CN111215912A - 一种加工机床桁架机械手 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种加工机床桁架机械手，包括机架，所述机架顶部设置有机床加工机构，所述机架顶部位于机床加工机构正上方设置有工件及工装夹具装卸机构，所述工件及工装夹具装卸机构包括夹爪机构和桁架机械手，所述桁架机械手包括铝合金型材水平梁和铝合金型材垂直臂，所述垂直臂上设置有夹爪机构，所述机架一侧设置有底座，所述底座顶部设置有移动工作台和装卸输送接料机构，所述机架一侧设置有电控箱，所述电控箱表面设置有开关按钮转钮，两只数控***控制器，一只运动控制器；用铝合金型材代替钢制梁、柱，不需要二次加工安装孔，且长度取用随意，省去加工安装孔的大型设备，省去繁琐的加工工序及工装夹具，省去因二次加工需要的人力资源。

Description

一种加工机床桁架机械手
技术领域
本发明涉及一种机械手，具体是一种加工机床桁架机械手。
背景技术
在工件自动化加工行业中，桁架机械手的应用广泛且种类众多，各部件机械加工需要大型的机床设备；且安装调试不方便灵活；个别桁架机械手自动化运行过程中，对于工装夹具的拆装还会涉及人工长时间参与其中，对于自动化加工的意义不是很大；个别桁架机械手自动化运行过程中，各功能部分需要顺序排列等候前一部分完工，才能接着继续运行，不能多功能部件同时并行开展工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加工机床桁架机械手，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种加工机床桁架机械手，包括机架，所述机架顶部设置有机床加工机构，所述机架顶部位于机床加工机构正上方设置有桁架机械手机构，工件及工装夹具装卸机构，所述桁架机械手机构包括铝合金型材水平梁、铝合金型材垂直臂、直线导轨、齿轮、齿条、行星减速机、蜗轮蜗杆减速机、电机座、传动固定架、伺服电机，所述垂直臂上设置有夹爪机构，所述机架一侧设置有底座，所述底座顶部设置有工件及工装夹具装卸机构，包括有工件及工装夹具装卸装置、移动工作台、工件及工装夹具装卸机构和输送接料机构，所述机架一侧设置有电控箱。
作为本发明进一步的方案：所述机床加工机构包括伺服电机、砂轮马达、液压马达、水泵马达、尾座气缸和滚珠丝杠。
作为本发明再进一步的方案：所述夹爪机构为自定心双爪交替运行结构。
作为本发明再进一步的方案：所述包括夹爪机构固定板、直线导轨、气缸、夹臂a、自定心夹爪A、夹臂b、自定心夹爪B。
作为本发明再进一步的方案：所述输送接料机构包括输送带、电机、料道、料槽、料架、振动盘、拆卸位气缸、料道闸气缸、料道门气缸和料槽气缸。
作为本发明再进一步的方案：所述电控箱面板部位设置有两个数控***控制器、一个运动控制器和开关按钮转钮。
作为本发明再进一步的方案：所述桁架机械手机构、工件及工装夹具装卸机构和输送接料机构的部分零件均采用铝合金型材或板材。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、用铝合金型材代替钢制梁、柱，不需要二次加工安装孔，且长度取用随意，省去加工安装孔的大型设备，省去繁琐的加工工序及工装夹具，省去因二次加工需要的人力资源；
2、铝合金型材的应用，相比钢件减少了因二次加工过程中对环境的污染，例如加工过程中产生的粉尘、油雾、废水，加工后表面电镀、发黑、油漆、喷塑处理时的化工原料对环境的污染,铝合金型材、板材的应用，表面不易锈蚀，易清理，外观整洁；铝合金型材、板材的应用，大大降低了机械加工的难度，机械加工时刀具的使用损耗，节约了因机械加工而耗费的时间与费用；
3、部分组件应用铝合金型材、板材，减轻了总体重量,部分组件应用铝合金型材、板材，避免钢材易被磁化后对气缸气动元件、磁性感应元件的灵敏度影响；
4、工件及工装夹具拆卸装取过程由设备自动完成,夹爪具有自定中心功能，且夹持范围大，夹持平稳，无需平凡更换夹爪而浪费时间；
5、铝合金型材安装过程中，位置可任意在安装槽内调节，结构形状可任意组合；同一工位实现已加工与未加工工件的交替过程,三个控制***的组合方式，满足了自动化整个过程中，机床加工、桁架运行、工件与工装夹具拆卸装夹均为同步运行，且互不干扰，省去因顺序排列运行而等待的时间；
6、桁架机械手传动部分是减速机+齿轮齿条的结构，相对于同步带传动刚性更好，负载更大，齿条不易断裂，使用寿命更长，安全系数更高；相对于丝杆传动结构，安装空间更小，生产制造成本更低，噪音更低，齿轮齿条磨损系数更小,轴套类产品加工更换时，只需要对振动盘、料道、料槽、工装夹具芯棒做调节，就能快速完成更换产品的过程；
7、垂直臂由数控***控制器控制伺服驱动来运转伺服电机，实现上下装取位置随需求自由变化调整，加上双爪机构气动元件能更好的实现柔性接触，柔性接触相对刚性接触对桁架机构与工装夹具的冲击减小了；
8、移动工作台在运动控制器数字化编程的控制下，可以不移动底座的情况下，准确的调整到装取位置；
9、输送带加移动工作台的组合方式，起到减小工件卸落瞬间撞击的缓冲作用，还可以将工件缓慢有序的运送到适合摆放工件储物箱的位置。
附图说明
图1为加工机床桁架机械手的结构示意图。
图2为加工机床桁架机械手中局部的结构示意图。
图3为加工机床桁架机械手的夹爪机构的结构示意图。
图4为加工机床桁架机械手的第一工作原理示意图。
图5为加工机床桁架机械手的第二工作原理示意图。
图6为加工机床桁架机械手的局部结构侧视图。
图7为加工机床桁架机械手中A处的放大结构示意图。
图8为加工机床桁架机械手中B处的放大结构示意图。
图中所示：开关按钮转钮1、夹爪机构2、桁架机械手3、电控箱4、输送接料机构5、振动盘6、底座7、工件及工装夹具装卸机构8、机床加工机构9、机架10、数控***控制器11、运动控制器12。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～8，本发明实施例中，一种加工机床桁架机械手，包括开关按钮旋钮1、夹爪机构2、桁架机械手3、电控箱4、输送接料机构5、振动盘6、底座7、工件及工装夹具装卸机构8、机床加工机构9和机架10、二只数控***控制器11和运动控制器12，所述机架10顶部设置有机床加工机构9，所述机架10顶部位于机床加工机构9正上方设置有桁架机械手3，所述桁架机械手3包括铝合金型材水平梁、铝合金型材垂直臂、直线导轨、齿轮、齿条、行星减速机、蜗轮蜗杆减速机、电机座、传动固定架、伺服电机，所述垂直臂上设置有夹爪机构2，所述机架10一侧设置有底座7，所述底座7顶部设置有移动工作台和输送接料机构5和工件及工装夹具装卸机构8，所述机架10一侧设置有电控箱4，所述机床加工机构9包括伺服电机、砂轮马达、液压马达、水泵马达、尾座气缸和滚珠丝杠，所述夹爪机构2为自定心双爪交替运行结构，所述夹爪机构2包括夹爪机构固定板、夹臂a、自定心夹爪A、夹臂b、自定心夹爪B、直线导轨和气缸，所述输送接料机构5包括输送带、输送机架、电机、料道、料槽、料架、振动盘6、拆卸位气缸、料道闸气缸、料道门气缸和料槽气缸，所述电控箱4面板部位安装有两个数控***控制器11、一个运动控制器12和开关按钮转钮1。
垂直臂由数控***控制器控制伺服电机驱动运转实现上下装取位置随需求自由变化，加上配合夹爪机构的气缸更好的实现非刚性接触，减少相互刚性接触对工件及工装夹具装卸机构8的冲击。
移动工作台在运动控制***数字化编程的控制下可以在不移动底座7的情况下准确的到达装取位置。
输送带和移动工作台的组合方式，可以对工件卸落瞬间撞击起到缓冲减小的作用，还可以将工件有序的输送到适合摆放储物箱的位置。
工作时，数控***控制器和运动控制***分别发送指令给机床加工机构9、工件及工装夹具装卸机构8、装卸输送接料机构5，各机构的伺服驱动器、继电器、变频器等电器元件开始工作，传感器回馈信号给控制***，控制***之间信号相互传送接收。
桁架部分的伺服驱动器控制伺服电机运转、停止，伺服电机连接减速机输入端，减速机安装在支撑座上，支撑座固定在传动机构的底板上，减速机输出端安装连接器，连接器另一端传动轴，传动轴另一端安装齿轮，齿轮接触齿条，传动机构在水平梁上沿直线导轨左右往复运动，垂直臂安装在传动机构上，垂直臂沿直线滑块上下往复运动，垂直臂下端安装有松夹交互机构，继电器控制电磁阀线圈电流的通断，电磁阀控制松夹交互机构中的气缸工作，气缸带动夹臂a和夹臂b伸缩运动，夹爪A和夹爪B的松夹也是由气缸带动的。
工件及工装夹具的拆卸装夹部分，工件倒入振动盘6或工件有序摆放在料仓之中，工件滑入料道之中，将工装夹具(芯棒)放入V型槽内，载有V型槽的移动滑台运行到工件拆卸装夹位，拆卸位的气缸伸出将工装夹具(芯棒)上的产品推出，输送机构的输送带向工件储备箱方向运转，产品推出后拆卸位的气缸缩回，关闭料槽门，打开料道闸，检测工件经过感应头，料道闸关闭，产品滑入料槽，打开料槽门，装料气缸伸出推动料槽前进，产品装入工装夹具(芯棒)上，装料气缸缩回，载有V型槽的移动滑台运行到工装夹具(芯棒)换取位置,所述机床加工机构9、工件及工装夹具装卸机构8和装卸输送接料机构5均采用铝合金型材或板材，用铝合金型材代替钢制梁、柱，不需要二次加工安装孔，且长度取用随意，省去加工安装孔的大型设备，省去繁琐的加工工序及工装夹具，省去因二次加工需要的人力资源。铝合金型材的应用，相比钢件减少了因二次加工过程中对环境的污染，例如加工过程中产生的粉尘、油雾、废水，加工后表面电镀、发黑、油漆、喷塑处理时的化工原料,铝合金型材、板材的应用，表面不易锈蚀，易清理，外观整洁,铝合金型材、板材的应用，大大降低了机械加工的难度，刀具的使用损耗,部分组件应用铝合金型材、板材，减轻了总体重量,部分组件应用铝合金型材、板材，避免钢材易被磁化后对气缸、磁性感应元件的灵敏度影响,工件及工装夹具拆卸装取过程由设备自动完成,夹爪具有自定中心功能，且夹持范围大，夹持平稳，无需平凡更换夹爪而浪费时间,铝合金型材安装过程中，位置可任意在安装槽内调节，结构形状可任意组合,同一工位实现已加工与未加工工件的交替过程,自动化整个过程中，机床加工、桁架运行、工件与工装夹具拆卸装夹均为同步运行，且互不干扰，省去因顺序排列运行而等待的时间,桁架机械手传动部分是减速机+齿轮齿条的结构，相对于同步带传动刚性更好，负载更大，齿条不易断裂，使用寿命更长，安全系数更高；相对于丝杆传动结构，安装空间更易小，生产制造成本更低，噪音更低，齿轮齿条磨损系数更小,轴套类产品加工更换时，只需要对振动盘、料道、料槽、工装夹具芯棒做调节，就能快速完成更换产品的过程。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种加工机床桁架机械手，包括机架(10)，其特征在于：所述机架(10)顶部设置有机床加工机构(9)，所述机架(10)顶部位于机床加工机构(9)正上方设置有桁架机械手(3)，所述桁架机械手(3)包括铝合金型材水平梁、铝合金型材垂直臂、直线导轨、齿轮、齿条、行星减速机、蜗轮蜗杆减速机、电机座、传动固定架、伺服电机，所述垂直臂上设置有夹爪机构(2)，所述机架(10)一侧设置有底座(7)，所述底座(7)顶部设置有移动工作台和输送接料机构(5)和工件及工装夹具装卸机构(8)，所述机架(10)一侧设置有电控箱(4)。
2.根据权利要求1所述的加工机床桁架机械手，其特征在于：所述机床加工机构(9)包括伺服电机、砂轮马达、液压马达、水泵马达、尾座气缸和滚珠丝杠。
3.根据权利要求1所述的加工机床桁架机械手，其特征在于：所述夹爪机构(2)为自定心双爪交替运行结构。
4.根据权利要求1或3所述的加工机床桁架机械手，其特征在于：所述夹爪机构(2)包括夹爪机构固定板、夹臂a、自定心夹爪A、夹臂b、自定心夹爪B、直线导轨和气缸。
5.根据权利要求1所述的加工机床桁架机械手，其特征在于：所述输送接料机构(5)包括输送带、输送机架、电机、料道、料槽、料架、振动盘(6)、拆卸位气缸、料道闸气缸、料道门气缸和料槽气缸。
6.根据权利要求1所述的电控箱，其特征在于：所述电控箱(4)面板部位安装有两个数控***控制器(11)、一个运动控制器(12)和开关按钮转钮(1)。
7.根据权利要求1所述的加工机床桁架机械手，其特征在于：所述机床加工机构(9)、工件及工装夹具装卸机构(8)和输送接料机构(5)的部分零件均采用铝合金型材或板材。
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