本發(fā)明涉及一種模壓機(jī)的零部件，尤其涉及一種光學(xué)元件專用模壓機(jī)的六自由度機(jī)械手裝置及其取放方法。

背景技術(shù)：

模壓成形技術(shù)將來(lái)可能會(huì)成為光學(xué)玻璃透鏡生產(chǎn)的主流技術(shù)。在模壓成形過(guò)程中先將玻璃預(yù)形體放置于高精度的模具中，然后在高溫、模壓力和無(wú)氧的條件下，借助高精度模具直接壓制成形出達(dá)到使用要求的玻璃元件。該方法工藝流程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，且具有成本低、可批量生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)。模壓工件一般置于高精度模具內(nèi)，而模具一般是硬質(zhì)合金，傳熱性好，高溫模壓后，模具溫度較高，如果直接用手取放，對(duì)人體會(huì)造成燙傷，可能會(huì)進(jìn)一步造成模具和工件砸壞。

機(jī)械手在現(xiàn)代智能裝備系統(tǒng)中應(yīng)用得十分廣泛，如立體倉(cāng)庫(kù)快速取件等。在實(shí)際自動(dòng)化系統(tǒng)中，我們需要各種結(jié)構(gòu)、性能不同的機(jī)械手，來(lái)滿足實(shí)際應(yīng)用中不同的現(xiàn)實(shí)要求。六軸機(jī)械手是有六個(gè)伺服電機(jī)的機(jī)械手。六軸機(jī)械手臂是利用x、y、z軸的旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)進(jìn)行操作的機(jī)械手。機(jī)械手臂是機(jī)械人技術(shù)領(lǐng)域中得到最廣泛實(shí)際應(yīng)用的自動(dòng)化機(jī)械裝置，在工業(yè)制造、醫(yī)學(xué)治療、娛樂(lè)服務(wù)、軍事、半導(dǎo)體制造以及太空探索等領(lǐng)域都能見到它的身影。盡管它們的形態(tài)各有不同，但它們都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是能夠接受指令，精確地定位到三維（或二維）空間上的某一點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)。

因此，可以采用機(jī)械手來(lái)取放模壓機(jī)的高壓工件和模具，但是現(xiàn)有工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，管線布局是難點(diǎn)之一，怎樣合理的在狹小的機(jī)械臂空間中布置各種管線（六個(gè)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)線、編碼器線、剎車線、氣管、電磁閥控制線、傳感器線等），使其不受關(guān)節(jié)軸旋轉(zhuǎn)的影響，是一個(gè)值得深入考慮的問(wèn)題；而模壓機(jī)由于工作環(huán)境無(wú)法讓機(jī)械手有足夠的空間去布置各種管線；而且，普通的機(jī)械手一般不具備溫度檢測(cè)功能，無(wú)法實(shí)時(shí)檢測(cè)模壓機(jī)中取出的工件和模具的溫度，而光學(xué)玻璃元件在取出后需要進(jìn)行光學(xué)測(cè)量（對(duì)光學(xué)玻璃元件溫度有要求），因此，普通的機(jī)械手無(wú)法適用于模壓機(jī)的工件（光學(xué)元件）和模具取放。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，提供了一種既可實(shí)現(xiàn)工件和模具的取放，又可實(shí)時(shí)檢測(cè)模壓后的溫度變化，既提高了模壓機(jī)的使用效率，又降低了模具和工件破壞的可能性，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，管線布置方便，還能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)觀測(cè)工件和模具的溫度，方便工件進(jìn)行光學(xué)測(cè)量的光學(xué)元件專用模壓機(jī)的六自由度機(jī)械手裝置及其取放方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種光學(xué)元件專用模壓機(jī)的六自由度機(jī)械手裝置，包括基座、設(shè)置在基座內(nèi)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件、設(shè)置在基座上的大臂組件、設(shè)置在大臂組件上的小臂組件和設(shè)置在小臂組件上的手部組件以及設(shè)置在大臂組件和小臂組件之間的腕部組件，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件包括驅(qū)動(dòng)大臂組件轉(zhuǎn)動(dòng)的基座電機(jī)、連接在基座電機(jī)上的諧波減速器、連接大臂組件的基座回轉(zhuǎn)軸以及連接基座電機(jī)軸和基座回轉(zhuǎn)軸的聯(lián)軸器；所述大臂組件包括大臂、驅(qū)動(dòng)大臂擺動(dòng)的大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)和連接在大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)上的第一擺線針輪減速器；所述小臂組件包括小臂、驅(qū)動(dòng)小臂擺動(dòng)的小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)和連接在小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)上的第二擺線針輪減速器；所述基座回轉(zhuǎn)軸頂部設(shè)有手臂鉸接座，所述大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)和小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)均安裝在手臂鉸接座上，所述大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)與大臂底部連接，所述小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)與腕部組件連接，所述基座電機(jī)、大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)和小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)均為空心軸電機(jī)，所述手部組件上安裝有微型溫度傳感器。

優(yōu)選地，所述曲柄連接機(jī)構(gòu)包括連接在小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)上的曲柄、連接在曲柄和腕部組件之間的連桿以及安裝在連桿兩端的連桿軸承套和連桿軸承蓋。

優(yōu)選地，所述基座頂部設(shè)有基座法蘭蓋，所述手臂鉸接座固定在基座回轉(zhuǎn)軸頂部，所述基座法蘭蓋上設(shè)有回轉(zhuǎn)軸上安裝法蘭，所述諧波減速器上設(shè)有回轉(zhuǎn)軸下安裝法蘭，所述基座內(nèi)部設(shè)有基座電機(jī)安裝法蘭。

優(yōu)選地，所述手臂鉸接座上設(shè)有大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝法蘭和小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝法蘭。

優(yōu)選地，所述腕部組件采用兩個(gè)諧波減速器、兩個(gè)同步齒型帶和一對(duì)錐齒輪副傳動(dòng)輸入。

優(yōu)選地，所述腕部組件上設(shè)有驅(qū)動(dòng)小臂旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

優(yōu)選地，所述手部組件前端設(shè)有磁性吸盤，所述微型溫度傳感器置于磁性吸盤內(nèi)。

優(yōu)選地，所述聯(lián)軸器為彈性柱銷聯(lián)軸器。

一種光學(xué)元件專用模壓機(jī)的六自由度機(jī)械手裝置的取放方法，包括下述步驟：

1）當(dāng)工件和模具退火后，到達(dá)模壓機(jī)出料口處，基座電機(jī)驅(qū)動(dòng)大臂和小臂旋轉(zhuǎn)到指定角度，大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)大臂下擺到指定角度，小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)小臂和磁性吸盤擺動(dòng)到指定位置，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)小臂和磁性吸盤轉(zhuǎn)動(dòng)到指定吸取方向；

2）磁性吸盤就會(huì)動(dòng)作自動(dòng)取出工件和模具，磁性吸盤內(nèi)的微型溫度傳感器能夠測(cè)出工件和模具的溫度變化，當(dāng)達(dá)到所需要測(cè)量的溫度條件，將其放在指定光學(xué)測(cè)量臺(tái)上。

本發(fā)明采用空心軸電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：機(jī)器人各種控制管線可以從電機(jī)中心直接穿過(guò)，無(wú)論關(guān)節(jié)軸怎么旋轉(zhuǎn)，管線不會(huì)隨著旋轉(zhuǎn)，即使旋轉(zhuǎn)，管線由于布置在旋轉(zhuǎn)軸線上，所以具有最小的旋轉(zhuǎn)半徑。此種結(jié)構(gòu)較好的解決了工業(yè)機(jī)器人的管線布局問(wèn)題。

本發(fā)明的有益效果：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，管線布置方便，易于操作，裝調(diào)方便，既可實(shí)現(xiàn)工件模具的取放，又可實(shí)時(shí)檢測(cè)模壓后工件和模具的溫度變化，既提高了模壓機(jī)的使用效率，又降低了模具和工件破壞的可能性，還能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)觀測(cè)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明取放的工件和模具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中1.基座，2.基座電機(jī)，3.基座電機(jī)安裝法蘭，4.諧波減速器，5.聯(lián)軸器，6.基座回轉(zhuǎn)軸，7.基座法蘭蓋，8.回轉(zhuǎn)軸上安裝法蘭，9.手臂鉸接座，10.小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)，11.第二擺線針輪減速器，12.連桿軸承套，13.曲柄，14.連桿軸承蓋，15.連桿，16.薄壁密封交叉圓柱滾子軸承，17.腕部組件，18.手部組件，19.第一擺線針輪減速器，20.大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝法蘭，21.大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)，22.小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝法蘭，23.大臂，24.小臂，25.磁性吸盤，26.回轉(zhuǎn)軸下安裝法蘭，27.旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，A.上模仁，B.下模仁，C.內(nèi)套筒，D.外套筒，E.待取放工件。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和工作過(guò)程對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，但并不是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

如圖1和2所示，一種光學(xué)元件專用模壓機(jī)的六自由度機(jī)械手裝置，包括基座1、設(shè)置在基座1內(nèi)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件、設(shè)置在基座1上的大臂組件、設(shè)置在大臂組件上的小臂組件和設(shè)置在小臂組件上的手部組件18以及設(shè)置在大臂組件和小臂組件之間的腕部組件17。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件包括驅(qū)動(dòng)大臂組件轉(zhuǎn)動(dòng)的基座電機(jī)2、連接在基座電機(jī)2上的諧波減速器4、連接大臂組件的基座回轉(zhuǎn)軸6以及連接基座電機(jī)軸和基座回轉(zhuǎn)軸6的聯(lián)軸器5。大臂組件包括大臂23、驅(qū)動(dòng)大臂23擺動(dòng)的大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)21和連接在大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)21上的第一擺線針輪減速器19。小臂組件包括小臂24、驅(qū)動(dòng)小臂24擺動(dòng)的小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)10和連接在小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)10上的第二擺線針輪減速器11；基座回轉(zhuǎn)軸6頂部設(shè)有手臂鉸接座9，大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)21和小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)10均安裝在手臂鉸接座9上，大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)21與大臂23底部連接，小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)10通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)與腕部組件17連接，基座電機(jī)2、大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)21和小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)10均為空心軸電機(jī)，手部組件18上安裝有微型溫度傳感器。曲柄連接機(jī)構(gòu)包括連接在小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)10上的曲柄13、連接在曲柄13和腕部組件17之間的連桿15以及安裝在連桿15兩端的連桿軸承套12和連桿軸承蓋14。基座1頂部設(shè)有基座法蘭蓋7，手臂鉸接座9固定在基座回轉(zhuǎn)軸6頂部，基座法蘭蓋7上設(shè)有回轉(zhuǎn)軸上安裝法蘭8，諧波減速器4上設(shè)有回轉(zhuǎn)軸下安裝法蘭26，基座1內(nèi)部設(shè)有基座電機(jī)安裝法蘭3。手臂鉸接座9上設(shè)有大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝法蘭20和小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝法蘭22，大臂23頂部通過(guò)薄壁密封交叉圓柱滾子軸承16與腕部組件17底部鉸接。腕部組件17采用兩個(gè)諧波減速器、兩個(gè)同步齒型帶和一對(duì)錐齒輪副傳動(dòng)輸入。腕部組件17上設(shè)有驅(qū)動(dòng)小臂24旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)27。手部組件18前端設(shè)有磁性吸盤25，微型溫度傳感器置于磁性吸盤25內(nèi)，磁性吸盤25的大小與待取放模具的大小相匹配，待取放工件E固定在待取放模具內(nèi)。待取放模具包括上模仁A、下模仁B、設(shè)置在上模仁A和下模仁B之間的內(nèi)套筒C和套在內(nèi)套筒C外的外套筒D，待取放工件E位于上模仁A、下模仁B和內(nèi)套筒C之間。聯(lián)軸器5為彈性柱銷聯(lián)軸器。

一種光學(xué)元件專用模壓機(jī)的六自由度機(jī)械手裝置的取放方法，包括下述步驟：

1）當(dāng)工件和模具退火后，到達(dá)模壓機(jī)出料口處，基座電機(jī)驅(qū)動(dòng)大臂和小臂旋轉(zhuǎn)到指定角度，大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)大臂下擺到指定角度，小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)小臂和磁性吸盤擺動(dòng)到指定位置，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)小臂和磁性吸盤轉(zhuǎn)動(dòng)到指定吸取方向；

2）磁性吸盤就會(huì)動(dòng)作自動(dòng)取出工件和模具，磁性吸盤內(nèi)的微型溫度傳感器能夠測(cè)出工件和模具的溫度變化，當(dāng)達(dá)到所需要測(cè)量的溫度條件，將其放在指定光學(xué)測(cè)量臺(tái)上。

本發(fā)明中機(jī)械手裝置的腕部組件和手部組件均為市面上普通機(jī)械手腕部組件和手部組件相同，故不作細(xì)述。