一种旋转切削类零件上下料机械手的制作方法
【专利摘要】一种旋转切削类零件上下料机械手，属于机械加工设备【技术领域】。本实用新型包括工件输入料道、上料机构、下料机构和工件输出料道，上料机构包括油缸座、机械臂、机械臂旋转机构、工件夹持机构和顶料机构，油缸座固定安装于机床主轴箱箱体顶部，机械臂旋转机构包括转角油缸，转角油缸的缸体固定安装于所述油缸座上，转角油缸的活塞杆沿主轴方向悬伸于机床主轴头上方，所述机械臂一端固定安装于所述旋转油缸的活塞杆顶端，所述的工件夹持机构和顶料机构分别设置于所述的机械臂另一端的两侧，工件夹持机构承接输入料道的出口，所述的下料机构包括接料斗、接料斗驱动机构和连接料道，接料斗位于所述主轴头下方。本实用新型结构简单、精度好、操作方便。
【专利说明】一种旋转切削类零件上下料机械手
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机械加工设备【技术领域】，尤其与一种旋转切削类零件上下料机械手有关。
【背景技术】
[0002]随着工业的发展，自动化设备已经广泛应用于各种生产领域中，机械手由于其可以按照预先设定的运动轨迹运动的优点，在机械自动化生产线设备中广泛应用，例如应用于机床或生产线的上下料、零件翻转、零件转序等，但是由于整套自动化设备成本较高，目前较多中小规模工厂的生产线或简易型数控机床一般还是通过人工上下料，劳动强度大，生产效率不高及存在安全隐患，也有采用振动盘将工件自动送入设备中，加工完成后将工件自然掉落至接料盒中，虽然可以一定程度提高生产效率，但是适用产品比较单一，无法满足多种产品的要求，也有通过设计装卸机械手进行上下料，但是由于旋转切削类零件抓取自由度限制的困难，机械手对于该类零件的抓取定位精度不是很高，使旋转切削类零件的上下料定位误差较大，若高精度的机械手结构又比较复杂，成本相对较高。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的旨在克服上述技术存在的缺陷，提供一种结构简单、精度好、适用于简易型数控机床的零件上下料机械手。
[0004]为此，本实用新型采用以下技术方案:一种旋转切削类零件上下料机械手，其特征是，所述的上下料机械手包括工件输入料道、上料机构、下料机构和工件输出料道，工件输入料道和工件输出料道均安装于机床后侧的安装架上，上料机构包括油缸座、机械臂、机械臂旋转机构、工件夹持机构和顶料机构，油缸座固定安装于机床主轴箱箱体顶部，机械臂旋转机构包括转角油缸，转角油缸的缸体固定安装于所述油缸座上，转角油缸的活塞杆沿主轴方向悬伸于机床主轴头上方，所述机械臂一端固定安装于所述旋转油缸的活塞杆顶端，通过转角油缸的活塞杆活塞运动，带动机械臂轴向运动的同时实现机械臂以转角油缸的活塞杆轴心线为中心旋转一定角度，所述的工件夹持机构和顶料机构分别设置于所述的机械臂另一端的两侧，工件夹持机构承接输入料道的出口，顶料机构可以将工件夹持机构上夹持的工件顶入工件加工区，所述的下料机构包括接料斗、接料斗驱动机构和连接料道，接料斗位于所述主轴头下方，接料斗通过接料斗驱动机构带动接料斗在需要接料时运动到工件加工位置下方，当工件加工完成后掉落，由接料斗接住，连接料道两端分别对接所述接料斗出口和输出料道进口。
[0005]作为对上述技术方案的补充和完善，本实用新型还包括以下技术特征。
[0006]所述的转角油缸活塞杆底端部分的外周面上设置有螺旋滑槽，该螺旋滑槽位于缸体内腔，转角油缸缸体内腔底端部的腔壁上设置有凸起，凸起滑动嵌装于所述螺旋滑槽内，当转角油缸活塞杆进行轴向运动时，使所述凸起沿所述螺旋滑槽滑动，由于缸体固定不动，使转角油缸的活塞杆在轴向直线运动的同时，沿着该活塞杆的轴心线为中心旋转一定角度。
[0007]进一步，所述的螺旋滑槽沿圆周方向分布有三条，所述的凸起对应设置有三个，提高了转角油缸的活塞杆旋转稳定性。
[0008]进一步，所述的凸起端面设置有半圆形凹槽，该半圆形凹槽内嵌置有钢球，即钢球一部分体积活动嵌装于该凹槽内，钢球的另一部分体积滑动嵌装于所述的螺旋滑槽内，当转角油缸活塞杆进行轴向运动时活塞杆旋转方便。
[0009]所述的工件夹持机构安装于机械臂朝向工件加工区一侧，包括推板、夹爪、压块、压块气缸、挡板和挡板气缸，推板设置有多个夹爪，分布于所述推板下半部分的圆周方向上，各个夹爪与所述推板形成工件夹持区，工件夹持区承接所述输入料道的出口，所述的压块中部通过销钉活动安装于所述推板上半部分的圆周方向上，所述的压块气缸的活塞杆顶端与所述压块的一端活动连接，压块的另一端朝向工件夹持区，驱动压块气缸进行活塞运动，带动压块以销钉为中心上下摆动，实现对工件进行锁紧，所述的挡板位于所述夹爪轴向前方，所述挡板气缸的缸体固定于一支架上，挡板气缸的活塞杆顶端与所述挡板固定连接，当工件从输入料道进入工件夹持区时，挡板位于各个夹爪前方，对工件进行挡料，防止工件从工件夹持区掉落，然后挡板气缸的活塞杆运动推动挡板朝工件夹持区运动，直到挡板抵靠于工件一侧，使工件另一侧压靠于所述推板上，起到了顶平作用，便于顶料机构顶离上料。
[0010]所述的顶料机构安装于所述机械臂另一侧，包括顶料气缸和顶料杆，顶料杆一端穿过机械臂与所述推板固定连接，顶料杆另一端与所述顶料气缸活塞杆顶端固定连接，当所述机械臂通过转角油缸带动旋转一定角度后，使所述工件夹持机构夹持的工件位于加工区上料位置时，顶料气缸驱动使活塞杆运动，使顶杆带动推板将工件推入加工区上料位置进行加工。
[0011]所述的输入料道靠近出口端的一侧壁上设置有第一挡杆和第二挡杆，第一挡杆和第二挡杆的间隔一定距离设置，两挡杆之间的距离根据加工的工件外径可以进行调节，两挡杆一端分别穿过侧壁使两挡杆的该端端部位于所述输入料道内腔中，两挡杆的另一端通过一连杆连接，所述侧壁的外侧设置有支撑架，连杆中部通过销轴与该支撑架活动连接，连杆一端端部与一连杆气缸的活塞杆连接，当活塞杆活塞运动时，带动连杆以销轴为中心水平摆动，带动与连杆连接的第一挡杆和第二挡杆在输入料道内腔中伸入或伸出，使输入料道内的工件依次有序的输送至所述工件夹持机构。
[0012]所述的接料斗驱动机构为接料气缸，接料气缸缸体固定安装于机床床身上，接料气缸活塞杆呈竖向设置，接料气缸活塞杆顶端与所述接料斗底部固定连接，接料气缸的活塞杆进行活塞运动时，带动接料斗上下运动，当机床对一个工件加工完成时，通过接料气缸的活塞杆伸出带动接料斗向上运动进行接料，接料完成后，新的待加工工件被上料至加工区，接料斗气缸活塞杆缩进带动接料斗向下运动，使留出空间给刀具进行加工。
[0013]所述的连接料道设置有料道驱动机构，料道驱动机构包括料道支架、料道气缸和料道滑移导向机构，料道支架一端与所述连接料道固定连接，料道支架另一端通过料道滑移导向机构与所述支架连接，所述的料道气缸的活塞杆运动节拍与所述接料气缸的活塞杆的节拍一致，当接料斗受机床控制中心控制需要进行接料时，接料气缸驱动带动接料斗向上运动，同时料道气缸驱动带动连接料道向工件加工区运动，使连接料道一端与所述接料斗出口对接，承接工件，然后接料气缸驱动带动接料斗向下运动时，同时料道气缸驱动带动连接料道离开工件加工区，使连接料道另一端与所述输出料道进口对接，将连接料道内的工件输送至输出料道上继续输送。
[0014]进一步，所述的连接料道滑移导向机构为导轨副结构，导轨副的导轨固定安装于所述支架上，导轨副的滑块与所述料道支架固定连接。
[0015]使用本实用新型可以达到以下有益效果:通过设置转角油缸对机械臂的轴向运动以及转位，结构简单；通过将接料斗和连接料道同步连通，并在加工时通过气缸控制离开机床加工位置，提供较大空间给刀具进行切削；通过设置挡板对工件在进料时挡料同时也能起到顶平作用；本实用新型可以实现在旧机床上的升级，安装方便灵活。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型结构示意图。
[0017]图2是本实用新型中机械臂旋转机构、工件夹持机构和顶料机构示意图。
[0018]图3是本实用新型中转角油缸活塞杆结构示意图。
[0019]图4是本实用新型中工件输入料道结构示意图。
[0020]图5是本实用新型中接料、送料的料道结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细描述。
[0022]如图1至图5所示，本实用新型包括工件输入料道20、上料机构、下料机构和工件输出料道26，工件输入料道20和工件输出料道26均安装于机床后侧的安装架11上，上料机构包括油缸座1、机械臂8、机械臂旋转机构、工件夹持机构和顶料机构，油缸座I固定安装于机床主轴箱箱体3顶部，机械臂旋转机构包括转角油缸2，转角油缸2的缸体固定安装于油缸座I上，转角油缸活塞杆12沿主轴方向悬伸于机床主轴头上方,机械臂8 一端固定安装于转角油缸活塞杆12顶端，转角油缸活塞杆12底端部分的外周面上设置有螺旋滑槽19，该螺旋滑槽19位于缸体内腔，螺旋滑槽19沿圆周方向分布有三条，转角油缸2缸体内腔底端部的腔壁上设置有与螺旋滑槽19对应的三个凸起，凸起端面设置有半圆形凹槽，该半圆形凹槽内嵌置有钢球，即钢球一部分体积活动嵌装于该凹槽内，钢球的另一部分体积滑动嵌装于螺旋滑槽19内，当转角油缸活塞杆12进行轴向运动时，使所述凸起沿螺旋滑槽19滑动，由于缸体固定不动，使转角油缸活塞杆12带动机械臂8在轴向直线运动的同时，沿着该活塞杆的轴心线为中心旋转一定角度，所述的工件夹持机构和顶料机构分别设置于机械臂8另一端的两侧，工件夹持机构安装于机械臂8朝向工件加工区一侧，包括推板15、三个夹爪16、压块14、压块气缸9、挡板17和挡板气缸18，推板15设置有多个夹爪16，分布于推板15下半部分的圆周方向上，各个夹爪16与推板15形成工件夹持区，工件夹持区承接输入料道20的出口，压块14中部通过销钉活动安装于推板15上半部分的圆周方向上，压块气缸9的活塞杆顶端与压块14的一端活动连接，压块14的另一端朝向工件夹持区，驱动压块气缸9进行活塞运动，带动压块14以销钉为中心上下摆动，实现对工件进行锁紧，挡板17位于夹爪16轴向前方，挡板气缸18的缸体固定于一支架上，挡板气缸18的活塞杆顶端与挡板17固定连接；顶料机构安装于机械臂8另一侧,包括顶料气缸13和顶料杆，顶料杆一端穿过机械臂8与推板15固定连接，顶料杆另一端与顶料气缸13的活塞杆顶端固定连接，当工件从输入料道20进入工件夹持区时，挡板17位于各个夹爪16前方，对工件进行挡料，防止工件从工件夹持区掉落，然后挡板气缸18的活塞杆运动推动挡板17朝工件夹持区运动，直到挡板17抵靠于工件一侧，使工件另一侧压靠于推板15上，起到了顶平作用，然后通过转角油缸2带动机械臂8旋转一定角度后，使工件夹持区上的工件位于加工区上料位置时，顶料气缸13驱动使其活塞杆运动，驱动顶杆带动推板15将工件推入加工区上料位置进行加工；所述的输入料道20靠近出口端的一侧壁上设置有第一挡杆21和第二挡杆24，第一挡杆21和第二挡杆24的间隔一定距离设置，两挡杆之间的距离根据加工的工件外径可以进行调节，两挡杆一端分别穿过侧壁使两挡杆的该端端部位于输入料道20内腔中，两挡杆的另一端通过一连杆22连接，所述侧壁的外侧设置有支撑架23，连杆22中部通过销轴与该支撑架23活动连接，连杆22 —端端部与一连杆气缸25的活塞杆活动连接，当活塞杆活塞运动时，带动连杆22以销轴为中心水平摆动，带动与连杆22连接的第一挡杆21和第二挡杆24在输入料道20内腔中伸入或伸出，使输入料道20内的工件依次有序的输送至所述工件夹持机构；所述的下料机构包括接料斗4、接料斗驱动机构和连接料道7,接料斗4位于所述主轴头下方，所述的接料斗驱动机构为接料气缸5，接料气缸5缸体固定安装于机床床身6上，接料气缸5的活塞杆呈竖向设置，接料气缸5的活塞杆顶端与接料斗4底部固定连接，接料气缸5的活塞杆进行活塞运动时，带动接料斗4上下运动，连接料道7设置有料道驱动机构，连接料道7的底部设置有斜度，料道驱动机构包括料道支架28、料道气缸10和料道滑移导向机构27，料道支架28 —端与连接料道7固定连接，料道滑移导向机构27为导轨副结构，导轨副的导轨固定安装于油缸座I上，导轨副的滑块与料道支架28固定连接，滑块带同料道支架28和连接料道7在导轨上滑移，料道气缸10的活塞杆运动节拍与接料气缸5的活塞杆的节拍一致。
[0023]本实用新型工作时，上述中各个机构均通过连接机床控制系统控制各驱动机构的动作，在连杆气缸25的驱动下带动第一挡杆21和第二挡杆24在输入料道20内腔中伸入或伸出，使输入料道20内的工件依次有序的输送至工件夹持区，压块气缸9活塞杆缩进，带动压块14 一端压靠于工件上，挡板气缸18运动推动挡板17朝工件夹持区运动，直到挡板17抵靠于工件一侧，使工件另一侧压靠于推板15上，起到顶平作用，然后，在转角油缸2的驱动下，使转角油缸活塞杆12缩进运动，带动机械臂8逆时针旋转一定角度，使工件夹持区恰好位于工件加工区上料位置，然后，驱动压块气缸9，使其活塞杆伸出带动压块14离开工件，同时驱动顶料气缸13，使顶料气缸13的活塞杆推动推板15，将工件顶离工件夹持区并上料至机床主轴头上，驱动转角油缸2，使转角油缸活塞杆12伸出离开工件加工区上料位置，同时机械臂8旋转至原来位置进行第二次接料，当工件加工完成后，通过过接料气缸5的活塞杆伸出带动接料斗4向上运动进行接料，与此同时，料道气缸10的活塞杆也伸出带动连接料道7向工件加工区运动，使连接料道7 —端与接料斗4出口对接，当接料斗4接料完成后，另一个待加工工件被上料至加工区，此时接料气缸5和料道气缸10的活塞杆同时缩进运动，增大了加工区的空间，方便刀具转动，同时，连接料道7另一端与输出料道26对接，由于连接料道7设置有倾斜度，使工件从连接料道7滚落输送至输出料道26输出。
【权利要求】
1.一种旋转切削类零件上下料机械手，其特征在于:所述的上下料机械手包括工件输入料道(20)、上料机构、下料机构和工件输出料道(26)，工件输入料道(20)和工件输出料道(26)均安装于机床后侧的安装架(11)上，上料机构包括油缸座(1)、机械臂(8)、机械臂旋转机构、工件夹持机构和顶料机构，油缸座(1)固定安装于机床主轴箱箱体(3)顶部，机械臂旋转机构包括转角油缸(2)，转角油缸(2)的缸体固定安装于油缸座(1)上，转角油缸活塞杆(12)沿主轴方向悬伸于机床主轴头上方,机械臂(8) —端固定安装于转角油缸活塞杆(12)顶端，所述的工件夹持机构和顶料机构分别设置于机械臂(8)另一端的两侧，工件夹持机构承接输入料道(20)的出口，所述的下料机构包括接料斗(4)、接料斗驱动机构和连接料道(7 )，接料斗(4 )位于所述主轴头下方。
2.根据权利要求1所述的一种旋转切削类零件上下料机械手，其特征在于:所述的转角油缸活塞杆(12)底端部分的外周面上设置有螺旋滑槽(19)，该螺旋滑槽(19)位于缸体内腔，转角油缸(2)的缸体内腔底端部的腔壁上设置有凸起，凸起滑动嵌装于螺旋滑槽(19)内。
3.根据权利要求2所述的一种旋转切削类零件上下料机械手，其特征在于:所述的螺旋滑槽(19 )沿圆周方向分布有三条，所述的凸起对应设置有三个。
4.根据权利要求3所述的一种旋转切削类零件上下料机械手，其特征在于:所述的凸起端面设置有半圆形凹槽，该半圆形凹槽内嵌置有钢球，即钢球一部分体积活动嵌装于该凹槽内，钢球的另一部分体积滑动嵌装于螺旋滑槽(19)内。
5.根据权利要求1或4所述的一种旋转切削类零件上下料机械手，其特征在于:所述的工件夹持机构安装于机械臂(8)朝向工件加工区一侧，包括推板(15)、夹爪(16)、压块(14)、压块气缸(9)、挡板(17)和挡板气缸(18)，推板(15)设置有多个夹爪(16)，分布于推板(15)下半部分的圆周方向上，各个夹爪(16)与推板(15)形成工件夹持区，工件夹持区承接输入料道(20)的出口，压块(14)中部通过销钉活动安装于推板(15)上半部分的圆周方向上，压块气缸(9)的活塞杆顶端与压块(14)的一端活动连接，压块(14)的另一端朝向工件夹持区，挡板(17)位于夹爪(16)轴向前方，挡板气缸(18)的缸体固定于一支架上，挡板气缸(18)的活塞杆顶端与挡板(17)固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种旋转切削类零件上下料机械手，其特征在于:所述的顶料机构安装于机械臂(8)另一侧，包括顶料气缸(13)和顶料杆，顶料杆一端穿过机械臂(8)与推板(15)固定连接，顶料杆另一端与顶料气缸(13)的活塞杆顶端固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种旋转切削类零件上下料机械手，其特征在于:所述的输入料道(20)靠近出口端的一侧壁上设置有第一挡杆(21)和第二挡杆(24)，第一挡杆(21)和第二挡杆(24)的间隔一定距离设置，两挡杆之间的距离根据加工的工件外径可以进行调节，两挡杆一端分别穿过侧壁使两挡杆的该端端部位于输入料道(20)内腔中，两挡杆的另一端通过一连杆(22)连接，所述侧壁的外侧设置有支撑架(23)，连杆(22)中部通过销轴与该支撑架(23)活动连接，连杆(22) —端端部与一连杆气缸(25)的活塞杆连接。
8.根据权利要求7所述的一种旋转切削类零件上下料机械手，其特征在于:所述的接料斗驱动机构为接料气缸(5)，接料气缸(5)的缸体固定安装于机床床身(6)上，接料气缸(5)的活塞杆呈竖向设置，接料气缸(5)的活塞杆顶端与接料斗(4)底部固定连接。
9.根据权利要求8所述的一种旋转切削类零件上下料机械手，其特征在于:所述的连接料道(7)设置有料道驱动机构，料道驱动机构包括料道支架(28)、料道气缸(10)和料道滑移导向机构(27)，料道支架(28) —端与连接料道(7)固定连接，料道支架(28)另一端通过料道滑移导向机构(27)与料道支架(28)连接，料道气缸(10)的活塞杆运动节拍与接料气缸(5)的活塞杆的节拍一致。
10.根据权利要求9所述的一种旋转切削类零件上下料机械手，其特征在于:所述的连接料道(7)滑移导向机构(27)为导轨副结构，导轨副的导轨固定安装于支架上，导轨副的滑块与料道支架(28)固 定连接。
【文档编号】B23Q7/04GK203751819SQ201420177054
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月12日 优先权日:2014年4月12日
【发明者】张青良 申请人:新昌县东科精密机械有限公司