專利名稱：一種具有自動氣路通斷功能的碳纖維組合式集成機械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有自動氣路通斷功能的碳纖維組合式集成機械手，用于汽車制造業(yè)中自動化流水線上對金屬板材零件的搬運工作。
背景技術(shù)：
以往汽車制造業(yè)中，傳統(tǒng)的自動化生產(chǎn)流水線中機械手一般采用鋁合金型材制造 (以下簡稱金屬機械手)，一個機械手只能用于一個零件搬運。傳統(tǒng)的金屬機械手氣路的通 斷較為復雜，氣路接頭成本較高，并且在搬運過程中易損壞。另外，由于每一個金屬機械手 僅適用于一個零件，所以面對國內(nèi)汽車制造業(yè)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的金屬機械手的缺點越來 越突顯出來。傳統(tǒng)機械手的主要缺點有自身體積大、重量重、占地空間大、存儲不方便、搬 運和裝卸上下流水線費時費力、操作員工的勞動強度比較大、在搬運和裝卸的過程中安全 性較差。而且制造成本大，影響了新型汽車在開發(fā)生產(chǎn)初期的投入成本和開發(fā)周期。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單且具有自動氣路通斷功能的碳纖維復合材料 機械手。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種具有自動氣路通斷功能的碳纖 維組合式集成機械手，其特征在于，包括T形碳纖維復合材料機械臂，T形碳纖維復合材料 機械臂可拆卸地連接1至12個組合式端持器。所述的T形碳纖維復合材料機械臂包括T形碳纖維復合材料主體，T形碳纖維復 合材料主體的橫梁部分固定有ι至12個組合式端持器連接座，T形碳纖維復合材料主體的 縱梁部分底端設(shè)有機械手連接器，T形碳纖維復合材料主體內(nèi)部設(shè)有主氣路。所述的組合式端持器連接座包括插座體座，插座體座一側(cè)設(shè)有銷軸，插座體座內(nèi) 設(shè)有支氣路，支氣路上設(shè)有軸向進給運動氣源自動通斷閥。所述的組合式端持器包括連接組合插塊，連接組合插塊經(jīng)由轉(zhuǎn)向連接器連接連 桿，連桿經(jīng)由旋轉(zhuǎn)連桿連接真空吸盤組件，連接組合插塊內(nèi)的氣路經(jīng)由氣路裝置連接真空 吸盤組件內(nèi)的氣路。本發(fā)明運用碳纖維復合材料所具有的高強度，密度小，重量輕，抗腐蝕，耐老化， 物理性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)點。我們總結(jié)了金屬機械手在生產(chǎn)線上使用的特點和存在的問 題，進行了長期金屬機械手搬運工況的分析研究并結(jié)合搬運過程中的動態(tài)加速度對實際 載荷變化量的動態(tài)強度計算，得出自動通斷碳纖維復合材料組合機械手的設(shè)計參數(shù)依據(jù)， 根據(jù)設(shè)計參數(shù)的要求并加以一定的安全使用系數(shù)和壽命系數(shù)開發(fā)設(shè)計了以碳纖維復合材 料為機械手主體材料的自動通斷碳纖維復合材料組合機械手。為使碳纖維復合材料機械 手組合式端持器部件與機械手臂的插裝快速方便，安全可靠，本發(fā)明在機械臂上設(shè)計制造 安裝了組合式端持器連接座。在組合式端持器連接座上，安裝了專利(發(fā)明專利受理號 201010110594. 3)的軸向進給運動氣源自動通斷閥。在生產(chǎn)中針對不同的搬運零件只需快速更換其對應的組合式端持器，將組合式端持器插入對應位號使用的連接座位號上，在插 入的同時軸向進給運動氣源自動通斷閥自動導通真空氣源，從而完成碳纖維復合材料組合 機械手的工作狀態(tài)氣路。將這種發(fā)明的自動通斷碳纖維復合材料組合機械手安裝在機械手連接器上，在機 械手上連接上自動程序控制的真空氣源，通過端持器上的真空吸盤在與待搬運板件的接觸 瞬間通以真空，使板件與吸盤間形成負壓，而使機械手吸起板件，通過碳纖維復合材料組合 機械手的運動從而完成了零件的快速、無損的搬運工作，而對于不同重量和形狀的零件只 要安裝不同個數(shù)的端持器就能可靠的安全搬運零件。
由于自動通斷碳纖維復合材料組合機械手手在設(shè)計中是充分研究過實際工況生 產(chǎn)需要的，它本體上所裝有的組合式端持器連接座的個數(shù)是足以勝任工作需求的。并且根 據(jù)其所具有的優(yōu)良機械性能將其長期的固定在機械手連接器上，對不同的零件只要對應的 更換組合式端持器即可滿足自動化流水的搬運工作。本發(fā)明的優(yōu)點是克服了原傳統(tǒng)金屬機械手只適于一個對應零件搬運的模式，所 有搬運的零件共用一個機械手的機械臂，只要換上每個零件所對應的組合式端持器就能迅 速可靠的投入工作。這種新型的具有自動氣路通斷功能的碳纖維機械手特點是克服了傳 統(tǒng)金屬機械手體積大，存儲空間大，重量重，易碰撞，每次上線切換機械手都需要一定時間 調(diào)整吸盤與工件的接觸狀況的缺點；并且新型組合式端持器的體積小，重量輕，整體結(jié)構(gòu)合 理，存儲搬運方便，切換簡捷，大大降低了操作員工的勞動強度高，并不易碰撞，且成本較經(jīng) 濟，制造周期較短，是傳統(tǒng)金屬機械手良好的升級換代產(chǎn)品。


圖1為碳纖維組合式集成機械手結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為T形碳纖維復合材料機械臂結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為組合式端持器連接座結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為組合式端持器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例來具體說明本發(fā)明。實施例如圖1所示，為碳纖維組合式集成機械手結(jié)構(gòu)示意圖，所述的碳纖維組合式集成 機械手包括τ形碳纖維復合材料機械臂1，T形碳纖維復合材料機械臂1可拆卸地連接8個 組合式端持器2。如圖2所示，為T形碳纖維復合材料機械臂結(jié)構(gòu)示意圖，所述的T形碳纖維復合材 料機械臂ι包括τ形碳纖維復合材料主體5，T形碳纖維復合材料主體5的橫梁部分固定有 8個組合式端持器連接座7，T形碳纖維復合材料主體5的縱梁部分底端設(shè)有機械手連接器 6，T形碳纖維復合材料主體5內(nèi)部設(shè)有主氣路8。如圖3所示，為組合式端持器連接座結(jié)構(gòu)示意圖，所述的組合式端持器連接座7包 括與T形碳纖維復合材料主體5的橫梁部分固定連接的插座體座9，插座體座9 一側(cè)設(shè)有銷 軸11，插座體座9內(nèi)設(shè)有支氣路10，支氣路10上設(shè)有軸向進給運動氣源自動通斷閥12。
如圖4所示，為組合式端持器結(jié)構(gòu)示意圖，所述的組合式端持器2包括連接組合插 塊13，連接組合插塊13可插入到插座體座9內(nèi)并由銷軸11來固定。連接組合插塊13經(jīng)由 轉(zhuǎn)向連接器14連接連桿15，連桿15經(jīng)由旋轉(zhuǎn)連桿18連接真空吸盤組件17，連接組合插塊 13內(nèi)的氣路經(jīng)由氣路裝置16連接真空吸盤組件17內(nèi)的氣路。所述的主氣路8連接支氣路10，支氣路10連接連接組合插塊13內(nèi)的氣路。所述的T形碳纖維復合材料為東麗公司生產(chǎn)的T700S.使用時，先將T形碳纖維復合材料機械臂1通過機械手連接器6裝配到自動流水 線設(shè)備上的機械手連接座上，并連接所有的氣路裝置和電控裝置。根據(jù)搬運件的具體尺寸 大小和重量工況。在其適合的搬運部位上方插上數(shù)個組合式端持器2并調(diào)整真空吸盤組件 17與工件的接觸面狀態(tài)，進行組合式端持器2與搬用工件的一一對應調(diào)試，并通以真空氣 源來調(diào)整真空吸盤組件17的工作狀態(tài)，這樣就完成了組合式端持器2的組裝工作。然后對 組合式端持器2進行對應標識。由于組合式端持器連接座7上裝有軸向進給運動氣源自動通斷閥12。所以在T形 碳纖維復合材料機械臂1上裝有N個組合式端持器連接座7而工作中組合式端持器2的插 裝部位是根據(jù)零件的具體合理部位而定的。在沒有插上組合式端持器2的組合式端持器連 接座7是依托軸向進給運動氣源自動通斷閥12來關(guān)閉氣路的。而插上組合式端持器2的 組合式端持器連接座7的氣路處于導通狀態(tài)。這樣就完成了機械手的工作組合。再根據(jù)工 況要求制定機械手工作程序。就能滿足生產(chǎn)的需要，完成自動生產(chǎn)流水線的搬運工作。機械手連接器6是用整體鋁合金材料經(jīng)熱處理加工后加工出來的，制造要求較 高。本發(fā)明是用數(shù)控加工中心來加工的并附以三坐標檢測和專用檢測工裝來檢驗其整體的 質(zhì)量。T形碳纖維復合材料機械臂1是采用碳纖維纏繞成型和外模固定及真空熱壓罐固化 工藝來制造的。組合式端持器連接座7均采用高碳合金鋼材料加工制造并且外表面采用了 鍍膜防銹處理，保證了其高強度，耐磨性和不銹蝕的要求。軸向進給運動氣源自動通斷閥12 的全部金屬零件均用優(yōu)質(zhì)不銹鋼材料制造，并進行百分之百的加工質(zhì)量檢驗和專機氣密性 檢測。每批產(chǎn)品還進行通斷的疲勞壽命抽檢測試。確保了產(chǎn)品的使用壽命要求。組合式端 持器2采用專業(yè)定制鋁合金型材機加工制造配以專用真空吸盤組裝而成。產(chǎn)品通過機械手 連接器6將T形碳纖維復合材料機械臂1安裝到機械手連接座上，接通所有氣路和真空設(shè) 施，并在T形碳纖維復合材料機械臂1上組裝上組合端持器2，這樣就實現(xiàn)了生產(chǎn)線的機械 手制造了。
權(quán)利要求
一種具有自動氣路通斷功能的碳纖維組合式集成機械手，其特征在于，包括T形碳纖維復合材料機械臂(1)，T形碳纖維復合材料機械臂(1)可拆卸地連接1至12個組合式端持器(2)。
2.如權(quán)利要求1所述的碳纖維組合式集成機械手，其特征在于，所述的T形碳纖維復合 材料機械臂(1)包括T形碳纖維復合材料主體(5)，T形碳纖維復合材料主體(5)的橫梁部 分固定有1至12個組合式端持器連接座(7)，T形碳纖維復合材料主體(5)的縱梁部分底 端設(shè)有機械手連接器(6)，T形碳纖維復合材料主體(5)內(nèi)部設(shè)有主氣路(8)。
3.如權(quán)利要求2所述的碳纖維組合式集成機械手，其特征在于，所述的組合式端持器 連接座(7)包括插座體座(9)，插座體座(9) 一側(cè)設(shè)有銷軸(11)，插座體座(9)內(nèi)設(shè)有支氣 路(10)，支氣路(10)上設(shè)有軸向進給運動氣源自動通斷閥(12)。
4.如權(quán)利要求1所述的碳纖維組合式集成機械手，其特征在于，所述的組合式端持器 (2)包括連接組合插塊(13)，連接組合插塊(13)經(jīng)由轉(zhuǎn)向連接器(14)連接連桿(15)，連桿 (15)經(jīng)由旋轉(zhuǎn)連桿(18)連接真空吸盤組件(17)，連接組合插塊(13)內(nèi)的氣路經(jīng)由氣路裝 置(16)連接真空吸盤組件(17)內(nèi)的氣路。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種具有自動氣路通斷功能的碳纖維組合式集成機械手，其特征在于，包括T形碳纖維復合材料機械臂，T形碳纖維復合材料機械臂可拆卸地連接1至12個組合式端持器。本發(fā)明的優(yōu)點是體積小、重量輕、整體結(jié)構(gòu)合理、存儲搬運方便，切換簡捷，勞動強度低，不易碰撞，成本低，制造周期較短。
文檔編號B25J9/20GK101829988SQ20101015058
公開日2010年9月15日 申請日期2010年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月19日
發(fā)明者劉志勛 申請人:上海雷法機電制造有限公司