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機械發明專利范文-機械類發明專利范文

發布時間:2020-09-30

本文為大家展示了一篇叫做輪轂噴粉工序轉換三坐標平移機械手裝置的機械專利申請機械發明專利范文,具體該機械發明專利范文詳情如下:

機械發明專利范文專利名稱

輪轂噴粉工序轉換三坐標平移機械手裝置

機械發明專利范文摘要

本發明公開了一種輪轂噴粉工序轉換三坐標平移機械手裝置,包括主框架、安裝在所述主框架上的移動組件、和與移動組件連接的抓取組件,移動組件包括可以帶動抓取組件做左右運動的X向移動組件、可以帶動抓取組件做縱向運動的Y向移動組件、可以帶動抓取組件做上下運動的Z向移動組件,抓取組件包括機械手爪、隨動機構,隨動機構可帶動機械手爪在水平面獲得一定運動以克服輪轂定位誤差;平移機械手裝置還包括自動識別裝置、電氣控制裝置、報警系統,自動識別裝置包括識別輪轂裝置、識別托盤裝置;抓取(夾持)部位為輪轂的中心孔,在機械手爪上部安裝有隨動機構,通過控制定位鎖緊氣動缸,可在水平面內獲得一定的運動,以克服輪轂定位誤差。

機械發明專利范文摘要附圖

機械發明專利范文權利要求

1.一種輪轂噴粉工序轉換三坐標平移機械手裝置,包括主框架(13)、安裝在所述主框架(13)上的移動組件(11)、和與移動組件(11)連接的抓取組件(5),其特征在于,所述移動組件(11)包括可以帶動所述抓取組件(5)做左右運動的X向移動組件(15)、可以帶動所述抓取組件(5)做縱向運動的Y向移動組件(14)、可以帶動所述抓取組件(5)做上下運動的Z向移動組件(18),所述抓取組件(5)包括機械手爪(9)、隨動機構(7),所述隨動機構(7)可帶動所述機械手爪(9)在水平面獲得一定運動以克服輪轂定位誤差;所述平移機械手裝置還包括自動識別裝置、電氣控制裝置、報警系統,所述自動識別裝置包括識別輪轂裝置、識別托盤裝置;所述隨動機構(7)通過上下連接板(22)與機械手爪(9)相連接,所述隨動機構(7)上設有隨動機構主體(40),隨動機構軸承(19)位于隨動機構主體(40)下方,隨動機構軸承固定板(27)的上面,隨動機構軸承(19)內圈與隨動機構主體(40)相接觸,外圈與隨動機構軸承固定板(27)接觸,隨動機構主體(40)與隨動機構軸承固定板(27)之間不相接觸,兩者之間可通過隨動機構軸承(19)相對滑動。2.根據權利要求1所述的平移機械手裝置,其特征在于,所述自動識別裝置為安裝在噴粉工藝鏈及烘干工藝鏈的驅動站上、用于讀取鏈條運動脈沖數的編碼器,以及安裝在靠近轉線機械手設備處、用于檢測輪轂支具的檢測用光電管。3.根據權利要求1所述的輪轂噴粉工序轉換三坐標平移機械手裝置,其特征在于,所述機械手爪(9)前端為抓起爪(10),所述抓起爪(10)的形狀與輪轂中心孔的形狀相適應。4.根據權利要求3所述的輪轂噴粉工序轉換三坐標平移機械手裝置,其特征在于,所述抓起爪(10)上設有專用溝槽(39),所述專用溝槽(39)處鑲嵌有耐磨橡膠條。5.根據權利要求1所述的輪轂噴粉工序轉換三坐標平移機械手裝置,其特征在于,所述Y向移動組件(14)為架設在所述主框架(13)兩側邊導軌(4)上的移動支架(15),設置在所述主框架(13)上兩端的第一伺服電機(6);所述第一伺服電機(6)通過雙同步帶連接所述移動支架(15)。6.根據權利要求1所述的輪轂噴粉工序轉換三坐標平移機械手裝置,其特征在于,所述X向移動組件(17)為設置在所述移動支架(15)兩側邊導軌(3)上的移動臺(16),設置在所述移動支架上兩端的第二伺服電機(1),所述第二伺服電機(1)通過雙同步帶連接所述移動臺(16)。7.根據權利要求1所述的輪轂噴粉工序轉換三坐標平移機械手裝置,其特征在于,所述隨動機構(7)通過導柱(29)連接到所述移動臺(16)下方,所述隨動機構(7)還包括摩擦副上蓋(43)和摩擦副下座(45),所述摩擦副上蓋(43)位于所述摩擦副下座(45)上部,摩擦副上蓋(43)能在摩擦副下座(45)上滑動。8.根據權利要求1所述的輪轂噴粉工序轉換三坐標平移機械手裝置,其特征在于,所述Z向移動組件(18)采用四導柱電動缸(2),由伺服電機驅動。9.根據權利要求1所述的輪轂噴粉工序轉換三坐標平移機械手裝置,其特征在于,所述機械手爪(9)采用氣缸(8)驅動。10.根據權利要求1所述的輪轂噴粉工序轉換三坐標平移機械手裝置,其特征在于,所述機械手裝置包括兩個抓取組件(5),所述抓取組件(5)位于所述移動臺(16)的下方,并列放置。

機械發明專利范文說明書

輪轂噴粉工序轉換三坐標平移機械手裝置

機械發明專利范文技術領域

本發明屬于輪轂噴粉工序轉換三坐標平移機械手裝置涉及汽車輪轂生產領域,是將噴粉輸送生產線上加工后的汽車輪轂轉掛到烘干爐輸送生產線上,經過三個坐標平行移動完成轉換生產工件位置全自動輸送裝置,特別涉及一種機械手爪設有隨動機構的輪轂噴粉工序轉換三坐標平移機械手裝置。

機械發明專利范文背景技術

現有輪轂噴粉后轉移工序,機械抓取部位為輪轂圓周外表面,抓取(夾持)后定位性、穩定性都較差,還會造成粉末缺失、半成品磕碰等質量問題。

輪轂在完成噴粉后及烘干前,已經噴粉的部位不能觸碰。因此選擇抓取(夾持)部位是解決問題的關鍵。另外輪轂定位存在誤差,機械手爪不能準確地抓取輪轂。

隨著汽車制造業的飛速發展,鋁合金輪轂已經被轎車普遍采用。輪轂涂裝是輪轂制造過程中重要一個環節。在油漆噴涂前,需要經過一道粉末噴涂工序,以保證整個涂層膜厚要求和最終涂裝效果和質量。粉末噴涂后需要經過烘干成膜。粉末噴涂時和烘干時所使用的治具(支具),結構不同,不能通用。粉末噴涂后需要將輪轂完好的從噴粉工藝鏈轉換到烘干工藝鏈上。在工序轉移的環節存在許多亟待解決的問題。原始方式的人工搬運,受限于勞動強度、工作環境等因素,制約著生產效率和噴粉成膜質量。之后的輔助機械搬運,由于搬運方式抓取(夾持)部位的不合理和專用機械設計的缺陷,也造成粉末缺失、半成品磕碰等質量問題經常出現。因此亟需創新設計一種工序轉換平移機械手裝置,選取一個合理的抓取(夾持)部位,從而保證輪轂在噴粉后及時、合理、有效地從噴粉工藝鏈轉移到烘干工藝鏈上。

機械發明專利范文發明內容

本發明的目的是提供一種輪轂噴粉工序轉換三坐標平移機械手裝置,抓取部位為輪轂中心孔,在機械手爪上部安裝有隨動機構,以克服輪轂定位誤差.

為了達到上述目的,本發明提出了一種輪轂噴粉工序轉換三坐標平移機械手裝置,包括主框架、安裝在所述主框架上的移動組件、和與移動組件連接的抓取組件,所述移動組件包括可以帶動所述抓取組件做左右運動的X向移動組件、可以帶動所述抓取組件做縱向運動的Y向移動組件、可以帶動所述抓取組件做上下運動的Z向移動組件,所述抓取組件包括機械手爪、隨動機構,所述隨動機構可帶動所述機械手爪在水平面獲得一定運動以克服輪轂定位誤差;

所述平移機械手裝置還包括自動識別裝置、電氣控制裝置、報警系統,所述自動識別裝置包括識別輪轂裝置、識別托盤裝置;

所述隨動機構通過上下連接板與機械手爪相連接,所述隨動機構上設有隨動機構主體,隨動機構軸承位于隨動機構主體下方,隨動機構軸承固定板的上面,隨動機構軸承內圈與隨動機構主體相接觸,外圈與隨動機構軸承固定板接觸,隨動機構主體與隨動機構軸承固定板之間不相接觸.兩者之間可通過隨動機構軸承相對滑動。

所述自動識別裝置為安裝在噴粉工藝鏈及烘干工藝鏈的驅動站上、用于讀取鏈條運動脈沖數的編碼器,以及安裝在靠近轉線機械手設備處、用于檢測輪轂支具的檢測用光電管。

所述機械手爪采用氣缸驅動。

所述機械手爪前端為抓起爪,所述抓起爪的形狀與輪轂中心孔的形狀相適應。

所述抓起爪上設有專用溝槽,所述專用溝槽處鑲嵌有耐磨橡膠條。

所述Y向移動組件為架設在所述主框架兩側邊導軌上的移動支架,設置在所述主框架上兩端的第一伺服電機;所述第一伺服電機通過雙同步帶連接所述移動支架。

所述X向移動組件為設置在所述移動支架兩側邊導軌上的移動臺,設置在所述移動支架上兩端的第二伺服電機,所述第二伺服電機通過雙同步帶連接所述移動臺。

所述隨動機構通過導柱連接到所述移動臺下方,所述隨動機構還包括摩擦副上蓋和摩擦副下座,所述摩擦副上蓋位于所述摩擦副下座上部,摩擦副上蓋能在摩擦副下座上滑動.

所述Z向移動組件采用四導柱電動缸,由伺服電機驅動。

所述機械手裝置包括兩個抓取組件,所述抓取組件位于所述移動臺的下方,并列放置。

本發明裝置的是工作方式是,汽車輪轂被放置在噴粉輸送線的支具上,經過噴粉后進入轉掛室,轉掛室內安裝平移機械手裝置用于將工件從噴粉輸送鏈上經由中間掃粉裝置轉掛至烘干爐輸送鏈上。當帶有工件的支具進入到平移機機械手的工作范圍內,平移機機械手自動識別支具上有無工件,有工件時平移機械手開始工作,平移機械手的抓取裝置下降,抓取氣動機械手爪伸進工件的中心孔,并張開抓取氣動機械手爪將工件抓緊,機械手爪張開達到足夠的抓取力抓取工件后,平移機械手抓取裝置提升至一定高度,將工件平移至中間掃粉裝置。工件被平移至中間掃粉裝置后,平移機械手抓取裝置下降,將工件放置在中間掃粉機上,抓取氣動機械手爪閉合松開工件,平移機械手抓取裝置上升。中間掃粉機完成工作后,平移機械手抓取裝置下降,抓取氣動機械手爪伸進工件的中心孔,并張開抓取氣動機械手爪將工件抓緊,平移機械手抓取裝置提升至一定高度,平移機械手裝置將工件平移至烘干爐輸送鏈上,平移機械手抓取裝置下降,抓取氣動機械手爪閉合松開工件,將工件放置在烘干爐輸送生產線的托盤上,平移機械手抓取裝置上升,回到原始位置,以此不斷循環完成兩條生產線轉掛任務。

本專利中采用Z向移動組件Z向移動組件、X向移動組件、Y向移動組件實現了機械手爪抓取位置的準確,所述Y向移動組件采用雙同步帶傳動帶動移動支架移動從而實現了縱向上的精確定位;同時橫向移動系統中的移動臺可以在移動支架上進行滑動,實現了橫向的定位。

所述機械手爪前端為抓起爪,所述抓起爪的形狀與輪轂中心孔的形狀相適應,平移機械手采用抓取輪轂的中心孔。中心孔是輪轂幾何中心,被搬運轉移的工件和整個設備系統在一個穩定的工況下運行,完成作業。

在機械手爪上部安裝有隨動機構,通過控制定位鎖緊氣動缸,可在水平面內獲得一定的運動,以克服輪轂定位誤差。機械手定位后,在抓取輪轂時由于輪轂在支具上位置相對機械手爪存在偏差時,自動補償這個偏差值。

機械手爪選擇采用氣缸模式,對于不同規格的輪轂中心孔直徑,自適應性強,在抓取爪在沿半徑方向上移動的過程中,遇到中心孔壁即停止繼續運行,無需事先設計運動行程。采用氣缸模式運動部件的反應快,有利于生產節拍的保證。同時,作為動力來的壓縮空氣,接入了用于油漆噴涂高潔凈度的氣源,不含有水等雜質,不會存在污染源,機械手雖在工件上方運行,也不擔心存在污染的隱患。

隨動機構軸承位于隨動機構主體下方,隨動機構軸承內圈與隨動機構主體相接觸,可隨隨動結構主體移動,隨動機構軸承外圈與隨動機構軸承固定板接觸,隨動機構主體與隨動機構軸承固定板之間不相接觸,可使外圈隨隨動機構軸承固定板移動,這樣,隨動機構主體可相對隨動機構固定板運動,實現了當輪轂定位誤差時,機械手爪可在水平面獲得一定的運動,以克服輪轂定位誤差.

隨動機構通過導柱連接到移動臺下方,可實現抓取組件與移動臺的連接,摩擦副上蓋相對摩擦副下座滑動,對隨動機構主體有一定的支撐作用,又實現了兩者的相對運動.

抓取爪上,設計專用溝槽用于鑲嵌耐磨橡膠條。該橡膠條,作為抓取(夾持)爪與輪轂中心孔壁間的緩沖物,既保護了輪轂中心孔壁在抓取(夾持)時不被爪的硬金屬磕碰,又增加了爪與孔間的摩擦力,保證了抓取(夾持)的穩定性。

機械手抓取裝置每套配備兩個抓取組件,可滿足不同輪轂中心孔直徑的抓取要求。

機械發明專利范文附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明輪轂噴粉工序轉換三坐標平移機械手裝置進一步說明:

圖1是本發明輪轂噴粉工序轉換三坐標平移機械手裝置整體結構示意圖。

機械發明專利范文說明書附圖1

圖2是本發明輪轂噴粉工序轉換三坐標平移機械手裝置抓取組件正視圖。

機械發明專利范文說明書附圖2

圖3是本發明輪轂噴粉工序轉換三坐標平移機械手裝置抓取組件側視圖。

機械發明專利范文說明書附圖3

如圖1所示、本發明輪轂噴粉工序轉換三坐標平移機械手裝置,包括主框架13、安裝在所述主框架13上的移動組件11、和與移動組件11連接的抓取組件5,所述移動組件11包括可以帶動所述抓取組件5做左右運動的X向移動組件15、可以帶動所述抓取組件5做縱向運動的Y向移動組件14、可以帶動所述抓取組件5做上下運動的Z向移動組件18,所述抓取組件5包括機械手爪9、隨動機構7,所述隨動機構7可帶動所述機械手爪9在水平面獲得一定運動以克服輪轂定位誤差。

所述平移機械手裝置還包括自動識別裝置、電氣控制裝置、報警系統,所述自動識別裝置包括識別輪轂裝置、識別托盤裝置。

所述自動識別裝置為安裝在噴粉工藝鏈及烘干工藝鏈的驅動站上、用于讀取鏈條運動脈沖數的編碼器,以及安裝在靠近轉線機械手設備處、用于檢測輪轂支具的檢測用光電管。

結合圖2和圖3所示,所述抓取組件12包括機械手爪9和使機械手爪9位置隨著輪轂位置適當調整的隨動機構7,所述隨動機構7位于所述機械手爪9的上方。

機械手爪9采用氣缸8驅動。

所述隨動機構7通過上下連接板22與機械手爪9相連接,所述隨動機構7上設有隨動機構主體40,隨動機構軸承19位于隨動機構主體40下方,隨動機構軸承固定板27的上面,隨動機構軸承19內圈與隨動機構主體40相接觸,外圈與隨動機構軸承固定板27接觸,隨動機構主體40與隨動機構軸承固定板27之間不相接觸.兩者之間可通過隨動機構軸承19相對滑動。

所述隨動機構7通過導柱29連接到所述移動臺16下方,所述隨動機構7還包括摩擦副上蓋43和摩擦副下蓋45,所述摩擦副上蓋43位于所述摩擦副下座45上部,摩擦副上蓋43能在摩擦副下座45上滑動。機械手爪9前端為抓起爪10,所述抓起爪10的形狀與輪轂中心孔的形狀相適應。

抓起爪10上設有專用溝槽39,所述專用溝槽39處鑲嵌有耐磨橡膠條。

所述機械手裝置包括兩個抓取組件5,所述抓取組件位于所述移動臺16的下方,并列放置。

在機械手爪9上部安裝有隨動機構7,通過控制定位鎖緊氣動缸,可在水平面內獲得6mm的運動,以克服輪轂定位誤差。

本發明輪轂噴粉工序轉換三坐標平移機械手裝置升降部分(Z軸)采用高性能四導柱電動缸,由伺服電機驅動。

從噴粉生產線向烘干生產線轉掛輪轂水平橫向移動部分(X軸),采用第二伺服電機1加減速器驅動,同步帶傳動完成。

氣動機械手抓取裝置與噴粉生產線同步運動水平跟蹤運動部分(Y軸),采用第一伺服電機6加減速器驅動,同步帶傳動實現。

氣動機械手抓取裝置每套配備兩個抓取氣動機械手爪,一套滿足輪轂中心孔直徑40-80mm抓取要求,另一套滿足輪轂中心孔直徑80-120mm抓取要求,可互換;氣爪張開力和閉合力均為3600N(0.5MPa),開/閉合時間約0.3s,空氣耗量800cm3/每次循環,允許提升重量大于35Kg。

工作時,首先,移動組件會自動識別工件的位置,并開始在工件的前進方向上進行跟蹤,并在此過程中保證移動組件的抓取裝置與工件的中心孔處于垂直線上,此過程中,噴粉輸送鏈條、移動組件在工件的前進方向上(Y軸)速度及位移始終保持一致。

當移動組件與工件完全同步后,移動組件的抓取裝置下降,抓取爪伸進工件的中心孔,并張開抓取爪將工件抓緊,爪子張開達到足夠的抓取力抓取工件7時,抓取裝置提升至一定高度,將工件平移至中間掃粉裝置(X軸運動)。此過程中鏈條無停頓。

工件被平移至中間掃粉裝置后,抓取裝置下降(Z軸下降)將工件放置在中間掃粉機上,中間掃粉機開始動作,掃除多余的粉,然后抓取裝置再次下降、提升將工件平移至烘干爐輸送鏈上方。

在工件被平移至烘干爐輸送鏈上方后,移動組件能自動識別有無可被放置工件的托盤,如無,則等待至條件滿足,如有,則移動組件開始判斷托盤的位置,并開始跟蹤托盤,此過程中,托盤的行進速度和方向與移動組件的行進速度及方向一致并進行同步,當移動組件與托盤完全同步后,抓取裝置下降,將工件放置在托盤上,收回抓取爪,上升,返回噴粉輸送鏈上方等待抓取下一個工件,以此循環工作。

移動組件械手采用抓取輪轂的中心孔。中心孔是輪轂幾何中心,首先,不論哪種規格的產品,其在噴粉支具上的定位點是相同的,坐標位置明確,通過電氣控制易于實現精確定位。其次,該點至輪轂外緣圓周質量分布均衡,從該位置抓取(夾持)后,整個輪轂質量中心處于平衡狀態,在從噴粉工藝鏈運行至烘干功能工藝鏈的工程中,工件運行平穩,機械手的受力變形微小。這樣,被搬運轉移的工件和整個設備系統在一個穩定的工況下運行,完成作業。

在噴粉工藝鏈及烘干工藝鏈的驅動站上,安裝有編碼器用于讀取鏈條運動脈沖數,同時在靠近轉線機械手設備處,還安裝有檢測用光電管,檢測輪轂支具。當輪轂支具經過光電管時,信號即被發送到機械手控制系統,系統程序啟動并與檢測到的編碼器脈沖信號比較,計算出輪轂被抓取位置脈沖數。機械手此時已經沿X軸方向運動到在輪轂噴涂工藝鏈的正上方待命,待接到指令后沿Y軸方向跟蹤輪轂同向同步前進,跟蹤達到預定位置后,機械手快速沿Z軸將手爪插入輪轂中心孔,并迅速張開抓緊輪轂將其提升。在做上訴動作的同時沿Y軸的運動仍然與鏈條保持同步。抓取輪轂后,機械手迅速沿Z軸上升同時沿X軸烘干鏈方向運動。在噴粉與烘干鏈條之間,有一掃粉裝置(固定位置),機8械手下降將輪轂放在掃粉機上進行中心孔掃粉作業。掃粉完成后,機械手爪再次將輪轂抓取,上升并沿X軸繼續向烘干鏈方向移動。達到烘干鏈正上方后,機械手開始沿Y軸方向跟蹤輪轂同向同步前進,在設計的位置將輪轂放在烘干支具上。在放置過程中,機械手的跟蹤運動仍在繼續,以保證與鏈條同步。完成輪轂轉以后,機械手沿Z軸上升,再沿X軸向噴粉工藝鏈運動,進行下一個抓取轉移作業。所述平移機械手裝置還包括電氣控制裝置、報警系統,這些裝置都是本領域通用的現有技術,本領域普通技術人員可以顯而易見的進行裝配,在此不再贅述。

需要注意的是,以上內容是結合具體的實施方式對本發明所作的進一步詳細說明,不能認定本發明的具體實施方式僅限于此,在本發明的上述指導下,本領域技術人員可以在上述實施例的基礎上進行各種改進和變形,而這些改進或者變形落在本發明的保護范圍內。

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