CN215700792U - 一种数控珩磨机床上下料用桁架机械手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数控珩磨机床上下料用桁架机械手，包括桁架和安装在桁架底端的机械手抓取机构，机械手抓取机构包括伸缩模组机构、柔性旋转机构、抓取手和用于驱动抓取手的驱动装置；伸缩模组机构固定在桁架的底部，伸缩模组机构与柔性旋转机构固定连接，柔性旋转机构与驱动装置带传动连接。本发明能够实现自动上下料，且能够将零件准确的放置在珩磨机工装上，降低人工劳动强度，提高零件生产效率。

Description

一种数控珩磨机床上下料用桁架机械手

技术领域

本发明涉及机械手的技术领域，尤其是涉及一种数控珩磨机床上下料用桁架机械手。

背景技术

目前立式数控珩磨机为圆形多工位循环作业设备，在设备的操作面设置有人工换料位置。

现有使用数控立式珩磨机的生产企业均采用人工上下料的方式进行作业。由于立式数控珩磨设备工位较多，珩孔节拍较短，操作人员需要一直在设备操作位不停的作业，一旦操作人员离开操作位置，设备就停止运行。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：

1.生产效率较低，完全依赖于人工的作业速度；

2.劳动强度大，操作人员长期站立于设备前方，且需要不停地从设备上把已加工完成的零件取下来，然后把需要加工的零件放到设备工装上；

3.工作环境较差，由于数控珩磨设备在珩孔时需要切削油做润滑和冷却，并且需要加工的零件刚经过喷丸处理，产品表面比较脏，所以，操作人员在正常作业时经常会沾一身油污及灰尘；

4.由于数控珩磨机床上的工装设计原理是在工装底部设定一个凸台定位销钉，被加工的零件底部设定有一个销钉孔，当零件放到底座上时，被加工零件的销钉孔要对准珩磨机工装底部的销钉，但实际抓取零件时，零件在直径方向上的角度位置是不确定的。

实用新型内容

本发明的目的是提供一种数控珩磨机床上下料用桁架机械手。

本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的：一种数控珩磨机床上下料用桁架机械手，包括桁架和安装在桁架底端的机械手抓取机构，机械手抓取机构包括伸缩模组机构、柔性旋转机构、抓取手和用于驱动抓取手的驱动装置；所述伸缩模组机构固定在桁架的底部，所述柔性旋转机构包括固定在伸缩模组机构一端的第二安装板，所述第二安装板的顶面设置有电机，且电机的输出端通过连轴器固定连接有转轴，所述转轴的底端套接有扭矩限制器，且扭矩限制器的传动端固定套接有主动轮；所述第二安装板的上方还设置有第二气缸，且第二气缸的活塞杆末端固定连接有滚子安装架，所述滚子安装架的两侧设置有凸轮滚子，且两组凸轮滚子之间设置有拉杆，所述拉杆的顶部且位于凸轮滚子的上下两端分别安装有限位环，且限位环与凸轮滚子转动连接。

通过采用上述技术方案,实现对零件的自动抓取与放料，降低人工的劳动强度，提高零件的生产效率。

本发明进一步设置为：所述伸缩模组机构包括固定在桁架底部的连接板和与连接板相对滑动的导轨安装板；所述导轨安装板的顶面设置有水平直线导轨，且水平直线导轨上滑动安装有第一滑块，所述第一滑块固定在连接板的底部；所述导轨安装板的两侧设置有侧板，所述连接板的一侧固定安装有第一气缸，所述侧板固定连接在第一气缸活塞杆的末端。

通过采用上述技术方案，利用第一气缸推动导轨安装板移动，进而带动柔性旋转机构和驱动装置一起移动，水平直线导轨和第一滑块配合使导轨安装板在移动时不会发生偏移。

本发明进一步设置为：所述驱动装置还包括贯穿第二安装板的空心管,所述空心管的顶端套接有环形固定件，且环形固定件通过深沟球轴承转动安装有L型板，所述第二气缸固定安装在L型板的顶部，所述空心管的中部套设有从动轮，且从动轮通过同步带与主动轮带传动连接。

通过采用上述技术方案，利用同步带轮驱动空心管转动，并保证第二气缸不随之一起转动。

本发明进一步设置为：所述第二安装板的顶面固定安装有导轨固定座，且导轨固定座靠近L型板的一侧固定安装有竖直直线导轨，所述L型板上固定安装有可沿竖直直线导轨滑动的第二滑块；所述导轨固定座远离L型板的一侧设置有光栅尺，且L型板上固定连接有用于读取光栅尺数据的光栅尺读数头，且光栅尺的信号输出端与电机相连。

通过采用上述技术方案，当空心管这一组件正下方有被往上顶的动作时，空心管带动L型板向上移动，此时光栅尺读数头就会被光栅尺感应到，并测量出准确的被顶起来的高度。

本发明进一步设置为：所述空心管的底部固定有安装块，且安装块底端固定安装有用于夹取物料的抓取手，抓取手由驱动装置驱动实现旋转和升降。

通过采用上述技术方案，可以根据加工零件的料号更换不同的抓取手。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.利用驱动装置驱动抓取手升降和旋转，实现对零件的自动抓取，降低人工劳动强度，提高零件生产效率；

2.电机通过同步带驱动空心管转动，空心管底部的抓取手可以将抓取好的零件同步一定角度，便于将零件准确地放置在珩磨机工装上。

3.扭矩限制器在零件下料并被固定时，能够以打滑形式限制传动系统所传动的扭力，实现过载保护，避免对电机造成机械损坏。

附图说明

图1是本发明的立体图；

图2是本发明桁架的立体图；

图3是本发明伸缩模组机构的立体图；

图4是本发明柔性旋转机构的立体图；

图5是本发明驱动装置第一视角立体图；

图6是本发明驱动装置第二视角立体图；

图7是本发明驱动装置第三视角立体图；

图8是本发明涨套夹具的立体图。

图中，10、桁架；11、铝方管；12、第一安装板；13、挤压板；20、伸缩模组机构；21、导轨安装板；22、水平直线导轨；23、第一滑块；24、连接板；25、侧板；26、限位传感器；27、第一气缸；30、柔性旋转机构；31、第二安装板；32、固定架；33、电机；34、连轴器；35、转轴；36、轴承座；37、扭矩限制器；38、主动轮；40、驱动装置；401、空心管；402、环形固定件；403、L型板；404、气缸安装板；405、第二气缸；406、滚子安装架；407、凸轮滚子；408、拉簧；409、从动轮；410、同步带；411、导轨固定座；412、竖直直线导轨；413、第二滑块；414、固定板；415、光栅尺；416、光栅尺读数头；417、安装块；50、抓取手；501、套管；502、连接件；503、拉杆；504、脱料块；505、腰型孔；506、定向销钉；507、弹簧；508、涨套机构；509、涨芯；510、限位环。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的一种数控珩磨机床上下料用桁架机械手，包括桁架10和安装在桁架10底端的机械手抓取机构，机械手抓取机构包括伸缩模组机构20、柔性旋转机构30、抓取手50和用于驱动抓取手50的驱动装置40；伸缩模组机构20固定在桁架10的底部，且伸缩模组机构20与柔性旋转机构30固定连接，柔性旋转机构30与驱动装置40带传动连接。

如图2所示，桁架10包括铝方管11，铝方管11的底部设置有第一安装板12，第一安装板12的顶面且位于铝方管11的两侧固定设置有用于夹持固定铝方管11的挤压板13，且两组挤压板13之间插接有防止第一安装板12脱落的锁销。

如图3所示，伸缩模组机构20包括固定在第一安装板12(参加图2)底部的连接板24和与连接板24相对滑动的导轨安装板21，连接板24与第一安装板12通过键连接固定；导轨安装板21的顶面沿其长度方向设置有两组平行的水平直线导轨22，每组水平直线导轨22上滑动安装有两组第一滑块23，第一滑块23固定在连接板24的底部；导轨安装板21的两端设置有侧板25，且侧板25上固定安装有用于限制连接板24移动范围的限位传感器26，限位传感器26可选用接近传感器，且限位传感器26的信号输出端与第一气缸27相连；连接板24的一侧固定安装有第一气缸27，且侧板25固定连接在第一气缸27活塞杆的末端；当第一气缸27驱动其活塞杆伸缩时，活塞杆带动侧板25移动，导轨安装板21随之一起移动，水平直线导轨22与第一滑块23配合使导轨安装板21移动方向保持不变。

如图4所示，柔性旋转机构30包括固定在导轨安装板21(参见图3)一端的第二安装板31，第二安装板31的顶面设置有两组固定架32，且两组固定架32之间的顶部固定安装有电机33，电机33由外部电源供电；电机33的输出端固定连接有连轴器34，且连轴器34的输出端固定连接有转轴35，第二安装板31的顶面且位于两组固定架32之间固定设置有轴承座36，且转轴35穿过轴承座36的中心通向第二安装板31的下方；转轴35上套接有扭矩限制器37，扭矩限制器37的主动端固定在转轴35上，扭矩限制器37的传动端固定套接有主动轮38(参见图5)。

如图5至图7所示，驱动装置40包括贯穿第二安装板31的空心管401,空心管401的顶端套接有环形固定件402，且环形固定件402通过深沟球轴承转动安装有L型板403；L型板403的顶部固定有气缸安装板404，且气缸安装板404上设置有第二气缸405,第二气缸405的活塞杆末端连接有滚子安装架406，滚子安装架406呈倒置的凹型结构，且滚子安装架406两侧设置有凸轮滚子407，滚子安装架406与第二安装板31之间通过拉簧408固定连接；空心管401的中部套设有两个深沟球轴承，且位于两个深沟球轴承之间的空心管401套设有两个定位环，位于两个定位环之间的空心管401套设有从动轮409，且从动轮409通过同步带410与主动轮38带传动连接；第二安装板31的顶面固定安装有导轨固定座411，且导轨固定座411靠近L型板403的一侧固定安装有竖直直线导轨412，L型板403上固定安装有可沿竖直直线导轨412滑动的第二滑块413；导轨固定座411远离L型板403的一侧设置有光栅尺415，且L型板403通过固定板414固定连接有光栅尺读数头416；空心管401的底端固定设置有安装块417，且安装块417底端可以根据加工零件的料号安装不同的抓取手50。

如图8所示，为本实施例中抓取手50的一个实施方案，抓取手50包括涨套机构508和贯穿涨套机构508中心的拉杆503，拉杆503的底端固定连接有用于将涨套机构508撑开的涨芯509；涨套机构508是用弹簧钢经过一定热处理方式处理后，加工而成，因此具有一定的弹性，涨套机构508的末端沿轴向割成四等份，且其末端呈收缩状；涨芯509的底端呈倒锥型，且倒锥形的最大直径大于涨套机构508的内径；拉杆503穿过空心管401的中心，且拉杆503的顶端安装有两组限位环510(参见图6)，限位环510分布在凸轮滚子407的上下两端，从而使拉杆503固定在滚子安装架406上(参见图6)；拉杆503的外部套设有套管501，且套管501的顶部固定安装有连接件502，拉杆503的顶端贯穿连接件502的中心，套管501的外部套设有脱料块504，且套管501和脱料块504之间设置有弹簧507，涨套机构508的顶部固定连接于脱料块504的底部；脱料块504的外壁开设有腰型孔505，套管501的外壁垂直安装有用于限定脱料块504升降行程的定向销钉506，且定向销钉506贯穿腰型孔505；初始状态时定位销钉506处于腰型孔505的最高处，弹簧507处于压缩状态，当拉杆503拉动涨芯509向上移动时，涨套机构508受到向上的推力，涨套机构508撑开，同时带动脱料块504向上移动，定位销钉506限制了脱料块504在向上移动过程中不会发生偏转，脱料块504移动的最大距离为腰型孔505的长度。

本实施例的实施原理为：将涨套机构508穿过环形零件的中心，启动第二气缸405，使其驱动活塞杆缩短，活塞杆带动滚子安装架406和拉杆503一起向上移动，涨芯509随之向上移动，涨套机构508受到向上的推力后被撑开，零件被锁死，脱料块504随之向上移动，弹簧507受压力收缩，定位销钉506限制了脱料块504在向上移动过程中不会发生偏转；

当需要将零件放置在珩磨机工装上时，启动第一气缸27，使其驱动活塞杆伸长，活塞杆推动侧板25和导轨安装板21移动，水平直线导轨22从第一滑块23中心穿过，避免导轨安装板21发生偏移，导轨安装板21带动第二安装板31一起移动；抓取手50在桁架10的带动下向下移动，抓取手50与工装接触，此时抓取手50正下方有被往上顶的动作，拉杆503带动滚子安装架406一起向上移动，拉簧408被拉伸，L型板403在第二滑块413的带动下沿着竖直直线导轨412滑动，光栅尺读数头416一起向上移动，并被光栅尺415感应到，准确测量出被顶起的高度，光栅尺415将感应信号传输至电机33并对其启动；

启动电机33，电机33通过连轴器34带动转轴35转动，扭矩限制器37带动主动轮38随之一起转动，在同步带410的带传动作用下，从动轮409带动空心管401转动，第二气缸405保持不动，当零件底部的销钉孔卡住珩磨机底座的销钉后，扭矩限制器37的主动端与传动端出现打滑，电机33继续带动转轴35旋转，待零件放置好之后，第二气缸405驱动活塞杆伸缩，进而带动拉杆503向下移动，涨芯508不再对涨套机构508产生推力，脱料块504在弹簧507的恢复力作用下将零件从涨套机构508上顶出。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种数控珩磨机床上下料用桁架机械手，其特征在于：包括桁架(10)和安装在桁架(10)底端的机械手抓取机构，机械手抓取机构包括伸缩模组机构(20)、柔性旋转机构(30)、抓取手(50)和用于驱动抓取手(50)的驱动装置(40)；

所述伸缩模组机构(20)固定在桁架(10)的底部，所述柔性旋转机构(30)包括固定在伸缩模组机构(20)一端的第二安装板(31)，所述第二安装板(31)的顶面设置有电机(33)，且电机(33)的输出端通过连轴器(34)固定连接有转轴(35)，所述转轴(35)的底端套接有扭矩限制器(37)，且扭矩限制器(37)的传动端固定套接有主动轮(38)；所述第二安装板(31)的上方还设置有第二气缸(405)，且第二气缸(405)的活塞杆末端固定连接有滚子安装架(406)，所述滚子安装架(406)的两侧设置有凸轮滚子(407)，且两组凸轮滚子(407)之间设置有拉杆(503)，所述拉杆(503)的顶部且位于凸轮滚子(407)的上下两端分别安装有限位环(510)，且限位环(510)与凸轮滚子(407)转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种数控珩磨机床上下料用桁架机械手，其特征在于：所述伸缩模组机构(20)包括固定在桁架(10)底部的连接板(24)和与连接板(24)相对滑动的导轨安装板(21)；所述导轨安装板(21)的顶面设置有水平直线导轨(22)，且水平直线导轨(22)上滑动安装有第一滑块(23)，所述第一滑块(23)固定在连接板(24)的底部；所述导轨安装板(21)的两侧设置有侧板(25)，所述连接板(24)的一侧固定安装有第一气缸(27)，所述侧板(25)固定连接在第一气缸(27)活塞杆的末端。

3.根据权利要求2所述的一种数控珩磨机床上下料用桁架机械手，其特征在于：所述驱动装置(40)还包括贯穿第二安装板(31)的空心管(401),所述空心管(401)的顶端套接有环形固定件(402)，且环形固定件(402)通过深沟球轴承转动安装有L型板(403)，所述第二气缸(405)固定安装在L型板(403)的顶部，所述空心管(401)的中部套设有从动轮(409)，且从动轮(409)通过同步带(410)与主动轮(38)带传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种数控珩磨机床上下料用桁架机械手，其特征在于：所述第二安装板(31)的顶面固定安装有导轨固定座(411)，且导轨固定座(411)靠近L型板(403)的一侧固定安装有竖直直线导轨(412)，所述L型板(403)上固定安装有可沿竖直直线导轨(412)滑动的第二滑块(413)；所述导轨固定座(411)远离L型板(403)的一侧设置有光栅尺(415)，且L型板(403)上固定连接有用于读取光栅尺(415)数据的光栅尺读数头(416)，且光栅尺(415)的信号输出端与电机(33)相连。

5.根据权利要求3所述的一种数控珩磨机床上下料用桁架机械手，其特征在于：所述空心管(401)的底部固定有安装块(417)，且安装块(417)底端固定安装有用于夹取物料的抓取手(50)，抓取手(50)由驱动装置(40)驱动实现旋转和升降。

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