一种自动化车床的机械手臂行程限位系统及限位方法与流程

1.本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种自动化车床的机械手臂行程限位系统及限位方法。


背景技术：

2.在使用传统的车床对电机端盖的加工过程中，需要手动进行上料，然后通过车床对其进行加工，这种传统加工模式的工作效率低，且费事费力，因此开发了一种自动化车床，机械手臂在行走支架上行程移动，利用自动化抓取装置对需加工件进行抓取并移动从而完成上料工作，机械手臂在行走支架上行走时需要使用限位装置对其行程进行限位，而现有的行程限位装置安全性能低，限位构件一旦失灵，将存在很大的安全隐患，机械手臂不停的移动会对工件以及车床造成损坏。


技术实现要素：

3.为解决现有技术的不足，本发明的目的提供一种自动化车床的机械手臂行程限位系统及限位方法。
4.为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下。
5.一种自动化车床的机械手臂行程限位系统及限位方法，其包括：
6.安装板、齿条一、滑轨、支撑板、支板一、电机一、齿轮一、夹持机构、报警器，安装板竖直固定设置于车床的顶部，报警器安装于安装板上，齿条一、滑轨水平固定设置于安装板的板面上，滑轨处于齿条一的下方，支撑板水平设置于安装板的一侧，支撑板呈水平布置，支撑板与滑轨构成滑动导向配合，支板一设置于支撑板的顶部，电机一安装于支板一上，电机一的输出轴竖直向下，齿轮一同轴固定套设于电机一的输出轴端，齿轮一与齿条一啮合，夹持机构设置于支撑板上，支撑板上设置有用于对支撑板进行行程限位的阻碍机构，安装板的板面上设置有监测机构，监测机构靠近安装板长度方向的一端，监测机构包括距离传感器。
7.作为本技术方案的进一步改进，阻碍机构包括齿条二、阻碍组件，齿条二水平固定设置于支撑板的板面上，齿条二处于齿条一的上方，齿条二的端部靠近距离传感器，阻碍组件包括安装壳体、转轴、齿轮二、连接环、标记号、图像传感器、套环、离心伸缩杆，安装壳体固定设置于支板一的一侧，连接环固定设置于安装壳体的上方，转轴与安装壳体之间转动连接，转轴的顶部穿过安装壳体的顶部板面并处于连接环内，转轴与连接环同轴布置，齿轮二同轴固定套设于转轴上，支撑板行进过程中，齿轮二能够与齿条二啮合，套环同轴固定套设于转轴上，离心伸缩杆的一端与套环的环面铰接、另一端靠近连接环的内壁，离心伸缩杆设置有多个并且均匀环绕于套环的环面上。
8.作为本技术方案的进一步改进，支撑板的板面上开设有安装槽，安装槽内水平固定设置有导向杆，导向杆设置有两个且呈平行布置，导向杆上套设有安装座，安装座呈水平布置，导向杆上套设有弹簧一，弹簧一的端部与安装座的壁部接触，夹持机构设置于安装座
上，夹持机构包括夹持组件、升降组件，夹持组件处于升降组件的底部，升降组件包括支板二、电机二、丝杆、导柱一、导套一、导套二，支板二设置于安装座的顶部，电机二安装于支板二上，电机二的输出轴竖直向下，导套一、导套二竖直设置于夹持组件的顶部，丝杆的一端与电机二的输出轴端同轴固定连接、另一端伸入至导套一内，导柱一平行设置于丝杆的一侧，导柱一的底部伸入至导套二内。
9.作为本技术方案的进一步改进，升降组件的一侧设置有清理组件，清理组件包括排风罩、连通管、吹风管、进风管、锥齿轮一、连接轴、锥齿轮二、锥齿轮三、支板三、扇叶、锥齿轮四，所述的排风罩固定设置于夹持组件的一侧，进风管竖直设置于支板二的一侧，进风管的底部与排风罩之间通过连通管连通，连接轴的一端与进风管的内壁转动连接、另一端穿过进风管的壁部且与锥齿轮三同轴固定连接，锥齿轮一同轴固定套设于电机二的输出轴端，锥齿轮一与锥齿轮三啮合，锥齿轮二同轴固定套设于连接轴上，支板三水平固定设置于进风管内，扇叶转动安装于支板三上，扇叶的吹风方向朝下，锥齿轮四同轴固定套设于扇叶的中心轴端，锥齿轮四与锥齿轮二啮合，吹风管的一端与连通管连通、另一端靠近距离传感器。
10.作为本技术方案的进一步改进，支撑板的板面上设置有限位组件，限位组件包括支板四、限位块一、限位块二、导柱二、卡块、电磁铁，支板四竖直设置于支撑板的板面上，限位块一、限位块二固定设置于安装座的板面上，卡块卡于限位块一、限位块二之间，卡块的端部与导柱二的一端固定连接，导柱二的另一端穿过支板四的板面且设置有外置台阶，导柱二上套设有弹簧二，弹簧二的一端与卡块接触、另一端与支板四的板面接触，电磁铁设置于支板四的板面上，卡块为衔铁制得。
11.作为本技术方案的进一步改进，转轴的圆周上设置有标记号，安装壳体上设置有图像传感器，图像传感器朝向转轴的圆周。
12.作为本技术方案的进一步改进，监测机构还包括支板五、支板六、导柱三，支板五固定设置于安装板的板面上，支板六处于支板五的一侧，导柱三的一端与支板六固定连接、另一端穿过支板五的板面且设置有外置台阶，导柱三设置有两个且呈平行布置，导柱三上套设有弹簧三，弹簧三的一端与支板六接触、另一端与支板五接触，距离传感器设置于支板六上。
13.本发明与现有技术相比，取得的进步以及优点在于本发明使用过程中，夹持机构对工件进行夹持后，若齿轮一发生制动失灵，支撑板靠近距离传感器，接着距离传感器将监测信号传递至控制器，并使报警器报警，支撑板行进过程中，若齿轮一发生制动失灵，能够对支撑板进行减缓制动，风经连通管、排风罩排出时能够对夹持的工件表面的灰尘进行吹风清理，风经吹风管流通时能够对距离传感器的端部的灰尘进行吹风清理，保证距离传感器的监测效果，支撑板进入降速状态时，安装座沿着导向杆移动，从而避免夹持组件上的夹板受工件的惯性作用而受损。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他
的附图。
15.图1为本发明的整体结构示意图。
16.图2为本发明的夹持机构安装示意图。
17.图3为本发明的监测机构示意图。
18.图4为本发明的阻碍机构示意图。
19.图5为本发明的离心伸缩杆安装示意图。
20.图6为本发明的夹持组件、升降组件、清理组件配合示意图。
21.图7为本发明的升降组件示意图。
22.图8为本发明的清理组件示意图。
23.图9为本发明的限位组件示意图。
24.图中标示为：
25.10、安装板；110、齿条一；120、滑轨；130、支撑板；131、支板一；132、电机一；133、齿轮一；134、安装槽；135、安装座；136、导向杆；
26.20、夹持机构；210、夹持组件；220、升降组件；221、支板二；222、电机二；223、丝杆；224、导柱一；225、导套一；226、导套二；230、清理组件；231、排风罩；232、连通管；233、吹风管；234、进风管；235、锥齿轮一；236、连接轴；237、锥齿轮二；238、锥齿轮三；239、支板三；240、扇叶；241、锥齿轮四；250、限位组件；251、支板四；252、限位块一；253、限位块二；254、导柱二；255、卡块；256、电磁铁；
27.30、阻碍机构；310、齿条二；320、阻碍组件；321、安装壳体；322、转轴；323、齿轮二；324、连接环；325、标记号；326、图像传感器；327、套环；328、离心伸缩杆；
28.40、监测机构；410、支板五；420、支板六；430、导柱三；440、距离传感器。
具体实施方式
29.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
30.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
31.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
32.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.如图1-9所示，一种自动化车床的机械手臂行程限位系统及限位方法，其包括：
34.安装板10、齿条一110、滑轨120、支撑板130、支板一131、电机一132、齿轮一133、夹持机构20、报警器，安装板10竖直固定设置于车床的顶部，报警器安装于安装板10上，齿条一110、滑轨120水平固定设置于安装板10的板面上，滑轨120处于齿条一110的下方，支撑板130水平设置于安装板10的一侧，支撑板130呈水平布置，支撑板130与滑轨120构成滑动导向配合，支板一131设置于支撑板130的顶部，电机一132安装于支板一131上，电机一132的输出轴竖直向下，齿轮一133同轴固定套设于电机一132的输出轴端，齿轮一133与齿条一110啮合，夹持机构20设置于支撑板130上，支撑板130上设置有用于对支撑板130进行行程限位的阻碍机构30，安装板10的板面上设置有监测机构40，监测机构40靠近安装板10长度方向的一端，监测机构40包括距离传感器440，夹持机构20对工件进行夹持后，若齿轮一133发生制动失灵，支撑板130靠近距离传感器440，接着距离传感器440将监测信号传递至控制器，并使报警器报警。
35.更为具体的，阻碍机构30包括齿条二310、阻碍组件320，齿条二310水平固定设置于支撑板130的板面上，齿条二310处于齿条一110的上方，齿条二310的端部靠近距离传感器440，阻碍组件320包括安装壳体321、转轴322、齿轮二323、连接环324、标记号325、图像传感器326、套环327、离心伸缩杆328，安装壳体321固定设置于支板一131的一侧，连接环324固定设置于安装壳体321的上方，转轴322与安装壳体321之间转动连接，转轴322的顶部穿过安装壳体321的顶部板面并处于连接环324内，转轴322与连接环324同轴布置，齿轮二323同轴固定套设于转轴322上，支撑板130行进过程中，齿轮二323能够与齿条二310啮合，套环327同轴固定套设于转轴322上，离心伸缩杆328的一端与套环327的环面铰接、另一端靠近连接环324的内壁，离心伸缩杆328设置有多个并且均匀环绕于套环327的环面上，支撑板130行进过程中，齿轮二323与齿条二310啮合，接着齿轮二323转动，从而带动转轴322转动，接着带动套环327转动，从而带动离心伸缩杆328伸展，接着离心伸缩杆328的端部与连接环324的内环面抵触，从而减缓转轴322的转速，从而减缓支撑板130的行进速度。
36.如图6-9所示，支撑板130的板面上开设有安装槽134，安装槽134内水平固定设置有导向杆136，导向杆136设置有两个且呈平行布置，导向杆136上套设有安装座135，安装座135呈水平布置，导向杆136上套设有弹簧一，弹簧一的端部与安装座135的壁部接触，夹持机构20设置于安装座135上，夹持机构20包括夹持组件210、升降组件220，夹持组件210处于升降组件220的底部，升降组件220包括支板二221、电机二222、丝杆223、导柱一224、导套一225、导套二226，支板二221设置于安装座135的顶部，电机二222安装于支板二221上，电机二222的输出轴竖直向下，导套一225、导套二226竖直设置于夹持组件210的顶部，丝杆223的一端与电机二222的输出轴端同轴固定连接、另一端伸入至导套一225内，导柱一224平行设置于丝杆223的一侧，导柱一224的底部伸入至导套二226内，电机二222能够驱动夹持组件210上下移动，从而便于对工件进行夹持抬升。
37.更为具体的，升降组件220的一侧设置有清理组件230，清理组件230包括排风罩231、连通管232、吹风管233、进风管234、锥齿轮一235、连接轴236、锥齿轮二237、锥齿轮三238、支板三239、扇叶240、锥齿轮四241，所述的排风罩231固定设置于夹持组件210的一侧，进风管234竖直设置于支板二221的一侧，进风管234的底部与排风罩231之间通过连通管232连通，连接轴236的一端与进风管234的内壁转动连接、另一端穿过进风管234的壁部且
与锥齿轮三238同轴固定连接，锥齿轮一235同轴固定套设于电机二222的输出轴端，锥齿轮一235与锥齿轮三238啮合，锥齿轮二237同轴固定套设于连接轴236上，支板三239水平固定设置于进风管234内，扇叶240转动安装于支板三239上，扇叶240的吹风方向朝下，锥齿轮四241同轴固定套设于扇叶240的中心轴端，锥齿轮四241与锥齿轮二237啮合，吹风管233的一端与连通管232连通、另一端靠近距离传感器440，电机二222驱动夹持组件210上下移动的过程中，锥齿轮一235带动锥齿轮三238转动，从而带动连接轴236转动，接着带动锥齿轮二237转动，从而带动锥齿轮四241转动，从而带动扇叶240转动并朝下吹风，风经连通管232、吹风管233流通，风经连通管232、排风罩231排出时能够对夹持的工件表面的灰尘进行吹风清理，风经吹风管233流通时能够对距离传感器440的端部的灰尘进行吹风清理，保证距离传感器440的监测效果。
38.更为具体的，支撑板130的板面上设置有限位组件250，限位组件250包括支板四251、限位块一252、限位块二253、导柱二254、卡块255、电磁铁256，支板四251竖直设置于支撑板130的板面上，限位块一252、限位块二253固定设置于安装座135的板面上，卡块255卡于限位块一252、限位块二253之间，卡块255的端部与导柱二254的一端固定连接，导柱二254的另一端穿过支板四251的板面且设置有外置台阶，导柱二254上套设有弹簧二，弹簧二的一端与卡块255接触、另一端与支板四251的板面接触，电磁铁256设置于支板四251的板面上，卡块255为衔铁制得，电磁铁256得电能够吸引卡块255，从而使卡块255与限位块一252、限位块二253脱离，从而撤销对安装座135的限位。
39.更为具体的，转轴322的圆周上设置有标记号325，安装壳体321上设置有图像传感器326，图像传感器326朝向转轴322的圆周，当图像传感器326监测转轴322上的标记号325发生移动时，表明转轴322转动，表明支撑板130进入降速状态，此时，图像传感器326将检测信号传递至控制器，并且使电磁铁256得电，接着吸引卡块255，从而使卡块255与限位块一252、限位块二253脱离，从而撤销对安装座135的限位，安装座135沿着导向杆136移动，从而避免夹持组件210上的夹板受工件的惯性作用而受损。
40.更为具体的，监测机构40还包括支板五410、支板六420、导柱三430，支板五410固定设置于安装板10的板面上，支板六420处于支板五410的一侧，导柱三430的一端与支板六420固定连接、另一端穿过支板五410的板面且设置有外置台阶，导柱三430设置有两个且呈平行布置，导柱三430上套设有弹簧三，弹簧三的一端与支板六420接触、另一端与支板五410接触，距离传感器440设置于支板六420上，若支撑板130减速失控，支撑板130移向距离传感器440，支板六420能够对距离传感器440进行缓冲，从而对距离传感器440进行防护。
41.工作原理：
42.本发明在使用过程中，夹持机构20对工件进行夹持后，若齿轮一133发生制动失灵，支撑板130靠近距离传感器440，接着距离传感器440将监测信号传递至控制器，并使报警器报警，支撑板130行进过程中，齿轮二323与齿条二310啮合，接着齿轮二323转动，从而带动转轴322转动，接着带动套环327转动，从而带动离心伸缩杆328伸展，接着离心伸缩杆328的端部与连接环324的内环面抵触，从而减缓转轴322的转速，从而减缓支撑板130的行进速度，电机二222驱动夹持组件210上下移动的过程中，锥齿轮一235带动锥齿轮三238转动，从而带动连接轴236转动，接着带动锥齿轮二237转动，从而带动锥齿轮四241转动，从而带动扇叶240转动并朝下吹风，风经连通管232、吹风管233流通，风经连通管232、排风罩231
排出时能够对夹持的工件表面的灰尘进行吹风清理，风经吹风管233流通时能够对距离传感器440的端部的灰尘进行吹风清理，保证距离传感器440的监测效果，当图像传感器326监测转轴322上的标记号325发生移动时，表明转轴322转动，表明支撑板130进入降速状态，此时，图像传感器326将检测信号传递至控制器，并且使电磁铁256得电，接着吸引卡块255，从而使卡块255与限位块一252、限位块二253脱离，从而撤销对安装座135的限位，安装座135沿着导向杆136移动，从而避免夹持组件210上的夹板受工件的惯性作用而受损。
43.需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本技术说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。