CN114101718B - 一种数控车床的自动上下料机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数控车床的自动上下料机械手，属于机械加工设备技术领域。该一种数控车床的自动上下料机械手包括滑轨、连接杆、动力装置、电源装置和多个机械手抓，还包括：箱体，与连接杆连接；行星齿轮系，太阳轮与动力装置的输出端连接，行星齿轮系的齿圈连接于箱体内壁，行星齿轮系的齿轮架上设有第一滑孔，第一滑孔与连接杆滑动连接，连接杆上设有限位块，第一滑孔上设有滑槽，限位块用于限制齿轮架转动，每个行星轮均连接有一个机械手抓；离合机构，与齿轮架连接，用于将行星轮与齿圈脱离齿接或将滑槽与限位块脱离接触。本发明的一种数控车床的自动上下料机械手，不仅能够完成对工件的上下料，还能完成对一端已加工工件的调转夹持。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工设备技术领域，具体涉及一种数控车床的自动上下料机械手。
背景技术
在工业生产中，常使用车床对旋转的工件进行车削加工。车床利用卡盘将工件夹持住，然后驱动卡盘相对于车刀转动，进而完成对工件的车削加工。在对批量工件进行车削加工时，若是单靠人工进行上下料费时费力，效率较下，难以满足不自动化生产线的需求。因此在对标准化零件进行批量加工时，常使用机械手来对车床进行上下料。许多工件在进行车削加工时，常需要对工件的两端均进行车削。
现有的数控车床的自动上下料机械手大都包括滑轨、连接杆、动力装置、电源装置和多个机械手抓，电源装置与动力装置电连接向后者供电，通过滑轨驱动连接杆往复运动，驱动连接于连接杆上的多个机械手爪在料堆与车床卡盘间运动，滑轨将连接杆驱动到料堆处，其中一个机械手爪抓取未加工的工件，另一个机械手爪空置，然后滑轨驱动连接杆运动至靠近车床卡盘处，利用空置的机械手爪抓取车床卡盘上已加工的工件进行下料，动力装置驱动连接杆转动，将夹持有未加工工件的机械手爪转动至靠近车床卡盘处，完成上料，上下料完成后通过滑轨将已加工完成的工件带离车床。但现有的数控车床在对两端都需要加工的工件进行加工时，只能进行工件的上下料，难以对车床卡盘上一端已加工工件进行调转夹持，从而难以辅助数控机床对工件的两端都进行加工。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种数控车床的自动上下料机械手，不仅能够完成对工件的上下料，还能完成对一端已加工工件的调转夹持。
本发明提供了一种数控车床的自动上下料机械手，包括滑轨、连接杆、动力装置、电源装置和多个机械手抓，还包括：
箱体，与所述连接杆连接；
行星齿轮系，太阳轮与所述动力装置的输出端连接，行星齿轮系的齿圈连接于所述箱体内壁，行星齿轮系的齿轮架上设有第一滑孔，所述第一滑孔与所述连接杆滑动连接，所述连接杆上设有限位块，第一滑孔上设有滑槽，所述滑槽与限位块相配合，所述限位块用于限制齿轮架转动，每个行星轮均连接有一个机械手抓；
离合机构，与所述齿轮架连接，用于将行星轮与齿圈脱离齿接或将滑槽与限位块脱离接触。
较佳地，所述离合机构包括活塞和缸体，所述活塞设于所述连接杆上，活塞与所述缸体内壁滑动连接，缸体连通有液控系统，所述齿轮架与缸体通过圆锥棍子轴承连接。
较佳地，所述箱体内设有支撑板，所述支撑板上设有第二滑孔，所述行星轮与所述齿轮架之间还设有传动轴，所述传动轴一端与行星轮固连，传动轴另一端与齿轮架轴承连接，传动轴外壁与第二滑孔滑动连接。
较佳地，所述连接杆与滑轨之间还设有提升机构。
较佳地，所述提升机构设有线位移传感器，所述线移传感器电连接有控制器，所述控制器与所述提升机构和供电装置电连接，所述线位移传感器用于实时检测提升机构的起落位移量并将起落位移量信号传递至控制器，控制器根据实时起落位移量控制提升机构动作。
较佳地，所述齿轮架上设有第一角位移传感器，所述第一角移传感器与所述控制器电连接，所述液孔回路为电液控制系统，所述控制器与所述电液控系统电连接，所述第一角移传感器用于实时检测齿轮架的角位移量并将齿轮架的角位移量信号传递至控制器，控制器根据实时齿轮架的角位移量控制电液控系统动作。
较佳地，所述传动轴上设有第二角位移传感器，所述第二角移传感器与所述控制器电连接，所述控制器与所述动力装置电连接，所述第二角移传感器用于实时检测传动轴的角位移量并将传动轴的角位移量信号传递至控制器，控制器根据实时传动轴的角位移量控制动力装置动作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种数控车床的自动上下料机械手，不仅能够完成对工件的上下料，还能完成对一端已加工工件的调转夹持，从而辅助数控机床对工件的两端都进行加工。本发明的离合机构在工作模式切换完成后，不影响整个装置的正常运行。通过设置支撑板，能够提升行星轮上下运动时的稳定性。通过设置提升机构，通过提升装置提升或降落本装置，能够防止利用滑轨驱动本装置运动时，本装置与机床发生碰撞。通过设置线位移传感器，利用线位移传感器实时检测提升机构的起落位移量，能使本装置在竖直方向的位置更加精确。通过设置第一角移传感器，利用第一角移传感器实时检测齿轮架的角位移量，使夹持有未加工工件的机械手在能正对卡盘，从而保证未加工工件能精确插进卡盘内。通过设置第耳角移传感器，利用第二角移传感器实时检测传动轴的角位移量，使夹持有一端已加工工件的机械手转动至一端已加工工件的已加工端能正对卡盘，从而保证一端已加工工件的已加工端能精确插进卡盘内。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明A-A面的结构示意图；
图3为本发明活塞缸处的结构示意图。
附图标记说明：
101.缸体，102.活塞，103.机械手抓，104.滑轨，105.连接杆，106.动力装置，107.限位块，108.太阳轮，109.齿轮架，110.滑槽，111.行星轮，112.齿圈，201.箱体，202.支撑板，203.传动轴，3.提升机构，4.线位移传感器，5.第一角位移传感器，6.第二角位移传感器。
具体实施方式
下面结合附图1-3，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1-3所示，本发明提供的一种数控车床的自动上下料机械手，包括滑轨104、连接杆105、动力装置106、电源装置和多个机械手抓103，还包括：箱体201、行星齿轮系和离合机构，箱体201与所述连接杆105连接；行星齿轮系太阳轮108与所述动力装置106的输出端连接，行星齿轮系的齿圈112连接于所述箱体201内壁，行星齿轮系的齿轮架109上设有第一滑孔，所述第一滑孔与所述连接杆105滑动连接，所述连接杆105上设有限位块107，第一滑孔上设有滑槽110，所述滑槽110与限位块107相配合，所述限位块107用于限制齿轮架109转动，每个行星轮111均连接有一个机械手抓103；离合机构与所述齿轮架连接，用于将行星轮111与齿圈112脱离齿接或将滑槽110与限位块107脱离接触
现简述实施例1的工作原理：
在进行物料更换时，利用行星齿轮系的一个机械手抓103抓取一个新的未加工的物料，利用滑轨104将整个装置运送到车床的卡盘处。利用另一个机械手夹持住两端都已加工完成的工件，然后利用滑轨104将整个装置连同加工完成的工件向远离卡盘的方向移动，完成已加工完成的工件的拆卸。当滑轨104将整个装置驱动到离三爪卡盘一定的距离时，通过离合机构，将齿轮架109上的滑槽110与连接杆105上的限位块107相脱离，此时，行星轮111与太阳轮108和齿圈112均齿接。通过动力装置106驱动太阳轮108转动，太阳轮108驱动行星轮111进行公转和自转，直至夹持有两端均未加工的机械手抓103转动到卡盘方向，通过控制行星轮111与太阳轮108的齿数比，使得行星轮111绕太阳轮108公转一圈时，行星轮111自身自转的圈数与行星轮111的个数相同，从而当夹持有两端均未加工工件的机械手抓103转动至原先夹持两端均已加工工件的机械手抓103位置时，两端均未加工工件的一端正对卡盘，此时，通过滑轨104将两端均未加工工件的一端插进卡盘内，完成上料。之后，机械手抓103松开对两端均已加工工件的加持，然后利用滑轨104将整个装置带离车床的加工区，完成工件的上下料。在对工件一端加工完成后，需要对工件进行调转，对工件另一端进行加工时，同理，利用机械手抓103将一端已加工的工件带离至距卡盘一定距离。通过离合机构，将行星轮111与齿圈112脱离齿接，此时，齿轮架109上的滑槽110与连接杆105上的限位块107相接触，行星轮111只与太阳轮108齿接。通过动力装置106驱动太阳轮108转动，由于齿轮架109的转动被限制，太阳轮108只能驱动行星轮111进行自转，从而对一端已加工工件进行调转，当一端已加工工件调转180度后，重新将该工件的另一端插进卡盘内，再利用滑轨104将整个装置带离车床的加工区，完成对卡盘上一端已加工工件的调转夹持。
本发明的一种数控车床的自动上下料机械手，不仅能够完成对工件的上下料，还能完成对一端已加工工件的调转夹持，从而辅助数控机床对工件的两端都进行加工。
实施例2：
在实施例1的基础上，为了使离合机构在工作模式切换完成后，不影响整个装置的正常运行。
如图1和3所示，其中，所述离合机构包括活塞102和缸体101，所述活塞102设于所述连接杆105上，活塞102与所述缸体101内壁滑动连接，缸体101连通有液控系统，所述齿轮架109与缸体101通过圆锥棍子轴承连接。
在需要将齿轮架109上的滑槽110与连接杆105上的限位块107相脱离，以及将行星轮111与太阳轮108和齿圈112均齿接时，通过液控系统向缸体101内活塞102上端一侧供给液压油，由于连接杆105直接与滑轨104连接，因此，在缸体101内活塞102上端一侧充进液压油时，活塞102相对于滑轨104位置不变，缸体101相对于活塞102向上运动，缸体101带动齿轮架109向上运动，齿轮架109上的滑槽110与连接杆105上的限位块107相脱离，此时，限位块107不能限制齿轮架109转动，齿轮架109带动行星轮111向上运动，行星轮111与太阳轮108和齿圈112均齿接。在需要将行星轮111与齿圈112脱离齿接以及将齿轮架109上的滑槽110与连接杆105上的限位块107相接触时，通过液控系统从缸体101内活塞102上端一侧抽出液压油，缸体101相对于活塞102向下运动，缸体101带动齿轮架109向下运动，齿轮架109上的滑槽110与连接杆105上的限位块107相配合，此时，限位块107能限制齿轮架109转动，齿轮架109带动行星轮111向下运动，行星轮111与太阳轮108齿接，行星轮111与齿圈112脱离接触。由于所述齿轮架109与缸体101通过圆锥棍子轴承连接，因此缸体101既能向齿轮架109施加径向力，还能向后者施加轴向力，且通过圆锥棍子轴承将齿轮架109与缸体101的运动进行隔离，从而在离合机构进行上述两种工作模式切换时，不影响整个装置的正常运行。
实施例3：
在实施例1的基础上，为了提升行星轮111上下运动时的稳定性。
如图1和2所示，其中，所述箱体201内设有支撑板202，所述支撑板202上设有第二滑孔，所述行星轮111与所述齿轮架109之间还设有传动轴203，所述传动轴203一端与行星轮111固连，传动轴203另一端与齿轮架109轴承连接，传动轴203外壁与第二滑孔滑动连接。
通过在箱体201内设有支撑板202，连接齿轮架109和行星轮111的传动轴203能延支撑板202上的第二滑孔上下滑动，从而利用支撑板202对传动轴203进行有效支撑，提升行星轮111上下运动时的稳定性。
作为一种优选方案，如图1所示，其中，所述连接杆105与滑轨104之间还设有提升机构3。通过设置提升机构3，通过提升装置提升或降落本装置，能够防止利用滑轨104驱动本装置运动时，本装置与机床发生碰撞。
作为一种优选方案，如图1所示，其中，所述提升机构3设有线位移传感器4，所述线移传感器电连接有控制器，所述控制器与所述提升机构3和供电装置电连接，所述线位移传感器4用于实时检测提升机构3的起落位移量并将起落位移量信号传递至控制器，控制器根据实时起落位移量控制提升机构3动作。通过设置线位移传感器4，利用线位移传感器4实时检测提升机构3的起落位移量，从而间接的测量本装置竖直方向的位置，从而利用控制器控制提升机构3动作，当提升机构3带动本装置在竖直方向上运动的位置到达预定位置时，自动停止，从而使本装置在竖直方向的位置更加精确。
作为一种优选方案，如图1和3所示，其中，所述齿轮架109上设有第一角位移传感器5，所述第一角移传感器与所述控制器电连接，所述液孔回路为电液控制系统，所述控制器与所述电液控系统电连接，所述第一角移传感器用于实时检测齿轮架109的角位移量并将齿轮架109的角位移量信号传递至控制器，控制器根据实时齿轮架109的角位移量控制电液控系统动作。通过设置第一角移传感器，利用第一角移传感器实时检测齿轮架109的角位移量，从而的确定齿轮架109的转动角度，当齿轮架109转动的角度达到预定角度时，既夹持有未加工工件的机械手抓103转动至靠近卡盘位置时，利用控制器控制控制动力装置106停止驱动，从而使夹持有未加工工件的机械手在能正对卡盘，从而保证未加工工件能精确插进卡盘内。
作为一种优选方案，如图1和3所示，其中，所述传动轴203上设有第二角位移传感器6，所述第二角移传感器与所述控制器电连接，所述控制器与所述动力装置106电连接，所述第二角移传感器用于实时检测传动轴203的角位移量并将传动轴203的角位移量信号传递至控制器，控制器根据实时传动轴203的角位移量控制动力装置106动作。通过设置第耳角移传感器，利用第二角移传感器实时检测传动轴203的角位移量，从而的确定机械手抓103的自转角度，在对一端已加工工件进行调转夹持时，当机械手抓103转动180度时，利用控制器控制控制动力装置106停止驱动，从而使夹持有一端已加工工件的机械手转动至一端已加工工件的已加工端能正对卡盘，从而保证一端已加工工件的已加工端能精确插进卡盘内。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种数控车床的自动上下料机械手，包括滑轨(104)、连接杆(105)、动力装置(106)、电源装置和多个机械手抓(103)，其特征在于，还包括：
箱体(201)，与所述连接杆(105)连接；
行星齿轮系，太阳轮(108)与所述动力装置(106)的输出端连接，行星齿轮系的齿圈(112)连接于所述箱体(201)内壁，行星齿轮系的齿轮架(109)上设有第一滑孔，所述第一滑孔与所述连接杆(105)滑动连接，所述连接杆(105)上设有限位块(107)，第一滑孔上设有滑槽(110)，所述滑槽(110)与限位块(107)相配合，所述限位块(107)用于限制齿轮架(109)转动，每个行星轮(111)均连接有一个机械手抓(103)；
离合机构，与所述齿轮架连接，用于将行星轮(111)与齿圈(112)脱离齿接或将滑槽(110)与限位块(107)脱离接触。
2.如权利要求1所述的一种数控车床的自动上下料机械手，其特征在于，所述离合机构包括活塞(102)和缸体(101)，所述活塞(102)设于所述连接杆(105)上，活塞(102)与所述缸体(101)内壁滑动连接，缸体(101)连通有液控系统，所述齿轮架(109)与缸体(101)通过圆锥棍子轴承连接。
3.如权利要求2所述的一种数控车床的自动上下料机械手，其特征在于，所述箱体(201)内设有支撑板(202)，所述支撑板(202)上设有第二滑孔，所述行星轮(111)与所述齿轮架(109)之间还设有传动轴(203)，所述传动轴(203)一端与行星轮(111)固连，传动轴(203)另一端与齿轮架(109)轴承连接，传动轴(203)外壁与第二滑孔滑动连接。
4.如权利要求3所述的一种数控车床的自动上下料机械手，其特征在于，所述连接杆(105)与滑轨(104)之间还设有提升机构(3)。
5.如权利要求4所述的一种数控车床的自动上下料机械手，其特征在于，所述提升机构(3)设有线位移传感器(4)，所述线位移传感器(4)电连接有控制器，所述控制器与所述提升机构(3)和供电装置电连接，所述线位移传感器(4)用于实时检测提升机构(3)的起落位移量并将起落位移量信号传递至控制器，控制器根据实时起落位移量控制提升机构(3)动作。
6.如权利要求5所述的一种数控车床的自动上下料机械手，其特征在于，所述齿轮架(109)上设有第一角位移传感器(5)，所述第一角位移传感器(5)与所述控制器电连接，所述液控系统为电液控制系统，所述控制器与所述液控系统电连接，所述第一角位移传感器(5)用于实时检测齿轮架(109)的角位移量并将齿轮架(109)的角位移量信号传递至控制器，控制器根据齿轮架(109)的角位移量控制液控系统动作。
7.如权利要求5所述的一种数控车床的自动上下料机械手，其特征在于，所述传动轴(203)上设有第二角位移传感器(6)，所述第二角位移传感器(6)与所述控制器电连接，所述控制器与所述动力装置(106)电连接，所述第二角位移传感器(6)用于实时检测传动轴(203)的角位移量并将传动轴(203)的角位移量信号传递至控制器，控制器根据传动轴(203)的角位移量控制动力装置(106)动作。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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