CN203973279U - 一种用于数控机床自动上料与下料的机械手 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于数控机床自动上料与下料的机械手，属于机械技术领域。它解决了现有手工上料和下料方式带来的生产效率低、误差大和安全性低的问题及单手指机械手生产效率低的问题。本机械手包括手臂旋转机构、手臂平移机构、手臂升降机构及手指旋转机构，手指旋转机构包括手指，手指固定板，回旋气缸，回旋气缸通过手臂下固定块与手臂固定，手指通过手指固定板与回旋气缸固定，手指包括上料手指和下料手指且上料手指和下料手指相对设置于手指固定板一端端面两侧。本机械手节省了人力资源并提高了生产效率及产品质量。
Description
技术领域
本实用新型属于机械技术领域，涉及一种机械手，特别是一种用于数控机床自动上料与下料的机械手。
背景技术
在机械加工中，为了提高工作效率和产品质量，数控机床的应用越来越广泛，尤其是轴类和盘类零件加工领域，加工过程可实现自动化控制。但在现实生产中，大多数仍采用手工上料和下料方式，使生产效率受到限制；另外，手工上料误差较大，加工零件不良率高，整体成本增高；另外手工上料与下料安全性低，使得公司与个人风险增加，在劳动成本越来越高的情况下，数控机床中普及自动上料与下料机械手，能大大节省人力资源，提高生产效率和产品质量。
另外现有技术中机械手普遍采用单手指，采用单手指装夹一个工件必须先将工件成品卸下再去取胚料，卸料和取料分别称为下料和上料，这样设备就要空等下料与上料的时间，因此不能满足生产需求，所以采用单手指的机械手在生产速度方面已满足不了现代化生产需求，需要对手指进行改进才能实现效率的提高。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种用于数控机床自动上料与下料的机械手，通过设置分别具有上料功能的上料手指和下料功能的下料手指，克服现有采用单手指的机械手技术不足，提高生产效率和产品质量。
本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种用于数控机床自动上料与下料的机械手，包括手臂旋转机构、手臂平移机构、手臂升降机构及手指旋转机构，其特征在于，所述手臂旋转机构设有旋转轴且该旋转轴与手臂平移机构固定，所述的手臂升降机构安装在手臂平移机构上且两者互相垂直，所述手臂升降机构设有手臂及手臂下固定块，所述手臂通过手臂下固定块连接所述手指旋转机构；
所述的手指旋转机构包括手指，手指固定板，回旋气缸，所述回旋气缸通过手臂下固定块与手臂固定，所述手指通过手指固定板与回旋气缸固定，所述手指包括上料手指和下料手指且所述上料手指和下料手指相对设置于所述手指固定板一端端面两侧。
本机械手使用PLC(可编程控制器件)控制，通过PLC的I/O(input/output的缩写，即输入输出端口)与数控机床的控制系统连接，通过数控机床协调动作手臂平移机构，手臂升降机构，手指旋转机构，使手指在数控机床和料槽之间来回移动从而完成上料与下料。
在上述的用于数控机床自动上料与下料的机械手中，所述的上料手指和下料手指结构相同。采用相同的结构便于手指的通用，只需改变程序即可变换上料手指和下料手指功能。
在上述的用于数控机床自动上料与下料的机械手中，所述的上料手指和下料手指上分别设有定位孔。用于方便连接外设夹持装置。
在上述的用于数控机床自动上料与下料的机械手中，所述手臂旋转机构还包括旋转气缸、旋转角度调整架、旋转气缸固定板及拱座，所述旋转气缸一端通过旋转气缸固定板与拱座固定，旋转气缸另一端设有旋转气缸推杆且所述旋转气缸通过旋转气缸推杆与旋转角度调整架固定，所述旋转角度调整架与旋转轴固定且所述旋转轴通过轴承与拱座活动连接。通过调整旋转气缸推杆与旋转角度调整架固定的位置，用来控制手臂旋转机构旋转的角度。
在上述的用于数控机床自动上料与下料的机械手中，所述手臂平移机构包括平移气缸，上下座，平移底座，所述平移底座由前座板、后座板、左封板、右封板围合而成，所述后座板与旋转轴固定，所述前座板与后座板之间设有至少两根均与所述旋转轴轴向平行的平移导杆，所述平移导杆上可调固设有平移气缸固定块，所述平移气缸固定块与平移气缸固定，所述平移气缸设有平移气缸推杆且平移气缸通过平移气缸推杆与上下座固定，所述上下座通过直线轴承与平移导杆活动连接且上下座能够沿平移导杆轴向滑动。通过调整平移气缸固定块在平移导杆上的位置，用来控制手臂平移机构平移的位置。
在上述的用于数控机床自动上料与下料的机械手中，所述手臂升降机构还包括升降气缸，线性导轨，升降气缸固定块，所述升降气缸通过升降气缸固定块与上下座固定，所述的线性导轨包括导轨和与该导轨配合的滑块，所述的导轨与手臂固定且两者互相平行，所述滑块与上下座固定，所述升降气缸设有升降气缸推杆且该升降气缸推杆通过手臂下固定块与手臂固定且升降气缸推杆与手臂互相平行。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：由于上料与下料功能分别有对应的上料手指和下料手指，因此避免了现有技术中单手指只能选择上料或下料功能中的一种而增加人工成本，或在上料和下料功能中来回切换使数控机床空等下料与上料的时间；因此，采用上述结构的机械手节省了人力资源并提高了生产效率及产品质量。
附图说明
图1是本机械手立体结构示意图；
图2是本机械手手臂旋转机构部分结构示意图；
图3是本机械手手臂升降机构和手指旋转机构部分结构示意图。
图中，1、旋转气缸；11、旋转气缸推杆；12、旋转角度调整架；13、旋转气缸固定板；14、旋转轴；15、拱座；
2、平移气缸；21、平移导杆；22、平移气缸固定块；23、上下座；24、前座板；25、后座板；26、左封板；27、右封板；
3、升降气缸；31、升降气缸推杆；32、线性导轨；33、升降气缸固定块；34、手臂；35、手臂下固定块；
4、回旋气缸；41、手指固定板；42、上料手指；43、下料手指。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于该实施例。
如图1、图2、图3所示，本实用新型一种用于数控机床自动上料与下料的机械手，包括手臂旋转机构、手臂平移机构、手臂升降机构及手指旋转机构，手臂旋转机构设有旋转轴14且该旋转轴14与手臂平移机构固定，手臂升降机构安装在手臂平移机构上且两者互相垂直，手臂升降机构设有手臂34及手臂下固定块35，手臂34通过手臂下固定块35连接手指旋转机构；
手指旋转机构包括手指，手指固定板41，回旋气缸4，回旋气缸4通过手臂下固定块35与手臂34固定，手指通过手指固定板41与回旋气缸4固定，手指包括上料手指42和下料手指43且上料手指42和手指43相对设置于手指固定板41一端端面两侧。
优选上料手指42和下料手指43结构相同且上料手指42和下料手指43上分别设有定位孔，采用相同的结构便于手指的通用，只需改变程序即可变换上料手指42和下料手指43功能；且设置定位孔更方便连接外设夹持装置。
手臂旋转机构还包括旋转气缸1、旋转角度调整架12、旋转气缸固定板13及拱座15，旋转气缸1一端通过旋转气缸固定板13与拱座15固定，旋转气缸1另一端设有旋转气缸推杆11且旋转气缸1通过旋转气缸推杆11与旋转角度调整架12固定，旋转角度调整架12与旋转轴14固定且旋转轴14通过轴承与拱座15活动连接。
手臂平移机构包括平移气缸2，上下座23，平移底座，平移底座由前座板24、后座板25、左封板26、右封板27围合而成，后座板25与旋转轴14固定，前座板24与后座板25之间设有至少两根均与所述旋转轴14轴向平行的平移导杆21，平移导杆21上可调固设有平移气缸固定块22，平移气缸固定块22与平移气缸2固定，平移气缸2设有平移气缸推杆且平移气缸2通过平移气缸推杆与上下座23固定，上下座23通过直线轴承与平移导杆21活动连接且上下座23能够沿平移导杆21轴向滑动。
手臂升降机构还包括升降气缸3，线性导轨32，升降气缸固定块33，升降气缸3通过升降气缸固定块33与上下座23固定，线性导轨32包括导轨和与该导轨配合的滑块，导轨与手臂34固定且两者互相平行，滑块与上下座23固定，升降气缸3设有升降气缸推杆31且该升降气缸推杆31通过手臂下固定块35与手臂34固定且升降气缸推杆31与手臂34互相平行。
本机械手使用PLC(可编程控制器件)控制，通过PLC的I/O(input/output的缩写，即输入输出端口)与数控机床的控制系统连接，通过数控机床协调动作手臂平移机构，手臂升降机构，手指旋转机构，使手指在数控机床和料槽之间来回移动从而完成上料与下料。
使用前将拱座15与数控机床连接，通过平移气缸2使上下座23沿平移导杆2轴向滑动从而使手臂34在不同料槽之间来回移动，免于不断移动料槽增加人力；通过旋转气缸1使手臂34在料槽与数控机床间来回移动；通过升降气缸3控制手臂升降运动从而使手指抓取和释放工件；通过回旋机构4使上料手指42与下料手指43来回切换实现上料与下料功能。
通过各机构配合使手臂34在料槽与数控机床间来回运动，从而使数控机床加工的时间与手指下料与上料时间重合，因此省略了现有技术中数控机床空等手指下料与上料的时间，提高了生产效率。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本机械手精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了旋转气缸1、旋转气缸推杆11、旋转角度调整架12、旋转气缸固定板13、旋转轴14、拱座15、平移气缸2、平移导杆21、平移气缸固定块22、上下座23、前座板24、后座板25、左封板26、右封板27、升降气缸3、升降气缸推杆31、线性导轨32、升降气缸固定块33、手臂34、手臂下固定块35、回旋气缸4、手指固定板41、上料手指42、下料手指43等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
Claims (7)
1.一种用于数控机床自动上料与下料的机械手，包括手臂旋转机构、手臂平移机构、手臂升降机构及手指旋转机构，其特征在于，所述手臂旋转机构设有旋转轴(14)且该旋转轴(14)与手臂平移机构固定，所述的手臂升降机构安装在手臂平移机构上且两者互相垂直，所述手臂升降机构设有手臂(34)及手臂下固定块(35)，所述手臂(34)通过手臂下固定块(35)连接所述手指旋转机构；
所述的手指旋转机构包括手指，手指固定板(41)，回旋气缸(4)，所述回旋气缸(4)通过手臂下固定块(35)与手臂(34)固定，所述手指通过手指固定板(41)与回旋气缸(4)固定，所述手指包括上料手指(42)和下料手指(43)且所述上料手指(42)和下料手指(43)相对设置于所述手指固定板(41)一端端面两侧。
2.根据权利要求1所述的一种用于数控机床自动上料与下料的机械手，其特征在于，所述的上料手指(42)和下料手指(43)结构相同。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于数控机床自动上料与下料的机械手，其特征在于，所述的上料手指(42)和下料手指(43)上分别设有定位孔。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于数控机床自动上料与下料的机械手，其特征在于，所述手臂旋转机构还包括旋转气缸(1)、旋转角度调整架(12)、旋转气缸固定板(13)及拱座(15)，所述旋转气缸(1)一端通过旋转气缸固定板(13)与拱座(15)固定，旋转气缸(1)另一端设有旋转气缸推杆(11)且所述旋转气缸(1)通过旋转气缸推杆(11)与旋转角度调整架(12)固定，所述旋转角度调整架(12)与旋转轴(14)固定且所述旋转轴(14)通过轴承与拱座(15)活动连接。
5.根据权利要求1或2所述的一种用于数控机床自动上料与下料的机械手，其特征在于，所述手臂平移机构包括平移气缸(2)，上下座(23)，平移底座，所述平移底座由前座板(24)、后座板(25)、左封板(26)、右封板(27)围合而成，所述后座板(25)与旋转轴(14)固定，所述前座板(24)与后座板(25)之间设有至少两根均与所述旋转轴(14)轴向平行的平移导杆(21)，所述平移导杆(21)上可调固设有平移气缸固定块(22)，所述平移气缸固定块(22)与平移气缸(2)固定，所述平移气缸(2)设有平移气缸推杆且平移气缸(2)通过平移气缸推杆与上下座(23)固定，所述上下座(23)通过直线轴承与平移导杆(21)活动连接且上下座(23)能够沿平移导杆(21)轴向滑动。
6.根据权利要求4所述的一种用于数控机床自动上料与下料的机械手，其特征在于，所述手臂平移机构包括平移气缸(2)，上下座(23)，平移底座，所述平移底座由前座板(24)、后座板(25)、左封板(26)、右封板(27)围合而成，所述后座板(25)与旋转轴(14)固定，所述前座板(24)与后座板(25)之间设有至少两根均与所述旋转轴(14)轴向平行的平移导杆(21)，所述平移导杆(21)上可调固设有平移气缸固定块(22)，所述平移气缸固定块(22)与平移气缸(2)固定，所述平移气缸(2)设有平移气缸推杆且平移气缸(2)通过平移气缸推杆与上下座(23)固定，所述上下座(23)通过直线轴承与平移导杆(21)活动连接且上下座(23)能够沿平移导杆(21)轴向滑动。
7.根据权利要求6所述的一种用于数控机床自动上料与下料的机械手，其特征在于，所述手臂升降机构还包括升降气缸(3)，线性导轨(32)，升降气缸固定块(33)，所述升降气缸(3)通过升降气缸固定块(33)与上下座(23)固定，所述的线性导轨(32)包括导轨和与该导轨配合的滑块，所述的导轨与手臂(34)固定且两者互相平行，所述滑块与上下座(23)固定，所述升降气缸(3)设有升降气缸推杆(31)且该升降气缸推杆(31)通过手臂下固定块(35)与手臂(34)固定且升降气缸推杆(31)与手臂(34)互相平行。
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