一種自動(dòng)化機(jī)械手臂的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械手臂領(lǐng)域，更具體的說涉及一種自動(dòng)化機(jī)械手臂。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)械手臂是目前在機(jī)械人技術(shù)領(lǐng)域中得到最廣泛實(shí)際應(yīng)用的自動(dòng)化機(jī)械裝置，在工業(yè)制造、醫(yī)學(xué)治療、娛樂服務(wù)、軍事、半導(dǎo)體制造以及太空探索等領(lǐng)域都能見到它的身影。盡管它們的形態(tài)各有不同，但它們都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是能夠接受指令，精確地定位到三維(或二維)空間上的某一點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)。針對(duì)機(jī)械加工領(lǐng)域，由于車床、加工中心、磨床以及刨床等設(shè)施的自身結(jié)構(gòu)差異性比較大，而機(jī)械手臂受自本身的結(jié)構(gòu)限制，在機(jī)加工領(lǐng)域機(jī)械手臂的應(yīng)用很不成熟，因此，現(xiàn)有技術(shù)均為數(shù)控車床或加工中心的制定的專用送料設(shè)備，由專業(yè)人員固定安裝，并由人工拿取在車床或者加工中心等上面進(jìn)行固定、加工，之后再由人工將加工好的零件拆下來送至特點(diǎn)位置。這種傳統(tǒng)的人力工作方式，對(duì)操作人員的要求高，而且，人為操作效率低，成本高且容易發(fā)生安全事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種能夠自動(dòng)化運(yùn)作的機(jī)械手臂，能夠完全替代人工操作，極大的提高生產(chǎn)效率。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種自動(dòng)化機(jī)械手臂，包括機(jī)架，機(jī)架上設(shè)有伺服馬達(dá)，在所述的機(jī)架上還設(shè)有機(jī)械臂，所述的機(jī)械臂在所述伺服馬達(dá)的帶動(dòng)下伸縮運(yùn)動(dòng)，在所述的機(jī)械臂的端部設(shè)有夾具座，所述的夾具座上設(shè)有送料夾具和取料夾具，在所述的機(jī)械臂上還設(shè)有控制所述夾具座旋轉(zhuǎn)的第一氣缸和控制所述夾具座水平移動(dòng)的第二氣缸。
[0005]對(duì)于本發(fā)明中的一種自動(dòng)化機(jī)械手臂，作為一種可選的方案，在所述的機(jī)械臂上設(shè)有齒條，在所述的機(jī)架上還設(shè)有與所述齒條嚙合著的齒輪，所述的伺服馬達(dá)帶動(dòng)所述的齒輪旋轉(zhuǎn)。
[0006]對(duì)于本發(fā)明中的一種自動(dòng)化機(jī)械手臂，作為針對(duì)機(jī)架的進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的機(jī)架包括底座、升降座、升降柱和工作主臺(tái)，所述的升降座設(shè)置在所述的底座上，所述的升降柱可升降的設(shè)置在所述的升降座上，所述的工作主臺(tái)設(shè)置在所述的升降柱上，所述的機(jī)械臂和所述的伺服馬達(dá)均設(shè)置在所述的工作主臺(tái)上。
[0007]對(duì)于本發(fā)明中的一種自動(dòng)化機(jī)械手臂，作為進(jìn)一步的設(shè)置，在所述的底座底部還設(shè)有滑動(dòng)輪和支撐腳。
[0008]對(duì)于本發(fā)明中的一種自動(dòng)化機(jī)械手臂，作為進(jìn)一步的設(shè)置，在所述的機(jī)架上還設(shè)有送料裝置，所述的送料裝置還包括振動(dòng)盤、料槽、推料氣缸和送料軌道，所述的送料軌道一端位于所述的振動(dòng)盤內(nèi)，另一端位于所述的料槽中，所述的推料氣缸位于所述的料槽處，將所述料槽內(nèi)的坯料推至所述的送料夾具。
[0009]對(duì)于本發(fā)明中上述的一種自動(dòng)化機(jī)械手臂，作為進(jìn)一步的設(shè)置，從所述的振動(dòng)盤的水平高度大于所述的料槽的水平高度，使得所述振動(dòng)盤中的坯料能夠在自身重力作用下通過所述的送料軌道進(jìn)入到所述的料槽中。
[0010]對(duì)于本發(fā)明中的一種自動(dòng)化機(jī)械手臂，作為進(jìn)一步的設(shè)置，所述的自動(dòng)化機(jī)械手臂還包括控制系統(tǒng)，在所述的機(jī)械臂的端部分別設(shè)有第一感應(yīng)開關(guān)和第二感應(yīng)開關(guān)，在所述機(jī)械臂靠近所述夾具座的一端設(shè)有感應(yīng)接觸器。
[0011]對(duì)于本發(fā)明中的一種自動(dòng)化機(jī)械手臂，作為進(jìn)一步的設(shè)置，在所述的機(jī)架上還設(shè)有馬達(dá)支座，所述的伺服馬達(dá)固定在所述的馬達(dá)支座上。
[0012]對(duì)于本發(fā)明中的一種自動(dòng)化機(jī)械手臂，作為進(jìn)一步的設(shè)置，在所述的機(jī)械臂靠近所述夾具座的端部設(shè)有滑軌，所述的夾具座通過所述的第一氣缸固定在所述的滑軌上，所述的第二氣缸控制第一氣缸在所述的滑軌上滑動(dòng)。
[0013]對(duì)于本發(fā)明中的一種自動(dòng)化機(jī)械手臂，作為進(jìn)一步的設(shè)置，在所述的機(jī)架上還設(shè)有用于調(diào)控所述伺服馬達(dá)的輸送轉(zhuǎn)速的減速機(jī)。
[0014]使用本發(fā)明一種自動(dòng)化機(jī)械手臂具有以下有益效果:由于本發(fā)明中的自動(dòng)化機(jī)械手臂在機(jī)架上設(shè)置了可伸縮運(yùn)動(dòng)的機(jī)械臂，依靠伺服馬達(dá)控制機(jī)械臂的伸縮運(yùn)動(dòng)，并在機(jī)械臂的端部設(shè)置夾具座，在夾具座上設(shè)置送料夾具和取料夾具，分別用于夾取并將待加工的坯料送入到特定的位置和夾取已經(jīng)加工好的零部件將其從車床上取下并送出，本發(fā)明中，機(jī)械臂的夾具座可以在氣缸的作用下旋轉(zhuǎn)，相應(yīng)的控制送料夾具和取料夾具間歇的改變位置，分別夾取待加工的坯料和加工好的元件，進(jìn)行相應(yīng)的處理，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化夾料、送料和取料，能夠很好的替代人工，進(jìn)行對(duì)車床、加工中心、磨床等機(jī)械的送料、取料過程，而且效率極高，能夠24小時(shí)不間歇工作，而且能夠極大的降低人員工傷事故。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明一種自動(dòng)化機(jī)械手臂的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明一種自動(dòng)化機(jī)械手臂在普通車床上使用時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明一種自動(dòng)化機(jī)械手臂在普通加工中心上使用時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0019]一種自動(dòng)化機(jī)械手臂(以下簡(jiǎn)稱機(jī)械手臂)，如圖1所示，包括機(jī)架100，本發(fā)明中的機(jī)架100由四部分組成，分別為底座101、升降座102、升降柱103以及工作主臺(tái)104，其中，升降座102固定在底座101上，升降柱103設(shè)置在升降座102中，并可沿升降座102上下調(diào)節(jié)高度，工作主臺(tái)104固定在升降柱103的頂端。為了能夠更好的移動(dòng)機(jī)械手臂，還可以在底座101的底部設(shè)置滑動(dòng)輪105和支撐腳106，支撐腳106可升降或/可扳起，通過滑動(dòng)輪105可將機(jī)架100進(jìn)行移動(dòng)，直到合適位置，再將支撐腳106扳下來，將機(jī)械手臂固定在地面上。
[0020]在工作主臺(tái)104上設(shè)有機(jī)械臂200和伺服馬達(dá)300，機(jī)械臂200可以在工作主臺(tái)104上伸縮運(yùn)動(dòng)，對(duì)于此，可在工作主臺(tái)104上設(shè)置一個(gè)滑軌(圖中未標(biāo)示)，將機(jī)械臂200設(shè)置在滑軌中，使其在滑軌中伸縮移動(dòng)，并在機(jī)械臂200上固定設(shè)置一個(gè)齒條201，同時(shí)在伺服馬達(dá)300的輸出軸上設(shè)置一個(gè)與齒條201嚙合著的齒輪(圖中未標(biāo)示)，通過伺服馬達(dá)300的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)齒條201伸縮運(yùn)動(dòng)。在伺服馬達(dá)300上還可以裝減速機(jī)400，控制伺服馬達(dá)300的輸出轉(zhuǎn)速，避免伺服馬達(dá)300的轉(zhuǎn)速過快，不易控制，或者出現(xiàn)其它事故；在工作主臺(tái)104上設(shè)置一個(gè)馬達(dá)支座301，伺服馬達(dá)300和減速機(jī)400均固定在馬達(dá)支座301上面。
[0021]對(duì)于上述伺服馬達(dá)300通過齒輪與齒條201嚙合的方式控制帶動(dòng)機(jī)械臂200的伸縮運(yùn)動(dòng)的方式，還可以由其它現(xiàn)有的控制方式實(shí)現(xiàn)，例如，采用氣缸或油缸推動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂200的伸縮運(yùn)動(dòng)，在此不再一一復(fù)述。
[0022]在機(jī)械臂200的一端設(shè)有夾具座500，本發(fā)明中，夾具座500優(yōu)選設(shè)置成圓柱體形，并以可旋轉(zhuǎn)的方式固定在機(jī)械臂200上，在其兩端分別裝有送料夾具501和取料夾具502，在使用時(shí)，送料夾具501將坯料夾取并將隨著機(jī)械臂200的伸出將坯料送至車床或加工中心中，取料夾具502則將車床或加工中心中加工后的工件取出，并隨著機(jī)械臂200的收縮將加工后的工件移出。
[0023]為了實(shí)現(xiàn)夾具座500的旋轉(zhuǎn)，以及送料夾具501和取料夾具502的夾料、取料過程，在夾具座500與機(jī)械臂200之間裝有控制氣缸，具體為，在機(jī)械臂200的端部安裝第一氣缸202和第二氣缸203，并將夾具座500通過轉(zhuǎn)軸503固定在第一氣缸202上，并通過滑軌結(jié)構(gòu)將第一氣缸202可滑動(dòng)的固定在機(jī)械臂200的端部，由第一氣缸202控制夾具座500的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，由第二氣缸203控制夾具座500的水平方向左右移動(dòng)，當(dāng)夾具座500隨著機(jī)械臂200的伸長(zhǎng)進(jìn)入到車床或者加工中心后，第二氣缸203控制夾具座500水平方向移動(dòng)，使其能夠靠近車床或者加工中心的工裝夾具，從而將加工完的毛坯件取下來，第一氣缸202控制控制夾具座500轉(zhuǎn)動(dòng)，使其轉(zhuǎn)動(dòng)180度，將待加工的毛坯件送至車床或加工中心的工裝處，之后機(jī)械臂200退出，車床或加工中心即可開始加工，如此不斷循環(huán)，即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化上料和下料。
[0024]本發(fā)明針對(duì)所要加工的環(huán)形毛坯件制作夾具座500以及送料夾具501、取料夾具502，如圖1中所示，夾具座500為圓柱體形，位于夾具座500的兩端的送料夾具501和取料夾具502均為分開式的圓環(huán)狀，其均可在氣壓動(dòng)力作用下張開和閉合，從而將環(huán)狀的毛坯件夾起來或者放下。當(dāng)然，還需要夾取其它形狀的毛坯件，例如長(zhǎng)條狀或者長(zhǎng)軸狀毛坯件時(shí)，可按照實(shí)際需要對(duì)夾具座500以及送料夾具501、取料夾具502進(jìn)行相應(yīng)形狀的修改。
[0025]本發(fā)明還設(shè)有控制系統(tǒng)，控制伺服馬達(dá)300以及第一氣缸202、第二氣缸203的運(yùn)行，可根據(jù)生產(chǎn)過程中的車床或者加工中心的工作時(shí)間、頻率等具體設(shè)定伺服馬達(dá)300、第一氣缸202、第二氣缸203等的工作參數(shù)。在伺服馬達(dá)300的工作過程中，機(jī)械臂200隨其旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)伸縮過程，在其伸縮過程中，為了防止控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障導(dǎo)致機(jī)械臂200發(fā)生超出其原有行程的事故發(fā)生，在機(jī)械臂200上設(shè)置有感應(yīng)開關(guān)，具體為:在機(jī)械臂200的一端設(shè)有第一感應(yīng)開關(guān)204，在其另一端設(shè)有第二感應(yīng)開關(guān)205。正常運(yùn)行狀態(tài)下，第一感應(yīng)開關(guān)204和第二感應(yīng)開關(guān)205不工作，當(dāng)控制系統(tǒng)發(fā)生小概率的故障時(shí)，第一感應(yīng)開關(guān)204和第二感應(yīng)開關(guān)205作為防護(hù)措施，防止機(jī)械臂200的慣性導(dǎo)