一种适用于喷涂系统的工件自动取放机构的制作方法

1.本发明涉及自动喷涂技术领域，具体为一种适用于喷涂系统的工件自动取放机构。


背景技术：

2.大型工件喷涂系统中，通常需要通过机械臂自动将工件从货架移动至吊装运输线或从吊装运输线移动至货架，以提高工作效率，如图1所示。而机械臂上的夹具（即自动取放机构）是大型工件能否完成高效转移的关键。
3.现有的夹具通常包括支撑架、真空吸盘和真空发生器。当需要固定工件时，需要先移动支撑架至真空吸盘与工件表面贴合，然后启动真空发生器以使得真空吸盘与工件连接固定；当需要松开工件时，需要先关闭真空发生器以使得真空吸盘与工件松开，然后将支撑架连同真空吸盘一起移开。该夹具存在以下缺陷：1、支撑架与工件完全通过真空吸附力连接，当工件较大较重时，需要产生很大的真空吸附才能够有效支撑工件（否则工件有可能出现脱落情况），但是较大的真空吸附力很有可能会导致工件发生形变，工件一旦发生形变就会使其性能变差；2、真空吸附的方式不能对工件的位置进行调整，使得机械臂与工件的连接部位容易出现偏差，一方面会使得工件受力不均匀而产生形变，另一方面不便于机械臂将工件挂至吊装运输线的挂钩上；3、在机械臂与工件松开时，由于每个真空吸盘与工件的真空吸附力很有可能存在差异，当某一个真空吸盘吸附力特别强时，工件很有可能会继续跟随该吸盘移动，导致工件在吊装运输线上大幅度晃动或者在货架上发生位置偏移。
4.所以综上所述，现在市场上急需一种支撑稳定性好、不易使工件发生形变、便于工件精准定位且能够防止工件跟随吸盘移动的工件自动取放机构，以用于大型板状工件的喷涂系统。
5.申请号为cn201610374365.x的专利公开了一种太阳能电池板真空夹具，它包括主体架、真空系统和二次保护机构；真空系统包括真空电磁阀和吸盘；二次保护机构包括固定支架、第一旋转臂、第二旋转臂和带爪第三旋转臂；第一旋转臂的一端和第二旋转臂、第二旋转臂和带爪第三旋转臂、第一旋转臂和固定支架铰接、带爪第三旋转臂和固定支架分别铰接；第一旋转臂和第二旋转臂的铰接处还铰接有推杆；推杆与气缸的活塞杆固定连接；气缸通过旋转块与固定支架铰接。
6.该太阳能电池板真空夹具在真空吸附的基础上又增加了二次保护机构，可在真空完全失效时通过二次保护机构将太阳能电池板牢牢卡住，避免出现太阳能电池板脱落的现象。但是该阳能电池板真空夹具仍然存在不能对工件的位置进行调整、不能防止工件跟随吸盘移动的缺陷，另外该太阳能电池板真空夹具只适用于同一尺寸的电池板，适用性差。


技术实现要素：

7.本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种支撑稳定性好、不易使工件发生形变、便于工件精准定位、能够防止工件跟随吸盘移动且适用性强的工件自动取放机构。
8.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适用于喷涂系统的工件自动取放机构，包括支撑组件，机械臂连接座，真空吸附组件，夹持机构，以及与所述真空吸附组件及所述夹持机构连接的控制器；所述支撑组件包括第一支撑杆，与所述第一支撑杆连接并用于安装所述真空吸附组件的第二支撑杆，与所述第一支撑杆连接并用于安装所述机械臂连接座的第三支撑杆；所述夹持机构包括与工件连接的卡座，以及用于连接所述第一支撑杆和所述卡座的夹持组件；所述卡座设有与工件背筋连接的连接部，以及相互垂直设置的第一夹持面和第二夹持面；所述夹持组件包括与所述第一支撑杆连接的支撑板一，与所述支撑板一连接的伸缩驱动部件，与所述伸缩驱动部件的活动端连接的支撑板二，与所述支撑板二连接的第一夹持板驱动部件和第二夹持板驱动部件，与所述第一夹持板驱动部件的活动端连接且用于与所述第一夹持面配合连接的第一夹持板，以及与所述第二夹持板驱动部件的活动端连接且用于与所述第二夹持面配合连接的第二夹持板。
9.作为优选，所述真空吸附组件包括吸附件，用于连接所述吸附件和所述第二支撑杆的吸附件安装架，设置在所述第二支撑杆上的真空发生器，以及连接所述真空发生器和所述吸附件的气管。
10.作为优选，所述吸附件包括吸附盘，设有插接凸起，所述插接凸起的外周侧设有连接螺纹；以及支撑体，与所述吸附盘连接的轴向端面开有允许所述插接凸起进入的插接腔，所述插接腔的腔壁设有与所述连接螺纹配合连接的对接螺纹；所述支撑体与所述吸附盘连接的轴向端面还设有密封结构。
11.作为优选，所述密封结构包括设置在所述支撑体与所述吸附盘连接的轴向端面的一圈密封插接体，设置在所述吸附盘上并允许所述密封插接体进入的密封插接槽，以及设置在所述密封插接槽内的弹性密封体；所述弹性密封体内部设有空腔，所述空腔内部设有填充体，所述弹性密封体的侧壁设有斜向上设置的密封边缘体。
12.作为优选，所述第一夹持板驱动部件及所述第二夹持板驱动部件均包括伸缩杆，所述工件自动取放机构还包括连接所述伸缩杆和所述支撑板二的导向支撑件。
13.作为优选，所述导向支撑件包括导向支撑套，与所述支撑板二连接的导向支撑架，以及连接所述导向支撑套和所述导向支撑架的高度调节架；所述高度调节架包括两平行设置的高度调节板，连接两所述高度调节板第一长度方向端的承接板，连接两所述高度调节板第二长度方向端的连接杆，以及与所述连接杆连接的夹紧套；所述导向支撑架包括两平行设置的支撑板体，连接两所述支撑板体第一长度方向端的连接板，以及设于所述支撑板体第二长度方向端并用于与所述支撑板二连接的支撑架连接座；所述支撑板体开有允许所述高度调节板沿所述支撑板体长度方向来回移动的高度调节腔，所述支撑板体还开有允许所述连接杆随所述高度调节板移动的高度调节孔；所述导向支撑套包括两呈半ω状设置的支撑半套，以及连接两所述支撑半套的铰
接件；所述支撑半套包括弧状夹持部和水平连接部，所述水平连接部用于与所述承接板连接；所述承接板还开有与所述导向支撑套的ω状开口对接的弧形槽口。
14.作为优选，所述弧状夹持部的内弧壁开有滚珠容置槽，所述滚珠容置槽内设有滚珠。
15.作为优选，所述夹紧套包括与所述连接杆螺纹连接的套体，以及设于所述套体轴向一端的摩擦盘，所述支撑板体与所述摩擦盘接触侧磨毛设置。
16.作为优选，所述第一夹持板包括重叠设置的夹持板体一和夹持板体二；所述夹持板体一的第一侧面与所述第一夹持板驱动部件的活动端连接、第二侧面开有压力检测器容置槽，所述压力检测器容置槽内设有与所述第一夹持板驱动部件连接的压力检测器，所述夹持板体一还开有第一连接孔；所述夹持板体二开有与所述第一连接孔通过连接件连接的第二连接孔，且所述夹持板体二与所述第一夹持面接触侧设有增摩纹路；所述第二夹持板的结构与所述第一夹持板的结构相同。
17.作为优选，所述卡座的顶部还设有与所述第一夹持面、第二夹持面垂直设置的防脱板。
18.有益效果第一，本发明的工件自动取放机构与工件的连接结构稳定性高，能够有效避免工件发生形变，工件连接后的位置准确度高，能够防止工件跟随吸盘移动，且适用性强；第二，本发明的工件自动取放机构的真空吸附组件的吸附件的密封性能好，使得吸附件的真空吸附效果好，进而在一定程度上提高了工件自动取放机构的使用效果；第三，本发明的工件自动取放机构还通过导向支撑件来对伸缩杆进行辅助支撑，以使伸缩杆具有足够的支撑力。
附图说明
19.图1为现有技术中机械臂将工件从货架移动至吊装运输线的示意图；图2为本发明支撑组件及真空吸附组件的结构示意图；图3为本发明工件的结构示意图；图4为本发明夹持机构的结构示意图；图5为本发明夹持机构另一视角的结构示意图；图6为本发明工件自动取放机构的结构示意图；图7为本发明吸附件的结构示意图；图8为本发明弹性密封体的结构示意图；图9为本发明密封插接体与弹性密封体连接后的结构示意图；图10为本发明第一夹持板的结构示意图；图11为本发明导向支撑件的结构示意图；图12为本发明高度调节架的结构示意图；图13为本发明导向支撑套的结构示意图；图14为本发明导向支撑套另一实施例的结构示意图；图15为本发明夹紧套的结构示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
21.实施例：如图2至图6所示，一种适用于喷涂系统的工件自动取放机构，包括支撑组件，机械臂连接座2，真空吸附组件，夹持机构，以及与所述真空吸附组件及所述夹持机构连接的控制器。
22.所述支撑组件包括两根平行设置的第一支撑杆1
‑
1，与所述第一支撑杆1
‑
1垂直连接并用于安装所述真空吸附组件的第二支撑杆1
‑
2，与所述第一支撑杆1
‑
1垂直连接并用于安装所述机械臂连接座2的第三支撑杆1
‑
3。
23.所述夹持机构包括与工件3连接的卡座4，以及用于连接所述第一支撑杆1
‑
1和所述卡座4的夹持组件。
24.所述卡座4设有与工件3背筋连接的连接部，以及相互垂直设置的第一夹持面4
‑
1和第二夹持面4
‑
2。连接部开有连接孔，卡座4通过连接孔及膨胀螺栓与工件3连接固定。第一夹持面4
‑
1设有两个，第二夹持面4
‑
2设有两个。
25.所述夹持组件包括与所述第一支撑杆1
‑
1连接的支撑板一5
‑
1，与所述支撑板一5
‑
1连接的伸缩驱动部件5
‑
2，与所述伸缩驱动部件5
‑
2的活动端连接的支撑板二5
‑
3，与所述支撑板二5
‑
3连接的第一夹持板驱动部件5
‑
4和第二夹持板驱动部件5
‑
5，与所述第一夹持板驱动部件5
‑
4的活动端连接且用于与所述第一夹持面4
‑
1配合连接的第一夹持板5
‑
6，以及与所述第二夹持板驱动部件5
‑
5的活动端连接且用于与所述第二夹持面4
‑
2配合连接的第二夹持板5
‑
7。
26.在本实施例中，工件自动取放机构与工件3连接的具体工作方法如下，l1通过机械臂将工件自动取放机构移动至工件3的背面且使得第一夹持板5
‑
6与第一夹持面4
‑
1正好对着、第二夹持板5
‑
7与第二夹持面4
‑
2正好对着，此时，伸缩驱动部件5
‑
2处于伸长状态，使得真空吸附组件的吸盘不与工件3的背面接触。
27.l2第一次启动第一夹持板驱动部件5
‑
4使得第一夹持板5
‑
6推动对应的第一夹持面4
‑
1以调整卡座4（即整个工件3）的位置，使其在第一方向上不存在偏斜，并复位；然后第一次启动第二夹持板驱动部件5
‑
5使得第二夹持板5
‑
7推动对应的第二夹持面4
‑
2以调整卡座4（即整个工件3）的位置，使其在第二方向上不存在偏差，并复位；第一方向和第二方向相互垂直。
28.l3第二次同时启动第一夹持板驱动部件5
‑
4和第二夹持板驱动部件5
‑
5，使得两第一夹持板5
‑
6与卡座4的第一夹持面4
‑
1夹紧、两第二夹持板5
‑
7与第二夹持面4
‑
2夹紧，以起到与工件3连接的主要作用。
29.l4启动伸缩驱动部件5
‑
2使得支撑板一5
‑
1向支撑板二5
‑
3靠近（机械臂及支撑组件会随着支撑板一5
‑
1一同向支撑板二5
‑
3靠近）直至真空吸附组件的吸盘与工件3的背面接触连接。
30.l5启动真空吸附组件使得吸盘与工件3的背面真空吸附固定，以起到与工件3连接的辅助作用。
31.在本实施例中，工件自动取放机构与工件3连接时，主要是通过夹持机构提供支撑力，且夹持机构作用在工件3的背筋上而不是直接作用在工件3的板面上，因此，既起到了有效连接机械臂和工件3的作用，又能够防止工件3发生形变；另外，工件自动取放机构又通过
真空吸附组件与工件3进行辅助连接，真空吸附组件提供的真空吸附力可稍小，在能够避免工件3发生形变的前提下，使得机械臂与工件3的连接效果更好。
32.其次，在第一夹持板5
‑
6、第二夹持板5
‑
7与卡座4连接固定后，工件3相对机械臂的位置是精准不偏斜的（因为卡座4相对工件3的位置是固定的，且卡座4与夹持板连接后不可能发生偏斜），该结构便于机械臂快速有效地将工件挂至吊装运输线的挂钩上。
33.再者，在真空吸附组件的吸盘与工件3分离时，夹持机构还是与卡座4连接固定的，因此能够提高一个防止工件3随真空吸附组件吸盘移动的作用力，从而能够避免工件在吊装运输线上大幅度晃动或者在货架上发生位置偏移。
34.最后，本发明的工件自动取放机构能够适用于不同尺寸的工件3，适用性强。
35.如图2所示，所述真空吸附组件包括吸附件6
‑
1，用于连接所述吸附件6
‑
1和所述第二支撑杆1
‑
2的吸附件安装架6
‑
2，设置在所述第二支撑杆1
‑
2上的真空发生器6
‑
3，以及连接所述真空发生器6
‑
3和所述吸附件6
‑
1的气管。每一气管的长度都相等，使得每一吸附件6
‑
1产生的吸附力都大致相同。
36.如图7至图9所示，所述吸附件6
‑
1包括吸附盘6
‑1‑
1和支撑体6
‑1‑
2。吸附盘6
‑1‑
1设有插接凸起，所述插接凸起的外周侧设有连接螺纹。支撑体6
‑1‑
2与所述吸附盘6
‑1‑
1连接的轴向端面开有允许所述插接凸起进入的插接腔，所述插接腔的腔壁设有与所述连接螺纹配合连接的对接螺纹。所述支撑体6
‑1‑
2与所述吸附盘6
‑1‑
1连接的轴向端面还设有密封结构。
37.所述密封结构包括设置在所述支撑体6
‑1‑
2与所述吸附盘6
‑1‑
1连接的轴向端面的一圈密封插接体6
‑1‑
3，设置在所述吸附盘6
‑1‑
1上并允许所述密封插接体6
‑1‑
3进入的密封插接槽，以及设置在所述密封插接槽内的弹性密封体7。所述弹性密封体7内部设有空腔7
‑
1，所述空腔7
‑
1内部设有填充体7
‑
2，所述弹性密封体7的侧壁设有斜向上设置的密封边缘体7
‑
3。
38.在本实施例中，吸附件6
‑
1的吸附盘6
‑1‑
1和支撑体6
‑1‑
2连接后，密封插接体6
‑1‑
3正好插入密封插接槽的弹性密封体7中。空腔7
‑
1的设置使得密封插接体6
‑1‑
3能够插入且能够较深地插入到弹性密封体7中，从而使吸附盘6
‑1‑
1和支撑体6
‑1‑
2连接后的密封性好。另外，密封插接体6
‑1‑
3插入到弹性密封体7中后，空腔7
‑
1中的填充体7
‑
2会被挤压至密封插接体6
‑1‑
3的两侧，以使弹性密封体7牢牢地压设在密封插接体6
‑1‑
3上，进而再次提高了吸附件6
‑
1的密封性能。密封边缘体7
‑
3的设置可防止弹性密封体7从密封插接槽中脱出，提高了弹性密封体7与密封插接槽的连接效果。
39.所述第一夹持板驱动部件5
‑
4及所述第二夹持板驱动部件5
‑
5均包括伸缩杆，所述工件自动取放机构还包括连接所述伸缩杆和所述支撑板二5
‑
3的导向支撑件，工件3上的卡座4是通过夹持板进行夹紧固定的，而夹持板是通过伸缩杆提供支撑力的，当工件3较大较重时，光光靠伸缩杆提供支撑力可能不够，因此，本发明在支撑板二5
‑
3上设置了导向支撑件来对伸缩杆进行辅助支撑。
40.如图11至图13所示，所述导向支撑件包括导向支撑套8
‑
1，与所述支撑板二5
‑
3连接的导向支撑架8
‑
2，以及连接所述导向支撑套8
‑
1和所述导向支撑架8
‑
2的高度调节架8
‑
3。
41.所述高度调节架8
‑
3包括两平行设置的高度调节板8
‑3‑
1，连接两所述高度调节板
8
‑3‑
1第一长度方向端的承接板8
‑3‑
2，连接两所述高度调节板8
‑3‑
1第二长度方向端的连接杆8
‑3‑
3，以及与所述连接杆8
‑3‑
3连接的夹紧套8
‑3‑
4。
42.所述导向支撑架8
‑
2包括两平行设置的支撑板体，连接两所述支撑板体第一长度方向端的连接板，以及设于所述支撑板体第二长度方向端并用于与所述支撑板二5
‑
3连接的支撑架连接座。支撑架连接座上开有通过螺栓及螺母与支撑板二5
‑
3连接的装配孔。所述支撑板体开有允许所述高度调节板8
‑3‑
1沿所述支撑板体长度方向来回移动的高度调节腔，所述支撑板体还开有允许所述连接杆8
‑3‑
3随所述高度调节板8
‑3‑
1移动的高度调节孔8
‑2‑
1。
43.所述导向支撑套8
‑
1包括两呈半ω状设置的支撑半套8
‑1‑
1，以及连接两所述支撑半套8
‑1‑
1的铰接件8
‑1‑
2。所述支撑半套8
‑1‑
1包括弧状夹持部和水平连接部，所述水平连接部用于与所述承接板8
‑3‑
2连接。所述承接板8
‑3‑
2还开有与所述导向支撑套8
‑
1的ω状开口对接的弧形槽口8
‑3‑
5。
44.在本实施例中，导向支撑件的具体使用过程如下，先将导向支撑架8
‑
2的支撑架连接座与支撑板二5
‑
3连接固定，然后移动夹紧套8
‑3‑
4使得夹紧套8
‑3‑
4的轴向端部与支撑板体的侧面不接触，接着将高度调节架8
‑
3沿支撑板体的长度方向移动至伸缩杆正好位于承接板8
‑3‑
2的弧形槽口8
‑3‑
5中，再接着将导向支撑套8
‑
1安装到伸缩杆上并将导向支撑套8
‑
1的水平连接部与承接板8
‑3‑
2连接固定，最后移动夹紧套8
‑3‑
4使得夹紧套8
‑3‑
4的轴向端部与支撑板体的侧面接触，夹紧套8
‑3‑
4与支撑板体的侧面接触后会产生较大的摩擦力，以使得夹紧套8
‑3‑
4与支撑板体不能够相对移动，从而起到固定高度调节架8
‑
3的作用。
45.如图14所示，所述弧状夹持部的内弧壁开有滚珠容置槽，所述滚珠容置槽内设有滚珠8
‑1‑
3。通过滚珠8
‑1‑
3的设置可减小伸缩杆与导向支撑套8
‑
1的滑动摩擦力，从而避免导向支撑件对伸缩杆的正常伸缩活动造成影响。
46.如图15所示，所述夹紧套8
‑3‑
4包括与所述连接杆8
‑3‑
3螺纹连接的套体8
‑3‑4‑
1，以及设于所述套体8
‑3‑4‑
1轴向一端的摩擦盘8
‑3‑4‑
2，所述支撑板体与所述摩擦盘8
‑3‑4‑
2接触侧磨毛设置。夹紧套8
‑3‑
4通过螺纹转动调节其在连接杆8
‑3‑
3上的位置，从而实现摩擦盘8
‑3‑4‑
2与支撑板体的接触或非接触。摩擦盘8
‑3‑4‑
2的直径大于套体8
‑3‑4‑
1的直径，使得摩擦盘8
‑3‑4‑
2与磨毛设置的支撑板体接触后能够产生强大的相对摩擦力以足够支撑高度调节架8
‑
3不移动。
47.如图10所示，所述第一夹持板5
‑
6包括重叠设置的夹持板体一5
‑6‑
1和夹持板体二5
‑6‑
2。所述夹持板体一5
‑6‑
1的第一侧面与所述第一夹持板驱动部件5
‑
4的活动端连接、第二侧面开有压力检测器容置槽5
‑6‑
3，所述压力检测器容置槽5
‑6‑
3内设有与所述第一夹持板驱动部件5
‑
4连接的压力检测器，所述夹持板体一5
‑6‑
1还开有第一连接孔5
‑6‑
4。第一侧面与第二侧面相对设置，一块夹持板体一5
‑6‑
1在其长度方向设有两个压力检测器容置槽5
‑6‑
3。压力检测器用于检测第一夹持板5
‑
6与卡座4的接触压力，一方面可用于判定工件3的位置是否正确（当同一块第一夹持板5
‑
6上的两个压力检测器检测得到的压力值的差值小于允许范围，则表示工件3已调整至未偏斜，当两块第一夹持板5
‑
6的检测压力相同则表示工件3已处于正确的位置），另一方面可用于判定夹持操作是否完成（当两块第一夹持板5
‑
6的检测压力都与所需的夹持压力相同时，则表示夹持板体一5
‑6‑
1与工件3的夹持操作已完成）。
48.所述夹持板体二5
‑6‑
2开有与所述第一连接孔5
‑6‑
4通过连接件连接的第二连接孔5
‑6‑
5，且所述夹持板体二5
‑6‑
2与所述第一夹持面4
‑
1接触侧设有增摩擦纹路。连接件可以是螺栓和螺母。增摩纹路可以是倾斜设置的条纹，用于增加第一夹持板5
‑
6与卡座4的接触摩擦力，从而提高第一夹持板5
‑
6与卡座4的夹持效果。
49.所述第二夹持板5
‑
7的结构与所述第一夹持板5
‑
6的结构相同，工作原理相同。
50.所述卡座4的顶部还设有与所述第一夹持面4
‑
1、第二夹持面4
‑
2垂直设置的防脱板4
‑
3。防脱板4
‑
3的设置可对第一夹持板5
‑
6、第二夹持板5
‑
7在竖直方向顶部进行限位，防止第一夹持板5
‑
6、第二夹持板5
‑
7从卡座4上竖向脱落。
51.上面所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。