封焊机自动上料机械手设计
·56· 产品开发设计 机械 2008 年第 2 期 总第 35 卷
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收稿日期：2007－09－03
作者简介：樊明（1983－），女，河北秦皇岛人，在读硕士研究生，主要研究方向为智能仪器仪表。
封焊机自动上料机械手设计
樊明 1，魏泽鼎 1，韩提文 2
（1.河北科技大学 机械电子工程学院，河北 石家庄 050054； 2.河北工业职业技术学院，河北 石家庄 050091）
摘要：针对石英晶体手工封焊劳动强度大，生产线效率低的问题，根据厂家的需要我们为其研制了一台自动上料机械手。
该机械手具有体积小、灵活、成本低、效率高的特点。手指和手臂的巧妙设计，成功的实现了牢固、准确夹取晶振，运
送稳定的目标。
关键词：晶体封焊；机械手；升降机构；回转机构
中图分类号：TP242.6 文献标识码： A 文章编号：1006－0316(2008)02－0056－02
The design of robot manipulator for sealing automatic feeding
FAN Ming1，WEI Ze-ding1，HAN Ti-wen2
(1.College of Mechanical and Electronic Engineering，Heibei University of Science and Technology，
Shijiazhuang 050054，China；2.Hebei College of Industrial Technology，Shijiazhuang 050091，China)
Abstract：Foucs on the problem with hard work and low efficiency of vacuum sealing hand work，we design a kind of automatic
discharge manipulator which is based on the require of manufacturer. This manipulator has the characteristic of small volume，
flexible，low cost，high-efficiency. The skillful design of fingers and arm which successfully realize the aim of holding crystal
oscillator firmly and accurately.
Key words：crystal sealing；manipulator；lifting mechanism；rotating mechanism
1 自动上料机械手的配置和工作过程
封焊机和自动上料机械手等的配置如图 1 所
示。待焊接的晶体由振动料道送到上料位置后，自
动上料机械手负责将晶体夹持住运送到封焊头中。
捡料过程采用逐个捡料的方式，即机械手快速的对
每个晶体按照顺序逐个捡走后，放在封焊头中，再
回到料道出口处取料。如此往复，进行上料的操作。
1.封焊头 2.振动料道 3.自动上料机械手
图 1 自动上料机械手运动示意图
2 自动上料机械手的组成
机械手的总体装配图如图 2 所示。自动上料机
械手由升降和回转两个运动单元组成，手指部分采
用楔形弹簧片来垂直夹取工件。回转部分的步进电
机固定在工作面板下面，利用输出轴的转动带动升
降部分整体回转，回转部分负责将件料从料道口送
至封焊头中。
图 2 机械手总体装配图
送料
方向
3
2
1
R
机械手 弯臂
气动滑台
电磁铁
步进电机
机械 2008 年第 2 期 总第 35 卷 产品开发设计 ·57·
3 各部分结构设计
3.1 手臂升降机构
该机构采用新型导向轴承双缸气动滑台，实现
垂直升降运动。该气动滑台带制动器及行程可调装
置，其形程最大为 20 mm。升降机构的结构如图 3
所示，它由上板、纵立板、底板、弯臂、气动滑台
等部件组成。该气动滑台侧面用螺钉固定在弯臂上，
防止气动滑台升降时可能出现的转动。弯臂的底部
被步进电机的转动轴穿过，同时用圆柱销将弯臂和
转动轴固定，使其共同转动；弯臂的上部通过螺栓
与上板固定。螺栓的外部套有轴套，左右两侧的深
沟球轴承，能防止机械手转动时的倾斜。上板与纵
立板通过螺栓连接，这两者的结合对升降机构起到
支撑作用。这里的弯臂不但对机械手的升降运动起
导向作用，还能带动整个机械手臂转动。弯臂底部
用紧定螺钉与电机输出轴固定，可防止弯臂倾斜所
引起的偏差，使其动滑台升降平稳。弯臂底部的推
力球轴承能有效的承载和隔离手臂的下降运动对电
机的冲击。手臂升降行程通过调节气动滑台的运动
行程来实现的。
图 3 机械手升降部分装配图
3.2 手臂回转机构
手臂回转装置如图 4 所示，步进电机的回转轴
通过弯臂带动气动滑台转动。机械手臂的电磁铁装
在电磁铁压块里，通过螺钉和气动滑台的一侧固定
在一起，并伴随着气动滑台的转动带动整个机械手
臂转动。电磁铁安装在手臂的末端，铁芯在电磁力
的作用下压缩弹簧，在弹簧弹力的作用下，手臂内
的推杆被推出压紧手指一侧活动的弹簧片，促使手
指夹紧。机械手臂穿过手掌并通过螺钉与手掌固定，
手臂为空心圆管，内部加入推杆，该推杆在弹簧弹
力的作用下做伸缩运动，从而带动手指的开合。内
置推杆对手臂起到加强刚度的作用。手指为两片底
部固定在一起的楔形弹簧片，手指一侧用螺钉固定，
另一侧通过推杆的运动，使其向固定端靠拢。为了
起到牢固夹取件料的作用，我们将手指设计成两片
长度不同的弹簧片，指尖做成 V 字形。
图 4 机械手回转部分装配图
4 结束语
该机械手设计巧妙，自由度少，实现机械手的
规定动作较为理想，且成本较低，适于晶体行业推
广使用。随着科学技术的发展，机械手的应用范围
将更加广泛，性能也将不断提高。
参考文献：
[1]SMC（中国）有限公司. 现代实用气动技术[M]. 北京：机械工业
出版社，1998.
国内首台 CK61125×6500 曲轴
主轴颈数控车床上海问世
上海重型机床厂有限公司近日成功开发制造了 2 台
CK61125×6500 曲轴主轴颈数控车床。该机床具有高速、
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决了国内大功率柴油机专用曲轴加工工艺难题。
CK61125×6500 曲轴主轴颈数控车床按照德国沃伦贝
格公司设计规范进行设计的，采用三导轨形式，中心高
675 mm，拖板上最大回转直径 1000 mm，最大加工长度
6500 mm，最大曲轴重量 10 t（二顶尖）。加工工件圆度
0.005 mm，加工尺寸精度 IT6，表面粗糙度 Ra1.6 μm，精
车外圆的圆柱度 0.015/300 mm。
（信息来源：http：//mw.newmaker.com 2008-01-21）
步进电机
回转轴
电磁铁
电磁铁压块
气动滑台手指 压杆 弹簧
上板
弯臂
气动滑台
紧定螺钉
回转轴
纵立板
底板
深沟球轴承
轴套
电磁铁压块
推力轴承
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