一種旋轉切削類零件上下料機械手的製作方法

2023-05-21 11:26:26 4

一種旋轉切削類零件上下料機械手的製作方法
【專利摘要】一種旋轉切削類零件上下料機械手，屬於機械加工設備【技術領域】。本實用新型包括工件輸入料道、上料機構、下料機構和工件輸出料道，上料機構包括油缸座、機械臂、機械臂旋轉機構、工件夾持機構和頂料機構，油缸座固定安裝於工具機主軸箱箱體頂部，機械臂旋轉機構包括轉角油缸，轉角油缸的缸體固定安裝於所述油缸座上，轉角油缸的活塞杆沿主軸方向懸伸於工具機主軸頭上方，所述機械臂一端固定安裝於所述旋轉油缸的活塞杆頂端，所述的工件夾持機構和頂料機構分別設置於所述的機械臂另一端的兩側，工件夾持機構承接輸入料道的出口，所述的下料機構包括接料鬥、接料鬥驅動機構和連接料道，接料鬥位於所述主軸頭下方。本實用新型結構簡單、精度好、操作方便。
【專利說明】一種旋轉切削類零件上下料機械手
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於機械加工設備【技術領域】，尤其與一種旋轉切削類零件上下料機械手有關。
【背景技術】
[0002]隨著工業的發展，自動化設備已經廣泛應用於各種生產領域中，機械手由於其可以按照預先設定的運動軌跡運動的優點，在機械自動化生產線設備中廣泛應用，例如應用於工具機或生產線的上下料、零件翻轉、零件轉序等，但是由於整套自動化設備成本較高，目前較多中小規模工廠的生產線或簡易型數控工具機一般還是通過人工上下料，勞動強度大，生產效率不高及存在安全隱患，也有採用振動盤將工件自動送入設備中，加工完成後將工件自然掉落至接料盒中，雖然可以一定程度提高生產效率，但是適用產品比較單一，無法滿足多種產品的要求，也有通過設計裝卸機械手進行上下料，但是由於旋轉切削類零件抓取自由度限制的困難，機械手對於該類零件的抓取定位精度不是很高，使旋轉切削類零件的上下料定位誤差較大，若高精度的機械手結構又比較複雜，成本相對較高。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的旨在克服上述技術存在的缺陷，提供一種結構簡單、精度好、適用於簡易型數控工具機的零件上下料機械手。
[0004]為此，本實用新型採用以下技術方案:一種旋轉切削類零件上下料機械手，其特徵是，所述的上下料機械手包括工件輸入料道、上料機構、下料機構和工件輸出料道，工件輸入料道和工件輸出料道均安裝於工具機後側的安裝架上，上料機構包括油缸座、機械臂、機械臂旋轉機構、工件夾持機構和頂料機構，油缸座固定安裝於工具機主軸箱箱體頂部，機械臂旋轉機構包括轉角油缸，轉角油缸的缸體固定安裝於所述油缸座上，轉角油缸的活塞杆沿主軸方向懸伸於工具機主軸頭上方，所述機械臂一端固定安裝於所述旋轉油缸的活塞杆頂端，通過轉角油缸的活塞杆活塞運動，帶動機械臂軸向運動的同時實現機械臂以轉角油缸的活塞杆軸心線為中心旋轉一定角度，所述的工件夾持機構和頂料機構分別設置於所述的機械臂另一端的兩側，工件夾持機構承接輸入料道的出口，頂料機構可以將工件夾持機構上夾持的工件頂入工件加工區，所述的下料機構包括接料鬥、接料鬥驅動機構和連接料道，接料鬥位於所述主軸頭下方，接料鬥通過接料鬥驅動機構帶動接料鬥在需要接料時運動到工件加工位置下方，當工件加工完成後掉落，由接料鬥接住，連接料道兩端分別對接所述接料鬥出口和輸出料道進口。
[0005]作為對上述技術方案的補充和完善，本實用新型還包括以下技術特徵。
[0006]所述的轉角油缸活塞杆底端部分的外周面上設置有螺旋滑槽，該螺旋滑槽位於缸體內腔，轉角油缸缸體內腔底端部的腔壁上設置有凸起，凸起滑動嵌裝於所述螺旋滑槽內，當轉角油缸活塞杆進行軸向運動時，使所述凸起沿所述螺旋滑槽滑動，由於缸體固定不動，使轉角油缸的活塞杆在軸向直線運動的同時，沿著該活塞杆的軸心線為中心旋轉一定角度。
[0007]進一步，所述的螺旋滑槽沿圓周方向分布有三條，所述的凸起對應設置有三個，提高了轉角油缸的活塞杆旋轉穩定性。
[0008]進一步，所述的凸起端面設置有半圓形凹槽，該半圓形凹槽內嵌置有鋼球，即鋼球一部分體積活動嵌裝於該凹槽內，鋼球的另一部分體積滑動嵌裝於所述的螺旋滑槽內，當轉角油缸活塞杆進行軸向運動時活塞杆旋轉方便。
[0009]所述的工件夾持機構安裝於機械臂朝向工件加工區一側，包括推板、夾爪、壓塊、壓塊氣缸、擋板和擋板氣缸，推板設置有多個夾爪，分布於所述推板下半部分的圓周方向上，各個夾爪與所述推板形成工件夾持區，工件夾持區承接所述輸入料道的出口，所述的壓塊中部通過銷釘活動安裝於所述推板上半部分的圓周方向上，所述的壓塊氣缸的活塞杆頂端與所述壓塊的一端活動連接，壓塊的另一端朝向工件夾持區，驅動壓塊氣缸進行活塞運動，帶動壓塊以銷釘為中心上下擺動，實現對工件進行鎖緊，所述的擋板位於所述夾爪軸向前方，所述擋板氣缸的缸體固定於一支架上，擋板氣缸的活塞杆頂端與所述擋板固定連接，當工件從輸入料道進入工件夾持區時，擋板位於各個夾爪前方，對工件進行擋料，防止工件從工件夾持區掉落，然後擋板氣缸的活塞杆運動推動擋板朝工件夾持區運動，直到擋板抵靠於工件一側，使工件另一側壓靠於所述推板上，起到了頂平作用，便於頂料機構頂離上料。
[0010]所述的頂料機構安裝於所述機械臂另一側，包括頂料氣缸和頂料杆，頂料杆一端穿過機械臂與所述推板固定連接，頂料杆另一端與所述頂料氣缸活塞杆頂端固定連接，當所述機械臂通過轉角油缸帶動旋轉一定角度後，使所述工件夾持機構夾持的工件位於加工區上料位置時，頂料氣缸驅動使活塞杆運動，使頂杆帶動推板將工件推入加工區上料位置進行加工。
[0011]所述的輸入料道靠近出口端的一側壁上設置有第一擋杆和第二擋杆，第一擋杆和第二擋杆的間隔一定距離設置，兩擋杆之間的距離根據加工的工件外徑可以進行調節，兩擋杆一端分別穿過側壁使兩擋杆的該端端部位於所述輸入料道內腔中，兩擋杆的另一端通過一連杆連接，所述側壁的外側設置有支撐架，連杆中部通過銷軸與該支撐架活動連接，連杆一端端部與一連杆氣缸的活塞杆連接，當活塞杆活塞運動時，帶動連杆以銷軸為中心水平擺動，帶動與連杆連接的第一擋杆和第二擋杆在輸入料道內腔中伸入或伸出，使輸入料道內的工件依次有序的輸送至所述工件夾持機構。
[0012]所述的接料鬥驅動機構為接料氣缸，接料氣缸缸體固定安裝於工具機床身上，接料氣缸活塞杆呈豎向設置，接料氣缸活塞杆頂端與所述接料鬥底部固定連接，接料氣缸的活塞杆進行活塞運動時，帶動接料鬥上下運動，當工具機對一個工件加工完成時，通過接料氣缸的活塞杆伸出帶動接料鬥向上運動進行接料，接料完成後，新的待加工工件被上料至加工區，接料鬥氣缸活塞杆縮進帶動接料鬥向下運動，使留出空間給刀具進行加工。
[0013]所述的連接料道設置有料道驅動機構，料道驅動機構包括料道支架、料道氣缸和料道滑移導向機構，料道支架一端與所述連接料道固定連接，料道支架另一端通過料道滑移導向機構與所述支架連接，所述的料道氣缸的活塞杆運動節拍與所述接料氣缸的活塞杆的節拍一致，當接料鬥受工具機控制中心控制需要進行接料時，接料氣缸驅動帶動接料鬥向上運動，同時料道氣缸驅動帶動連接料道向工件加工區運動，使連接料道一端與所述接料鬥出口對接，承接工件，然後接料氣缸驅動帶動接料鬥向下運動時，同時料道氣缸驅動帶動連接料道離開工件加工區，使連接料道另一端與所述輸出料道進口對接，將連接料道內的工件輸送至輸出料道上繼續輸送。
[0014]進一步，所述的連接料道滑移導向機構為導軌副結構，導軌副的導軌固定安裝於所述支架上，導軌副的滑塊與所述料道支架固定連接。
[0015]使用本實用新型可以達到以下有益效果:通過設置轉角油缸對機械臂的軸向運動以及轉位，結構簡單；通過將接料鬥和連接料道同步連通，並在加工時通過氣缸控制離開工具機加工位置，提供較大空間給刀具進行切削；通過設置擋板對工件在進料時擋料同時也能起到頂平作用；本實用新型可以實現在舊工具機上的升級，安裝方便靈活。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型結構示意圖。
[0017]圖2是本實用新型中機械臂旋轉機構、工件夾持機構和頂料機構示意圖。
[0018]圖3是本實用新型中轉角油缸活塞杆結構示意圖。
[0019]圖4是本實用新型中工件輸入料道結構示意圖。
[0020]圖5是本實用新型中接料、送料的料道結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細描述。
[0022]如圖1至圖5所示，本實用新型包括工件輸入料道20、上料機構、下料機構和工件輸出料道26，工件輸入料道20和工件輸出料道26均安裝於工具機後側的安裝架11上，上料機構包括油缸座1、機械臂8、機械臂旋轉機構、工件夾持機構和頂料機構，油缸座I固定安裝於工具機主軸箱箱體3頂部，機械臂旋轉機構包括轉角油缸2，轉角油缸2的缸體固定安裝於油缸座I上，轉角油缸活塞杆12沿主軸方向懸伸於工具機主軸頭上方,機械臂8 一端固定安裝於轉角油缸活塞杆12頂端，轉角油缸活塞杆12底端部分的外周面上設置有螺旋滑槽19，該螺旋滑槽19位於缸體內腔，螺旋滑槽19沿圓周方向分布有三條，轉角油缸2缸體內腔底端部的腔壁上設置有與螺旋滑槽19對應的三個凸起，凸起端面設置有半圓形凹槽，該半圓形凹槽內嵌置有鋼球，即鋼球一部分體積活動嵌裝於該凹槽內，鋼球的另一部分體積滑動嵌裝於螺旋滑槽19內，當轉角油缸活塞杆12進行軸向運動時，使所述凸起沿螺旋滑槽19滑動，由於缸體固定不動，使轉角油缸活塞杆12帶動機械臂8在軸向直線運動的同時，沿著該活塞杆的軸心線為中心旋轉一定角度，所述的工件夾持機構和頂料機構分別設置於機械臂8另一端的兩側，工件夾持機構安裝於機械臂8朝向工件加工區一側，包括推板15、三個夾爪16、壓塊14、壓塊氣缸9、擋板17和擋板氣缸18，推板15設置有多個夾爪16，分布於推板15下半部分的圓周方向上，各個夾爪16與推板15形成工件夾持區，工件夾持區承接輸入料道20的出口，壓塊14中部通過銷釘活動安裝於推板15上半部分的圓周方向上，壓塊氣缸9的活塞杆頂端與壓塊14的一端活動連接，壓塊14的另一端朝向工件夾持區，驅動壓塊氣缸9進行活塞運動，帶動壓塊14以銷釘為中心上下擺動，實現對工件進行鎖緊，擋板17位於夾爪16軸向前方，擋板氣缸18的缸體固定於一支架上，擋板氣缸18的活塞杆頂端與擋板17固定連接；頂料機構安裝於機械臂8另一側,包括頂料氣缸13和頂料杆，頂料杆一端穿過機械臂8與推板15固定連接，頂料杆另一端與頂料氣缸13的活塞杆頂端固定連接，當工件從輸入料道20進入工件夾持區時，擋板17位於各個夾爪16前方，對工件進行擋料，防止工件從工件夾持區掉落，然後擋板氣缸18的活塞杆運動推動擋板17朝工件夾持區運動，直到擋板17抵靠於工件一側，使工件另一側壓靠於推板15上，起到了頂平作用，然後通過轉角油缸2帶動機械臂8旋轉一定角度後，使工件夾持區上的工件位於加工區上料位置時，頂料氣缸13驅動使其活塞杆運動，驅動頂杆帶動推板15將工件推入加工區上料位置進行加工；所述的輸入料道20靠近出口端的一側壁上設置有第一擋杆21和第二擋杆24，第一擋杆21和第二擋杆24的間隔一定距離設置，兩擋杆之間的距離根據加工的工件外徑可以進行調節，兩擋杆一端分別穿過側壁使兩擋杆的該端端部位於輸入料道20內腔中，兩擋杆的另一端通過一連杆22連接，所述側壁的外側設置有支撐架23，連杆22中部通過銷軸與該支撐架23活動連接，連杆22 —端端部與一連杆氣缸25的活塞杆活動連接，當活塞杆活塞運動時，帶動連杆22以銷軸為中心水平擺動，帶動與連杆22連接的第一擋杆21和第二擋杆24在輸入料道20內腔中伸入或伸出，使輸入料道20內的工件依次有序的輸送至所述工件夾持機構；所述的下料機構包括接料鬥4、接料鬥驅動機構和連接料道7,接料鬥4位於所述主軸頭下方，所述的接料鬥驅動機構為接料氣缸5，接料氣缸5缸體固定安裝於工具機床身6上，接料氣缸5的活塞杆呈豎向設置，接料氣缸5的活塞杆頂端與接料鬥4底部固定連接，接料氣缸5的活塞杆進行活塞運動時，帶動接料鬥4上下運動，連接料道7設置有料道驅動機構，連接料道7的底部設置有斜度，料道驅動機構包括料道支架28、料道氣缸10和料道滑移導向機構27，料道支架28 —端與連接料道7固定連接，料道滑移導向機構27為導軌副結構，導軌副的導軌固定安裝於油缸座I上，導軌副的滑塊與料道支架28固定連接，滑塊帶同料道支架28和連接料道7在導軌上滑移，料道氣缸10的活塞杆運動節拍與接料氣缸5的活塞杆的節拍一致。
[0023]本實用新型工作時，上述中各個機構均通過連接工具機控制系統控制各驅動機構的動作，在連杆氣缸25的驅動下帶動第一擋杆21和第二擋杆24在輸入料道20內腔中伸入或伸出，使輸入料道20內的工件依次有序的輸送至工件夾持區，壓塊氣缸9活塞杆縮進，帶動壓塊14 一端壓靠於工件上，擋板氣缸18運動推動擋板17朝工件夾持區運動，直到擋板17抵靠於工件一側，使工件另一側壓靠於推板15上，起到頂平作用，然後，在轉角油缸2的驅動下，使轉角油缸活塞杆12縮進運動，帶動機械臂8逆時針旋轉一定角度，使工件夾持區恰好位於工件加工區上料位置，然後，驅動壓塊氣缸9，使其活塞杆伸出帶動壓塊14離開工件，同時驅動頂料氣缸13，使頂料氣缸13的活塞杆推動推板15，將工件頂離工件夾持區並上料至工具機主軸頭上，驅動轉角油缸2，使轉角油缸活塞杆12伸出離開工件加工區上料位置，同時機械臂8旋轉至原來位置進行第二次接料，當工件加工完成後，通過過接料氣缸5的活塞杆伸出帶動接料鬥4向上運動進行接料，與此同時，料道氣缸10的活塞杆也伸出帶動連接料道7向工件加工區運動，使連接料道7 —端與接料鬥4出口對接，當接料鬥4接料完成後，另一個待加工工件被上料至加工區，此時接料氣缸5和料道氣缸10的活塞杆同時縮進運動，增大了加工區的空間，方便刀具轉動，同時，連接料道7另一端與輸出料道26對接，由於連接料道7設置有傾斜度，使工件從連接料道7滾落輸送至輸出料道26輸出。
【權利要求】
1.一種旋轉切削類零件上下料機械手，其特徵在於:所述的上下料機械手包括工件輸入料道(20)、上料機構、下料機構和工件輸出料道(26)，工件輸入料道(20)和工件輸出料道(26)均安裝於工具機後側的安裝架(11)上，上料機構包括油缸座(1)、機械臂(8)、機械臂旋轉機構、工件夾持機構和頂料機構，油缸座(1)固定安裝於工具機主軸箱箱體(3)頂部，機械臂旋轉機構包括轉角油缸(2)，轉角油缸(2)的缸體固定安裝於油缸座(1)上，轉角油缸活塞杆(12)沿主軸方向懸伸於工具機主軸頭上方,機械臂(8) —端固定安裝於轉角油缸活塞杆(12)頂端，所述的工件夾持機構和頂料機構分別設置於機械臂(8)另一端的兩側，工件夾持機構承接輸入料道(20)的出口，所述的下料機構包括接料鬥(4)、接料鬥驅動機構和連接料道(7 )，接料鬥(4 )位於所述主軸頭下方。
2.根據權利要求1所述的一種旋轉切削類零件上下料機械手，其特徵在於:所述的轉角油缸活塞杆(12)底端部分的外周面上設置有螺旋滑槽(19)，該螺旋滑槽(19)位於缸體內腔，轉角油缸(2)的缸體內腔底端部的腔壁上設置有凸起，凸起滑動嵌裝於螺旋滑槽(19)內。
3.根據權利要求2所述的一種旋轉切削類零件上下料機械手，其特徵在於:所述的螺旋滑槽(19 )沿圓周方向分布有三條，所述的凸起對應設置有三個。
4.根據權利要求3所述的一種旋轉切削類零件上下料機械手，其特徵在於:所述的凸起端面設置有半圓形凹槽，該半圓形凹槽內嵌置有鋼球，即鋼球一部分體積活動嵌裝於該凹槽內，鋼球的另一部分體積滑動嵌裝於螺旋滑槽(19)內。
5.根據權利要求1或4所述的一種旋轉切削類零件上下料機械手，其特徵在於:所述的工件夾持機構安裝於機械臂(8)朝向工件加工區一側，包括推板(15)、夾爪(16)、壓塊(14)、壓塊氣缸(9)、擋板(17)和擋板氣缸(18)，推板(15)設置有多個夾爪(16)，分布於推板(15)下半部分的圓周方向上，各個夾爪(16)與推板(15)形成工件夾持區，工件夾持區承接輸入料道(20)的出口，壓塊(14)中部通過銷釘活動安裝於推板(15)上半部分的圓周方向上，壓塊氣缸(9)的活塞杆頂端與壓塊(14)的一端活動連接，壓塊(14)的另一端朝向工件夾持區，擋板(17)位於夾爪(16)軸向前方，擋板氣缸(18)的缸體固定於一支架上，擋板氣缸(18)的活塞杆頂端與擋板(17)固定連接。
6.根據權利要求5所述的一種旋轉切削類零件上下料機械手，其特徵在於:所述的頂料機構安裝於機械臂(8)另一側，包括頂料氣缸(13)和頂料杆，頂料杆一端穿過機械臂(8)與推板(15)固定連接，頂料杆另一端與頂料氣缸(13)的活塞杆頂端固定連接。
7.根據權利要求6所述的一種旋轉切削類零件上下料機械手，其特徵在於:所述的輸入料道(20)靠近出口端的一側壁上設置有第一擋杆(21)和第二擋杆(24)，第一擋杆(21)和第二擋杆(24)的間隔一定距離設置，兩擋杆之間的距離根據加工的工件外徑可以進行調節，兩擋杆一端分別穿過側壁使兩擋杆的該端端部位於輸入料道(20)內腔中，兩擋杆的另一端通過一連杆(22)連接，所述側壁的外側設置有支撐架(23)，連杆(22)中部通過銷軸與該支撐架(23)活動連接，連杆(22) —端端部與一連杆氣缸(25)的活塞杆連接。
8.根據權利要求7所述的一種旋轉切削類零件上下料機械手，其特徵在於:所述的接料鬥驅動機構為接料氣缸(5)，接料氣缸(5)的缸體固定安裝於工具機床身(6)上，接料氣缸(5)的活塞杆呈豎向設置，接料氣缸(5)的活塞杆頂端與接料鬥(4)底部固定連接。
9.根據權利要求8所述的一種旋轉切削類零件上下料機械手，其特徵在於:所述的連接料道(7)設置有料道驅動機構，料道驅動機構包括料道支架(28)、料道氣缸(10)和料道滑移導向機構(27)，料道支架(28) —端與連接料道(7)固定連接，料道支架(28)另一端通過料道滑移導向機構(27)與料道支架(28)連接，料道氣缸(10)的活塞杆運動節拍與接料氣缸(5)的活塞杆的節拍一致。
10.根據權利要求9所述的一種旋轉切削類零件上下料機械手，其特徵在於:所述的連接料道(7)滑移導向機構(27)為導軌副結構，導軌副的導軌固定安裝於支架上，導軌副的滑塊與料道支架(28)固 定連接。
【文檔編號】B23Q7/04GK203751819SQ201420177054
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月12日 優先權日:2014年4月12日
【發明者】張青良 申請人:新昌縣東科精密機械有限公司