CN209157823U - 数控机床全自动装卸料*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及装卸料设备技术领域，提供一种数控机床全自动装卸料***，包括：装卸料机构、物料移动平台和控制机构；所述控制机构分别与装卸料机构和物料移动平台通过信号连接；所述装卸料机构包括钢架体、升降机械臂、移动基座和旋转抓取装置；所述升降机械臂包括第一伺服电机、第一减速器、第一直齿轮、铝型材和第一直线导轨；所述移动基座包括：第二伺服电机、第二减速器、座体、关节轴承调节杆、第二直线导轨座和第二直齿轮。本实用新型能够代替人工作业实现数控机床的自动上料和卸料，具有自动化、响应快、平稳、精准上料和下料等功能，不仅提高了工作效率，同时也节约了成本。

Description

数控机床全自动装卸料***

技术领域

本实用新型涉及装卸料设备技术领域，尤其涉及一种数控机床全自动装卸料***。

背景技术

在现代工业中，生产过程中的自动化已成为突出的主题。但是，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、生产率低。有关数据显示，在零件的加工装配过程中，零件的供给、上料、下料及搬运等工序费工费时。由此，在现代工业中，物料的搬运、机床的装卸料、整机的装配等实现自动化是十分必要的。

自动装卸料设备就是为实现这些工序的自动化而设计和采用的。自动装卸料设备使散乱的中小型的工件毛坯，自动地选择加工位置，准确的定位、夹紧以及取下加工完的零件，代替原始的人工装填，实现机床的全自动化。广泛采用自动装卸料设备，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分必要的意义。

现有的自动装卸料设备，还存在智能化不够、生产效率较低、灵活性较低、易故障等问题，自动装卸料设备还有待进一步的发展，来满足更加复杂的操作和状况。

实用新型内容

本实用新型主要解决现有自动装卸料设备智能化不够、生产效率较低、灵活性较低、易故障、装配困难等等技术问题，提出一种数控机床全自动装卸料***，能够代替人工作业，具有自动化、响应快、平稳、精准装料和卸料等功能，不仅提高了工作效率，同时也节约了成本。

本实用新型提供了一种数控机床全自动装卸料***，包括：装卸料机构、物料移动平台(1)和控制机构；

所述控制机构分别与装卸料机构和物料移动平台(1)通过信号连接；

所述装卸料机构包括钢架体(2)、升降机械臂(3)、移动基座(4)和旋转抓取装置(5)；其中，所述升降机械臂(3)通过移动基座(4)滑动设置在钢架体(2)上，所述升降机械臂(3)末端设置旋转抓取装置(5)；

所述升降机械臂(3)包括第一伺服电机(301)、第一减速器、第一直齿轮、铝型材(302)和第一直线导轨；其中，所述第一伺服电机(301)通过第一减速器与第一直齿轮连接，所述第一直齿轮与铝型材(302)上的齿条啮合，所述铝型材(302)上还设置第一直线导轨，所述第一直线导轨通过第一直线导轨座与移动基座(4)连接；所述第一伺服电机(301)和第一减速器与第一直线导轨座的一侧固定；

所述移动基座(4)包括：第二伺服电机(401)、第二减速器(402)、座体(403)、关节轴承调节杆(404)、第二直线导轨座(405)和第二直齿轮(406)；所述第二减速器(402)设置在座体(403)上，所述第二伺服电机(401)通过第二减速器(402)与第二直齿轮(406)连接，所述第二直齿轮(406)与钢架体(2)上的齿条啮合；所述座体(403)上设置第二直线导轨座(405)，所述第二直线导轨座(405)与钢架体(2)滑动连接，所述座体(403)上还设置关节轴承调节杆(404)。

进一步的，所述钢架体(2)包括：地脚板(206)、设置在地脚板(206)上的方型钢(205)以及设置在方型钢(205)上的水平架；其中，所述水平架上设有拖链(201)和钢架齿条(202)，所述水平架侧面设有第三直线导轨(204)，所述水平架的两端分别设置限位块(203)。

进一步的，所述旋转抓取装置(5)包括：旋转气缸、支架、气爪座和两个圆柱形气爪；其中，所述旋转气缸的缸体固定在升降机械臂(3)末端，所述旋转气缸的气缸杆通过支架与气爪座连接，所述气爪座为直角三角体，两个圆柱形气爪分别设置在气爪座的直角面。

进一步的，所述物料移动平台(1)包括：平台框架(104)和垫板(101)形成的柜体、托盘(102)、导向轴(107)、第三伺服电机(105)和齿轮(106)；其中，所述导向轴(107)通过导向轴支座(103)固定在垫板(101)上；所述托盘(102)与导向轴(107)滑动连接，所述托盘(102)底面的齿条与齿轮(106)啮合，所述齿轮(106)与第三伺服电机(105)的输出轴连接，所述第三伺服电机(105)设置在柜体的内部。

进一步的，所述托盘(102)上均匀分布多个置物槽。

本实用新型提供的一种数控机床全自动装卸料***，包括控制机构、装卸料机构和物料移动平台，通过控制机构对装卸料机构和物料移动平台进行自动控制，能够实现胚料的抓取、自动定位、夹紧以及工件的回放，能够代替人工作业实现数控机床的自动上料和卸料，减轻了工人劳动强度，具有自动化、响应快、平稳、精准上料和下料等功能，不仅提高了工作效率，同时也节约了成本。

附图说明

图1是本实用新型数控机床全自动装卸料***的结构示意图；

图2是钢架体和升降机械臂的结构示意图；

图3是移动基座的结构示意图1；

图4是移动基座的结构示意图2；

图5是物料移动平台的结构示意图1；

图6是物料移动平台的结构示意图2。

附图标记：1、物料移动平台；2、钢架体；3、升降机械臂；4、移动基座；5、旋转抓取装置；101、垫板；102、托盘；103、导向轴支座；104、平台框架；105、第三伺服电机；106、齿轮；107、导向轴；201、拖链；202、钢架齿条；203、限位块；204、第三直线导轨；205、方型钢；206、地脚板；301、第一伺服电机；302、铝型材；401、第二伺服电机；402、第二减速器；403、座体；404、关节轴承调节杆；405、第二直线导轨座；406、第二直齿轮。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。

图1是本实用新型数控机床全自动装卸料***的结构示意图。如图1所示，本实用新型实施例提供的数控机床全自动装卸料***，包括：控制机构、装卸料机构和物料移动平台1。

所述控制机构分别与装卸料机构和物料移动平台1信号连接，控制机构分别对装卸料机构和物料移动平台1进行控制，具体的，控制机构能够收到加工车床设置的传感器检测的信号，在上料和下料时，控制机构根据传感器采集的信号发出相应的指令控制装卸料机构和物料移动平台进行相应的动作，控制机构可通过PLC***实现。控制机构分别与第一伺服电机301、第二伺服电机401、第三伺服电机105、旋转气缸等动力装置。

所述装卸料机构包括钢架体2、升降机械臂3、移动基座4和旋转抓取装置5；其中，所述机械手3通过移动基座4滑动设置在钢架体2上，所述升降机械臂3末端设置旋转抓取装置5；具体的，钢架体2呈“T”字型，移动基座4设置在钢架体2的水平架上，钢架体2的竖直架用来支撑。

图2是钢架体和升降机械臂的结构示意图。参照图2，所述升降机械臂3包括第一伺服电机301、第一减速器、第一直齿轮、铝型材302和第一直线导轨；其中，所述第一伺服电机301通过第一减速器与第一直齿轮连接，所述第一直齿轮与铝型材302上的齿条啮合，所述铝型材302上还设置第一直线导轨，所述第一直线导轨通过第一直线导轨座与移动基座4通过销轴实现铰链连接。同时为增加扭矩，将第一伺服电机301、第一减速器还与第一直线导轨座的一侧固定，第一减速器的轴端通过螺栓紧固第一直齿轮，第一直齿轮与铝型材302上的齿条构成齿轮齿条传动，同时与第一直线导轨进行升降工作。

图3是移动基座的结构示意图1。图4是移动基座的结构示意图2。参照图3、图4，所述移动基座4包括：第二伺服电机401、第二减速器402、座体403、关节轴承调节杆404、第二直线导轨座405和第二直齿轮406；所述第二减速器402设置在座体403上，所述第二伺服电机401通过第二减速器402与第二直齿轮406连接，所述第二直齿轮406与钢架体2上的齿条啮合；所述座体403上设置第二直线导轨座405，所述第二直线导轨座405与钢架体2滑动连接，所述座体403的另一侧上还设置关节轴承调节杆404，关节轴承调节杆404用于调节升降机械臂的旋转角度实现前后方向位置精度补偿，可根据现场安装情况调节关节轴承改变升降机械臂3角度以便抓取部分与机床夹盘和物料移动平台1同时校对以满足同轴度顺利工作。移动基座4主要是由板材间的焊接和螺栓紧固组成，通过移动基座4使升降机械臂3沿钢架体2的水平架水平方向移动。为增大伺服电机扭矩使第二伺服电机401与第二减速器402组合安装座体403上方。在第二减速器402轴端通过螺栓紧固定位第二直齿轮406，第二直齿轮406与型钢架体上齿条组成齿轮齿条传动，为实现水平方向移动提供动力。

图2是钢架体和升降机械臂的结构示意图。所述钢架体2包括：地脚板206、设置在地脚板206上的方型钢205以及设置在方型钢205上的水平架；其中，所述水平架上设有拖链201和钢架齿条202，所述水平架侧面设有第三直线导轨204，所述水平架的两端分别设置限位块203。钢架体2的功能主要是支撑起移动基座4并实现水平方向移动，其下方通过地脚螺栓固定在地面。

所述旋转抓取装置5包括：旋转气缸、支架、气爪座和两个圆柱形气爪；其中，所述旋转气缸的缸体固定在升降机械臂3末端，所述旋转气缸的气缸杆通过支架与气爪座连接，所述气爪座为直角三角体，两个圆柱形气爪分别设置在气爪座的直角面，初始状态时一个圆柱形气爪处于竖直状态，另一个圆柱形气爪处于水平状态。取料时由竖直状态气爪抓取毛坯件，当毛坯件送到机床夹盘附近时，由水平状态气爪抓取加工后零件，这时旋转气缸旋转180°将两个圆柱形气爪切换，这样原竖直状态抓取毛坯件的圆柱形气爪转至水平状态进行机床夹盘供料，原水平状态抓取加工后零件的圆柱形气爪转至竖直状态返回放料。

图5是物料移动平台的结构示意图1。图6是物料移动平台的结构示意图2。参照图5、图6，所述物料移动平台1包括：平台框架104和垫板101形成的柜体、托盘102、导向轴107、第三伺服电机105和齿轮106；其中，所述导向轴107通过导向轴支座103固定在垫板101上；所述托盘102与导向轴107滑动连接，所述托盘102底面的齿条与齿轮106啮合，所述齿轮106与第三伺服电机105的输出轴连接，所述第三伺服电机105设置在柜体的内部。所述托盘102上均匀分布多个置物槽。

物料移动平台用于放置待加工的毛坯物料和加工后的工件，装卸料机构将毛坯物料运输到加工车床，待物料加工后，装卸料机构再将加工后的工件运输回物料移动平台用1。为安装便捷，轻便采用铝型材制作箱体框架104，并用钣金工艺制作箱体柜板，箱体柜板安装于箱体框架104侧面，垫板101安装于平台框架104上方。导向轴107两端设置直线轴承，用于盛放物料的托盘102与位于柜体上方的直线轴承通过螺栓紧固连接，并由位于下方的第三伺服电机105带动齿轮齿条进行沿导向轴107移动。

本实施例数控机床全自动装卸料***的工作原理：物料移动平台初始装满棒状毛坯物料，通过控制机构发出指令控制装卸料机构和物料移动平台1的动作，装卸料机构采用第一伺服电机301带动升降机械臂3上下移动、第二伺服电机401带动移动基座4进而带动升降机械臂3左右水平方向移动，进而实现取料，送至加工车床进行加工，待工件加工好后，装卸料机构取回工件，送回物料移动平台1。其中，旋转抓取装置5可通过气压实现180°的取料和卸料转换。装卸料机构采用矩形钢型材、铝合金型材、钢板以及一些常用标准件耗材，通过焊接和螺栓紧固组装而成。本实施例中动力源均采用伺服电机，其具有高精度、高速性、稳定、及时性以及自适应性等优点，旋转抓取装置5动力源采用气压传动，两个圆柱形气爪实现毛坯件和加工后零件的抓取，旋转气缸实现毛坯件和加工后零件180°旋转切换。为其美观性、安全性，采用钣金工艺对移动基座4和升降部分进行包覆。安装时，为调节物料与机床夹盘和托盘102的误差，通过关节轴承调节杆现场可根据实际情况调整机械手的角度实现旋转抓取的毛坯件与加工车床夹盘满足同轴顺利装料，同时满足加工后零件与物料移动平台的托盘102同轴顺利放料。

本实施例提供数控机床全自动装卸料***，包括控制机构、装卸料机构和物料移动平台1，通过控制机构对装卸料机构和物料移动平台1进行自动控制，能够实现胚料的抓取、自动定位、夹紧以及工件的回放，代替了人工进行机床装卸料工作，减轻了工人劳动强度，大大提高了劳动生产率，节省了成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种数控机床全自动装卸料***，其特征在于，包括：装卸料机构、物料移动平台(1)和控制机构；

所述控制机构分别与装卸料机构和物料移动平台(1)通过信号连接；

所述装卸料机构包括钢架体(2)、升降机械臂(3)、移动基座(4)和旋转抓取装置(5)；其中，所述升降机械臂(3)通过移动基座(4)滑动设置在钢架体(2)上，所述升降机械臂(3)末端设置旋转抓取装置(5)；

所述升降机械臂(3)包括第一伺服电机(301)、第一减速器、第一直齿轮、铝型材(302)和第一直线导轨；其中，所述第一伺服电机(301)通过第一减速器与第一直齿轮连接，所述第一直齿轮与铝型材(302)上的齿条啮合，所述铝型材(302)上还设置第一直线导轨，所述第一直线导轨通过第一直线导轨座与移动基座(4)连接；所述第一伺服电机(301)和第一减速器与第一直线导轨座的一侧固定；

所述移动基座(4)包括：第二伺服电机(401)、第二减速器(402)、座体(403)、关节轴承调节杆(404)、第二直线导轨座(405)和第二直齿轮(406)；所述第二减速器(402)设置在座体(403)上，所述第二伺服电机(401)通过第二减速器(402)与第二直齿轮(406)连接，所述第二直齿轮(406)与钢架体(2)上的齿条啮合；所述座体(403)上设置第二直线导轨座(405)，所述第二直线导轨座(405)与钢架体(2)滑动连接，所述座体(403)上还设置关节轴承调节杆(404)。

2.根据权利要求1所述的数控机床全自动装卸料***，其特征在于，所述钢架体(2)包括：地脚板(206)、设置在地脚板(206)上的方型钢(205)以及设置在方型钢(205)上的水平架；其中，所述水平架上设有拖链(201)和钢架齿条(202)，所述水平架侧面设有第三直线导轨(204)，所述水平架的两端分别设置限位块(203)。

3.根据权利要求1所述的数控机床全自动装卸料***，其特征在于，所述旋转抓取装置(5)包括：旋转气缸、支架、气爪座和两个圆柱形气爪；其中，所述旋转气缸的缸体固定在升降机械臂(3)末端，所述旋转气缸的气缸杆通过支架与气爪座连接，所述气爪座为直角三角体，两个圆柱形气爪分别设置在气爪座的直角面。

4.根据权利要求1所述的数控机床全自动装卸料***，其特征在于，所述物料移动平台(1)包括：平台框架(104)和垫板(101)形成的柜体、托盘(102)、导向轴(107)、第三伺服电机(105)和齿轮(106)；其中，所述导向轴(107)通过导向轴支座(103)固定在垫板(101)上；所述托盘(102)与导向轴(107)滑动连接，所述托盘(102)底面的齿条与齿轮(106)啮合，所述齿轮(106)与第三伺服电机(105)的输出轴连接，所述第三伺服电机(105)设置在柜体的内部。

5.根据权利要求4所述的数控机床全自动装卸料***，其特征在于，所述托盘(102)上均匀分布多个置物槽。