一种电机筒立式数控车床的自动上下料装置的制作方法

本发明涉及一种自动上下料装置，尤其是一种电机筒立式数控车床的自动上下料装置。

背景技术

电机是一种非常常用的产品，电机上有电机筒，一般单相异步电机上采用的电机筒大多如图1所示，该电机筒1包括内腔、顶面2和凹槽3，电机筒1的内腔需要放置在数控车床上加工，加工好后放置线圈。电机筒1根据电机功率不同有大小各种规格，大尺寸的大多在立式数控车床6的卡盘上加工，先将电机筒1在卡盘上定位好，并且固定住，然后立式数控车床6工作加工电机筒1，加工好人工取出放好，如此循环工作。这些加工方式需要人员如此循环放上要加工的电机筒和取电机筒成品动作。电机筒1在卡盘上定位方式很多，本发明针对的是如下一种方式：卡盘9的活动卡爪上分别固连有活动板8，活动板8上有凹槽定位杆10和顶面定位杆11，将电机筒1的一凹槽3对准一凹槽定位杆10，顶面2对准顶面定位杆11安放在活动板8上（如图6和图7凹槽定位杆10约束凹槽3，顶面定位杆11约束顶面2），然后卡盘9的活动卡爪动作凹槽定位杆10和顶面定位杆11定位固定住电机筒1（活动卡爪移动很小距离就夹住电机筒1）。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能代替人工在立式数控车床上循环放要加工的电机筒和取电机筒成品动作的自动上下料装置。

本发明一种电机筒立式数控车床的自动上下料装置是这样实现的：该一种电机筒立式数控车床的自动上下料装置包括料仓装置、机械手装置、角度检测机构和机架；所述的料仓装置包括电机一、固定板、光轴、移动板一、定位杆一和滚珠丝杆副一；所述的固定板固连在机架上；所述的电机一固连在固定板上，电机一的轴与滚珠丝杆副一中的滚珠丝杆一固连；所述的滚珠丝杆副一中的滚珠丝杆一与固定板形成一转动副，滚珠丝杆副一中的丝杆螺母一与移动板一固连；所述的移动板一安置在固定板上，并与固定板形成一移动副；所述的光轴固连在固定板上，光轴定位电机筒的内腔；所述的定位杆一固连在固定板上，定位杆一定位电机筒的凹槽；所述的机械手装置包括气缸二、气缸三、移动板二、移动板三、电机二、移动板四、滚轴丝杆副二、电机三、旋转轴、气爪和传动机构；所述的气缸二固连在机架上，气缸二的移动方向为左右方向，气缸二的移动杆与移动板二固连；所述的移动板二安置在机架上，并与机架形成一移动副；所述的气缸三固连在移动板二上，气缸三的移动方向为左右方向，气缸三的移动杆与移动板三固连；所述的移动板三安置在机架上，并与机架形成一移动副；所述的电机二固连在移动板三上，电机二的轴与滚珠丝杆副二中的滚珠丝杆二固连；所述的滚珠丝杆副二中的滚珠丝杆二与移动板三形成一转动副，滚珠丝杆副二中的丝杆螺母二与移动板四固连；所述的移动板四安置在移动板三上，并与移动板三形成一移动副；所述的电机三固连在移动板四上，电机三的轴通过传动机构与旋转轴连接；所述的旋转轴安置在移动板四上，并且旋转轴与移动板四形成一转动副；所述的气爪固连在旋转轴上；所述的角度检测机构包括检测杆和u型光电开关；所述的检测杆固连在活动板上；所述的u型光电开关固连在旋转轴上；机械手装置有三个工作位置，即起始位置、终点位置和放成品位置；在起始位置时，气缸二和气缸三都未伸出移动杆，气爪位于安放在料仓装置上的电机筒内腔的正上方，此时移动板四移动能够将气爪移动至料仓装置上的最上方的电机筒内腔内，此时气爪动作夹持住最上方的电机筒；在终点位置时，气缸二和气缸三都伸出移动杆，气爪位于卡盘上的活动板的正上方，此时只要气爪通过电机三工作调整角度，便能将气爪夹持住的电机筒定位安放在活动板上，在终点位置时，u型光电开关位于检测杆处，在u型光电开关距离检测杆一定高度时，此时旋转轴转动，u型光电开关的u型位置内的信号感应区会经过检测杆得到信号，然后再控制旋转轴转动一个确定的角度气爪夹持住的电机筒位于活动板的正上方，此时移动板四下移，然后气爪松开就能将电机筒定位安放在活动板上；在放成品位置时，气缸二未伸出移动杆和气缸三伸出移动杆，此时气爪的下方安放有成品仓，气爪松开加工好的电机筒掉入至成品仓内。

本发明的有益效果是：代替人工在立式数控车床上循环放要加工的电机筒和取电机筒成品动作。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明中加工对象电机筒的示意图。

图2是本发明的整体结构示意图。

图3是本发明中立式数控车床的结构示意图。

图4和图5是本发明中立式数控车床上活动板的示意图。

图6和图7是本发明中立式数控车床上活动板夹持电机筒的示意图。

图8至图10是本发明中料仓装置的结构示意图。

图11至图15是本发明中机械手装置的结构示意图。

图16是本发明中机械手装置在起始位置时与料仓装置的相对位置的简易结构示意图。

图17是本发明中机械手装置在终点位置时与立式数控车床的相对位置的简易结构示意图。

图中：

1：电机筒2：顶面3：凹槽4：料仓装置5：机械手装置6：立式数控车床7：成品仓8：活动板9：卡盘10：凹槽定位杆11：顶面定位杆12：检测杆13：电机一14：固定板15：光轴16：移动板一17：定位杆一18：丝杆螺母一19：滚珠丝杆一20：气缸二21：气缸三22：移动板二23：移动板三24：电机二25：移动板四26：滚珠丝杆二27：电机三28：旋转轴29：u型光电开关30：气爪31：丝杆螺母二32：主动齿轮33：从动齿轮。

具体实施方式

图2至图17是本发明一种电机筒立式数控车床的自动上下料装置的结构示意图。由图知，该一种电机筒立式数控车床的自动上下料装置包括料仓装置4、机械手装置5、角度检测机构和机架；由图8至图10知，所述的料仓装置4包括电机一13、固定板14、光轴15、移动板一16、定位杆一17和滚珠丝杆副一；所述的固定板14固连在机架上；所述的电机一13固连在固定板14上，电机一13的轴与滚珠丝杆副一中的滚珠丝杆一19固连；所述的滚珠丝杆副一中的滚珠丝杆一19与固定板14形成一转动副，滚珠丝杆副一中的丝杆螺母一18与移动板一16固连；所述的移动板一16安置在固定板14上，并与固定板14形成一移动副；所述的光轴15固连在固定板14上，光轴15定位电机筒1的内腔（如图10）；所述的定位杆一17固连在固定板14上，定位杆一17定位电机筒1的凹槽3（如图10）；由图11至图15知，所述的机械手装置5包括气缸二20、气缸三21、移动板二22、移动板三23、电机二24、移动板四25、滚轴丝杆副二、电机三27、旋转轴28、气爪30和传动机构；所述的气缸二20固连在机架上，气缸二20的移动方向为左右方向，气缸二20的移动杆与移动板二22固连；所述的移动板二22安置在机架上，并与机架形成一移动副；所述的气缸三21固连在移动板二22上，气缸三21的移动方向为左右方向，气缸三21的移动杆与移动板三23固连；所述的移动板三23安置在机架上，并与机架形成一移动副；所述的电机二24固连在移动板三23上，电机二24的轴与滚珠丝杆副二中的滚珠丝杆二26固连；所述的滚珠丝杆副二中的滚珠丝杆二26与移动板三23形成一转动副，滚珠丝杆副二中的丝杆螺母二31与移动板四25固连；所述的移动板四25安置在移动板三23上，并与移动板三23形成一移动副；所述的电机三27固连在移动板四25上，电机三27的轴通过传动机构与旋转轴28连接；所述的旋转轴28安置在移动板四25上，并且旋转轴28与移动板四25形成一转动副；所述的气爪30固连在旋转轴28上；所述的角度检测机构包括检测杆12和u型光电开关29；由图4至图7知，所述的检测杆12固连在活动板8上；所述的u型光电开关29固连在旋转轴28上；机械手装置5有三个工作位置，即起始位置、终点位置和放成品位置；在起始位置时，气缸二20和气缸三21都未伸出移动杆，气爪30位于安放在料仓装置4上的电机筒1内腔的正上方（如图16），此时移动板四25移动能够将气爪30移动至料仓装置4上的最上方的电机筒1内腔内，此时气爪30动作夹持住最上方的电机筒1；在终点位置时，气缸二20和气缸三21都伸出移动杆，气爪30位于卡盘9上的活动板8的正上方（如图17），此时只要气爪30通过电机三27工作调整角度，便能将气爪30夹持住的电机筒1定位安放在活动板8上（凹槽定位杆10约束凹槽3，顶面定位杆11约束顶面2），在终点位置时，u型光电开关29位于检测杆12处，在u型光电开关29距离检测杆12一定高度时，此时旋转轴28转动，u型光电开关29的u型位置内的信号感应区会经过检测杆12得到信号，然后再控制旋转轴28转动一个确定的角度气爪30夹持住的电机筒1位于活动板8的正上方（u型光电开关29得到信号后再旋转一定的角度，这个动作设定为防止移动板四25带动u型光电开关29下移时u型光电开关29会碰触检测杆12），此时移动板四25下移，然后气爪30松开就能将电机筒1定位安放在活动板8上（凹槽定位杆10约束凹槽3，顶面定位杆11约束顶面2）；在放成品位置时，气缸二20未伸出移动杆和气缸三21伸出移动杆，此时气爪30的下方安放有成品仓7，气爪30松开加工好的电机筒1掉入至成品仓7内。

工作时本发明一种电机筒立式数控车床的自动上下料装置中的气缸都连接好气动系统和控制器，角度检测机构中信号线也连接控制器，将一成品仓7安放在机械手装置5放成品位置时气爪30的下方，本发明分如下步骤工作：1）刚开始在起始位置时将一些要加工的电机筒1放入料仓装置4内的移动板一16上，光轴15定位电机筒1的内腔，定位杆一17定位电机筒1的凹槽3，然后开启设备。2）起始时，机械手装置5在起始位置，气缸二20和气缸三21都未伸出移动杆，气爪30位于安放在料仓装置4上的电机筒1内腔的正上方（如图16），控制电机二24转动，通过滚珠丝杠副二使移动板四25下移，带动气爪30移动至料仓装置4上的最上方的电机筒1内腔内，控制气爪30动作夹持住最上方的电机筒1；3）控制电机二24转动，通过滚珠丝杠副二使移动板四25上移，将气爪30夹持住的电机筒1移出料仓装置4，即最上方的电机筒脱离光轴15和定位杆一17；4）电机一13转动，带动移动板一16上移一个电机筒1的距离，使料仓装置4内最上面的电机筒1上移一个电机筒1的距离，达到气爪30夹持的位置；5）控制气缸二20伸出移动杆，再控制电机二24转动，通过滚珠丝杠副二使移动板四25下移一端距离（机械手装置5达到终点位置，气爪30距离卡盘9太高距离，可能气爪30与立式数控车床6中的部件有碰触），然后控制气缸三21伸出移动杆，机械手装置5达到终点位置，气爪30位于卡盘9上的活动板8的正上方（如图17）；6）控制电机三27转动，带动旋转轴28转动，u型光电开关29、气爪30及气爪30夹持住的电机筒1一起转动，当u型光电开关29的u型位置内的信号感应区会经过检测杆12得到信号，然后再控制旋转轴28转动一个确定的角度后电机三27停止转动，此时气爪30夹持住的电机筒1位于活动板8的正上方；7）控制电机二24转动，通过滚珠丝杠副二使移动板四25下移，然后气爪30松开将电机筒1定位安放在活动板8上（凹槽定位杆10约束凹槽3，顶面定位杆11约束顶面2），然后控制电机二24转动，通过滚珠丝杠副二使移动板四25上移，气爪30离开电机筒1，再控制气缸二20伸回移动杆，气爪30离开立式数控车床6；8）控制卡盘9动作，活动板8夹持住电机筒1，控制立式数控车床6工作卡盘9转动，车刀移动加工电机筒1，加工完后卡盘9停止转动，车刀返回原位；9）控制卡盘9动作，活动板8松开电机筒1，同时控制气缸二20伸出移动杆，电机二24转动，通过滚珠丝杠副二使移动板四25下移，气爪30移动至卡盘9处加工好的电机筒1内腔内，控制气爪30动作夹持住电机筒1；10）控制电机二24转动，通过滚珠丝杠副二使移动板四25上移，将气爪30夹持住的电机筒1移出活动板8，再控制气缸二20伸回移动杆，机械手装置5到达放成品位置，控制气爪30松开将电机筒1成品掉入至下方的成品仓7内；11）控制电机二24转动，通过滚珠丝杠副二使移动板四25上移至起始高度，再控制气缸三21伸回移动杆，机械手装置5返回起始位置；12）返回步骤2）重新开始工作。

上述技术方案中的立式数控车床6中的卡盘9可以为气动卡盘或者液压卡盘。

上述技术方案中机械手装置5中的传动机构为齿轮传动机构，该齿轮传动机构包括主动齿轮32和从动齿轮33，主动齿轮32固连在电机三27的转轴上，从动齿轮33固连在旋转轴28上，主动齿轮32和从动齿轮33之间齿轮啮合传动。

上述技术方案中机械手装置5中的传动机构为同步带轮传动机构，该同步带轮传动机构包括主动同步带轮、同步带和从动同步带轮，主动同步带轮固连在电机三27的转轴上，从动同步带轮固连在旋转轴28上，同步带安置在主动同步带轮和从动同步带轮上。

上述技术方案中的角度检测机构有代替的实施例。该代替的角度检测机构包括一编码器，编码器安装在立式数控车床的主轴位置，编码器的轴与立式数控车床的主轴固连，编码器用于测量主轴的角位移。

除上述实施例外，本发明还有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。