自備機(jī)械手的數(shù)控機(jī)床的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種自備機(jī)械手的數(shù)控機(jī)床，尤其是加工中心自備裝卸料的機(jī)械手機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]—般機(jī)床的上卸料機(jī)構(gòu)為手動上卸料和機(jī)械手上卸料，機(jī)床本身不具備上卸料功能。隨著工業(yè)自動化的發(fā)展機(jī)械手的應(yīng)用也將會越來越廣泛，機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動生產(chǎn)設(shè)備，作業(yè)的準(zhǔn)確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力是工業(yè)機(jī)械手機(jī)器人的一個重要分支，數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給速度由原來的10米、12米提升到現(xiàn)在的120米以上，大大提高了工件的加工效率，這樣人工裝卸工件時的勞動強(qiáng)度卻來越大，人工操作已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高速高效的需求。機(jī)械手按驅(qū)動方式可分為液壓式、氣動式、電動式、機(jī)械式。特點(diǎn)是可以通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)，構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)械手機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)。機(jī)械手通常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，配置有獨(dú)立的控制系統(tǒng)或依附于機(jī)床設(shè)備本身的控制系統(tǒng)，如在自動機(jī)床或自動生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件。機(jī)械手本身具有獨(dú)立的可進(jìn)行兩維或三維空間移動的手臂和工件夾持部分組成，最終實(shí)現(xiàn)能將加工工件的自動裝卸過程。
[0003]現(xiàn)行的機(jī)械手均為機(jī)床外置設(shè)備，多數(shù)為桁架機(jī)械手、折臂機(jī)械手以及工業(yè)機(jī)器人。機(jī)械手采購、使用成本較高，機(jī)械手上各零部件的加工、裝配精度及復(fù)雜程度也很高。因而使機(jī)械手被中小型生產(chǎn)企業(yè)拒之門外，依然還是采用勞動強(qiáng)度較大的人工上卸料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種自備機(jī)械手的數(shù)控機(jī)床及進(jìn)行工件裝卸的方法，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的低成本制造及裝卸工件的速度。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0006]自備機(jī)械手的數(shù)控機(jī)床，包括設(shè)有底座的機(jī)床本體，作為優(yōu)選還包括機(jī)械手，所述機(jī)械手包括導(dǎo)桿氣缸和氣動卡爪，導(dǎo)桿氣缸的外缸體固定于機(jī)床本體上的主軸箱下方，氣動卡爪設(shè)置在導(dǎo)桿氣缸的活塞桿前端，啟動卡爪和導(dǎo)桿氣缸分別外接可控氣源；
[0007]所述機(jī)床本體的底座上還設(shè)有可沿Y方向和X方向分別或同時移動的工作臺3和立柱2，主軸箱設(shè)設(shè)置在立柱上可沿Z方向移動。
[0008]作為優(yōu)選，機(jī)床本體的內(nèi)部設(shè)有刀庫組件4和內(nèi)部料倉組件，機(jī)床本體的外側(cè)設(shè)防護(hù)罩，機(jī)床本體之外靠近內(nèi)部料倉組件處還設(shè)有外部料倉。
[0009]作為優(yōu)選，底座上安裝有十字導(dǎo)軌滑座，十字導(dǎo)軌滑座上設(shè)X方向和Y方向的直線導(dǎo)軌，工作臺置于直線導(dǎo)軌上沿X方向和Y方向可移動，工作臺與底座間設(shè)兩組滾珠絲杠副和及其配套的位移電機(jī)。
[0010]作為進(jìn)一步的優(yōu)選，立柱上安裝有直線導(dǎo)軌，主軸箱安裝于直線導(dǎo)軌上并可上下位移，立柱與主軸箱間設(shè)滾珠絲杠副及其配套的位移電機(jī)。[0011 ]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)效果是:
[0012]1、借助于數(shù)控機(jī)床本身的三個移動軸實(shí)現(xiàn)工件的裝卸過程。
[0013]2、制造成本低，加工制造簡單方便，工件定位精度高。
[0014]3、通過更換不同形式的氣爪可以完成廣泛工件的裝卸動作。
【附圖說明】
[0015]圖1本實(shí)用新型的俯視結(jié)構(gòu)不意圖，
[0016]圖2是本實(shí)用新型的圖1中A向視圖順時針旋轉(zhuǎn)90度的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]1、底座，2、立柱，3、工作臺，4、刀庫，5、主軸箱，6、控制系統(tǒng)，7、機(jī)械手，8、防護(hù)罩，
9、外部料倉，10、導(dǎo)桿氣缸，11、氣動卡爪，12內(nèi)部料倉，13、工件。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1所示自備機(jī)械手的數(shù)控機(jī)床，
[0019]自備機(jī)械手的數(shù)控機(jī)床，包括設(shè)有底座I的機(jī)床本體，底座部分I位于機(jī)床最底端，用于支撐機(jī)床業(yè)余各部分。所述機(jī)床本體的底座I上還設(shè)有可沿Y方向和X方向分別或同時移動的工作臺3和立柱2，主軸箱5設(shè)設(shè)置在立柱3上可沿Z方向移動。
[0020]底座I上安裝有十字導(dǎo)軌滑座，十字導(dǎo)軌滑座上設(shè)X方向和Y方向的直線導(dǎo)軌，工作臺3置于直線導(dǎo)軌上沿X方向和Y方向可移動，工作臺3與底座I間設(shè)兩組滾珠絲杠副和及其配套的位移電機(jī)。
[0021 ]立柱2上安裝有直線導(dǎo)軌，主軸箱5安裝于直線導(dǎo)軌上并可上下位移，立柱2與主軸箱5間設(shè)滾珠絲杠副及其配套的位移電機(jī)。主軸箱部分5上安裝有主軸、主電機(jī)等部件。
[0022]機(jī)床本體的內(nèi)部設(shè)有刀庫4和內(nèi)部料倉12，十字導(dǎo)軌滑座上方和機(jī)床外側(cè)的外側(cè)設(shè)防護(hù)罩8，用于機(jī)床導(dǎo)軌的防護(hù)和加工時產(chǎn)生的鐵削、切削液的防護(hù)。機(jī)床本體之外靠近內(nèi)部料倉12處還設(shè)有外部料倉9。
[0023]機(jī)械手7包括導(dǎo)桿氣缸1和氣動卡爪11，導(dǎo)桿氣缸1的外缸體固定于主軸箱5下方，氣動卡爪11設(shè)置在導(dǎo)桿氣缸10的活塞桿前端，氣動卡爪11和導(dǎo)桿氣缸10分別外接可控氣源;導(dǎo)桿氣缸10推動氣動卡爪11沿機(jī)床Y方向。氣動卡爪11用來抓取未加工工件放置到加工位置和抓取加工后的工件放置外部料倉9或內(nèi)部料倉12。
[0024]該機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動上卸料分為兩種方式，第一種為置于機(jī)床防護(hù)罩外部的外部料倉9的裝卸料。第二種為置于機(jī)床工作臺上的內(nèi)部料倉12的裝卸料。
[0025]實(shí)現(xiàn)機(jī)床外部料倉9的自備機(jī)械手裝卸工件的過程為:主軸箱5帶動機(jī)械手7移動至外部料倉9第一層工件的高度，氣動卡爪11的卡爪張開并由導(dǎo)桿氣缸10推動向前移動至第一層工件處，氣動卡爪11的卡爪閉合，抓取工件。導(dǎo)桿氣缸10的活塞桿帶動氣動卡爪11和工件縮回至主軸箱5的下方，工作臺3沿機(jī)床X向和Y向移動，使工件處于在工作臺上相應(yīng)的裝夾位置的上方，主軸箱5帶動氣動卡爪11沿機(jī)床Z向移動，使工件放置在機(jī)床工作臺上，然后用于定位和裝夾工件的夾具夾緊，開始加工工件。
[0026]工件加工完成后，工作臺3帶動工件沿機(jī)床X向和Y向移動至氣動卡爪11的下方，主軸箱5帶動機(jī)械手7沿機(jī)床Z向移動至氣動卡爪11需要求夾緊位置，氣動卡爪11加緊工件，主軸箱5帶動氣動卡爪11沿機(jī)床Z向移動至外部料倉第一層工件的高度位置，導(dǎo)桿氣缸10工作，將工件推送至外部料倉，氣動卡爪11松開工件，導(dǎo)桿氣缸10的活塞桿縮回。主軸箱帶動機(jī)械手7沿機(jī)床Z方向向下移動至外部料倉9的第二層工件高度，氣動卡爪11的卡爪張開并由導(dǎo)桿氣缸10推動向前移動至第二層工件處，氣動卡爪11的卡爪閉合，抓取工件。依次循環(huán)加工，實(shí)現(xiàn)批量工件的自動加工過程。
[0027]實(shí)現(xiàn)機(jī)床工作臺上的內(nèi)部料倉12的自備機(jī)械手裝卸工件的過程為:首先將氣爪更改成垂直安裝形式，工作臺部分沿機(jī)床X向和Y向移動，使工件13處于機(jī)械手7的下方，氣動卡爪11的卡爪張開并由主軸箱5帶動沿機(jī)床Z向移動至工件13的裝夾位置，氣動卡爪11的卡爪閉合，抓取工件13。工作臺5沿機(jī)床X向和Y向移動，使工件13處于在工作臺的裝夾位置下方，主軸箱帶動氣動卡爪11和工件13沿機(jī)床Z向向下移動將工件13放置在工作臺上的加工位置處，然后用于定位和裝夾工件的夾具夾緊，開始加工工件。工件加工完成后，工作臺3帶動工件13沿機(jī)床X向和Y向移動至氣動卡爪11的下方，主軸箱5帶動氣動卡爪11沿機(jī)床Z向向下移動至氣動卡爪11需要求夾緊位置，氣動卡爪11加緊工件，主軸箱5帶動氣動卡爪11沿機(jī)床Z向向上移動，工作臺3帶動工件13沿機(jī)床X向和Y向移動，將工件13置于內(nèi)部料倉12的上方，主軸箱5帶動氣動卡爪11沿機(jī)床Z向向下移動至工件13的初始位置，氣動卡爪11松開工件。主軸箱5帶動氣動卡爪11沿機(jī)床Z向向上移動至安全位置，工作臺3帶動內(nèi)部料倉沿機(jī)床X向和Y向移動使工件13置于氣動卡爪11下方，氣動卡爪11的卡爪張開并由主軸箱5帶動沿機(jī)床Z向移動至工件13的裝夾位置，氣動卡爪11的卡爪閉合，抓取工件13。依次循環(huán)加工，實(shí)現(xiàn)批量工件的自動加工過程。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自備機(jī)械手的數(shù)控機(jī)床，包括設(shè)有底座(I)的機(jī)床本體，其特征是，還包括機(jī)械手(7)，所述機(jī)械手(7)包括導(dǎo)桿氣缸(10)和氣動卡爪(11)，導(dǎo)桿氣缸(10)的外缸體固定于主軸箱(5)下方，氣動卡爪(I I)設(shè)置在導(dǎo)桿氣缸(10)的活塞桿前端，氣動卡爪(I I)和導(dǎo)桿氣缸(10)分別外接可控氣源； 所述機(jī)床本體的底座(I)上還設(shè)有可沿Y方向和X方向分別或同時移動的工作臺(3)和立柱(2)，主軸箱(5)設(shè)置在立柱(3)上可沿Z方向移動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自備機(jī)械手的數(shù)控機(jī)床，其特征是，機(jī)床本體的內(nèi)部設(shè)有刀庫(4 )和內(nèi)部料倉(12 )，機(jī)床本體的外側(cè)設(shè)防護(hù)罩(8)，機(jī)床本體之外靠近內(nèi)部料倉(12)處還設(shè)有外部料倉(9)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自備機(jī)械手的數(shù)控機(jī)床，其特征是，底座(I)上安裝有十字導(dǎo)軌滑座，十字導(dǎo)軌滑座上設(shè)X方向和Y方向的直線導(dǎo)軌，工作臺(3)置于直線導(dǎo)軌上沿X方向和Y方向可移動，工作臺(3)與底座(I)間設(shè)兩組滾珠絲杠副和及其配套的位移電機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自備機(jī)械手的數(shù)控機(jī)床，其特征是，立柱(2)上安裝有直線導(dǎo)軌，主軸箱(5)安裝于直線導(dǎo)軌上并可上下位移，立柱(2)與主軸箱(5)間設(shè)滾珠絲杠副及其配套的位移電機(jī)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種自備機(jī)械手的數(shù)控機(jī)床，尤其是加工中心自備裝卸料的機(jī)械手機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：自備機(jī)械手的數(shù)控機(jī)床，包括設(shè)有底座的機(jī)床本體，作為優(yōu)選還包括機(jī)械手，所述機(jī)械手包括導(dǎo)桿氣缸和氣動卡爪，導(dǎo)桿氣缸的外缸體固定于機(jī)床本體上的主軸箱下方，氣動卡爪設(shè)置在導(dǎo)桿氣缸的活塞桿前端，啟動卡爪和導(dǎo)桿氣缸分別外接可控氣源；所述機(jī)床本體的底座上還設(shè)有可沿Y方向和X方向分別或同時移動的工作臺和立柱，主軸箱設(shè)設(shè)置在立柱上可沿Z方向移動。
【IPC分類】B23Q1/25, B23Q7/04
【公開號】CN205363407
【申請?zhí)枴緾N201521087694
【發(fā)明人】陳宇, 孔德斌, 譚英民, 王亮, 閆業(yè)棒, 劉進(jìn)才, 房友利, 李偉, 苗登殿
【申請人】山東威達(dá)重工股份有限公司
【公開日】2016年7月6日
【申請日】2015年12月24日