[发明专利]轮毂五轴搬运机器人及夹持机械手

说明书

技术领域

本发明涉及自动化设备领域，尤其是一种用于铝合金轮毂生产制造的五轴搬运机器人及夹持机械手。

背景技术

目前，在轮毂的生产加工过程中，一般通过人工搬运于各工序之间，不仅费时费力，劳动强度大，效率低下，还容易碰伤轮毂表面，影响轮毂的美观。在一些轮毂生产线上亦有采用通用六轴关节机器人实现轮毂的搬运作业，但由于轮毂重量较重，因而需要选用重载（60kg以上）的六轴关节机器人，并在机器人末端执行器安装专用的轮毂夹持工具，这种通用的六轴工业机器人设备昂贵，编程复杂，且限于机械臂的摆动角度，不能实现大行程范围内的轮毂搬运作业。

发明内容

本申请人针对上述现有生产中轮毂上下料搬运中存在的缺点，提供一种结构合理的铝合金轮毂的五轴搬运机器人及夹持机械手，从而能够方便、可靠的完成铝合金轮毂的上料、下料、搬运、翻转、交换等作业工序，且可以方便地集成于自动化生产线，适应轮毂先进生产线升级改造的需求。

本发明所采用的技术方案如下：

一种轮毂五轴搬运机器人，包括桁架、X轴驱动系统、Y轴驱动系统、Z轴驱动系统、C轴驱动系统、A轴驱动系统和夹持机械手；所述X轴驱动系统安装于桁架上，Y轴驱动系统通过XY轴联接板横跨安装在X轴驱动系统上，Z轴驱动系统通过YZ轴联接板竖直安装在Y轴驱动系统；X轴驱动系统、Y轴驱动系统与Z轴驱动系统相互正交，构成XYZ直角坐标机器人；在Z轴驱动系统的底部依次设置C轴驱动系统与A轴驱动系统，C轴驱动系统与A轴驱动系统之间通过CA轴联接法兰联接，A轴驱动系统的输出轴连接夹持机械手。

作为上述技术方案的进一步改进：所述X轴驱动系统与Y轴驱动系统均采用双轴同步驱动方式，X轴驱动系统由X轴驱动电机驱动X轴主动驱动模组，通过X轴同步驱动轴带动X轴从动驱动模组，实现X轴主动驱动模组与X轴从动驱动模组的同步运动；Y轴驱动系统和X轴驱动系统通过XY轴联接板联接，Y轴驱动系统由Y轴驱动电机驱动Y轴主动驱动模组，通过YZ轴联接板带动Y轴从动驱动模组，实现Y轴主动驱动模组与Y轴从动驱动模组的同步运动。

所述Z轴驱动系统上设置Z轴直线导轨，由Z轴驱动电机驱动齿轮齿条机构实现Z向垂直运动。

所述C轴驱动系统中由C轴驱动电机驱动C轴蜗轮蜗杆传动系统实现绕Z轴的旋转运动。

所述A轴驱动系统中由A轴驱动电机驱动双输出轴直角减速机，驱动夹持机械手绕A轴的旋转运动。

所述夹持机械手设置有前后两个，分别安装在A轴驱动系统的两输出轴。

一种轮毂夹持机械手，由上夹具座、下夹具座、左指型夹爪和右指型夹爪组成，左指型夹爪和右指型夹爪的指根部通过枢转轴枢接在上夹具座的外端；在上夹具座中轴线上固定有指型气缸，指型气缸连接推杆，推杆的两端设置有导向套，导向套与导向杆精密滑动配合，导向杆通过导向杆座固定在下夹具座上，推杆前部对称联接一对连杆，连杆一端通过内铰接轴与推杆枢接，另一端通过外铰接轴与左指型夹爪和右指型夹爪枢接。

作为上述技术方案的进一步改进：所述左指型夹爪和右指型夹爪内侧固定有橡胶垫块。

本发明的有益效果如下：

本发明的轮毂搬运机器人通过在XYZ直角坐标机器人的末端设置具有前后两个旋转运动自由度的夹持机械手，可实现铝合金轮毂X、Y、Z、C、A五个方向的运动控制，其中XYZ三轴直角坐标机器人实现轮毂在不同生产线之间的搬运、轮毂加工设备（轮毂去毛刺工位或磨削抛光设备）的上料，下料等工序；C轴用于实现加工完成轮毂与待加工轮毂之间的工位交换；A轴用于实现轮毂正反面180o翻转动作。因此，轮毂五轴搬运机器人可以灵活地在多个轮毂输送生产线间搬运铝合金轮毂，并可将所夹持的轮毂送入去毛刺工位或磨削抛光工位，实现轮毂的上料、下料、搬运、翻转、交换等作业工序。

本发明的轮毂搬运机器人A轴输出轴设置两个夹持机械手，实现去毛刺或磨抛加工完成的轮毂与待加工轮毂的同步翻转与快速工位交换，减小轮毂上下料的备料等待时间，提高轮毂上下料的工作效率。