一种基于机械手抓取的埋入治具

技术领域

本发明涉及治具技术领域，特别涉及一种基于机械手抓取的埋入治具。

背景技术

注塑件是由注塑机生产的各种注塑产品，包括各种包装，零件等，成套的零部件逐一埋入注塑机中注塑成型得到目标注塑件。

智能电表作为智能电网建设的关键终端产品之一，承担着原始电能数据采集、计量和传输的任务，是实现信息集成、分析优化和信息展现的基础。

目前智能电表的前道成型生产过程中，仍旧处于老旧电表的基础之上，成型的压线端子和螺母埋入包胶，大部分还停留在人工手动拉门埋入的方式，不仅效率低，产能不达标，而且，极易引发危险，存在烫伤和压模的风险；其它部分加工方式虽然达到了半自动化生产，但由于受到压线端子和螺母的材质不同、尺寸差异、公差不标准、产品异型等因素得影响，使得埋入治具局限性很高，经常造成批量不良。因此，本发明提供一种基于机械手抓取的埋入治具，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的是：提供一种基于机械手抓取的埋入治具，以解决现有技术中手动拉门埋入部件容易引发人员危险和受到埋入治具零部件材质、尺寸、公差、异型等因素的影响埋入治具的局限性高容易造成蟾片质量不良的技术问题。

本发明的技术方案是：一种基于机械手抓取的埋入治具，包括：

供料机构，包括承载板，在所述承载板上设置有放置主件的仿形部，放置附件的定位导向部，在所述承载板底部设置有第一驱动件；

转料机构，包括送料板和驱动所述送料板移动的第二驱动件，在所述送料板上设置有第二仿形座和吸顶组件；

所述第一驱动件驱动所述承载板向所述第二仿形座移动，把所述仿形部中的主件送入所述第二仿形座内，所述吸顶组件抓取所述定位导向部上的附件；

通过第三驱动机构将所述转料机构整体移动至注塑机工作区，所述第二驱动件推送所述送料板以将新抓取的主件送入注塑机中，且所述吸顶组件释放附件至注塑机中。

优选的，所述仿形部包括若干定位导柱、限位块、定位块固定安装在所述承载板上的第一仿形座，所述第一仿形座与所述第二仿形座正相对；

主件嵌合放置在所述第一仿形座内，所述限位块和所述定位块相互配合对主件的首尾端部进行限位，所述定位导柱与主件上的孔匹配插接；

其中，第一仿形座的端部与承载板的一侧边缘平齐，所述第一仿形座的另一侧边缘与所述限位块之间的距离固定。

优选的，在所述送料板底部设置有限位板和限位柱，以及与所述限位柱配合的夹紧模块；

在所述限位板、所述第二仿形座上均设置有供所述限位柱贯穿安装的限位孔，所述限位柱的顶部固定在所述送料板上，所述限位柱的底部插入主件首部的孔中；所述夹紧模块抵接主件尾部，所述限位柱与所述夹紧模块配合夹紧主件。

优选的，所述转料机构还包括供所述第三驱动机构抓取操持的姿势固定板，以及设置在所述姿势固定板与所述送料板之间的推送板，所述姿势固定板、所述推送板和所述送料板之间通过承接柱连接；

所述第二驱动件固定在所述姿势固定板底部，所述第二驱动件的驱动端连接在所述推送板上，所述第二仿形座设置在所述送料板底部；

所述限位板设置为L状，包括竖直的支撑板体和底部的水平板体，所述支撑板体的顶部固定在所述推送板上，且所述支撑板体贯穿所述送料板并与主件抵接；所述限位板上的限位孔设置在所述水平板体上；

所述推送板在所述第二驱动件的作用下能够沿所述承接柱的长度方向移动，并带动所述限位板移动以将主件推出。

优选的，所述夹紧模块包括塞头压板、夹板和推送所述夹板移动的夹紧驱动件；

在所述夹板上通过弹簧放置槽安装有弹簧，所述弹簧贯穿所述塞头压板并在端部连接有塞头，所述塞头抵接并夹持主件，且在所述弹簧弹力作用下，所述塞头能够弹出脱离所述塞头压板。

优选的，所述吸顶组件包括固定在所述送料板上的附件套筒和贯穿安装在所述附件套筒内的附件吸杆；

所述附件吸杆内部设置有气路空腔，所述附件吸杆顶部固定在所述推送板上，且在所述附件吸杆上设置有负压供气结构，所述附件吸杆的吸嘴端正对所述定位导向部上的附件；所述定位导向部设置为附件定位柱，所述附件定位柱安装在所述承载板上。

优选的，所述第一仿形座上能够同时供料多个主件，且所述第一仿形座上设置有与主件外形轮廓匹配的凹凸起伏结构，所述限位块朝向主件首部的侧壁保持多个主件的首部对齐，所述定位块上设置有多个限制槽位，所述限制槽位与主件一对一匹配定位。

优选的，所述定位导柱包括一组第一定位导柱和一组第二定位导柱，所述第一定位导柱对主件首部进行辅助定位，所述第二定位导柱对主件尾部辅助定位。

优选的，在所述承载板底部设置有底部支撑板，所述限位块、所述定位块、所述定位导柱以及所述第一驱动件分别安装在所述底部支撑板上，所述第一驱动件的驱动端连接在所述承载板上。

优选的，在所述推送板上固定连接有滑动筒套，所述滑动筒套套装在所述承接柱上，且所述滑动筒套内壁光滑。

与现有技术相比，本发明的优点是：

(1)在供料机构和转料机构上同时设置配套件的主件工位和附件工位，能够对配套治具的整体进行自动化供料、转料、埋入和取料，提高效率的同时，能够保证人员安全，避免不必要的危险事故。

(2)设置的供料机构包括第一仿形座和设置在第一仿形座周侧的定位块、限位块和定位导柱，定位块、限位块和定位导柱不仅能够对第一仿形座上的主件进行限位和定位，还能够通过相互配合对不符合尺寸、公差标准以及异型的主件进行预筛选，提高注塑产品质量。

(3)通过设置夹紧模块、限位板、限位柱，相互配合对移动中的主件进行限位定位；其中，限位柱与主件的安装孔对接能够进一步筛选安装孔不符合公差标准的带孔主件，夹紧模块在夹紧物料的同时能够适应不同长度的主件，避免端子尺寸问题造成的晃动和倾斜，解决主件在移动过程中容易偏位歪斜，不标准导致埋入不良的问题，提高治具埋入稳定性。

(4)和现有的吸盘或磁铁抓取五金配套件的方式相比，本申请采用吸顶组件抓取和转移附件，能够适应性抓取不同材质，不同形状，不同尺寸的配套件治具，解决单独抓取附件导致的歪斜和偏心问题，且在埋入附件时，能够很好地应对附件埋入的空间限制和深度问题。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明所述一种基于机械手抓取的埋入治具结构示意图；

图2为本发明所述配套件放置在承载板表面的结构示意图；

图3为本发明所述承载板背部的结构示意图；

图4为本发明所述仿形部的结构示意图；

图5为本发明所述配套件的实施例结构示意图；

图6为本发明所述夹紧模块的结构示意图；

图7为本发明所述第二仿形座的结构示意图；

图8为本发明所述夹紧模块和限位柱配合夹紧移动中的主件的示意图；

图9为本发明所述转料机构的局部结构示意图；

图10为本发明所述主件转移到送料板上的限位固定示意图；

图11为本发明所述第一限位柱和第二限位柱对主件定位的示意图；

图12为本发明所述吸顶组件的局部结构示意图；

图13为本发明所述吸顶组件气动抓取附件的示意图；

图14为本发明所述第二仿形座在送料板底部的安装示意图；

图15为本发明所述转料机构和供料机构整体连接示意图。

其中：1、供料机构；2、转料机构；3、夹紧模块；4、配套件；5、滑动筒套；6、取料机构；

11、仿形部；12、承载板；13、定位导向部；14、第一驱动件；15、底部支撑板；16、轴承；17、辅助导杆；

20、限位孔；21、送料板；22、推送板；23、姿势固定板；24、第二驱动件；25、第二仿形座；26、吸顶组件；27、限位板；28、限位柱；29、承接柱；

31、塞头压板；32、夹板；33、塞头；34、夹紧驱动件；35、弹簧；

41、主件；42、附件；43、穿孔；44、槽孔；

110、限制槽位；111、第一仿形座；112、限位块；113、定位块；114、定位导柱；261、附件套筒；262、附件吸杆；263、负压供气结构；271、支撑板体；272、水平板体；320、弹簧放置槽；1141、第一定位导柱；1142、第二定位导柱。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：

如图1所示，一种基于机械手抓取的埋入治具，包括供料机构1和转料机构2，供料机构1上放置配套件，为转料机构2供料，转料机构2将配套件整体转移埋入注塑机中。

可应用的配套件4的具体实施方式有很多，如常见的套使用的物件配件，如螺栓、螺母，管、轮、销、杆、轴等的其中一种或多种的组合形成的配套件，配套件4包括需要注塑的主件41和附件42。

如图5中所示，给出了一种配套件4的具体结构实施例；其中，主件41为智能电表专用的压线端子，附件42为与压线端子配套的螺母(圆柱形的螺母)，主件41压线端子上的首部有贯穿端子的穿孔43，尾部有两个贯穿端子一侧的槽孔44。

供料机构1包括仿形部11、承载板12、定位导向部13、第一驱动件14和底部支撑板15；转料机构2包括送料板21、驱动送料板21移动的第二驱动件24，在送料板21上设置有第二仿形座25和吸顶组件26。

通过第一驱动件14驱动承载板12向第二仿形座25移动，以将仿形部11中的主件41送入第二仿形座25内，吸顶组件26抓取定位导向部13上的附件42；通过第三驱动机构将转料机构2整体移动至注塑机工作区，第二驱动件24推送送料板21以将新抓取的主件41送入注塑机中，且吸顶组件26释放附件至注塑机中。通过本申请设置的供料机构1和转料机构2能够将配套件整体供料和埋入提高注塑效率。

底部支撑板15作为供料机构1的整体支撑板，可以安装在任意一个平台上面，不受场地限制；承载板12设置在底部支撑板15上，并通过轴承16和辅助导杆17安装，轴承16设置在承载板12底部，辅助导杆17安装在承载板12上并插入轴承16内，在第一驱动件14在顶推承载板12过程中，防止承载板12晃动，参照附图3。

主件41放置在仿形部11上，定位导向部13和第一驱动件14安装在底部支撑板15上，第一驱动件14的驱动端连接在承载板12底部。定位导向部13设置为附件定位柱，定位导向部13的顶部贯穿承载板12，附件42放置在定位导向部13上。

第一驱动件14工作时，向上平推承载板12，以将主件41(压线端子)送入第二仿形座25内；端子嵌合放置在第一仿形座111内，防止端子在托举上升过程中发生倾斜。第一驱动件14可以采用电机或气缸，参照附图1中所示，第一驱动件14具体使用气缸，通过通气动作，将端子和螺母向上顶升，送入第二仿形座25中。

具体地，仿形部11包括固定安装在承载板12上的第一仿形座111，固定安装在底部支撑板15上的限位块112、定位块113和若干定位导柱114；限位块112和定位块113相互配合对主件41的首尾端部进行限位，用于辅助定位的定位导柱114包括一组第一定位导柱1141和一组第二定位导柱1142。

第一仿形座111上能够同时放置多个配套件4，如图2中所示，第一仿形座111上放置四个压线端子；定位导向部13设置有五个，每个定位导向部13上放置一个圆柱形的螺母，五个定位导向部13的相对位置，根据产品的尺寸加工，限制螺母位置，对螺母进行模具精确定位。

其中，在第一仿形座111上设置多个与主件41外形轮廓匹配的凹凸起伏结构，能够同时供料多个主件41，主件41嵌合放置在第一仿形座111内，第一仿形座111与上方的第二仿形座25正相对。

端子不同，只需要更换第一仿形座111和第一仿形座111即可。

参照附图4，第一仿形座111的尾部端部与承载板12的一侧边缘平齐，并与定位块113对齐，端子尾部嵌合放置在定位块113的限制槽位110内，限制槽位110与主件41一对一匹配定位，以防止端子左右晃动，配合底部的第二定位导柱1142，对端子进行精确定位。

在承载板12上设置有供限位块112活动的活动槽，限位块112贯穿活动槽并竖直设置在第一仿形座111的头部一侧，且第一仿形座111的首部一侧边缘与限位块112之间的距离固定，限位块112朝向主件41首部的侧壁表面平整，保持多个主件41的首部对齐，限位块112配合第一定位导柱1141对端子头部定位。

并且，由于限位块112和定位块113之间的位置固定，压线端子放置在第一仿形座111上时，尺寸过大的端子则不能嵌合放置在第一仿形座111内，能够筛选掉尺寸过大或异型的端子；又由于限位块112和第一仿形座111之间的距离固定，当第一定位导柱1141不能如期插入穿孔43内，则能够预筛选掉首部穿孔43公差过大的端子或异型的端子。类似地，首部的第一定位导柱1141与尾部的第二定位导柱1142相互配合，能够筛选掉尾部槽孔44公差不标准的端子。第一定位导柱1141和第二定位导柱1142插装定位主件41示意图参照附图11。

因此，第一仿形座111周侧的限位块112、定位块113和若干定位导柱114，不仅能对供料的端子进行限位和精确定位，还能够对端子进行预筛选，过滤掉尺寸过大的端子，防止尺寸过大的端子在模具内卡死，并对端子的结构、槽孔尺寸进行筛选，过滤掉公差较差的端子，解决端子公差不准，异型、歪斜偏位造成的注塑埋入不良的问题，提高埋入的稳定性。

本实施例中“头部”、“首部”、“尾部”是以压线端子安装时的首位放置方位，为了方便描述而设置的，是相对概念，会随着端子安装角度方向的改变而改变。类似地，本实施例中出现的，“高”、“低”、“上”、“下”等方位名词也是以说明书附图视角为示例，进行的便于描述的说明，是相对概念，不是固定的，更换视角，对应的相对概念的描述会发生改变。

转料机构2还包括供第三驱动机构抓取操持的姿势固定板23，以及设置在姿势固定板23与送料板21之间的推送板22，在送料板21底部设置有限位板27、限位柱28，以及与限位柱28配合的夹紧模块3。转料机构的结构示意图参照附图14，主件41被推送到送料板21底部限位定位的示意图参照附图10。

姿势固定板23、推送板22和送料板21之间通过四组承接柱29连接，承接柱29设置有四组；第二驱动件24固定在姿势固定板23底部，第二驱动件24的驱动端连接在推送板22上，第二仿形座25设置在送料板21底部，且在第二仿形座25上设置有与主件41端子匹配的嵌合槽位，第二仿形座25的结构示意图参照附图7。

其中，第三驱动机构采用多轴机械臂(手)，第二驱动件24可以采用电机或气缸。姿势固定板23作为整个治具的支撑，安装在多轴机械臂侧，由外部设备进行抓取和埋入动作，多轴机械臂和相关外部设备未在附图中示出。

夹紧模块3包括塞头压板31、夹板32和推送夹板32移动的夹紧驱动件34，在塞头压板31上设置有塞头33，夹紧模块3的结构参照附图6。

在推送板22上固定连接有滑动筒套5，滑动筒套5套装在承接柱29上，且滑动筒套5内壁光滑，推送板22在第二驱动件24的作用下能够沿承接柱29的长度方向移动，并带动限位板27移动以将主件41推出。

在承载板12顶升送料过程中，第一定位导柱1141和第二定位导柱1142逐渐脱离主件41，主件41的尾部逐渐脱落定位块113，主件41逐渐不稳定。

为此，本实施例在限位板27、第二仿形座25上均设置有供限位柱28贯穿安装的限位孔20，限位柱28的顶部固定在送料板21上，限位柱28的底部插入主件41首部的穿孔43中；夹紧模块3抵接主件41尾部，限位柱28与穿孔壁相抵，通过夹紧模块3和限位柱28配合对主件41夹紧限位，避免主件移位偏斜。

详细地，结合附图8中所示，其中，限位板27设置为L状，包括竖直的支撑板体271和底部的水平板体272，支撑板体271的顶部固定在推送板22上，且支撑板体271贯穿送料板21并与主件41抵接；限位板27上的限位孔20设置在水平板体272上。支撑板体271不仅能连接送料板21和推送板22，在将配套件4送入注塑机时，还能作为支撑杆将主件41向外推出。

并且，由于限位柱28竖直固定安装在送料板21上，若限位柱28不能顺畅插入端子首部的穿孔43中，在端子位置放置无误情况下，则表明端子上的穿孔43公差较大，能够进一步筛选过滤掉公差不标准的端子。

在夹板32上通过弹簧放置槽320安装有弹簧35，弹簧35贯穿塞头压板31并与塞头33，塞头33采用柔软弹性的橡胶材质，在塞头33抵接并夹持主件41的过程中，在弹簧35弹力作用下，能够将塞头33抵接主件41的表面向外顶出，从而将主件41向限位块112一侧推移，保持端子整齐。在公差允许范围内，公差较差的情况下，能够适应性夹持限位不同长度的端子，以防止端子尺寸等问题，造成端子晃动和倾斜，解决端子偏位、不标准造成的埋入不良问题，极大地提高了埋入的稳定性。

如附图12和附图13中所示，吸顶组件26包括固定在送料板21上的附件套筒261和贯穿安装在附件套筒261内的附件吸杆262；附件吸杆262内部设置有气路空腔，附件吸杆262顶部固定在推送板22上，且在附件吸杆262上设置有负压供气结构263，附件吸杆262的吸嘴端正对定位导向部13上的附件42。通过通气动作，吸嘴抓取附件42，并在将主件41埋入注塑机时，释放附件42，以将螺母埋入模腔内，细长的套装在一起的附件套筒261和附件吸杆262，能够解决螺母埋入空间小，埋入较深导致操作不便的问题。吸顶组件16在转料机构2上的安装示意图参照附图9。

附件吸杆262外套附件套筒261，叠套抓取附件，能够适用不同材质、不同形状的附件，相比于常见的吸盘或磁铁抓取方式，通用性更好，抓取稳定。

在转料机构2的一侧还设置有取料机构6，取料机构6采用吸盘结构以及驱动吸盘动作的吸盘驱动机构，取料机构6和转料机构2相背设置并错开，避免取埋的动作干涉问题。

本申请不仅能够用于电表压线端子(主件)和螺母(附件)的抓取和埋入，还能应用于及其类似这种成套的部件注塑加工过程。

综合上述，参照附图15中给出的供料机构1和转料机构2的连接结构示意图，治具抓取埋入配套件的原理过程为：

在供料机构的第一仿形座111中上料成套的配套件4，由设置在第一仿形座111周侧的限位块112、定位块113、第一定位导柱1141、第二定位导柱1142组成第一限位组件对配套件的主件41进行限位和精确定位，防止主件41偏移歪斜，且定位的同时能对尺寸过大的主件进行预筛选，附件42螺母定位给放置在定位导向部13上。

安装第一仿形座111的承载板12在第一驱动件14推动下向上顶升以将主件41送入送料板21底部的第二仿形座25内，在顶升转料的过程中，由限位柱28和夹紧模块3组成的第二限位组件对主件41进行夹持限位，避免主件41晃动或倾斜，通过安装在送料板21上的附件吸杆262对附件进行抓取。

第三驱动机构(未示出)抓取操持姿势固定板23，以将取料机构6和转料机构2整体转移至注塑机的入料口，取料机构6将注塑成品从注塑机中取出；再将转料机构2移动到正对注塑机上料口的位置，固定安装在顶层姿势固定板23底部的第二驱动件24推动推送板22移动，通过安装在推送板22上并贯穿送料板21的限位板27将主件41推送埋入注塑机，同时附件吸杆262释放附件，以将附件埋入注塑机。如此，反复循环进行，实现配套件不间断的自动化供料、抓取、埋入注塑的加工过程。在抓取埋入过程中，能够解决因治具部件因不同材质、不同形状、公差不准、异型等原因造成嵌件埋入不稳定和局限性的问题，提高生产的安全性和快捷性。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明，因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。