机器人用电子产品柔性线穿线抓手的制作方法

1.本实用新型涉及机械手技术领域，尤其涉及机器人用电子产品柔性线穿线抓手。


背景技术：

2.在led灯具生产中，处于行业中游的封装厂商起到了承上启下的作用。其中电气配线是一个比较常见且繁琐的工艺。虽然其工艺本身并不具备高深的技术要求，但由于其产品规格多，生产节拍快，动作连贯性高的特点，目前主要还是采用人工方法进行作业，极大的影响了现场生产效率的提高和自动化程度。
3.而之所以无法采用机器人取代人工，最主要的问题是：1、穿线动作复杂，例如将线缆进行剥线、切断、插入产品卡口等，单纯依靠机器人完成会导致作业程序编写、示教困难；2、机器人独立作业无法满足生产节拍；3、由于工艺特殊性很难设计辅助的工装，治具或现场改造难度大。
4.若采用多台机器人协同作业的方式，存在以下缺点：1、狭小空间无法完成布局；2、投入成本较高；3、机器人协调动作调试难度高。
5.为了解决上述技术问题，亟需设计一种高度集成的依附于机器人的专用自动抓手。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供机器人用电子产品柔性线穿线抓手，可以自动完成线缆的送料、剥线、剪线动作，自动化程度高，可以极大地提高生产效率，送线、剥线误差小、精度高，具备较高的工艺可靠性。
7.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
8.机器人用电子产品柔性线穿线抓手，包括：
9.主体支撑机构：其包括主体支架，所述主体支架上滑动设置有升降座和用于驱动升降座上下移动的升降装置；
10.送料机构：其包括送料支架、送料电机、固设于送料电机的送料连接板、设置于送料连接板上端的齿轮组引线器，所述送料支架横向滑动设置于升降座上，所述送料电机滑动设置于送料支架上，所述送料连接板的下端设置有送料导线板；
11.剪线机构：其包括剪线纵向气缸、剪线竖板、剪线连接块、剪线引导板，所述剪线纵向气缸固设于送料支架上，所述剪线竖板固设于剪线纵向气缸的输出端，所述剪线连接块固设于送料支架的下端，所述剪线引导板固设于剪线连接块上；
12.夹紧机构：其包括夹紧支座、夹紧支撑板、夹紧钳、夹紧纵向气缸，所述夹紧支座固定设置于主体支架上，所述夹紧支撑板固定连接于夹紧支座靠近剪切引导板的一侧，所述夹紧钳设置有两个且均铰接连接于夹紧支撑板的同一侧，两个所述夹紧钳的顶端均与夹紧纵向气缸的输出端滑动连接；
13.下压机构：其包括下压纵向气缸、下压支架、压实头，所述下压纵向气缸固设于主
体支架上，所述下压支架与下压纵向气缸的输出端固定连接，所述压实头连接于下压支架的底部。
14.进一步设置为：所述升降装置包括固设于主体支架的升降电机，所述升降电机传动连接有丝杆，所述丝杆上设置有升降滑块，所述升降滑块和升降座固定连接，所述主体支架上固设有纵向滑轨，所述升降座和纵向滑轨滑动连接。
15.进一步设置为：所述齿轮组引线器包括引线保护盒，所述引线保护盒内设置有用于牵引线缆的引线器，所述引线器和送料电机的输出轴相连接，所述引线保护盒的顶部和底部分别设置有进料口和出料口。
16.进一步设置为：所述剪线引导板开设有导线孔，所述送料导线板上开设有送料通道，所述送料通道的一端朝向引线保护盒的出料口且送料通道与引线保护盒的出料口上下对齐，另一端朝向导线孔且与之水平对齐。
17.进一步设置为：所述剪线引导板上开设有安装槽，所述剪线竖板滑动嵌设于安装槽内且其底部可拆卸连接有第一剪切头和第二剪切头，所述剪线引导板的底部开设有供第一剪切头滑动通过的第一通道和供第一剪切头滑动通过的第二通道。
18.进一步设置为：所述夹紧钳背向夹紧支撑板的一侧于其顶端开设有导向滑槽，所述夹紧纵向气缸的输出端固定有夹紧滑块，所述夹紧滑块上固设有两个导向滑块，两个所述导向滑块分别与两个导向滑槽滑动连接。
19.进一步设置为：所述升降座上还设置有用于同时驱动送料机构和剪切机构左右移动的第一横向驱动机构，所述第一横向驱动机构包括固设于升降座的第一横向气缸，第一横向气缸的输出端通过第一连接板与送料支架固定连接，所述升降座背向第一横向气缸的一侧固设有第一横向滑轨，所述送料支架与第一横向滑轨滑动连接。
20.进一步设置为：所述送料支架上设置有用于驱动送料机构左右移动的第二横向驱动机构，所述第二横向驱动机构包括固设于送料支架的第二横向气缸，所述第二横向气缸的输出端与送料连接板固定连接，所述送料连接板和送料导线板之间设置有导向块；送料支架的上端固设有第二横向滑轨，所述送料电机的底部与第二横向滑轨滑动连接。
21.进一步设置为：所述剪线连接块上横向固设有送料导向杆，所述送料导向杆的末端贯穿导向块。
22.进一步设置为：穿线抓手还包括废料回收机构，所述废料回收机构包括固设于下压纵向气缸的回收支架、固设于回收支架的回收箱、吸引管，所述回收箱内设置有真空泵，所述吸引管的一端连接回收箱，另一端延伸至剪切竖板的底部；所述夹紧机构还包括夹紧稳定杆，所述夹紧稳定杆的一端固定连接于回收支架的底部，另一端贯穿下压支架并与夹紧支撑板连接。
23.相对于现有技术，本实用新型的有益技术效果为：
24.1、本实用新型通过送料机构可以自动完成线缆的送料，通过剪线机构和下压机构可以自动完成不同的剥线、插线作业，自动化程度高，可以极大地提高生产效率，送线和剥线的误差小、精度高，具备较高的工艺可靠性。
25.2、针对不同规格的线缆，剪线引导板、第一剪切头、第二剪切头以及压实头可随时更换，提高了本实用新型的通用型和实用性。
26.3、线缆吐出速度在800mm/s-2000mm/s内可调，具有较高的运行节拍，机械结构简
单，布局紧凑，并且利于维护保养。
27.4、通过真空泵将回收箱内腔形成负压，最后剪下的线皮和铜渣通过吸引管吸走和清除，能够高效收集加工废料，从而避免污染，保证操作环境的洁净。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本实用新型的整体结构示意图；
30.图2为本实用新型的主视图；
31.图3为本实用新型的后视图；
32.图4为本实用新型中剪线机构的结构示意图；
33.图5为图4中a部的放大示意图；
34.图6为本实用新型中下压机构的结构示意图；
35.图7为本实用新型的左视图。
36.附图标记：100、主体支撑机构；110、主体支架；111、连接法兰；120、升降座；130、升降电机；131、io接口；140、丝杆；150、轮罩；160、升降滑块；170、纵向滑轨；200、送料机构；210、送料支架；220、送料电机；230、送料连接板；240、引线保护盒；241、进料口；250、送料导线板；251、送料通道；300、剪线机构；310、剪线纵向气缸；320、剪线竖板；330、剪线连接块；340、剪线引导板；341、导线孔；342、第一通道；343、第二通道；350、第一剪切头；360、第二剪切头；400、夹紧机构；410、夹紧支座；420、夹紧支撑板；430、夹紧钳；431、导向滑槽；450、夹紧纵向气缸；460、夹紧滑块；470、导向滑块；480、夹紧稳定杆；500、下压机构；510、下压纵向气缸；520、下压支架；530、压实头；600、第一横向驱动机构；610、第一横向气缸；620、第一连接板；630、第一横向滑轨；700、第二横向驱动机构；710、第二横向气缸；720、导向块；730、第二横向滑轨；740、送料导向杆；800、废料回收机构；810、回收支架；820、回收箱。
具体实施方式
37.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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。
38.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地
连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.实施例1
41.参照图1-图3，为本实用新型公开的机器人用电子产品柔性线穿线抓手，包括主体支撑机构100、送料机构200、剪线机构300、夹紧机构400和下压机构500，送料机构200、剪线机构300、夹紧机构400和下压机构500沿线缆的送料方向依次设置。其中，主体支撑机构100包括主体支架110，主体支架110上滑动设置有升降座120和用于驱动升降座120上下移动的升降装置。升降装置包括固设于主体支架110的升降电机130，升降电机130通过皮带轮组传动连接有丝杆140，皮带轮组包括轮罩150，轮罩150内设置有通过皮带连接的第一皮带轮和第二皮带轮（附图未示出，但本领域技术人员可以明了），升降电机130的输出端连接第一皮带轮，第二皮带轮通过轮轴连接丝杆140。丝杆140上设置有升降滑块160，升降滑块160和升降座120固定连接，主体支架110上固设有纵向滑轨170，升降座120和纵向滑轨170滑动连接。升降电机130采用伺服电机，升降电机130驱动丝杆140转动，通过丝杆140和升降滑块160的联动，从而实现升降座120的上下移动。
42.送料机构200包括送料支架210、送料电机220、固设于送料电机220的送料连接板230、设置于送料连接板230上端的齿轮组引线器，送料支架210沿水平方向滑动设置于升降座120上，送料电机220沿水平方向滑动设置于送料支架210上，送料连接板230的下端设置有送料导线板250。齿轮组引线器包括引线保护盒240，引线保护盒240内设置有用于牵引线缆的引线器，引线器和送料电机220的输出轴相连接，引线保护盒240的顶部和底部分别设置有上下对齐的进料口241和出料口（附图未示出，但本领域技术人员可以明了）。
43.送料电机220采用伺服电机，线缆从进料口241伸入并绕设于引线器上，送料电机220驱动引线器转动，通过引线器的牵引力将线缆从出料口处引出，线缆吐出速度在800mm/s-2000mm/s内可调，送线精度误差小于1mm。
44.参照图3和图4，剪线机构300包括剪线纵向气缸310、剪线竖板320、剪线连接块330、剪线引导板340，剪线纵向气缸310固设于送料支架210上，剪线竖板320固设于剪线纵向气缸310的输出端，剪线连接块330固设于送料支架210的下端，剪线引导板340通过螺栓固设于剪线连接块330上。剪线引导板340沿水平方向开设有导线孔341，送料导线板250上开设有送料通道251，送料通道251的一端朝向引线保护盒240的出料口且与之上下对齐，另一端朝向导线孔341且与之水平对齐。结合图5，剪线引导板340上开设有安装槽，剪线竖板320滑动嵌设于安装槽内且其底部通过螺栓可拆卸连接有第一剪切头350和第二剪切头360，第一剪切头350和第二剪切头360的末端设有v型切口，剪线引导板340的底部开设有供第一剪切头350滑动通过的第一通道342和供第一剪切头350滑动通过的第二通道343。
45.线缆从送料通道251伸入导线孔341内，剪线纵向气缸310驱动剪线竖板320沿安装槽向下移动，带动第一剪切头350和第二剪切头360向下移动，从而对线缆完成剥线或切断动作。可以满足0.75mm
2-1.5mm2等常规单芯线径剥线需求，并且针对不同线径的线缆，剪线引导板340、第一剪切头350和第二剪切头360可随时更换，剥线长度可调，剥线精度误差小于1mm。
46.参照图6，夹紧机构400包括夹紧支座410、夹紧支撑板420、夹紧钳430、夹紧纵向气
缸450，夹紧支座410固定设置于主体支架110上，夹紧支撑板420固定连接于夹紧支座410靠近剪切引导板的一侧，夹紧钳430设置有两个且均铰接连接于夹紧支撑板420的同一侧，两个夹紧钳430的顶端均与夹紧纵向气缸450的输出端滑动连接。夹紧钳430背向夹紧支撑板420的一侧于其顶端开设有导向滑槽431，夹紧纵向气缸450的输出端固定有夹紧滑块460，夹紧滑块460上固设有两个导向滑块470，两个导向滑块470分别与两个导向滑槽431滑动连接。
47.剪线完成后，夹紧纵向气缸450驱动夹紧滑块460沿着导向滑槽431向下滑动，带动两个夹紧钳430的下端相互靠近，从而实现对线缆的夹持。
48.参照图2，下压机构500包括下压纵向气缸510、下压支架520、压实头530，下压纵向气缸510固设于主体支架110上，下压支架520与下压纵向气缸510的输出端固定连接，下压支架520的底部开设有安置槽，压实头530嵌设于安置槽内并通过螺栓固定连接于下压支架520的底部。压实头530可根据线缆的不同规格进行更换，同时压实头530的高度可以调节，适应性更强。
49.夹紧机构400夹持线缆插入产品卡扣内，下压纵向气缸510驱动下压支架520向下移动，带动压实头530将线缆压实。
50.参照图2，升降电机130和送料电机220均采用伺服电机，伺服电机通过io接口131连接plc控制器，通过plc控制器对穿线抓手的动作进行控制。
51.继续参照图2，主体支架110的顶部还设置有连接法兰111，通过连接法兰111可以将穿线抓手固定于机器人上。
52.本实施例的工作原理及有益效果为：
53.首先，线缆从进料口241伸入并绕设于引线器上，送料电机220驱动引线器转动，通过引线器的牵引力将线缆从出料口处引出，送料电机220可以高速送出指定长度的线缆。接着，送料电机220继续按照预先设定好的速度匀速送出线缆，线缆从送料通道251伸入导线孔341内，线缆移动到位后，送料电机220停止送料，剪线纵向气缸310驱动剪线竖板320沿安装槽向下移动，带动第一剪切头350和第二剪切头360向下移动，v型切口对线缆进行剥线或切断动作。剪线完成后，夹紧纵向气缸450驱动夹紧滑块460沿着导向滑槽431向下滑动，带动两个夹紧钳430的下端相互靠近，夹持线缆插入产品卡扣内，下压纵向气缸510驱动下压支架520向下移动，带动压实头530将线缆压实。
54.相对于现有技术，机器人通过io信号与穿线抓手进行交互，穿线抓手则依据预设的程序完成整个作业。调试时，作业者只需要在机器人动作程序中根据实际需要设置好指定信号而无需进行额外的编程。同时穿线抓手具有较高的运行节拍，机械结构简单，布局紧凑，利于维护保养。
55.实施例2
56.参照图3和图7，本实施例与上述实施例的不同之处在于，升降座120上还设置有用于同时驱动送料机构200和剪线机构300左右移动的第一横向驱动机构600，第一横向驱动机构600包括固设于升降座120的第一横向气缸610，第一横向气缸610的输出端通过第一连接板620与送料支架210固定连接，升降座120背向第一横向气缸610的一侧固设有第一横向滑轨630，第一横向滑轨630位于升降座120和送料支架210之间，送料支架210与第一横向滑轨630滑动连接。
57.第一横向气缸610通过第一连接板620驱动送料支架210沿第一横向滑轨630左右移动，由于剪线连接板和送料支架210固定连接，进而同时带动送料机构200和剪线机构300左右滑动，从而调节剪线导向板底端和夹紧钳430底端之间的距离。
58.实施例3
59.参照图2和图7，本实施例与上述实施例的不同之处在于，送料支架210上设置有用于驱动送料机构200左右移动的第二横向驱动机构700，第二横向驱动机构700包括固设于送料支架210的第二横向气缸710，第二横向气缸710的输出端与送料连接板230固定连接，送料连接板230和送料导线板250之间设置有导向块720。送料支架210的上端固设有第二横向滑轨730，送料电机220的底部与第二横向滑轨730滑动连接。剪线连接块330上沿水平方向固设有送料导向杆740（图4中示出），送料导向杆740的末端贯穿导向块720，通过送料导向杆740提高了送料机构200左右移动的稳定性和直线度。
60.第二横向气缸710驱动送料连接板230左右移动，带动送料电机220沿第二横向滑轨730左右移动，进而调节送料导线板250底端与剪线引导板340底端之间的距离。
61.实施例4
62.参照图1，本实施例与上述实施例的不同之处在于，穿线抓手还包括废料回收机构800，废料回收机构800包括回收支架810、回收箱820、吸引管（附图中未示出，但本领域技术人员可以明了），回收支架810固设于下压纵向气缸510上，回收箱820固设于回收支架810上，回收箱820内设置有真空泵，吸引管的一端连接回收箱820，另一端延伸至剪切竖板的底部。通过真空泵将回收箱820内腔形成负压，最后剪下的线皮和铜渣通过吸引管吸走和清除，能够高效收集加工废料，从而避免污染，保证操作环境的洁净。
63.夹紧机构400还包括夹紧稳定杆480，夹紧稳定杆480的一端固定连接于回收支架810的底部，另一端贯穿下压支架520并与夹紧支撑板420连接。夹紧稳定杆480提高了夹紧支撑板420的结构强度，保证夹紧机构400运行的稳定性。
64.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。