CN104858666B - 一种机械加工装配机器人 - Google Patents

Abstract

一种机械加工装配机器人，其特征在于：包括工作台，所述工作台为十字形，其上面安装有移料装置，加工装置和装配装置安装在移料装置的两侧；所述移料装置包括安装在工作台的卧轨，所述卧轨上安装有底座；螺纹杆穿过底座安装在卧轨内，其一端连接有马达，工件架安装在底座上；与现有的技术相比，本发明的优点如下：（1）具有车床和铣床的切屑加工系统，功能齐全，通过数控控制完成加工；（2）本机器人又有抛光功能，省去人工打磨时间；（3）自动装配，短轴加工完成后，可通过机械控制将轴承装配到短轴上，速度快。

Description

一种机械加工装配机器人

技术领域

本发明属于化工机械技术领域，具体涉及一种机械加工装配机器人。

背景技术

轴(shaft)是穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件，但也有少部分是方型的。轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。

轴的结构设计是确定轴的合理外形和全部结构尺寸，为轴设计的重要步骤。它由轴上安装零件类型、尺寸及其位置、零件的固定方式，载荷的性质、方向、大小及分布情况，轴承的类型与尺寸，轴的毛坯、制造和装配工艺、安装及运输，对轴的变形等因素有关。设计者可根据轴的具体要求进行设计，必要时可做几个方案进行比较，以便选出最佳设计方案，以下是一般轴结构设计原则：1、节约材料，减轻重量，尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面形状；2、易于轴上零件精确定位、稳固、装配、拆卸和调整；3、采用各种减少应力集中和提高强度的结构措施；4、便于加工制造和保证精度。

轴的分类:常见的轴根据轴的结构形状可分为曲轴、直轴、软轴、实心轴、空心轴、刚性轴、挠性轴(软轴)。

直轴又可分为：①转轴，工作时既承受弯矩又承受扭矩，是机械中最常见的轴，如各种减速器中的轴等。②心轴，用来支承转动零件只承受弯矩而不传递扭矩，有些心轴转动，如铁路车辆的轴等，有些心轴则不转动，如支承滑轮的轴等。③传动轴，主要用来传递扭矩而不承受弯矩，如起重机移动机构中的长光轴、汽车的驱动轴等。轴的材料主要采用碳素钢或合金钢，也可采用球墨铸铁或合金铸铁等。轴的工作能力一般取决于强度和刚度，转速高时还取决于振动稳定性。

专利公布号CN103817369A公开了一种五轴加工机，其特征在于，包括机座、龙门架、悬挂传动机构、铣刀主轴立式臂机构和卧式主轴座；龙门架设在机座上；铣刀主轴和悬挂传动机构设在龙门架上；卧式主轴座设在悬挂传动机构上，以实现XYZ轴移动；铣刀主轴立式臂机构位于卧式主轴座的卧式主轴前端，铣刀主轴立式臂机构通过旋转电机驱动铣刀主轴立式臂机构旋转，以实现AB轴移动。

又如专利公布号CN104475641A公开了一种螺栓加工一体机，包括机架、冲压装置、取料模具座、输送装置、单料输送器和工作台，所述单料输送器固定在工作台的右上端，所述输送装置位于单料输送器的左下方，且所述输送装置固定在工作台的左上端，所述机架与工作台垂直布置，所述取料模具座位于输送装置的左侧，所述取料模具座固定在机架的上部后端，所述冲压装置位于取料模具座的正前方，所述冲压装置固定在机架的上部前端。在进行螺栓批量化加工时，现将棒料投放进单料输送器内，启动输送装置，也会同步的驱使单料输送器供料，这样单料输送器每次输出一个棒料，正好落在输送装置上，利用输送装置将棒料输送至取料模具座上，进而启动冲压装置实现对多个棒料的冲压，使得螺栓头一次成型，并且完成缩径处理，此后即可将冲压后的半成品放入到搓丝机上进行搓丝，以完成螺纹加工即可。

目前，由于轴加工需要复杂的工序，虽然现在数控机床技术发达，对于一个轴利用一台设备完成所需形状的切屑加工目前还没达到此类技术的装备。同时，在轴加工完成后，需要将其套上轴承来进行配合使其可以直接安装在机器设备上。在此之前整个过程工序都是分段进行，互不干涉，这样一个产品的加工时间过长，生产效率低。

发明内容

本发明针对现有技术的缺点，提出了一种机械加工装配机器人，该机器人主要是针对短轴的加工，做到切屑、铣键、打磨、钻孔、装配的一体化，减少了加工工序，使生产效率大大提高。

为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：

一种机械加工装配机器人，其特征在于：包括工作台，所述工作台为十字形，其上面安装有移料装置，加工装置和装配装置安装在移料装置的两侧；所述移料装置包括安装在工作台的卧轨，所述卧轨上安装有底座；螺纹杆穿过底座安装在卧轨内，其一端连接有马达，工件架安装在底座上，工件架上面安装有冷却液输送装置，冷却液出料口对准工件架；

装配装置包括导轨一，所述导轨一上安装有通过气缸一控制前进和后退的底板一，电机一和电机二安装在所述底板一上面；所述底板一上设有通过传动装置的皮带传动带动攻丝机构和装配机构旋转工作，通过电机二带动旋转的钻孔机构安装在装配机构侧边，所述电机一与传动装置之间连接皮带；

加工装置包括导轨二，所述导轨二上安装有通过气缸二控制前进和后退的底板二，电机三安装在底板二上，通过电机三传动的车刀机构和铣刀机构安装在电机三的前方；

吹气机构，所述吹气机构包括安装在卧轨上方的角度调节架，所述角度调节架上安装有吹气头，进气管连接在吹气头后面，所述进气管连接外部气泵。

优先地，所述工件架侧边连接有顶紧机构，顶紧机构固定在底座上。

优先地，所述钻孔机构外围还设有工件卡紧套。

优先地，所述电机三与车刀机构和铣刀机构之间通过皮带传动。

优先地，还包括上加工装置，所述上加工装置包括升降架，所述升降架垂直安装在工作台上，导轨三安装在升降架内侧，通过气缸三带动升降的挂架安装在导轨三上，所述挂架上安装有通过电机四带动旋转的上钻孔机和抛光机。

优先地，所述上钻孔机为伸缩式攻丝机。

与现有的技术相比，本发明的优点如下：(1)具有车床和铣床的切屑加工系统，功能齐全，通过数控控制完成加工；(2)本机器人又有抛光功能，省去人工打磨时间；(3)自动装配，短轴加工完成后，可通过机械控制将轴承装配到短轴上，速度快。

附图说明

现在接下来借助于实施例的附图来对本发明进行简短的描述。附图中：

图1示出了本发明机械加工装配机器人的结构布置示意图；

图2示出图1的进一步拆解示意图；

图3示出了图2的进一步拆解示意图；

图4示出了图2的另一个视图方向进一步拆解示意图；

图5示出了本发明上加工装置的结构布置示意图；

图6示出了本发明上加工装置的侧视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

请重点参阅图1，一种机械加工装配机器人，包括工作台100，所述工作台100为十字形，其上面安装有移料装置500，加工装置400和装配装置200安装在移料装置500的两侧。

请重点参阅图2、图3和图4，移料装置500包括安装在工作台100的卧轨504，所述卧轨504上安装有底座502；螺纹杆505穿过底座502安装在卧轨504内，其一端连接有马达506，工件架503安装在底座502上。工件架503侧边连接有顶紧机构501，顶紧机构501固定在底座502上。

工件首先在工件架503上面固定，通过顶紧机构501将工件顶死不动，马达506旋转带动螺纹杆505旋转使底座502带着工件运动，这样工件依次通过各加工工序进行加工。工件架上面安装有冷却液输送装置，冷却液出料口对准工件架；这样有效防止工件在切削过程中，工件发热变形。

请重点参阅图3，加工装置400包括导轨二406，所述轨道二406上安装有通过气缸二408控制前进和后退的底板二403，电机三407安装在底板二403上，通过电机三407传动的车刀机构401和铣刀机构404安装在电机三407的前方。电机三407与车刀机构401和铣刀机构404之间通过皮带402传动。

工件被底座502带动在卧轨504上移动，车刀机构401和铣刀机构404在电机三407带动下旋转工作，车刀机构401对工件进行切屑成型，铣刀机构404将工件中的键槽铣出，使轴初步加工完成。

请重点参阅图2和图4，装配装置200包括导轨一207，所述导轨一207上安装有通过气缸一208控制前进和后退的底板一202，电机一203和电机二204安装在所述底板一202上面；所述底板一202上设有通过传动装置209的皮带传动带动攻丝机构201和装配机构206旋转工作，通过电机二204带动旋转的钻孔机构205安装在装配机构206侧边，所述电机一203与传动装置209之间连接皮带。所述钻孔机构205外围还设有工件卡紧套210。

短轴工件在切屑加工同时，短轴的另外一端被工件卡紧套210卡住固定，钻孔机构205首先对其进行钻孔。当工件进入铣键工位的同时，攻丝机构201同时对由钻孔机构205加工出来的圆孔进行攻丝，使短轴便于和其他工件的装配。装配装置200在控制工件进行钻孔和攻丝的工序中间，还有对工件进行装配工序，即通过装配机构206将预放好的轴承套入短轴工件上面。

请重点参阅图5和图6，上加工装置300，所述上加工装置300包括升降架301，所述升降架301垂直安装在工作台100上，导轨三302安装在升降架301内侧，通过气缸三305带动升降的挂架308安装在导轨三302上，所述挂架308上安装有通过电机四304带动旋转的上钻孔机306和抛光机307，所述上钻孔机306为伸缩式攻丝机。

在短轴加工过程中，对有的产品要求表面粗糙度较高的工件，可利用气缸三305控制抛光机307下降对短轴工件进行打磨抛光，提高粗糙度，同时还可以去除毛刺。在有些产品中，还需要对短轴侧边钻孔满足其他的安装要求，即通过上钻孔机306对工件进行钻孔即可。

请重点参阅图5，为了防止在车刀机构401和铣刀机构404切屑过程中工件产生的铁屑在卧轨504上大量聚集，使底座502无法带动工件进行工序位移，因此，还包括吹气机构600，所述吹气机构600包括安装在卧轨504上方的角度调节架602，所述角度调节架602上安装有吹气头603，进气管601连接在吹气头603后面。通过进气管601将连接压缩气泵，吹气头603进行吹气将铁屑吹开，有效防止铁屑聚集。

Claims (5)

1.一种机械加工装配机器人，其特征在于：包括工作台(100)，所述工作台(100)为十字形，其上面安装有移料装置(500)，加工装置(400)和装配装置(200)安装在移料装置(500)的两侧；

所述移料装置(500)包括安装在工作台(100)的卧轨(504)，所述卧轨(504)上安装有底座(502)；螺纹杆(505)穿过底座(502)安装在卧轨(504)内，其一端连接有马达(506)，工件架(503)安装在底座(502)上；

装配装置(200)包括导轨一(207)，所述导轨一(207)上安装有通过气缸一(208)控制前进和后退的底板一(202)，电机一(203)和电机二(204)安装在所述底板一(202)上面；

所述底板一(202)上设有通过传动装置(209)的皮带传动带动攻丝机构(201)和装配机构(206)旋转工作，通过电机二(204)带动旋转的钻孔机构(205)安装在装配机构(206)侧边，所述电机一(203)与传动装置(209)之间连接皮带；

加工装置(400)包括导轨二(406)，所述导轨二(406)上安装有通过气缸二(408)控制前进和后退的底板二(403)，电机三(407)安装在底板二(403)上，通过电机三(407)传动的车刀机构(401)和铣刀机构(404)安装在电机三(407)的前方；

吹气机构(600)，所述吹气机构(600)包括安装在卧轨(504)上方的角度调节架(602)，所述角度调节架(602)上安装有吹气头(603)，进气管(601)连接在吹气头(603)后面；

上加工装置(300)，所述上加工装置(300)包括升降架(301)，所述升降架(301)垂直安装在工作台(100)上，导轨三(302)安装在升降架(301)内侧，通过气缸三(305)带动升降的挂架(308)安装在导轨三(302)上，所述挂架(308)上安装有通过电机四(304)带动旋转的上钻孔机(306)和抛光机(307)。

2.根据权利要求1所述的机械加工装配机器人，其特征在于：所述工件架(503)侧边连接有顶紧机构(501)，顶紧机构(501)固定在底座(502)上。

3.根据权利要求1所述的机械加工装配机器人，其特征在于：所述钻孔机构(205)外围还设有工件卡紧套(210)。

4.根据权利要求1所述的机械加工装配机器人，其特征在于：所述电机三(407)与车刀机构(401)和铣刀机构(404)之间通过皮带(402)传动。

5.根据权利要求1所述的机械加工装配机器人，其特征在于：所述上钻孔机(306)为伸缩式攻丝机。