直移旋转上下料系统及包含该系统的加工中心生产线技术方案

本实用新型专利技术公开了直移旋转上下料系统及包含该系统的加工中心生产线，该系统包括安装底座及直移旋转运动组件，安装底座具有一安装表面；所述直移旋转运动组件包括前端运动组件和末端运动组件，前端运动组件与末端运动组件连接，由前端运动组件带动末端运动组件升降、旋转及直移；前端运动组件包括第一直移机构、第二直移机构以及第一旋转机构，末端运动组件包括第一连接臂、第二连接臂、第三直移机构以及第二旋转机构。本实用新型专利技术针对加工中心中的小型工件自动上下料的特点和场景的特殊要求来设计，设计出与之配套使用的安装底座、直移旋转运动组件，其安装的占地空间远小于常规机器人，使工件的取料和放料的动作准确无误，末端负载更大、更稳定。更稳定。更稳定。

【技术实现步骤摘要】
直移旋转上下料系统及包含该系统的加工中心生产线


[0001]本技术涉及自动机器人
，特别涉及一种用于工件上下料的直移旋转上下料系统及包含该系统的加工中心生产线。

技术介绍

[0002]针对原有大多数企业生产中各个工序之间的工件装运、装卸采用人工操作存在的劳动强度大、生产效率低、易出错、产品质量不稳定等问题，现有的企业会引进机器人（六轴关节机器人）来辅助加工中心（CNC）自动化生产，加工中心是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床，数控加工中心是目前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一。因此企业配合加工中心所使用的机器人需要根据原有的空间、场地进行布局。
[0003]专利技术人在实现本技术的过程中，发现现在企业所引进的机器人至少存在以下技术问题：
[0004]1、占用空间大，原先两台加工中心之间的空虚间距可以是100mm，为了能够满足传统机器人的使用要求，需要在两台加工中心之间空出1000mm
‑
3000mm的空间来放置机器人和相关配套设备，使得企业为了满足放置机器人而去缩减加工中心的数量或扩大厂房，缩减加工中心的数量意味着产量跟不上，扩大厂房意味着投入大大增加，且零件加工均摊单位成本变高；
[0005]2、效率低、精度差，原先的机器人为满足能为多台加工中心提供上下料的功能，会在加工中心一侧做一个滑轨，机器人在滑轨上来回上下料，机器人取料、放料的往返距离长、时间长，增加了工件上下料的时间，使加工中心效率降低，而且在长距离移动上料时不精准，造成装夹不良或装夹不到位导致无法加工或加工精度变差；
[0006]3、成本高，效益回收期长，由于加工中心的工件加工工时有长有短，也需要根据工件的加工工时来配置一台机器人对应多少台加工中心，机器人的成本比较高，加工中心所生产工件的加工工时发生变化时，原先所配套的机器人要么是不能满足使用需求，需要花费很大改造成本和很长改造周期进行重新配置，要么是性能过剩，高价值高性能的机器人不能及时转化为企业效益。
[0007]4、由于现有加工中心的位置限制，机床的间距较小，需要将所配置的上下料机器做的体积小一些，采用传统的6轴机器人结构，其用于负载的末端，存在负载小、惯性大、精度低等问题，在需要做一些精细动作时做不到位，负载不能过大。
[0008]有鉴于此，如何解决现在企业为加工中心配套机器人存在的占用空间大、效率低、精度差、成本高、效益回收期长以及惯性大、负载小等问题，便成为本技术所要研究解决的课题。

技术实现思路

[0009]本技术提供一种直移旋转上下料系统及包含该系统的加工中心生产线，其目
的是要现在企业为加工中心配套机器人存在的占用空间大、效率低、精度差、成本高、效益回收期长以及惯性大、负载小等问题，以提供一种占地空间小、效率高、精度高、经济、便宜、效益回收快、负载大、惯性小的机器人和生产线。
[0010]为达到上述目的，本技术提出了一种直移旋转上下料系统，该直移旋转上下料系统针对加工中心设置，用于加工中心中上料窗口处工件的自动上下料，包括安装底座及直移旋转运动组件，其创新点在于：
[0011]所述安装底座设置在加工中心上料窗口的一侧，直移旋转运动组件定位安装在安装底座上；在安装底座具有一安装表面，定义安装表面所在的面为X
‑
Y平面，定义与安装表面呈竖直状态的竖直延伸方向为Z方向；
[0012]所述直移旋转运动组件包括前端运动组件和末端运动组件，前端运动组件与末端运动组件连接，由前端运动组件带动末端运动组件升降、旋转及直移；前端运动组件包括第一直移机构、第二直移机构以及第一旋转机构，末端运动组件包括第一连接臂、第二连接臂、第三直移机构以及第二旋转机构，其中，
[0013]前端运动组件中，所述第一直移机构、第二直移机构、第一旋转机构三者中的一者定位连接在安装底座的安装底面上、另一者定位连接在末端运动组件上、还有一者定位连接在其余两者之间；第一直移机构为一升降机构，第一直移机构具有沿Z方向设立的第一作用端和第二作用端，第一直移机构的第二作用端相对于第一作用端沿Z方向往复位移，第一直移机构的第一作用端位于安装底座的上方并与安装底座定位连接，第一直移机构的第二作用端位于末端运动组件的下方与末端运动组件定位连接，所述第一直移机构带动末端运动组件沿Z方向上下位移；所述第二直移机构作用在与X
‑
Y平面平行的方向上，第二直移机构带动末端运动组件做与X
‑
Y平面平行的直线往复运动；所述第一旋转机构具有沿Z方向设置的第一旋转中心，第一旋转机构带动末端运动组件绕第一旋转中心转动；
[0014]末端运动组件中，所述第一连接臂、第二连接臂平行于X
‑
Y平面设置，第一连接臂与前端运动组件定位连接，第一连接臂的延伸端连接第三直移机构；第三直移机构与第二连接臂连接，所述第三直移机构作用在与X
‑
Y平面平行的方向上，由第三直移机构带动第二连接臂沿第一连接臂的延伸方向做直线往复运动；所述第二旋转机构位于第二连接臂的延伸端末端，所述第二旋转机构具有沿Z方向设置的第二旋转中心。
[0015]本技术还公开了一种加工中心生产线，包括上述的直移旋转上下料系统。
[0016]本技术的有关内容解释如下：
[0017]1.本技术的上述技术方案，是针对加工中心中的工件自动上下料的特点和场景的特殊要求来设计的，加工中心中的工件自动上下料的特点是加工工时不固定、上下料精度要求高，其场景是机床间距狭窄、加工中心内的空间狭小，所设计出与之配套使用的安装底座、直移旋转运动组件，其中由前端运动组件与末端运动组件来带动第二旋转机构在工作范围内进行各个自由度的运动，第一旋转机构是为了使第二旋转机构能在不同位置下（非固定位置下）的取料、放料的角度调整，第二旋转机构是为了在固定位置（第二旋转轴在Z向的正下方）对来料和取料的旋转角度调整，由此可知第二旋转机构底下的抓取部可以在前端运动组件与末端运动组件的联动作用下进入较为狭小的空间，适用场景更广；同时采用这种结构的直移旋转运动组件，可以使作为负载的第二连接臂末端在进行位置定位时惯性比较小，定位精度高，相较常规为了增加行程而加长连接臂的做法其负载也更大一点；第
一连接臂、第二连接臂均与安装底座的安装面平行，在第一连接臂、第二连接臂及第三直移机构的作用下，使运转空间的工作最小半径更小、最大工作半径更大，这种组件结构可以让位于第二旋转机构除的抓取部能够在有限的空间内快速完成上料和下料动作，抓取部的平动自由度和转动自由度得以满足其实际作业需求，从而同样能简化、缩小整个直移旋转上下料系统的体积，以此来减少占地空间和节约成本，完成工件的快速上下料，其精度准、效率高。
[0018]2. 在上述技术方案中，所述第一直移机构安装在安装底座的安装底面上，所述第一直移机构的上方连接有固定法兰，在固定法兰的上方固定连接第二直移机构，第二直移机构上方安装第一旋转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直移旋转上下料系统，该直移旋转上下料系统针对加工中心设置，用于加工中心中上料窗口处工件的自动上下料，包括安装底座(1)及直移旋转运动组件，其特征在于：所述安装底座(1)设置在加工中心上料窗口的一侧，直移旋转运动组件定位安装在安装底座(1)上；在安装底座(1)具有一安装表面(11)，定义安装表面(11)所在的面为X
‑
Y平面，定义与安装表面(11)呈竖直状态的竖直延伸方向为Z方向；所述直移旋转运动组件包括前端运动组件(2)和末端运动组件(3)，前端运动组件(2)与末端运动组件(3)连接，由前端运动组件(2)带动末端运动组件(3)升降、旋转及直移；前端运动组件(2)包括第一直移机构(21)、第二直移机构(22)以及第一旋转机构(23)，末端运动组件(3)包括第一连接臂(31)、第二连接臂(32)、第三直移机构(33)以及第二旋转机构(34)，其中，前端运动组件(2)中，所述第一直移机构(21)、第二直移机构(22)、第一旋转机构(23)三者中的一者定位连接在安装底座(1)的安装底面上、另一者定位连接在末端运动组件(3)上、还有一者定位连接在其余两者之间；第一直移机构(21)为一升降机构，第一直移机构(21)具有沿Z方向设立的第一作用端(211)和第二作用端(212)，第一直移机构(21)的第二作用端(212)相对于第一作用端(211)沿Z方向往复位移，第一直移机构(21)的第一作用端(211)位于安装底座(1)的上方并与安装底座(1)相对定位连接，第一直移机构(21)的第二作用端(212)位于末端运动组件(3)的下方与末端运动组件(3)相对定位连接，所述第一直移机构(21)带动末端运动组件(3)沿Z方向上下位移；所述第二直移机构(22)作用在与X
‑
Y平面平行的方向上，第二直移机构(22)带动末端运动组件(3)做与X
‑
Y平面平行的直线往复运动；所述第一旋转机构(23)具有沿Z方向设置的第一旋转中心(231)，第一旋转机构(23)带动末端运动组件(3)绕第一旋转中心(231)转动；末端运动组件(3)中，所述第一连接臂(31)、第二连接臂(32)平行于X
‑
Y平面设置，第一连接臂(31)与前端运动组件(2)定位连接，第一连接臂(31)的延伸端连接第三直移机构(33)；第三直移机构(33)与第二连接臂(32)连接，所述第三直移机构(33)作用在与X
‑
Y平面平行的方向上，由第三直移机构(33)带动第二连接臂(32)沿第一连接臂(31)的延伸方向做直线往复运动；所述第二旋转机构(34)位于第二连接臂(32)的延伸端末端，所述第二旋转机构(34)具有沿Z方向设置的第二旋转中心(341)。2.根据权利要求1所述的直移旋转上下料系统，其特征在于：所述第一直移机构(21)安装在安装底座(1)的安装底面上，所述第一直移机构(21)的上方连接有固定法兰(24)，在固定法兰(24)的上方固定连接第二直移机构(22)，第二直移机构(22)上方安装第一旋转机构(23)，第一旋转机构(23)的上方与第一连接臂(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔裕翔，罗朝政，
申请(专利权)人：苏州博思特装配自动化科技有限公司，
类型：新型
国别省市：