CN105880642A - 数控车床自动上下料机械手 - Google Patents

Abstract

一种数控车床自动上下料机械手，其结构为机械手底座上安装有一个与车床回转轴线相平行的纵向滑台，纵向滑台上安装有一个增高座，增高座中安装有个由滚动轴承组成的回转主轴，回转轴上安装有一套数控减速电机；回转轴的主轴端安装有一块联接板，联接板的另一端安装有一个与回转轴相垂直的2号数控减速机；2号数控减速机的轴出轴端安装有一个摆臂，摆臂上安装有夹持机构；本发明结构简单、可靠，可全自动化对数控车床加工的零件进行上下料与搬运；从而大降低了工人的劳动强度，提高了效率，保证了工人的人身安全；另外本发明可从数控车床正面进行工件的上下装卸，从而方便了旧数控车床的自动化改造。

Description

数控车床自动上下料机械手

技术领域

本发明涉及一种数控车床机械手，尤其是涉及一种适用于旧数控车床自动化上下料改造的机械手。

技术背景

车床在机械加工中是最为常见的设备，其机床占有量在机械加工设备中名列前茅；该机床属于劳动密集、技术要求高、安全规范要求严的工种之一。目前的数控车床绝大部分都是靠人工去完成工件的上下料，其劳动强度大，费时耗力，效率低，成本高，工人稍不慎就会出现安全事故；目前新数控设备已开始逐步的配用桁架式机械手，但其机械手需从顶部进入卡盘位进行上下料，然而旧数控设备都是针对人工从正面进行手工上下料，因而珩架式机械手难以对现有设备进行改造，另外桁架高度较高，其调试及造价费用相对很高；因而迫切需要实现通用性较强的机械手来代替新旧数控车床的自动上下料。

发明内容

本发明的目的是提供一种通用性好的数控车床自动取放料的机械手。

为了达到上述的发明目的，本发明所采用的技术方案为：该装置主要由数控车床、料库、机械手、控制***，数控电机、夹持机构组成；其特征在于：机械手底座上安装有一个与车床回转轴线相平行的纵向滑台，该滑台采用汽缸、油缸或数控电机进行驱动；纵向滑台上安装有一个增高座，增高座中安装有由滚动轴承组成的回转主轴，回转轴上安装有一套数控减速电机；回转轴的主轴端安装有一块联接板，联接板的另一端安装有一个与回转轴相垂直的2号数控减速机；2号数控减速机的轴出轴端安装有一个摆臂，摆臂上安装有夹持机构，夹持机构优选气动夹持汽缸；为方便机械手的径向位置调节，纵向滑台与增高底座间安装有一个与车床回转轴线相垂直的滑台，或联接板与回转轴间安装一个滑台，或摆臂与夹持机构间安装一个滑台，该滑台采用汽缸、油缸或数控电机进行驱动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述摆臂与夹持机构间安装有一个回转轴线与臂相平行的回转汽缸，夹持机构采用两个夹持汽缸，并呈90度安装在回转汽缸上；该改进可方便工件在料库的垂直上下料，增强料库的可选方式。

作为上述技术方案的进一步改进，所述2号数控减速机与回转轴间径向距离大于100毫米，这样可缩短摆臂长度，提高上下料精度。

为了使本机械手更具经济性，2号数控减速机优选数控蜗轮减速机，蜗轮减速器具有自锁功能，可以节省电机采用刹车装置的费用，另外蜗轮的两端的轴承支承强度好，可省掉加装回转轴的费用。

本发明的有益效果是：本发明结构简单、可靠，可自动抓取料库上的工件、取走卡盘上工件、装上新的工件、将工件放回料库；从而大降低了工人的劳动强度，提高了效率，保证了工人的人身安全；另外本发明可从数控车床正面进行工件的上下装卸，从而方便了旧数控车床的自动化改造。

附图说明

图1是本发明第一实施例的结构原理图。

图2是图1三爪夹持汽缸的正视图

图3是图2三爪夹持汽缸俯视图

图4是本发明第一实施例的上料示意图。

图5、图6是本发明第一实施例展示在和对面两台车床进行上下料时，联接板长短对摆臂长度的影响。

图7是本发明第二实施例的结构原理图。

图8是本发明第三实施例的结构原理图。

图9是本发明第三实施例的K部放大图

图中：1为底座，2为直线导轨，3为滚动丝杆，4为2号直线导轨，5为2号滚动丝杆，6为2号伺服电机，7为增高座，8为角接触轴承，9为谐波减速器，10为3号伺服电机，11为主轴轴端，12为联接板，13为蜗轮减速器，14为4号伺服电机，15为摆臂，16为三爪夹持汽缸，17为行星减速器，18为二爪夹持汽缸，19为圆柱交叉滚子轴承，20为90度回转汽缸，21为1号伺服电机。

具体实施方式

实施例1：参照图1所示，本实施例中底座1上安装有一个由直线导轨2和滚动丝杆3组合而成的纵向滑台，该纵向滑台采用1号伺服电机21进行驱动并且行进轨迹与车床回转轴线相平行；纵向滑台上安装一个与其相垂直的横向滑台，该横向滑台采用2号直线导轨4、2号滚动丝杆5与2号伺服电机6组成；横向滑台上安装有一个圆管组成的增高座7，增高座7中安装有由一套背靠背的成对角接触轴承8组成的回转主轴，其回转动力由3号伺服电机10与谐波减速器9组合而成的数控减速电机来驱动；回转轴的主轴端11安装有一块联接板12，联接板12的另一端安装有一个由蜗轮减速器13与4号伺服电机14组合而的数控减速电机，蜗轮减速器13的输出轴的轴线与回转轴相垂直；蜗轮减速器13的轴出轴端安装有一个用方管组成的摆臂15，摆臂15上安装有两个并列的三爪夹持汽缸16，两个三爪夹持汽缸16一个用于取料，一个用于上料。

参照图1、2、3、4所示，控制***控制4个伺服电机与两个三爪夹持汽缸，下面以对车床上来料为例进行动作原理解说：控制器先控制4号伺服电机14让摆臂15朝顶，然后控制1号伺服电机21让纵向滑台移动到取料位向后100毫米处，接着控制3号伺服电机10让回转轴转到三爪夹持汽缸16轴线与车床轴线相平行位；再控制4号伺服电机14让摆臂15下移使得负责取料的三爪夹持汽缸16的轴线与主轴轴线高度方向平行；再控制2号伺服电机6让横向滑台移至负责取料的三爪夹持汽缸16的轴线与主轴轴线横向方向平行；这样负责取料的三爪夹持汽缸16的轴线与主轴轴线的高度、横向方向均平行，并且两轴线也相平行，即为同轴；此时再控制1号伺服电机21即可同轴线平移进行取料，取料后再后退100毫米，4号伺服电机14让摆臂15移到上料夹持汽缸16轴线高度方向与主轴轴线相平行位，2号伺服电机6让横向滑台移到上料夹持汽缸16轴线横向与主轴轴线相平行位；此时再让1号伺服电机21带动纵向滑台对上料夹持汽缸16进行上料。上述动作很多均可以两三个动作同时运行，只是为方便陈述把动作分解了；在料库的取放料动作原理也与之相同。

参照图5、图6是用于说明联接板12长短在和对面两台车床进行上下料时的好处，图5所的为联接板12较短时的状态，图6为联接板12较长时的状态；由两图可明显看到联接板12较长有利于缩短摆臂15的长度，摆臂15越短，其精度越高，而且可缩小移动半径，对空间布局更有利。

实施例2：参照图7所示，本实施例与第一实施例不同在于：取消了纵向滑台与增高座7之间的横向滑台，改成联接板12与回转轴间由2号直线导轨4、2号滚动丝杆5、2号伺服电机6组成的滑台；另外实施例1中的与3号伺服电机10抬配的谐波减速器9也改用了行星减速器17；再有就是实施例1中的两个三爪夹持汽缸16也改用两爪夹持汽缸18，这样有利于夹持长棒料与带顶针加工的零件。其动作原理与实施例1相同。

实施例3：参照图8、图9所示，本实施例与第一实施例不同在于：回转轴用的成对角接触轴承8改用圆柱交叉滚子轴承19，并将谐波减速器9与3号伺服电机10改成朝上安装，这样更有利维修；另外实施例1中的蜗轮减速器13也改用了行星减速器17；再有就是实施例1中的两个并列的三爪夹持汽缸16也改变了安装方式，并用90度回转汽缸20进行转位，其结构为90度回转汽缸20的回转轴线摆臂15相平行安装，两个三爪夹持汽缸16呈90度安装在90度回转汽缸20上，采用该机构方式的夹持机构可方便工件在料库的垂直上下料，增强料库的可选方式。其动作原理与实施例1相同。

上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员，在本发明的领域内所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (6)

1.一种数控车床自动上下料机械手，其特征在于：机械手底座上安装有一个与车床回转轴线相平行的纵向滑台，该滑台采用汽缸、油缸或数控电机进行驱动；纵向滑台上安装有一个增高座，增高座中安装有由滚动轴承组成的回转主轴，回转轴上安装有一套数控减速电机；回转轴的主轴端安装有一块联接板，联接板的另一端安装有一个与回转轴相垂直的2号数控减速机；2号数控减速机的轴出轴端安装有一个摆臂，摆臂上安装有夹持机构；纵向滑台与增高底座间安装有一个与车床回转轴线相垂直的滑台，或联接板与回转轴间安装一个滑台，或摆臂与夹持机构间安装一个滑台，该滑台采用汽缸、油缸或数控电机进行驱动。

2.根据权利要求1所述的数控车床自动上下料机械手，其特征在于：所述摆臂与夹持机构间安装有一个回转轴线与臂相平行的回转汽缸，夹持机构采用两个夹持汽缸，并呈90度安装在回转汽缸上。

3.根据权利要求所述的数控车床自动上下料机械手，其特征在于：所述的2号数控减速机与回转轴间径向距离大于100毫米。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的数控车床自动上下料机械手，其特征在于：所述的2号数控减速机采用数控蜗轮减速机。

5.根据权利要求1所述的数控车床自动上下料机械手，其特征在于：所述的安装在回转轴上的数控减速机采用谐波减速机。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的数控车床自动上下料机械手，其特征在于：所述的夹持机构采用气动夹持汽缸。