CN107253079A - 一种用于多机床自动上下料的机械手*** - Google Patents

一种用于多机床自动上下料的机械手*** Download PDF

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陈鸣晖
闵炜振
汪琦
马晶晶
吴文渊
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Abstract

一种用于多机床自动上下料的机械手***，其中，支架设置在机床一侧，齿轮齿条机构安装在支架上，机械手安装在机器人上，并与导轨丝杠运动机构一端连接，X轴行走伺服电机与导轨丝杠运动机构连接，机械手包括上下料换向手爪，上下料换向手爪上安装有上料手爪与下料手爪；用于放置毛坯件的振动盘安装振动盘底盘上，振动盘底盘固定在支架一侧，振动盘自动调姿机构设置在振动盘底盘上；同时在支架上设置有用于控制机械手自动装夹上下料的PLC，且X轴行走伺服电机、导轨丝杠运动机构、振动盘自动调姿机构分别与PLC连接；可同时多台数控机床自动上下料，加工过程无需人工操作，定位夹紧可靠，运行稳定，有效减轻人工劳动强度。

Description

一种用于多机床自动上下料的机械手***
技术领域
本发明涉及机械装料技术领域，尤其涉及一种用于多机床自动上下料的机械手***。
背景技术
目前，国内很多工厂的生产线上数控机床装卸工件仍由人工完成，劳动强度大、生产效率低；机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，可代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人工劳动强度，提高劳动生产力，但目前的机械手不能实现自动上料、装夹、加工、下料工作。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种用于多机床自动上下料的机械手***，以解决上述背景技术中的缺点。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种用于多机床自动上下料的机械手***，包括机床、支架、齿轮齿条机构、机械手、X轴行走伺服电机、导轨丝杠运动机构、振动盘自动调姿机构、振动盘底盘及振动盘；其中，支架设置在机床一侧，用于对机械手***进行延长的齿轮齿条机构安装在支架上，机械手安装在机器人上，并与导轨丝杠运动机构一端连接，X轴行走伺服电机与导轨丝杠运动机构连接，机械手包括上下料换向手爪，上下料换向手爪上安装有上料手爪与下料手爪；用于放置毛坯件的振动盘安装振动盘底盘上，振动盘底盘固定在支架一侧，振动盘自动调姿机构设置在振动盘底盘上，用于将毛坯件运送到机械手抓取的位置和在此过程将毛坯件调整到要抓取的姿态；同时在支架上设置有用于控制机械手自动装夹上下料的PLC，且X轴行走伺服电机、导轨丝杠运动机构、振动盘自动调姿机构分别与PLC连接。
在本发明中，支架为铝型材支架。
在本发明中，X轴行走伺服电机安装在支架上。
在本发明中，机床上设置有用于对上下料换向手爪进行限位的机床卡盘。
在本发明中，支架下方设置有下料输送机，下料输送机运行将加工完成的工件输送到下料台上，累积到一定的数量再由工人来包装，这样一个工人可以同时操作多条自动上下料生产线。
在本发明中，上下料换向手爪安装在同一个机器人机械手上，能够在同一个行程中完成自动上下料动作，以缩短上下料节拍。
在本发明中，振动盘自动调姿机构中，脉冲磁铁一端与用于放置毛坯件的料盘连接，另一端与基座连接，板弹簧均布在脉冲磁铁***，且板弹簧一端与料盘连接，另一端固定在基座上。
在本发明中，机械手***上电后，手动粗调机械手位置，在按机械手原点按钮，机械手的X轴、Z轴分别回归原点位置，上下料换向手爪处于松开位置，将毛坯件放到自动送料托盘中，按机械手开始按钮，机械手从原点开始动作，一个机械手同时服务多个机床，PLC读取到其中一个机床加工好工件的信号后，将毛坯件送到此机床，进行下料上料操作； PLC读取到另一个机床加工好工件的信号后，将毛坯件送到此机床，进行下料上料操作。
有益效果：本发明可同时多台数控机床自动上下料，X、Z轴的额定速度为1m/s，最高速度可达1.5m/s，每个工件的上料节拍为20s，可实现以舵轮托架为代表的工件的自动上料、装夹、加工、下料工作，加工过程无需人工操作，定位夹紧可靠，运行稳定；可替代多名工人上下料工作，有效减轻人工劳动强度，且可根据工件产量需要进行扩展。
附图说明
图1为本发明的较佳实施例的俯视图。
图2为本发明的较佳实施例的侧视图。
图3为本发明的较佳实施例中的振动盘自动调姿机构结构示意图。
图4（a～b）为本发明的较佳实施例中的机床自动上下料流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白清晰，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1～3的一种用于多机床自动上下料的机械手***，包括一号机床1、铝型材支架2、齿轮齿条机构3、上下料换向手爪4、X轴行走伺服电机5、导轨丝杠运动机构6、下料输送机7、振动盘自动调姿机构8、振动盘底盘9、上料手爪10、振动盘11、下料手爪12、二号机床13及机床卡盘14；铝型材支架2作为支撑，与传统的有色金属制造的支架相比可以简化产品设计过程，加工简单、装配方便、制造周期短，并且抗腐蚀能力强，适合用于有一定腐蚀性的环境中；齿轮齿条机构3具有可延长的优点，在产量增加的要求下，可将机械手***进行延长；上下料换向手爪4安装在同一个机器人机械手上，能够在同一个行程中完成自动上下料动作，以缩短上下料节拍，导轨丝杠运动机构6具有定位精度高、传动效率高、使用寿命高的优点，用于Z轴的传动机构，运行中的下料输送机7将工件输送到下料台上，累积到一定的数量再由工人来包装，这样一个工人可以同时操作多条自动上下料生产线；振动盘自动调姿机构8安装在振动盘底盘9上，用于将毛坯件运送到机械手抓取的位置和在此过程将毛坯件调整到要抓取的姿态。
在本实施例中，振动盘自动调姿机构8包括料盘81、脉冲磁铁82、板弹簧83及基座84，毛坯件置于料盘81中，脉冲磁铁82一端与料盘81连接，另一端与基座84连接，板弹簧83均布在脉冲磁铁82***，且板弹簧83一端与料盘81连接，另一端与基座84连接。
在本实施例中，机械手***上电后，手动粗调机械手位置，按机械手原 点按钮，X轴、Z轴分别回归原点位置，上下料换向手爪4处于松开位置，工 人将毛坯件放到自动送料托盘中，按机械手开始按钮，机械手从原点开始动 作，一个机械手同时服务一号机床1和二号机床13，PLC读取到一号机床1 加工好工件的信号后，将毛坯件送到一号机床1，进行下料上料操作，过程如 图4(a)所示，PLC读取到二号机床13加工好工件的信号后，将毛坯件送到二号机床13，进行下料上料操作，过程如图4(b)所示；如果加工的毛坯 件为首件毛坯件，PLC通过计数器判断，跳过(5)-(9)步骤，以下为连续 工作时逻辑动作：
(1)PLC读取到一号机床1加工好工件的信号后，机械手沿Z轴下降， 上料手爪10到振动盘11上抓取毛坯件；
(2)上料手爪10沿Z轴上行；
(3)当一号机床1发送出已完成加工的信号，X轴行走伺服电机5带动 导轨丝杠运动机构6移动，导轨丝杠运动机构6一端设置有机械手，上下 料换向手爪4安装在机械手上，上料手爪10沿X轴左行，将毛坯件运送 到一号机床1上方；2s
(4)一号机床1完成加工，换下料手爪12；1s
(5)下料手爪12沿Z轴下降；1s
(6)吹屑；3s
(7)下料手爪12抓紧已加工好的工件；1s
(8)机床卡盘14松开；1s
(9)下料手爪12沿Z轴上升；1s
(10)PLC读取到二号机床13加工好工件的信号，上下料换向手爪4 换手爪；1s
(11)上料手爪10沿Z轴下降；1s
(12)机床卡盘14抓紧；1s
(13)上料手爪10松开；1s
(14)上料手爪10沿Z上升；1s
(15)毛坯件加工完毕，机械手沿X轴右行至下料位；
(16)机械手沿Z轴下行；
(17)松开下料手爪12，放下已经加工好的工件；
(18)机械手沿Z轴上行返回Z轴原点；
(19)机械手沿X轴右行返回X轴原点；
(20)循环第(1)步。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种用于多机床自动上下料的机械手***，包括机床、支架、齿轮齿条机构、机械手、X轴行走伺服电机、导轨丝杠运动机构、振动盘自动调姿机构、振动盘底盘及振动盘；其特征在于，支架设置在机床一侧，用于对机械手***进行延长的齿轮齿条机构安装在支架上，机械手安装在机器人上，并与导轨丝杠运动机构一端连接，X轴行走伺服电机与导轨丝杠运动机构连接，机械手包括上下料换向手爪，上下料换向手爪上安装有上料手爪与下料手爪；用于放置毛坯件的振动盘安装振动盘底盘上，振动盘底盘固定在支架一侧，振动盘自动调姿机构设置在振动盘底盘上，用于将毛坯件运送到机械手抓取的位置和在此过程将毛坯件调整到要抓取的姿态；同时在支架上设置有用于控制机械手自动装夹上下料的PLC，且X轴行走伺服电机、导轨丝杠运动机构、振动盘自动调姿机构分别与PLC连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于多机床自动上下料的机械手***，其特征在于，支架为铝型材支架。
3.根据权利要求1所述的一种用于多机床自动上下料的机械手***，其特征在于，X轴行走伺服电机安装在支架上。
4.根据权利要求1所述的一种用于多机床自动上下料的机械手***，其特征在于，机床上设置有用于对上下料换向手爪进行限位的机床卡盘。
5.根据权利要求1所述的一种用于多机床自动上下料的机械手***，其特征在于，支架下方设置有下料输送机。
6.根据权利要求1所述的一种用于多机床自动上下料的机械手***，其特征在于，上下料换向手爪安装在同一个机器人机械手上。
7.根据权利要求1所述的一种用于多机床自动上下料的机械手***，其特征在于，振动盘自动调姿机构中，脉冲磁铁一端与用于放置毛坯件的料盘连接，另一端与基座连接，板弹簧均布在脉冲磁铁***，且板弹簧一端与料盘连接，另一端固定在基座上。
8.根据权利要求1～7任一项所述的一种用于多机床自动上下料的机械手***，其特征在于，机械手***上电后，手动粗调机械手位置，在按机械手原点按钮，机械手的X轴、Z轴分别回归原点位置，上下料换向手爪处于松开位置，将毛坯件放到自动送料托盘中，按机械手开始按钮，机械手从原点开始动作，一个机械手同时服务多个机床，PLC读取到其中一个机床加工好工件的信号后，将毛坯件送到此机床，进行下料上料操作； PLC读取到另一个机床加工好工件的信号后，将毛坯件送到此机床，进行下料上料操作。
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