一种智能制造领域的五金加工设备的制作方法

1.本发明涉及五金机械设备技术领域，具体是涉及一种智能制造领域的五金加工设备。


背景技术：

2.五金配件指用五金制作成的机器零件或部件，以及一些小五金制品。它可以单独用途，也可以做协助用具。例如五金工具、五金零部件、日用五金、建筑五金以及安防用品等。小五金产品大都不是最终消费品。而是作为工业制造的配套产品、半成品以及生产过程所用工具等等。只有一小部分日用五金产品（配件）是人们生活必须的工具类消费品。由于五金制品涉及广泛，因此对于五金制品的加工对设备要求很高，需要适配不同形状和不同质量的产品，因此需要一种更智能，适用性更强的五金加工设备。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种智能制造领域的五金加工设备，其通过直线驱动组件和气动控制器组件组成的驱动结构解决了现有技术中五金加工用夹具每个接触点提供夹持力大小不一导致夹取不稳定的问题。
4.为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：一种智能制造领域的五金加工设备，包括抛光轮、机械臂和夹具，夹具固定在机械臂上，夹具包括直线驱动组件、气动控制组件和夹爪，直线驱动组件固定安装在夹具上，气动控制组件固定安装在夹具上，气动控制组件与直线驱动组件驱动端固定连接，夹爪设有多个，多个夹爪可转动的均匀安装在夹具上，夹爪的一端与气动控制组件的输出端固定连接。
5.优选的，气动控制组件包括气压腔、第一活塞、连接管道和推杆，气压腔固定安装在夹具上，气压腔为密闭腔体，第一活塞滑动安装在气压腔内，第一活塞与直线驱动组件的驱动端固定连接，连接管道设有多个，多个连接管道均匀设置在气压腔底部，连接管道和夹爪的数量一一对应，连接管道的第一端与气压腔连通，推杆设有多个，推杆滑动安装在连接管道内，推杆的一端伸出连接管道，当气压腔的气压发生变化时，能够驱动推杆沿连接管道的内壁进行滑动，每个推杆与一个夹爪固定连接。
6.优选的，直线驱动组件包括第一旋转齿轮、固定轴、摇杆和旋转驱动组件，第一旋转齿轮可转动的安装在夹具上，固定轴固定安装在第一旋转齿轮的一侧，固定轴处于第一旋转齿轮偏心位置，摇杆的第一端套接在固定轴上，摇杆的第二端与第一活塞的上表面铰接，当第一旋转齿轮旋转时，能够驱动第一活塞沿气压腔的内壁滑动，旋转驱动组件固定安装在夹具上，旋转驱动组件用于驱动第一旋转齿轮沿轴线旋转。
7.优选的，夹爪包括连接销、滑轨和滑块，连接销固定设置在夹爪偏中间位置处，连接销与夹具铰接，滑轨固定设置在夹爪的内侧，滑轨位于连接销的上方，滑块滑动安装在滑轨内，滑块与推杆铰接，当推杆沿连接管道的内壁进行滑动时，能够驱动夹爪沿连接销转
动。
8.优选的，旋转驱动组件包括第一旋转驱动器、第一旋转轴和第二旋转齿轮，第一旋转驱动器固定安装在夹具上，第一旋转轴的第一端与第一旋转驱动器的驱动端固定连接，第一旋转轴的轴线和第一旋转驱动器的驱动端轴线共线，第二旋转齿轮固定套接在第一旋转轴上，第二旋转齿轮与第一旋转齿轮传动连接且传动比大于1。
9.优选的，气动控制组件还包括气压调节组件，气压调节组件包括缓冲腔、第二活塞和电动推杆，缓冲腔固定安装在夹具上，缓冲腔为密闭腔体，缓冲腔与气压腔连通，第二活塞滑动安装在缓冲腔内，电动推杆固定安装在夹具上，电动推杆的驱动端与第二活塞固定连接。
10.优选的，气动控制组件还包括溢流阀，溢流阀固定安装在气压腔上，溢流阀与气压腔连通。
11.优选的，旋转驱动组件包括蜗杆和蜗轮，蜗杆与第一旋转驱动器的驱动端固定连接，蜗杆与第一旋转驱动器的驱动端轴线共线，蜗轮固定套接在第一旋转轴上，蜗杆和蜗轮传动连接。
12.优选的，机械臂包括底座、第一旋转关节、第一小臂、第二旋转关节和第二小臂，底座固定安装在地面上，第一旋转关节转动安装在底座上，第一小臂的第一端与第一旋转关节铰接，第一小臂的第二端与第二旋转关节铰接，第二小臂的第一端可转动的安装在第二旋转关节上，第二小臂的第二端与夹具的顶端铰接。
13.优选的，还包括带式传输组件，带式传输组件安装在机械臂和抛光轮附近。
14.本技术相比较于现有技术的有益效果是：1.本技术提供的一种智能制造领域的五金加工设备，其通过抛光轮、机械臂和夹具实现了稳定夹取不规则形状工件的功能，解决了现有技术中五金加工用夹具每个接触点提供夹持力大小不一导致夹取不稳定的缺陷。
15.2.本技术提供的一种智能制造领域的五金加工设备，其通过气压腔、第一活塞、连接管道和推杆实现了驱动多个夹爪转动以夹持产品的功能，解决了如何为夹爪提供驱动力的技术问题。
16.3.本技术提供的一种智能制造领域的五金加工设备，其通过第一旋转齿轮、固定轴、摇杆和旋转驱动组件实现了驱动第一活塞运动的功能，解决了直线驱动组件如何为第一活塞能够驱动力的技术问题。
17.4.本技术提供的一种智能制造领域的五金加工设备，其通过连接销、滑轨和滑块实现了夹持产品的功能，解决了夹爪如何通过气动驱动组件驱动而夹持产品的技术问题。
18.5.本技术提供的一种智能制造领域的五金加工设备，其通过第一旋转驱动器、第一旋转轴和第二旋转齿轮实现了驱动第一旋转齿轮旋转的同时增大了第一旋转驱动器所提供驱动力的功能，解决了旋转驱动组件如何驱动第一旋转齿轮的技术问题。
19.6.本技术提供的一种智能制造领域的五金加工设备，其通过缓冲腔、第二活塞和电动推杆组成的气压调节组件实现了调节气压腔内初始气压值的功能，解决了如何实现调节气动控制组件所提供最大驱动力的技术问题。
20.7.本技术提供的一种智能制造领域的五金加工设备，其通过固定安装在气压腔上的溢流阀实现了控制气压腔内最大气压的功能，解决了如何避免因气压腔内气压过大导致
安全事故的技术问题。
21.8.本技术提供的一种智能制造领域的五金加工设备，其通过蜗杆和蜗轮组成的增力结构实现了增大第一旋转驱动器所提供驱动力的功能，解决了如何进一步增大第一旋转驱动器所提供驱动力以稳定夹持待加工工件的技术问题。
22.9.本技术提供的一种智能制造领域的五金加工设备，其通过底座、第一旋转关节、第一小臂、第二旋转关节和第二小臂组成的多轴机械臂实现了灵活驱动夹具移动的功能，解决了如何提高夹具移动灵活性以适配不同形状、不同质量工件的技术问题。
23.10.本技术提供的一种智能制造领域的五金加工设备，其通过安装在抛光轮和机械臂旁的带式传输组件与机械臂配合实现了自动上下料的功能，解决了如何实现自动上下料以提高设备的自动化程度的技术问题。
附图说明
24.图1是实施例的立体图；图2是实施例夹具的正视图；图3是图2中a-a的立体截面剖视图；图4是实施例夹爪的立体图；图5是图2中c-c的立体截面剖视图；图6是实施例夹具的立体图；图7是实施例机械臂、夹具和抛光轮的正视图；图8是实施例直线驱动组件的立体图；图9是实施例气动控制组件的俯视图；图10是图9中f-f的立体截面剖视图；图11是实施例直线驱动组件另一视角的立体图；图中标号为：1-抛光轮；2-机械臂；2a-底座；2b-第一旋转关节；2c-第一小臂；2d-第二旋转关节；2e-第二小臂；3-夹具；3a-直线驱动组件；3a1-第一旋转齿轮；3a2-固定轴；3a3-摇杆；3a4-旋转驱动组件；3a5-第一旋转驱动器；3a6-第一旋转轴；3a7-第二旋转齿轮；3a8-蜗杆；3a9-蜗轮；3b-气动控制组件；3b1-气压腔；3b2-第一活塞；3b3-连接管道；3b4-推杆；3b5-气压调节组件；3b6-缓冲腔；3b7-第二活塞；3b8-电动推杆；3b9-溢流阀；3c-夹爪；3c1-连接销；3c2-滑轨；3c3-滑块；4-带式传输组件。
具体实施方式
25.为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
26.如图1、图2和图9所示：一种智能制造领域的五金加工设备，包括抛光轮1、机械臂2和夹具3，夹具3固定在
机械臂2上，夹具3包括直线驱动组件3a、气动控制组件3b和夹爪3c，直线驱动组件3a固定安装在夹具3上，气动控制组件3b固定安装在夹具3上，气动控制组件3b与直线驱动组件3a驱动端固定连接，夹爪3c设有多个，多个夹爪3c可转动的均匀安装在夹具3上，夹爪3c的一端与气动控制组件3b的输出端固定连接。
27.基于上述实施例，本技术通过直线驱动组件3a、气动控制组件3b和夹爪3c实现了稳定夹取形状不规则的五金产品，解决了上述技术问题。所述机械臂2、直线驱动组件3a和气动控制组件3b与控制器电连接；操作人员通过控制器发送信号给直线驱动组件3a，直线驱动组件3a提供直线驱动力给气动控制组件3b，气动控制组件3b受到驱动将机械力转化为气动力，然后通过气压将气动力传递到夹爪3c，从而通过夹爪3c将待加工的五金产品夹持，之后，控制器发送信号给机械臂2，机械臂2驱动夹具3将产品移动到抛光轮1处，通过抛光轮1对工件进行打磨抛光。通过直线驱动组件3a和气动控制组件3b将机械力转化为气动力，然后再通过气动力驱动夹爪3c对产品进行夹持，由于多个夹爪3c都通过气动控制组件3b提供的气压进行驱动，因此在夹持住产品后，多个夹爪3c对产品提供的夹持力是同样大的，这样避免了产品各个接触点所受夹持力大小不一，从而造成过度夹持受到损伤，而且本设备通过直线驱动组件3a为气动控制组件3b提供驱动力，这样大大提高了设备的适用性，无需外接气源口，降低了设备的使用条件。
28.进一步的，为了解决气动控制组件3b如何驱动多个夹爪3c以夹持产品的技术问题，如图3、图8-10所示：气动控制组件3b包括气压腔3b1、第一活塞3b2、连接管道3b3和推杆3b4，气压腔3b1固定安装在夹具3上，气压腔3b1为密闭腔体，第一活塞3b2滑动安装在气压腔3b1内，第一活塞3b2与直线驱动组件3a的驱动端固定连接，连接管道3b3设有多个，多个连接管道3b3均匀设置在气压腔3b1底部，连接管道3b3和夹爪3c的数量一一对应，连接管道3b3的第一端与气压腔3b1连通，推杆3b4设有多个，推杆3b4滑动安装在连接管道3b3内，推杆3b4的一端伸出连接管道3b3，当气压腔3b1的气压发生变化时，能够驱动推杆3b4沿连接管道3b3的内壁进行滑动，每个推杆3b4与一个夹爪3c固定连接。
29.基于上述实施例，本技术通过气压腔3b1、第一活塞3b2、连接管道3b3和推杆3b4实现了为所有夹爪3c提供驱动力的功能，从而解决了上述问题。操作人员通过控制器发送信号给直线驱动组件3a，直线驱动组件3a收到信号后驱动第一活塞3b2沿气压腔3b1向下运动，从而压缩气压腔3b1内的空气，使气压腔3b1内的气压增大，从而使气压腔3b1与外部形成压力差，由于气压腔3b1的底部与连接管道3b3连通，因此连接管道3b3内的气压与气压腔3b1内气压大小相同，从而推动推杆3b4向外滑动，滑动的推杆3b4推动夹爪3c转动，多个夹爪3c向内转动，从而夹持住产品，在需要松开产品时，控制器发送信号给直线驱动组件3a，直线驱动组件3a收到信号后驱动第一活塞3b2沿气压腔3b1内壁向上运动，从而驱动推杆3b4向内滑动，驱动夹爪3c转动，将产品松开，由于所有连接管道3b3连接同一个气压腔3b1，受到同样大小的气压，实现夹爪3c对产品提供相同大小的夹持力，并且通过第一活塞3b2实现将机械力转化成气动力，提高了设备的适用性。气动装置结构简单、轻便、安装维护简单。且工作介质为空气，较之液压介质来说不易燃烧，故使用安全。排气处理简单，不污染环境，成本低。输出力以及工作速度的调节非常容易。可靠性高，使用寿命长。而空气本身具有缓冲能力，避免夹持工件时对工件造成损伤，对冲击负载和过负载有较强的适应能力。在一定
条件下，可使气动装置有自保持能力。全气动控制具有防火、防爆、防潮的能力。与液压方式相比，气动方式可在高温场合使用，能够适应更苛刻的使用环境。
30.进一步的，为了解决直线驱动组件3a如何为第一活塞3b2提供驱动力的技术问题，如图3、图8和图11所示：直线驱动组件3a包括第一旋转齿轮3a1、固定轴3a2、摇杆3a3和旋转驱动组件3a4，第一旋转齿轮3a1可转动的安装在夹具3上，固定轴3a2固定安装在第一旋转齿轮3a1的一侧，固定轴3a2处于第一旋转齿轮3a1偏心位置，摇杆3a3的第一端套接在固定轴3a2上，摇杆3a3的第二端与第一活塞3b2的上表面铰接，当第一旋转齿轮3a1旋转时，能够驱动第一活塞3b2沿气压腔3b1的内壁滑动，旋转驱动组件3a4固定安装在夹具3上，旋转驱动组件3a4用于驱动第一旋转齿轮3a1沿轴线旋转。
31.基于上述实施例，本技术提供的第一旋转齿轮3a1、固定轴3a2、摇杆3a3和旋转驱动组件3a4实现了驱动第一活塞3b2运动的功能，从而解决了上述问题。所述旋转驱动组件3a4与控制器电连接；操作人员通过控制器发送信号给旋转驱动组件3a4，旋转驱动组件3a4驱动第一旋转齿轮3a1旋转，从而第一旋转齿轮3a1带动固定安装在其上的固定轴3a2旋转，固定轴3a2带动摇杆3a3旋转，由于固定轴3a2偏心设置在第一旋转齿轮3a1上，因此会带动第一活塞3b2沿竖直方向往复运动，在固定轴3a2向下转动时，会驱动第一活塞3b2向下滑动，压缩气压腔3b1内的空气，从而推动推杆3b4，驱动夹爪3c转动，将产品夹持住；当固定轴3a2向上转动时，会驱动第一活塞3b2向上滑动，从而驱动推杆3b4向内滑动，驱动夹爪3c转动，松开产品。
32.进一步的，为了解决多个夹爪3c如何通过气动控制组件3b提供的驱动力夹持产品的技术问题，如图4和图10所示：夹爪3c包括连接销3c1、滑轨3c2和滑块3c3，连接销3c1固定设置在夹爪3c偏中间位置处，连接销3c1与夹具3铰接，滑轨3c2固定设置在夹爪3c的内侧，滑轨3c2位于连接销3c1的上方，滑块3c3滑动安装在滑轨3c2内，滑块3c3与推杆3b4铰接，当推杆3b4沿连接管道3b3的内壁进行滑动时，能够驱动夹爪3c沿连接销3c1转动。
33.基于上述实施例，本技术通过连接销3c1、滑轨3c2和滑块3c3实现了夹持产品的功能，从而解决了上述问题。操作人员通过直线驱动组件3a驱动第一活塞3b2向下滑动，从而推动推杆3b4，推杆3b4向外滑动带动滑块3c3沿滑轨3c2向上滑动，从而使夹爪3c绕连接销3c1转动，多个夹爪3c向内转动夹持住产品，当直线驱动组件3a驱动第一活塞3b2向上滑动，推动推杆3b4向内滑动，从而带动第一活塞3b2沿滑轨3c2向下滑动，夹爪3c绕连接销3c1转动，多个夹爪3c同时向外转动松开产品。
34.进一步的，为了解决旋转驱动组件3a4如何驱动第一旋转齿轮3a1旋转的同时提高驱动力以增大夹具3对产品夹持力的技术问题，如图3、图5和图8所示：旋转驱动组件3a4包括第一旋转驱动器3a5、第一旋转轴3a6和第二旋转齿轮3a7，第一旋转驱动器3a5固定安装在夹具3上，第一旋转轴3a6的第一端与第一旋转驱动器3a5的驱动端固定连接，第一旋转轴3a6的轴线和第一旋转驱动器3a5的驱动端轴线共线，第二旋转齿轮3a7固定套接在第一旋转轴3a6上，第二旋转齿轮3a7与第一旋转齿轮3a1传动连接且传动比大于1。
35.基于上述实施例，本技术通过第二旋转齿轮3a7和第一旋转齿轮3a1的传动配合实
现了驱动第一旋转齿轮3a1旋转的同时大幅增加夹具3对产品的夹持力，从而解决了上述问题。所述第一旋转驱动器3a5优选为伺服电机，伺服电机与控制器电连接；操作人员通过控制器发送信号给第一旋转驱动器3a5，第一旋转驱动器3a5驱动第一旋转轴3a6旋转，第一旋转轴3a6驱动固定套接在其上的第二旋转齿轮3a7旋转，第二旋转齿轮3a7驱动第一旋转齿轮3a1旋转，从而实现驱动第一活塞3b2运动，由于第二旋转齿轮3a7和第一旋转齿轮3a1的传动比大于1，因此可以实现增大驱动力的效果。
36.进一步的，由于产品形状和质量不同，所需夹持力大小也不同，，为了解决如何使夹具3如何实现对不同产品提供不同大小夹持力的技术问题，如图6所示：气动控制组件3b还包括气压调节组件3b5，气压调节组件3b5包括缓冲腔3b6、第二活塞3b7和电动推杆3b8，缓冲腔3b6固定安装在夹具3上，缓冲腔3b6为密闭腔体，缓冲腔3b6与气压腔3b1连通，第二活塞3b7滑动安装在缓冲腔3b6内，电动推杆3b8固定安装在夹具3上，电动推杆3b8的驱动端与第二活塞3b7固定连接。
37.基于上述实施例，本技术通过气压调节组件3b5实现了调节气动控制组件3b提供驱动力大小的功能，从而解决了上述问题。所述电动推杆3b8与控制器电连接；操作人员通过控制器发送信号给电动推杆3b8，电动推杆3b8收到信号后驱动第二活塞3b7向下运动，从而使气压腔3b1内的气压增大，提高气动控制组件3b对夹爪3c提供的最大驱动力，在需要降低气动控制组件3b对夹爪3c提供的最大驱动力时，控制器发送信号给电动推杆3b8，电动推杆3b8驱动第二活塞3b7向上运动，从而降低气压腔3b1内的气压，降低气动控制组件3b对夹爪3c提供的最大驱动力，大大提高了夹具3对产品的适用性，避免了夹具3对产品过度夹持，造成产品损坏。
38.进一步的，为了解决如何提高气压腔3b1内气压安全性的技术问题，如图6和图10所示：气动控制组件3b还包括溢流阀3b9，溢流阀3b9固定安装在气压腔3b1上，溢流阀3b9与气压腔3b1连通。
39.基于上述实施例，本技术通过溢流阀3b9实现了控制气压腔3b1内最大气压的功能，从而解决了上述问题。为了防止气动控制组件3b出现故障，导致气压腔3b1内气压过高造成安全事故，在气压腔3b1上设置了溢流阀3b9，通过溢流阀3b9设置安全阀值，避免了气压腔3b1内出现气压过高的状况。
40.进一步的，为了解决如何进一步提高夹具3夹持力，以提高夹持稳定性的技术问题，如图5和图8所示：旋转驱动组件3a4包括蜗杆3a8和蜗轮3a9，蜗杆3a8与第一旋转驱动器3a5的驱动端固定连接，蜗杆3a8与第一旋转驱动器3a5的驱动端轴线共线，蜗轮3a9固定套接在第一旋转轴3a6上，蜗杆3a8和蜗轮3a9传动连接。
41.基于上述实施例，本技术通过蜗杆3a8和蜗轮3a9实现了增大直线驱动组件3a提供驱动力的功能，从而解决了上述问题。操作人员通过控制器发送信号给第一旋转驱动器3a5，第一旋转驱动器3a5驱动与其驱动端固定连接的蜗杆3a8旋转，从而蜗杆3a8带动与其传动连接的蜗轮3a9旋转，蜗轮3a9带动第一旋转轴3a6和第二旋转齿轮3a7旋转，从而驱动第一活塞3b2运动；由蜗杆3a8和蜗轮3a9构成第一增力结构，再通过第二旋转齿轮3a7和第一旋转齿轮3a1构成的第二增力结构，极大的增加了夹具3提供的夹持力，从而对产品进行
稳定夹持。
42.进一步的，为了解决机械臂2如何驱动夹具3进行灵活移动的技术问题，如图7所示：机械臂2包括底座2a、第一旋转关节2b、第一小臂2c、第二旋转关节2d和第二小臂2e，底座2a固定安装在地面上，第一旋转关节2b转动安装在底座2a上，第一小臂2c的第一端与第一旋转关节2b铰接，第一小臂2c的第二端与第二旋转关节2d铰接，第二小臂2e的第一端可转动的安装在第二旋转关节2d上，第二小臂2e的第二端与夹具3的顶端铰接。
43.基于上述实施例，本技术通过底座2a、第一旋转关节2b、第一小臂2c、第二旋转关节2d和第二小臂2e实现了多轴转动，从而灵活移动夹具3的功能，从而解决了上述问题。操作人员通过控制器操纵机械臂2移动夹具3，从而将夹具3上夹取的产品移动到指定位置，机械臂2的多个臂杆大大提高了灵活性，能适应各种复杂动作。
44.进一步的，为了解决如何实现自动移料的技术问题，如图1所示：还包括带式传输组件4，带式传输组件4安装在机械臂2和抛光轮1附近。
45.基于上述实施例，本技术通过带式传输组件4用以移动工件，实现了自动上小料功能，从而解决了上述问题。所述带式传输组件4与控制器电连接，操作人员通过控制器启动带式传输组件4，从而实现匀速将工件从上料处移动到下料处，然后通过机械臂2和夹具3配合将工件夹取动加工处，在工件加工完成后，在通过机械臂2和夹具3将工件移动到带式传输组件4上，带式传输组件4将工件移动到下料处。
46.以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。