一种数控车床交换工件机械手制造技术

本实用新型专利技术公开了一种数控车床交换工件机械手，工件转盘上安装有工件插架和转盘驱动机构，转盘驱动机构驱动圆形转盘带动工件插架及工件插架上的工件转动，插拔机构安装于回转机构上，机械手臂安装于插拔机构上，机械手爪安装于机械手臂两端，两个机械手爪分别用于夹取工件转盘和三爪卡盘上的待交换工件，三爪卡盘安装在机床主轴上，插拔驱动机构通过插拔传动机构带动机械手臂及其两端机械手爪轴向靠近或远离工件转盘和三爪卡盘，回转机构带动两个机械手爪转动交换位置，插拔机构负责插入和拔出工件转盘和三爪卡盘上的待交换工件。本实用新型专利技术只需两个自由度即可完成上下料，交换操作简化，工件上下料时间缩短，实用性高。

A manipulator for exchanging workpieces in CNC lathe

【技术实现步骤摘要】
一种数控车床交换工件机械手
本技术属于机械手
，具体涉及一种数控车床交换工件机械手。
技术介绍
受数控机床内部空间限制，现有的数控机床机械手需要通过伸缩机构、回转机构及升降机构等多个自由度的装置配合才能完成工件交换，先下料再上料，费时费力，工作效率低。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种数控车床交换工件机械手，该交换工件机械手通过机械手爪配合回转机构和插拔机构即可转动交换及插拔工件转盘和三爪卡盘上的待交换工件，整个交换工件机械手动作简化，工件上下料时间大大缩短，实用性高。为实现上述技术目的，本技术采取的技术方案为：一种数控车床交换工件机械手，包括工件转盘、插拔机构、回转机构、机械手臂和机械手爪，工件转盘为圆形转盘，圆形转盘上安装有工件插架和转盘驱动机构，工件插架呈圆形分布，与圆形转盘同心，工件安装于工件插架上，转盘驱动机构驱动圆形转盘带动工件插架转动，插拔机构安装于回转机构上，插拔机构包括插拔驱动机构和插拔传动机构，机械手臂滑动连接于插拔传动机构上，机械手爪安装于机械手臂两端，两个机械手爪间距等于三爪卡盘与最近的工件插架间距，分别用于夹取工件转盘和三爪卡盘上的待交换工件，三爪卡盘安装在机床主轴上，插拔驱动机构通过插拔传动机构带动机械手臂及其两端机械手爪轴向靠近或远离工件转盘和三爪卡盘，回转机构通过插拔机构带动两个机械手爪转动交换位置，机械手爪配合回转机构和插拔机构转动交换及插拔工件转盘和三爪卡盘上的待交换工件。为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：所述转盘驱动机构为转盘电机，所述转盘电机输出轴固定在圆形转盘中心处，带动圆形转盘同步转动。所述回转机构包括壳体、支座、回转电机和谐波传动减速器，所述壳体通过环形轴承安装在支座上方，所述回转电机安装在支座中部，所述谐波减速器包括波发生器、柔性齿轮和刚性齿轮，所述波发生器安装在回转电机输出轴上，所述波发生器与回转电机输出轴之间由内之外依次套接有内套筒和外套筒，所述内套筒上端回转电机输出轴上套设有第一垫圈和第一螺母，所述波发生器通过第一螺母加第一垫圈锁紧在回转电机输出轴端上，所述柔性齿轮安装在波发生器上，所述壳体的上壳面内壁中部设置有倒置凸台，所述柔性齿轮上端通过第二螺母紧固在倒置凸台上，所述柔性齿轮与刚性齿轮啮合连接，所述柔性齿轮和刚性齿轮外部还设置有保护壳，所述回转电机带动波发生器转动，波发生器进一步驱动柔性齿轮反向转动，所述柔性齿轮带动壳体绕支座转动。所述插拔机构还包括支撑机构，所述支撑机构包括支座、上支座和下支座，所述支座为L型支座，包括支座横板与支座竖板，所述支座竖板垂直固定于支座横板的上端面后端，所述支座横板的底部对称设置有插台A，所述壳体的上壳面对称开设有插孔B，通过插台A内嵌于插孔B中，所述插拔机构固定于回转机构上，所述上支座垂直固定于支座竖板的前端面上端，所述下支座垂直固定于支座竖板的前端面下部，所述上支座为方形固定块，所述方形固定块的内腔下半部为四棱台，其余部分为空心腔体，所述插拔驱动机构包括插拔电机、第一减速齿轮、第一丝杠、第一丝杠螺母、第二丝杠螺母和第二减速齿轮，所述插拔电机固定于上支座上，所述第一减速齿轮安装于插拔电机输出轴上，所述第一减速齿轮位于空心腔体中，所述第一丝杠上下端分别通过上连接组件和下连接组件可转动连接于上支座和下支座上，所述第二减速齿轮安装于第一丝杠上，与第一减速齿轮啮合连接，所述第一减速齿轮通过第二减速齿轮带动第一丝杠转动，所述第一丝杠螺母安装于上支座和下支座之间第一丝杠上，与第一丝杠形成丝杠螺母运动副，所述机械手臂固定于第一丝杠螺母上，与第一丝杠相垂直，所述第一丝杠转动驱动第一丝杠螺母带动机械手臂沿第一丝杠轴向移动。所述第一减速齿轮通过第三螺母加第二垫圈固定于插拔电机输出轴上，同时插拔电机输出轴和第三螺母下端伸入上支座的四棱台凹槽中，可保证插拔电机输出轴正常旋转。所述上连接组件包括上套筒、上轴承和上轴承端盖，所述上套筒垂直安装于上支座中部，所述第一丝杠上端通过上套筒伸出上支座上端面，并通过第四螺母紧固在上套筒上端，所述第一丝杠通过上轴承垂直安装于上支座中部，所述上轴承为向心推力轴承，所述向心推力轴承外圈还配设有上轴承端盖，所述上轴承端盖通过第一螺钉固定于上支座上，所述上轴承端盖内表面还设置有密封圈。所述下连接组件包括下套筒、下轴承、下轴承端盖和连接板，所述第一丝杠通过下轴承垂直安装于下支座中部，所述下轴承包括推力球轴承和向心推力轴承，所述下套筒将推力球轴承和向心推力轴承由上至下依次安装在第一丝杠上，所述下套筒嵌设于下支座上端中部，所述推力球轴承外侧配合有下轴承端盖，所述下轴承端盖通过第二螺钉固定于下支座上方下套筒上，所述第一丝杠下端套设有第三垫圈，所述下轴承通过第五螺母加第三垫圈紧固在第一丝杠上，所述连接板固定于下支座底部，所述第一丝杠下端由下支座底部伸入下支座的凹槽中。所述第一丝杠两侧对称设置有导杆，所述导杆垂直固定于上支座和下支座上，所述机械手臂上对称设置有通孔，所述导杆安装于通孔中，所述机械手臂与导杆形成滑动运动副，所述机械手臂随第一丝杠螺母沿第一丝杠和导杆轴向运动。所述机械手臂通过第六螺母加第四垫圈固定于第一丝杠螺母上。所述机械手爪包括步进电机、第二丝杠、第二丝杠螺母、拉杆和滑槽第二减速齿轮式手爪，所述机械手臂两端分别设置有间隔分布的内支撑板和外支撑板，所述支撑板垂直固定于机械手臂上，所述内支撑板中部开设有通孔，所述步进电机输出轴穿设内支撑板中部通孔固定于机械手臂上，所述第二丝杠通过轴联器与步进电机输出轴连接，所述第二丝杠通过角接触球轴承安装于外支撑板上，所述角接触球轴承的内圈安装有挡圈，所述外支撑板外侧第二丝杠上安装有第二丝杠螺母，所述滑槽第二减速齿轮式手爪包括“H”型支撑杆和半爪，两个半爪对称设置使头部形成一个工件固定槽，所述拉杆外端铰接两个对称分布的两个半爪末端，拉杆内端通过轴承垂直机械手臂外端面安装于机械手臂上，所述拉杆嵌套在第二丝杠螺母上，所述“H”型支撑杆一端通过销轴分别铰接在两个半爪的弯折部，“H”型支撑杆另一端固定在机械手臂外端面上。本技术具有以下有益效果：本技术提供的数控车床交换工件机械手通过回转电机驱动回转机构转动，插拔机构固定于回转机构上，回转机构转动带动插拔机构同步转动，插拔机构上滑动连接有机械手臂，机械手臂两端分别安装有机械手爪，插拔机构转动带动两个机械手爪在工件转盘和三爪卡盘之间转向180°，完成两个机械手爪位置交换，插拔电机通过第一减速齿轮带动第一丝杠转动，第一丝杠转动驱动第一丝杠螺母沿第一丝杠直线移动，机械手臂固定于第一丝杠螺母上，第一丝杠螺母带动机械手臂及其两端机械手爪轴向靠近或远离工件转盘和三爪卡盘，从而通过机械手爪配合回转机构和插拔机构转动交换及插拔工件转盘和三爪卡盘上的待交换工件，交换完工件转盘上的工件，机械手爪通过转向机构再转向180°复位，转盘电机带动工件转盘上的工件插架转动一位，机械手爪配合插拔机构再抓取待加工工件，如此往复，机床不断进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数控车床交换工件机械手，包括工件转盘(1)、插拔机构(2)、回转机构(3)、机械手臂(4)和机械手爪(5)，其特征在于，所述工件转盘(1)为圆形转盘，所述圆形转盘上安装有工件插架和转盘驱动机构(1a)，所述工件插架呈圆形分布，与圆形转盘同心，工件安装于工件插架上，所述转盘驱动机构(1a)驱动圆形转盘带动工件插架转动，所述插拔机构(2)安装于回转机构(3)上，所述插拔机构(2)包括插拔驱动机构和插拔传动机构，所述机械手臂(4)滑动连接于插拔传动机构上，所述机械手爪(5)安装于机械手臂(4)两端，两个机械手爪(5)间距等于三爪卡盘(6)与最近的工件插架间距，分别用于夹取工件转盘(1)和三爪卡盘(6)上的待交换工件，所述三爪卡盘(6)安装在机床主轴上，所述插拔驱动机构通过插拔传动机构带动机械手臂(4)及其两端机械手爪(5)轴向靠近或远离工件转盘(1)和三爪卡盘(6)，所述回转机构(3)通过插拔机构(2)带动两个机械手爪(5)转动交换位置，所述机械手爪(5)配合回转机构(3)和插拔机构(2)转动交换及插拔工件转盘(1)和三爪卡盘(6)上的待交换工件。/n

【技术特征摘要】
1.一种数控车床交换工件机械手，包括工件转盘(1)、插拔机构(2)、回转机构(3)、机械手臂(4)和机械手爪(5)，其特征在于，所述工件转盘(1)为圆形转盘，所述圆形转盘上安装有工件插架和转盘驱动机构(1a)，所述工件插架呈圆形分布，与圆形转盘同心，工件安装于工件插架上，所述转盘驱动机构(1a)驱动圆形转盘带动工件插架转动，所述插拔机构(2)安装于回转机构(3)上，所述插拔机构(2)包括插拔驱动机构和插拔传动机构，所述机械手臂(4)滑动连接于插拔传动机构上，所述机械手爪(5)安装于机械手臂(4)两端，两个机械手爪(5)间距等于三爪卡盘(6)与最近的工件插架间距，分别用于夹取工件转盘(1)和三爪卡盘(6)上的待交换工件，所述三爪卡盘(6)安装在机床主轴上，所述插拔驱动机构通过插拔传动机构带动机械手臂(4)及其两端机械手爪(5)轴向靠近或远离工件转盘(1)和三爪卡盘(6)，所述回转机构(3)通过插拔机构(2)带动两个机械手爪(5)转动交换位置，所述机械手爪(5)配合回转机构(3)和插拔机构(2)转动交换及插拔工件转盘(1)和三爪卡盘(6)上的待交换工件。


2.根据权利要求1所述的数控车床交换工件机械手，其特征在于：所述转盘驱动机构(1a)为转盘电机，所述转盘电机输出轴固定在圆形转盘中心处，带动圆形转盘同步转动。


3.根据权利要求1所述的数控车床交换工件机械手，其特征在于：所述回转机构(3)包括壳体(3-1)、回转机构支座(3-2)、回转电机(3-3)和谐波传动减速器，所述壳体(3-1)通过环形轴承(3-4)安装在回转机构支座(3-2)上方，所述回转电机(3-3)安装在回转机构支座(3-2)中部，所述谐波传动减速器包括波发生器(3-51)、柔性齿轮(3-52)和刚性齿轮(3-53)，所述波发生器(3-51)安装在回转电机(3-3)输出轴上，所述波发生器(3-51)与回转电机(3-3)输出轴之间由内之外依次套接有内套筒(3-6)和外套筒(3-7)，所述内套筒(3-6)上端回转电机(3-3)输出轴上套设有第一垫圈(3-8)和第一螺母(3-9)，所述波发生器(3-51)通过第一螺母(3-9)加第一垫圈(3-8)锁紧在回转电机(3-3)输出轴端上，所述柔性齿轮(3-52)安装在波发生器(3-51)上，所述壳体(3-1)的上壳面内壁中部设置有倒置凸台，所述柔性齿轮(3-52)上端通过第二螺母(3-10)紧固在倒置凸台上，所述柔性齿轮(3-52)与刚性齿轮(3-53)啮合连接，所述柔性齿轮(3-52)和刚性齿轮(3-53)外部还设置有保护壳(3-11)，所述回转电机(3-3)带动波发生器(3-51)转动，波发生器(3-51)进一步驱动柔性齿轮(3-52)反向转动，所述柔性齿轮(3-52)带动壳体(3-1)绕回转机构支座(3-2)转动。


4.根据权利要求3所述的数控车床交换工件机械手，其特征在于：所述插拔机构(2)还包括支撑机构，所述支撑机构包括插拔机构支座(2-1)、上支座(2-21)和下支座(2-22)，所述插拔机构支座(2-1)为L型支座，包括支座横板(2-11)与支座竖板(2-12)，所述支座竖板(2-12)垂直固定于支座横板(2-11)的上端面后端，所述支座横板(2-11)的底部对称设置有插台A，所述壳体(3-1)的上壳面对称开设有插孔B，通过插台A内嵌于插孔B中，所述插拔机构(2)固定于回转机构(3)上，所述上支座(2-21)垂直固定于支座竖板(2-12)的前端面上端，所述下支座(2-22)垂直固定于支座竖板(2-12)的前端面下部，所述上支座(2-21)为方形固定块，所述方形固定块的内腔下半部为四棱台，其余部分为空心腔体，所述插拔驱动机构包括插拔电机(2-31)、第一减速齿轮(2-32)、第一丝杠(2-33)、第一丝杠螺母(2-34)和第二减速齿轮(2-35)，所述插拔电机(2-31)固定于上支座(2-21)上，所述第一减速齿轮(2-32)安装于插拔电机(2-31)输出轴上，所述第一减速齿轮(2-32)位于空心腔体中，所述第一丝杠(2-33)上下端分别通过上连接组件和下连接组件可转动连接于上支座(2-21)和下支座(2-22)上，所述第二减速齿轮(2-35)安装于第一丝杠(2-33)上，与第一减速齿轮(2-32)啮合连接，所述第一减速齿轮(2-32)通过第二减速齿轮(2-35)带动第一丝杠(2-33)转动，所述第一丝杠螺母(2-34)安装于上支座(2-21)和下支座(2-22)之间第一丝杠(2-33)上，与第一丝杠(2-33)形成丝杠螺母运动副，所述机械手臂(4)固定于第一丝杠螺母(2-34)上，与第一丝杠(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁成荣，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32