CN204366056U - 一种双加工工位机械手装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型具体公开一种双加工工位机械手装置，包括龙门架、机械手装置、第一加工工位、第二加工工位、上料工位及下料工位，上料工位和下料工位在第一加工工位和第二加工工位间；龙门架由横梁及两个支柱组成，第一加工工位和第二加工工位在两个支柱间；横梁上设直线导轨、横向滑块及左右控制装置，横向滑块装在直线导轨上并由左右控制装置驱动可左右滑动，横向滑块一侧设纵向固定板；机械手装置包括PLC控制系统、升降控制装置、活动手臂和气爪机构，气爪机构固接在活动手臂底部，活动手臂由升降控制装置驱动可升降；气爪机构、升降控制装置、左右控制装置分别与PLC控制系统连接。本实用新型自动化程度高，劳动强度低，提升生产效率。
Description
技术领域
本实用新型具体涉及一种双加工工位机械手装置。
背景技术
车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，以圆柱体为主，是机械制造和修配工厂使用最广的一类机床。车床的加工原理就是把刀具和工件安装在车床上，由车床的传动和变速系统产生刀具与工件的相对运动，即切削运动，切削出合乎要求的零件。
然而，在工件加工时将工件送入加工工位的过程通常采用手工装夹，无法实现自动化生产，需要人工搬上搬下，装夹时费时费力，劳动强度大且危险性高，一旦长时间工作进入疲劳状态容易出现误操作等危险，生产效率提高收到限制，不能满足大批量生产的需求。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种双加工工位机械手装置，可实现工件自动上下料，自动化程度高，劳动强度低，大大提升生产效率，满足大批量生产需求。
为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
一种双加工工位机械手装置，包括龙门架、机械手装置、第一加工工位、第二加工工位、上料工位及下料工位，所述上料工位和所述下料工位设置在所述第一加工工位和所述第二加工工位之间；
所述龙门架由横梁及两个支柱组成，两个所述支柱竖直设置，且两个所述支柱的顶部分别与所述横梁的左右两端固定连接，所述第一 加工工位和所述第二加工工位设置在两个所述支柱之间；所述横梁上设有直线导轨、横向滑块及左右控制装置，所述直线导轨沿所述横梁左右方向延伸设置，所述横向滑块安装在所述直线导轨上并由所述左右控制装置驱动可沿所述直线导轨左右滑移滑动，且所述横向滑块的一侧设有纵向固定板；
所述机械手装置包括PLC控制系统、升降控制装置、活动手臂和气爪机构，所述气爪机构固定连接在所述活动手臂的底部，所述活动手臂设置在所述纵向固定板远离所述横向滑块的侧面上且由所述升降控制装置驱动可沿所述纵向固定板上下方向升降；所述气爪机构、所述升降控制装置、所述左右控制装置分别与所述PLC控制系统连接。
优选地，所述左右控制装置包括第一交流伺服电机、第一齿条和第一齿轮，所述第一齿轮通过所述第一齿条与所述横向滑块联动，并可带动所述横向滑块沿所述直线导轨左右滑动，所述第一齿轮与所述第一交流伺服电机输出端连接。
优选地，所述升降控制装置包括第二交流伺服电机、第二齿条和第二齿轮，所述第二齿轮通过所述第二齿条并与所述活动手臂联动，并可沿所述纵向固定板上下方向升降，所述第二齿轮与所述第二交流伺服电机输出端连接。
优选地，所述气爪机构包括旋转气缸、缓冲器和两个手指气缸，所述旋转气缸通过旋转气缸固定板固定连接在所述活动手臂底部，所述缓冲器通过缓冲器固定板固定连接在所述旋转气缸的底部，两个所述手指气缸相互垂直并通过连接块固定连接在所述缓冲器的底部，两个所述手指气缸的活塞杆远离所述缓冲器一端分别连接有抓手。
优选地，两个所述手指气缸为三转手指气缸或平行型手指气缸。
优选地，其中一个所述手指气缸上还设有用于提供向前顶推力以使加工工件安装到位的顶推机构。
优选地，所述旋转气缸和两个所述手指气缸上分别设有磁性开关。
优选地，所述上料工位包括上料盘，所述下料工位包括下料盘，所述上料盘和所述下料盘相邻水平设置，所述上料盘和所述下料盘下方设有料盘托盘、连接板、螺母、丝杠、钢轨、滑块及伺服电机；所述丝杠沿所述横梁前后方向设置并且与所述伺服电机连接，所述伺服电机与所述PLC控制系统连接，所述螺母套设于所述丝杠外并与所述连接板固定连接，所述连接板固定连接在所述料盘托盘底面，所述料盘托盘顶面承托所述上料盘和所述下料盘；所述钢轨和所述滑块分别设有两个，两个所述钢轨平行设置在所述丝杠宽度方向两侧，两个所述滑块分别滑动设置在对应的所述钢轨上并与所述料盘托盘底面连接。
本实用新型的有益效果：由于本实用新型设有第一加工工位和第二加工工位，上料工位和下料工位设在第一加工工位和第二加工工位之间，并在第一加工工位和第二加工工位两侧设有龙门架，机械手装置设置在龙门架上可根据PLC控制系统指令做横向滑移、纵向升降以及旋转实现工件的自动上料和下料，自动化程度高，劳动强度低；由于第一加工工位和第二加工工位同时由同一机械手装置完成上下料，并交替完成工件加工，可大大缩短等待工件加工的时间，充分利用加工等待间隙，大大提高生产效率，满足大批量生产需求；另外，由于本实用新型机械手装置设置在龙门架上，可在左右控制装置和升降控制装置的驱动下沿龙门架横梁左右滑移和上下动作，将机械手装置的位置移动分步转换成左右位移和上下位移，可精准控制机械手装置的 位置变化，且可减少机械手装置在移动过程中产生的振动。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型气爪机构结构示意图。
图3为本实用新型上料工位和下料工位结构示意图。
图中：10.第一加工工位；20.第二加工工位；30.上料工位；40.下料工位；50.龙门架；
31.上料盘；41.下料盘；51.横梁；52.支柱；511.直线导轨；512.横向滑块；513.纵向固定板；61.活动手臂；62.气爪机构；621.旋转气缸；622.缓冲器；623.手指气缸；6231.抓手；6232.顶推机构；
71.料盘托盘；72.连接板；73.螺母；74.丝杠；75.钢轨；76.滑块；77.伺服电机。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作出详细的说明。
如图1所示，本实施例提供一种双加工工位机械手装置，包括龙门架50、机械手装置、第一加工工位10、第二加工工位20、上料工位30及下料工位40，所述上料工位30和所述下料工位40设置在所述第一加工工位10和所述第二加工工位20之间。
在本实施例中，所述龙门架50由横梁51及两个支柱52组成，两个所述支柱52竖直设置，且两个所述支柱52的顶部分别与所述横梁51的左右两端固定连接，所述第一加工工位10和所述第二加工工位20设置在两个所述支柱52之间，在本实施例中，两个所述支柱52可以是固定安装在所述第一加工工位10和所述第二加工工位20的加工设备上，也可以是分别固定设置在所述第一加工工位10远离 第二加工工位20一侧的空地以及在所述第二加工工位20远离第一加工工位10一侧的空地上，无论是前者还是后者，所述第一加工工位10和所述第二加工工位20均处在所述横梁51的下方的左右方向上。
为使得所述机械手装置能够在所述第一加工工位10和所述第二加工工位20之间横向移动，所述横梁51上设有直线导轨511、横向滑块512及左右控制装置，所述直线导轨511沿所述横梁51左右方向延伸设置，所述横向滑块512安装在所述直线导轨511上并由所述左右控制装置驱动可沿所述直线导轨511左右滑动。
为使得所述机械手装置能够在上下方向上升降动作并配合左右滑移，本实施例还在所述横向滑块512的一侧设有纵向固定板513，该纵向固定板513可以是固定设置在所述横向滑块512的前侧，也可以是固定设置在所述横向滑块512的后侧。
在本实施例中，所述机械手装置包括PLC控制系统、升降控制装置、活动手臂61和气爪机构62，所述气爪机构62固定连接在所述活动手臂61的底部，所述活动手臂61设置在所述纵向固定板513远离所述横向滑块512的侧面上且由所述升降控制装置驱动可沿所述纵向固定板513上下方向升降。所述气爪机构62、所述升降控制装置、所述左右控制装置分别与所述PLC控制系统连接。在本实施例中，所述气爪机构62包括旋转气缸621、缓冲器622和两个手指气缸623，所述旋转气缸621通过旋转气缸固定板固定连接在所述活动手臂61底部，所述缓冲器622通过缓冲器固定板固定连接在所述旋转气缸621的底部，两个所述手指气缸623相互垂直并通过连接块固定连接在所述缓冲器622的底部，两个所述手指气缸623的活塞杆远离所述缓冲器622一端分别连接有抓手6231。如图2所示。
在本实施例中，两个所述手指气缸621可为三转手指气缸或平行 型手指气缸，其中一个所述手指气缸621上还设有用于提供向前顶推力以使加工工件安装到位的顶推机构6232。所述抓手6231可根据实际工件类型安装适应类型的抓手结构。所述旋转气缸621和两个所述手指气缸623上分别还设有磁性开关，用于判定所述抓手是否抓放工件到位，若不到位则中断所述PLC控制系统程序。
在本实施例中，所述左右控制装置包括第一交流伺服电机、第一齿条和第一齿轮，所述第一齿轮通过所述第一齿条与所述横向滑块512联动，并可带动所述横向滑块512沿所述直线导轨511左右滑动，所述第一齿轮与所述第一交流伺服电机输出端连接。所述升降控制装置包括第二交流伺服电机、第二齿条和第二齿轮，所述第二齿轮通过所述第二齿条与所述活动手臂61联动，并沿所述纵向固定板513上下方向升降，所述第二齿轮与所述第二交流伺服电机输出端连接。
如图3所示，在本实施例中，所述上料工位30包括上料盘31，所述下料工位40包括下料盘41，所述上料盘31和所述下料盘41相邻水平设置，所述上料盘31和所述下料盘41下方设有料盘托盘71、连接板72、螺母73、丝杠74、钢轨75、滑块76及伺服电机77。所述丝杠74沿所述横梁51前后方向设置并且与所述伺服电机77连接，所述伺服电机77与所述PLC控制系统连接，所述螺母73套设于所述丝杠74外并与所述连接板72固定连接，所述连接板72固定连接在所述料盘托盘71底面，所述料盘托盘71顶面承托所述上料盘31和所述下料盘41。所述钢轨75和所述滑块76分别设有两个，两个所述钢轨75平行设置在所述丝杠74宽度方向两侧，两个所述滑块76分别滑动设置在对应的所述钢轨75上并与所述料盘托盘71底面连接。如此结构实现可通过所述PLC控制系统和所述伺服电机77来控制所述上料盘31和所述下料盘41在所述横梁51前后方向上的移动。 在本实施例中，所述上料盘31和所述下料盘41的工件位优选按矩阵式排列。
本实用新型的具体工作过程是：(为描述清楚，本实施例在此定义带有所述顶推机构的所述手指气缸为第一手指气缸，另一所述手指气缸则为第二手指气缸。)
1.机械手装置从初始位置在左右控制装置驱动下横向移动到上料工位上方，然后在升降控制装置驱动下下降并由第一手指气缸的抓手抓取第一待加工工件；
2.机械手装置先后在升降控制装置和左右控制装置驱动下移动到第一加工工位上方，并在旋转气缸作用下，第一手指气缸旋转为水平位置，第二手指气缸旋转为竖直位置；
3.机械手装置下降至第一加工工位工作位置，由第二手指气缸的抓手和顶推机构安装到位后，机械手装置在左右控制装置和升降控制装置驱动下退出第一加工工位工作位置后移动到上料工位，并在旋转气缸作用下，第一手指气缸180°旋转至竖直位置，第二手指气缸180°旋转至水平位置，再由第一手指气缸的抓手抓取第二待加工工件；
4.旋转气缸再次旋转使得第一手指气缸旋转至水平位置，第二手指气缸旋转至竖直位置，并移动到第二加工工位工作位置，由第一手指气缸的抓手和顶推机构安装到位后，机械手装置退出并移动至上料工位、旋转气缸再次180°旋转，由第一手指气缸抓取第三待加工工件，此时第一手指气缸在竖直位置，第二手指气缸在水平位置；
5.在PLC控制系统收到第一加工工位的加工完成指令后，机械手装置带着上述步骤4中的第三待加工工件移动到第一加工工位工作位置，由第二手指气缸的抓手取下加工完的第一待加工工件，然后旋转气缸旋转使得第一手指气缸旋转至水平位置且第二手指气缸旋转 至竖直位置，由第一手指气缸的抓手和顶推机构将第三待加工工件安装到位；
6.机械手装置在上述步骤5后退出第一加工工位工作位置后移动到下料工位，由第二手指气缸的抓手松开放下加工完的第一加工工件，上升并180°旋转，移动至上料工位由第一手指气缸的抓手抓取第四待加工工件；
7.在PLC控制系统收到第二加工工位加工完成的信号后，机械手装置移动到第二加工工位工作位置，由第二手指气缸的抓手取下加工完的第二待加工工件，然后旋转气缸旋转使得第一手指气缸旋转至水平位置且第二手指气缸旋转至竖直位置，由第一手指气缸的抓手和顶推机构将第四待加工工件安装到位；
8.接着机械手装置在PLC控制系统的指令控制下，利用旋转气缸、左右控制装置和升降控制装置，循环重复完成上述步骤6和7，直至加工任务完成。
本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下作出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种双加工工位机械手装置，其特征在于，包括龙门架(50)、机械手装置、第一加工工位(10)、第二加工工位(20)、上料工位(30)及下料工位(40)，所述上料工位(30)和所述下料工位(40)设置在所述第一加工工位(10)和所述第二加工工位(20)之间；
所述龙门架(50)由横梁(51)及两个支柱(52)组成，两个所述支柱(52)竖直设置，且两个所述支柱(52)的顶部分别与所述横梁(51)的左右两端固定连接，所述第一加工工位(10)和所述第二加工工位(20)设置在两个所述支柱(52)之间；所述横梁(51)上设有直线导轨(511)、横向滑块(512)及左右控制装置，所述直线导轨(511)沿所述横梁(51)左右方向延伸设置，所述横向滑块(512)安装在所述直线导轨(511)上并由所述左右控制装置驱动可沿所述直线导轨(511)左右滑动，且所述横向滑块(512)的一侧设有纵向固定板(513)；
所述机械手装置包括PLC控制系统、升降控制装置、活动手臂(61)和气爪机构(62)，所述气爪机构(62)固定连接在所述活动手臂(61)的底部，所述活动手臂(61)设置在所述纵向固定板(513)远离所述横向滑块(512)的侧面上且由所述升降控制装置驱动可沿所述纵向固定板(513)上下方向升降；所述气爪机构(62)、所述升降控制装置、所述左右控制装置分别与所述PLC控制系统连接。
2.根据权利要求1所述的一种双加工工位机械手装置，其特征在于，所述左右控制装置包括第一交流伺服电机、第一齿轮和第一齿条，所述第一齿轮通过所述第一齿条与所述横向滑块(512)联动，并可带动所述横向滑块(512)沿所述直线导轨(511)左右滑动，所述第一齿轮与所述第一交流伺服电机输出端连接。
3.根据权利要求1所述的一种双加工工位机械手装置，其特征在 于，所述升降控制装置包括第二交流伺服电机、第二齿轮和第二齿条，所述第二齿轮通过所述第二齿条并与所述活动手臂(61)联动，并可沿所述纵向固定板(513)上下方向升降，所述第二齿轮与所述第二交流伺服电机输出端连接。
4.根据权利要求1所述的一种双加工工位机械手装置，其特征在于，所述气爪机构(62)包括旋转气缸(621)、缓冲器(622)和两个手指气缸(623)，所述旋转气缸(621)通过旋转气缸固定板固定连接在所述活动手臂(61)底部，所述缓冲器(622)通过缓冲器固定板固定连接在所述旋转气缸(621)的底部，两个所述手指气缸(623)相互垂直并通过连接块固定连接在所述缓冲器(622)的底部，两个所述手指气缸(623)的活塞杆远离所述缓冲器(622)一端分别连接有抓手(6231)。
5.根据权利要求4所述的一种双加工工位机械手装置，其特征在于，两个所述手指气缸(623)为三转气动手指气缸或平行型手指气缸。
6.根据权利要求4所述的一种双加工工位机械手装置，其特征在于，其中一个所述手指气缸(623)上还设有用于提供向前顶推力以使加工工件安装到位的顶推机构(6232)。
7.根据权利要求4所述的一种双加工工位机械手装置，其特征在于，所述旋转气缸(621)和两个所述手指气缸(623)上分别设有磁性开关。
8.根据权利要求1至7任一项所述的一种双加工工位机械手装置，其特征在于，所述上料工位(30)包括上料盘(31)，所述下料工位(40)包括下料盘(41)，所述上料盘(31)和所述下料盘(41)相邻水平设置，所述上料盘(31)和所述下料盘(41)下方设有料盘托盘(71)、连接板(72)、螺母(73)、丝杠(74)、钢轨(75)、滑块(76)及伺服电机(77)；所述丝杠(74)沿所述横梁(51)前后方向设置并且与所述伺服电机(77) 连接，所述伺服电机(77)与所述PLC控制系统连接，所述螺母(73)套设于所述丝杠(74)外并与所述连接板(72)固定连接，所述连接板(72)固定连接在所述料盘托盘(71)底面，所述料盘托盘(71)顶面承托所述上料盘(31)和所述下料盘(41)；所述钢轨(75)和所述滑块(76)分别设有两个，两个所述钢轨(75)平行设置在所述丝杠(74)宽度方向两侧，两个所述滑块(76)分别滑动设置在对应的所述钢轨(75)上并与所述料盘托盘(71)底面连接。
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