CN113878605B - 一种双主轴加工中心配套机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双主轴加工中心配套机械手，属于机械手领域。一种双主轴加工中心配套机械手，包括机械手和抓取部，抓取部包括工件抓取头、工件环形围挡、抓取电磁铁、伸缩制冷盘、供气输入管和上油装置；工件抓取头与机械手的最高端活动部连接，工件环形围挡固定在工件抓取头靠下的一侧，工件环形围挡与工件抓取头围成的空间组合成为工作腔,抓取电磁铁位于工件抓取头朝向工作腔开口的一侧端面，它通过伸缩制冷盘，对工件内部进行风冷降温作业，从而使工件快速降温，减少了工件氧化速度，保证了工件质量，也可以对降温后的工件表面进行油脂喷涂，使工件表面与空气隔绝，从而进一步减少工件的氧化速度，进一步提高了工件质量。
Description
技术领域
本发明涉及机械手领域，具体为一种双主轴加工中心配套机械手。
背景技术
机械手是一种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。特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点。
传统机械手仅具备工件抓取搬运以及操作设备的功能，无法对工件在搬运过程中进行降温养护，这样在加工中心对易氧化材料进行加工后，由于工件加工后温度较高，工件表面极易发生氧化，从而影响工件的加工质量，同时在机械手运转时，突然断电，机械手对工件将解除限制，此时工件会在重力作用下坠落，从而损伤工件和机械手。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双主轴加工中心配套机械手，以解决上述背景技术中提出的传统机械手无法对易氧化材料加工的工件进行降温养护，同时传统机械手断电后，工件易坠落，损伤工件和机械手的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种双主轴加工中心配套机械手，包括机械手和抓取部，抓取部包括工件抓取头、工件环形围挡、抓取电磁铁、伸缩制冷盘、供气输入管和上油装置；工件抓取头与机械手的最高端活动部连接，工件环形围挡固定在工件抓取头靠下的一侧，工件环形围挡与工件抓取头围成的空间组合成为工作腔,抓取电磁铁位于工件抓取头朝向工作腔开口的一侧端面，伸缩制冷盘设置在工作腔内且圆形平面朝向工作腔开口方向，伸缩制冷盘与工件抓取头之间连接有连接驱动部，伸缩制冷盘内设置水平横向设置有与工作腔连通的气体喷射通道；供气输入管的一端与气体喷射通道连通，另一端与外部供气设备连通，上油装置滑动内嵌在工件抓取头的内侧端壁；连接驱动部控制伸缩制冷盘的转动和伸缩制冷盘的轴向移动，上油装置用来对工件外端面喷射油脂，伸缩制冷盘内设置有对工件内壁产生压力，限制工件使其仅进行竖直移动的应急组件。
优选的，连接驱动部包括与工件抓取头转动连接的中间转动柱、花键连接在中间转动柱内并与伸缩制冷盘圆形平面固定连接的转动连接主轴、固定在工件抓取头内且一端与中间转动柱转动配合另一端延伸至转动连接主轴内并与转动连接主轴螺纹配合的螺纹杆以及动力部。
优选的，动力部包括固定在工件抓取头内的驱动电机以及与驱动电机动力连接的驱动齿轮,驱动齿轮与中间转动柱的外侧端面相啮合。
优选的，抓取部还包括缠绕在中间转动柱外侧且位于驱动齿轮靠近工作腔开口一侧的螺旋式制冷管,螺旋式制冷管与中间转动柱滑动接触，螺旋式制冷管上连通设置有制冷液输入管；制冷液输入管的一端与螺旋式制冷管连通，另一端穿过工件抓取头延伸至外界，并与外界制冷设备连接。
优选的，上油装置包括滑动设置在工作腔内壁的供油连接板、固定在供油连接板朝向工作腔内侧的油脂喷射板以及设置在供油连接板与工件环形围挡之间的配合驱动部,油脂喷射板竖直长度小于供油连接板竖直长度，工件环形围挡与供油连接板的下端连接处形成U形槽，油脂喷射板与工件环形围挡滑动接触；供油连接板与外部供油设备之间连接有油气管，油气管从的一端延伸至工作腔内侧壁并与供油连接板连接，油气管与内壁紧密贴合并滑动接触。
优选的，配合驱动部包括设置在供油连接板内位于U形槽部分的驱动腔、固定设置在驱动腔上下任一端壁的连接板驱动电机以及与连接板驱动电机动力连接的连接板驱动齿轮，连接板驱动齿轮与工件环形围挡的U形槽部分内侧端面啮合。
优选的，应急组件包括断电保护夹紧盘、长通电吸附电磁铁、反应弹性元件和电路连接部；断电保护夹紧盘滑动设置于伸缩制冷盘内且关于气体喷射通道的中心轴线对称，反应弹性元件固定在断电保护夹紧盘靠近气体喷射通道一侧，反应弹性元件的两端分别与断电保护夹紧盘和伸缩制冷盘固定连接，长通电吸附电磁铁固定在伸缩制冷盘内，长通电吸附电磁铁位于断电保护夹紧盘和气体喷射通道之间，长通电吸附电磁铁通电吸引断电保护夹紧盘并与断电保护夹紧盘抵接。
优选的，电路连接部包括长通电一体连接线,长通电一体连接线的一端与长通电吸附电磁铁电性连接，另一端与外部供电设备连接，长通电一体连接线与供气输入管组合形成电气输送管路。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明通过伸缩制冷盘，对工件内部进行风冷降温作业，从而使工件快速降温，减少了工件氧化速度，保证了工件质量。
2.本发明通过设置上油装置，对降温后的工件表面进行油脂喷涂，使工件表面与空气隔绝，从而进一步减少工件的氧化速度，进一步提高了工件质量。
3.本发明通过设置应急组件，使机械手断电时，及时将工件夹取固定，限制工件的移动，使工件无法掉落，从而避免了工件因坠落出现损伤的情况，同时也避免了工件坠落砸伤机械手的情况。
附图说明
图1为本发明立体结构示意图；
图2为本发明抓取部的立体结构示意图；
图3为本发明上油装置立体结构示意图；
图4为图3 A处的结构放大图；
图5为本发明应急组件的结构剖视图。
图中：机械手1；抓取部2；工件抓取头20；工件环形围挡21；工作腔22；抓取电磁铁23；驱动电机30；驱动齿轮31；中间转动柱32；螺旋式制冷管33；转动连接主轴34；螺纹杆35；制冷液输入管36；伸缩制冷盘40；供气输入管41；气体喷射通道42；断电保护夹紧盘43；长通电吸附电磁铁44；反应弹性元件45；长通电一体连接线46；供油连接板50；油脂喷射板51；连接板驱动电机52；驱动腔53；连接板驱动齿轮54。
具体实施方式
实施例1：
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种双主轴加工中心配套机械手，包括机械手1和抓取部2，抓取部2包括工件抓取头20、工件环形围挡21、抓取电磁铁23、伸缩制冷盘40、供气输入管41和上油装置；工件抓取头20与机械手1的最高端活动部连接，工件环形围挡21固定在工件抓取头20靠下的一侧，工件环形围挡21与工件抓取头20围成的空间组合成为工作腔22,抓取电磁铁23位于工件抓取头20朝向工作腔22开口的一侧端面，伸缩制冷盘40设置在工作腔22内且圆形平面朝向工作腔22开口方向，伸缩制冷盘40与工件抓取头20之间连接有连接驱动部，伸缩制冷盘40内设置水平横向设置有与工作腔22连通的气体喷射通道42；供气输入管41的一端与气体喷射通道42连通，另一端与外部供气设备连通，上油装置滑动内嵌在工件抓取头20的内侧端壁；连接驱动部控制伸缩制冷盘40的转动和伸缩制冷盘40的轴向移动，上油装置用来对工件外端面喷射油脂，伸缩制冷盘40内设置有对工件内壁产生压力，限制工件使其仅进行竖直移动的应急组件。
请参阅图2，连接驱动部包括与工件抓取头20转动连接的中间转动柱32、花键连接在中间转动柱32内并与伸缩制冷盘40圆形平面固定连接的转动连接主轴34、固定在工件抓取头20内且一端与中间转动柱32转动配合另一端延伸至转动连接主轴34内并与转动连接主轴34螺纹配合的螺纹杆35以及动力部。
请参阅图2，动力部包括固定在工件抓取头20内的驱动电机30以及与驱动电机30动力连接的驱动齿轮31,驱动齿轮31与中间转动柱32的外侧端面相啮合。
请参阅图2，抓取部2还包括缠绕在中间转动柱32外侧且位于驱动齿轮31靠近工作腔22开口一侧的螺旋式制冷管33,螺旋式制冷管33与中间转动柱32滑动接触，螺旋式制冷管33上连通设置有制冷液输入管36；制冷液输入管36的一端与螺旋式制冷管33连通，另一端穿过工件抓取头20延伸至外界，并与外界制冷设备连接。
请参阅图2，上油装置包括滑动设置在工作腔22内壁的供油连接板50、固定在供油连接板50朝向工作腔22内侧的油脂喷射板51以及设置在供油连接板50与工件环形围挡21之间的配合驱动部,油脂喷射板51竖直长度小于供油连接板50竖直长度，工件环形围挡21与供油连接板50的下端连接处形成U形槽，油脂喷射板51与工件环形围挡21滑动接触；供油连接板50与外部供油设备之间连接有油气管55，油气管55从的一端延伸至工作腔22内侧壁并与供油连接板50连接，油气管55与22内壁紧密贴合并滑动接触。
请参阅图4，配合驱动部包括设置在供油连接板50内位于U形槽部分的驱动腔53、固定设置在驱动腔53上下任一端壁的连接板驱动电机52以及与连接板驱动电机52动力连接的连接板驱动齿轮54，连接板驱动齿轮54与工件环形围挡21的U形槽部分内侧端面啮合。
请参阅图5，应急组件包括断电保护夹紧盘43、长通电吸附电磁铁44、反应弹性元件45和电路连接部；断电保护夹紧盘43滑动设置于伸缩制冷盘40内且关于气体喷射通道42的中心轴线对称，反应弹性元件45固定在断电保护夹紧盘43靠近气体喷射通道42一侧，反应弹性元件45的两端分别与断电保护夹紧盘43和伸缩制冷盘40固定连接，长通电吸附电磁铁44固定在伸缩制冷盘40内，长通电吸附电磁铁44位于断电保护夹紧盘43和气体喷射通道42之间，长通电吸附电磁铁44通电吸引断电保护夹紧盘43并与断电保护夹紧盘43抵接。
请参阅图5，电路连接部包括长通电一体连接线46,长通电一体连接线46的一端与长通电吸附电磁铁44电性连接，另一端与外部供电设备连接，长通电一体连接线46与供气输入管41组合形成电气输送管路
初始状态，伸缩制冷盘40与工件抓取头20接触，断电保护夹紧盘43完全进入伸缩制冷盘40内，长通电吸附电磁铁44通电将断电保护夹紧盘43吸附抵接，反应弹性元件45处于压缩状态。
工作时，机械手1开始运转，将抓取部2移动至加工工件上方，使工作腔22的下侧开口与加工工件对齐，而后机械手1通过工件抓取头20带动工件环形围挡21向下移动使加工工件进入工作腔22内，而后抓取电磁铁23通电，将工件吸附，由于工件在加工后表面温度较高，因此在加工易氧化材料时，高温会加速材料氧化速度，此时驱动电机30启动，从而带动驱动齿轮31转动，从而驱动中间转动柱32转动，从而使中间转动柱32带动转动连接主轴34转动，此时由于螺纹杆35相对转动连接主轴34转动，转动连接主轴34会逐渐向工作腔22开口方向移动，从而使伸缩制冷盘40逐渐进入工件内部，同时外部供气设备通过供气输入管41开始吹气，高速气体通过气体喷射通道42喷射至工件内部，从而对工件内部进行风冷降温，当转动连接主轴34开始转动时，供气输入管41逐渐缠绕至转动连接主轴34上，当伸缩制冷盘40移动至靠近工作腔22的极限位置时，供气输入管41仍有部分未缠绕至转动连接主轴34上，此时驱动电机30反向转动，伸缩制冷盘40开始向上复位转动，供气输入管41逐渐从转动连接主轴34上松下，使供气输入管41松弛并始终位于伸缩制冷盘40和工作腔22上端壁之间；
同时在对工件降温时，由于工件整体热量散发会使工作腔22内温度升高，此时外部制冷设备将制冷液通过制冷液输入管36传递至螺旋式制冷管33内，从而使工件抓取头20的温度始终低于工作腔22内温度，从而将工作腔22内温度通过工件抓取头20散至外部。
当工件被机械手1移动至存放区域时，外部供油设备将防氧化的油脂输入供油连接板50，通过油脂喷射板51喷出，同时连接板驱动电机52启动，带动连接板驱动齿轮54转动，从而驱动供油连接板50运动，从而通过供油连接板50带动油脂喷射板51在工作腔22内圆周运动，此时油气管55位于工作腔22内壁和工件之间，并环绕工作腔22内壁进行滑动，从而保证供油连接板50的供油供气始终正常，从而将使油脂喷射板51正常将油脂喷洒至工件表面，进一步防止工件氧化，提高了工件加工后的质量；
当工件被抓取部2抓取，工件被抓取电磁铁23吸附，此时突然断电，则抓取电磁铁23断电失去吸附力，工件在重力作用下开始下坠，此时长通电吸附电磁铁44断电，从而使断电保护夹紧盘43丧失抵消反应弹性元件45弹力的吸附力，断电保护夹紧盘43在反应弹性元件45的弹力作用下快速向远离转动连接主轴34的方向弹出，并使断电保护夹紧盘43与工件内部抵接挤压，产生的摩擦力将工件重力抵消，此时工件将停止下坠，从而保护工件不因高空坠落而损坏。
Claims (6)
1.一种双主轴加工中心配套机械手，其特征在于：包括机械手（1）和抓取部（2），抓取部（2）包括工件抓取头（20）、工件环形围挡（21）、抓取电磁铁（23）、伸缩制冷盘（40）、供气输入管（41）和上油装置；
工件抓取头（20）与机械手（1）的最高端活动部连接，工件环形围挡（21）固定在工件抓取头（20）靠下的一侧，工件环形围挡（21）与工件抓取头（20）围成的空间组合成为工作腔（22）,抓取电磁铁（23）位于工件抓取头（20）朝向工作腔（22）开口的一侧端面，伸缩制冷盘（40）设置在工作腔（22）内且圆形平面朝向工作腔（22）开口方向，伸缩制冷盘（40）与工件抓取头（20）之间连接有连接驱动部，伸缩制冷盘（40）内水平横向设置有与工作腔（22）连通的气体喷射通道（42）；
供气输入管（41）的一端与气体喷射通道（42）连通，另一端与外部供气设备连通，上油装置滑动内嵌在工件抓取头（20）的内侧端壁；
连接驱动部控制伸缩制冷盘（40）的转动和伸缩制冷盘（40）的轴向移动，上油装置用来对工件外端面喷射油脂，伸缩制冷盘（40）内设置有对工件内壁产生压力的应急组件；
应急组件包括断电保护夹紧盘（43）、长通电吸附电磁铁（44）、反应弹性元件（45）和电路连接部；
断电保护夹紧盘（43）滑动设置于伸缩制冷盘（40）内且关于气体喷射通道（42）的中心轴线对称，反应弹性元件（45）固定在断电保护夹紧盘（43）靠近气体喷射通道（42）一侧，反应弹性元件（45）的两端分别与断电保护夹紧盘（43）和伸缩制冷盘（40）固定连接，长通电吸附电磁铁（44）固定在伸缩制冷盘（40）内，长通电吸附电磁铁（44）位于断电保护夹紧盘（43）和气体喷射通道（42）之间，长通电吸附电磁铁（44）通电吸引断电保护夹紧盘（43）并与断电保护夹紧盘（43）抵接。
2.根据权利要求1所述的一种双主轴加工中心配套机械手，其特征在于：连接驱动部包括与工件抓取头（20）转动连接的中间转动柱（32）、花键连接在中间转动柱（32）内并与伸缩制冷盘（40）圆形平面固定连接的转动连接主轴（34）、固定在工件抓取头（20）内且一端与中间转动柱（32）转动配合另一端延伸至转动连接主轴（34）内并与转动连接主轴（34）螺纹配合的螺纹杆（35）以及动力部。
3.根据权利要求2所述的一种双主轴加工中心配套机械手，其特征在于：动力部包括固定在工件抓取头（20）内的驱动电机（30）以及与驱动电机（30）动力连接的驱动齿轮（31）,驱动齿轮（31）与中间转动柱（32）的外侧端面相啮合。
4.根据权利要求3所述的一种双主轴加工中心配套机械手，其特征在于：抓取部（2）还包括缠绕在中间转动柱（32）外侧且位于驱动齿轮（31）靠近工作腔（22）开口一侧的螺旋式制冷管（33）,螺旋式制冷管（33）与中间转动柱（32）滑动接触，螺旋式制冷管（33）上连通设置有制冷液输入管（36）；制冷液输入管（36）的一端与螺旋式制冷管（33）连通，另一端穿过工件抓取头（20）延伸至外界，并与外界制冷设备连接。
5.根据权利要求1所述的一种双主轴加工中心配套机械手，其特征在于：上油装置包括滑动设置在工作腔（22）内壁的供油连接板（50）、固定在供油连接板（50）朝向工作腔（22）内侧的油脂喷射板（51）以及设置在供油连接板（50）与工件环形围挡（21）之间的配合驱动部,油脂喷射板（51）竖直长度小于供油连接板（50）竖直长度，工件环形围挡（21）与供油连接板（50）的下端连接处形成U形槽，油脂喷射板（51）与工件环形围挡（21）滑动接触；
供油连接板（50）与外部供油设备之间连接有油气管（55），油气管（55）从的一端延伸至工作腔（22）内侧壁并与供油连接板（50）连接，油气管（55）与工作腔（22）内壁紧密贴合并滑动接触；
配合驱动部包括设置在供油连接板（50）内位于U形槽部分的驱动腔（53）、固定设置在驱动腔（53）上下任一端壁的连接板驱动电机（52）以及与连接板驱动电机（52）动力连接的连接板驱动齿轮（54），连接板驱动齿轮（54）与工件环形围挡（21）的U形槽部分内侧端面啮合。
6.根据权利要求1所述的一种双主轴加工中心配套机械手，其特征在于：电路连接部包括长通电一体连接线（46）,长通电一体连接线（46）的一端与长通电吸附电磁铁（44）电性连接，另一端与外部供电设备连接，长通电一体连接线（46）与供气输入管（41）组合形成电气输送管路。
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