一种注塑金属件送料机械手的制作方法

本实用新型涉及自动化设备领域，尤其涉及一种注塑金属件送料机械手。

背景技术：

对金属件进行注塑，是目前市面上常见的一种生产加工工序。只要将金属件放到注塑模具的模腔内即可。目前，市面上通常采用机械手将金属件送至模具模腔内，而由于现有机械手在结构设计上的局限性，导致在送料的过程中，常会出现卡顿、不稳定等现象，影响送料效率。

技术实现要素：

针对上述不足，本实用新型的目的在于提供一种注塑金属件送料机械手，实现有序、顺畅、稳定送料操作，利于提高送料效率。

本实用新型为达到上述目的所采用的技术方案是：

一种注塑金属件送料机械手，其特征在于，包括一横向平移驱动组件、一升降驱动组件、分别连接于升降驱动组件与横向平移驱动组件的一摆动驱动组件、及连接于摆动驱动组件的一吸附组件，其中，所述吸附组件包括一吸附大基板、垂直设置于吸附大基板端部上的一吸附小基板、设置于吸附大基板上的至少一大吸盘、及设置于吸附小基板上且连接于真空发生器的至少一第一真空吸嘴。

作为本实用新型的进一步改进，在所述大吸盘下端面上分别开设有位于中心位置的一中心凹槽、及位于中心凹槽外围的数个侧凹槽，在该中心凹槽内凸设有一中心定位轴，在该侧凹槽内设置有连接于真空发生器的一第二真空吸嘴；同时，在所述大吸盘端面上设置有相对应的两个定位凸起。

作为本实用新型的进一步改进，所述摆动驱动组件包括连接于升降驱动组件的输出轴下端的一摆动驱动气缸、设置于摆动驱动气缸下端的一安装基座、连接于摆动驱动气缸的输出轴下端部且嵌入安装基座内的一伸缩杆、设置于安装基座上的一中心转轴、套设于中心转轴外围且连接于吸附大基板的一转动套、及转动连接于伸缩杆下端部且连接于转动套的一摆动连接块。

作为本实用新型的进一步改进，所述横向平移驱动组件包括一平移驱动气缸、一平移滑轨、及滑动设置于平移滑轨上且连接于安装基座的一平移滑座，其中，该平移滑座连接于平移驱动气缸的输出轴端部上。

作为本实用新型的进一步改进，所述升降驱动组件包括一升降驱动气缸、及连接于升降驱动气缸的输出轴端部且连接于摆动驱动气缸的一升降驱动轴。

本实用新型的有益效果为：通过由横向平移驱动组件、升降驱动组件、摆动驱动组件与吸附组件相结合组成送料机械手，具体由横向平移驱动组件与升降驱动组件相结合，使得吸附组件能够发生横向与纵向移动动作，以便于吸附组件能够准确且稳定的吸附金属件，在上料盘机构、取料定位校正机构、红外校正机构与模具模腔之间移动；而通过由摆动驱动组件带动吸附大基板与吸附小基板在竖直状态与水平状态之间摆动切换，从而实现采用大吸盘与吸附小基板上的第一真空吸嘴对金属件进行吸附的切换，使得整个送料过程能够有序、顺畅、稳定的进行，利于提高送料效率。

上述是实用新型技术方案的概述，以下结合附图与具体实施方式，对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型中注塑金属件送料机械手的一结构示意图；

图2为本实用新型中注塑金属件送料机械手的另一结构示意图；

图3为本实用新型中大吸盘的结构示意图；

图4为本实用新型中摆动驱动组件与吸附大基板相结合的结构示意图；

图5为本实用新型中吸附大基板处于水平状态的结构示意图；

图6为本实用新型中吸附大基板处于竖直状态的结构示意图；

图7为本实用新型中注塑金属件上料装置的整体结构示意图；

图8为本实用新型中取料定位校正机构的局部结构示意图；

图9为本实用新型中红外校正机构的结构示意图；

图10为本实用新型中红外校正机构的局部结构示意图；

图11为本实用新型中金属件的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达到预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型的具体实施方式详细说明。

本实用新型实施例提供的注塑金属件送料机械手，主要用于对金属件10的送料操作，特别适用于注塑金属件上料装置中。对于金属件10的具体结构，如图11所示，在金属件10上分别具有位于中心位置处的一中心孔101、及位于中心孔101外围的四个通孔102。

请参照图1，本实用新型实施例提供一种注塑金属件送料机械手5，包括一横向平移驱动组件51、一升降驱动组件52、分别连接于升降驱动组件52与横向平移驱动组件51的一摆动驱动组件53、及连接于摆动驱动组件53的一吸附组件54。由横向平移驱动组件51可带动升降驱动组件52、摆动驱动组件53与吸附组件54整体做横向平移运动，由升降驱动组件52可带动摆动驱动组件53与吸附组件54整体做升降运动，由摆动驱动组件53可带动吸附组件54做90°范围内摆动运动。由横向平移驱动组件51、升降驱动组件52与摆动驱动组件53相结合，使得吸附组件54能够在横向与纵向上发生自由运动，以便于将金属件10吸附，并依次移动于下述取料定位校正机构3、红外校正机构4与后续注塑的模具模腔之间，完成金属件10上料操作。

具体的，所述吸附组件54包括一吸附大基板541、垂直设置于吸附大基板541端部上的一吸附小基板542、设置于吸附大基板541上的至少一大吸盘543、及设置于吸附小基板542上且连接于真空发生器的至少一第一真空吸嘴544。优选的，吸附大基板541上的大吸盘543的数量为两个，每个大吸盘543每次可吸附一个金属件10。优选的，吸附小基板542上的第一真空吸嘴544的数量为四个，每个金属件10由四个第一真空吸嘴544同时吸起。由吸附小基板542上的四个第一真空吸嘴544将金属件10吸附，并依次移动至下述取料定位校正机构3与红外校正机构4。由吸附大基板541上的大吸盘543将红外校正后的金属件10吸附至后续注塑的模具模腔中，完成后续注塑工序。

对于大吸盘543的具体结构，如图3所示，在所述大吸盘543下端面上分别开设有位于中心位置的一中心凹槽5431、及位于中心凹槽5431外围的数个侧凹槽5432，在该中心凹槽5431内凸设有一中心定位轴5433，在该侧凹槽5432内设置有连接于真空发生器的一第二真空吸嘴5434；同时，在所述大吸盘543端面上设置有相对应的两个定位凸起5435。在大吸盘543吸附下述校正旋转座44上的金属件10时，中心定位轴5433由上至下依次插入到金属件10的中心孔101与校正旋转座44的插孔4411中，两个定位凸起5435对准金属件10上相对应的两个通孔102，由此，使得大吸盘543与金属件10上的特定位置一一准确对应，最后，由第二真空吸嘴5434将金属件10吸附住，由此将金属件10送至后续注塑的模具模腔的准确位置上，利于提高注塑成品尺寸的精确度，提高成品合格率。

在本实施例中，对于第一真空吸嘴544与第二真空吸嘴5434，可采用本领域常规的真空吸嘴，只要能将金属件10吸附起来即可。对于第一真空吸嘴544与第二真空吸嘴5434的具体结构与工作原理，与本领域常规真空吸嘴相同。

在本实施例中，如图4所示，所述摆动驱动组件53包括连接于升降驱动组件52的输出轴下端的一摆动驱动气缸531、设置于摆动驱动气缸531下端的一安装基座532、连接于摆动驱动气缸531的输出轴下端部且嵌入安装基座532内的一伸缩杆533、设置于安装基座532上的一中心转轴534、套设于中心转轴534外围且连接于吸附大基板541的一转动套535、及转动连接于伸缩杆533下端部且连接于转动套535的一摆动连接块536。

当需要吸附小基板542上的四个第一真空吸嘴544将金属件10吸附，并依次移动至下述取料定位校正机构3与红外校正机构4时，由摆动驱动气缸531驱动伸缩杆533竖直向下伸长，如图6所示，带动摆动连接块536随着向下摆动，则由摆动连接块536拉动转动套535，使转动套535沿着中心转轴534转动90°，从而使吸附大基板541因转动90°而处于竖直状态，则吸附小基板542转为水平状态，便于吸附小基板542上的第一真空吸嘴544对金属件10进行吸附。

当金属件10由下述红外校正机构4进行放置方向校正后，需要吸附大基板541上的大吸盘543将金属件10吸附至后续注塑的模具模腔中时，由摆动驱动气缸531驱动伸缩杆533竖直向上收缩，如图5所示，带动摆动连接块536向上摆动，则由摆动连接块536拉动转动套535，使转动套535沿着中心转轴534转动90°，从而使吸附大基板541因转动90°而处于水平状态，则吸附小基板542转为竖直状态，便于吸附大基板541上的大吸盘543对金属件10进行吸附。

通过由摆动驱动组件53带动吸附大基板541与吸附小基板542在竖直状态与水平状态之间摆动切换，从而实现采用大吸盘543与吸附小基板542上的第一真空吸嘴544对金属件10进行吸附的切换，使得整个上料过程能够有序、顺畅、稳定的进行。

在本实施例中，如图1与图2所示，所述横向平移驱动组件51包括一平移驱动气缸511、一平移滑轨512、及滑动设置于平移滑轨512上且连接于安装基座532的一平移滑座，其中，该平移滑座连接于平移驱动气缸511的输出轴端部上。在具体结构安装时，平移滑轨512可以固定安装于相应的固定机架上。由平移驱动气缸511可驱动平移滑座在平移滑轨512上横向滑动，以实现横向平移驱动组件51带动升降驱动组件52、摆动驱动组件53与吸附组件54整体做横向平移运动。

在本实施例中，如图1与图4所示，所述升降驱动组件52包括一升降驱动气缸521、及连接于升降驱动气缸521的输出轴端部且连接于摆动驱动气缸531的一升降驱动轴。由升降驱动气缸521驱动升降驱动轴做伸缩运动，即可带动摆动驱动组件53与吸附组件54整体做升降运动。

由横向平移驱动组件51与升降驱动组件52相结合，使得吸附组件54能够发生横向与纵向移动动作，以便于吸附组件54吸附金属件10，在下述上料盘机构2、取料定位校正机构3、红外校正机构4与模具模腔之间移动。

请参照图7，本实用新型实施例还提供一种注塑金属件上料装置，除了包括上述注塑金属件送料机械手5外，还包括一机台1、设置于机台1上的一上料盘机构2、设置于机台1上且位于上料盘机构2侧边上的一取料定位校正机构3、及架设于机台1上的一红外校正机构4。当然，本实施例注塑金属件上料装置还需要配置相应的控制系统，来控制上料盘机构2、取料定位校正机构3、红外校正机构4与注塑金属件送料机械手5，使得四个机构能够协同工作。而对于控制系统的具体结构、控制原理及控制方式，可以与本领域常规设备中的控制系统相似，而并不是本实施例的创新点。

预先将用于注塑的金属件10放置到上料盘机构2上；然后，由注塑金属件送料机械手5将金属件10送至取料定位校正机构3上，接着，由取料定位校正机构3对金属件10进行吸附位置定位校正；接着，由注塑金属件送料机械手5将取料定位校正机构3上定位校正好的金属件10送至红外校正机构4上方，结合红外校正机构4对金属件10放置方向进行红外校正；最后，再由注塑金属件送料机械手5将放置方向准确的金属件10送到下一注塑工位上，将金属件10注塑到塑胶件上。

在本实施例中，如图7、图9与图10所示，所述红外校正机构4包括架设于机台1上的一安装基板41、设置于安装基板41下端面的一校正旋转电机42、连接于校正旋转电机42的输出轴上且贯穿至安装基板41上端面上的一旋转轴43、及设置于旋转轴43上的一校正旋转座44，在该校正旋转座44上端面分别凸设有位于中心位置处的一中心定位凸起441、及位于中心定位凸起441两侧的两个侧定位凸起442，在该中心定位凸起441上开设有一插孔4411，在该校正旋转座44内设置有一第一红外检测仪45，该第一红外检测仪45上端延伸至两个侧定位凸起442中的其中一个侧定位凸起端面上。

在注塑金属件送料机械手5将取料定位校正机构3上的金属件10送至校正旋转座44正上方之后，由校正旋转电机42驱动旋转轴43带动校正旋转座44转动，在转动的过程中，第一红外检测仪45发出的红外光线从侧定位凸起透出，并照射到金属件10下端面上，被金属件10挡住；校正旋转座44不断的转动，直到红外光线遇到金属件10上四个通孔102中的其中一个通孔102，使得红外光线从通孔102透出，不被遮挡，则此时，校正旋转座44上的侧定位凸起442与金属件10上的通孔102对应；然后，注塑金属件送料机械手5将金属件10放下，金属件10落到校正旋转座44上，使得金属件10的中心孔101套在校正旋转座44上的中心定位凸起441上，同时，金属件10上四个通孔102中相对应的两个通孔102套在校正旋转座44的侧定位凸起442上；最后，校正旋转座44在旋转轴43的带动下继续旋转到位，完成金属件10放置方向校正操作，使得金属件10放置方向符合要求，便于后续注塑金属件送料机械手5能将金属件10送到下一注塑工位上模具模腔的准确位置上，利于提高注塑成品尺寸的精确度，提高成品合格率。

在上述过程中，在第一红外检测仪45发出的红外光线可以从金属件10上的通孔102透出时，可由常规的控制系统，来控制注塑金属件送料机械手5执行将金属件10放下的动作。因此，对于校正旋转电机42与注塑金属件送料机械手5动作的发生，是由控制系统来控制。

对于校正旋转座44旋转范围的控制，可以通过设定校正旋转电机42参数来实现。而为了防止出现旋转轴43多次不断的旋转，出现导线缠绕在旋转轴43上的现象，本实施例在每次校正旋转座44旋转到位后，反向旋转复位，具体的，在所述安装基板41上设置有位于旋转轴43侧边的一第二红外检测仪46，在该旋转轴43侧边上设置有一到位检测凸起431。在初始状态下，如图10所示，第二红外检测仪46检测到到位检测凸起431。在金属件10位于校正旋转座44正上方之后，校正旋转座44旋转角度a，注塑金属件送料机械手5将金属件10放到校正旋转座44上之后，校正旋转座44带动金属件10旋转角度b，如图9所示，旋转到位，完成一件金属件10的放置方向校正操作。最后，由校正旋转电机42驱动旋转轴43带动校正旋转座44反向转动，直到第二红外检测仪46重新检测到到位检测凸起431，说明复位到位，便于对下一金属件10进行放置方向校正操作。

在本实施例中，第一红外检测仪45与第二红外检测仪46均为本领域常规的红外检测仪，其具体的结构、工作原理及工作方式，均为本领域技术人员通过技术手册或百度百科直接获知。

在本实施例中，如图7所示，所述上料盘机构2包括设置于机台1上的一上料旋转电机21、连接于上料旋转电机21的输出轴上的一转盘22、及设置于转盘22边缘上且供金属件套上的数根套料杆23。在设备运行之前，由人工将金属件10套在数根套料杆23上，使得套料杆23上堆叠有数个金属件10。设备运行时，由上料旋转电机21驱动转盘22带动数根套料杆23同步旋转，使得套有金属件10的套料杆23旋转至取料定位校正机构3侧边，以便于注塑金属件送料机械手5将金属件10送至取料定位校正机构3上。在位于取料定位校正机构3侧边上的套料杆23上的金属件10取完之后，转盘22继续旋转，使得下一个套有金属件10的套料杆23旋转至取料定位校正机构3侧边。

为了便于下述取料定位校正机构3中的升降支撑滑座33能将套料杆23上的金属件10向上托起，本实施例在所述转盘22边缘向内凹设有数个让位槽221，且在相邻两个让位槽221之间形成有与套料杆23一一对应的数个连接块222，所述套料杆23垂直设置于连接块222上。由连接块222两侧的让位槽221为升降支撑滑座33向上托起金属件10提供让位空间。

在本实施例中，如图7与图8所示，所述取料定位校正机构3包括设置于上料盘机构2侧边上的一升降导向座31、一升降驱动电机、滑动设置于升降导向座31侧边上且连接于升降驱动电机的输出轴上端的一升降支撑滑座33、及设置于升降导向座31上端面上的一取料定位校正盘34，其中，所述取料定位校正盘34主要由设置于升降导向座31上端面上的一圆盘341、及设置于圆盘341中心上的一圆台342组成。通过先将金属件10套在取料定位校正盘34的圆台342上，对金属件10的吸附位置进行定位校正，以便于注塑金属件送料机械手5能够作用于金属件10上更准确的位置(更准确的作用点)，将金属件10准确稳定的吸起，防止出现吸偏，送料过程中金属件10掉落现象的发生，从而利于将金属件准确的上料至模具模腔内，由此，利于提高注塑成品尺寸的精确度，提高成品质量及合格率。

在具体操作时，注塑金属件送料机械手5先将单一金属件10单独吸起，送到取料定位校正盘34正上方，并使金属件10的中心孔101对准套在取料定位校正盘34的圆台342上，释放金属件10，使得金属件10套在了取料定位校正盘34上。由于取料定位校正盘34位置固定，且圆台342的尺寸略大于金属件10的中心孔101的尺寸，即圆台342正好可以穿过金属件10的中心孔101，使得金属件10准确的定位于取料定位校正盘34上，即由取料定位校正盘34对金属件10的位置进行校正。最后，再由注塑金属件送料机械手5对准取料定位校正盘34，即可对准金属件10，将取料定位校正盘34上的金属件10再次准确的吸起。

具体的，所述升降支撑滑座33主要由滑动设置于升降导向座31侧边上的一升降滑块331、及连接于升降滑块331侧边上的一支撑板332组成，其中，在该支撑板332侧边上形成有供套料杆23穿过的一u形穿槽3321，在该支撑板332上形成有位于u形穿槽3321两侧且用于支撑金属件的两个支撑块3322，在升降支撑滑座33沿着升降导向座31上移时，可由支撑板332上的两个支撑块3322将金属件10不断的向上抬起，以便于注塑金属件送料机械手5的取料操作。

由升降驱动电机驱动升降支撑滑座33沿着升降导向座31做竖直升降运动。初始状态下，升降支撑滑座33下降到转盘22下方，当转盘22转动到其中一根套有金属件10的套料杆23移动至支撑板332的u形穿槽3321正上方时，由升降驱动电机驱动升降支撑滑座33沿着升降导向座31竖直上升，当支撑板332的两个支撑块3322接触到金属件10底部时，带动金属件10同步上升，便于注塑金属件送料机械手5将最上方的金属件10吸住传送至取料定位校正盘34上。每一金属件10被取走后，升降支撑滑座33均上升，使得位于最上方的金属件10始终位于同一高度上，以便于注塑金属件送料机械手5能够快速准确的将最上方的金属件10取走。当套料杆23上的金属件10取完之后，升降支撑滑座33下降至初始状态，转盘22转动，使得下一根套有金属件10的套料杆23移动至支撑板332的u形穿槽3321正上方，重复上述动作，即可由升降支撑滑座33将套料杆23上的金属件10逐渐向上推。

为了使套料杆23上最上方的金属件10能够始终位于同一高度上，以便于注塑金属件送料机械手5能够快速将金属件10吸起，本实施例在所述升降导向座31侧边上部设置有朝向套料杆23侧边的一第三红外检测仪35。由第三红外检测仪35对套料杆23上最上方的金属件10进行检测，并将检测结果告知控制系统，以便于控制系统能够控制升降驱动电机对升降支撑滑座33的升降进行控制，使得位于最上方的金属件10始终位于同一高度上，以便于注塑金属件送料机械手5能够快速将金属件10吸起。

而第三红外检测仪35，为本领域常规的红外检测仪，其具体的结构、工作原理及工作方式，均为本领域技术人员通过技术手册或百度百科直接获知。

本实施例注塑金属件送料机械手的工作流程为：

由注塑金属件送料机械手5将待注塑的金属件10从上料盘机构2上吸起，放置到取料定位校正机构3的取料定位校正盘34上，由取料定位校正盘34对金属件10进行吸附位置定位校正；

由注塑金属件送料机械手5将取料定位校正盘34上的金属件10吸起，移动至红外校正机构4的校正旋转座44正上方，校正旋转座44旋转到位后，释放金属件10，使得金属件10落到校正旋转座44上，校正旋转座44带动金属件10继续旋转到位，完成金属件10放置方向的校正；

由注塑金属件送料机械手5将校正旋转座44上校正后的金属件10吸起，传送至后续注塑的模具模腔内，完成金属件10的注塑；

不断重复上述操作，即可依次完成数个金属件10的上料操作。

在设备开始运行之前，可根据注塑模具上模腔的具体内部结构，设定好金属件10需要放置的具体位置及方向，由此，来设定注塑金属件送料机械手5在吸附金属件10上料至模腔之前的摆动方位，由此，设定出红外校正机构4上校正旋转座44需要带动金属件10需要旋转的角度，即设定出金属件10在送到模腔之前，对金属件10放置方向校正的标准。而对于整个设定过程并非本实用新型的创新点，本实用新型的创新点是对具体结构的改进。

在此需要说明的是，本实用新型公开的注塑金属件送料机械手，是对具体结构进行改进，而对于具体控制系统的控制方式，并不是本实用新型的创新点。对于本实用新型中涉及到的气缸、电机、红外检测仪及其他部件，可以为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构、原理及控制方式均为本领域技术人员通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故采用与本实用新型上述实施例相同或近似的技术特征，而得到的其他结构，均在本实用新型的保护范围之内。