CN207771412U - 一种机床加工中工件转运用机械手装置的转动臂结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机床加工中工件转运用机械手装置的转动臂结构，包括具有一个外半段呈水平段的转动臂，其特征在于，在转动臂的外端设置有夹持爪安装座，在夹持爪安装座与转动臂之间设置有控制夹持爪安装座竖向旋转的夹持爪安装座竖向旋转控制机构；在夹持爪安装座上设有呈“八”字形分布的两个安装面，两个安装面在竖向呈对称设置且两个安装面的合拢侧呈背离转动臂设置，在两个安装面上一一对应的安装有夹持机构。本实用新型具有结构简单，操作更加方便，工作效率更高的优点。

Description

一种机床加工中工件转运用机械手装置的转动臂结构

技术领域

本发明涉及机床加工技术领域；特别是涉及一种机床加工中工件转运用机械手装置的转动臂结构。

背景技术

机加工是机械加工的简称，是指通过机械精确加工去除材料的加工工艺。机械加工主要有手动加工和数控加工两大类。手动加工是指通过机械工人手工操作铣床、车床、钻床和锯床等机械设备来实现对各种材料进行加工的方法。手动加工适合进行小批量、简单的零件生产。数控加工(CNC)是指机械工人运用数控设备来进行加工，这些数控设备包括加工中心、车铣中心、电火花线切割设备、螺纹切削机等。

但是无论是采用手动加工还是数控加工，在对工件加工的过程中都会有将工件转运至机床的夹具上进行夹紧以及将加工完毕的工件拆卸并转运至放置工位的步骤，在这工程中，对工件的转运都是采用人力去完成的。这种采用人力的方式会使得工人的工作劳动强度大，存在安全隐患，并且还存在效率低，机床正常加工工作时间减少，影响加工的连续性以及加工效率。

为了解决上述问题，申请人研发了一种机床加工中工件转运用机械手装置，包括竖向设置的支撑柱，其特点在于，在支撑柱的一侧设有连接座，在连接座与支撑柱之间设有控制连接座平动的连接座平动控制机构；在连接座水平方向的一侧设有呈水平设置的转动臂，在转动臂与连接座之间设有控制转动臂水平旋转的转动臂水平转动控制机构；在转动臂的外端设置有夹持爪安装座；在所述夹持爪安装座上安装有夹持机构，所述夹持机构包括夹持爪，夹持爪的前端形成供夹入工件的夹持端。

这样，整个机床加工中转运工件用机械手装置结构简单，能够降低工人的劳动强度，降低安全隐患，提高加工效率。

但是，整个械手装置在使用时，需要先从外部伸入到机床的夹具上方，将已加工好的工件取出机床，再将夹取毛坯，送入到机床内；需要进出两次机床才能完成对工件的取出和对毛坯的送入。这就造成了加工工时的浪费，步骤多，加工效率不高。

因此，怎样才可以提供一种结构简单，操作更加方便，能够使得工作效率更高的机床加工中工件转运用机械手装置的转动臂结构，成为有待本领域人员考虑解决的问题。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：怎样提供一种结构简单，操作更加方便，能够使得工作效率更高的机床加工中工件转运用机械手装置的转动臂结构。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种机床加工中工件转运用机械手装置的转动臂结构，包括具有一个外半段呈水平段的转动臂，其特点在于，在转动臂的外端设置有夹持爪安装座，在夹持爪安装座与转动臂之间设置有控制夹持爪安装座竖向旋转的夹持爪安装座竖向旋转控制机构；在夹持爪安装座上设有呈“八”字形分布的两个安装面，两个安装面在竖向呈对称设置且两个安装面的合拢侧呈背离转动臂设置，在两个安装面上一一对应的安装有夹持机构。

本技术方案，夹持爪安装座竖向旋转控制机构能够驱动两个夹持机构在竖向上转动；根据需求加工需求选用相应的夹持机构；每一个夹持机构各自对应的对已加工工件和毛坯件的夹取，分工更加明确，使用更加的方便。能够实现一个夹持机构对毛坯夹持，并送入机床，通过竖向旋转夹持爪安装座，使得另一个夹持机构对已加工好的工件进行夹取，之后再通过竖向旋转夹持爪安装座，将毛坯放入机床的夹具进行夹紧；在将已加工好的工件转运出机床之外。并且采用呈“八”字形分布的两个安装面，相对于将两个夹持机构设置于同一个安装面上，具有结构紧凑，布置更加方便，并且能够方便对具有一定倾斜角度的工件或者毛坯进行夹取，达到提高工作效率的目的。

作为优化，转动臂内端安装在连接座上，在转动臂与连接座之间设有控制转动臂水平旋转的转动臂水平转动控制机构；转动臂水平转动控制机构包括竖向设置的第一驱动轴，第一驱动轴的上端可沿自身轴向旋转的连接于连接座，第一驱动轴的下端固定连接于转动臂，在连接座上还固定连接有第一伺服电机，所述第一伺服电机的动力输出轴与第一驱动轴之间通过第一传动机构传动相连。

这样，通过第一伺服电机驱动第一驱动轴水平旋转，第一驱动轴再带动转动臂水平旋转；整个转动臂水平转动控制机构结构简单，并且通过第一伺服电机进行驱动具有转动控制更加精确的优点。

作为优化，所述第一传动机构包括啮合传动的主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮固定套接在第一伺服电机的动力输出轴上，从动齿轮固定套接在第一驱动轴上。

这样，第一传动机结构简单，传递动力的效率更高。

作为优化，所述连接座包括两块竖向设置的侧板，且连接座整体呈开口向上设计的“U”形结构；主动齿轮和从动齿轮为位于连接座两侧板之间的一组啮合传动的锥齿轮；所述第一伺服电机固定安装在连接座的一侧板上，第一伺服电机的动力输出轴穿过所述侧板上的让位孔并与主动齿轮相连；所述第一驱动轴的上端穿过连接座的底部并与从动齿轮相连。

这样，通过设置的一组啮合传动的锥齿轮，能够将第一伺服电机的竖向转动转化为第一驱动轴的水平转动，第一伺服电机能够水平向安装，方便第一伺服电机的安装。并且将连接座设计呈“U”形结构，锥齿轮设置于“U”形开口之间，能够使得整个结构更加紧凑，节约空间，整个结构更小，方便工作人员操作。

作为优化，所述转动臂包括竖直段和水平段，且所述竖直段和水平段相连呈“L”形结构，竖直段的上端与第一驱动轴的下端固定连接；所述夹持爪安装座竖向旋转控制机构包括呈水平设置的第二驱动轴，第二驱动轴的一端可沿自身轴向旋转的连接于水平段的远端，第二驱动轴的另一端与夹持爪安装座固定连接；在转动臂上还固定连接有第二伺服电机，第二伺服电机的动力输出轴与第二驱动轴之间通过第二传动机构传动相连。

这样，转动臂呈“L”形结构能够使得支撑柱的高度一定时，夹持装置相对于水平面的高度降低，在支撑柱与连接座之间的空间更容易被利用，方便工作人员操作。

作为优化，所述第二传动机构包括贯穿水平段设置的安装孔，所述第二驱动轴可转动的安装在所述安装孔内，所述第二伺服电机固定安装在水平段上的背离第二驱动轴的一端，且第二伺服电机的动力输出端与所述第二驱动轴上的背离夹持爪安装座的一端通过花键传动连接。

第二伺服电机与第二驱动轴之间通过第二传动机构连接，第二传动机构具有结构紧凑，方便布置的优点，减小了整个安装空间，在使用时更加的方便。

作为优化，在转动臂的两端连接有呈倾斜设置的稳定杆。

转动臂的两端连接的稳定杆能够使得“L”形结构的转动臂不易变形，能够承受更大得力。

附图说明

图1为使用了本实用新型结构的机床加工中工件转运用机械手装置的具体实施方式中的主视图，（图中未显示主动齿轮和从动齿轮）。

图2为图1旋转一角度后的视图。

具体实施方式

下面结合一种使用了本实用新型结构的机床加工中工件转运用机械手装置的具体实施方式及其附图对本实用新型作进一步的详细说明。

具体实施时：如图1和图2所示，一种机床加工中工件转运用机械手装置，包括竖向设置的支撑柱1，在支撑柱的一侧设有连接座2，在连接座2与支撑柱1之间设有控制连接座平动的连接座平动控制机构；在连接座2水平方向的一侧设有呈水平设置的转动臂8，在转动臂与连接座之间设有控制转动臂水平旋转的转动臂水平转动控制机构；在转动臂8的外端设置有夹持爪安装座3；在所述夹持爪安装座3上安装有夹持机构，所述夹持机构包括夹持爪4，夹持爪4的前端形成供夹入工件的夹持端。

本技术方案中，在使用时，支撑柱是固定的设置在机床安全门外的。当机床完成对工件的加工步骤后，打开机床的安全门，清理切削屑，再松开机床夹具对工件的夹紧。转动臂水平转动控制机构能够控制夹持爪安装座水平转动并使得夹持爪安装座从安全门进入并伸到机床夹具上方位置，连接座平动控制机构控制连接座在竖向平动以带动夹持爪安装座做竖向移动，之后连接座平动控制机构控制连接座在竖向上平动以带动夹持爪安装座做竖向向上移动，将工件移动并脱离夹具，转动臂水平转动控制机构再控制夹持爪安装座水平转动并使得夹持机构从安全门将工件转运出来。本装置能够替代工人完成将工件转运至机床的夹具上进行夹紧以及将加工完毕的工件拆卸并转运至放置工位的步骤，能够具有降低工人的劳动强度，降低安全隐患，提高加工效率的优点。并且连接座平动控制机构控制连接座在竖向平动以带动夹持爪安装座做竖向移动，在这个步骤中，夹持爪安装座是平动运动，这样，可以在机床外部的盛具中将毛坯放置成加工时需要的角度位置，再利用加持机构进行夹取，在转运过程中毛坯是平动的，其角度位置不改变，在对毛坯进行夹紧时能够具有省时省力的优点。

本具体实施方式中，所述连接座平动控制机构包括第一控制杆5，所述第一控制杆的一端铰接连接于支撑柱1的上端，第一控制杆的另一端与连接座2铰接相连；还包括连接座平动驱动结构，所述连接座平动驱动结构与第一控制杆5相连并带动第一控制杆以其与支撑柱1相铰接的位置为圆心竖向转动；所述连接座平动控制机构还包括第二控制杆6，所述第二控制杆位于第一控制杆下方，且第二控制杆6的两端各自铰接连接于支撑柱1和连接座2，第一控制杆、第二控制杆、支撑柱和连接座四者各自的铰接中心形成平行四边的四个顶点形。

这样，整个连接座平动控制机构结构更加简单，并且方便控制连接座在竖向的平动运动；在竖向伸缩机构驱动第一控制杆转动的过程中，第一控制杆、第二控制杆、支撑柱和连接座四者之间围成的平行四边形的形状随着改变，但是在这个过程中平行四边形的两个竖向的边始终保持呈竖直状态，即连接座是做平动运动，能够使得整个装置在夹取工件进行转运的过程更加的平稳，有利于降低安全隐患，提高加工效率。

本具体实施方式中，第一控制杆5上的与支撑柱铰接相连的一端向外延伸形成驱动端；所述连接座平动驱动结构为竖向设置的伸缩机构，伸缩机构的两端各自铰接连接于所述驱动端和支撑柱1。

这样，通过杠杆原理，采用伸缩机构去驱动四连杆机构的一根杆，整个平动运动更加简单。

本具体实施方式中，所述伸缩机构为竖向设置的气缸7，气缸的活塞杆端铰接连接于所述驱动端，气缸的缸体端铰接连接于支撑柱。

这样，伸缩机构结构简单，并且方便安装，采用气缸与液压缸相比具有方便获取动力源的优点。

本具体实施方式中，在夹持爪安装座与转动臂之间设置有控制夹持爪安装座竖向旋转的夹持爪安装座竖向旋转控制机构；在夹持爪安装座3上设有呈“八”字形分布的两个安装面，两个安装面在竖向呈对称设置且两个安装面的合拢侧呈背离转动臂设置，在两个安装面上一一对应的安装有夹持机构。

这样，能够驱动两个夹持机构在竖向上转动；根据需求加工需求选用响应的夹持机构；每一个夹持机构各自对应的对已加工工件和毛坯件的夹取，分工更加明确，使用更加的方便。能够实现一个夹持机构对毛坯夹持，并送入机床，通过竖向旋转夹持爪安装座，使得另一个夹持机构对已加工好的工件进行夹取，之后再通过竖向旋转夹持爪安装座，将毛坯放入机床的夹具进行夹紧；在将已加工好的工件转运出机床之外。并且采用呈“八”字形分布的两个安装面，相对于将两个夹持机构设置于同一个安装面上，具有结构紧凑，布置更加方便，并且能够方便对具有一定倾斜角度的工件或者毛坯进行夹取，达到提高工作效率的目的。

本具体实施方式中，转动臂水平转动控制机构包括竖向设置的第一驱动轴9，第一驱动轴的上端可沿自身轴向旋转的连接于连接座，第一驱动轴的下端固定连接于转动臂8，在连接座上还固定连接有第一伺服电机10，所述第一伺服电机的动力输出轴与第一驱动轴9之间通过第一传动机构传动相连。

这样，通过第一伺服电机驱动第一驱动轴水平旋转，第一驱动轴再带动转动臂水平旋转；整个转动臂水平转动控制机构结构简单，并且通过第一伺服电机进行驱动具有转动控制更加精确的优点。

本具体实施方式中，所述第一传动机构包括啮合传动的主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮固定套接在第一伺服电机10的动力输出轴上，从动齿轮固定套接在第一驱动轴9上。

这样，第一传动机结构简单，传递动力的效率更高。

本具体实施方式中，所述连接座2包括两块竖向设置的侧板，且连接座2整体呈开口向上设计的“U”形结构；主动齿轮和从动齿轮为位于连接座两侧板之间的一组啮合传动的锥齿轮；所述第一伺服电机10固定安装在连接座的一侧板上，第一伺服电机10的动力输出轴穿过所述侧板上的让位孔并与主动齿轮相连；所述第一驱动轴9的上端穿过连接座的底部并与从动齿轮相连。

这样，通过设置的一组啮合传动的锥齿轮，能够将第一伺服电机的竖向转动转化为第一驱动轴的水平转动，第一伺服电机能够水平向安装，方便第一伺服电机的安装。并且将连接座设计呈“U”形结构，锥齿轮设置于“U”形开口之间，能够使得整个结构更加紧凑，节约空间，整个结构更小，方便工作人员操作。

本具体实施方式中，所述转动臂8包括竖直段和水平段，且所述竖直段和水平段相连呈“L”形结构，竖直段的上端与第一驱动轴的下端固定连接；所述夹持爪安装座竖向旋转控制机构包括呈水平设置的第二驱动轴11，第二驱动轴的一端可沿自身轴向旋转的连接于水平段的远端，第二驱动轴的另一端与夹持爪安装座固定连接；在转动臂上还固定连接有第二伺服电机12，第二伺服电机的动力输出轴与第二驱动轴之间通过第二传动机构传动相连；

所述第二传动机构包括贯穿水平段设置的安装孔，所述第二驱动轴11可转动的安装在所述安装孔内，所述第二伺服电机12固定安装在水平段上的背离第二驱动轴的一端，且第二伺服电机的动力输出端与所述第二驱动轴上的背离夹持爪安装座的一端通过花键传动连接。

这样，转动臂呈“L”形结构能够使得支撑柱的高度一定时，夹持装置相对于水平面的高度降低，在支撑柱与连接座之间的空间更容易被利用，方便工作人员操作；

第二伺服电机与第二驱动轴之间通过第二传动机构连接，第二传动机构具有结构紧凑，方便布置的优点，减小了整个安装空间，在使用时更加的方便。

本具体实施方式中，在支撑柱1的下端还固定连接有呈水平设置的固定安装板13；在转动臂的两端连接有呈倾斜设置的稳定杆14。

这样，支撑柱下端还固定连接的固定安装板具有安装时更加稳定方便的优点；

转动臂的两端连接的稳定杆能够使得“L”形结构的转动臂不易变形，能够承受更大得力。

Claims (7)

1.一种机床加工中工件转运用机械手装置的转动臂结构，包括具有一个外半段呈水平段的转动臂，其特征在于，在转动臂（8）的外端设置有夹持爪安装座（3），在夹持爪安装座与转动臂之间设置有控制夹持爪安装座竖向旋转的夹持爪安装座竖向旋转控制机构；在夹持爪安装座（3）上设有呈“八”字形分布的两个安装面，两个安装面在竖向呈对称设置且两个安装面的合拢侧呈背离转动臂设置，在两个安装面上一一对应的安装有夹持机构。

2.如权利要求1所述的一种机床加工中工件转运用机械手装置的转动臂结构，其特征在于，转动臂内端安装在连接座（2）上，在转动臂与连接座之间设有控制转动臂水平旋转的转动臂水平转动控制机构；转动臂水平转动控制机构包括竖向设置的第一驱动轴（9），第一驱动轴的上端可沿自身轴向旋转的连接于连接座，第一驱动轴的下端固定连接于转动臂（8），在连接座上还固定连接有第一伺服电机（10），所述第一伺服电机的动力输出轴与第一驱动轴（9）之间通过第一传动机构传动相连。

3.如权利要求2所述的一种机床加工中工件转运用机械手装置的转动臂结构，其特征在于，所述第一传动机构包括啮合传动的主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮固定套接在第一伺服电机（10）的动力输出轴上，从动齿轮固定套接在第一驱动轴（9）上。

4.如权利要求3所述的一种机床加工中工件转运用机械手装置的转动臂结构，其特征在于，所述连接座（2）包括两块竖向设置的侧板，且连接座（2）整体呈开口向上设计的“U”形结构；主动齿轮和从动齿轮为位于连接座两侧板之间的一组啮合传动的锥齿轮；所述第一伺服电机（10）固定安装在连接座的一侧板上，第一伺服电机（10）的动力输出轴穿过所述侧板上的让位孔并与主动齿轮相连；所述第一驱动轴（9）的上端穿过连接座的底部并与从动齿轮相连。

5.如权利要求4所述的一种机床加工中工件转运用机械手装置的转动臂结构，其特征在于，所述转动臂（8）包括竖直段和水平段，且所述竖直段和水平段相连呈“L”形结构，竖直段的上端与第一驱动轴的下端固定连接；所述夹持爪安装座竖向旋转控制机构包括呈水平设置的第二驱动轴（11），第二驱动轴的一端可沿自身轴向旋转的连接于水平段的远端，第二驱动轴的另一端与夹持爪安装座固定连接；在转动臂上还固定连接有第二伺服电机（12），第二伺服电机的动力输出轴与第二驱动轴之间通过第二传动机构传动相连。

6.如权利要求5所述的一种机床加工中工件转运用机械手装置的转动臂结构，其特征在于，所述第二传动机构包括贯穿水平段设置的安装孔，所述第二驱动轴（11）可转动的安装在所述安装孔内，所述第二伺服电机（12）固定安装在水平段上的背离第二驱动轴的一端，且第二伺服电机的动力输出端与所述第二驱动轴上的背离夹持爪安装座的一端通过花键传动连接。

7.如权利要求5所述的一种机床加工中工件转运用机械手装置的转动臂结构，其特征在于，在转动臂的两端连接有呈倾斜设置的稳定杆（14）。