懸臂式機械手和數控機床的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種懸臂式機械手和數控機床，所述懸臂式機械手包括：第一滑軌，安裝于數控機床的床身；第二滑軌，活動連接于第一滑軌；懸臂，活動連接于第二滑軌，包括一橫桿以及設于橫桿上并沿橫桿長度方向排布的至少兩個拾取裝置；驅動機構，驅動第二滑軌在第一滑軌上往返運動，以及驅動懸臂在第二滑軌上往返運動。本實用新型所提供的一種懸臂式機械手，直接安裝于數控機床，體積小巧，結構簡單，既適用于大型數控機床，又適用于小型數控機床，而且動作靈活，能夠快速有效的實現自動上下料，同時通過旋轉橫桿使用兩個方向的拾取子裝置輪流拾取工件，可以節省物料等待時間，并且每次能取放多個工件，因此提高了生產效率，降低了生產成本。
【專利說明】
懸臂式機械手和數控機床
技術領域
[0001]本實用新型涉及數控機床技術領域，尤其是涉及一種應用于數控機床的懸臂式機械手以及具有該懸臂式機械手的數控機床。【背景技術】
[0002]數控機床是一種自動化加工設備，具有加工精度高、生產效率高的特點，在機械行業中的作用越來越重要。雖然數控機床的加工效率相對較高，但隨著技術的迅速發展，傳統的數控機床的生產效率已經不能滿足市場的需求。
[0003]目前，提高數控機床生產效率的方法之一就是使用機械手來自動上下料，一方面能夠提升換料速度從而提高生產效率，另一方面也能夠減少人工成本。現有的機械手為地軌式機械手，多臺數控機床共用一個地軌式機械手，這種機械手需要較長的軌道，因此體積較大，結構復雜，占用的安裝空間較大，動作不夠靈活，并且只適用于大型數控機床，并不適用于小型數控機床。【實用新型內容】
[0004]本實用新型的主要目的在于提供一種懸臂式機械手和數控機床，旨在提供一種體積小巧、結構簡單、動作靈活的懸臂式機械手，以提高數控機床的生產效率，降低生產成本。
[0005]為達以上目的，本實用新型提出一種懸臂式機械手，應用于數控機床，包括:
[0006]第一滑軌，安裝于所述數控機床的床身；
[0007]第二滑軌，活動連接于所述第一滑軌；
[0008]懸臂，活動連接于所述第二滑軌，包括一橫桿以及設于所述橫桿上并沿所述橫桿長度方向排布的至少兩個拾取裝置；
[0009]驅動機構，驅動所述第二滑軌在所述第一滑軌上往返運動，以及驅動所述懸臂在所述第二滑軌上往返運動。
[0010]優選地，所述拾取裝置包括分別朝向不同方向的第一拾取子裝置和第二拾取子裝置，所述驅動機構還驅動所述橫桿旋轉，以使所述第一拾取子裝置和所述第二拾取子裝置輪流拾取工件。
[0011]優選地，所述第一拾取子裝置和所述第二拾取子裝置分別朝向兩個相反的方向。
[0012]優選地，所述拾取裝置包括連接于所述橫桿的基板，所述第一拾取子裝置和所述第二拾取子裝置為分別連接于所述基板相對的兩面的吸盤。
[0013]優選地，所述第一拾取子裝置和所述第二拾取子裝置分別包括至少兩個吸盤。
[0014]優選地，所述拾取裝置包括吸盤，通過所述吸盤吸取工件。
[0015]優選地，所述第一滑軌橫向延伸，所述第二滑軌縱向延伸。
[0016]優選地，所述驅動機構包括伺服電機，通過所述伺服電機驅動所述第二滑軌和所述懸臂運動。
[0017]本實用新型同時提出一種數控機床，包括床身以及安裝于所述床身的數控系統、物料架、工作臺和懸臂式機械手，所述數控系統控制所述懸臂式機械手在所述物料架和工作臺之間取放工件。所述懸臂式機械手包括:第一滑軌，安裝于所述數控機床的床身;第二滑軌，活動連接于所述第一滑軌；懸臂，活動連接于所述第二滑軌，包括一橫桿以及設于所述橫桿上并沿所述橫桿長度方向排布的至少兩個拾取裝置;驅動機構，驅動所述第二滑軌在所述第一滑軌上往返運動，以及驅動所述懸臂在所述第二滑軌上往返運動。
[0018]本實用新型所提供的一種懸臂式機械手，可以一對一的形式直接安裝于數控機床，體積小巧，減小了安裝空間，結構簡單，動作靈活，能夠快速有效的實現自動上下料，在自動上下料時速度快，經測試換料時間僅需8秒。而且通過旋轉橫桿使用兩個方向的拾取子裝置輪流拾取工件，可以節省物料等待時間，實現連續加工，并且每次能取放多個工件，因此大大提高了生產效率，降低了生產成本。本實用新型實施例的懸臂式機械手既適用于大型數控機床，又適用于小型數控機床。【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型一實施例的懸臂式機械手安裝于數控機床的結構示意圖；
[0020]圖2是圖1中的懸臂式機械手的局部結構示意圖。
[0021]附圖中:[〇〇22]100-床身；110-物料架
[0023]120-工作臺；130-工件[〇〇24]200-第一滑軌；300-第二滑軌
[0025]400-懸臂；410-基座
[0026]420-橫桿；421-旋轉軸
[0027]422-軸承座；423-連接座[〇〇28]430-拾取裝置；431-第一拾取子裝置[〇〇29]432-第二拾取子裝置433-基板[〇〇3〇]510-減速機520-電機[0031 ]本實用新型目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。 【具體實施方式】
[0032]應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0033]參見圖1，提出本實用新型的懸臂式機械手一實施例，所述懸臂式機械手應用于數控機床。如圖1所示，數控機床包括床身100以及安裝于床身100的數控系統、物料架110和工作臺120,懸臂式機械手則安裝于床身100上，物料架110用于放置待加工工件130和已加工工件130,數控系統控制懸臂式機械手在物料架110和工作臺120之間取放工件130,即:懸臂式機械手拾取物料架110上的待加工工件130放置于工作臺120上，加工完畢后，再拾取工作臺120上的已加工工件130放置于物料架110上，如此循環往復。[〇〇34]如圖1所示，懸臂式機械手包括第一滑軌200、第二滑軌300、懸臂400和驅動機構。 第一滑軌200安裝于床身100上，沿數控機床橫向延伸，從物料架110位置延伸至工作臺120 位置，位于物料架110和工作臺120的側面，可以理解為沿數控機床的Y軸延伸;第二滑軌300活動連接于第一滑軌200,可以沿第一滑軌200往返運動，第二滑軌200沿數控機床縱向延伸，可以理解為數控機床的Z軸延伸;懸臂400活動連接于第二滑軌300，可以沿第二滑軌300 往返運動，懸臂400包括活動連接于第二滑軌300的基座410、連接于基座410的橫桿420以及設于橫桿420上并沿橫桿420長度方向排布的至少兩個拾取裝置430,通過拾取裝置430取放物料架110和工作臺120上的工件130,每一拾取裝置430可以拾取一個工件130,因此每次可以拾取至少兩個工件430;驅動機構驅動第二滑軌300在第一滑軌200上往返運動(即前后移動)，從而帶動連接于第二滑軌300上的懸臂400在物料架110和工作臺120之間往返運動，以及驅動懸臂400在第二滑軌300上往返運動(即上下移動)，從而使得懸臂400的拾取裝置430 可以取放物料架110和工作臺120上的工件130。[〇〇35]數控系統根據數控機床的加工進程適時控制驅動機構驅動第二滑軌300和懸臂 400的運動，并適時控制拾取裝置430取放工件130,實現工件130的全自動加工。[〇〇36] 驅動機構包括電機，該電機優選為伺服電機，通過伺服電機驅動第二滑軌300和懸臂400運動。如驅動機構包括兩個伺服電機，其中一個伺服電機驅動第二滑軌300沿Y軸運動，可以安裝于第一滑軌200的端部，另一個伺服電機驅動懸臂400沿Z軸運動，可以安裝于第二滑軌300的端部，驅動懸臂400運動的伺服電機優選為帶抱閘的伺服電機。通過伺服電機驅動，可以實現機械手在Y軸和Z軸上的精確定位。[〇〇37] 進一步地，拾取裝置430優選為吸盤式拾取裝置，包括吸盤和真空裝置，通過真空裝置抽取吸盤中的空氣，使得吸盤與工件130之間形成真空，從而吸取工件130,反之當真空狀態消失時則釋放工件130。
[0038]進一步地，如圖2所示，本實用新型實施例中，拾取裝置430包括分別朝向不同方向的第一拾取子裝置431和第二拾取子裝置432,即二者的朝向呈夾角0，且〇<0 < 180度，此時，每一個拾取裝置430可以拾取兩個工件130。優選地，第一拾取子裝置431和第二拾取子裝置432分別朝向兩個相反的方向，S卩0 = 180度，以避免兩個拾取子裝置(431，432)上的工件130相互干擾。同時，驅動機構還驅動橫桿420旋轉，以使第一拾取子裝置431和第二拾取子裝置432輪流拾取工件130,例如:當懸臂400位于工作臺120上方時，第一拾取子裝置431 拾取工作臺120上的已加工工件130后，驅動機構驅動橫桿420旋轉，以使第二拾取子裝置 432對準工作臺120，將待加工工件130放置于工作臺120上，從而使得數控機床可以實現連續加工，無需等待機械手返回物料架110拾取工件130，節省了等待時間，提高了加工效率。 驅動機構通過電機驅動橫桿420旋轉，該電機優選為伺服電機，以提高橫桿420旋轉定位的精度。[〇〇39]如圖2所示，本實施例中，拾取裝置430包括連接于橫桿420的基板433,第一拾取子裝置431和第二拾取子裝置432為分別連接于基板433相對的兩面的吸盤，即第一拾取子裝置431和第二拾取子裝置432分別朝向兩個相反的方向。優選地，第一拾取子裝置431和第二拾取子裝置432分別包括至少兩個吸盤，本實施例中，第一拾取子裝置431和第二拾取子裝置432分別包括四個吸盤，即基板433相對的兩面對稱設置了四對吸盤，并且橫桿420上沿長度方向排布了四個拾取裝置430，因此每次能同時取放四個工件130，加工效率高。
[0040]如圖2所示，本實施例中，橫桿420包括旋轉軸421、包含軸承的軸承座422和包含聯軸器的連接座423,拾取裝置430設置于旋轉軸421上，旋轉軸421、軸承座422內的軸承和連接座423內的聯軸器依次連接，連接座423內的聯軸器通過驅動機構的減速機510連接驅動機構的電機520,該電機520優選為伺服電機。軸承座422、連接座423、減速機510和電機520 均安裝于懸臂400基座410內，以提高安全性。[0041 ]本實用新型實施例的懸臂式機械手的具體工作流程如下:
[0042]首次使用時，首先對懸臂式機械手進行定位以及原點的設置，設置好以后便可以重復使用。當需要加工產品時，先把待加工工件130放置在物料架110上，物料架110包括待加工區和已加工區，待加工區放置待加工工件130,已加工區放置已加工工件130。啟動數控機床后，數控系統控制懸臂式機械手的驅動機構驅動第二滑軌300和懸臂400分別在第一滑軌200和第二滑軌300上進行移動定位，使得懸臂橫桿420上的每一個拾取裝置430對準物料架110上的一個待加工工件130。[〇〇43]首次拾取待加工工件130時，數控系統控制拾取裝置430的第一拾取子裝置431拾取加工工件130后，控制驅動機構旋轉橫桿420,再利用第二拾取子裝置431拾取待機工件 130〇[〇〇44]接著，數控系統控制驅動機構驅動第二滑軌300在第一滑軌200上往工作臺120運動，當移動到位后，控制第二拾取子裝置432將待加工工件130放置到工作臺120上，然后控制懸臂式機械手回歸原點。
[0045]數控機床對待加工工件130進行加工，加工完成之后，數控系統再控制懸臂式機械手移動至工作臺120，利用第二拾取子裝置432拾取已加工工件130，并旋轉橫桿420，將第一拾取子裝置431的待加工工件130放置于工作臺120上。[〇〇46]最后，數控系統控制懸臂式機械手返回物料架110,將第二拾取子裝置432上的已加工工件130放置于物料架110上，并利用第二拾取子裝置432拾取物料架110上的待加工工件130，與此同時，數控機床對工作臺120上的待加工工件130進行加工，當加工完成后，數控系統再控制懸臂式機械手移動至工作臺拾取已加工工件130和放置待加工工件130,如此循環往復。
[0047]本實用新型實施例的懸臂式機械手，可以一對一的形式直接安裝于數控機床，體積小巧，減小了安裝空間，結構簡單，動作靈活，能夠快速有效的實現自動上下料，在自動上下料時速度快，經測試換料時間僅需8秒。而且通過旋轉橫桿420使用兩個方向的拾取子裝置(431，432)輪流拾取工件130,可以節省物料等待時間，實現連續加工，并且每次能取放多個工件130,因此大大提高了生產效率，降低了生產成本。本實用新型實施例的懸臂式機械手既適用于大型數控機床，又適用于小型數控機床。
[0048]本實用新型同時提出一種數控機床，該數控機床包括床身以及安裝于床身的數控系統、物料架、工作臺和懸臂式機械手，數控系統控制懸臂式機械手在所述物料架和工作臺之間取放工件。懸臂式機械手包括:第一滑軌，安裝于床身;第二滑軌，活動連接于所述第一滑軌;懸臂，活動連接于所述第二滑軌，包括一橫桿以及設于所述橫桿上并沿所述橫桿長度方向排布的至少兩個拾取裝置;驅動機構，驅動所述第二滑軌在所述第一滑軌上往返運動， 以及驅動所述懸臂在所述第二滑軌上往返運動。本實施例中所描述的懸臂式機械手為本實用新型中上述實施例所涉及的懸臂式機械手，在此不再贅述。
[0049]本實用新型實施例的數控機床，通過安裝一體積小巧，結構簡單，動作靈活的懸臂式機械手，可以通過懸臂式機械手實現快速有效的自動上下料，在自動上下料時速度快，經測試換料時間僅需8秒。而且通過旋轉懸臂式機械手的橫桿使用兩個方向的拾取子裝置輪流拾取工件，可以節省物料等待時間，實現連續加工，并且每次能取放多個工件，因此大大提高了生產效率，降低了生產成本。
[0050]應當理解的是，以上僅為本實用新型的優選實施例，不能因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種懸臂式機械手，應用于數控機床，其特征在于，包括:第一滑軌(200)，安裝于所述數控機床的床身(100);第二滑軌(300 )，活動連接于所述第一滑軌(200);懸臂(400)，活動連接于所述第二滑軌(300)，包括一橫桿(420)以及設于所述橫桿 (420)上并沿所述橫桿(420)長度方向排布的至少兩個拾取裝置(430);驅動機構，驅動所述第二滑軌(300)在所述第一滑軌(200)上往返運動，以及驅動所述 懸臂(400)在所述第二滑軌(300)上往返運動。2.根據權利要求1所述的懸臂式機械手，其特征在于，所述拾取裝置包括分別朝向不同 方向的第一拾取子裝置(431)和第二拾取子裝置(432)，所述驅動機構還驅動所述橫桿 (420)旋轉，以使所述第一拾取子裝置(431)和所述第二拾取子裝置(432)輪流拾取工件 (130)。3.根據權利要求2所述的懸臂式機械手，其特征在于，所述第一拾取子裝置(431)和所 述第二拾取子裝置(432)分別朝向兩個相反的方向。4.根據權利要求2所述的懸臂式機械手，其特征在于，所述拾取裝置包括連接于所述橫 桿(420)的基板(433)，所述第一拾取子裝置(431)和所述第二拾取子裝置(432)為分別連接 于所述基板(433)相對的兩面的吸盤。5.根據權利要求2所述的懸臂式機械手，其特征在于，所述第一拾取子裝置(431)和所 述第二拾取子裝置(432)分別包括至少兩個吸盤。6.根據權利要求1所述的懸臂式機械手，其特征在于，所述拾取裝置(430)包括吸盤，通 過所述吸盤吸取工件(130)。7.根據權利要求1-6任一項所述的懸臂式機械手，其特征在于，所述第一滑軌(200)橫 向延伸，所述第二滑軌(300)縱向延伸。8.根據權利要求1-6任一項所述的懸臂式機械手，其特征在于，所述驅動機構包括伺服 電機，通過所述伺服電機驅動所述第二滑軌(300)和所述懸臂(400)運動。9.一種數控機床，包括床身以及安裝于所述床身的數控系統、物料架和工作臺，其特征 在于，還包括如權利要求1-8任一項所述的懸臂式機械手，所述數控系統控制所述懸臂式機 械手在所述物料架和工作臺之間取放工件。
【文檔編號】B23Q7/04GK205572022SQ201620284010
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月7日
【發明人】夏軍, 羅育銀, 李立, 覃久濤
【申請人】深圳市創世紀機械有限公司