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专利名称：一种鞋底自动选位、纠偏和夹取机械臂

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202111165574.0

专利申请（专利权）人：际华三五一五皮革皮鞋有限公司
权利人地址：河南省漯河市人民东路197号

专利发明（设计）人：王宏超,李慧杰,陈虎,张杰

专利摘要：本发明属于制鞋生产线自动化的技术领域，具体涉及的是一种鞋底自动选位、纠偏和夹取机械臂。本发明摆动气缸固定在磁耦合无杆气缸的滑台座上，手指气缸驱动夹具做开合夹持鞋底和释放鞋底的动作，抬升气缸小角度旋转，摆动气缸在滑台移动到释放鞋底位置时，携带鞋底摆动到鞋底自动喷涂处理剂、自动喷一、二道胶的流水线皮带的正上方后释放鞋底，鞋底靠重力自然落到皮带上，皮带带动鞋底进入鞋底机器人喷处理剂工序及后续工序，鞋底夹取装置的每一步动作由PLC顺序控制，解决了传统选择鞋底的方法是人工选择，费时费力、容易出差错、需要支付人工工资及保险费用，不利于降低成本、产业升级的问题。

主权利要求：
1.一种鞋底自动选位、纠偏和夹取机械臂，包括丝杠模组（1），其特征在于，所述丝杠模组（1）两端连接圆筒状机架（2），丝杠模组（1）螺母连接安装底板（9），安装底板（9）上固定磁耦合无杆气缸（10），磁耦合无杆气缸（10）的滑台上设置夹取气缸（11），夹取气缸（11）的活塞头连接夹取夹指（37），磁耦合无杆气缸（10）的滑台与夹取气缸（11）之间设置摆动升降装置；
所述安装底板（9）一端设置保持夹持力的两个滑块，两个滑块分别配合夹紧导向块（13）和复位导向块（14），使得两个滑块沿夹紧导向块（13）移动夹紧后，再沿复位导向块（14）移动复位；
两个所述的夹紧导向块（13）为两个棘爪，两个复位导向块（14）为对称设置的楔形导向块，棘爪位于楔形导向块的外侧，楔形导向块两端均伸出棘爪，并且棘爪的摆动端搭接在楔形导向块的外侧面上，使得棘爪外侧面和楔形导向块的外侧面连接；
所述两个棘爪与摆动端相对的另一端的外侧面逐渐向中部倾斜，形成楔形；
所述保持夹持力的滑块为光轴（26）两端套设作为滑块的直线轴承（27），直线轴承（27）通过拉簧（28）保持夹持力；
所述直线轴承（27）上固定夹指（12），直线轴承（27）通过直线轴承（27）上固定的滚轮（30）抵靠在棘爪外侧和楔形导向块的外侧；
所述光轴（26）通过支架（31）固定在滑台气缸（29）的滑台上，滑台气缸（29）固定在安装底板（9）上，棘爪连接在安装底板（9）上，楔形导向块固定在安装底板（9）上；
所述摆动升降装置是磁耦合无杆气缸（10）的滑台上连接夹具摆动气缸（32）的底座，夹具摆动气缸（32）的摆动轴连接旋转台（33），旋转台（33）一端铰接摆动板（34），摆动板（34）上连接夹具抬升气缸（35），夹具抬升气缸（35）的活塞头抵靠在旋转台（33）上，摆动板（34）远离夹具抬升气缸（35）一端连接夹取气缸（11）；
所述旋转台（33）靠近夹具抬升气缸（35）一端设置与夹具抬升气缸（35）活塞头对顶的可升降调整螺钉（36）。
2.根据权利要求1所述的一种鞋底自动选位、纠偏和夹取机械臂，其特征在于，所述摆动升降装置是磁耦合无杆气缸（10）的滑台上连接夹具抬升气缸（35）的底座，夹具抬升气缸（35）活塞头连接夹具摆动气缸（32），夹具摆动气缸（32）摆动轴连接夹取气缸（11）。
3.根据权利要求1所述的一种鞋底自动选位、纠偏和夹取机械臂，其特征在于，所述安装底板（9）上设置感应滑台气缸（29）滑块行程的传感器（39），丝杠模组（1）的伺服电机、夹取气缸（11）、滑台气缸（29）、夹具摆动气缸（32）、夹具抬升气缸（35）和传感器（39）都连接PLC。
4.根据权利要求1所述的一种鞋底自动选位、纠偏和夹取机械臂，其特征在于，所述夹取气缸（11）底部设置感知是否夹取到鞋底的感应器（41）。 说明书 : 一种鞋底自动选位、纠偏和夹取机械臂技术领域[0001] 本发明属于制鞋生产线自动化的技术领域，具体涉及的是一种鞋底自动选位、纠偏和夹取机械臂。背景技术[0002] 为了提高制鞋工业流水线自动化或者智能化生产线的自动化或者智能化水平，达到机器换人、提高劳动生产率，急需一种能够按照自动化或者智能化生产线的指令要求、自动地选择鞋底并将将鞋底送放到流水线上、供下道工序使用的自动化或智能化设备。[0003] 传统选择鞋底的方法是人工选择，费时费力、容易出差错、需要支付人工工资及保险费用，不利于降低成本、产业升级。发明内容[0004] 本发明要解决的技术问题是传统选择鞋底的方法是人工选择，费时费力、容易出差错、需要支付人工工资及保险费用，不利于降低成本、产业升级的问题，为解决上述问题，本发明提供一种鞋底自动选位、纠偏和夹取机械臂。[0005] 本发明的目的是以下述方式实现的：一种鞋底自动选位、纠偏和夹取机械臂，包括丝杠模组，所述丝杠模组两端连接圆筒状机架，丝杠模组螺母连接安装底板，安装底板上固定磁耦合无杆气缸，磁耦合无杆气缸的滑台上设置夹取气缸，夹取气缸的活塞头连接夹取夹指，磁耦合无杆气缸的滑台与夹取气缸之间设置摆动升降装置；[0006] 所述安装底板一端设置保持夹持力的两个滑块，两个滑块分别配合夹紧导向块和复位导向块，使得两个滑块沿夹紧导向块移动夹紧后，再沿复位导向块移动复位。[0007] 两个所述的夹紧导向块为两个棘爪，两个复位导向块为对称设置的楔形导向块，棘爪位于楔形导向块的外侧，楔形导向块两端均伸出棘爪，并且棘爪的摆动端搭接在楔形导向块的外侧面上，使得棘爪外侧面和楔形导向块的外侧面连接；[0008] 所述两个棘爪与摆动端相对的另一端的外侧面逐渐向中部倾斜，形成楔形；[0009] 所述保持夹持力的滑块为光轴两端套设作为滑块的直线轴承，直线轴承通过拉簧保持夹持力；[0010] 所述直线轴承上固定夹指，直线轴承通过直线轴承上固定的滚轮抵靠在棘爪外侧和楔形导向块的外侧；[0011] 所述光轴通过支架固定在滑台气缸的滑台上，滑台气缸固定在安装底板上，棘爪连接在安装底板上，楔形导向块固定在安装底板上。[0012] 所述摆动升降装置是磁耦合无杆气缸的滑台上连接夹具摆动气缸的底座，夹具摆动气缸的摆动轴连接旋转台，旋转台一端铰接摆动板，摆动板上连接夹具抬升气缸，夹具抬升气缸的活塞头抵靠在旋转台上，摆动板远离夹具抬升气缸一端连接夹取气缸；[0013] 所述旋转台靠近夹具抬升气缸一端设置与夹具抬升气缸活塞头对顶的可升降调整螺钉。[0014] 所述摆动升降装置是磁耦合无杆气缸的滑台上连接夹具抬升气缸的底座，夹具抬升气缸活塞头连接夹具摆动气缸，夹具摆动气缸摆动轴连接夹取气缸。[0015] 所述安装底板上设置感应滑台气缸滑块行程的传感器，丝杠模组的伺服电机、夹取气缸、滑台气缸、具摆动气缸、夹具抬升气缸和传感器都连接PLC。[0016] 所述夹取气缸底部设置感知是否夹取到鞋底的感应器。[0017] 相对于现有技术，本发明本发明由PLC控制系统发出纠偏指令，电磁阀接受指令带电后，滑台气缸驱动纠偏装置向前平移，当纠偏装置的两个指状物（手指）接近鞋底储存仓的边缘时，由两个中其中一个楔形块（楔形角度较大）控制的两个手指向前同时向鞋底宽度方向的中心线位置逐渐收拢，两个手指逐渐接近鞋底后跟靠近鞋底腰窝的部位，当两个手指向前移动到最前端位置时，两个手指迅速将鞋底后跟部位推向宽度方向中心线位置，达到纠正鞋底位置的目的，能够自动纠正随意放置的鞋底位置偏差，确保夹具夹取鞋底时，夹具中心正对鞋底中心；[0018] 本发明能够在PLC控制系统的控制下顺序完成夹取动作。该鞋底夹取装置由摆动气缸、磁耦合无杆气缸、手指气缸、夹具抬升气缸、夹具、电磁阀及气路系统组成。滑台是夹具、手指气缸、抬升气缸、摆动气缸的载体，夹具安装固定在手指气缸的活塞杆端（活动部位），手指气缸和抬升气缸安装在摆动气缸上部通过板与摆动气缸联结。摆动气缸固定在磁耦合无杆气缸的滑台座上，摆动角度0?90°可调，调整到鞋底处于流水线正上方、鞋底纵向中心线与皮带移动方向垂直。手指气缸驱动夹具做开合夹持鞋底和释放鞋底的动作，抬升气缸小角度旋转，旋转角度在0?11°范围内可调，避免鞋底前端在摆动气缸旋转时触碰到纠偏装置，摆动气缸在滑台移动到释放鞋底位置时，携带鞋底摆动到鞋底自动喷涂处理剂、自动喷一、二道胶的流水线皮带的正上方后释放鞋底，鞋底靠重力自然落到皮带上，皮带带动鞋底进入鞋底机器人喷处理剂工序及后续工序，鞋底夹取装置的每一步动作由PLC顺序控制，解决了传统选择鞋底的方法是人工选择，费时费力、容易出差错、需要支付人工工资及保险费用，不利于降低成本、产业升级的问题。附图说明[0019] 图1是一种鞋底自动选位、纠偏和夹取机械臂的安装在流水线示意图。[0020] 图2是一种鞋底自动选位、纠偏和夹取机械臂的安装在流水线示意图中A部分放大图。[0021] 图3是一种鞋底自动选位、纠偏和夹取机械臂的安装在流水线示意图中A部分侧视图。[0022] 其中，1丝杠模组、2圆筒状机架、9安装底板、10磁耦合无杆气缸、11夹取气缸、12夹指、13夹紧导向块、14复位导向块、26光轴、27直线轴承、28拉簧、29滑台气缸、30滚轮、31支架、32夹具摆动气缸、33旋转台、34摆动板、35夹具抬升气缸、36可升降调整螺钉、37摆动轴、41感应器。具体实施方式[0023] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。[0024] 实施例1：[0025] 根据附图1到附图3所示的一种鞋底自动选位、纠偏和夹取机械臂，包括丝杠模组1，所述丝杠模组1两端连接圆筒状机架2，丝杠模组1螺母连接安装底板9，安装底板9上固定磁耦合无杆气缸10，磁耦合无杆气缸10的滑台上设置夹取气缸11，夹取气缸11的活塞头连接夹取夹指37，磁耦合无杆气缸10的滑台与夹取气缸11之间设置摆动升降装置，磁耦合无杆气缸10是在活塞上安装一组高强磁性的永久磁环，磁力线通过薄壁缸筒与磁耦合无杆气缸10的滑台里面的另一组磁环作用，由于两组磁环磁性相反，因此具有很强的相互吸力，当活塞在缸筒内被气压推动时，活塞运动，活塞运动的同时，磁耦合无杆气缸10的滑台内的磁环被活塞上的磁环磁力线影响，做同步移动；[0026] 所述安装底板9一端设置保持夹持力的两个滑块，两个滑块分别配合夹紧导向块13和复位导向块14，使得两个滑块沿夹紧导向块13移动夹紧后，再沿复位导向块14移动复位。[0027] 两个所述的夹紧导向块13为两个棘爪，两个复位导向块14为对称设置的楔形导向块，棘爪位于楔形导向块的外侧，楔形导向块两端均伸出棘爪，并且棘爪的摆动端搭接在楔形导向块的外侧面上，使得棘爪外侧面和楔形导向块的外侧面连接；[0028] 所述两个棘爪与摆动端相对的另一端的外侧面逐渐向中部倾斜，形成楔形；[0029] 所述保持夹持力的滑块为光轴26两端套设作为滑块的直线轴承27，直线轴承27通过拉簧28保持夹持力；[0030] 所述直线轴承27上固定夹指12，直线轴承27通过直线轴承27上固定的滚轮30抵靠在棘爪外侧和楔形导向块的外侧；[0031] 所述光轴26通过支架31固定在滑台气缸29的滑台上，滑台气缸29固定在安装底板9上，棘爪连接在安装底板9上，楔形导向块固定在安装底板9上。[0032] 所述摆动升降装置是磁耦合无杆气缸10的滑台上连接夹具摆动气缸32的底座，夹具摆动气缸32的摆动轴连接旋转台33，旋转台33一端铰接摆动板34，摆动板34上连接夹具抬升气缸35，夹具抬升气缸35的活塞头抵靠在旋转台33上，摆动板34远离夹具抬升气缸35一端连接夹取气缸11；[0033] 所述旋转台33靠近夹具抬升气缸35一端设置与夹具抬升气缸35活塞头对顶的可升降调整螺钉36。[0034] 所述摆动升降装置是磁耦合无杆气缸10的滑台上连接夹具抬升气缸35的底座，夹具抬升气缸35活塞头连接夹具摆动气缸32，夹具摆动气缸32摆动轴连接夹取气缸11。[0035] 所述安装底板9上设置感应滑台气缸29滑块行程的传感器39，丝杠模组1的伺服电机、夹取气缸11、滑台气缸29、具摆动气缸32、夹具抬升气缸35和传感器39都连接PLC。[0036] 所述夹取气缸11底部设置感知是否夹取到鞋底的感应器41。[0037] 本发明的工作过程如下：PLC发出鞋底纠偏指令，电磁阀带电，滑台气缸29带动夹指12向前（图上向左）移动、滚轮30沿着夹紧导向块13的直线段向前移动，当夹指12的端部接近鞋底储存与准备装置的鞋底放置网格边沿时（此时滚轮30开始进入夹紧导向块13的斜线段），滚轮30沿着夹紧导向块13的斜线边向前同时向鞋底宽度中心线方向（此时夹指12逐渐收拢），当夹指12的端部处于夹紧导向块13斜线段的最左位置时，滚轮30沿着夹紧导向块13的斜线边继续向左移动，滚轮30落空带动夹指12掉落到复位导向块14的斜边最左端，2个夹指12在拉簧28的拉力作用下同时快速向鞋底宽度中心线方向移动（做合抱动作），将鞋底后跟部推向网格中心，鞋底得到纠偏，PLC控制滑台气缸29的电磁阀，使电磁阀失电，滑台气缸29带动夹指12沿着复位导向块14的斜边后退（图上向右同时远离鞋底宽度中心线方向），滚轮30先与夹紧导向块13接触，然后推开夹紧导向块13，滚轮30沿着复位导向块14的斜边继续向右移动，滚轮30穿过夹紧导向块13，夹紧导向块13复位后，滚轮30位于夹紧导向块13直线段右侧，滑台气缸29后退到右极限位置时，夹指12退回到复位导向块14最右端，等待下一次循环移动，此时两个夹指12之间的距离最大，为夹具夹取鞋底腾出空间；[0038] 当纠偏装置完成纠偏动作退回到右端极限位置时，纠偏装置上的传感器感知纠偏动作正确完成，发出指令使执行机构按顺序执行后续动作：磁耦合无杆气缸10的电磁阀带电，磁耦合无杆气缸10带动其滑台座上的夹具摆动气缸32、夹具抬升气缸35、夹取气缸11及安装在夹取气缸11上的夹取夹指37整体向左移动，磁耦合无杆气缸10滑台移动到最左位置时，夹具进入鞋底夹取位置，夹具气缸11的电磁阀带电，夹具气缸11动作，夹取夹指37关闭夹紧鞋底，当感应器41感应到夹取夹指37夹取到鞋底后，磁耦合无杆气缸10滑台带动夹具摆动气缸32、夹具抬升气缸35、夹取气缸11及安装在夹取气缸11上的夹取夹指37整体向右移动，磁耦合无杆气缸10滑台移动到最右位置时，夹具抬升气缸35的电磁阀带电，夹具抬升气缸35做抬升动作，将鞋底顺时针转动一个角度（1?11°可调），使鞋底高出纠偏装置，避免下一步夹具摆动气缸32带着鞋底摆动时鞋底不与任何机件或物品发生碰撞现象，夹具摆动气缸32逆时针摆动（从夹具摆动气缸32的正上方向正下方看），将鞋底转动到鞋底喷涂线皮带传送线的上方50?60mm处，夹具摆动气缸32的起始位置可调，起始位置的正确位置是夹具纵向中心线与磁耦合无杆气缸10滑台的移动方向平行，夹具摆动气缸32的终止位置是鞋底纵向中心线与鞋底喷涂线皮带传送线的纵向中心线垂直，夹具摆动气缸32的转动速度可调，夹取气缸11的电磁阀失电，夹取气缸11带动夹取夹指37，使夹取夹指37张开释放鞋底，鞋底以自由落体运动的方式平行下落到鞋底喷涂线皮带上，皮带间断移动将鞋底送到鞋底喷涂位置。[0039] 以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

专利地区：河南

专利申请日期：2021-09-30

专利公开日期：2024-09-03

专利公告号：CN113854711B