六轴五联动工具磨床的自动上下料机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种六轴五联动工具磨床的自动上下料机构，包括：自动供料组件，用于自动输送物料；物料抓取组件，用以将输送而来的物料抓取；直角坐标三轴机器人，用以将被抓取的物料移位至加工位置；机座，限定所述自动供料组件、所述物料抓取组件、所述直角坐标三轴机器人的安装位置。对比现有技术，本方案通过设置自动供料组件、物料抓取组件、用于调整工位的直角坐标三轴机器人，实现了磨床的自动上、下料，为磨床的全自动化生产提供了载体，具有结构简单、便于生产的优点。
【专利说明】六轴五联动工具磨床的自动上下料机构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及磨床【技术领域】，尤其涉及一种六轴五联动工具磨床的自动上下料机构。
【背景技术】
[0002]磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。绝大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮对工件表面进行磨削加工。现有技术中的六轴五联动工具磨床基本都是使用人工上、下料，如此方式自动化程度低，会导致人工成本提高、效率慢，以及错误率高等结果。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种六轴五联动工具磨床的自动上下料机构，以解决上述的技术问题。
[0004]为达此目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0005]一种六轴五联动工具磨床的自动上下料机构，包括:
[0006]自动供料组件，用于自动输送物料；
[0007]物料抓取组件，用以将输送而来的物料抓取；
[0008]直角坐标三轴机器人，用以将被抓取的物料移位至加工位置；
[0009]机座，限定所述自动供料组件、所述物料抓取组件、所述直角坐标三轴机器人的安装位置；
[0010]所述自动供料组件至少包括一振动盘和一直线振动器，所述振动盘与所述直线振动器相连，用以自动输送物料；
[0011]所述物料抓取组件包括可升降的物料抓取机构和可使所述物料抓取机构旋转的转动机构，所述物料抓取机构包括具有与物料形状相匹配的夹爪和用于使所述夹爪升降的升降机构，所述转动机构包括转动驱动源，以及用于连接所述转动驱动源与所述物料抓取机构的转轴；
[0012]所述直角坐标三轴机器人包括可在X轴、Y轴和Z轴方向分别产生位移的X轴机械臂、Y轴机械臂和Z轴机械臂，所述X轴机械臂、所述Y轴机械臂和所述Z轴机械臂中处于相邻位置的任意两个机械臂相互传动连接，所述X轴机械臂、所述Y轴机械臂、所述Z轴机械臂其中之一的机械臂与所述机座固定连接，与该机械臂处于非相邻位置的机械臂固定连接所述物料抓取组件。
[0013]优选的，还包括控制系统，所述控制系统与所述自动供料组件、所述物料抓取组件、所述直角坐标三轴机器人分别相连。
[0014]优选的，所述直线振动器设置于所述振动盘的一侧，所述直线振动器包括第一轨道，所述第一轨道上具有供物料通过的第一物料槽，所述自动供料组件还包括推料装置，所述推料装置包括固定部、活动部和用于驱动活动部动作的第一动力源，所述固定部上开设第二物料槽，所述第二物料槽与所述第一物料槽相贯通，物料可从所述第一物料槽运动至所述第二物料槽，所述活动部上设置可插入第二物料槽内的推料片。
[0015]优选的，所述第一轨道的一端与所述振动盘相接，另一端与所述推料装置相接，所述第二物料槽开设于所述固定部上并与所述第一物料槽相垂直，所述第二物料槽的一端部封闭形成第一工位，所述第一工位被构造成所述推料片将物料推送至等待抓取的工位，所述第二物料槽的另一端未封闭形成推料入口，所述推料入口被构造成所述推料片进入所述第二物料槽内推动物料的工位，所述第二物料槽的中部与所述第一物料槽相交处形成第二工位，所述第二工位被构造成物料等待推料的工位。
[0016]优选的，所述推料装置上设置用于检测第一工位、第二工位和推料入口是否有物料存在的传感器，所述传感器与所述控制系统连接。
[0017]优选的，所述自动供料组件还包括设置于所述推料装置的固定部一侧的集料装置，在所述集料装置上开设落料口。
[0018]优选的，在所述集料装置内对应于所述落料口的位置设置一斜面。
[0019]优选的，所述升降机构采用气缸，在所述气缸的输出端设置所述夹爪，所述夹爪包括呈对称设置的两子爪部分，所述子爪部分包括用于连接气缸输出端的连接部，以及用于夹持物料的夹持部，夹持部包括一沟槽以及对称设置于沟槽的两侧的夹紧面。
[0020]优选的，所述物料抓取组件与所述直角坐标三轴机器人通过固定板连接，所述转轴可转动的设置于所述固定板上，所述升降机构的顶部固定连接至所述转轴上，所述转动驱动源采用气缸或者油缸，所述气缸或者油缸的输出端固定连接至所述转轴上。
[0021 ] 优选的，所述Y轴机械臂通过固定板与所述机座固定连接，所述Z轴机械臂设置于所述Y轴机械臂上，所述X轴机械臂设置于所述Z轴机械臂上，所述物料抓取组件连接到所述X轴机械臂上。
[0022]本实用新型的有益效果:
[0023]对比现有技术，本方案通过设置自动供料组件、物料抓取组件、用于调整工位的直角坐标三轴机器人，实现了磨床的自动上、下料，为磨床的全自动化生产提供了载体，具有结构简单、便于生产的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[0025]图1为本实用新型的实施例所述的磨床的上下料机构的立体结构示意图；
[0026]图2为图1中所示的自动供料组件的局部结构示意图；
[0027]图3为图2中所示的固定部的俯视示意图；
[0028]图4为图2中所示的活动部的立体结构示意图；
[0029]图5为图1中所示的物料抓取组件的立体结构示意图；
[0030]图6为图5中所示的夹爪的局部结构示意图；
[0031]图7为图1中所示的直角坐标三轴机器人的立体结构示意图；
[0032]图8为图1中所示的机座的立体结构示意图；
[0033]图9为图8中所示的支撑台的结构示意图；
[0034]图10为图8中所示的机座的仰视示意图；
[0035]图11为本实用新型的实施例所述的磨床上下料机构的控制原理图。[0036]图中:
[0037]100、自动供料组件；101、振动盘；102、直线振动器；103、第一轨道；104、第一物料槽；105、推料装置；106、固定部；107、第二物料槽；108、活动部；109、推料片；110、第一动力源；111、第一工位；112、第二工位；113、集料装置；114、落料口 ；115、推料入口 ；
[0038]200、物料抓取组件；201、夹爪；202、升降机构；203、第二动力源；204、转轴；205、连接部；206、夹持部；207、沟槽；208、夹紧面；209、第一固定板；
[0039]300、直角坐标三轴机器人；301、X轴机械臂；302、Y轴机械臂；303、Z轴机械臂；304、第二固定板;305、L型板；
[0040]600、机座；601、机座本体；602、表面部；603、安装孔；604、支撑台；605、水平基准槽；606、凸台；607、凸台顶面；608、凸台侧面；609、第二台阶面；610第二侧面；611、第三侧面；612、回油槽；613、叉车槽；
[0041]700、物料。
【具体实施方式】
[0042]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本实用新型的技术方案。
[0043]如图1所示，本实用新型所述的六轴五联动工具磨床的自动上下料机构，包括:自动供料组件100，用于自动输送物料；物料抓取组件200，用以将输送而来的物料抓取；直角坐标三轴机器人300，用以将被抓取的物料移位至加工位置；机座600，限定所述自动供料组件100、所述物料抓取组件200、所述直角坐标三轴机器人300的安装位置。
[0044]自动供料组件100至少包括一振动盘101和一直线振动器102，振动盘101与直线振动器102相连，用以自动输送物料。更具体的方案，请参见图2所示，直线振动器102设置于振动盘101的一侧,直线振动器102包括第一轨道103,第一轨道103上具有第一物料槽104，物料700可以从第一物料槽104中通过。请结合图2至4所示，自动供料组件100还包括推料装置105，推料装置105包括固定部106、活动部108和用于驱动活动部108动作的第一动力源110，固定部106上开设第二物料槽107，第二物料槽107与第一物料槽104相贯通，物料700可从第一物料槽104运动至第二物料槽107内。参见图4，活动部108上设置推料片109，推料片109可插入第二物料槽107内，并在第一动力源110的作用下推动物料700在第二物料槽107内运动直至达到规定位置(该规定位置指等待物料抓取组件200抓取物料700的位置)。
[0045]本实施例中，参见图2和3，第一轨道103的一端与振动盘101相接，另一端与推料装置105相接。第二物料槽107开设于固定部106上并与第一物料槽104相垂直，第二物料槽107的一端部封闭形成第一工位111，另一端未封闭形成推料入口 115，第二物料槽107的中部与第一物料槽104相交处形成第二工位112，其中，第二工位112被构造成物料700等待推料的工位，推料入口 115被构造成推料片109进入第二物料槽107内推动物料的工位，第一工位111被构造成推料片109将物料700推送至等待抓取的工位。优选的方案，推料装置105上设置传感器(图中未示出)，用于检测第一工位111、第二工位112和推料入口 115的物料700，当检测到第一工位111存在物料700时，传感器将信号传递至控制系统，控制系统控制第一动力源110不工作，使推料片109不推动处于第二工位112的物料前行；当检测到第一工位111的物料700不存在时，传感器将信号传递至控制系统，控制系统控制第一动力源110工作，使推料片109推动处于第二工位112的物料前行至第一工位111，如此，便实现了物料的自动传递运输。更优选的方案，传感器采用光电传感器，第一动力源110采用气缸。第一物料槽104、第二物料槽107与物料700和推料片109的尺寸均一致，以便于输送物料及推料工作的顺利有序的进行。推料片109与活动部108 —体成型，如此可以提高零件的强度，也能便于生产制造。本实施例的物料700优选为棒料，当然在其它实施例中，还可以为方形等结构形式。
[0046]参见图2所示，自动供料组件100还包括设置于推料装置105的固定部106的一侧集料装置113，用于将加工好的物料700收集。在集料装置113上开设落料口 114，通过物料抓取组件200将抓取的物料经落料口 114放置于集料装置113内。本实施例中，落料口 114优选为腰型孔结构。在集料装置113内对应于落料口 114的位置设置一斜面(图中未示出)，当物料抓取组件200将抓取的物料经落料口 114下落时，物料700可以由斜面自由滚落至集料装置113内更远的位置，如此设计可以使集料装置113内部的物料自动排序而不至于积压，进一步可以提升效率。
[0047]参见图5所示，物料抓取组件200包括可升降的物料抓取机构和可使所述物料抓取机构旋转的转动机构，所述物料抓取机构包括具有与物料形状相匹配的夹爪201和用于使所述夹爪升降的升降机构202，所述转动机构包括第二动力源203，用于提供转动动力，以及用于连接所述第二动力源203与所述物料抓取机构的转轴204。通过升降机构202使夹爪201升降运动，以夹取位于第一工位111的物料。具体的，升降机构202使夹爪201下降至第一工位111的相应位置夹取物料，然后升降机构202使夹爪201上升以离开第一工位111，从而为下次抓取工作准备。
[0048]本实施例中，升降机构202采用气缸，在气缸的输出端(图中为气缸的下端)设置夹爪201，夹爪201的结构具体参见图6，夹爪201包括呈对称设置的两子爪部分，子爪部分包括用于连接气缸输出端的连接部205，以及用于夹持物料的夹持部206，夹持部206包括一沟槽207以及对称设置于沟槽207的两侧的夹紧面208。当需要抓取物料时，首先气缸使夹爪201下降至第一工位111处，物料700处于两子爪部分的中间位置并对应于沟槽207，然后气缸使两子爪部分相向汇聚，直至两子爪部分的夹紧面208相抵靠时停止，物料700被牢固夹持于两沟槽207之间，最后，气缸使夹爪201整体上升以离开第一工位111而完成物料抓取工作。本实施例中，沟槽207优选采用三角槽型结构，如此设计，可以提供物料更强的夹持力，避免物料的掉落。当然在其他的实施例中，沟槽207也可以采用弧形槽等其他结构。本实施例的夹爪201有两个，两个夹爪201平行间隔设置。通过设置两个夹爪201可以同时完成第一工位111的物料抓取工作和向集料装置113落料工作，进一步提高磨床工作效率。
[0049]在升降机构202的上端通过转轴204连接第二动力源203，本实施例的第二动力源203为气缸，气缸的输出端与升降机构202通过转轴204枢接，当气缸的输出端向外伸出时，升降机构202将会沿着转轴204向外转动(转动方向在图中为箭头指向的逆时针方向)，从而为物料的自动化安装提供载体。
[0050]物料抓取组件200与直角坐标三轴机器人300通过第一固定板209连接，在完成物料抓取工作后(包括未加工的物料抓取和已经加工好的物料抓取)，再通过直角坐标三轴机器人300调整移位，最终实现物料的自动上、下料工作。参见图5，转轴204串接于第一固定板209上，以及作为第二动力源203的气缸末端也固定于第一固定板209上,第一固定板209连接至直角坐标三轴机器人300上，通过第一固定板209为物料抓取和转动工作提
供稳定可靠的环境。
[0051]参见图7所示，直角坐标三轴机器人300包括可在X轴、Y轴和Z轴方向分别产生位移的X轴机械臂301、Y轴机械臂302和Z轴机械臂303，X轴机械臂301、Υ轴机械臂302和Z轴机械臂303中处于相邻位置的任意两个机械臂相互连接，X轴机械臂301、Y轴机械臂302、Z轴机械臂303其中之一的机械臂与所述机座600固定连接，与该机械臂处于非相邻位置的机械臂与所述物料抓取组件200固定连接。
[0052]本实施例中，Y轴机械臂302通过第二固定板304与机座600固定连接，Z轴机械臂303设置于Y轴机械臂302上，X轴机械臂301设置于Z轴机械臂303上，物料抓取组件200连接到X轴机械臂301上，Y轴机械臂302可使Z轴机械臂303、Χ轴机械臂301和物料抓取组件200在Y轴方向上产生位移，Z轴机械臂303可使X轴机械臂301和物料抓取组件200在Z轴方向上产生位移，X轴机械臂301可使物料抓取组件200在X轴方向上产生位移，如此可以使被抓取的物料产生XYZ轴方向的位移，从而实现物料在安装组件上拆装工作。当然在其它的实施例中，也可以是Y轴机械臂302通过第二固定板304与机座600固定连接，X轴机械臂301设置于Y轴机械臂302上，Z轴机械臂303设置于X轴机械臂301上，物料抓取组件200连接到Z轴机械臂303上，同样可以实现本方案的功能。
[0053]作为对相邻机械臂的连接方式和动作方式的一个举例，在本实施例中，Z轴机械臂303通过一 L型板305连接到Y轴机械臂302上，该L型板305与Y轴机械臂302的丝杠机构的丝母固定连接，丝杠机构的丝杆沿Y轴布置并通过一电机驱动转动，当电机使丝杆转动时,丝母产生Y轴上的直线位移,从而使Z轴机械臂303产生Y轴上的直线位移。本实施例的X轴机械臂301与Z轴机械臂303，以及物料抓取组件200与X轴机械臂301的连接方式和动作方式与上述方式原理一致，此处不再赘述。
[0054]参见图8所示，机座600包括一机座本体601，该机座本体601具有一个表面部602，表面部602开设多个安装孔603 ;在表面部602还设置有支撑台604，支撑台604上开设多个安装孔603。本实施例的安装孔603优选采用螺栓孔，采用螺栓固定安装，便于拆装。在表面部602上的安装孔603包括间隔的两部分，在两部分之间的中心位置设置水平基准槽605,可以方便安装定位。
[0055]参见图9所示，支撑台604上设置凸台606，凸台606至少具有一凸台顶面607和凸台侧面608,由凸台侧面608的端部向支撑台604外缘延伸形成第二台阶面609,由第二台阶面609的端部向支撑台604的底部延伸形成相邻的第二侧面610和第三侧面611。第三侧面611用于固定直角坐标三轴机器人300中的Y轴机械臂302，具体通过第二固定板304连接Y轴机械臂302和第三侧面611 ;第二台阶面609用于安装自动供料组件100的直线振动器102，第二侧面610用于安装固定自动供料组件100的振动盘101。通过上述对支撑台604的结构设计，可以有效的利用安装空间，方便组装工作的进行。
[0056]表面部602上还设置有回油槽612，可以对加工用油进行回收利用，满足磨床专用底座的设计要求。参见图8所示，本实施例的回油槽612采用“U”型结构，将多个安装孔603及支撑台604包围于其内部，如此设计，将加工动作的部件均限位于回油槽612的内部空间，可以便于加工用油的回收工作，回收更充分、彻底。[0057]机座本体601的底部设置叉车槽613，可以便于整机的搬运工作。具体的，请见图10,本实施例中,机座本体601的底部设置四个叉车槽613,其中，纵向间隔设置两个贯穿机座本体601的长度方向的叉车槽613，横向间隔设置两个贯穿机座本体601的宽度方向的叉车槽613，且四个叉车槽613均设置靠近机座本体601的端部位置。如此，不管从横向或者纵向均可以通过叉车槽613对整机进行搬运工作，操作方式灵活，同时由于叉车槽613均设置在靠近机座本体601的端部位置，在使用叉车提取机器时，可以保证运输过程的平稳性。
[0058]机座600优选米用大理石材料制成。传统的五轴联动工具磨床通常米用原始的铸铁底座，但是由于铸铁工具磨床属于特种机型，往往需要重新开模来定制底座，这样就造成设备底座的成本很大。本方案的机座600采用大理石材质，大理石具有物理性稳定,组织缜密，受撞击晶粒脱落，表面不起毛边，不影响其平面精度，材质稳定，能够保证长期不变形，线膨胀系数小，机械精度高，防锈、防磁、绝缘。大理石机座采用整块天然花岗岩打磨制作，相对于铸铁底座的开模加工，花岗岩的打磨成本低，工艺简单，便于制造。针对工具磨床设备的多样性，可以灵活的匹配各种轴结构和行程的设备。由于刀具生产的过程中对机床的精度和稳定性要求较高，大理石机座不但防震性、稳定性高，而且比铸铁成本低，外观美。
[0059]参见图11，本方案的磨床还包括控制系统，控制系统与自动供料组件100、物料抓取组件200、直角坐标三轴机器人300连接，通过控制系统控制自动供料组件100自动输送物料；再通过物料抓取组件200将输送而来的物料抓取；然后控制直角坐标三轴机器人300将被抓取的物料移位至加工位置；如此循环便实现了物料的自动上、下料。本实施例中，控制系统优选采用PLC系统，设计方便，成本低。
[0060]本方案采用的术语“上”、“下”、“左”、“右”等是为了便于描述而参照图示的方向，“第一”、“第二”、“第三”等只是在描述上加以区分，没有特殊的含义。
[0061]需要声明的是，上述【具体实施方式】仅仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理，在本实用新型所公开的技术范围内，任何熟悉本【技术领域】的技术人员所容易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种六轴五联动工具磨床的自动上下料机构，其特征在于，包括: 自动供料组件，用于自动输送物料； 物料抓取组件，用以将输送而来的物料抓取； 直角坐标三轴机器人，用以将被抓取的物料移位至加工位置； 机座，限定所述自动供料组件、所述物料抓取组件、所述直角坐标三轴机器人的安装位置； 所述自动供料组件至少包括一振动盘和一直线振动器，所述振动盘与所述直线振动器相连，用以自动输送物料； 所述物料抓取组件包括可升降的物料抓取机构和可使所述物料抓取机构旋转的转动机构，所述物料抓取机构包括具有与物料形状相匹配的夹爪和用于使所述夹爪升降的升降机构，所述转动机构包括转动驱动源，以及用于连接所述转动驱动源与所述物料抓取机构的转轴； 所述直角坐标三轴机器人包括可在X轴、Y轴和Z轴方向分别产生位移的X轴机械臂、Y轴机械臂和Z轴机械臂，所述X轴机械臂、所述Y轴机械臂和所述Z轴机械臂中处于相邻位置的任意两个机械臂相互传动连接，所述X轴机械臂、所述Y轴机械臂、所述Z轴机械臂其中之一的机械臂与所述机座固定连接，与该机械臂处于非相邻位置的机械臂固定连接所述物料抓取组件。
2.根据权利要求1所述的六轴五联动工具磨床的自动上下料机构，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统与所述自动供料组件、所述物料抓取组件、所述直角坐标三轴机器人分别相连。
3.根据权利要求2所述的六轴五联动工具磨床的自动上下料机构，其特征在于，所述直线振动器设置于所述振动盘的一侧，所述直线振动器包括第一轨道，所述第一轨道上具有供物料通过的第一物料槽，所述自动供料组件还包括推料装置，所述推料装置包括固定部、活动部和用于驱动活动部动作的第一动力源，所述固定部上开设第二物料槽，所述第二物料槽与所述第一物料槽相贯通，物料可从所述第一物料槽运动至所述第二物料槽，所述活动部上设置可插入第二物料槽内的推料片。
4.根据权利要求3所述的六轴五联动工具磨床的自动上下料机构，其特征在于，所述第一轨道的一端与所述振动盘相接，另一端与所述推料装置相接，所述第二物料槽开设于所述固定部上并与所述第一物料槽相垂直，所述第二物料槽的一端部封闭形成第一工位，所述第一工位被构造成所述推料片将物料推送至等待抓取的工位，所述第二物料槽的另一端未封闭形成推料入口，所述推料入口被构造成所述推料片进入所述第二物料槽内推动物料的工位，所述第二物料槽的中部与所述第一物料槽相交处形成第二工位，所述第二工位被构造成物料等待推料的工位。
5.根据权利要求4所述的六轴五联动工具磨床的自动上下料机构，其特征在于，所述推料装置上设置用于检测第一工位、第二工位和推料入口是否有物料存在的传感器，所述传感器与所述控制系统连接。
6.根据权利要求5所述的六轴五联动工具磨床的自动上下料机构，其特征在于，所述自动供料组件还包括设置于所述推料装置的固定部一侧的集料装置，在所述集料装置上开设落料口。
7.根据权利要求6所述的六轴五联动工具磨床的自动上下料机构，其特征在于，在所述集料装置内对应于所述落料口的位置设置一斜面。
8.根据权利要求1至7任一项所述的六轴五联动工具磨床的自动上下料机构，其特征在于，所述升降机构采用气缸，在所述气缸的输出端设置所述夹爪，所述夹爪包括呈对称设置的两子爪部分，所述子爪部分包括用于连接气缸输出端的连接部，以及用于夹持物料的夹持部，夹持部包括一沟槽以及对称设置于沟槽的两侧的夹紧面。
9.根据权利要求8所述的六轴五联动工具磨床的自动上下料机构，其特征在于，所述物料抓取组件与所述直角坐标三轴机器人通过固定板连接，所述转轴可转动的设置于所述固定板上，所述升降机构的顶部固定连接至所述转轴上，所述转动驱动源采用气缸或者油缸，所述气缸或者油缸的输出端固定连接至所述转轴上。
10.根据权利要求1至7任一项所述的六轴五联动工具磨床的自动上下料机构，其特征在于，所述Y轴机械臂通过固定板与所述机座固定连接，所述Z轴机械臂设置于所述Y轴机械臂上，所述X轴机械臂设置于所述Z轴机械臂上，所述物料抓取组件连接到所述X轴机械臂 上。
【文档编号】B24B41/00GK203765449SQ201420137503
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月25日 优先权日:2014年3月25日
【发明者】卢毓辉 申请人:昆山艾思迪机械科技有限公司