CN209831051U - 一种智能加工工作站 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种智能加工工作站，其可以准确抓取工件，气爪的损伤率、生产成本较低。其包括安装在机器人的机器臂上的气动夹爪，其特征在于：其还包括缓冲块、弹簧导向结构；所述缓冲块内部设置台阶形的安装孔，所述弹簧导向结构一端安装在所述安装孔内，另一端固定连接所述气动夹爪的顶端。

Description

一种智能加工工作站

技术领域

本实用新型涉及数控立式加工中心加工技术领域，具体为一种智能加工工作站。

背景技术

在数控立式加工中心的工序中，如图1所示，需要机器人5通过气爪把待加工工件从物料架2抓取出来，放置到立式加工中心1的加工位上，或者从立式加工中心1的加工位上把加工完毕的工件取出，放回物料架2的托盘上。然而，工件放置的时候，因为各种原因，其垂直位置会略有差异，这导致气爪抓取工件外圈的垂直位置会出现不准确的现象，比如，工件放置位置过低的时候，会出现抓取位置过高，以至于抓取不稳、进而导致在取放的过程中导致工件掉落；并且气爪抓取工件后与立式加工中心1对接的时候，会有一个对冲力产生，长期使用的气爪会因为对冲力撞击产生损伤，必须定期更换气爪，增加导致增加了生产成本。

发明内容

为了解决气爪抓取工件位置不准确、长时间使用后容易损坏的问题，本实用新型提供一种智能加工工作站，其可以准确抓取工件，气爪的损伤率、生产成本较低。

本实用新型的结构是这样的：其包括安装在机器人的机器臂上的气动夹爪，其特征在于：其还包括缓冲块、弹簧导向结构；所述缓冲块内部设置台阶形的安装孔，所述弹簧导向结构一端安装在所述安装孔内，另一端固定连接所述气动夹爪的顶端。

其进一步特征在于：

所述弹簧导向结构包括截面为T型的导向轴，所述导向轴较粗的一端设置在所述安装孔内部，所述导向轴的另一端穿过所述安装孔后固定连接所述气动夹爪的顶端；所述导向轴的较粗的一端的顶端设置弹簧，所述弹簧顶端设置固定压片；

所述气动夹爪与所述缓冲块之间通过3个所述弹簧导向结构连接；

其还包括连接板，所述缓冲块顶端安装于所述连接板；

所述连接板通过转轴连接机器臂；

其还包括定角向机构，所述定角向结构包括气缸、与气缸配套使用的对接手指、视觉检测组件，所述视觉检测组件和所述气缸电控连接，所述气缸通过轴承座、轴承安装于伺服电机的输出轴；

其还包括位置回零传感器，所述位置回零传感器设置于所述气缸的一侧和所述伺服电机电控连接；

其还包括视觉组件可调支架，所述视觉组件可调支架安装在所述固定台板的上方，所述视觉检测组件安装在所述视觉组件可调支架上；

所述对接手指包括指头，所述指头设置在指座的上部，每个所述指座均匀的设置在圆周上，每个所述指头面向圆心的端面为弧形面；

每个所述指座固定连接于手指滑块，所述手指滑块固定连接于所述气缸上。

本实用新型提供的一种智能加工工作站，其通过在气动夹爪上端设置缓冲块和弹簧导向结构，抓取工件的时候，因为有弹簧导向结构的缓冲作用，即便工件放置的垂直位置略有差异，也可以抓取工件头部较深的位置，避免了抓取位置过高导致工件掉落的问题发生；同时在抓取工件后于立式加工中心对接的时候，因为弹簧导向结构可以缓冲与立式加工中心的对冲力，降低了气动夹爪损坏的概率。

附图说明

图1为智能加工工作站的整体结构示意图；

图2为机器人的机器臂和气动夹爪连接结构示意图；

图3为缓冲块和气动夹爪的连接结构示意图；

图4为缓冲块和气动夹爪的连接剖面结构示意图；

图5为定角向机构的立体结构示意图；

图6为定角向机构的正面结构示意图；

图7为定角向机构的右视结构示意图；

图8为手指滑块的设置结构示意图。

具体实施方式

如图1~图8所示，本实用新型包括机器人5的机器臂5-11上的气动夹爪5-3，缓冲块5-1内部设置安装孔5-8，弹簧导向结构一端安装在台阶形的安装孔5-8内，另一端固定连接气动夹爪5-3的顶端。弹簧导向结构包括截面为T型的导向轴5-6，导向轴5-6较粗的一端设置在缓冲块5-1内部的安装孔5-8内部，导向轴5-6的另一端穿过与安装孔5-8后固定连接气动夹爪5-3的顶端；导向轴5-6的顶端设置弹簧5-5，弹簧5-5顶端设置固定压片5-2，固定压片5-2使弹簧5-5和导向轴5-6固定在安装孔5-8的内部；气动夹爪5-3与缓冲块5-1之间通过3个弹簧导向结构连接，3个弹簧导向结构彼此相隔60度，使被连接的部件在运动过程中受力均匀，降低了部件损伤的可能；安装孔5-8内部设置连接套5-7，作为安装孔5-8的内壁与弹簧5-5和导向轴5-6之间的缓冲，防止长时间使用后摩擦力导致零部件损坏。

缓冲块5-1顶端固定连接在连接板5-9上；连接板5-9为一字型；连接板5-9通过转轴5-10连接机器臂5-11。缓冲块5-1顶端固定连接在连接板5-9上；连接板5-9为一字型；连接板5-9通过转轴5-10连接机器臂5-11。安装的时候，先把弹簧5-5、连接套5-7、导向轴5-6装入安装孔5-8内，安装好固定压片5-2，通过螺丝把缓冲块5-1安装在连接板5-9上；然后通过螺丝把3个导向轴5-6和固定件5-13连接在一起，最后通过螺丝把固定件5-13和气动夹爪5-3固定连接。

机器臂5-11带动连接板5-9和安装在连接板5-9上的气动夹爪5-3到达指定位置后，通过转轴5-10转动连接板5-9，使连接板5-9一侧的气动夹爪5-3到达工件5-12的上方；机器臂5-11下降，此时的下降距离设置为一个较深距离，头部位置较低的工件5-12的抓取位置是头部的外圈位置；同时因为有弹簧5-5和导向轴5-6的存在，头部较高的工件5-12也会被抓在工件头部外圈位置，而不会抓错位置；抓取工件5-12后，机器臂5-11抬起，带动工件5-12到立式加工中心1上，先转动机器臂5-11，使连接板5-9没有抓取工件的那一侧的气动夹爪5-3对准立式加工中心1上已经加工好的工件，取出加工好的工件；然后，再次转动机器臂5-11，把之前抓取的待加工的工件5-12放置到立式加工中心1上；这样先取出加工好的工件，再放置待加工的工件，在机器臂的一次移动中，完成了取、放两个动作，节省了机器人5来回运动的时间，提高了工作效率；无论从立式加工中心1上取工件，还是放置工件到立式加工中心1上，因为弹簧和导向柱的存在，缓冲了机器臂5-11和立式加工中心1之间的对冲力，降低了气动夹爪因为对冲力损坏的概率，进而降低了生产成本。

本实用新型中，为了能够使物料架2和机器人5的位置固定，在物料架2的底座和机器人5的底座之间，通过连接件结构3进行固定。连接件结构3包括连接板和两个球锁轴组件，通过球锁轴组件从侧面进行固定；其中球锁轴组件代替传统螺丝连接，旋转把手利用钢珠顶出的形式来达到定位锁定的作用，定位精度高，快换方便，全程不用带工具就可以操作。

定角向机构4包括气缸4-4和与气缸配套使用的对接手指4-2，气缸4-4通过轴承座4-7安装于伺服电机4-6的输出轴，气缸4-4和对接手指4-2穿过固定台板4-1上的安装孔位于固定台板4-1的上方，固定台板上4-1位于气缸4-4的一侧安装有视觉检测组件4-3。

位置回零传感器4-5设置在固定台板4-1的上方，位于气缸4-4的一侧；在进行角向找正操作前，气缸4-4是有一个初始位置的，每次工件的角向调整之后，根据位置回零传感器4-5传回的信号，伺服电机4-6进行反向运转，使气缸4-4返回到初始位置，以此避免一直通向旋转导致气缸4-4出现故障。

视觉组件可调支架4-9安装在固定台板4-1的上方，视觉检测组件4-3安装在视觉组件可调支架4-9上；根据被检测工件的尺寸，对接手指4-2的角度和高度，通过视觉组件可调支架4-9调节视觉组件4-3的高度和角度，使之能够准确的覆盖被检测工件的检测范围；通过可调支架4-9的设置使本机构能够适用于不同尺寸的工件。

对接手指4-2包括指头4-2-1，指头4-2-1设置在指座4-2-2的上部，每个指座4-2-2均匀的设置在圆周上，每个指头4-2-1面向圆心的端面为弧形面；每个指座4-2-2固定连接于手指滑块4-4-1，手指滑块4-4-1通过螺丝孔4-4-2用螺丝固定连接于气缸4-4上；气缸4-4为3爪气缸，3个对接手指4-2的均匀的设置在圆周上，圆形或者圆柱型的工件可以被很稳定的夹持在3个指头4-2-1的内侧，即便取放工件的时候稍有晃动也不会导致工件掉落。

机器人首先从物料架2上取出工件，移动到气缸4-4上方，把工件放入3个指座4-2-2的中间位置，指座4-2-2通过手指滑块4-4-1滑动，向圆心位置移动直至指头4-2-1的内侧面握住工件的外圆周；视觉检测组件4-3开始扫描工件，通过图像识别技术确认工件当前放置的角度，计算需要调整的角度后，把信号发送给伺服电机4-6，伺服电机4-6通过轴承4-8、轴承座4-7带动放置在其上的气缸4-4旋转，直至到达预设的旋转角度，工件也随之调整到了预设角向；机器人取走调整角向后的工件，送至立式加工中心1；工件被取走之后，根据位置会令传感器4-5的位置，伺服电机4-6再次反向旋转直至气缸4-4回到初始位置，此时一次角向调整操作结束。

通过视觉检测组件、伺服电机的配合使用，无论上料时候工件的角向如何，都可以使工件在被加工之前都能达到准确的角向，避免了因为角向不对而引起的废件增加，且定角向机构的结构简单，实现方便。

Claims (10)

1.一种智能加工工作站，其包括安装在机器人的机器臂上的气动夹爪，其特征在于：其还包括缓冲块、弹簧导向结构；所述缓冲块内部设置台阶形的安装孔，所述弹簧导向结构一端安装在所述安装孔内，另一端固定连接所述气动夹爪的顶端。

2.根据权利要求1所述一种智能加工工作站，其特征在于：所述弹簧导向结构包括截面为T型的导向轴，所述导向轴较粗的一端设置在所述安装孔内部，所述导向轴的另一端穿过所述安装孔后固定连接所述气动夹爪的顶端；所述导向轴的较粗的一端的顶端设置弹簧，所述弹簧顶端设置固定压片。

3.根据权利要求1所述一种智能加工工作站，其特征在于：所述气动夹爪与所述缓冲块之间通过3个所述弹簧导向结构连接。

4.根据权利要求1所述一种智能加工工作站，其特征在于：其还包括连接板，所述缓冲块顶端安装于所述连接板。

5.根据权利要求4所述一种智能加工工作站，其特征在于：所述连接板通过转轴连接机器臂。

6.根据权利要求1所述一种智能加工工作站，其特征在于：其还包括定角向机构，所述定角向结构包括气缸、与气缸配套使用的对接手指、视觉检测组件，所述视觉检测组件和所述气缸电控连接，所述气缸通过轴承座、轴承安装于伺服电机的输出轴。

7.根据权利要求6所述一种智能加工工作站，其特征在于：其还包括位置回零传感器，所述位置回零传感器设置于所述气缸的一侧和所述伺服电机电控连接。

8.根据权利要求6所述一种智能加工工作站，其特征在于：其还包括视觉组件可调支架，所述视觉组件可调支架安装在固定台板的上方，所述视觉检测组件安装在所述视觉组件可调支架上。

9.根据权利要求6所述一种智能加工工作站，其特征在于：所述对接手指包括指头，所述指头设置在指座的上部，每个所述指座均匀的设置在圆周上，每个所述指头面向圆心的端面为弧形面。

10.根据权利要求9所述一种智能加工工作站，其特征在于：每个所述指座固定连接于手指滑块，所述手指滑块固定连接于所述气缸上。