一种CNC用四轴延伸机械手的制作方法

本发明涉及CNC领域，更具体地，涉及一种CNC用四轴延伸机械手。

背景技术：

计算机数字控制机床是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。英文简称CNC，又称数控机床、数控车床。目前CNC存在的问题是不能全方位加工，一次加工只能加工一个面。

技术实现要素：

本发明的目的在于实现CNC工作台的全方位加工。

为了实现本发明的目的，首先公开一种CNC用四轴延伸机械手，包括第一基座、第一旋转缸、分度器、第一夹持装置，所述的第一夹持装置设置于分度器上，并通过分度器实现旋转，所述的分度器连接第一旋转缸，并通过第一选转缸实现旋转，所述的第一旋转缸固定于第一基座上。

所述的CNC用四轴延伸机械手还包括电机，用于驱动分度器的旋转。

所述的第一夹持装置为卡爪。

所述的第一夹持装置上设置有第一传感器，所述的第一传感器用于判断是否与产品接触。

本发明另外公开一种CNC工作台，包括伸缩机械手和四轴延伸机械手，所述的四轴延伸机械手包括第一基座、第一旋转缸、分度器、第一夹持装置，所述的第一夹持装置设置于分度器上，并通过分度器实现旋转，所述的分度器连接第一旋转缸，并通过第一选转缸实现旋转，所述的第一旋转缸固定于第一基座上。

所述的四轴延伸机械手还包括电机，用于驱动分度器的旋转。

所述的第一夹持装置为卡爪。

所述的第一夹持装置上设置有第一传感器，所述的第一传感器用于判断是否与产品接触。

所述的伸缩机械手包括第二基座、第二旋转缸、伸缩缸、第二夹持装置，所述的第二夹持装置设置于伸缩缸上，并实现第二夹持装置的伸缩，所述的伸缩缸设置于第二旋转缸上，并实现伸缩缸的旋转，所述的第二旋转缸固定与第二基座上。

所述的第二夹持装置为卡爪。

所述的第二夹持装置上设置有第二传感器，所述的第二传感器用于判断是否与产品接触。

所述的CNC工作台还包括磁性开关区，并设置于伸缩机械手旁。磁性开关区是指可以被刀具控制的开关区，这样可以实现刀具对CNC的部分控制。

所述的CNC工作台设有手动控制区。

为了更好地理解本发明，以下对本发明方案作进一步的阐释，其不能作为本发明保护范围的限制。

该装置有左右两个部分装夹产品，有一次的装夹切换。右边的主体结构是卡爪、分度器和旋转缸，通过旋转可实现多个加工面的切换；左边的主体结构是卡爪、伸缩缸和旋转缸，来实现右边装夹面的呈现，呈现在Z轴刀具的加工面，进行CNC切削加工。

分度器和电机是一个组合，分度器是通过电机带动分度器的内置入力轴，传递到内置出力轴，使出力轴旋转一定的角度。入力轴凸轮根据需要设计一定的结构，使用电机是伺服电机，入力轴凸轮可连续输力，出力轴可匀速旋转，根据伺服电机转数来确定角度；使用普通电机，入力轴凸轮设计成曲线面，造成间歇运动，使出力轴旋转至需求的固定角度，360度的等分角度。本案使用的是360度四等分的90度，磁性开关一个电信号指令传送到外置的控制箱，控制箱发出指令控制分度器旋转90度，连续四个电信号使产品旋转一周。

旋转缸是液（汽）流体输入动力，根据需求旋转固定角度。本案使用90度，磁性开关一个电信号指令传送到外置的控制箱，控制箱发出指令控制旋转缸旋转90度。

卡爪是装夹产品的，工作台面安装的液（汽）缸伸缩来实现产品的夹紧、松开动作。

传感器安装在工作台面中心部位，产品装夹时，产品放到卡位后会接触到传感器，传感器发送一个电信号到外置的控制箱，控制箱发出指令，使卡爪伸出夹紧产品。

伸缩缸是一个双轴型液（汽）缸，安装在左边的旋转缸上，缩进去后可随着旋转缸旋转，伸出来后卡爪装夹产品。

伸缩缸磁性开关和卡爪磁性开关是安装在液（汽）缸上的磁性开关，缸内的活塞靠近磁性开关时，磁性开关产生一个电信号传送到控制箱，控制箱再发出其它控制指令。

机座连着左右两旋转缸，机座固定在CNC铣床工作台上。

手动按键控制区有a.卡爪松开 b.分度器启动 c.第一旋转缸顺时针转 d.第一旋转缸逆时针转，手动控制右边的卡爪、分度器和旋转缸。在加工较简单的产品时，右边的装置可以独立使用，使用手动控制就比较方便。

为了便于手工拆卸产品，卡爪松开按键安装在了左边。

磁性开关控制区e.第二旋转缸顺时针转 f.第二旋转缸逆时针转 g.伸缩缸伸出 h. 分度器启动 i.第一旋转缸顺时针转 j.第一旋转缸逆时针转，若干磁性开关控制各部件自动化动作。利用CNC编程的刀路来完成动作切换，Z轴刀具移动到磁性开关近处时，磁性开关产生一个电信号传送的控制箱，控制箱发出相应指令来控制操作动作。各磁性开关之间设有磁性开关隔离板，是为了避免干涉，刀具只有靠近一个磁性开关时才有效产生电信号，避免产生错误。

本发明实现了CNC的全方位加工。

附图说明

图1为CNC工作台的左视立体图。

图2为CNC工作台的右视立体图。

图3为分度器旋转示意图。

图4为伸缩缸伸缩示意图。

图5为第二旋转缸旋转示意图。

图6为四轴延伸机械手四轴旋转示意图。

其中，1为分度器、2为第一旋转缸、3为卡爪、4为电机、5为第一传感器、6为伸缩缸磁性开关、7为伸缩缸、8为第二旋转缸、9为机座、10为手动按键控制区、11为磁性开关控制区、12为卡爪磁性开关、13为第二传感器、14为卡爪磁性开关、15为卡爪、16为磁性开关隔离板、17为手动按键。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进一步详细说明本发明。除非特别说明，本发明采用的试剂、设备和方法为本技术领域常规市购的试剂、设备和常规使用的方法。

实施例1

本发明公开一种CNC工作台，包括伸缩机械手和四轴延伸机械手，四轴延伸机械手包括第一基座、第一旋转缸、分度器、第一夹持装置，第一夹持装置设置于分度器上，并通过分度器实现旋转，分度器连接第一旋转缸，并通过第一选转缸实现旋转，第一旋转缸固定于第一基座上。四轴延伸机械手还包括电机，用于驱动分度器的旋转。第一夹持装置为卡爪。第一夹持装置上设置有第一传感器，第一传感器用于判断是否与产品接触。伸缩机械手包括第二基座、第二旋转缸、伸缩缸、第二夹持装置，第二夹持装置设置于伸缩缸上，并实现第二夹持装置的伸缩，伸缩缸设置于第二旋转缸上，并实现伸缩缸的旋转，第二旋转缸固定与第二基座上。第二夹持装置为卡爪。第二夹持装置上设置有第二传感器，第二传感器用于判断是否与产品接触。CNC工作台还包括磁性开关区，并设置于伸缩机械手旁。磁性开关区是指可以被刀具控制的开关区，这样可以实现刀具对CNC的部分控制。CNC工作台设有手动控制区。

本案设备能抓取产品，完成传递、转向、旋转等功能，应用于CNC机床上，故在本文中称为CNC机械手。机械手不受CNC机床电气线路的直接控制，机械手是一个独立的系统，是靠刀路来控制的。刀路是CNC编程的刀具路径，将Z轴刀具移动到磁性开关近处时，磁性开关产生一个电信号传送的控制箱，控制箱发出相应指令来控制机械手操作动作，使产品进行变换工位。即加工完一个面后，切换到另一个面继续加工，完成后再切换，直至所有加工项目全部完成。整个产品由一个加工程序完成所有加工项目。

动作分析：

1. 上料 将产品由外界机械手或人工上料（图中未画出），传递到图中机械手卡爪卡位处，产品放到卡位后会接触到第一传感器，第一传感器产生一个电信号至外置控制箱，控制箱接通电磁阀，使液（汽）流体流入卡爪液（汽）缸，卡爪伸出将产品夹紧， Z轴刀具可以对当前工位进行切削加工。

2. 分度器旋转 上个工位加工面完成后，将刀具移动至磁性开关控制区的分度器启动磁性开关位置，刀具靠近后会产生一个电信号传送至控制箱，控制箱会发指令控制电机旋转，带动分度器旋转，切换至另一个工位，使产品的另一个加工面呈现出来。Z轴刀具靠近分度器启动磁性开关一次，分度器就会旋转一下，每靠近一次，就旋转一下。如此，就可将分度器旋转能呈现的加工面全部加工完。

3. 第一旋转缸旋转 将刀具移动至磁性开关控制区的第一旋转缸顺时针转的磁性开关处，靠近后产生一个电信号传送到控制箱，控制箱发出指令控制电磁阀，使液（汽）流体流入第一旋转缸，完成旋转动作，完成工位切换，Z轴刀具可以对当前加工面进行切削加工。

4. 第一旋转缸及分度盘复位 加工完成后，要为卡爪上料做准备，刀具移动至第一旋转缸逆时针转的磁控开关，使第一旋转缸复位。CNC编程和调机时检查卡爪夹持产品的位置要和卡爪要夹持的位置对应。

5. 伸缩缸伸出 待卡爪夹持产品与卡爪位置对应后，将刀具移动至伸缩缸伸出的磁性开关处，靠近后会产生一个电信号传送到控制箱，控制箱发出指令控制电磁阀，使液（汽）流体流入伸缩缸，伸缩缸执行伸出动作。卡爪工作面先接触产品，装在上面的第二传感器接触产品后会产生一个电信号传送到控制箱，控制箱发出指令控制电磁阀，使液（汽）流体流入卡爪液（汽）缸，卡爪伸出夹紧产品。伸缩缸上安装了伸缩缸磁性开关，可根据伸出的行程调整磁性开关的位置。伸缩缸活塞靠近伸缩缸磁性开关，产生一个电信号传送到控制箱，控制箱发出指令控制节流阀减压伸出的力度，避免卡爪工作面压伤产品，具有保护的作用。

6. 伸缩缸缩回 上述5中，卡爪伸出夹紧产品后，卡爪液（汽）缸里面的活塞移动靠近卡爪磁性开关，会产生一个电信号传送到控制箱，控制箱发出指令控制电磁阀，使液（汽）流体流入卡爪液（汽）缸，卡爪缩回执行松开产品动作。这时卡爪缸内的活塞靠近卡爪磁性开关，靠近后会产生一个电信号传送到控制箱，控制箱发出指令控制电磁阀，使液（汽）流体流入伸缩缸，伸缩缸执行缩回动作。这样，产品就从右边装置传递到左边装置上了。如果卡爪原来夹住的部位需要切削加工，现在产品传递到左边装夹后就可以切削加工了。

7. 重复上述5、2、6动作还可以执行左边的换向装夹。

8. 第二旋转缸旋转 将刀具移动至磁性开关控制区的第二旋转缸逆时针转的磁性开关处，靠近后产生一个电信号传送到控制箱，控制箱发出指令控制电磁阀，使液（汽）流体流入第二旋转缸，完成旋转动作，完成工位切换，Z轴刀具可以对当前加工面进行切削加工。同样，将刀具移动至磁性开关控制区的第二旋转缸顺时针转的磁性开关处，执行顺时针旋转复位。

9. 下料 将产品由外界机械手伸过来夹住产品后，启动卡爪松开动作，将产品从该设备中取出，完成下料。或用人工方式下料，按一下卡爪松开按键，产品即可松开。