CN116100092B - 一种用于齿轮铣床的自动上下料设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于齿轮铣床的自动上下料设备，其特征在于：包括齿轮加工箱体、机械臂、上下料支架、齿轮调节支架和三坐标机器人，所述的齿轮调节支架与所述的上下料支架一前一后设置并且彼此固定连接，所述的齿轮加工箱体位于所述的齿轮调节支架的左侧，所述的机械臂通过机械臂安装座设置在齿轮加工箱体与齿轮调节支架之间，所述齿轮调节支架的顶部设置有工作台，所述的工作台上设置有齿轮调节组件和齿轮检测组件，所述的齿轮调节组件与所述的齿轮检测组件一左一右设置。本设计通过机械臂和三坐标机器人的配合自动完成对齿轮的运送，不仅降低了操作者的工作强度，而且还大大提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及齿轮铣齿技术领域，具体的涉及一种用于齿轮铣床的自动上下料设备。
背景技术
随着科技的发展，人们对于产品的要求也越来越高，例如在齿轮加工领域，有人需要对成型后的齿轮进行二次加工，在其内齿圈的四个齿牙上各加工一个V字型槽，由于四个齿牙的位置特殊，因此每次都需要人工对于上料的齿轮进行正反面调节以及摆放角度的调整，此种方式加工效率低下，而且对于人工的要求十分高，尤其是在摆放角度调整的过程中，一旦出现偏差则会造成齿轮加工的失败，从而齿轮的报废，因此为了解决上述问题设计一种用于齿轮铣床的自动上下料设备则显得尤为重要。
发明内容
本发明为了解决上述问题设计了一种用于齿轮铣床的自动上下料设备，通过设置在工作台上的齿轮调节组件和齿轮检测组件自动完成对齿轮的正反以及角度调节，从而代替人工调节，起到了保证齿轮加工的准确性，大大降低了报废率。
为解决上述的技术问题，本发明提供了一种用于齿轮铣床的自动上下料设备，其特征在于：包括齿轮加工箱体、机械臂、上下料支架、齿轮调节支架和三坐标机器人，所述的齿轮调节支架与所述的上下料支架一前一后设置并且彼此固定连接，所述的齿轮加工箱体位于所述的齿轮调节支架的左侧，所述的机械臂通过机械臂安装座设置在齿轮加工箱体与齿轮调节支架之间，所述齿轮调节支架的顶部设置有工作台，所述的工作台上设置有齿轮调节组件和齿轮检测组件，所述的齿轮调节组件与所述的齿轮检测组件一左一右设置，所述的三坐标机器人设置在所述上下料支架和所述工作台的正上方并且其与第一齿轮夹爪相连。
进一步：所述的三坐标机器人是由Y向直线模组、X向直线模组和Z向直线模组所组成，所述的Y向直线模组固定在所述上下料支架和所述工作台的正上方，所述的X向直线模组与Y向直线模组相连并通过其进行Y向水平移动，所述的Z向直线模组与所述的X向直线模组相连并通过其进行X向水平移动，所述的第一齿轮夹爪与所述的Z向直线模组相连并通过其进行Z向竖直升降。
又进一步：所述的Y向直线模组为同步轮同步带直线模组，所述的X向直线模组和Z向直线模组都为滚珠丝杆直线模组。
又进一步：所述的工作台上设置有传送带输送装置、两个齿轮调节组件和两个齿轮检测组件，两个齿轮检测组件分别位于两个齿轮调节组件的右侧，所述的传送带输送装置设置在靠近上下料支架的工作台的顶部。
又进一步：所述机械臂的上端安装有两个第二齿轮夹爪。
又进一步：所述的齿轮调节组件包括外夹爪驱动气缸、外夹爪、升降气缸、翻转电机组件、伺服转动电机和三爪内卡盘，所述的升降气缸固定在工作台上，所述的翻转电机组件通过连接件与升降气缸相连并通过其的驱动进行升降，所述的外夹爪驱动气缸连接有两块外夹爪，两块外夹爪通过外夹爪驱动气缸驱动对齿轮进行夹紧，所述的外夹爪驱动气缸与翻转电机组件相连并通过其的驱动利用两块外夹爪带着齿轮进行翻转，所述的三爪内卡盘通过伺服转动电机固定在工作台上并通过其进行旋转，两块外夹爪分别位于三爪内卡盘的两侧。
又进一步：所述的齿轮检测组件包括激光传感器、滑轨、滑块、安装支架和步进电机，所述的滑轨和所述的步进电机固定在工作台上，所述的激光传感器通过安装支架连接在滑块上，所述的滑块滑动连接在滑轨上并与步进电机相连，所述的滑块通过步进电机驱动沿着滑轨进行平移。
又进一步：所述上下料支架的前端面开设有用于载货平板车进出的缺口，所述缺口两侧的上下料支架上设置有橡胶缓冲块以及限位挡板，所述载货平板车是由三块承载板以及平板车侧支架所组成，所述平板车侧支架的底部从左往右依次设置有三块承载板，其中位于左侧的两块承载板之间形成上料区，位于右侧的两块承载板之间形成收料区，所述承载板前后两端的底部还设置有用于进出上下料支架的滑轮，所述的上下料支架内还设置有料盘搬运框架，所述的料盘搬运框架与升降电机控制的链条链轮机构相连，通过链条链轮机构的带动沿着两根竖直轨道进行上下平移，两根竖直轨道的上端之间固定有连接板，所述的升降电机安装在连接板上，所述的竖直轨道固定在两块平行设置的滑板上，所述的滑板与平移机构相连并通过其的驱动沿着两块水平轨道进行平移，所述的水平轨道固定在上下料支架上，所述的平移机构为平移电机驱动的齿轮齿条直线模组，所述的平移电机固定在安装板上，所述的安装板与一块滑板连成一体。
又进一步：所述料盘搬运框架内的左右两侧壁上各相对设置有两块夹座，同一侧的两块夹座之间的料盘搬运框架的内壁上固定有齿轮盒和电动缸，同一侧的两块夹座各连接有一根齿条，两根齿条平行设置并一上一下分别穿过齿轮盒与转动连接在齿轮盒内的齿轮相互齿接，所述的电动缸与其中的一根齿条远离夹座的一端相连，所述的齿轮盒上开设有两条贯穿其自身的导向通孔。
再进一步：所述上下料支架的右侧内壁上还设置有两条竖直放置的第二导轨，所述的第二导轨上滑动连接有传动板，所述的传动板与水平放置的暂存板相连，所述的传动板通过固定在上下料支架右侧内壁上的升降电缸相连。
采用上述结构后，本发明通过机械臂和三坐标机器人的配合自动完成对齿轮的运送，不仅降低了操作者的工作强度，而且还大大提高了工作效率；并且本发明通过设置在工作台上的齿轮调节组件和齿轮检测组件自动完成对齿轮的正反以及角度调节，从而代替人工调节，起到了保证齿轮加工的准确性，大大降低了报废率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的使用状态图。
图2为本发明的后视结构图。
图3为本发明的俯视结构图。
图4为本发明去除机械臂后的俯视结构图。
图5为本发明去除机械臂后的局部后视结构图。
图6为本发明去除机械臂后的立体结构图。
图7为工作台上齿轮调节组件和齿轮检测组件的结构示意图。
图8为上下料支架的内部结构图。
图9为载货平板车的结构图。
图10为料盘搬运框架的结构图。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示的一种用于齿轮铣床的自动上下料设备，包括齿轮加工箱体1、机械臂2、上下料支架5、齿轮调节支架6和三坐标机器人，所述的齿轮调节支架6与所述的上下料支架5一前一后设置并且彼此固定连接，所述的齿轮加工箱体1位于所述的齿轮调节支架6的左侧，所述的机械臂2通过机械臂安装座3设置在齿轮加工箱体1与齿轮调节支架6之间，所述齿轮调节支架6的顶部设置有工作台7，所述的工作台7上设置有齿轮调节组件和齿轮检测组件，所述的齿轮调节组件与所述的齿轮检测组件一左一右设置，所述的三坐标机器人设置在所述上下料支架5和所述工作台7的正上方并且其与第一齿轮夹爪14相连，通过三坐标机器人和第一齿轮夹爪14将上下料支架5内的齿轮运送入齿轮调节组件，通过齿轮调节组件调节好的齿轮通过机械臂2运送入齿轮加工箱体1。本发明通过机械臂和三坐标机器人的配合自动完成对齿轮的运送，不仅降低了操作者的工作强度，而且还大大提高了工作效率；并且本发明通过设置在工作台上的齿轮调节组件和齿轮检测组件自动完成对齿轮的正反以及角度调节，从而代替人工调节，起到了保证齿轮加工的准确性，大大降低了报废率。
如图4和图5所示的三坐标机器人是由Y向直线模组9、X向直线模组13和Z向直线模组16所组成，所述的Y向直线模组9固定在所述上下料支架5和所述工作台7的正上方，所述的X向直线模组13与Y向直线模组9相连并通过其进行Y向水平移动，所述的Z向直线模组16与所述的X向直线模组13相连并通过其进行X向水平移动，所述的第一齿轮夹爪14与所述的Z向直线模组16相连并通过其进行Z向竖直升降；所述的Y向直线模组9为同步轮同步带直线模组，所述的X向直线模组13和Z向直线模组16都为滚珠丝杆直线模组。
如图4所示的工作台7上设置有传送带输送装置8、两个齿轮调节组件和两个齿轮检测组件，两个齿轮检测组件分别位于两个齿轮调节组件的右侧，所述的传送带输送装置设置在靠近上下料支架的工作台的顶部，通过齿轮加工箱体1加工好的齿轮通过机械臂2放置到传送带输送装置上，通过传送带输送装置输送后的齿轮再由人工放入上下料支架5内。
如图2所示机械臂2的上端安装有两个第二齿轮夹爪4，通过机械臂2上的两个第二齿轮夹爪4将两个齿轮调节组件上的两个调节好的齿轮一次性输送入齿轮加工箱体1。
如图7所示的齿轮调节组件包括外夹爪驱动气缸、外夹爪29、升降气缸28、翻转电机组件33、伺服转动电机27和三爪内卡盘30，所述的升降气缸28固定在工作台7上，所述的翻转电机组件33通过连接件与升降气缸28相连并通过其的驱动进行升降，所述的外夹爪驱动气缸连接有两块外夹爪29，两块外夹爪29通过外夹爪驱动气缸驱动对齿轮进行夹紧，所述的外夹爪驱动气缸与翻转电机组件33相连并通过其的驱动利用两块外夹爪29带着齿轮进行翻转，所述的三爪内卡盘30通过伺服转动电机27固定在工作台7上并通过其进行旋转，两块外夹爪29分别位于三爪内卡盘30的两侧。工作时，通过三坐标机器人以及第一齿轮夹爪组件运送到三爪内卡盘上的齿轮，通过齿轮检测组件检测后，当其放反时，则利用外夹爪驱动气缸对齿轮夹紧后，通过升降气缸将齿轮升起并通过翻转电机组件进行翻转，最后重新放在三爪内卡盘上；当角度不准确时，则启动三爪内卡盘对齿轮进行固定，然后通过伺服转动电机27对角度进行调节。
如图7所示的齿轮检测组件包括激光传感器26、滑轨31、滑块32、安装支架15和步进电机，所述的滑轨31和所述的步进电机固定在工作台7上，所述的激光传感器26通过安装支架15连接在滑块32上，所述的滑块32滑动连接在滑轨31上并与步进电机相连，所述的滑块32通过步进电机驱动沿着滑轨31进行平移。检测时通过步进电机将激光传感器运至齿轮的正上方，通过设置在安装支架15上的两个传感器完成对齿轮角度以及正反的检测。
如图6所示所述上下料支架5的前端面开设有用于载货平板车20进出的缺口，所述缺口两侧的上下料支架上设置有橡胶缓冲块5-1以及限位挡板5-2，所述载货平板车是由三块承载板20-1以及平板车侧支架20-2所组成，所述平板车侧支架的底部从左往右依次设置有三块承载板，其中位于左侧的两块承载板之间形成上料区，位于右侧的两块承载板之间形成收料区，所述承载板前后两端的底部还设置有用于进出上下料支架的滑轮，所述的上下料支架5内还设置有料盘搬运框架10，所述的料盘搬运框架10与升降电机25控制的链条链轮机构相连，通过链条链轮机构的带动沿着两根竖直轨道24进行上下平移，两根竖直轨道的上端之间固定有连接板34，所述的升降电机安装在连接板上，所述的竖直轨道24固定在两块平行设置的滑板23上，所述的滑板23与平移机构相连并通过其的驱动沿着两块水平轨道21进行平移，所述的水平轨道21固定在上下料支架上，所述的平移机构为平移电机22驱动的齿轮齿条直线模组，所述的平移电机固定在安装板上，所述的安装板与一块滑板连成一体。工作时，在载货平板车的上料区上堆叠若干盘料盘，并随着载货平板车运送入上下料支架中，通过设置在上下料支架上的限位挡板进行位置限定，三坐标机器人通过第一夹爪组件将齿轮从上料区最上方的料盘中夹出，当料盘中所有齿轮加工完毕后，通过升降电机驱动的链条链轮机构以及平移电机22驱动的齿轮齿条直线模组将该料盘送到载货平板车的收料区，当所有料盘上的齿轮加工完成后，通过载货平板车一同输送出去，从而重新推进一辆载货平板车继续进行加工。本发明通过载货平板车可以一次性推送入大量的料盘，并且通过料盘搬运框架与升降电机驱动的链条链轮机构以及平移电机22驱动的齿轮齿条直线模组的配合自动完成加工好料盘的堆叠工作，大大增加了实用性能，减少了人工输送、搬运以及码垛的工序，起到了提高加工效率的作用；而且本发明在平板车侧支架中还设计了两扇可视的推拉门，通过该设计可以即时调整料盘。
如图4所示所述料盘搬运框架10内的左右两侧壁上各相对设置有两块夹座11，同一侧的两块夹座之间的料盘搬运框架的内壁上固定有齿轮盒35和电动缸36，同一侧的两块夹座各连接有一根齿条37，两根齿条平行设置并一上一下分别穿过齿轮盒与转动连接在齿轮盒内的齿轮相互齿接，所述的电动缸与其中的一根齿条远离夹座的一端相连，所述的齿轮盒上开设有两条贯穿其自身的导向通孔。工作时，通过启动电动缸利用齿条与齿轮的配合，使夹座在齿条的作用下沿着导向通孔进行平移，从而利用两块夹座的相对运动对料盒进行夹紧或松开；而且本发明通过采用上述结构可以对多个规格的料盘进行夹紧搬运，大大增加了实用性能。
如图6所示上下料支架的右侧内壁上还设置有两条竖直放置的第二导轨17，所述的第二导轨17上滑动连接有传动板18，所述的传动板18与水平放置的暂存板12相连，所述的传动板18通过固定在上下料支架右侧内壁上的升降电缸19相连。本发明采用上述结构可以在暂存板上放置加工好的齿轮，当料盘中所有齿轮加工完毕后，再将所有加工好的齿轮重新摆入料盘中，本发明还可以根据实际情况调节暂存板的高度，起到了增加实用性能的作用。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种用于齿轮铣床的自动上下料设备，其特征在于：包括齿轮加工箱体（1）、机械臂（2）、上下料支架（5）、齿轮调节支架（6）和三坐标机器人，所述的齿轮调节支架（6）与所述的上下料支架（5）一前一后设置并且彼此固定连接，所述的齿轮加工箱体（1）位于所述的齿轮调节支架（6）的左侧，所述的机械臂（2）通过机械臂安装座（3）设置在齿轮加工箱体（1）与齿轮调节支架（6）之间，所述齿轮调节支架（6）的顶部设置有工作台（7），所述的工作台（7）上设置有齿轮调节组件和齿轮检测组件，所述的齿轮调节组件与所述的齿轮检测组件一左一右设置，所述的三坐标机器人设置在所述上下料支架（5）和所述工作台（7）的正上方并且其与第一齿轮夹爪（14）相连，
所述上下料支架（5）的前端面开设有用于载货平板车（20）进出的缺口，所述缺口两侧的上下料支架上设置有橡胶缓冲块（5-1）以及限位挡板（5-2），所述载货平板车是由三块承载板（20-1）以及平板车侧支架（20-2）所组成，所述平板车侧支架的底部从左往右依次设置有三块承载板，其中位于左侧的两块承载板之间形成上料区，位于右侧的两块承载板之间形成收料区，所述承载板前后两端的底部还设置有用于进出上下料支架的滑轮，所述的上下料支架（5）内还设置有料盘搬运框架（10），所述的料盘搬运框架（10）与升降电机（25）控制的链条链轮机构相连，通过链条链轮机构的带动沿着两根竖直轨道（24）进行上下平移，两根竖直轨道的上端之间固定有连接板（34），所述的升降电机安装在连接板上，所述的竖直轨道（24）固定在两块平行设置的滑板（23）上，所述的滑板（23）与平移机构相连并通过其的驱动沿着两块水平轨道（21）进行平移，所述的水平轨道（21）固定在上下料支架上，所述的平移机构为平移电机（22）驱动的齿轮齿条直线模组，所述的平移电机固定在安装板上，所述的安装板与一块滑板连成一体；
所述的三坐标机器人是由Y向直线模组（9）、X向直线模组（13）和Z向直线模组（16）所组成，所述的Y向直线模组（9）固定在所述上下料支架（5）和所述工作台（7）的正上方，所述的X向直线模组（13）与Y向直线模组（9）相连并通过其进行Y向水平移动，所述的Z向直线模组（16）与所述的X向直线模组（13）相连并通过其进行X向水平移动，所述的第一齿轮夹爪（14）与所述的Z向直线模组（16）相连并通过其进行Z向竖直升降；
所述的Y向直线模组（9）为同步轮同步带直线模组，所述的X向直线模组（13）和Z向直线模组（16）都为滚珠丝杆直线模组；
所述的工作台（7）上设置有传送带输送装置（8）、两个齿轮调节组件和两个齿轮检测组件，两个齿轮检测组件分别位于两个齿轮调节组件的右侧，所述的传送带输送装置设置在靠近上下料支架的工作台的顶部；
所述机械臂（2）的上端安装有两个第二齿轮夹爪（4）；
所述的齿轮调节组件包括外夹爪驱动气缸、外夹爪（29）、升降气缸（28）、翻转电机组件（33）、伺服转动电机（27）和三爪内卡盘（30），所述的升降气缸（28）固定在工作台（7）上，所述的翻转电机组件（33）通过连接件与升降气缸（28）相连并通过其的驱动进行升降，所述的外夹爪驱动气缸连接有两块外夹爪（29），两块外夹爪（29）通过外夹爪驱动气缸驱动对齿轮进行夹紧，所述的外夹爪驱动气缸与翻转电机组件（33）相连并通过其的驱动利用两块外夹爪（29）带着齿轮进行翻转，所述的三爪内卡盘（30）通过伺服转动电机（27）固定在工作台（7）上并通过其进行旋转，两块外夹爪（29）分别位于三爪内卡盘（30）的两侧；
所述的齿轮检测组件包括激光传感器（26）、滑轨（31）、滑块（32）、安装支架（15）和步进电机，所述的滑轨（31）和所述的步进电机固定在工作台（7）上，所述的激光传感器（26）通过安装支架（15）连接在滑块（32）上，所述的滑块（32）滑动连接在滑轨（31）上并与步进电机相连，所述的滑块（32）通过步进电机驱动沿着滑轨（31）进行平移；
所述料盘搬运框架（10）内的左右两侧壁上各相对设置有两块夹座（11），同一侧的两块夹座之间的料盘搬运框架的内壁上固定有齿轮盒（35）和电动缸（36），同一侧的两块夹座各连接有一根齿条（37），两根齿条平行设置并一上一下分别穿过齿轮盒与转动连接在齿轮盒内的齿轮相互齿接，所述的电动缸与其中的一根齿条远离夹座的一端相连，所述的齿轮盒上开设有两条贯穿其自身的导向通孔；
所述上下料支架的右侧内壁上还设置有两条竖直放置的第二导轨（17），所述的第二导轨（17）上滑动连接有传动板（18），所述的传动板（18）与水平放置的暂存板（12）相连，所述的传动板（18）与固定在上下料支架右侧内壁上的升降电缸（19）相连。
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