CN106078318A - 一种自动上下料机械装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动上下料机械装置，应用于数控车床，包括内藏式机械手和补料机械手，其中：所述补料机械手包括相互垂直连接的竖直运动机构和水平运动机构，所述竖直运动机构用以上下移动并从位于所述补料机械手前端的料台的上方料盘中夹取待加工工件，并通过所述水平运动机构将待加工工件平移至所述内藏式机械手处；所述内藏式机械手与所述补料机械手相互垂直设置，用以夹取平移至所述内藏式机械手处的待加工工件并传送至所述数控车床中进行加工。本发明的有益效果在于有效提高了数控车床的自动化程度，提高生产效率，保证产品质量稳定性，降低生产成本，增强了企业的市场竞争力。

Description

一种自动上下料机械装置

技术领域

本发明涉及数控车床的自动上下料领域，特别是涉及一种自动上下料机械装置。

背景技术

随着制造业不断发展，为了满足市场化的需求，提高企业的竞争力，人工化的生产模式远远满足不了现代化的生产要求，因此将自动上下料机械手应用到制造业中，并且对数控车床的自动上下料起到了关键性的作用，这直接影响到企业中数控车床的加工效率，间接影响到企业的经济效益等。目前很多企业的自动上下料应用率不高，且集成性不高，形成不了柔性制造单元或柔性制造***，上下料占用时间长，使得数控车床、上下料机械手的实际加工时间缩短，难以充分利用现有数控车床的生产能力，降低了企业的竞争力，增大了企业的运营成本。

因此本发明的方案便是针对上述问题对现有上下料机械手进行改进。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种自动上下料机械装置，能够简单有效的与数控车床形成柔性制造单元或柔性制造***，从而大幅度的提高数控车床、自动上下料机械手的加工时间，扩大数控车床的应用范围，充分发挥数控车床和自动上下料机械手的加工能力。

为了达到上述发明目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明公开了一种自动上下料机械装置，应用于数控车床，包括内藏式机械手和补料机械手，其中：

所述补料机械手包括相互垂直连接的竖直运动机构和水平运动机构，所述竖直运动机构用以上下移动并从位于所述补料机械手前端的料台的上方料盘中夹取待加工工件，并通过所述水平运动机构将待加工工件平移至所述内藏式机械手处；

所述内藏式机械手与所述补料机械手相互垂直设置，用以夹取平移至所述内藏式机械手处的待加工工件并传送至所述数控车床中进行加工。

作为一实施例，所述竖直运动机构包括伺服电机、齿轮齿条机构和机械手，所述机械手设置于所述齿轮齿条机构中的齿条的下端，所述伺服电机通过所述齿轮齿条机构带动所述机械手上下运动。

作为一实施例，所述水平运动机构包括滑轨、第二导轨、齿轮、柔性带、补料机械手驱动电机、平移架、补料滑块和滑动块，其中：

所述第二导轨设置于所述滑轨内；

所述齿轮的数量为两个，分别设置于所述第二导轨的两端；

所述柔性带套设于两个所述齿轮的外侧；

所述补料机械手驱动电机设置于所述滑轨的一端，并与靠近所述补料机械手驱动电机的所述齿轮轴连接，用以带动所述柔性带运动；

所述平移架通过和所述柔性带相啮合的带轮与所述柔性带相连接，所述带轮与所述补料滑块通过所述滑动块连接，所述平移架与滑动块之间采用螺栓连接；

所述平移架上设置有所述伺服电机和齿轮齿条机构。

作为一实施例，所述补料机械手还包括支撑架，所述支撑架固定连接所述滑轨。

作为一实施例，所述机械手为双爪式机械手。

作为一实施例，所述机械手包括两个夹爪，两个所述夹爪相对的侧面分别设置有橡胶层。

作为一实施例，所述内藏式机械手包括第一导轨、上滑块、移载轴、移载架、末端执行器、链条、齿轮轴、链轮、固定架、下滑块、内藏式机械手平移架和内藏式机械手支撑架，其中：

所述上滑块安装于所述第一导轨上，并于所述移载架连接；

所述下滑块固定在所述内藏式机械手支撑架上；

所述移载轴安装在所述移载架上，并与所述末端执行器轴相连；

所述内藏式机械手平移架的两端安装有链轮，所述链轮通过所述齿轮轴固定在所述移载架上，并与所述链条进行啮合，所述链条的两端通过固定块固定在所述固定架上，并且通过连结器将所述链条与移载架连接在一起，用以使得所述内藏式机械手平移架和移载架同步移动。

本发明另外公开了一种自动上下料方法，应用于数控车床，当数控车床上无工件时，其步骤为：

步骤A1：补料机械手驱动电机通过齿轮带动柔性带进行运动，当补料机械手驱动电机启动后，柔性带带动滑动块实现平移，进而实现平移架的平行移动，并带动齿轮齿条机构、伺服电机、机械手的运动，将机械手准确地移动到第一工位的正上方，然后伺服电机开始运动，通过齿轮齿条机构带动机械手向下运动，到达第一指定位置；

步骤A2：在机械手向下移动的过程中，机械手上的伺服电机启动，通过螺杆螺帽推动夹爪张开，到达第一指定位置后，机械手上的伺服电机的电机主轴反向旋转，通过螺杆螺帽机构带动夹爪反向运动，夹取工件；

步骤A3：当夹爪夹取工件后，伺服电机开始启动，通过齿轮齿条机构带动机械手向上运动，实现机械手回原位；

步骤A4：当机械手回到原位后，补料机械手驱动电机通过齿轮带动柔性带进行运动，当补料机械手驱动电机启动后，柔性带带动滑动块实现平移，将机械手移动到末端执行器的中心的正上方；

步骤A5：当机械手平移到末端执行器的中心正上方时，末端执行器开始逆时针旋转90度，使得第一末端垂直于地面，位于正上方；

步骤A6：第一末端垂直于地面且位于正上方后，末端执行器上的三指钳爪张开到第二指定位置；

步骤A7：末端执行器上的三爪卡盘张开到第二指定位置后，机械手开始向下运动，到达第三指定位置；

步骤A8：机械手到达第三指定位置后，末端执行器上的三指钳爪开始收缩，夹取工件，同时，机械手上的双爪松开并回复原位；

步骤A9：末端执行器顺时针旋转90度，使末端执行器的第一末端处于水平位置；

步骤A10：当末端执行器的第一末端处于水平位置后，丝杠电机开始启动，通过减速联轴器带动丝杠开始旋转，通过丝杠螺母带动内藏式机械手平移架移动，在内藏式机械手平移架的两端安装有链轮，链条的两端通过固定块固定在固定架上，并且通过连结器将链条与移载架连接在一起，使得内藏式机械手平移架和移载架的同步移动，将待加工工件送到数控车床的三角卡盘上；

步骤A11：当数控车床的三角卡盘卡住待加工工件后，丝杠电机开始启动，内藏式机械手平移架和移载架的同步移动，将末端执行器退出机床内部；

步骤A12：末端执行器退出后，数控车床开始对待加工工件进行加工。

本发明还公开了一种自动上下料方法，应用于数控车床，当数控车床上有工件时，其步骤为：

步骤B1：补料机械手驱动电机通过齿轮带动柔性带进行运动，当补料机械手驱动电机启动后，柔性带带动滑动块实现平移，进而实现平移架的平行移动，并带动齿轮齿条机构、伺服电机、机械手的运动，将机械手准确的移动到第二工位的正上方，然后伺服电机开始运动，通过齿轮齿条机构带动机械手向下运动，到达第一指定位置；

步骤B2：在机械手向下移动的过程中，机械手上的伺服电机启动，通过螺杆螺帽推动夹爪张开，到达第一指定位置后，机械手上的伺服电机的电机主轴反向旋转，通过螺杆螺帽机构带动夹爪反向运动，夹取工件；

步骤B3：当夹爪夹取工件后，伺服电机开始启动，通过齿轮齿条机构带动机械手向上运动，实现机械手回原位；

步骤B4：当机械手回到原位后，补料机械手驱动电机通过齿轮带动柔性带进行运动，当补料机械手驱动电机启动后，柔性带带动滑动块实现平移，将机械手移动到末端执行器的中心的正上方；

步骤B5：当机械手平移到末端执行器的中心正上方时，末端执行器开始顺时针旋转90度，使得第二末端垂直于地面，位于正上方；

步骤B6：第二末端垂直于地面且位于正上方后，末端执行器上的三指钳爪张开到第二指定位置；

步骤B7：末端执行器上的三爪卡盘张开到第二指定位置后，机械手开始向下运动，到达第三指定位置；

步骤B8：机械手到达第三指定位置后，末端执行器上的三指钳爪开始收缩，夹取工件，同时，机械手上的双爪松开并回复原位并夹取下一个待加工工件；

步骤B9：末端执行器顺时针旋转90度，使末端执行器的第二末端处于水平位置；

步骤B10：当待加工工件加工完成后，数控车床停机；

步骤B11：当末端执行器的第二末端处于水平位置后，丝杠电机开始启动，通过减速联轴器带动丝杠开始旋转，通过丝杠螺母带动内藏式机械手平移架移动，在内藏式机械手平移架的两端安装有链轮，链条的两端通过固定块固定在固定架上，并且通过连结器将链条与移载架连接在一起，使得内藏式机械手平移架和移载架的同步移动，促使末端执行器向数控车床内部进行移动；

步骤B12：末端执行器上第一末端的三指钳爪夹取加工后的工件，然后末端执行器顺时针旋转180度，将第二末端上的待加工工件放置在数控车床的三角卡盘上；

步骤B13：数控车床的三角卡盘卡住待加工工件后，丝杠电机开始启动，通过减速联轴器带动丝杠开始旋转，通过丝杠螺母带动内藏式机械手平移架移动，在内藏式机械手平移架的两端安装有链轮，链条的两端通过固定块固定在固定架上，并且通过连结器将链条与移载架连接在一起，使得内藏式机械手平移架和移载架的同步移动，将末端执行器退出机床内部；

步骤B14：当末端执行器退出后，数控车床开始对待加工工件进行加工；

步骤B15：在数控车床加工过程中，结合第八步的夹取动作，在末端执行器回到原位后，逆时针旋转90度，使得第二末端夹取下一个待加工工件；

步骤B16：当第二末端夹取新的待加工工件后，末端执行器顺时针旋转180度，使得第一末端处于正上方；

步骤B17：当末端执行器的第一末端处于上方后，机械手夹取加工完成的工件；

步骤B18：当机械手夹取已经加工完成的零件后，补料机械手驱动电机通过齿轮带动柔性带进行运动，柔性带与平移架之间通过带轮连接，带轮与补料滑块通过滑动块连接，当补料机械手伺服电机启动后，柔性带带动滑动块实现平移，进而实现平移架的平行移动，带动齿轮齿条机构、伺服电机、机械手的运动，将加工完成的工件放置在第二工位上，实现换料加工，后边的加工以此顺序进行加工。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1、本发明能够简单有效地实现数控车床和自动上下料机构的集成，构建成一个柔性制造单元或柔性制造***，并可以根据待加工盘类零件的不同，对料盘进行相应的调整，从而可以提高自动上下料机构的利用率，提高数控车床的使用率，还可以避免末端执行机构上在没有工件时做无用功，节约加工时间，提供***的加工效率，增强企业的竞争力，降低企业的运营成本；

2、本发明采用电机驱动和链条驱动实现内藏式机械手平移架和移载架的同步传动，扩大了水平移动范围；

3、本发明中所述自动上下料机械手将数控车床、内藏式机械手、补料机械手、料台以及料盘进行了无缝集成，内藏式机械手将驱动机构进行了“隐藏”，末端执行器处于水平位置时是隐没状态，同现有技术相比，结构新颖、简单、设计合理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1是本发明一种自动上下料机械装置的总装配结构示意图；

图2是本发明一种自动上下料机械装置的总装配结构***示意图；

图3是本发明一种自动上下料机械装置的内藏式机械手的结构示意图；

图4是本发明一种自动上下料机械装置的内藏式机械手的结构***示意图；

图5是本发明一种自动上下料机械装置的机械手的结构示意图；

图6是本发明一种自动上下料机械装置的机械手A-A剖面示意图。

【主要符号说明】

1-数控车床；

2-内藏式机械手；

3-补料机械手；

4-料台；

5-料盘；

6-电机；

7-末端执行器；

8-移载轴；

9-移载架；

10-固定架；

11-上滑块；

12-第一导轨；

13-链条；

14-齿轮轴；

15-链轮；

16-丝杠电机；

17-减速联轴器；

18-丝杠；

19-下滑块；

20-内藏式机械手支撑架；

21-支撑架；

22-机械手；

23-齿条；

24-平移架；

25-滑轨；

26-齿轮；

27-柔性带；

28-伺服电机；

29-补料滑块；

30-滑动块；

31-补料机械手驱动电机；

32-第二导轨；

33-齿轮齿条机构；

34-夹爪；

35-橡胶层；

36-内藏式机械手平移架。

具体实施方式

以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例一

如图1所示，本发明公开了一种自动上下料机械装置，应用于数控车床1，包括内藏式机械手2和补料机械手3，其中：

所述补料机械手3包括相互垂直连接的竖直运动机构和水平运动机构，所述竖直运动机构用以上下移动并从位于所述补料机械手3前端的料台4的上方料盘5中夹取待加工工件，并通过所述水平运动机构将待加工工件平移至所述内藏式机械手2处；

所述内藏式机械手2与所述补料机械手3相互垂直设置，用以夹取平移至所述内藏式机械手3处的待加工工件并传送至所述数控车床1中进行加工。

本发明中，整个自动上下料机械装置的运行均有数控***进行控制，包括料盘5的运动、补料机械手3的运动、内藏式机械手2的运动等，为了保证机械手22向下运动恰好可以抓取工件，料盘5提供了垂直方向上的保证，从而保证了加工过程中的精度和稳定性。

具体的，参考图2，所述竖直运动机构包括伺服电机28、齿轮齿条机构33和机械手22，所述机械手22设置于所述齿轮齿条机构33中的齿条23的下端，所述伺服电机28通过所述齿轮齿条机构33带动所述机械手22上下运动。

继续参考图2，所述水平运动机构包括滑轨25、第二导轨32、齿轮26、柔性带27、补料机械手驱动电机31、平移架24、补料滑块29和滑动块30，其中：

所述第二导轨32设置于所述滑轨25内；

所述齿轮26的数量为两个，分别设置于所述第二导轨32的两端；

所述柔性带27套设于两个所述齿轮26的外侧；

所述补料机械手驱动电机31设置于所述滑轨25的一端，并与靠近所述补料机械手驱动电机31的所述齿轮轴14连接，用以带动所述柔性带27运动；

所述平移架24通过和所述柔性带27相啮合的带轮(未图示)与所述柔性带27相连接，所述带轮与所述补料滑块29通过所述滑动块30连接，所述平移架24与滑动块30之间采用螺栓连接；

所述平移架24上设置有所述伺服电机28和齿轮齿条机构33。

作为一实施例，所述补料机械手3还包括支撑架21，所述支撑架21固定连接所述滑轨25。

参考图5和6，所述机械手22为双爪式机械手。具体的，所述机械手22包括两个夹爪34，两个所述夹爪34相对的侧面分别设置有橡胶层35。

继续参考3和4，所述内藏式机械手2包括第一导轨6、上滑块11、移载轴8、移载架9、末端执行器7、链条13、齿轮轴14、链轮15、固定架10、下滑块19、内藏式机械手平移架36和内藏式机械手支撑架20，其中：

所述上滑块11安装于所述第一导轨6上，并于所述移载架9连接；

所述下滑块19固定在所述内藏式机械手支撑架20上；

所述移载轴8安装在所述移载架9上，并与所述末端执行器7轴相连；

所述内藏式机械手平移架36的两端安装有链轮15，所述链轮15通过所述齿轮轴14固定在所述移载架9上，并与所述链条13进行啮合，所述链条13的两端通过固定块固定在所述固定架10上，并且通过连结器将所述链条13与移载架9连接在一起，用以使得所述内藏式机械手平移架36和移载架9同步移动。

实施例二

本发明另外公开了一种自动上下料方法，应用于数控车床，当数控车床上无工件时，其步骤为：

步骤A1：机械手到第一工位

补料机械手驱动电机31通过齿轮26带动柔性带27进行运动，柔性带27与平移架24之间通过带轮(图中未标示)连接，带轮与补料滑块29通过滑动块30连接，当补料机械手驱动电机31启动后，可以带动滑动块30实现平移，平移架24与滑动块30之间采用螺栓连接。从而可以实现平移架24的平行移动，带动齿轮齿条机构33、伺服电机28、机械手22等的运动，将机械手22准确地移动到第一工位的正上方，然后伺服电机28开始运动，通过齿轮齿条机构33带动机械手22向下运动，到达第一指定位置。

步骤A2：夹料

在机械手22向下移动的过程中，机械手22上的伺服电机28启动，通过螺杆螺帽推动夹爪34张开，到达第一指定位置后，机械手22上的伺服电机28的电机主轴反向旋转，通过螺杆螺帽机构带动夹爪34反向运动，夹取工件。

步骤A3：机械手回原位

当夹爪34夹取工件后，伺服电机28开始启动，通过齿轮齿条机构33带动机械手22向上运动，实现机械手22回原位。

步骤A4：平移

当机械手22回到原位后，补料机械手驱动电机31通过齿轮26带动柔性带27进行运动，柔性带27与平移架24之间通过带轮连接，带轮与补料滑块29通过滑动块30连接，当补料机械手驱动电机31启动后，可以带动滑动块30实现平移，将机械手22移动到末端执行器7的中心的正上方。

步骤A5：末端执行器旋转

当机械手22平移到末端执行器7的中心正上方时，末端执行器7开始逆时针旋转90度，使得第一末端垂直于地面，位于正上方。

步骤A6：末端执行器张开

第一末端垂直于地面且位于正上方后，末端执行器7上的三指钳爪张开到第二指定位置。

步骤A7：下料

末端执行器7上的三爪卡盘张开到第二指定位置后，机械手22开始向下运动，到达第三指定位置。

步骤A8：夹取

机械手22到达第三指定位置后，末端执行器7上的三指钳爪开始收缩，夹取工件，同时，机械手22上的夹爪34松开并回复原位。

步骤A9：旋转

末端执行器7顺时针旋转90度，使末端执行器7的第一末端处于水平位置。

步骤A10：送料

当末端执行器7的第一末端处于水平位置后，丝杠电机16开始启动，通过减速联轴器17带动丝杠18开始旋转，通过丝杠螺母带动内藏式机械手平移架36移动，在内藏式机械手平移架36的两端安装有链轮15，链条13的两端通过固定块固定在固定架10上，并且通过连结器将链条13与移载架9连接在一起，使得内藏式机械手平移架36和移载架9的同步移动，将待加工工件送到数控车床1的三角卡盘上。

步骤A11：退出

数控车床1的三角卡盘卡住待加工工件后，丝杠电机16开始启动，内藏式机械手平移架36和移载架9的同步移动，将末端执行器7退出机床内部。

步骤A12：加工

末端执行器7退出后，数控车床1开始对待加工工件进行加工。

实施例三

本发明还公开了一种自动上下料方法，应用于数控车床，当数控车床上有工件时，其步骤为：

步骤B1：机械手到第二工位

补料机械手驱动电机31通过齿轮26带动柔性带27进行运动，柔性带27与平移架24之间通过带轮连接，带轮与补料滑块29通过滑动块30连接，当补料机械手驱动电机31启动后，可以带动滑动块30实现平移，平移架24与滑动块30之间采用螺栓连接。从而可以实现平移架24的平行移动，带动齿轮齿条机构33、伺服电机28、机械手22等的运动，将机械手22准确的移动到第二工位的正上方，然后伺服电机28开始运动，通过齿轮齿条机构33带动机械手22向下运动，到达第一指定位置。

步骤B2：夹料

在机械手22向下移动的过程中，机械手22上的伺服电机28启动，通过螺杆螺帽推动夹爪34张开，到达第一指定位置后，机械手22上的伺服电机28的电机主轴反向旋转，通过螺杆螺帽机构带动夹爪34反向运动，夹取工件。

步骤B3：机械手回原位

当夹爪34夹取工件后，伺服电机28开始启动，通过齿轮齿条机构33带动机械手22向上运动，实现机械手22回原位。

步骤B4：平移

当机械手22回到原位后，补料机械手驱动电机31通过齿轮26带动柔性带27进行运动，柔性带27与平移架24之间通过带轮连接，带轮与补料滑块29通过滑动块30连接，当补料机械手驱动电机31启动后，可以带动滑动块30实现平移，将机械手22移动到末端执行器7的中心的正上方。

步骤B5：末端执行器旋转

当机械手22平移到末端执行器7的中心正上方时，末端执行器7开始顺时针旋转90度，使得第二末端垂直于地面，位于正上方。

步骤B6：末端执行器张开

第二末端垂直于地面且位于正上方后，末端执行器7上的三指钳爪张开到第二指定位置。

步骤B7：下料

末端执行器7上的三爪卡盘张开到第二指定位置后，机械手22开始向下运动，到达第三指定位置。

步骤B8：夹取

机械手22到达第三指定位置后，末端执行器7上的三指钳爪开始收缩，夹取工件，同时，机械手22上的夹爪34松开并回复原位并夹取下一个待加工工件。

步骤B9：旋转

末端执行器7顺时针旋转90度，使末端执行器7的第二末端处于水平位置。

步骤B10：停机

当待加工工件加工完成后，数控车床1停机。

步骤B11：送料

当末端执行器7的第二末端处于水平位置后，丝杠电机16开始启动，通过减速联轴器17带动丝杠18开始旋转，通过丝杠螺母带动内藏式机械手平移架36移动，在内藏式机械手平移架36的两端安装有链轮15，链条13的两端通过固定块固定在固定架10上，并且通过连结器将链条13与移载架9连接在一起，内藏式机械手平移架36和移载架9的同步移动，促使末端执行器7向数控车床1内部进行移动。

步骤B12：换料

末端执行器7上第一末端的三指钳爪夹取加工后的工件，然后末端执行器7顺时针旋转180度，将第二末端上的待加工工件放置在数控车床1的三角卡盘上。

步骤B13：退出

数控车床1的三角卡盘卡住待加工工件后，丝杠电机16开始启动，通过减速联轴器17带动丝杠18开始旋转，通过丝杠螺母带动内藏式机械手平移架36移动，在内藏式机械手平移架36的两端安装有链轮15，链条13的两端通过固定块固定在固定架10上，并且通过连结器将链条13与移载架9连接在一起，可以实现内藏式机械手平移架36和移载架9的同步移动，将末端执行器7退出机床内部。

步骤B14：加工

末端执行器7退出后，数控车床1开始对待加工工件进行加工。

步骤B15：补料

数控车床1加工过程中，结合第八步的夹取动作，可以在末端执行器7回到原位后，逆时针旋转90度，使得第二末端夹取下一个待加工工件。

步骤B16：旋转

第二末端夹取新的待加工工件后，末端执行器7顺时针旋转180度，使得第一末端处于正上方。

步骤B17：夹取加工完成的工件

当末端执行器7的第一末端处于上方后，机械手22夹取加工完成的工件。

步骤B18：放置

机械手22夹取已经加工完成的零件后，补料机械手驱动电机31通过齿轮26带动柔性带27进行运动，柔性带27与平移架24之间通过带轮连接，带轮与补料滑块29通过滑动块30连接，当电机启动后，可以带动滑动块30实现平移，平移架24与滑动块30之间采用螺栓连接。从而可以实现平移架24的平行移动，带动齿轮齿条机构33、伺服电机28、机械手22等的运动，将加工完成的工件放置在第二工位上，实现换料加工，后边的加工以此顺序进行加工。

为了保证机械手22可以高效稳定的夹持工件，将机械手22的钳爪设计成了双曲线圆弧形，并且安装了橡胶层35，增大了接触面积，还可以保护加工完成后零件的表面不受损，并且双钳爪，可以避免机械手22向下运动夹持工件时碰触到导杆，可以实现加工过程中的安全性。

通过本发明可以有效的提高数控车床的加工效率，降低数控车床的空置时间和无效时间，同时料盘具有可调节性，可以增大数控车床的应用范围，增强自动上下料机械手的应用范围，实现了数控车床和自动上下料机械手的集成，形成了一个柔性制造***，有效的避免了加工过程中的人为参与，增强加工过程中的安全性，使产品的质量稳定性进一步提高，提高了数控车床的加工效率，降低了企业的生产成本和运营成本，提高了经济效益。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种自动上下料机械装置，应用于数控车床，其特征在于，包括内藏式机械手和补料机械手，其中：

所述补料机械手包括相互垂直连接的竖直运动机构和水平运动机构，所述竖直运动机构用以上下移动并从位于所述补料机械手前端的料台的上方料盘中夹取待加工工件，并通过所述水平运动机构将待加工工件平移至所述内藏式机械手处；

所述内藏式机械手与所述补料机械手相互垂直设置，用以夹取平移至所述内藏式机械手处的待加工工件并传送至所述数控车床中进行加工。

2.根据权利要求1所述的一种自动上下料机械装置，其特征在于，所述竖直运动机构包括伺服电机、齿轮齿条机构和机械手，所述机械手设置于所述齿轮齿条机构中的齿条的下端，所述伺服电机通过所述齿轮齿条机构带动所述机械手上下运动。

3.根据权利要求2所述的一种自动上下料机械装置，其特征在于，所述水平运动机构包括滑轨、第二导轨、齿轮、柔性带、补料机械手驱动电机、平移架、补料滑块和滑动块，其中：

所述第二导轨设置于所述滑轨内；

所述齿轮的数量为两个，分别设置于所述第二导轨的两端；

所述柔性带套设于两个所述齿轮的外侧；

所述补料机械手驱动电机设置于所述滑轨的一端，并与靠近所述补料机械手驱动电机的所述齿轮轴连接，用以带动所述柔性带运动；

所述平移架通过和所述柔性带相啮合的带轮与所述柔性带相连接，所述带轮与所述补料滑块通过所述滑动块连接，所述平移架与滑动块之间采用螺栓连接；

所述平移架上设置有所述伺服电机和齿轮齿条机构。

4.根据权利要求3所述的一种自动上下料机械装置，其特征在于，所述补料机械手还包括支撑架，所述支撑架固定连接所述滑轨。

5.根据权利要求2所述的一种自动上下料机械装置，其特征在于，所述机械手为双爪式机械手。

6.根据权利要求5所述的一种自动上下料机械装置，其特征在于，所述机械手包括两个夹爪，两个所述夹爪相对的侧面分别设置有橡胶层。

7.根据权利要求1所述的一种自动上下料机械装置，其特征在于，所述内藏式机械手包括第一导轨、上滑块、移载轴、移载架、末端执行器、链条、齿轮轴、链轮、固定架、下滑块、内藏式机械手平移架和内藏式机械手支撑架，其中：

所述上滑块安装于所述第一导轨上，并于所述移载架连接；

所述下滑块固定在所述内藏式机械手支撑架上；

所述移载轴安装在所述移载架上，并与所述末端执行器轴相连；

所述内藏式机械手平移架的两端安装有链轮，所述链轮通过所述齿轮轴固定在所述移载架上，并与所述链条进行啮合，所述链条的两端通过固定块固定在所述固定架上，并且通过连结器将所述链条与移载架连接在一起，用以使得所述内藏式机械手平移架和移载架同步移动。

8.一种自动上下料方法，应用于数控车床，其特征在于，当数控车床上无工件时，其步骤为：

步骤A1：补料机械手驱动电机通过齿轮带动柔性带进行运动，当补料机械手驱动电机启动后，柔性带带动滑动块实现平移，进而实现平移架的平行移动，并带动齿轮齿条机构、伺服电机、机械手的运动，将机械手准确地移动到第一工位的正上方，然后伺服电机开始运动，通过齿轮齿条机构带动机械手向下运动，到达第一指定位置；

步骤A2：在机械手向下移动的过程中，机械手上的伺服电机启动，通过螺杆螺帽推动夹爪张开，到达第一指定位置后，机械手上的伺服电机的电机主轴反向旋转，通过螺杆螺帽机构带动夹爪反向运动，夹取工件；

步骤A3：当夹爪夹取工件后，伺服电机开始启动，通过齿轮齿条机构带动机械手向上运动，实现机械手回原位；

步骤A4：当机械手回到原位后，补料机械手驱动电机通过齿轮带动柔性带进行运动，当补料机械手驱动电机启动后，柔性带带动滑动块实现平移，将机械手移动到末端执行器的中心的正上方；

步骤A5：当机械手平移到末端执行器的中心正上方时，末端执行器开始逆时针旋转90度，使得第一末端垂直于地面，位于正上方；

步骤A6：第一末端垂直于地面且位于正上方后，末端执行器上的三指钳爪张开到第二指定位置；

步骤A7：末端执行器上的三爪卡盘张开到第二指定位置后，机械手开始向下运动，到达第三指定位置；

步骤A8：机械手到达第三指定位置后，末端执行器上的三指钳爪开始收缩，夹取工件，同时，机械手上的双爪松开并回复原位；

步骤A9：末端执行器顺时针旋转90度，使末端执行器的第一末端处于水平位置；

步骤A10：当末端执行器的第一末端处于水平位置后，丝杠电机开始启动，通过减速联轴器带动丝杠开始旋转，通过丝杠螺母带动内藏式机械手平移架移动，在内藏式机械手平移架的两端安装有链轮，链条的两端通过固定块固定在固定架上，并且通过连结器将链条与移载架连接在一起，使得内藏式机械手平移架和移载架的同步移动，将待加工工件送到数控车床的三角卡盘上；

步骤A11：当数控车床的三角卡盘卡住待加工工件后，丝杠电机开始启动，内藏式机械手平移架和移载架的同步移动，将末端执行器退出机床内部；

步骤A12：末端执行器退出后，数控车床开始对待加工工件进行加工。

9.一种自动上下料方法，应用于数控车床，其特征在于，当数控车床上有工件时，其步骤为：

步骤B1：补料机械手驱动电机通过齿轮带动柔性带进行运动，当补料机械手驱动电机启动后，柔性带带动滑动块实现平移，进而实现平移架的平行移动，并带动齿轮齿条机构、伺服电机、机械手的运动，将机械手准确的移动到第二工位的正上方，然后伺服电机开始运动，通过齿轮齿条机构带动机械手向下运动，到达第一指定位置；

步骤B2：在机械手向下移动的过程中，机械手上的伺服电机启动，通过螺杆螺帽推动夹爪张开，到达第一指定位置后，机械手上的伺服电机的电机主轴反向旋转，通过螺杆螺帽机构带动夹爪反向运动，夹取工件；

步骤B3：当夹爪夹取工件后，伺服电机开始启动，通过齿轮齿条机构带动机械手向上运动，实现机械手回原位；

步骤B4：当机械手回到原位后，补料机械手驱动电机通过齿轮带动柔性带进行运动，当补料机械手驱动电机启动后，柔性带带动滑动块实现平移，将机械手移动到末端执行器的中心的正上方；

步骤B5：当机械手平移到末端执行器的中心正上方时，末端执行器开始顺时针旋转90度，使得第二末端垂直于地面，位于正上方；

步骤B6：第二末端垂直于地面且位于正上方后，末端执行器上的三指钳爪张开到第二指定位置；

步骤B7：末端执行器上的三爪卡盘张开到第二指定位置后，机械手开始向下运动，到达第三指定位置；

步骤B8：机械手到达第三指定位置后，末端执行器上的三指钳爪开始收缩，夹取工件，同时，机械手上的双爪松开并回复原位并夹取下一个待加工工件；

步骤B9：末端执行器顺时针旋转90度，使末端执行器的第二末端处于水平位置；

步骤B10：当待加工工件加工完成后，数控车床停机；

步骤B11：当末端执行器的第二末端处于水平位置后，丝杠电机开始启动，通过减速联轴器带动丝杠开始旋转，通过丝杠螺母带动内藏式机械手平移架移动，在内藏式机械手平移架的两端安装有链轮，链条的两端通过固定块固定在固定架上，并且通过连结器将链条与移载架连接在一起，使得内藏式机械手平移架和移载架的同步移动，促使末端执行器向数控车床内部进行移动；

步骤B12：末端执行器上第一末端的三指钳爪夹取加工后的工件，然后末端执行器顺时针旋转180度，将第二末端上的待加工工件放置在数控车床的三角卡盘上；

步骤B13：数控车床的三角卡盘卡住待加工工件后，丝杠电机开始启动，通过减速联轴器带动丝杠开始旋转，通过丝杠螺母带动内藏式机械手平移架移动，在内藏式机械手平移架的两端安装有链轮，链条的两端通过固定块固定在固定架上，并且通过连结器将链条与移载架连接在一起，使得内藏式机械手平移架和移载架的同步移动，将末端执行器退出机床内部；

步骤B14：当末端执行器退出后，数控车床开始对待加工工件进行加工；

步骤B15：在数控车床加工过程中，结合第八步的夹取动作，在末端执行器回到原位后，逆时针旋转90度，使得第二末端夹取下一个待加工工件；

步骤B16：当第二末端夹取新的待加工工件后，末端执行器顺时针旋转180度，使得第一末端处于正上方；

步骤B17：当末端执行器的第一末端处于上方后，机械手夹取加工完成的工件；

步骤B18：当机械手夹取已经加工完成的零件后，补料机械手驱动电机通过齿轮带动柔性带进行运动，柔性带与平移架之间通过带轮连接，带轮与补料滑块通过滑动块连接，当补料机械手伺服电机启动后，柔性带带动滑动块实现平移，进而实现平移架的平行移动，带动齿轮齿条机构、伺服电机、机械手的运动，将加工完成的工件放置在第二工位上，实现换料加工，后边的加工以此顺序进行加工。