一种机床用同步换料机械手制造技术

本发明专利技术公开了一种机床用同步换料机械手，包括料爪固定板，以及用于带动所述料爪固定板上下移动和左右移动的移动机构；所述料爪固定板上设置有用于将坯料安装在机床卡盘上的上料爪、用于将由所述坯料加工成的工件从机床卡盘上卸下的下料爪，以及用于带动所述上料爪和下料爪与机床主轴同步转动的动力装置；所述上料爪和下料爪均包括多个料爪手指以及用于带动多个所述料爪手指同时相互远离或同时相互靠近的驱动装置。该机床用同步换料机械手能够在机床主轴高速运转的过程中进行上、下料动作，从而有效的减少了换料时间，提高了工件的加工效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机床换料
，具体是涉及一种机床用同步换料机械手。
技术介绍
随着少人化、无人化加工需求的增加，各种机械手越来越多地应用于加工领域中，用以实现按固定程序抓取零件。目前市场广泛应用的机械手爪在主轴端换料时，都需要将主轴停止转动，然后机械手爪完成下料和上料动作。随后机床主轴开始转动，进行下一个工件的加工。机床主轴停止和启动会增加换料时间，延长了单件加工节拍，降低了加工效率，所以需要解决这一难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种机床用同步换料机械手。该机床用同步换料机械手能够在机床主轴高速运转的过程中进行上、下料动作，从而有效的减少了换料时间，提高了工件的加工效率。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种机床用同步换料机械手，其特征在于：包括料爪固定板，以及用于带动所述料爪固定板上下移动和左右移动的移动机构；所述料爪固定板上设置有用于将坯料安装在机床卡盘上的上料爪、用于将由所述坯料加工成的工件从机床卡盘上卸下的下料爪，以及用于带动所述上料爪和下料爪与机床主轴同步转动的动力装置；所述上料爪和下料爪均包括多个料爪手指以及用于带动多个所述料爪手指同时相互远离或同时相互靠近的驱动装置。上述的一种机床用同步换料机械手，其特征在于：所述驱动装置包括气缸、转轴和用于在气缸活塞的作用下带动多个所述料爪手指沿气缸径向移动的连接器，所述连接器包括用于伸入气缸并与活塞连接的芯杆和用于与多个料爪手指一一对应的连接块，所述转轴与气缸远离连接器的一侧壁相连接，所述气缸内位于活塞远离转轴的一侧腔室构成有杆腔，所述活塞和转轴之间构成无杆腔，所述转轴上开设有用于将无杆腔与外界连通的气体通道，所述气缸的缸体上远离转轴的一侧壁开设有与所述有杆腔相连通的气孔，多个所述料爪手指上均设置有滑块，所述滑块上设置有第一斜面，所述连接块上设置有用于与所述第一斜面构成滑动配合进而推动所述滑块沿气缸径向移动的第二斜面。上述的一种机床用同步换料机械手，其特征在于：所述滑块上设置有供所述连接块伸入的第一滑槽，所述第一滑槽的底壁为所述第一斜面，所述第一滑槽的两侧壁均设置有凸块，所述连接块的两侧面上均设置有供所述凸块一一对应伸入的第二滑槽。上述的一种机床用同步换料机械手，其特征在于：所述气缸的缸体一侧设置有用于引导所述滑块沿气缸径向移动的引导槽，所述滑块上设置有用于与所述引导槽滑动配合的导向条。上述的一种机床用同步换料机械手，其特征在于：所述动力装置包括伺服电机、主动同步齿轮、第一从动同步齿轮和第二从动同步齿轮，所述主动同步齿轮设置在伺服电机的输出轴上，所述第一从动同步齿轮套在所述上料爪的驱动装置的气缸上，所述第二从动同步齿轮套在所述下料爪的驱动装置的气缸上，所述第一从动同步齿轮和第二从动同步齿轮均与所述主动同步齿轮相啮合。上述的一种机床用同步换料机械手，其特征在于：所述伺服电机、所述上料爪的驱动装置和所述下料爪的驱动装置均安装在料爪固定板上，所述伺服电机安装在两个所述驱动装置之间，所述料爪固定板上安装有两个轴承套，所述轴承套与转轴之间安装有轴承。上述的一种机床用同步换料机械手，其特征在于：包括用于控制上料爪和下料爪均与机床主轴同步转动的同步控制系统，所述同步控制系统包括机床数控系统、用于接收所述机床数控系统发出的速度指令的机床主轴电机驱动器和用于接收机床主轴电机驱动器输出的速度指令的伺服电机驱动器，所述机床主轴电机和伺服电机驱动器均与机床主轴电机驱动器相连接，所述伺服电机驱动器与伺服电机相连接。上述的一种机床用同步换料机械手，其特征在于：所述料爪手指包括手指本体，所述手指本体的一端设置有用于与滑块固定连接的连接头，所述手指本体的一侧面为用于与坯料或工件紧密贴合的夹持面。上述的一种机床用同步换料机械手，其特征在于：所述移动机构包括竖梁和横梁，以及设置在所述竖梁和横梁之间的滑板，所述料爪固定板安装在所述竖梁的下端，所述滑板的一侧面设置有第一导向块，所述滑板的另一侧面设置有第二导向块，所述第一导向块上开设有用于与所述竖梁滑动配合的第一导向槽，所述第二导向块上开设有用于与所述横梁滑动配合的第二导向槽，所述滑板上设置有用于驱动竖梁沿所述第一导向槽上下移动的竖向驱动电机和用于驱动横梁沿所述第二导向槽左右移动的横向驱动电机，所述竖向驱动电机的输出轴上安装有竖向驱动齿轮，所述竖梁上设置有用于与所述竖向驱动齿轮相啮合的竖向驱动齿条，所述横向驱动电机的输出轴上安装有横向驱动齿轮，所述横梁上设置有用于与所述横向驱动齿轮相啮合的横向驱动齿条。上述的一种机床用同步换料机械手，其特征在于：所述上料爪的料爪手指和下料爪的料爪手指的数量均为三个，所述上料爪上的三个料爪手指互成120°布设，所述下料爪上的三个换料指头互成120°布设。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术通过设置上料爪和下料爪，并在上料爪和下料爪与机床主轴转速相匹配的情况下，进而实现将坯料安装在机床卡盘上或将工件从机床卡盘上卸下，达到了有效减少换料时间，节省了机床主轴停止和启动会增加换料时间，加快了单件加工节拍，提高工件加工效率的目的。2、本专利技术上料爪和下料爪上的驱动装置，巧妙利用了气缸内活塞的移动，配合所述滑块上的第一斜面和连接块上第二斜面的相互滑动，实现了多个料爪手指的相互远离和相互靠近,进而实现了上料爪的上料目的和下料爪的下料目的。3、本专利技术通过导向条和引导槽的滑动配合，能够有效的引导滑块沿气缸的径向移动，进而实现料爪手指沿气缸径向的移动。4、本专利技术通过设置同步控制系统，能够实现机床主轴电机的转速和伺服电机的转速相互匹配，进而确保机床主轴与上料爪和下料爪的速度相匹配。5、本专利技术的移动机构能够实现左右移动和上下移动，进而实现了对上料爪和下料爪在左右方向和上下方向的带动作用，有效的实现了上料爪与机床主轴相对齐以及下料爪与机床主轴相对齐之间的切换，并帮助上料爪和下料爪靠近或远离机床主轴，其结构简单，操作方便。6、本专利技术上料爪和下料爪上的三个均布的料爪手指即可有效的实现对坯料和工件的夹持，既满足了夹持坯料和工件的目的，又达到了结构简单的目的。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图。图2为本专利技术与机床主轴的位置关系示意图。图3为本专利技术上料爪的结构示意图。图4为本专利技术连接器的结构示意图。图5为图4的右视图。图6为本专利技术滑块的结构示意图。图7为本专利技术气缸(未示出活塞)的结构示意图。图8为图7的A-A剖视图。图9为本专利技术气缸(未示出活塞)的立体图。图10为本专利技术料爪固定板的结构示意图。图11为本专利技术同步控制系统的电路框图。图12为本专利技术料爪手指的结构示意图。附图标记说明:1—料爪固定板；1-1—上料爪安装孔；1-2—下料爪安装孔；1-3—输出轴孔；2—移动机构；2-1—竖梁；2-2—横梁；2-3—滑板；2-4—第一导向块；2-5—第二导向块；2-6—竖向驱动电机；2-7—竖向驱动齿轮；2-8—竖向驱动齿条；2-9—横向驱动电机；2-10—横向驱动齿轮；2-11—横向驱动齿条；3—动力装置；3-1—伺服电机；3-2—主动同步齿轮；3-3—第一从动同步齿轮；3-4—第二从动同步齿轮；4—上料爪；4-1—料爪手指；4-1-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机床用同步换料机械手，其特征在于：包括料爪固定板(1)，以及用于带动所述料爪固定板(1)上下移动和左右移动的移动机构(2)；所述料爪固定板(1)上设置有用于将坯料(7)安装在机床卡盘(10)上的上料爪(4)、用于将由所述坯料(7)加工成的工件(11)从机床卡盘(10)上卸下的下料爪(5)，以及用于带动所述上料爪(4)和下料爪(5)与机床主轴(6)同步转动的动力装置(3)；所述上料爪(4)和下料爪(5)均包括多个料爪手指(4‑1)以及用于带动多个所述料爪手指(4‑1)同时相互远离或同时相互靠近的驱动装置。

【技术特征摘要】
1.一种机床用同步换料机械手，其特征在于：包括料爪固定板(1)，以及用于带动所述料爪固定板(1)上下移动和左右移动的移动机构(2)；所述料爪固定板(1)上设置有用于将坯料(7)安装在机床卡盘(10)上的上料爪(4)、用于将由所述坯料(7)加工成的工件(11)从机床卡盘(10)上卸下的下料爪(5)，以及用于带动所述上料爪(4)和下料爪(5)与机床主轴(6)同步转动的动力装置(3)；所述上料爪(4)和下料爪(5)均包括多个料爪手指(4-1)以及用于带动多个所述料爪手指(4-1)同时相互远离或同时相互靠近的驱动装置。2.根据权利要求1所述的一种机床用同步换料机械手，其特征在于：所述驱动装置包括气缸(4-2)、转轴(4-3)和用于在气缸(4-2)活塞(4-2-1)的作用下带动多个所述料爪手指(4-1)沿气缸(4-2)径向移动的连接器(4-4)，所述连接器(4-4)包括用于伸入气缸(4-2)并与活塞(4-2-1)连接的芯杆(4-4-1)和用于与多个料爪手指(4-1)一一对应的连接块(4-4-2)，所述转轴(4-3)与气缸(4-2)远离连接器(4-4)的一侧壁相连接，所述气缸(4-2)内位于活塞(4-2-1)远离转轴(4-3)的一侧腔室构成有杆腔(4-2-2)，所述活塞(4-2-1)和转轴(4-3)之间构成无杆腔(4-2-3)，所述转轴(4-3)上开设有用于将无杆腔(4-2-3)与外界连通的气体通道(4-3-1)，所述气缸(4-2)的缸体(4-2-4)上远离转轴(4-3)的一侧壁开设有与所述有杆腔(4-2-2)相连通的气孔(4-2-5)，多个所述料爪手指(4-1)上均设置有滑块(4-5)，所述滑块(4-5)上设置有第一斜面(4-5-1)，所述连接块(4-4-2)上设置有用于与所述第一斜面(4-5-1)构成滑动配合进而推动所述滑块(4-5)沿气缸(4-2)径向移动的第二斜面(4-4-3)。3.根据权利要求2所述的一种机床用同步换料机械手，其特征在于：所述滑块(4-5)上设置有供所述连接块(4-4-2)伸入的第一滑槽(4-5-2)，所述第一滑槽(4-5-2)的底壁为所述第一斜面(4-5-1)，所述第一滑槽(4-5-2)的两侧壁均设置有凸块(4-5-3)，所述连接块(4-4-2)的两侧面上均设置有供所述凸块(4-5-3)一一对应伸入的第二滑槽(4-4-4)。4.根据权利要求2所述的一种机床用同步换料机械手，其特征在于：所述气缸(4-2)的缸体(4-2-4)一侧设置有用于引导所述滑块(4-5)沿气缸(4-2)径向移动的引导槽(4-2-6)，所述滑块(4-5)上设置有用于与所述引导槽(4-2-6)滑动配合的导向条(4-5-4)。5.根据权利要求2所述的一种机床用同步换料机械手，其特征在于：所述动力装置(3)包括伺服电机(3-1)、主动同步齿轮(3-2)、第一从动同步齿轮(3-3)和第二从动同步齿轮(3-4)，所述主动同步齿轮(3-2)设置在伺服电机(3-1)的输出轴上，所述第一从动同步齿轮(3-3)套在所述上料爪(4)的驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：武欣竹，韩斌慧，宋育红，杨继盛，
申请(专利权)人：西安航空职业技术学院，
类型：发明
国别省市：陕西;61