一種基于液壓驅動的數控機床上下料機械手的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于液壓機械手技術領域，涉及一種基于液壓驅動的數控機床上下料機械手。
【背景技術】
[0002]隨著工業化生產進程的推進，制造行業越來越依靠自化程度高的無人制造工廠來進行流水線生產；在高溫、粉塵、放射性強、大噪音的生產環境中，機械手得到了廣泛的應用；在制造行業，機械手已發展成為柔性制造系統FMS和柔性制造單元FMC中一個重要組成部分。機械手可以代替大多數重復性的工件搬運工作，可以使數控機床設備組成一個柔性加工系統或柔性制造單元，使加工生產的節奏加快，同時節省了龐大的工件輸送裝置，使機械手裝置特別適應于機械大規模、自動化流程的生產。然而，目前在國內大多數工廠的生產線上數控機床裝卸工件仍由人工完成，勞動強度大、生產效率低，工人的作業安全性也不高。另外，國內的機械手裝置大多采用氣動控制的輕型機械手，在研究上也更多地考慮機械手的靈活性，加工較大的工件時，輕型氣動控制的機械手無法滿足較大較低重工件的重復搬運作業。同時，氣動控制的機械手對氣源的密封性要求較高，不利于生產現場的實際需要。
[0003]為解決這一問題，根據工廠數控加工生產線的實際需要，針對生產線的具體工藝要求，確定了以液壓驅動控制的機械手裝置的基本結構，對執行手爪的力學性能進行了計算與分析，完成了液壓系統的設計與液壓驅動力的計算，并對PLC控制系統進行了設計，實現了整個機械手功能的設計。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種基于液壓驅動的數控機床上下料機械手，解決了現有的氣動控制的機械手對氣源的密封性要求較高，不利于生產現場的實際需要的問題。
[0005]本實用新型所采用的技術方案是包括水平伸縮液壓缸支撐座，水平液壓缸支撐座上安裝有水平伸縮液壓缸，水平伸縮液壓缸連接機械手手腕一端，驅動機械手手腕做直線伸縮往復運動，機械手手腕另一端安裝有機械手末端執行器，機械手末端執行器抓取待加工工件進行加工時的上下料作業，所述機械手末端執行器包括活塞，活塞連接柱塞液壓缸，活塞內的活塞桿連接中間齒條一端，中間齒條另一端置于活塞外部并且連接扇形齒輪，扇形齒條連接機械手手指，柱塞液壓缸通過推動活塞桿帶動中間齒條運動，從而帶動扇形齒條控制機械手手指開合。
[0006]本實用新型的有益效果是采用液壓式機械手不會產生氣源的密封性問題。
【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型機械手結構示意圖；
[0008]圖2是本實用新型機械手末端執行器結構示意圖。
[0009]圖中，1.水平伸縮液壓缸支撐座，2.機械手手腕，3.機械手末端執行器，4.活塞，
5.活塞桿，6.中間齒條，7.扇形齒輪，8.機械手手指。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進行詳細說明。
[0011 ] 本實用新型如圖1所示包括水平伸縮液壓缸支撐座I，水平液壓缸支撐座I上安裝有水平伸縮液壓缸，水平伸縮液壓缸連接機械手手腕2 —端，驅動機械手手腕2做直線伸縮往復運動，機械手手腕2另一端安裝有機械手末端執行器3，機械手末端執行器3抓取待加工工件進行加工時的上下料作業。
[0012]進一步，所述機械手末端執行器3包括活塞4，活塞4連接柱塞液壓缸，活塞4內的活塞桿5連接中間齒條6 —端，中間齒條6另一端置于活塞4外部并且連接扇形齒輪7，扇形齒條7連接機械手手指8，柱塞液壓缸通過推動活塞桿5帶動中間齒條6運動，從而帶動扇形齒條7控制機械手手指8開合。
[0013]本實用新型的機械手搬運的加工工件的質量為30kg，長度為500mm。機械手在接收到操作工作時，先通過機械手臂做直線運動將待加工工件進行夾取，然后通過機械手腕部作回轉運動將待加工工件送至數控機床進行加工。待加工完成后，重復這一過程，將已加工件送至工件物流自動生產線，達到自動進、給料的目的。
[0014]根據目前工業機器人的四種結構形式(主要有直角坐標結構，圓柱坐標結構，球坐標結構，關節型結構四種)，結合自動化生產線的要求，機械手機構選用圓坐標形式，使整個機械手具有3個自由度，一個轉動，兩個移動自由度。圓坐標形式的機械手具有運動范圍大、定位準確，且機械結構簡單。同時考慮機械手的工作載荷和工作現場環境對機械手布局以及定位精度的具體要求以及計算機的控制的因素，機械手腰部的回轉用電機驅動實現。
[0015]水平伸縮液壓缸采用單活塞桿液壓缸安裝于水平伸縮液壓缸支撐座I上，驅動機械手手腕2作手臂的直線伸縮往復運動，通過機械手末端執行器3即執行手爪抓取待加工工件進行加工時的上、下料作業。
[0016]機械手末端執行器3的設計:機械手末端執行3又可稱為執行手爪，是抓取工件上、下料作業的關鍵部件。綜合考慮執行手爪的抓力大小及執行可靠性，根據數控機床的要求，抓力大小為30kg，采用了齒輪齒條式的手爪。齒輪傳動具有傳動準確性高、穩定可靠、傳遞力矩大等優點，手爪的具體結構形式如圖2所示，在活塞4的活塞桿5的作用下，帶動活塞桿5上中間齒條6，中間齒條6再帶動扇形齒輪7旋轉來控制機械手手指8的張合。設計時，考慮工件形狀為圓鋼型工件，根據工件重量最大為30kg，設計機械手手指8的工作行程為40mm，則可抓取直徑為80mm的圓鋼型工件。當活塞桿5向左運動時，手指為夾緊狀態，當活塞桿5向右運動時，手指為松開狀態，執行手爪放下工件，活塞桿5的驅動力依靠液壓系統來控制。
[0017]本實用新型機械手手腕部位的前伸、后縮采用了水平伸縮液壓缸，執行手爪的夾緊、張開采用了柱塞液壓缸。通過對機械手力學性能的分析與計算，機械手裝置簡單可靠，具備抓取、搬運30kg工件的能力。使機械手達到了生產線上工件自動上、下料的功能要求。
[0018]以上所述僅是對本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬于本實用新型技術方案的范圍內。
【主權項】
1.一種基于液壓驅動的數控機床上下料機械手，其特征在于:包括水平伸縮液壓缸支撐座(I)，水平液壓缸支撐座(I)上安裝有水平伸縮液壓缸，水平伸縮液壓缸連接機械手手腕(2) —端，驅動機械手手腕(2)做直線伸縮往復運動，機械手手腕(2)另一端安裝有機械手末端執行器(3)，機械手末端執行器(3)抓取待加工工件進行加工時的上下料作業，所述機械手末端執行器(3)包括活塞(4)，活塞(4)連接柱塞液壓缸，活塞(4)內的活塞桿(5)連接中間齒條(6) —端，中間齒條(6)另一端置于活塞(4)外部并且連接扇形齒輪(7)，扇形齒條(7)連接機械手手指(8)，柱塞液壓缸通過推動活塞桿(5)帶動中間齒條(6)運動，從而帶動扇形齒條(7)控制機械手手指(8)開合。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于液壓驅動的數控機床上下料機械手，包括水平伸縮液壓缸支撐座，水平液壓缸支撐座上安裝有水平伸縮液壓缸，水平伸縮液壓缸連接機械手手腕一端，驅動機械手手腕做直線伸縮往復運動，機械手手腕另一端安裝有機械手末端執行器，機械手末端執行器抓取待加工工件進行加工時的上下料作業，機械手末端執行器包括活塞，活塞連接柱塞液壓缸，活塞內的活塞桿連接中間齒條一端，中間齒條另一端置于活塞外部并且連接扇形齒輪，扇形齒條連接機械手手指，柱塞液壓缸通過推動活塞桿帶動中間齒條運動，從而帶動扇形齒條控制機械手手指開合。本實用新型的有益效果是采用液壓式機械手不會產生氣源的密封性問題。
【IPC分類】B25J9-14, B23Q7-04
【公開號】CN204339434
【申請號】CN201420280751
【發明人】袁川來, 孔玲爽, 周維龍
【申請人】袁川來, 孔玲爽, 周維龍
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年5月29日