机构(30)、Z轴运动机构(40)、执行机构(50)、加工台(60)、上料盒(70)和下料盒(71)；所述Y轴运动机构(20)与X轴运动机构(30)连接，且驱动其在Y轴方向上往复运动，所述X轴运动机构(30)与Z轴运动机构(40)连接，且驱动其在X轴方向上往复运动，所述Z轴运动机构(40)包括第一竖直气缸(41)、第二竖直气缸(42)、Z轴活塞杆(43)、滑动连接板(44)和滑动驱动座(45)，所述第一竖直气缸(41)与第二竖直气缸(42)通过滑动连接板(44)连接，所述滑动驱动座(45)设于滑动连接板(44)上，且与X轴运动机构(30)连接，所述Z轴活塞杆(43)与执行机构(50)连接，所述执行机构(50)包括转接板(51)、摆动气缸(52)和吸附组件(53)，所述转接板(51)的上端面与Z轴活塞杆(43)连接，所述摆动气缸(52)设于转接板(51)的下端面上，且与吸附组件(53)连接，所述上料盒(70)与下料盒(71)关于加工台(60)对称设于机架(10)的两侧。

设计方案

2.根据权利要求1所述的自动化上下料机械手，其特征在于：所述机架(10)上设有左支架(11)和右支架(12)，所述Y轴运动机构(20)包括Y轴直线滑台(21)、Y轴驱动器(22)、滚珠丝杠(23)和Y轴导向杆(24)，所述Y轴直线滑台(21)设于左支架(11)上，所述Y轴导向杆(24)设于右支架(12)上，所述Y轴驱动器(22)设于Y轴直线滑台(21)的Y轴方向的一端，所述滚珠丝杠(23)与Y轴驱动器(22)连接，所述滚珠丝杠(23)与X轴运动机构(30)的一端连接，所述X轴运动机构(30)的另一端与Y轴导向杆(24)连接。

3.根据权利要求2所述的自动化上下料机械手，其特征在于：所述X轴运动机构(30)包括X轴横向气缸(31)、X轴活塞杆(311)、X轴直线滑台(32)、连接组件(33)和两第一液压缓冲器(34)；所述连接组件(33)设于X轴直线滑台(32)的两端，且分别与滚珠丝杠(23)和Y轴导向杆(24)连接，所述X轴直线滑台(32)上设有X轴横向气缸(31)，所述X轴横向气缸(31)的X轴活塞杆(311)与滑动驱动座(45)连接，所述滑动连接板(44)与X轴直线滑台(32)上的滑槽相适配，所述两第一液压缓冲器(34)分别设于X轴直线滑台(32)上的滑槽的两端。

4.根据权利要求3所述的自动化上下料机械手，其特征在于：所述连接组件(33)包括悬挂支撑座(331)、悬挂转接座(332)和丝杠转接座(333)；所述丝杠转接座(333)与滚珠丝杠(23)连接，所述悬挂支撑座(331)通过悬挂转接座(332)与Y轴导向杆(24)的底端连接。

5.根据权利要求4所述的自动化上下料机械手，其特征在于：所述X轴直线滑台(32)的两端连接组件(33)上设有高度调节块(334)，所述高度调节块(334)用于调节悬挂转接座(332)和丝杠转接座(333)的高度。

6.根据权利要求1所述的自动化上下料机械手，其特征在于：所述吸附组件(53)包括两吸盘座(531)、连接块(532)、两翻转连接座(533)、外接口(534)和真空吸盘(535)，所述两吸盘座(531)之间通过连接块(532)固接，所述两翻转连接座(533)设于连接块(532)上，所述两翻转连接座(533)与摆动气缸(52)的转轴枢接，所述外接口(534)设于两吸盘座(531)的顶端，所述真空吸盘(535)设于吸盘座(531)上。

7.根据权利要求1所述的自动化上下料机械手，其特征在于：所述转接板(51)的底面上设有翻转限位板(54)，所述翻转限位板(54)上设有第一翻转感应器(55)。

8.根据权利要求7所述的自动化上下料机械手，其特征在于：所述翻转限位板(54)上设有第二液压缓冲器(56)。

9.根据权利要求1所述的自动化上下料机械手，其特征在于：所述转接板(51)的顶面上设有第二翻转感应器(57)。

10.根据权利要求9所述的自动化上下料机械手，其特征在于：所述转接板(51)的顶面上设有第三液压缓冲器(58)。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及玻璃加工领域，特别涉及自动化上下料机械手。

背景技术

随着对加工机床的生产效率最大化的追求和人工成本的提高，自动化上下料是加工领域不断发展的趋势，而自动化搬运机械手是实现自动化上下料必不可少的部分，目前在单工位或双工位的面板加工机床上，上下料一般采用人工手动完成，而已有的单臂上下料机械手生产效率低，双臂上下料机械手结构复杂、占用空间大，使用成本高，加大了生产的成本，因此，市场上急需一种结构简单，占用空间小且成本低的自动化上下料机械手。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种结构简单，占用空间小且成本低的自动化上下料机械手。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是，自动化上下料机械手，包括机架，所述机架上设有Y轴运动机构、X轴运动机构、Z轴运动机构、执行机构、加工台、上料盒和下料盒；所述Y轴运动机构与X轴运动机构连接，且驱动其在Y轴方向上往复运动，所述X轴运动机构与Z轴运动机构连接，且驱动其在X轴方向上往复运动，所述Z轴运动机构包括第一竖直气缸、第二竖直气缸、Z轴活塞杆、滑动连接板和滑动驱动座，所述第一竖直气缸与第二竖直气缸通过滑动连接板连接，所述滑动驱动座设于滑动连接板上，且与X轴运动机构连接，所述Z轴活塞杆与执行机构连接，所述执行机构包括转接板、摆动气缸和吸附组件，所述转接板的上端面与Z轴活塞杆连接，所述摆动气缸设于转接板的下端面上，且与吸附组件连接，所述上料盒与下料盒关于加工台对称设于机架的两侧。

优选地，所述机架上设有左支架和右支架，所述Y轴运动机构包括Y轴直线滑台、Y轴驱动器、滚珠丝杠和Y轴导向杆，所述Y轴直线滑台设于左支架上，所述Y轴导向杆设于右支架上，所述Y轴驱动器设于Y轴直线滑台的Y轴方向的一端，所述滚珠丝杠与Y轴驱动器连接，所述滚珠丝杠与X轴运动机构的一端连接，所述Y轴导向杆连接X轴运动机构的另一端。

优选地，所述X轴运动机构包括X轴横向气缸、X轴活塞杆、X轴直线滑台、连接组件和两第一液压缓冲器；所述连接组件设于X轴直线滑台的两端，且分别与滚珠丝杠和Y轴导向杆连接，所述X轴直线滑台上设有X轴横向气缸，所述X轴横向气缸的X轴活塞杆与滑动驱动座连接，所述滑动连接板与X轴直线滑台上的滑槽相适配，所述两第一液压缓冲器设于X轴直线滑台上的滑槽的两端。

优选地，所述连接组件包括悬挂支撑座、悬挂转接座和丝杠转接座；所述丝杠转接座与滚珠丝杠连接，所述悬挂支撑座通过悬挂转接座与Y轴导向杆的底端连接。

优选地，所述X轴直线滑台的两端连接组件上设有高度调节块，所述高度调节块用于调节悬挂转接座和丝杠转接座的高度。

优选地，所述吸附组件包括两吸盘座、连接块、两翻转连接座、外接口和真空吸盘，所述两吸盘座之间通过连接块固接，所述两翻转连接座设于连接块上，所述两翻转连接座与摆动气缸的转轴枢接，所述外接口设于两吸盘座的顶端，所述真空吸盘设于吸盘座上。

优选地，所述转接板的底面上设有翻转限位板，所述翻转限位板上设有第一翻转感应器。

优选地，所述翻转限位板上设有第二液压缓冲器。

优选地，所述转接板的顶面上设有第二翻转感应器。

优选地，所述转接板的顶面上设有第三液压缓冲器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

上料盒与下料盒关于加工台对称设于机架上，两竖直气缸通过滑动连接板固接，X轴横向气缸驱动第一竖直气缸移动至上料盒的上方，摆动气缸驱动吸附组件翻转至竖直状态，第一竖直气缸驱动附组件向下移动，吸取竖直放置在上料盒中的待加工面板，吸取完成后，第一竖直气缸驱动附组件向上复位；此时第二竖直气缸由滑动连接板带动移至加工台的上方，摆动气缸驱动吸附组件翻转至水平状态，第二竖直气缸驱动吸附组件向下移动，吸取水平放置在加工台上的已加工面板，取完成后，第二竖直气缸驱动附组件向上复位；X轴横向气缸驱动第一竖直气缸移动至加工台的上方，摆动气缸驱动吸附组件将竖直状态的待加工面板翻转，第一竖直气缸驱动附组件向下移动，将待加工面板水平放入加工台中，放料完成后，第一竖直气缸驱动附组件向上复位；第二竖直气缸由滑动连接板带动移至下料盒的上方，摆动气缸驱动吸附组件将水平状态的已加工面板翻转，第二竖直气缸驱动吸附组件向下移动，将已加工面板竖直放入下料盒中；丝杠机构驱动X轴直线滑台移动至下一块待加工面板的Y轴位置，重复上述过程，即可以完成面板自动上下料的目的。因此，X轴横向气缸完成一次驱动，便可实现上料盒、加工台、下料盒三个工位的面板转移，吸附组件的吸盘座上设有两个吸取部件，可一次吸取两个面板，能大幅节约上下料时间，提升工作效率；X轴、Z轴采用气缸实现定点位移的功能，结构简单、占用空间小、能降低机械手的制造成本，更易于推广。

附图说明

附图是用来提供本实用新型的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但不应构成对本实用新型的限制。

在附图中:

图1为本实用新型其中一实施例的立体图结构示意图；

图2为图1所示的自动上下料机械手的后视图；

图3为图1所示的自动上下料机械手的立体图；

图4为本实用新型的执行机构沿竖直方向上下料的状态示意图；

图5为图4所示的执行机构沿竖水平向上下料的状态示意图。

附图标记说明：10-机架，11-左支架，12-右支架；20-Y轴运动机构，21-Y轴直线滑台，22-Y轴驱动器，23-滚珠丝杠，24-Y轴导向杆；30-X轴运动机构，31-X轴横向气缸，311-X轴活塞杆，32-X轴直线滑台，33-连接组件，331-悬挂支撑座，332-悬挂转接座，333-丝杠转接座，334-高度调节块，34-第一液压缓冲器；40-Z轴运动机构，41-第一竖直气缸，42第二竖直气缸，43-Z轴活塞杆，44-滑动连接板，45-滑动驱动座；50-执行机构，51-转接板，52-摆动气缸，53-吸附组件，531-吸盘座，532-连接块，533-翻转连接座，534-外接口，535-真空吸盘，54-翻转限位板，55-第一翻转感应器，56-第二液压缓冲器，57-第二翻转感应器，58-第三液压缓冲器；60-加工台；70-上料盒，71-下料盒。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合附图，详细说明本实用新型实施例提供的技术方案。

请参阅图1-图5，本实施例包括机架10，机架10上设有Y轴运动机构20、X轴运动机构30、Z轴运动机构40、执行机构50、加工台60、上料盒70和下料盒71；Y轴运动机构20与X轴运动机构30连接，且驱动其在Y轴方向上往复运动，X轴运动机构30与Z轴运动机构40连接，且驱动其在X轴方向上往复运动，Z轴运动机构40与执行机构50连接，且驱动其在Z轴方向上往复运动，执行机构50承接上料盒70、加工台60及下料盒71之间的面板转移，上料盒70与下料盒71关于加工台60对称设于机架10的两侧，为实现充分利用机台10的目的，多个上料盒70在Y轴方向并列设置，为能将待加工的面板及已加工的面板一起承载起来，故下料盒71与上料盒70数量应相同，且位置一一对应；具体地，在本实施例中，上料盒70为两个，上料盒70还可以为三个、四个或者更多，不以上述的举例为限。

机架10上设有左支架11和右支架12，Y轴运动机构20包括Y轴直线滑台21、Y轴驱动器22、滚珠丝杠23和Y轴导向杆24，Y轴直线滑台21设于左支架11上，Y轴导向杆24设于右支架12上，Y轴驱动器22设于Y轴直线滑台21沿Y轴方向的一端，滚珠丝杠23与Y轴驱动器22连接，滚珠丝杠23的螺母与X轴运动机构30的一端连接，Y轴导向杆24连接X轴运动机构30的另一端，Y轴驱动器22通过滚珠丝杠23驱动X轴运动机构30在Y轴直线滑台21和Y轴导向杆24上沿Y轴方向做前后往复运动，形成工程上的Y轴；Y轴运动机构20借助左支架11和右支架12使X轴运动机构30的中部悬空于机架10的上方，上料盒70、加工台60和下料盒71设于X轴运动机构30与机架10、左支架11和右支架12形成的空间内。

X轴运动机构30包括X轴横向气缸31、X轴活塞杆311、X轴直线滑台32、连接组件33和两第一液压缓冲器34；连接组件33设于X轴直线滑台32的两端，且分别与滚珠丝杠23的螺母和Y轴导向杆24连接，X轴直线滑台32上设有X轴横向气缸31，X轴运动机构30通过X轴横向气缸31的活塞杆311伸缩驱动Z轴运动机构40在X轴直线滑台32上左右运动，形成工程上的X轴；两第一液压缓冲器34设于X轴直线滑台32上的滑槽的两端，以防止在运动过程中撞坏Z轴运动机构40；具体地，X轴直线滑台32的两端与Y轴运动机构20的上表面或者下表面连接，在本实施例中，连接组件33包括悬挂支撑座331、悬挂转接座332和丝杠转接座333；丝杠转接座333连接滚珠丝杠23的螺母，悬挂支撑座331通过悬挂转接座332与Y轴导向杆24的下表面连接；更具体地，X轴直线滑台32的两端与Y轴运动机构20的连接处设有高度调节块334，高度调节块334用于调节悬挂转接座332和丝杠转接座333的高度，以实现X轴直线滑台水平设置。

Z轴运动机构40包括第一竖直气缸41、第二竖直气缸42、Z轴活塞杆43、滑动连接板44和滑动驱动座45，第一竖直气缸41与第二竖直气缸42通过滑动连接板44连接，滑动驱动座45设于滑动连接板44上，且与X轴横向气缸31的X轴活塞杆311连接，滑动连接板44与X轴直线滑台32上的滑槽相适配，活塞杆311伸缩带动滑动连接板44在X轴直线滑台32上左右滑动；在本实施例中，滑动连接板44采用一体成型的连接板，根据上料盒70的规格不同而选择不同长度规格的滑动连接板44，以保证滑动连接板44的长度与上料盒70与加工台60之间的距离一致；滑动连接板44还可以为可调节长度的伸缩板，根据上料盒70的规格不同而调节伸缩长度，以保证滑动连接板44的一端对应料盒中心位置，另一端对应加工台的中心位置；Z轴活塞杆43与执行机构50连接，Z轴运动机构40通过两竖直气缸的Z轴活塞杆43伸缩驱使执行机构50上下运动，形成工程上的Z轴。

执行机构50包括转接板51、摆动气缸52和吸附组件53，转接板51的顶面与Z轴活塞杆43固接，摆动气缸52设于转接板51的底面上，且与吸附组件53连接，以驱动吸附组件53在水平方向和竖直方向实现翻转；具体地，吸附组件53包括两吸盘座531、连接块532、两翻转连接座533、外接口534和真空吸盘535，更具体地，本实施例中，两吸盘座531之间通过连接块532固接，两吸盘座531为了对应于上料盒70和下料盒71上的两个面板堆叠腔，吸盘座531的数量还可以为三个、四个或者更多，不以上述的举例为限，对应的料盒的面板堆叠腔数量应与吸盘座531的数量一致；连接块532上设有两翻转连接座533，两翻转连接座533与摆动气缸52的转轴枢接，真空吸盘535设于吸盘座531上，吸盘座531的内部开设有进行真空吸紧的真空通道，真空通道的一端与外界真空发生器连通，该真空通道具有与外界真空发生器连通的外接口534，真空通道的另一端连通真空吸盘535，多个真空吸盘535在吸盘座531上呈放射形的布置，以达到更好的吸紧效果。

为了保护两吸盘座531吸取的面板及检测两吸盘座531的翻转角度，转接板51的底面上设有翻转限位板54，翻转限位板54上设有第一翻转感应器55和第二液压缓冲器56，转接板51的顶面上设有第二翻转感应器57和第三液压缓冲器58。

本实用新型的工作原理：

Y轴运动机构20通过Y轴驱动器22与丝杠机构23驱动X轴直线滑台32前后往复运动，形成工程上的Y轴；X轴运动机构30通过X轴横向气缸31的活塞杆311的伸缩驱动第一竖直气缸41左右运动，形成工程上的X轴；Z轴运动机构40通过两竖直气缸的Z轴活塞杆43伸缩驱使执行机构50上下运动，形成工程上的Z轴。

上料盒70与下料盒71关于加工台60对称设于机架10上，两竖直气缸通过滑动连接板44固接，X轴横向气缸31驱动第一竖直气缸41移动至上料盒70的上方，摆动气缸52驱动吸附组件53翻转至竖直状态，第一竖直气缸41驱动附组件53向下移动，吸取竖直放置在上料盒70中的待加工面板，吸取完成后，第一竖直气缸41驱动附组件53向上复位；此时第二竖直气缸42由滑动连接板44带动移至加工台60的上方，摆动气缸52驱动吸附组件53翻转至水平状态，第二竖直气缸42驱动吸附组件53向下移动，吸取水平放置在加工台60上的已加工面板，取完成后，第二竖直气缸42驱动附组件53向上复位。

X轴横向气缸31驱动第一竖直气缸41移动至加工台60的上方，摆动气缸52驱动吸附组件53将竖直状态的待加工面板翻转，第一竖直气缸41驱动附组件53向下移动，将待加工面板水平放入加工台60中，放料完成后，第一竖直气缸41驱动附组件53向上复位；第二竖直气缸42由滑动连接板44带动移至下料盒71的上方，摆动气缸52驱动吸附组件53将水平状态的已加工面板翻转，第二竖直气缸42驱动吸附组件53向下移动，将已加工面板竖直放入下料盒71中。

丝杠机构23驱动X轴直线滑台32移动至下一块待加工面板的Y轴位置，重复上述过程，即可以完成面板自动上下料的目的。因此，X轴横向气缸完成一次驱动，便可实现上料盒、加工台、下料盒三个工位的面板转移，吸附组件的吸盘座上设有两个吸取部件，可一次吸取两个面板，能大幅节约上下料时间，提升工作效率；X轴、Z轴采用气缸实现定点位移的功能，结构简单、占用空间小、能降低机械手的制造成本，更易于推广。

以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

设计图

自动化上下料机械手论文和设计

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