本发明涉及一种产品加工领域应用的小型机械手爪及使用方法。
背景技术：
在圆形或多边形等产品加工过程中，通常需要将产品使用多个加工机器进行多次加工操作。工作人员将产品拿至所需加工机器上，进而实现加工操作，当产品加工完成后进行拿取并进行下一操作工序。人工拿取的方式生产效率较低，产品拿取精度不高，且工作繁琐增大了其生产压力，不利于生产的持续进行。在工作人员进行持续的操作时容易造成注意力的下降，不利于产品质量的保持以及工作人员的人身安全的保证。在现在的生产生活中，工作人员在生产机器与产品放置区之间设置有抓取工具，对产品进行逐一的拿取，对工作人员的工作强度进行了降低，但是工作效率较低，工作局限性较大，不利于生产效率的保障。
如实用新型cn201620159777.7涉及气动机械手，尤其是涉及一种气动机械手手爪。所述的手爪连接座上设置手爪驱动气缸，所述的手爪驱动气缸上的活塞杆通过设置接头座与推拉杆相连接，所述的接头座的外部设置安装套筒，所述的安装套筒内通过设置松弛弹簧与推拉杆及安装套筒相接触，所述的推拉头上分别通过铰接设置三个铰链，所述的手爪安装座上分别通过铰接设置三个机械手副指节和三个机械手指节，所述的三个铰链分别与三个机械手指节相铰接，所述的机械手指节上通过铰接设置机械手卡爪，所述的三个机械手副指节分别与三个机械手指节上的机械手卡爪相铰接。该实用新型可灵活地完成夹取各种不同工件的动作，同时具有结构简单、小巧、紧凑、美观和成本低的特点。但是每次操作过程的工作效率较低，不利于工作进程的保证。
技术实现要素：
本发明解决的技术问题是提供一种有效提高手爪使用范围的小型机械气动手爪。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
小型机械气动手爪，包括与机械手臂连接的固定件和夹爪机构，还包括滑动机构和旋转机构，所述固定件设置有轨道，所述滑动机构沿轨道作往复运动，所述旋转机构包括与滑动机构固定连接的安装部和与若干夹爪机构连接的旋转壳体，所述夹爪机构包括待加工产品拿取夹爪和成品拿取夹爪。
该小型机械气动手爪在使用过程中，机械臂将小型机械气动手爪移动至相对应的位置，进而通过滑动件将夹爪位置进行精度调整。且本发明将夹爪分为待加工产品拿取夹爪和成品拿取夹爪，则可以通过旋转机构的运动将待加工产品拿取夹爪和成品拿取夹爪的位置进行调整，有效提高了该小型机械气动手爪的单次运作的拿取效率，定位精度高，降低了工作人员工作强度，同时对生产成本实现了降低，保证了资源的合理利用。
进一步的是，所述待加工产品拿取夹爪和成品拿取夹爪为气动手爪，所述气动手爪包括与产品相适配的夹具和控制夹具工作的气动手爪缸。
进一步的是，所述固定件为燕尾型构件，所述燕尾型构件包括固定端和设置有轨道的连接端，所述轨道为燕尾型滑槽，所述滑动机构包括气缸和与燕尾型滑槽相匹配的滑动件，所述气缸包括移动端和安装端，所述安装端与燕尾型滑槽的端部固定连接，所述移动端与滑动件固定连接，所述滑动件设置在燕尾型滑槽内，所述滑动件随移动端沿燕尾型滑槽作往复运动，所述移动端固定设置有用于安装旋转机构的安装板。
进一步的是，所述燕尾型滑槽设置有用于限制滑动件移动范围的限位结构。
进一步的是，所述滑动件为导轨滑块或铰链。
进一步的是，所述旋转机构为旋转气缸或伺服电机。
小型机械气动手爪使用方法，其使用方法如下：
a)机械臂将小型机械气动手爪移动至待加工产品放置位置的上方；
b)接收拿取命令，待加工产品拿取夹爪对待加工产品进行拿取；
c)小型机械气动手爪向上移动至相应高度，平移至加工机器的夹取有加工成品的主轴夹爪相应位置，并将小型机械气动手爪下降至主轴夹爪正前方；
d)旋转机构将成品拿取夹爪旋转朝向主轴夹爪，滑动机构朝向加工机器的主轴夹爪移动；
e)成品拿取夹爪将位于加工机器的主轴夹爪上的加工成品进行夹持操作，加工机器的主轴夹爪解除相应产品的夹持操作，滑动机构返回运动原点；
f)旋转机构将拿取有待加工产品的待加工产品拿取夹爪朝向加工机器的主轴夹爪，滑行件朝向加工机器的主轴夹爪移动；
g)待加工产品拿取夹爪将待加工产品放置入加工机器的主轴夹爪内，加工机器主轴夹爪夹紧后，待加工产品拿取夹爪解除相应产品的夹持操作，滑动机构返回运动原点；
h)小型机械气动手爪向上移动至相应高度，平移至加工成品放置位；
i)拿取有加工成品的成品拿取夹爪将加工成品放置在加工成品放置位；
j)重复步骤a)至i)，直至产品拿取结束。
本发明的有益效果是：
1、待加工产品拿取夹爪和成品拿取夹爪相配合的设置，使机械手在使用过程中可以同时进行待加工产品和加工成品进行操作，提高了工作效率，且定位精度高，降低了生产成本，同时该夹爪位置可以通过旋转机构进行位置的调整，有效保证了产品的取放操作过程的稳步进行，避免了操作人员对产品的运输操作，实现了工作强度的降低；
2、滑动件的设置，避免了机械手的较大结构对夹爪适用范围的影响，提高了夹爪的使用可靠性，为夹爪的精确运行提供了保障；
3、所述气动手爪的设置，有效提高了该装置的稳定使用效果，且工艺美观大方，为抓取不同尺寸规格的产品提供了保障，扩大了其产品拿取多样性；
4、燕尾型构件的使用，提高了该机械手手爪的可拆卸性，保证了机械手手爪的维修、更换效率，为机械手手爪的稳定工作提供了保障。
附图说明
图1为本发明的小型机械气动手爪的连接结构主视图；
图2为本发明的小型机械气动手爪的连接结构侧视图；
图中标记为：固定件1，固定端11，连接端12，燕尾型滑槽13，滑动件14，夹爪机构2，待加工产品拿取夹爪21，成品拿取夹爪22，滑动机构3，气缸31，移动端32，安装端33，安装板34，旋转机构4。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
所述小型机械气动手爪结构如图1所示，该固定件1为长方体结构。此时固定件1的固定端11通过螺栓与机械手臂固定连接。与固定端11相对的连接端12穿凿有横截面为燕尾型的轨道，同时在轨道内设置有与其横截面相匹配的滑动件14。该燕尾型滑槽13的横截面如图2所示，该滑槽具有较大的容纳部和小于容纳部宽度的开口部。此时滑动件14为形状与其相匹配的导轨滑块，较大端部放置在容纳部，同时较小端部放置在开口部位置，则滑动件14无法从滑槽的开口部掉落。此时该滑动件14可以通过铰链实现。
滑动机构3的驱动通过气缸31实现。气缸31的安装端33通过螺栓与连接片连接，连接片的另一端与燕尾型滑槽13的端部连接。即气缸31通过连接片与固定件1的端部进行固定连接。在气缸31运动过程中，移动端32进行伸缩往复运动，将移动端32的运动方向设置为与轨道的开设方向设置为相同。滑动件14与移动端32进行连接，滑动件14在移动端32的推动过程中在燕尾型滑槽13内实现往复移动。为保证移动效果，在燕尾型滑槽13的端部设置有挡板，滑动件14在移动端32的推动作用下移动至挡板处，会实现滑动件14运动的停止，进而避免了滑动件14在移动过程中的掉落，为滑动机构3和固定件1的配合关系提供了保障。
固定件1和滑动机构3除上述连接方式，可以设置为固定件1连接端12的两侧端部设置有相对应的凹槽，滑动机构3的相对两侧延伸连接有两个铰链或导轨滑块。铰链或导轨滑块朝向凹槽设置位置设置有相契合的延伸板。固定件1和滑动机构3通过铰链或导轨滑块把延伸板与凹槽进行卡接，此时滑动机构3沿两侧凹槽实现往复运动。
同时在移动端32的远离滑动件14的端部连接有板状结构，该板状结构随移动端32的移动进行往复运动。此时将90度旋转气缸的供气组件固定安装在板状结构的安装板34上，旋转壳体上通过螺栓连接有两个夹爪机构2。该两个夹爪机构2如图1所示，待加工产品拿取夹爪22与成品拿取夹爪21的设置呈直角设置。通过旋转气缸的转动将待加工产品拿取夹爪22和成品拿取夹爪21进行位置的转换。当进行夹爪机构2的应用时，小型机械气动手爪在机械臂的带动下可以移动至该拿取相应位置。同时夹爪机构2在滑动机构3的带动下可以朝向待操作位置进行精度调整，避免了机械手爪整体较大或机械臂运动局限性而导致的产品夹取的不稳定状况的出现。滑动机构3将夹爪机构2驱动至产品相对应的位置，有效保证了产品的拿取和放置效果，降低了生产故障率。到达相应位置的夹爪机构2通过旋转机构4的角度调整，进而实现不同的夹爪机构2的夹取或放置操作，避免了夹爪机构2相对位置的局限性，提高了该气动手爪的使用率。所述旋转结构4也可以设置为180度或90度旋转气缸，此时待加工产品拿取夹爪22和成品拿取夹爪21可实现180度或90度的位置转换，相对的夹爪机构2的数量以及尺寸可以进行相对的改变，以保证该夹爪对产品的适用，有效提高了夹爪机构2的使用灵活性，扩大了该手爪的使用范围，降低了生产成本的应用。
将上述待加工产品拿取夹爪22和成品拿取夹爪21选用三爪气动手爪。该气动手爪根据产品型号选用相适配的三个手指组成的夹具。此时气动手爪缸的活塞往复直线运动带动手爪相连的曲柄连杆，同时对三个手指进行驱动操作。当待加工产品拿取夹爪21在机械臂的驱动作用下移动至待加工产品的上方时，待加工产品拿取夹爪21中的气缸活塞驱动三个手指同时进行张开运动，当待加工产品放置进入待加工产品拿取夹爪22的手指包围范围内时，气缸活塞驱动三个手指进行闭合操作，进而完成产品拿取操作。夹取有产品的机械手爪在机械臂的驱动操作下移动至加工产品机器相对位置，进而通过三个手指的张开将待加工产品进行放置。同时成品拿取夹爪21的三个手指在气缸的驱动下进行打开操作，进而对加工成品进行拿取并完成放置。此设置方式仅使用一个机械手爪就可以完成对待加工产品和加工成品的加工和拿取操作，有效提高了机械手的使用范围，降低了生产成本，且降低工作人员的劳动强度，对生产效率实现了显著的提高。上述气缸手爪根据产品的形状可采用二爪或四爪的夹具等。该气动手爪可以将不同型号的产品实现稳定拿取，有效提高了产品拿取效率以及小型机械气动手爪的适用范围，对成本的投入实现了控制。
小型机械气动手爪使用方法如下：
a)机械臂将该小型机械气动手爪移动至待加工产品放置位置的上方；
b)接收拿取命令，待加工产品拿取夹爪22对待加工产品进行拿取；
c)小型机械气动手爪向上移动至相应高度，平移至加工机器的夹取有加工成品的主轴夹爪相应位置，并将小型机械气动手爪下降至主轴夹爪正前方；
d)旋转机构4将成品拿取夹爪21旋转朝向加工机器的主轴夹爪，滑动机构3朝向加工机器的主轴夹爪移动，使成品拿取夹爪21与加工机器的主轴夹爪相靠近，有效提高了运动过程的精度需求，避免了各装置之间的碰撞损坏；
e)成品拿取夹爪21的位置与加工成品相对应时，加工机器主轴夹爪松开后，成品拿取夹爪21将位于加工机器的主轴夹爪上的加工成品进行拿取，滑动机构3驱动成品拿取夹爪3返回到运动原点；
f)旋转机构4将拿取有待加工产品的待加工产品拿取夹爪22朝向加工机器的主轴夹爪，滑行件3朝向加工机器的主轴夹爪移动，进而使待加工产品与加工机器的主轴夹爪相靠近；
g)待加工产品拿取夹爪22将待加工产品放置入加工机器的主轴夹爪内，加工机器主轴夹爪夹紧后，待加工产品拿取夹爪22解除该产品的夹持操作，在滑动机构3的驱动作用下带动夹爪机构2返回运动原点，此时完成了待加工产品放置进入加工机器而对过程；
h)小型机械气动手爪向上移动至相应高度，平移至加工成品放置位；
i)拿取有加工成品的成品拿取夹爪21将加工成品放置在加工成品放置位，进而完成了加工成品的存储操作；
j)重复a至i步骤，直至产品拿取结束。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。