CN105773586A - 数控车床辅助生产工业机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及工业机器人，更具体地说，涉及一种协助数控设备自动化作业的机器人。数控车床辅助生产工业机器人，包括：手爪、脱料机构、支架、X轴滑台、Y轴滑台、Z轴滑台、底座，所述底座固连于数控车床上，所述支架固连于所述底座上，在所述支架的上端部固连所述X轴滑台，所述X轴滑台垂直于所述支架；在所述X轴滑台上活动连接所述Y轴滑台，所述X轴滑台垂直于所述Y轴滑台，在所述Y轴滑台的端部连接所述Z轴滑台。本发明适用于机械制造过程中，实现物料的搬运传输；本发明数控车床辅助生产工业机器人用于协助数控车床加工，用于完成工件的自动化上下料，利用直线导轨和滑块作为传动件，降低噪音、减少摩擦，双手爪和脱料机构的配合，提高作业效率。

Description

数控车床辅助生产工业机器人
技术领域
本发明涉及工业机器人，更具体地说，涉及一种协助数控设备自动化作业的机器人。
背景技术
机械手是指能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。
然而，现有的机械手指往往由多个电机驱动，结构复杂，价格昂贵。
现有的机械手指的寿命不长。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种数控车床辅助生产工业机器人，本发明适用于机械制造过程中，实现物料的搬运传输；本发明数控车床辅助生产工业机器人用于协助数控车床加工，用于完成工件的自动化上下料，利用直线导轨和滑块作为传动件，降低噪音、减少摩擦，双手爪和脱料机构的配合，提高作业效率。
一种数控车床辅助生产工业机器人，包括：手爪、脱料机构、支架、X轴滑台、Y轴滑台、Z轴滑台、底座，所述底座固连于数控车床上，所述支架固连于所述底座上，在所述支架的上端部固连所述X轴滑台，所述X轴滑台垂直于所述支架；在所述X轴滑台上活动连接所述Y轴滑台，所述X轴滑台垂直于所述Y轴滑台，在所述Y轴滑台的端部连接所述Z轴滑台，在所述Z轴滑台的末端固连所述手爪，所述手爪包括上手爪、下手爪，所述上手爪位于所述下手指的上部；在所述工业机器人的工作空间内设置用于脱料的所述脱料机构，所述脱料机构固连于所述数控车床上。
优选地，所述X轴滑台包括：X导轨、X齿条X、滑块、X伺服电机、X齿轮；所述X轴滑台的X底座上固连所述X导轨和所述X齿条，所述X导轨和X齿条相互平行，所述X滑块活动连接于所述X导轨，在所述X滑块上固连L型滑台；所述L型滑台包括相互垂直的横板和立板，所述横板固连于所述X滑块上；在所述横板上固连所述X伺服电机，在所述X伺服电机的输出轴上固连所述X齿轮，所述X齿轮和X齿条相互啮合。
优选地，在所述X底座的两端固连X缓冲垫，所述X缓冲垫位于所述X导轨之间。
优选地，所述Y轴滑台包括：Y滑块、Y齿条、Y导轨、Y齿轮、Y伺服电机；所述Y轴滑台的Y底座上固连所述Y齿条和Y导轨，所述Y齿条和Y导轨相互平行，所述Y滑块活动连接于所述Y导轨上，在所述Y滑块上固连所述L型滑台；所述Y伺服电机固连于所述立板，在所述Y伺服电机的输出轴上固连所述Y齿轮，所述Y齿条和Y齿轮相互啮合。
优选地，在所述Y底座的两端固连Y缓冲垫，所述Y缓冲垫位于所述Y导轨之间。
优选地，所述Z轴滑台包括：Z伺服电机、Z横板、Z立板、Z齿条、Z导轨、Z滑块、Z齿轮、Z底座，所述Z齿条和Z导轨固连于所述Z底座，所述Z齿条和Z导轨相互平行，所述Z横板固连于所述Y底座的一端，所述Z横板固连于所述Z滑块；所述Z立板固连于所述Z横板，所述Z立板垂直于所述Z横板；所述Z伺服电机固连于所述Z立板，所述Z齿轮固连于所述Z伺服电机的输出轴上，所述Z齿轮和Z齿条相互啮合。
优选地，所述脱料机构包括：迷你气缸、竖直气缸，所述竖直气缸的活塞杆端部固连所述迷你气缸。
优选地，在所述横板上固连X推力螺栓，所述X推力螺栓的一端顶住所述X伺服电机的外壳上。
优选地，再所述立板上固连Y推力螺栓，所述Y推力螺栓的一端顶住所述Y伺服电机的外壳上。
优选地，所述X齿轮、X齿条、Y齿条、Y齿轮、Z齿条、Z齿轮为斜齿轮。
和传统技术相比，本发明数控车床辅助生产工业机器人具有以下积极作用和有益效果：
所述底座固连于数控车床上，所述支架固连于所述底座上，所述工业机器人固连于所述数控车床上，减少了占地面积，实现了和所述数控车床的无缝衔接。
所述工业机器人采用直角坐标的形式，主要包括：所述X轴滑台、Y轴滑台、Z轴滑台，所述X轴滑台和Y轴滑台相互垂直且为水平布置，所述X轴滑台可以相对所述Y轴滑台而滑动，所述Z轴滑台为竖直布置，所述Z轴滑台垂直于所述所述X轴滑台和Y轴滑台。所述Z轴滑台可以相对于所述Y轴滑台滑动。
在所述Z轴滑台的末端固连所述手爪，所述手爪包括上手爪、下手爪，所述上手爪位于所述下手指的上部。利用所述上手爪、下手爪可以提高上下料的效率，利用所述上手爪去下所述数控车床上车削完成的工件，所述下手爪实现在所述数控车床上安装未车削的工件。
在所述工业机器人的工作空间内设置用于脱料的所述脱料机构，所述脱料机构固连于所述数控车床上。所述上手爪上握住车削完成的工件并移动至所述脱料机构附近，所述上手爪松开，所述迷你气缸的活塞杆伸出，将所述上手爪中的工件推出，完成下料。利用独立的所述脱料机构，辅助所述工业机器人的下料过程，提高了下料效率。
在所述X伺服电机的输出轴上固连所述X齿轮，所述X齿轮和X齿条相互啮合。当所述X齿轮和X齿条相互啮合时候，两者之间产生径向作用力，该径向作用力具有将所述X齿轮远离所述X齿条的趋势。在所述横板上固连X推力螺栓，所述X推力螺栓的一端顶住所述X伺服电机的外壳上。增加了所述X推力螺栓后，可以保证所述X齿轮和X齿条相互之间的可靠啮合。
同样的道理，也可以解释所述Y推力螺栓的作用。
附图说明
图1是本发明数控车床辅助生产工业机器人安装于数控车床上的结构示意图；
图2、3是本发明数控车床辅助生产工业机器人的结构示意图；
图4是本发明数控车床辅助生产工业机器人的X轴滑台的主体部分组件的结构示意图；
图5是本发明数控车床辅助生产工业机器人的Y轴滑台的主体部分组件的结构示意图；
图6、7是本发明数控车床辅助生产工业机器人的Z轴滑台的主体部分组件的结构示意图。
1数控车床、2工业机器人、3手爪、4脱料机构、5支架、6X轴滑台、7Y轴滑台、8Z轴滑台、9上手爪、10下手爪、11底座、12横板、13立板、14X伺服电机、15Y伺服电机、16X滑块、17X导轨、18X齿条、19X齿轮、20X推力螺栓、21Y推力螺栓、22X底座、23X缓冲垫、24Y滑块、25Y齿条、26Y导轨、27Y齿轮、28Y底座、29Y缓冲垫、30Z伺服电机、31Z横板、32Z立板、33Z齿条、34Z导轨、35Z滑块、36Z齿轮、37迷你气缸、38竖直气缸。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本发明的任何限制，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本发明提供了一种数控车床辅助生产工业机器人，用于实现物料的抓取和转移，结合数控车床，实现数控车床的自动化车削加工作业。
图1是本发明数控车床辅助生产工业机器人安装于数控车床上的结构示意图，图2、3是本发明数控车床辅助生产工业机器人的结构示意图，图4是本发明数控车床辅助生产工业机器人的X轴滑台的主体部分组件的结构示意图，图5是本发明数控车床辅助生产工业机器人的Y轴滑台的主体部分组件的结构示意图，图6、7是本发明数控车床辅助生产工业机器人的Z轴滑台的主体部分组件的结构示意图。
一种数控车床辅助生产工业机器人2，包括：手爪3、脱料机构4、支架5、X轴滑台6、Y轴滑台7、Z轴滑台8、底座11，所述底座11固连于数控车床1上，所述支架5固连于所述底座11上，在所述支架5的上端部固连所述X轴滑台6，所述X轴滑台6垂直于所述支架5；在所述X轴滑台6上活动连接所述Y轴滑台7，所述X轴滑台6垂直于所述Y轴滑台7，在所述Y轴滑台7的端部连接所述Z轴滑台8，在所述Z轴滑台8的末端固连所述手爪3，所述手爪3包括上手爪9、下手爪10，所述上手爪9位于所述下手指10的上部；在所述工业机器人2的工作空间内设置用于脱料的所述脱料机构4，所述脱料机构4固连于所述数控车床1上。
更具体地，所述X轴滑台6包括：X导轨17、X齿条18X、滑块16、X伺服电机14、X齿轮19；所述X轴滑台6的X底座22上固连所述X导轨17和所述X齿条18，所述X导轨17和X齿条18相互平行，所述X滑块16活动连接于所述X导轨17，在所述X滑块16上固连L型滑台；所述L型滑台包括相互垂直的横板12和立板13，所述横板12固连于所述X滑块16上；在所述横板12上固连所述X伺服电机14，在所述X伺服电机14的输出轴上固连所述X齿轮19，所述X齿轮19和X齿条18相互啮合。
更具体地，在所述X底座22的两端固连X缓冲垫23，所述X缓冲垫23位于所述X导轨17之间。
更具体地，所述Y轴滑台6包括：Y滑块24、Y齿条25、Y导轨26、Y齿轮27、Y伺服电机15；所述Y轴滑台6的Y底座28上固连所述Y齿条25和Y导轨26，所述Y齿条25和Y导轨26相互平行，所述Y滑块24活动连接于所述Y导轨26上，在所述Y滑块24上固连所述L型滑台；所述Y伺服电机15固连于所述立板13，在所述Y伺服电机15的输出轴上固连所述Y齿轮27，所述Y齿条25和Y齿轮27相互啮合。
更具体地，在所述Y底座28的两端固连Y缓冲垫29，所述Y缓冲垫2位于所述Y导轨26之间。
更具体地，所述Z轴滑台8包括：Z伺服电机30、Z横板31、Z立板32、Z齿条33、Z导轨34、Z滑块35、Z齿轮36、Z底座39，所述Z齿条33和Z导轨34固连于所述Z底座39，所述Z齿条33和Z导轨34相互平行，所述Z横板31固连于所述Y底座28的一端，所述Z横板31固连于所述Z滑块35；所述Z立板32固连于所述Z横板31，所述Z立板32垂直于所述Z横板31；所述Z伺服电机30固连于所述Z立板32，所述Z齿轮36固连于所述Z伺服电机30的输出轴上，所述Z齿轮36和Z齿条33相互啮合。
更具体地，所述脱料机构4包括：迷你气缸37、竖直气缸38，所述竖直气缸38的活塞杆端部固连所述迷你气缸37。
更具体地，在所述横板12上固连X推力螺栓20，所述X推力螺栓20的一端顶住所述X伺服电机14的外壳上。
更具体地，再所述立板13上固连Y推力螺栓21，所述Y推力螺栓21的一端顶住所述Y伺服电机15的外壳上。
更具体地，所述X齿轮19、X齿条18、Y齿条25、Y齿轮27、Z齿条33、Z齿轮36为斜齿轮。
以下结合图1至7，进一步描述本发明数控车床辅助生产工业机器人的工作原理和工作过程：
所述底座11固连于数控车床1上，所述支架5固连于所述底座11上，所述工业机器人2固连于所述数控车床1上，减少了占地面积，实现了和所述数控车床1的无缝衔接。
所述工业机器人2采用直角坐标的形式，主要包括：所述X轴滑台6、Y轴滑台7、Z轴滑台8，所述X轴滑台6和Y轴滑台7相互垂直且为水平布置，所述X轴滑台6可以相对所述Y轴滑台7而滑动，所述Z轴滑台8为竖直布置，所述Z轴滑台8垂直于所述所述X轴滑台6和Y轴滑台7。所述Z轴滑台8可以相对于所述Y轴滑台7滑动。
在所述Z轴滑台8的末端固连所述手爪3，所述手爪3包括上手爪9、下手爪10，所述上手爪9位于所述下手指10的上部。利用所述上手爪9、下手爪10可以提高上下料的效率，利用所述上手爪9去下所述数控车床1上车削完成的工件，所述下手爪10实现在所述数控车床1上安装未车削的工件。
在所述工业机器人2的工作空间内设置用于脱料的所述脱料机构4，所述脱料机构4固连于所述数控车床1上。所述上手爪9上握住车削完成的工件并移动至所述脱料机构4附近，所述上手爪9松开，所述迷你气缸37的活塞杆伸出，将所述上手爪9中的工件推出，完成下料。利用独立的所述脱料机构4，辅助所述工业机器人2的下料过程，提高了下料效率。
在所述X伺服电机14的输出轴上固连所述X齿轮19，所述X齿轮19和X齿条18相互啮合。当所述X齿轮19和X齿条18相互啮合时候，两者之间产生径向作用力，该径向作用力具有将所述X齿轮19远离所述X齿条18的趋势。在所述横板12上固连X推力螺栓20，所述X推力螺栓20的一端顶住所述X伺服电机14的外壳上。增加了所述X推力螺栓20后，可以保证所述X齿轮19和X齿条18相互之间的可靠啮合。
同样的道理，也可以解释所述Y推力螺栓21的作用。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种数控车床辅助生产工业机器人，其特征在于组成如下：包括：手爪、脱料机构、支架、X轴滑台、Y轴滑台、Z轴滑台、底座，所述底座固连于数控车床上，所述支架固连于所述底座上，在所述支架的上端部固连所述X轴滑台，所述X轴滑台垂直于所述支架；在所述X轴滑台上活动连接所述Y轴滑台，所述X轴滑台垂直于所述Y轴滑台，在所述Y轴滑台的端部连接所述Z轴滑台，在所述Z轴滑台的末端固连所述手爪，所述手爪包括上手爪、下手爪，所述上手爪位于所述下手指的上部；在所述工业机器人的工作空间内设置用于脱料的所述脱料机构，所述脱料机构固连于所述数控车床上。
2.根据权利要求1所述的数控车床辅助生产工业机器人，其特征在于，所述X轴滑台包括：X导轨、X齿条X、滑块、X伺服电机、X齿轮；所述X轴滑台的X底座上固连所述X导轨和所述X齿条，所述X导轨和X齿条相互平行，所述X滑块活动连接于所述X导轨，在所述X滑块上固连L型滑台；所述L型滑台包括相互垂直的横板和立板，所述横板固连于所述X滑块上；在所述横板上固连所述X伺服电机，在所述X伺服电机的输出轴上固连所述X齿轮，所述X齿轮和X齿条相互啮合。
3.根据权利要求2所述的数控车床辅助生产工业机器人，其特征在于，在所述X底座的两端固连X缓冲垫，所述X缓冲垫位于所述X导轨之间。
4.根据权利要求1所述的数控车床辅助生产工业机器人，其特征在于，所述Y轴滑台包括：Y滑块、Y齿条、Y导轨、Y齿轮、Y伺服电机；所述Y轴滑台的Y底座上固连所述Y齿条和Y导轨，所述Y齿条和Y导轨相互平行，所述Y滑块活动连接于所述Y导轨上，在所述Y滑块上固连所述L型滑台；所述Y伺服电机固连于所述立板，在所述Y伺服电机的输出轴上固连所述Y齿轮，所述Y齿条和Y齿轮相互啮合。
5.根据权利要求4所述的数控车床辅助生产工业机器人，其特征在于，在所述Y底座的两端固连Y缓冲垫，所述Y缓冲垫位于所述Y导轨之间。
6.根据权利要求1所述的数控车床辅助生产工业机器人，其特征在于，所述Z轴滑台包括：Z伺服电机、Z横板、Z立板、Z齿条、Z导轨、Z滑块、Z齿轮、Z底座，所述Z齿条和Z导轨固连于所述Z底座，所述Z齿条和Z导轨相互平行，所述Z横板固连于所述Y底座的一端，所述Z横板固连于所述Z滑块；所述Z立板固连于所述Z横板，所述Z立板垂直于所述Z横板；所述Z伺服电机固连于所述Z立板，所述Z齿轮固连于所述Z伺服电机的输出轴上，所述Z齿轮和Z齿条相互啮合。
7.根据权利要求1所述的数控车床辅助生产工业机器人，其特征在于，所述脱料机构包括：迷你气缸、竖直气缸，所述竖直气缸的活塞杆端部固连所述迷你气缸。
8.根据权利要求1所述的数控车床辅助生产工业机器人，其特征在于，在所述横板上固连X推力螺栓，所述X推力螺栓的一端顶住所述X伺服电机的外壳上。
9.根据权利要求1所述的数控车床辅助生产工业机器人，其特征在于，再所述立板上固连Y推力螺栓，所述Y推力螺栓的一端顶住所述Y伺服电机的外壳上。
10.根据权利要求1所述的数控车床辅助生产工业机器人，其特征在于，所述X齿轮、X齿。
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