CN110977587B - 一种数控机床用机械臂 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械臂技术领域，具体的说是一种数控机床用机械臂，包括大臂、小臂以及抓手，所述抓手数量为三个以上，所述抓手侧壁上均设有通孔，通孔处安装有推杆电机，所述推杆电机的输出轴端固定有直杆，所述直杆的另一端固定有限位块，所述限位块远离推杆电机的一侧设有压力传感器，所述限位块远离对应推杆电机的侧壁为弧形面，所述限位块用于工件的中心定位；本发明通过限位块的设置来对侧壁为斜面的工件进行位置矫正，使得工件在被数控车床固定之前处于正确的切削位置，避免因位置偏移导致的工件加工失败；通过转轮以及挡板的设置使得机械臂夹取工件的尺寸范围变大，从而提高了机械臂的使用范围。
Description
技术领域
本发明属于机械臂技术领域，具体的说是一种数控机床用机械臂。
背景技术
工业机械臂是拟人手臂、手腕和手功能的机械电子装置。拟人手臂、手腕和手功能的机械电子装置；它可把任一物件或工具按空间位姿(位置和姿态)的时变要求进行移动，从而完成某一工业生产的作业要求。
目前数控机床在进行工件处理时用到机械臂来辅助上下料，从而替代了人工，降低了人工成本，但是机械臂在对侧壁具有斜面的工件进行装夹时不能对工件进行定位，导致数控车床在固定时造成工件的中心偏移，从而导致工件加工失败，据此，本发明提出了一种数控机床用机械臂。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种数控机床用机械臂，在对工件进行夹取时，利用限位块对工件进行限位和调整，使得工件转动的中心轴与机床的切削中心重合，从而保证了工件的切削效果。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种数控机床用机械臂，包括大臂、小臂以及抓手，所述抓手数量为三个以上，所述抓手侧壁上均设有通孔，通孔处安装有推杆电机，所述推杆电机的输出轴端固定有直杆，所述直杆的另一端固定有限位块，所述限位块远离推杆电机的一侧设有压力传感器，所述限位块远离对应推杆电机的侧壁为弧形面，所述限位块用于工件的中心定位，所述抓手的自由端设有弯角，所述抓手的自由端设有矩形槽，矩形槽内活动穿插设置有方形杆，所述方形杆表面缠绕设置有复位弹簧，所述复位弹簧靠近抓手的一端固定在抓手上，所述方形杆互相靠近的一端固定有挡块，机械臂上设有控制器，控制器用于控制机械臂工作，工作时，目前数控机床在进行工件处理时用到机械臂来辅助上下料，从而替代了人工，降低了人工成本，但是机械臂在对侧壁具有斜面的工件进行装夹时不能对工件进行定位，导致数控车床在固定时造成工件的中心偏移，从而导致工件加工失败；通过推杆电机的设置，当抓手在液压站控制下发生转动将工件夹紧后，推杆电机的输出轴伸长使得直杆移动，从而使得限位块移动来对工件的位置进行调整；当限位块上的压力传感器接受压力过大时，说明限位块与工件接触过紧，压力传感器通过控制器停止推杆电机的继续伸长；抓手将工件抓起后，工件移动到抓手的弯角内，使得挡块在复位弹簧的作用下从矩形槽中弹出对工件进行限位，避免工件向下滑动；方形杆的设置保证了挡块不会发生转动，使得挡块与工件充分接触；在工件位置被确定后，抓手带着工件移动到数控车床的卡盘处；推杆电机在控制器的控制下移动相同的距离，使得限位块的移动距离相同，从而保证了工件处于抓手的中心位置，进而保证了工件的转动中心与切削中心一致。
优选的，所述挡板侧壁设有限位孔，限位孔用于通过工件的头部，工作时，若工件头部为尖头或者球形结构时，挡板对工件的定位具有阻碍作用；通过限位孔的设置，在工件进入到限位孔中后，限位孔对工件的头部进行限位，因挡板中心位于切削中心，配合限位块的限位作用，使得工件位于正确的位置；通过限位弹簧的设置，使得挡板在工件的挤压下能够移动，避免因工件的尺寸过大导致的挡板损坏情况发生。
优选的，所述圆环的侧壁设有圆形槽，圆形槽处固定有套筒，所述连杆与套筒、圆形槽均为间隙配合，所述圆形槽内固定有一号气囊，所述伸缩杆为空腔结构，所述一号气囊与伸缩杆连通，工作时，若工件较短，挡板接触不到工件则不能对工件进行限位；通过一号气囊的设置，当抓手夹紧工件时，使得连杆进入到圆形槽中，从而使得连杆对一号气囊进行挤压；被挤压的一号气囊中的气体进入到伸缩杆的空腔中，使得伸缩杆伸长，从而使得挡板向转手的自由端方向移动；移动的挡板与抓手自由端之间的距离缩短，使得挡板与工件的头部接触，从而对工件形成定位。
优选的，所述限位块远离相邻抓手的一端设有收纳槽，收纳槽内设有两个安装槽，两个安装槽内均固定有二号气囊，所述一号气囊与二号气囊连通，所述收纳槽内活动链接有两个安装块，所述安装块之间转动连接有转轮，所述二号气囊与安装块固定连接，工作时，工件斜面较细时，限位块对工件的限位力较小，容易使得工件的定位不准；通过转轮的设置，在抓手夹紧工件时，一号气囊中的气体被连杆挤出并进入到二号气囊中，使得二号气囊将安装块挤出收纳槽，从而使得转轮移动出收纳槽；转轮移动出收纳槽后，使得转轮对工件的挤压力增强，进而提高了工件的定位效果；同时，在对工件进行抓紧时，转轮与工件表面为滚动摩擦，使得工件与转轮之间的摩擦减少，减少了工件表面刮痕的产生几率。
优选的，所述转轮的侧壁为弧形，所述转轮为陶瓷材料制成，工作时，转轮的侧壁为弧形，增大了工件与转轮的接触面积，从而减少了转轮对工件表面的局部压强；转轮采用陶瓷材料制成，使得转轮耐磨、强度大，同时，避免了转轮对工件表面造成划痕，保证了工件的表面安全。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种数控机床用机械臂，通过限位块的设置来对侧壁为斜面的工件进行位置矫正，使得工件在被数控车床固定之前处于正确的切削位置，避免因位置偏移导致的工件加工失败。
2.本发明所述的一种数控机床用机械臂，通过转轮以及挡板的设置使得机械臂夹取工件的尺寸范围变大，从而提高了机械臂的使用范围。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的三维图；
图2是图1中A处局部放大图；
图3是机械臂的工作状态示意图；
图4是图3中B处局部放大图；
图5是转轮与矩形块的位置关系示意图；
图6是图3中C处局部放大图；
图中：大臂1、小臂2、抓手3、推杆电机4、直杆41、限位块42、方形杆5、复位弹簧51、挡块52、复位弹簧6、连杆7、圆环8、限位弹簧9、伸缩杆10、挡板11、限位孔12、圆形槽13、套筒14、一号气囊15、收纳槽16、安装槽17、二号气囊18、安装块19、转轮20。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图6所示，本发明所述的一种数控机床用机械臂，包括大臂1、小臂2以及抓手3，所述抓手3数量为三个以上，所述抓手3侧壁上均设有通孔，通孔处安装有推杆电机4，所述推杆电机4的输出轴端固定有直杆41，所述直杆41的另一端固定有限位块42，所述限位块42远离推杆电机4的一侧设有压力传感器，所述限位块42远离对应推杆电机4的侧壁为弧形面，所述限位块42用于工件的中心定位，所述抓手3的自由端设有弯角，所述抓手3的自由端设有矩形槽，矩形槽内活动穿插设置有方形杆5，所述方形杆5表面缠绕设置有复位弹簧51，所述复位弹簧51靠近抓手3的一端固定在抓手3上，所述方形杆5互相靠近的一端固定有挡块52，机械臂上设有控制器，控制器用于控制机械臂工作，工作时，目前数控机床在进行工件处理时用到机械臂来辅助上下料，从而替代了人工，降低了人工成本，但是机械臂在对侧壁具有斜面的工件进行装夹时不能对工件进行定位，导致数控车床在固定时造成工件的中心偏移，从而导致工件加工失败；通过推杆电机4的设置，当抓手3在液压站控制下发生转动将工件夹紧后，推杆电机4的输出轴伸长使得直杆41移动，从而使得限位块42移动来对工件的位置进行调整；当限位块42上的压力传感器接受压力过大时，说明限位块42与工件接触过紧，压力传感器通过控制器停止推杆电机4的继续伸长；抓手3将工件抓起后，工件移动到抓手3的弯角内，使得挡块52在复位弹簧51的作用下从矩形槽中弹出对工件进行限位，避免工件向下滑动；方形杆5的设置保证了挡块52不会发生转动，使得挡块52与工件充分接触；在工件位置被确定后，抓手3带着工件移动到数控车床的卡盘处；推杆电机4在控制器的控制下移动相同的距离，使得限位块42的移动距离相同，从而保证了工件处于抓手3的中心位置，进而保证了工件的转动中心与切削中心一致。
作为本发明的一种具体实施方式，所述挡板11侧壁设有限位孔12，限位孔12用于通过工件的头部，工作时，若工件头部为尖头或者球形结构时，挡板11对工件的定位具有阻碍作用；通过限位孔12的设置，在工件进入到限位孔12中后，限位孔12对工件的头部进行限位，因挡板11中心位于切削中心，配合限位块42的限位作用，使得工件位于正确的位置；通过限位弹簧9的设置，使得挡板11在工件的挤压下能够移动，避免因工件的尺寸过大导致的挡板11损坏情况发生。
作为本发明的一种具体实施方式，所述圆环8的侧壁设有圆形槽13，圆形槽13处固定有套筒14，所述连杆7与套筒14、圆形槽13均为间隙配合，所述圆形槽13内固定有一号气囊15，所述伸缩杆10为空腔结构，所述一号气囊15与伸缩杆10连通，工作时，若工件较短，挡板11接触不到工件则不能对工件进行限位；通过一号气囊15的设置，当抓手3夹紧工件时，使得连杆7进入到圆形槽13中，从而使得连杆7对一号气囊15进行挤压；被挤压的一号气囊15中的气体进入到伸缩杆10的空腔中，使得伸缩杆10伸长，从而使得挡板11向转手的自由端方向移动；移动的挡板11与抓手3自由端之间的距离缩短，使得挡板11与工件的头部接触，从而对工件形成定位。
作为本发明的一种具体实施方式，所述限位块42远离相邻抓手3的一端设有收纳槽16，收纳槽16内设有两个安装槽17，两个安装槽17内均固定有二号气囊18，所述一号气囊15与二号气囊18连通，所述收纳槽16内活动链接有两个安装块19，所述安装块19之间转动连接有转轮20，所述二号气囊18与安装块19固定连接，工作时，工件斜面较细时，限位块42对工件的限位力较小，容易使得工件的定位不准；通过转轮20的设置，在抓手3夹紧工件时，一号气囊15中的气体被连杆7挤出并进入到二号气囊18中，使得二号气囊18将安装块19挤出收纳槽16，从而使得转轮20移动出收纳槽16；转轮20移动出收纳槽16后，使得转轮20对工件的挤压力增强，进而提高了工件的定位效果；同时，在对工件进行抓紧时，转轮20与工件表面为滚动摩擦，使得工件与转轮20之间的摩擦减少，减少了工件表面刮痕的产生几率。
作为本发明的一种具体实施方式，所述转轮20的侧壁为弧形，所述转轮20为陶瓷材料制成，工作时，转轮20的侧壁为弧形，增大了工件与转轮20的接触面积，从而减少了转轮20对工件表面的局部压强；转轮20采用陶瓷材料制成，使得转轮20耐磨、强度大，同时，避免了转轮20对工件表面造成划痕，保证了工件的表面安全。
工作时，目前数控机床在进行工件处理时用到机械臂来辅助上下料，从而替代了人工，降低了人工成本，但是机械臂在对侧壁具有斜面的工件进行装夹时不能对工件进行定位，导致数控车床在固定时造成工件的中心偏移，从而导致工件加工失败；通过推杆电机4的设置，当抓手3在液压站控制下发生转动将工件夹紧后，推杆电机4的输出轴伸长使得直杆41移动，从而使得限位块42移动来对工件的位置进行调整；当限位块42上的压力传感器接受压力过大时，说明限位块42与工件接触过紧，压力传感器通过控制器停止推杆电机4的继续伸长；抓手3将工件抓起后，工件移动到抓手3的弯角内，使得挡块52在复位弹簧的作用下从矩形槽中弹出对工件进行限位，避免工件向下滑动；方形杆5的设置保证了挡块52不会发生转动，使得挡块52与工件充分接触；在工件位置被确定后，抓手3带着工件移动到数控车床的卡盘处；推杆电机4在控制器的控制下移动相同的距离，使得限位块42的移动距离相同，从而保证了工件处于抓手3的中心位置，进而保证了工件的转动中心与切削中心一致；若工件头部为尖头或者球形结构时，挡板11对工件的定位具有阻碍作用；通过限位孔12的设置，在工件进入到限位孔12中后，限位孔12对工件的头部进行限位，因挡板11中心位于切削中心，配合限位块42的限位作用，使得工件位于正确的位置；通过限位弹簧9的设置，使得挡板11在工件的挤压下能够移动，避免因工件的尺寸过大导致的挡板11损坏情况发生。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.一种数控机床用机械臂，包括大臂(1)、小臂(2)以及抓手(3)，其特征在于：所述抓手(3)数量为三个以上，所述抓手(3)侧壁上均设有通孔，通孔处安装有推杆电机(4)，所述推杆电机(4)的输出轴端固定有直杆(41)，所述直杆(41)的另一端固定有限位块(42)，所述限位块(42)远离推杆电机(4)的一侧设有压力传感器，所述限位块(42)远离对应推杆电机(4)的侧壁为弧形面，所述限位块(42)用于工件的中心定位，所述抓手(3)的自由端设有弯角，所述抓手(3)的自由端设有矩形槽，矩形槽内活动穿插设置有方形杆(5)，所述方形杆(5)表面缠绕设置有复位弹簧(51)，所述复位弹簧(51)靠近抓手(3)的一端固定在抓手(3)上，所述方形杆(5)互相靠近的一端固定有挡块(52)，机械臂上设有控制器，控制器用于控制机械臂工作；
所述抓手(3)的侧壁上转动连接有连杆(7)，三个所述连杆(7)的自由端活动连接有圆环(8)，所述圆环(8)靠近抓手(3)自由端的一侧沿其周向等距离固定有两个以上的限位弹簧(9)和伸缩杆(10)，所述限位弹簧(9)缠绕设置在伸缩杆(10)表面，所述限位弹簧(9)的另一端固定有挡板(11)，所述挡板(11)用于工件的定位；
所述挡板(11)侧壁设有限位孔(12)，限位孔(12)用于通过工件的头部；
所述圆环(8)的侧壁设有圆形槽(13)，圆形槽(13)处固定有套筒(14)，所述连杆(7)与套筒(14)、圆形槽(13)均为间隙配合，所述圆形槽(13)内固定有一号气囊(15)，所述伸缩杆(10)为空腔结构，所述一号气囊(15)与伸缩杆(10)连通；
所述限位块(42)远离相邻抓手(3)的一端设有收纳槽(16)，收纳槽(16)内设有两个安装槽(17)，两个安装槽(17)内均固定有二号气囊(18)，所述一号气囊(15)与二号气囊(18)连通，所述收纳槽(16)内活动链接有两个安装块(19)，所述安装块(19)之间转动连接有转轮(20)，所述二号气囊(18)与安装块(19)固定连接；
所述转轮(20)的侧壁为弧形，所述转轮(20)为陶瓷材料制成。
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