一种数控机床装夹机械手执行机构的制作方法

本发明涉及一种数控机床装夹机械手执行机构，属于机械技术领域。

背景技术：

近年来，随着经济全球化的快速发展，现代工业逐渐朝着自动化方向发展。现代工业的机械手代替人工完成产品的加工，极大地提高了生产率，解放了的大量的劳动力，且可以在对人的身体危害极大的恶劣的工作环境下工作，如高温、高腐蚀性、辐射等。因此，现代工业向机械化、自动化发展，机械手的应用必不可少。

目前，自由度数多少是评判机械手技术水平的标准之一。自由度数越多，也就越接近人手的自由度数，因而可以完成更加复杂的动作，应用范围也就越广，但是技术难度也会相应的增加，机械手本身的造价变高，维修也会变得困难。自由度数太少，通用性差，使用的地方少，但技术难度小，成本低。所以需根据实际情况设计出装夹机械手的执行机构。

技术实现要素：

本发明为了解决现有机械手自由度和成本不能兼顾的问题，提供了一种成本低、结构简单、自由度数多的机械手。

本发明为了解决上述问题，所采取的技术方案为：一种数控机床装夹机械手执行机构，包括底座、置于底座上的腰部机身、与腰部机身铰接的臂部机构和用于抓取工件的夹紧机构，所述臂部机构通过腕部机构连接所述夹紧机构，所述腰部机身通过摆动油缸安装于所述底座上，所述腰部机身和所述臂部机构之间连接有第一作动液压缸，所述第一作动液压缸用于改变所述臂部机构与所述腰部机身的夹角，所述腕部机构安装于所述臂部机构远离腰部机身的一端，所述腕部机构铰接连接所述夹紧机构；所述臂部机构与所述夹紧机构之间还设有用于调节夹紧机构角度的调节机构，所述调节机构包括第二作动液压缸、曲柄和连杆，所述曲柄一端转动连接与所述臂部机构一端连接所述第二作动液压缸活塞端，所述连杆一端连接曲柄一端连接所述夹紧机构。

进一步的，所述夹紧机构包括用于夹持的手部和驱动所述手部夹紧与松开的夹紧缸。

进一步的，所述臂部机构包括与所述腰部机构铰接的大臂和连接所述腕部机构的小臂，所述大臂和所述小臂铰接连接，所述大臂和所述小臂之间设有第三作动液压缸，所述第三作动液压缸用于改变所述大臂和所述小臂之间夹角。

进一步的，所述曲柄通过转轴连接与所述小臂上，所述连杆与所述曲柄铰接连接，所述连杆连接与所述曲柄远离小臂一端。

进一步的，所述第一作动液压缸一端连接所述腰部机身另一端连接所述大臂，连接所述大臂的一端为所述第一作动液压缸的活塞端。

进一步的，所述第三作动液压缸一端连接所述大臂另一端连接所述小臂，连接所述小臂的一端为所述第三作动液压缸的活塞端。

本发明所产生的有益效果包括：发明的一种数控机床装夹机械手执行机构，所述装夹机械手以笛卡尔坐标系为参照系，通过合理的结构设计，实现了腕部绕X轴摆动，大臂绕X轴摆动，小臂绕 X轴摆动，腰部机身的转动四个自由度。所述执行机构能实现工件夹紧，移动，装卸。本发明有效的解决了所述装夹机械手自由度不合理的问题，确定了其工作过程，达到了机构简单、整体结构紧凑，经济适用等特点。

附图说明

图1为本发明结构示意图

图2为本发明的手部结构示意图；

图3为本发明的手腕部连接结构的示意图；

图4为本发明的臂部机构连接结构示意图；

图5为本发明的腰身机构与臂部机构连接示意图；

图中1、底座，2、摆动油缸，3、腰部机身，4、第一作动液压缸，5、大臂，6、第三作动液压缸，7、第二作动液压缸，8、小臂，9、腕部机构，10、夹紧缸，11、手部，12、转轴，13、连杆，14、曲柄，15、夹紧缸活塞，16、双头螺柱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的解释说明，但应当理解为本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图1所示，本发明涉及一种数控机床装夹机械手执行机构，包括底座1、置于底座1上的腰部机身3、与腰部机身3铰接的臂部机构和用于抓取工件的夹紧机构，所述臂部机构通过腕部机构9连接所述夹紧机构，所述腰部机身3通过摆动油缸2安装于所述底座1上，所述腰部机身3和所述臂部机构之间连接有第一作动液压缸4，所述第一作动液压缸4用于改变所述臂部机构与所述腰部机身3的夹角，所述腕部机构9安装于所述臂部机构远离腰部机身3的一端，所述腕部机构9铰接连接所述夹紧机构；所述臂部机构与所述夹紧机构之间还设有用于调节夹紧机构角度的调节机构，所述调节机构包括第二作动液压缸7、曲柄14和连杆13，所述曲柄14一端转动连接与所述臂部机构一端连接所述第二作动液压缸7活塞端，所述连杆13一端连接曲柄14一端连接所述夹紧机构。所述夹紧机构包括用于夹持的手部11和驱动所述手部11夹紧与松开的夹紧缸10，夹紧缸活塞15连接手部11，手部11直接与工件接触。

如图2所示，本发明的夹紧机构采用连杆13杠杆式结构。

如图3所示，本发明的腕部机构9采用远程驱动方式，与连杆13、曲柄14组成简单的四杆机构。所述的腕部9采用远程驱动，以笛卡尔坐标系为参照，利用摆动油缸2保证所述的腕部9绕Z轴转动，利用第二液压缸7保证所述的腕部9绕X轴转动，从而实现偏转、俯仰两个自由度。小臂8上的第二作动液压缸7为曲柄14提供动力。通过活塞杆的伸缩运动使手部11结构进行左右摆动，使手部11在抓取工件和放置工件时保持垂直向下的位置。

如图1、4所示，本发明所述的所述臂部机构包括与所述腰部机构铰接的大臂5和连接所述腕部机构9的小臂8，所述大臂5和所述小臂8铰接连接，所述大臂5和所述小臂8之间设有第三作动液压缸6，所述第三作动液压缸6用于改变所述大臂5和所述小臂8之间夹角。大臂5进行大范围的空间移动，从而改变小臂8、夹紧机构和腕部机构9的位置，小臂8进行小范围的空间移动即在大臂5运动的基础之上进行相对来说微小的位置调整。所述的大臂5的一端和机身通过双头螺柱16进行铰接，右端和小臂8铰接。通过腰部机身3上的第一作动液压缸4直接驱动大臂5进行俯仰运动，第一作动液压缸4为双作用液压缸。所述的小臂8的一端与大臂5铰接，另一端与腕部铰接，第二作动液压缸7安装于小臂8上，用于驱动腕部结构，小臂8上设有小孔和穿插在小孔内的转轴12，通过转轴12转动连接曲柄14。小臂8的运动由大臂5上的第三作动液压缸6控制，随着第三作动液压缸6的伸缩而进行左右摆动，在大臂5的基础之上进一步调整位置精度。

如图5所示，本发明所述的腰部机身3直接与大臂5相连接，驱动臂部机构运动的驱动器都安装在腰部机身3上，所述腰部机身3的通过摆动油缸2连接在底座1上。利用所述的摆动油缸2使所述执行机构在工作过程中腰部机身3有较小角度的转动。所述的腰部运动为回转运动。

需要说明的是，在本文中，诸如一和二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应该本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。