一种送料机械手的制作方法

本实用新型属于机床技术领域，涉及一种送料机械手。

背景技术：

车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。车床包括床身、主轴箱、刀具组件、夹具和尾座等，刀具组件包括刀架、进给箱和溜板箱，夹具连接在主轴箱的主轴上用于夹持工件，主轴转动带动工件旋转，刀具组件带动刀具对工件进行切削。倒立车床即倒立式车床，是众多车床中的一种，倒立车床的床身上具有一竖直设置的安装座，主轴箱安装在安装座顶部的侧面上，主轴箱中的主轴朝下设置。

为了提高机床加工的工作效率，机床上往往配置送料机械手用于辅助上下料。送料机械手主要有两种，一种是关节机器人，另一种是桁架机械手。关节机器人设置在机床的外侧，关节机器人的结构复杂成本高。桁架机械手如中国专利文献资料公开提出的一种桁架式机械手加工单元[申请号：cn201620116497.8；公告号：cn205521378u]：包括桁架x轴组件、机械手组件和桁架支架，桁架x轴组件包括桁架x轴线轨、桁架x轴齿条、桁架x轴滑板与桁架x轴电机，桁架x轴线轨固定于桁架支架的顶端，机械手组件包括y轴组件与z轴组件。桁架x轴电机与z轴组件分别位于桁架x轴滑板的两侧，而z轴组件重量显然大于桁架x轴电机，因此桁架x轴滑板上安装有z轴组件的一侧受到一个向下的转矩，而桁架x轴电机转轴上的齿轮与桁架x轴齿条的下表面啮合连接，这样会导致桁架x轴齿条与桁架x轴电机转轴上的齿轮之间受到一个由转矩引起的作用力，该作用力会使桁架x轴齿条与齿轮之间的阻力变大，导致桁架x轴齿条与齿轮之间更快地产生较大的磨损，影响桁架x轴齿条与齿轮的运动精度和使用寿命，同时还会导致桁架x轴电机负载变大，影响桁架x轴电机的使用寿命，从而影响桁架机械手的使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种送料机械手，解决了现有的桁架机械手中使用寿命不足的技术问题。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种送料机械手，包括支撑架，所述支撑架上固定有横梁，所述横梁上安装有能够左右滑动的横向滑座，所述横向滑座上安装有能够上下滑动的竖向滑座，所述竖向滑座上连接有手爪，其特征在于，所述横梁的上表面上固定有沿左右方向设置的上侧线轨和齿条，所述齿条位于上侧线轨的前方并与上侧线轨平行设置，所述横梁的前侧面上固定有与上侧线轨平行的前侧线轨，所述横向滑座包括设置在横梁上方的水平板，所述水平板的前端固定有位于横梁前方的竖直板，所述水平板的下表面上固定有与上侧线轨嵌套滑动配合的上侧滑块，所述竖直板的后侧面上固定有与前侧线轨嵌套滑动配合的前侧滑块，所述竖向滑座安装在竖直板的前侧面上，所述水平板的上表面固定有横向电机，所述横向电机的转轴向下穿过水平板并固定连接有齿轮，所述齿轮位于齿条的前方且齿轮的外侧面与齿条的前侧面啮合，所述水平板的下表面上还连接有可转动的毛毡润滑轮，所述毛毡润滑轮位于齿条的前方且毛毡润滑轮的外侧面与齿条的前侧面啮合。

水平板的前端连接有竖直板、竖向滑座和手爪，水平板的上表面上固定有横向电机，在重力作用下，横向滑座的前端受到一个向下的转矩，使横向滑座的前端具有向横梁偏转的趋势。由于横梁的前侧面上设置有前侧线轨，竖直板的后侧面上具有与前侧线轨嵌套滑动配合的前侧滑块，同时横梁的上表面上设置有上侧滑块，水平板的下表面上具有与上侧线轨嵌套滑动配合的上侧滑块，前侧线轨对横向滑座产生向前的支持力，减少了上侧线轨后侧面上受到的拉力，上侧线轨对横向滑座产生向上的支持力，减少了前侧线轨受到的向下压力，上侧线轨和前侧线轨的设置使受力分散，从而使横向滑座能够更稳定的在横梁上滑动，同时有利于保证前侧线轨和前侧滑块以及上侧线轨和上侧滑块的使用寿命。而且齿轮和毛毡润滑轮位于齿条的前侧，转矩产生的作用力不会作用在齿轮和毛毡润滑轮上，保证了齿轮与毛毡润滑轮在设计的阻力下转动，保证了齿轮和齿条的使用寿命，而且毛毡润滑轮能够对齿条进行润滑，从而减少齿条与齿轮之间的摩擦磨损，也能够提高齿条和齿轮的使用寿命。因此，与现有的桁架机械手相比，本送料机械手的使用寿命长。

在上述的送料机械手中，所述竖直板的后侧面上具有沿左右方向设置的呈条状的定位槽一和定位槽二，所述定位槽一和定位槽二平行设置，且定位槽一位于定位槽二的上方，所述水平板的前端嵌入到定位槽一内并固定，所述前侧滑块嵌入到定位槽二内并固定，所述水平板的下表面上具有沿左右方向设置的呈条状的定位槽三，所述定位槽三与定位槽二平行设置，所述上侧滑块嵌入到定位槽三中并固定。

通过定位槽一和定位槽二对水平板和前侧滑块进行定位安装，通过定位槽三对上侧滑块进行定位安装，从而使水平板与竖直板的定位准确，同时使前侧滑块与上侧滑块的定位准确，从而保证受力分散，避免前侧线轨和前侧滑块以及上侧线轨和上侧滑块之间产生集中阻力，保证前侧线轨和前侧滑块以及上侧线轨和上侧滑块的使用寿命。

在上述的送料机械手中，所述横梁的上表面上具有沿左右方向设置的呈条状的定位槽四和定位槽五，所述横梁的前侧面上具有沿左右方向设置的呈条状的定位槽六，所述定位槽四、定位槽五和定位槽六平行设置，所述上侧线轨嵌入定位槽四内并固定，所述齿条嵌入到定位槽五内并固定，所述前侧线轨嵌入到定位槽六内并固定，所述水平板的上表面上设置有呈矩形的定位槽七，所述横向电机嵌入到定位槽七内并固定。

通过定位槽四和定位槽六对上侧线轨和前侧线轨进行定位安装，前侧线轨与上侧线轨的定位准确，从而保证受力分散，避免前侧线轨和前侧滑块以及上侧线轨和上侧滑块之间产生集中阻力，保证前侧线轨和前侧滑块以及上侧线轨和上侧滑块的使用寿命。通过定位槽五和定位槽七对齿条和横向电机进行定位，使齿条和横向电机定位准确，保证齿条与齿轮之间的位置合适，避免齿条和齿轮之间因齿间距过小而产生较大的卡滞力，保证了齿条和齿轮的使用寿命。

在上述的送料机械手中，所述水平板的上表面与竖直板的后侧面之间固定有加强座，所述加强座包括与水平板上表面固定连接的水平固定板以及与竖直板的后侧面固定连接的竖直固定板，所述水平固定板与竖直固定板之间一体连接有加强筋板。通过加强座能够提高水平板和竖直板之间的结构强度，从而保证横向滑座结构的稳定性，同时也保证了横向滑座的使用寿命，有利于保证送料机械手的使用寿命。

在上述的送料机械手中，所述竖直板的前侧面上固定有导向座，所述导向座内具有沿上下方向设置的滑动腔，所述滑动腔中安装有滑动配合的导向滑块，所述导向座的左右两侧设置有滑动槽，所述导向滑块的两侧从滑动槽伸出并与竖向滑座的后侧面固定连接，所述手爪固定连接在竖向滑座的前侧面上并向前伸出。

可以将本送料机械手安装到倒立车床中，横梁位于安装座的外侧并位于床身的上方，横梁的前侧面对着车床安装座上的主轴箱，由于手爪向前伸出安装，手爪能够移动到主轴的正下方。手爪固定在竖向滑座的前侧面上，导向滑块固定在竖向滑座的后侧面上，导向滑块在导向座的滑动腔中滑动，则竖向滑座和手爪随导向滑块上下升降；横向滑座在横梁上左右滑动，固定在横向滑座上的导向座随横向滑座运动，则竖向滑座和手爪左右运动。工作时，手爪抓取待加工工件，然后横向滑座在横梁上滑动使手爪靠近主轴箱直到手爪位于主轴的正下方，然后手爪向上移动使工件被主轴上的夹具夹持，手爪放开工件后向下移动脱离工件，之后横向滑座滑动使手爪远离主轴箱，倒立车床对工件进行加工。

现有的桁架机械手均是在机床的顶部运行，而倒立车床中主轴箱通过安装座设置在车床的顶部，倒立车床的床身结构导致和它搭配的桁架机械手需要做的很高，导致桁架机械手的竖直方向上的行程很大，使得辅助上下料的时间长，且导致竖直方向上的悬臂过长，容易引起精度不足。本送料机械手装配到倒立车床上时，横梁位于主轴箱安装座的外侧，送料机械手竖直方向上的行程减少，从而能够缩减上下料的时间，提高加工效率，同时导向座的长度可相应减短，能够保证运动精度。

在上述的送料机械手中，所述竖向滑座的前侧面上固定有旋转气缸，所述旋转气缸的旋转轴朝前设置，所述手爪固定连接在旋转气缸的旋转轴上。旋转气缸能够实现手爪的转动，从而实现工件的掉头，增加了送料机械手的使用范围。

在上述的送料机械手中，所述导向座的后侧面大部分或者全部贴靠在竖直板的前侧面上。导向座的后侧面大部分贴靠在竖直板的前侧面上是指导向座的后侧面90％以上的面积贴靠在竖直板的前侧面上。导向座大部分或者全部通过竖直板进行支撑定位，保证导向座在竖直板上安装的稳定性，有利于保证送料机械手运动的稳定性。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

横梁的上表面与水平板之间通过上侧线轨和上侧滑块连接，横梁的前侧面与竖直板之间通过前侧线轨和前侧滑块连接，齿条固定在横梁的上表面上，横向电机固定在水平板的上表面上，且横向电机转轴上与齿条啮合的齿轮位于齿条的前方，水平板的下表面上还设置有与齿条啮合且位于齿条的前方的毛毡润滑轮，提高了齿轮和齿条的使用寿命，从而提高了送料机械手的使用寿命。通过定位槽一定位水平板和竖直板，通过定位槽二和定位槽三定位前侧滑块和上侧滑块，通过定位槽四和定位槽六定位上侧线轨和前侧线轨，通过定位槽五和定位槽七定位齿条和横向电机，使水平板和竖直板、前侧滑块和上侧滑块、侧线轨和前侧线轨、定位齿条和横向电机定位准确，使送料机械手运行稳定并保证了使用寿命。加强座提高了横向滑座的结构强度，使送料机械手运行稳定。

附图说明

图1是本送料机械手的立体图；

图2是本送料机械手中横向滑座处的剖视图；

图3是本送料机械手中导向座处的剖视图；

图4是本送料机械手中横向滑座的立体图一；

图5是本送料机械手中横向滑座的立体图二；

图6是本送料机械手中横梁的立体图；

图7是本送料机械手中齿轮和毛毡润滑轮的位置关系图。

图中，1、支撑架；2、横梁；2a、定位槽四；2b、定位槽五；2c、定位槽六；3、横向滑座；3a、水平板；3a1、定位槽三；3a2、定位槽七；3b、竖直板；3b1、定位槽一；3b2、定位槽二；3b3、条形嵌槽；4、竖向滑座；5、手爪；6、上侧线轨；7、齿条；8、前侧线轨；9、上侧滑块；10、前侧滑块；11、加强座；11a、水平固定板；11b、竖直固定板；11c、加强筋板；12、横向电机；13、齿轮；14、毛毡润滑轮；15、导向座；15a、滑动腔；15b、滑动槽；16、导向滑块；17、丝杠；18、竖向电机；19、旋转气缸。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例一

如图1-图7所示，一种送料机械手，包括支撑架1，支撑架1上固定有横梁2，横梁2上安装有能够左右滑动的横向滑座3，横向滑座3上安装有能够上下滑动的竖向滑座4，竖向滑座4上连接有手爪5，手爪5可以为气动手爪或者电动手爪。支撑架1包括两根竖直设置的固定柱，横梁2的两端分别固定在两根固定柱的顶端上。

横梁2的上表面上固定有沿左右方向设置的上侧线轨6和齿条7，齿条7位于上侧线轨6的前方并与上侧线轨6平行设置，横梁2的前侧面上固定有与上侧线轨6平行的前侧线轨8。横梁2的上表面上具有沿左右方向设置的呈条状的定位槽四2a和定位槽五2b，横梁2的前侧面上具有沿左右方向设置的呈条状的定位槽六2c，定位槽四2a、定位槽五2b和定位槽六2c平行设置，上侧线轨6嵌入定位槽四2a内并固定，齿条7嵌入到定位槽五2b内并固定，前侧线轨8嵌入到定位槽六2c内并固定。

横向滑座3包括设置在横梁2上方的水平板3a，水平板3a的前端固定有位于横梁2前方的竖直板3b。水平板3a的上表面与竖直板3b的后侧面之间固定有加强座11，加强座11有两个并分别位于水平板3a的左右两端。加强座11包括与水平板3a上表面固定连接的水平固定板11a以及与竖直板3b的后侧面固定连接的竖直固定板11b，水平固定板11a与竖直固定板11b之间一体连接有加强筋板11c。水平板3a的下表面上固定有与上侧线轨6嵌套滑动配合的上侧滑块9，竖直板3b的后侧面上固定有与前侧线轨8嵌套滑动配合的前侧滑块10。上侧滑块9的下表面上设置有滑槽一，滑槽一前后两侧的槽壁面上均设置有定位嵌槽一，上侧线轨6前后两侧的侧面上设置有与定位嵌槽一对应的定位凸条一，上侧滑块9套装在上侧线轨6上，上侧线轨6嵌入到滑槽一内，定位凸条一嵌入到定位嵌槽一内。前侧滑块10的后侧面上设置有滑槽二，滑槽二上下两侧的槽壁面上均设置有定位嵌槽二，前侧线轨8上下两侧的侧面上设置有与定位嵌槽二对应的定位凸条二，前侧滑块10套装在前侧线轨8上，前侧线轨8嵌入到滑槽二内，定位凸条二嵌入到定位嵌槽二内。竖直板3b的后侧面上具有沿左右方向设置的呈条状的定位槽一3b1和定位槽二3b2，定位槽一3b1和定位槽二3b2平行设置，且定位槽一3b1位于定位槽二3b2的上方。水平板3a的前端嵌入到定位槽一3b1内并固定，前侧滑块10嵌入到定位槽二3b2内并固定，前侧滑块10有两个并分别位于定位槽二3b2的左右两端。水平板3a的下表面上具有沿左右方向设置的呈条状的定位槽三3a1，定位槽三3a1与定位槽二3b2平行设置，上侧滑块9嵌入到定位槽三3a1中并固定，上侧滑块9有两个并分别位于定位槽三3a1的左右两端。水平板3a的上表面固定有横向电机12，水平板3a的上表面上设置有呈矩形的定位槽七3a2，横向电机12嵌入到定位槽七3a2内并固定。横向电机12的转轴向下穿过水平板3a并固定连接有齿轮13，齿轮13位于齿条7的前方且齿轮13的外侧面与齿条7的前侧面啮合。水平板3a的下表面上还连接有可转动的毛毡润滑轮14，毛毡润滑轮14位于齿条7的前方且毛毡润滑轮14的外侧面与齿条7的前侧面啮合。水平板3a的下表面上固定有中心轴，中心轴上固定有轴承，毛毡润滑轮14套装并固定在轴承上。毛毡润滑轮14上能够储存润滑油，在毛毡润滑轮14与齿条7接触的过程中，润滑油会粘附到齿条7上，从而对齿条7和齿轮13进行润滑。

竖直板3b的前侧面上固定有导向座15，竖向滑座4位于导向座15的前方。竖直板3b的前侧面上设置有条形嵌槽3b3，导向座15安装固定在条形嵌槽3b3内，且导向座15的后侧面贴靠在条形嵌槽3b3的底面上。导向座15的后侧面大部分贴靠在条形嵌槽3b3的底面上，即导向座15的后侧面90％以上的面积贴靠在条形嵌槽3b3的底面上，或者导向座15的后侧面全部贴靠在条形嵌槽3b3的底面上。条形嵌槽3b3对导向座15的安装进行定位，保证导向座15与竖直板3b定位的准确性。导向座15内具有沿上下方向设置的滑动腔15a，滑动腔15a中安装有滑动配合的导向滑块16，导向滑块16的后侧面贴靠在滑动腔15a的腔壁面上。导向座15的上下两端设置有连接座，连接座上穿设有丝杠17，导向滑块16套装在丝杠17上并形成螺纹连接，丝杠17的上端连接有竖向电机18，竖向电机18驱动丝杠17转动，从而使导向滑块16在导向座15中上下滑动。导向座15的左右两侧开设有滑动槽15b，导向滑块16的两侧从滑动槽15b伸出并与竖向滑座4的后侧面固定连接。竖向滑座4上的前侧面上固定有旋转气缸19，旋转气缸19的旋转轴朝前设置，手爪5固定连接在旋转气缸19的旋转轴上并向前伸出。

可以将本送料机械手安装到倒立车床中，横梁2位于安装座的外侧并位于床身的上方，横梁2的前侧面对着车床安装座上的主轴箱，由于手爪5向前伸出安装，手爪5能够移动到主轴的正下方。手爪5和导向滑块16均固定在竖向滑座4上，导向块在导向座15的滑动腔15a中滑动，则竖向滑座4和手爪5随导向块上下升降；横向滑座3在横梁2上左右滑动，固定在横向滑座3上的导向座15随横向滑座3运动，则竖向滑座4和手爪5左右运动。工作时，手爪5抓取待加工工件，然后横向滑座3在横梁2上滑动使手爪5靠近主轴箱直到手爪5位于主轴的正下方，然后手爪5向上移动使工件被主轴上的夹具夹持，手爪5放开工件后向下移动脱离工件，之后横向滑座3滑动使手爪5远离主轴箱，倒立车对工件进行加工。下料时，横向滑座3在横梁2上滑动使手爪5靠近主轴箱直到手爪5位于工件的正下方，然后手爪5向上移动使工件进入到手爪5的手指之间，手爪5握住工件后手爪5向下运动使工件脱离主轴夹具，之后横向滑座3滑动使手爪5远离主轴箱，手爪5到达下料位置后放松工件进行下料。

现有的桁架机械手均是在机床的顶部运行，而倒立车床中主轴箱通过安装座设置在车床的顶部，倒立车床的床身结构导致和它搭配的桁架机械手需要做的很高，导致桁架机械手的竖直方向上的行程很大，使得辅助上下料的时间长，且导致竖直方向上的悬臂过长，容易引起精度不足。本送料机械手装配到倒立车床上时，横梁2位于主轴箱安装座的外侧，送料机械手竖直方向上的行程减少，从而能够缩减上下料的时间，提高加工效率，同时导向座15的长度可相应减短，能够保证运动精度。

在重力作用下，横向滑座3的前端受到一个向下的转矩，使横向滑座3的前端具有向横梁2偏转的趋势。由于横梁2的前侧面上设置有前侧线轨8，前侧线轨8对横向滑座3产生向前的支持力，减少了上侧线轨6后侧面上受到的拉力，同时上侧线轨6对横向滑座3产生向上的支持力，减少了前侧线轨8受到的向下压力，使上侧线轨6和前侧线轨8的设置使受力分散，从而使横向滑座3能够更稳定的在横梁2上滑动，同时有利于保证前侧线轨8和前侧滑块10以及上侧线轨6和上侧滑块9的使用寿命。而且齿轮13和毛毡润滑轮14位于齿条7的前侧，转矩产生的作用力不会作用在齿轮13和毛毡润滑轮14上，保证了齿轮13与毛毡润滑轮14在设计的阻力下转动，保证了齿轮13和齿条7的使用寿命，而且毛毡润滑轮14能够对齿条7进行润滑，从而减少齿条7与齿轮13之间的摩擦磨损，能够提高齿条7和齿轮13的使用寿命。因此，与现有的桁架机械手相比，本送料机械手的使用寿命长。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。