CN108357928A - 一种数控机床的机械手结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控机床的机械手结构，涉及数控技术配套设备技术领域；包括机床、X轴运动模组、Z轴运动模组、旋转机械手、待加工玻璃料框以及已加工玻璃料框；所述的X轴运动模组固定设置在机床的上方位置，所述的待加工玻璃料框和已加工玻璃料框分别设置在所述X轴运动模组的两端；所述的Z轴运动模组安装在X轴运动模组上，通过X轴运动模组的带动在X轴方向往复运动；所述的旋转机械手安装在Z轴运动模组上，通过Z轴运动模组的驱动在Z轴方向往复运动；本发明的有益效果是：能实现自动上下料，大大提高了加工效率及产品质量，同时也为客户节省了人力及成本；其结构简单、可靠性好，长期使用稳定性好，模拟人工操作。

Description

一种数控机床的机械手结构

技术领域

本发明涉及数控技术配套设备技术领域，更具体的说，本发明涉及一种数控机床的机械手结构。

背景技术

目前市面上数控机床设备上的机械手装置种类繁多，针对平板电脑、手机盖板等加工的上下料装置大都是安装在机床的Z轴上，这种传统的机械手普遍安装在机床的Z轴上，不仅拆装主轴不方便，加工效率也低于人工操作，而且结构一般为双头同时取放，影响稳定性。另外还有采用人工操作，这种方式需要停机方可取出工件，而且工件碎片容易对人体造成伤害，因此工件加工的全过程实际上属于半自动化操作，容易造成工伤事故也大大影响了加工效率。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种数控机床的机械手结构，该数控机床的机械手结构拆装方便、结构简单，长期使用稳定可靠。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种数控机床的机械手结构，其改进之处在于：包括机床、X轴运动模组、Z轴运动模组、旋转机械手、待加工玻璃料框以及已加工玻璃料框；

所述的X轴运动模组固定设置在在机床的上方位置，所述的待加工玻璃料框和已加工玻璃料框分别设置在所述X轴运动模组的两端；所述的Z轴运动模组安装在X轴运动模组上，通过X轴运动模组的带动在X轴方向往复运动；所述的旋转机械手安装在Z轴运动模组上，通过Z轴运动模组的驱动在Z轴方向往复运动；

所述的旋转机械手包括旋转电机、旋转电机座、旋转块、第一机械臂、第二机械臂、第一旋转气缸、第二旋转气缸以及多个吸盘，所述的旋转电机固定安装在旋转电机座上，该旋转电机座与Z轴运动模组固定连接；

所述的旋转块与旋转电机的电机轴固定连接，所述第一机械臂的一端和第二机械臂的一端均固定连接在旋转块上，且第一机械臂与第二机械臂之间的夹角为直角；所述第一旋转气缸固定安装在第一机械臂的另一端，所述第二旋转气缸固定安装在第二机械臂的另一端；所述第一旋转气缸的气缸杆和第二旋转气缸的气缸杆上均固定安装有吸盘固定板，每个吸盘固定板上均安装有多个吸盘，所述吸盘固定板用于带动吸盘在竖直方向和水平方向往复运动。

在上述的结构中，所述的旋转机械手还包括气缸固定板，两个气缸固定板分别固定安装在第一机械臂的另一端上和第二机械臂的另一端上，所述的第一旋转气缸和第二旋转气缸分别固定安装在两个气缸固定板上。

在上述的结构中，所述的机床上设置有多个机械手垫板，所述的X轴运动模组固定在所述的机械手垫板上。

在上述的结构中，所述的X轴运动模组包括X轴伺服电机、X轴丝杆、X轴滑块、X轴托板以及Z轴固定座；

所述的X轴丝杆与X轴伺服电机的电机轴固定连接，通过X轴伺服电机的带动而转动；所述的X轴滑块套在X轴丝杆上，所述的Z轴固定座通过X轴托板与X轴滑块固定连接，通过X轴伺服电机的驱动使Z轴固定座在X轴方向往复运动，所述的Z轴运动模组固定安装在 Z轴固定座上。

在上述的结构中，所述的X轴运动模组还包括X轴电机座、右料架托板、左料架托板以及多个料架支撑板；

所述的X轴伺服电机固定安装在X轴电机座内，该X轴电机座固定在右料架托板上，两个料架支撑板固定安装在右料架托板的两侧，所述的右料框固定设置在两个料架支撑板的上方；两个料架支撑板固定安装在左料架托板的两侧，所述的左料框固定设置在两个料架支撑板的上方。

在上述的结构中，所述的Z轴运动模组包括Z轴伺服电机、Z轴固定板、Z轴托板、Z轴丝杆以及Z轴滑块；

所述Z轴固定板的顶部设置有一Z轴电机座，所述Z轴伺服电机安装在Z轴电机座上，所述Z轴丝杆与Z轴伺服电机的电机轴固定连接，所述的Z轴滑块套在Z轴丝杆上，所述的旋转电机座通过Z轴托板与Z轴滑块固定连接，通过Z轴伺服电机的驱动使Z轴滑块和旋转电机座在Z轴方向往复运动。

在上述的结构中，所述的Z轴运动模组还包括Z轴电机罩，所述的Z轴电机罩套在Z轴伺服电机上。

在上述的结构中，所述的吸盘固定板呈“工”字形，且吸盘固定板的中部固定连接着一连接板，该连接板与第一旋转气缸、第二旋转气缸的气缸杆相连接；所述的吸盘固定板上固定安装着四个吸盘。

在上述的结构中，所述的旋转机械手还包括减速机，该减速机与旋转电机的电机轴固定连接，且减速机的输出端与旋转块固定连接。

本发明的有益效果是：本发明的此种数控机床的机械手结构，能实现自动上下料，大大提高了加工效率及产品质量，同时也为客户节省了人力及成本；其结构简单、可靠性好，长期使用稳定性好，模拟人工操作，能解决现有技术中存在的问题。

附图说明

图1为本发明的一种数控机床的机械手结构的第一立体结构示意图。

图2为本发明的一种数控机床的机械手结构的旋转机械手的结构示意图。

图3为本发明的一种数控机床的机械手结构的***结构示意图。

图4为本发明的一种数控机床的机械手结构的第二立体结构示意图。

图5为图4中A处的局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1、图2所示，本发明揭示了一种数控机床的机械手结构，通过该机械手结构实现对玻璃工件的转移，例如将未加工的玻璃工件转移至加工工位上，或者将已加工的玻璃工件从加工工位上移走，具体的工作过程将在下文中进行阐述。本实施例中，一种数控机床的机械手结构包括机床10、X轴运动模组20、Z轴运动模组30、旋转机械手40、待加工玻璃料框50以及已加工玻璃料框60，所述的X轴运动模组20固定安装在机床10上方，具体的，机床10上设置有多个机械手垫板101，所述的X轴运动模组20固定在所述的机械手垫板101上；所述的待加工玻璃料框50和已加工玻璃料框60分别设置在所述X轴运动模组20的两端；所述的Z轴运动模组30安装在X轴运动模组20上，通过X轴运动模组20的带动在X轴方向往复运动；所述的旋转机械手40安装在Z轴运动模组30上，通过Z轴运动模组30的驱动在 Z轴方向往复运动，因此旋转机械手40在可以上升或下降的同时，在待加工玻璃料框50与已加工玻璃料框60之间往复运动。

进一步的，对于所述的旋转机械手40，如图2所示，所述的旋转机械手40包括旋转电机401、旋转电机座402、旋转块403、第一机械臂404、第二机械臂405、第一旋转气缸406、第二旋转气缸407以及多个吸盘408，所述的旋转电机401固定安装在旋转电机座402上，该旋转电机座402与Z轴运动模组30固定连接，通过Z轴运动模组30的带动在竖直方向往复运动，对于Z轴运动模组30的具体结构，将在下文中进一步的说明。具体的，所述的旋转块403与旋转电机401的电机轴固定连接，本实施例中，旋转机械手还包括减速机(图中未标出)，该减速机与旋转电机401的电机轴固定连接，且减速机的输出端与旋转块403固定连接，通过减速机对旋转电机401的速度进行调整，降低旋转电机401的转速，避免旋转块403 转动过快；所述第一机械臂404的一端和第二机械臂405的一端均固定连接在旋转块403上，且第一机械臂404与第二机械臂405之间的夹角为直角；所述第一旋转气缸406固定安装在第一机械臂404的另一端，所述第二旋转气缸407固定安装在第二机械臂405的另一端；所述第一旋转气缸406的气缸杆和第二旋转气缸407的气缸杆上均固定安装有吸盘固定板409，每个吸盘固定板409上均安装有多个吸盘408，所述吸盘固定板409用于带动吸盘408在竖直方向和水平方向往复运动。

在本实施例中，如图2所示，所述的吸盘固定板409呈“工”字形，且吸盘固定板409的中部固定连接着一连接板410，两个连接板410分别与第一旋转气缸406和第二旋转气缸407的气缸杆相连接，当第一旋转气缸406、第二旋转气缸407转动时，则带动吸盘固定板409转动，通过对第一旋转气缸406和第二旋转气缸407的角度进行控制，在第一状态下时，吸盘固定板409与水平面相平齐，在第二状态下时，吸盘固定板409与水平面相垂直；所述的吸盘固定板409上固定安装着四个吸盘408，通过吸盘408吸附玻璃工件，实现工件的转动。本实施例中，由于吸盘固定板409呈“工”字形，一方面减少了吸盘固定板409的重量，避免第一旋转气缸406和第二旋转气缸407的负载过大，另一发明，这种对称的结构在安装吸盘408时，使吸盘408处于对称的状态，在吸盘408吸附玻璃工件时，玻璃工件的受力更为均匀，避免玻璃工件出现掉落的情况。

通过上述的结构，所述的旋转电机401可以驱动旋转块403进行转动，通过对旋转电机 401的控制，其旋转角度为90°，工作过程中，当第一机械臂404和第二机械臂405处于图 2中的状态时，第二机械臂405则与X轴方向平齐，第一机械臂404则与X轴方向垂直，当旋转电机401转动90°后，第二机械臂405则运动至第一机械臂404的起始位置，与X轴方向垂直，第一机械臂404则与X轴方向相平齐；再通过X轴运动模组20和Z轴运动模组30 配合，实现对玻璃工件的取放。

本发明的数控机床的机械手结构具体工作过程如下，如图1所示，X轴运动模组20驱动旋转机械手40在X轴方向移动，即在图1中向右运动，第一机械臂404和第二机械臂405通过旋转电机401的驱动同时旋转90°，届时第二机械臂405上的吸盘408到达待加工玻璃料框50的上方，此后第二旋转气缸407将吸盘408旋转90°，达到竖直状态，同时第一旋转气缸406驱动第一机械臂404上的吸盘408旋转90°，达到水平状态；此后，在Z轴运动模组30驱动下，旋转机械手40向下运动，第二机械臂405上的吸盘408通过真空源吸附待加工玻璃工件，在Z轴运动模组的驱动下旋转机械手40向上运动，同时通过X轴运动模组 20的驱动向左运动，第二机械臂405上的吸盘408通过第二旋转气缸407的驱动旋转90°，达到水平状态；然后第一机械臂404上的吸盘408移动到已加工玻璃工件上方，在Z轴运动模组30驱动下，第一机械臂404上的吸盘408向下运动，吸附已加工的玻璃工件后，旋转机械手40向上移动，再通过旋转电机401的传动使第一机械臂404和第二机械臂405同时旋转 90°，将第二机械臂405上的吸盘408旋转到定位治具的上方，旋转机械手40向下移动，通过第二机械臂405上的吸盘408将待加工的玻璃工件放入定位治具中，然后旋转机械手40 向上移动，X轴运动模组20驱动旋转机械手40向左移动，同时第一旋转气缸406将第一机械手404上的吸盘408旋转90°，从而达到竖直状态，将第一机械手404上的吸盘408移动到已加工玻璃料框60上方，届时通过旋转机械手向下移动，将已加工的玻璃工件放入已加工玻璃料框60中，如此重复动作，完成玻璃工件的自动上下料。本发明的此种数控机床10的机械手结构，能实现自动上下料，并且可以自动调整玻璃工件所处的状态，大大提高了加工效率及产品质量，同时也为客户节省了人力及成本；其结构简单、可靠性好，长期使用稳定性好，模拟人工操作，能解决现有技术中存在的问题。

另外，在上述的实施例中，如图2所示，所述的旋转机械手40还包括气缸固定板411，气缸固定板411呈“L”形，两个气缸固定板411分别固定安装在第一机械臂404的另一端上和第二机械臂405的另一端上，所述的第一旋转气缸406和第二旋转气缸407分别固定安装在两个气缸固定板411上。

对于所述的X轴运动模组20，如图3所示，X轴运动模组20包括X轴伺服电机201、X轴丝杆202、X轴滑块203、Z轴固定座204以及X轴托板209；所述的X轴丝杆202与X轴伺服电机201的电机轴固定连接，通过X轴伺服电机201的带动而转动；所述的X轴滑块203 套在X轴丝杆202上，所述的Z轴固定座204通过X轴托板209与X轴滑块203固定连接，通过X轴伺服电机201的驱动使Z轴固定座204在Z轴方向往复运动，所述的Z轴运动模组 30固定安装在Z轴固定座204上。另外，X轴运动模组20还包括X轴电机座205、右料架托板206、左料架托板207以及多个料架支撑板208；所述的X轴伺服电机201固定安装在X 轴电机座205内，该X轴电机座205固定在右料架托板上，两个料架支撑板208固定安装在右料架托板206的两侧，所述的右料框固定设置在两个料架支撑板208的上方；两个料架支撑板208固定安装在左料架托板207的两侧，所述的左料框固定设置在两个料架支撑板208 的上方。本实施例中，右料架托板和料架支撑板208上设置有将其包裹的保护罩，通过这种结构设计，使X轴伺服电机201处于一个封闭的空间内，避免杂质进入内部，对X轴伺服电机201造成损伤。

对于所述的Z轴运动模组30，如图3、图4以及图5所示，本发明提供了一具体实施例，所述的Z轴运动模组30包括Z轴伺服电机301、Z轴丝杆303、Z轴滑块304、Z轴托板307 以及Z轴固定板305，所述Z轴固定板305的顶部设置有一Z轴电机座302，所述Z轴伺服电机301安装在Z轴电机座302上，所述Z轴丝杆303与Z轴伺服电机301的电机轴固定连接，所述的Z轴滑块304套在Z轴丝杆303上，所述的旋转电机座402通过Z轴托板与Z轴滑块 304固定连接，通过Z轴伺服电机301的驱动使Z轴滑块304和旋转电机座402在Z轴方向往复运动；所述的Z轴运动模组30还包括Z轴电机罩306，所述的Z轴电机罩306套在Z轴伺服电机301上；所述的Z轴电机座302的底端固定安装在Z轴固定座204。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种数控机床的机械手结构，其特征在于：包括机床、X轴运动模组、Z轴运动模组、旋转机械手、待加工玻璃料框以及已加工玻璃料框；

所述的X轴运动模组固定设置在在机床的上方位置，所述的待加工玻璃料框和已加工玻璃料框分别设置在所述X轴运动模组的两端；所述的Z轴运动模组安装在X轴运动模组上，通过X轴运动模组的带动在X轴方向往复运动；所述的旋转机械手安装在Z轴运动模组上，通过Z轴运动模组的驱动在Z轴方向往复运动；

所述的旋转机械手包括旋转电机、旋转电机座、旋转块、第一机械臂、第二机械臂、第一旋转气缸、第二旋转气缸以及多个吸盘，所述的旋转电机固定安装在旋转电机座上，该旋转电机座与Z轴运动模组固定连接；

所述的旋转块与旋转电机的电机轴固定连接，所述第一机械臂的一端和第二机械臂的一端均固定连接在旋转块上，且第一机械臂与第二机械臂之间的夹角为直角；所述第一旋转气缸固定安装在第一机械臂的另一端，所述第二旋转气缸固定安装在第二机械臂的另一端；所述第一旋转气缸的气缸杆和第二旋转气缸的气缸杆上均固定安装有吸盘固定板，每个吸盘固定板上均安装有多个吸盘，所述吸盘固定板用于带动吸盘在竖直方向和水平方向往复运动。

2.根据权利要求1所述的一种数控机床的机械手结构，其特征在于：所述的旋转机械手还包括气缸固定板，两个气缸固定板分别固定安装在第一机械臂的另一端上和第二机械臂的另一端上，所述的第一旋转气缸和第二旋转气缸分别固定安装在两个气缸固定板上。

3.根据权利要求1所述的一种数控机床的机械手结构，其特征在于：所述的机床上设置有多个机械手垫板，所述的X轴运动模组固定在所述的机械手垫板上。

4.根据权利要求1或3所述的一种数控机床的机械手结构，其特征在于：所述的X轴运动模组包括X轴伺服电机、X轴丝杆、X轴滑块、X轴托板以及Z轴固定座；

所述的X轴丝杆与X轴伺服电机的电机轴固定连接，通过X轴伺服电机的带动而转动；所述的X轴滑块套在X轴丝杆上，所述的Z轴固定座通过X轴托板与X轴滑块固定连接，通过X轴伺服电机的驱动使Z轴固定座在X轴方向往复运动，所述的Z轴运动模组固定安装在Z轴固定座上。

5.根据权利要求4所述的一种数控机床的机械手结构，其特征在于：所述的X轴运动模组还包括X轴电机座、右料架托板、左料架托板以及多个料架支撑板；

所述的X轴伺服电机固定安装在X轴电机座内，该X轴电机座固定在右料架托板上，两个料架支撑板固定安装在右料架托板的两侧，所述的右料框固定设置在两个料架支撑板的上方；两个料架支撑板固定安装在左料架托板的两侧，所述的左料框固定设置在两个料架支撑板的上方。

6.根据权利要求1所述的一种数控机床的机械手结构，其特征在于：所述的Z轴运动模组包括Z轴伺服电机、Z轴固定板、Z轴托板、Z轴丝杆以及Z轴滑块；

所述Z轴固定板的顶部设置有一Z轴电机座，所述Z轴伺服电机安装在Z轴电机座上，所述Z轴丝杆与Z轴伺服电机的电机轴固定连接，所述的Z轴滑块套在Z轴丝杆上，所述的旋转电机座通过Z轴托板与Z轴滑块固定连接，通过Z轴伺服电机的驱动使Z轴滑块和旋转电机座在Z轴方向往复运动。

7.根据权利要求6所述的一种数控机床的机械手结构，其特征在于：所述的Z轴运动模组还包括Z轴电机罩，所述的Z轴电机罩套在Z轴伺服电机上。

8.根据权利要求1所述的一种数控机床的机械手结构，其特征在于：所述的吸盘固定板呈“工”字形，且吸盘固定板的中部固定连接着一连接板，该连接板与第一旋转气缸、第二旋转气缸的气缸杆相连接；所述的吸盘固定板上固定安装着四个吸盘。

9.根据权利要求1所述的一种数控机床的机械手结构，其特征在于：所述的旋转机械手还包括减速机，该减速机与旋转电机的电机轴固定连接，且减速机的输出端与旋转块固定连接。