懸臂式機械手和數(shù)控機床的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)控機床技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種應(yīng)用于數(shù)控機床的懸臂式機械手以及具有該懸臂式機械手的數(shù)控機床。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)控機床是一種自動化加工設(shè)備，具有加工精度高、生產(chǎn)效率高的特點，在機械行業(yè)中的作用越來越重要。雖然數(shù)控機床的加工效率相對較高，但隨著技術(shù)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的數(shù)控機床的生產(chǎn)效率已經(jīng)不能滿足市場的需求。
[0003]目前，提高數(shù)控機床生產(chǎn)效率的方法之一就是使用機械手來自動上下料，一方面能夠提升換料速度從而提高生產(chǎn)效率，另一方面也能夠減少人工成本?，F(xiàn)有的機械手為地軌式機械手，多臺數(shù)控機床共用一個地軌式機械手，這種機械手需要較長的軌道，因此體積較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占用的安裝空間較大，動作不夠靈活，并且只適用于大型數(shù)控機床，并不適用于小型數(shù)控機床。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于提供一種懸臂式機械手和數(shù)控機床，旨在提供一種體積小巧、結(jié)構(gòu)簡單、動作靈活的懸臂式機械手，以提高數(shù)控機床的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。
[0005]為達以上目的，本發(fā)明提出一種懸臂式機械手，應(yīng)用于數(shù)控機床，包括:
[0006]第一滑軌，安裝于所述數(shù)控機床的床身；
[0007]第二滑軌，活動連接于所述第一滑軌；
[0008]懸臂，包括活動連接于所述第二滑軌的基座、橫桿以及設(shè)于所述橫桿上并沿所述橫桿長度方向排布的至少兩個拾取裝置；
[0009]第三滑軌，安裝于所述基座上，所述橫桿活動連接于所述第三滑軌；
[0010]驅(qū)動機構(gòu)，驅(qū)動所述第二滑軌在所述第一滑軌上往返運動，驅(qū)動所述懸臂在所述第二滑軌上往返運動，以及驅(qū)動所述橫桿在所述第三滑軌上往返運動；
[0011]所述第一滑軌、第二滑軌和第三滑軌分別朝不同的方向延伸。
[0012]優(yōu)選地，所述拾取裝置包括分別朝向不同方向的第一拾取子裝置和第二拾取子裝置;所述橫桿包括旋轉(zhuǎn)部和連接部，所述拾取裝置設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)部，所述連接部活動連接于所述第三滑軌，所述旋轉(zhuǎn)部活動連接于所述連接部;所述驅(qū)動機構(gòu)還驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)部旋轉(zhuǎn)，以使所述第一拾取子裝置和所述第二拾取子裝置輪流拾取工件。
[0013]優(yōu)選地，所述第一拾取子裝置和所述第二拾取子裝置分別朝向兩個相反的方向。
[0014]優(yōu)選地，所述拾取裝置包括連接于所述連接部的基板，所述第一拾取子裝置和所述第二拾取子裝置為分別連接于所述基板相對的兩面的吸盤。
[0015]優(yōu)選地，所述第一拾取子裝置和所述第二拾取子裝置分別包括至少兩個吸盤。
[0016]優(yōu)選地，所述拾取裝置包括吸盤，通過所述吸盤吸取工件。
[0017]優(yōu)選地，，所述第一滑軌沿所述數(shù)控機床Y軸延伸，所述第二滑軌沿所述數(shù)控機床Z軸延伸，所述第三滑軌沿所述數(shù)控機床X軸延伸。
[0018]優(yōu)選地，所述驅(qū)動機構(gòu)包括伺服電機，通過所述伺服電機驅(qū)動所述第二滑軌和所述懸臂運動。
[0019]優(yōu)選地，所述驅(qū)動機構(gòu)包括電機或氣缸，通過所述電機或氣缸驅(qū)動所述橫桿在所述第三滑軌上運動。
[0020]本發(fā)明同時提出一種數(shù)控機床，包括床身以及安裝于所述床身的數(shù)控系統(tǒng)、物料架、工作臺和懸臂式機械手，所述數(shù)控系統(tǒng)控制所述懸臂式機械手在所述物料架和工作臺之間取放工件。所述懸臂式機械手包括:第一滑軌，安裝于所述數(shù)控機床的床身;第二滑軌，活動連接于所述第一滑軌;懸臂，包括活動連接于所述第二滑軌的基座、橫桿以及設(shè)于所述橫桿上并沿所述橫桿長度方向排布的至少兩個拾取裝置;第三滑軌，安裝于所述基座上，所述橫桿活動連接于所述第三滑軌；驅(qū)動機構(gòu)，驅(qū)動所述第二滑軌在所述第一滑軌上往返運動，驅(qū)動所述懸臂在所述第二滑軌上往返運動，以及驅(qū)動所述橫桿在所述第三滑軌上往返運動;所述第一滑軌、第二滑軌和第三滑軌分別朝不同的方向延伸。
[0021]本發(fā)明所提供的一種懸臂式機械手，可以一對一的形式直接安裝于數(shù)控機床，體積小巧，減小了安裝空間，結(jié)構(gòu)簡單，動作靈活，能夠快速有效的實現(xiàn)自動上下料，在自動上下料時速度快，經(jīng)測試換料時間僅需8秒。而且通過旋轉(zhuǎn)橫桿使用兩個方向的拾取子裝置輪流拾取工件，可以節(jié)省物料等待時間，實現(xiàn)連續(xù)加工，并且每次能取放多個工件，因此大大提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明實施例的懸臂式機械手既適用于大型數(shù)控機床，又適用于小型數(shù)控機床。
[0022]并且，本發(fā)明實施例的懸臂式機械手可以在數(shù)控機床的X軸、Y軸和Z軸三個方向上移動，實現(xiàn)了三軸聯(lián)動，可以任意調(diào)整機械手的位置進行上下料，沒有調(diào)節(jié)死角，提高了機械手的機動性和靈活性，使得機械手在拾取工件時定位更加準確，縮短了上下料時間，進一步提高了生產(chǎn)效率。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明一實施例的懸臂式機械手安裝于數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是圖1中的懸臂式機械手的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]附圖中:
[0026]100-床身；110-物料架
[0027]120-工作臺；130-工件
[0028]200-第一滑軌；300-第二滑軌
[0029]400-懸臂；410-基座
[0030]420-橫桿；421-旋轉(zhuǎn)部
[0031]422-連接部；4221-軸承座
[0032]4222-連接座；430-拾取裝置
[0033]431-第一拾取子裝置；432-第二拾取子裝置
[0034]433-基板；500-第三滑軌
[0035]610-減速機；620-電機
[0036]630-氣缸；640-連接板
[0037]本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0038]應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0039]參見圖1，提出本發(fā)明的懸臂式機械手一實施例，所述懸臂式機械手應(yīng)用于數(shù)控機床。如圖1所示，數(shù)控機床包括床身100以及安裝于床身的數(shù)控系統(tǒng)、物料架110和工作臺120，懸臂式機械手則安裝于床身100上，物料架110用于放置待加工工件130和已加工工件130，數(shù)控系統(tǒng)控制懸臂式機械手在物料架110和工作臺120之間取放工件130，即:懸臂式機械手拾取物料架110上的待加工工件130放置于工作臺120上，加工完畢后，再拾取工作臺120上的已加工工件130放置于物料架110上，如此循環(huán)往復(fù)。
[0040]如圖1、圖2所示，懸臂式機械手包括第一滑軌200、第二滑軌300、第三滑軌500、懸臂400和驅(qū)動機構(gòu)，第一滑軌200、第二滑軌300和第三滑軌500分別朝不同的方向延伸。
[0041]第一滑軌200安裝于床身100上，沿數(shù)控機床Y軸延伸，從物料架110位置延伸至工作臺120位置，位于物料架110和工作臺120的側(cè)面;第二滑軌300活動連接于第一滑軌200，可以沿第一滑軌200往返運動，第二滑軌200沿數(shù)控機床Z軸延伸。
[0042]懸臂400活動連接于第二滑軌300，可以沿第二滑軌300往返運動，懸臂400包括活動連接于第二滑軌300的基座410、橫桿420以及設(shè)于橫桿420上并沿橫桿420長度方向排布的至少兩個拾取裝置430，通過拾取裝置430取放物料架110和工作臺120上的工件130，每一拾取裝置可以拾取一個工件130，因此每次可以拾取至少兩個工件130。
[0043]第三滑軌500安裝于懸臂400的基座410上，沿數(shù)控機床X軸延伸，橫桿500活動連接于第三滑軌500，可在第三滑軌500上往返運動。
[0044]驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動第二滑軌300在第一滑軌200上往返運動(即前后移動)，從而帶動連接于第二滑軌300上的懸臂400在物料架110和工作臺120之間往返運動；驅(qū)動懸臂400在第二滑軌300上往返運動(即上下移動)，從而使得懸臂400的拾取裝置430可以取放物料架110和工作臺120上的工件130;驅(qū)動懸臂400的橫桿420在第三滑軌500上往返運動(即左右運動)，從而使得懸臂400的拾取裝置430可以左右移動對準物料架110和工作臺120上的工件130。數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)數(shù)控機床的加工進程適時控制驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動第二滑軌300、懸臂400和懸臂橫桿420的運動，并適時控制拾取裝置430取放工件130，實現(xiàn)工件130的全自動加工。由于本發(fā)明實施例的懸臂式機械手可以在數(shù)控機床的X軸、Y軸和Z軸三個方向上移動，實現(xiàn)了三軸聯(lián)動，可以任意調(diào)整機械手的位置進行上下料，沒有調(diào)節(jié)死角，提高了機械手的機動性，使得機械手在拾取工件130時定位更加準確，縮短了上下料時間。
[0045]本發(fā)明實施例中，驅(qū)動機構(gòu)包括電機，該電機優(yōu)選為伺服電機，通過伺服電機驅(qū)動第二滑軌300和懸臂400運動。如驅(qū)動機構(gòu)包括兩個伺服電機，其中一個伺服電機驅(qū)動第二滑軌300沿Y軸運動，可以安裝于第一滑軌200的端部，另一個伺服電機驅(qū)動懸臂400沿Z軸運動，可以安裝于第二滑軌300的端部，驅(qū)動懸臂400運動的伺服電機優(yōu)選為帶抱閘的伺服電機。通過伺服電機驅(qū)動，可以實現(xiàn)機械手在Y軸和Z軸上的精確定位。
[0046]驅(qū)動機構(gòu)可以通過電機(優(yōu)選伺服電機)驅(qū)動懸臂400的橫桿420在第三滑軌500上往返運動。本實施例中，如圖2所示，驅(qū)動機構(gòu)包括一氣缸630，通過氣缸630驅(qū)動橫桿420在第三滑軌500上往返運動。電機或氣缸可以安裝在懸臂400的基座410上。
[0047]進一步地，拾取裝置430優(yōu)選為吸盤式拾取裝置，包括吸盤和真空裝置，通過真空裝置抽取吸盤中的空氣，使得吸盤與工件130之間形成真空，從而吸取工件130，反之當真空狀態(tài)消失時則釋放工件130。
[0048]進一步地，如圖2所示，本發(fā)明實施例中，拾取裝置430包括分別朝向不同方向的第一拾取子裝置410和第二拾取子裝置420，即二者的朝向呈夾角Θ，且0<θ< 180度，此時，每一個拾取裝置430可以拾取兩個工件130。優(yōu)選地，第一拾取子裝置410和第二拾取子裝置420分別朝向兩個相反的方向，S卩θ = 180度，以避免兩個拾取子裝置410上的工件130相互干擾。橫桿420包括旋轉(zhuǎn)部421和連接部422，拾取裝置430設(shè)于旋轉(zhuǎn)部421，連接部422活動連接于第三滑軌500，旋轉(zhuǎn)部421活動連接于連接部422。同時，驅(qū)動機構(gòu)還驅(qū)動橫桿420的旋轉(zhuǎn)部421旋轉(zhuǎn)，以使第一拾取子裝置431和第二拾取子裝置432輪流拾取工件130，例如:當懸臂400位于工作臺120上方時，第一拾取子裝置431拾取工作臺120上