數(shù)控機(jī)床的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種數(shù)控機(jī)床，包括機(jī)床主體、機(jī)械臂、RFID閱讀器和控制系統(tǒng)，所述機(jī)床主體、機(jī)械臂、RFID閱讀器分別與所述控制系統(tǒng)電連接，其中，所述機(jī)床主體包括工作臺(tái)，所述工作臺(tái)具有放置工件的工位，所述工件貼有RFID標(biāo)簽，所述RFID標(biāo)簽通過(guò)磁性吸附在工件的表面，所述RFID標(biāo)簽包括卡槽，所述機(jī)械臂為圓柱坐標(biāo)型機(jī)械臂，包括手部和臂部，所述機(jī)械臂的手部具有匹配所述卡槽的突起部。本實(shí)用新型提供的數(shù)控機(jī)床可以自動(dòng)識(shí)別待加工的工件，使得自動(dòng)調(diào)取相應(yīng)的加工程序成為可能。另外，本實(shí)用新型所提供數(shù)控機(jī)床還通過(guò)機(jī)械臂自動(dòng)取下RFID標(biāo)簽，進(jìn)一步提高了效率。
【專利說(shuō)明】
數(shù)控機(jī)床
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及數(shù)控機(jī)床。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)械臂是在機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)展起來(lái)的一種新型裝置。近年來(lái)，隨著電子技術(shù)特別是電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，機(jī)器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域迅速發(fā)展的一門新興技術(shù)。
[0003]機(jī)械臂能代替人類完成危險(xiǎn)、重復(fù)枯燥的工作，減輕人類勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)力。機(jī)械臂越來(lái)越廣泛的得到了應(yīng)用，在機(jī)械行業(yè)中它可用于零部件組裝，加工工件的搬運(yùn)、裝卸，特別是在自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床、組合機(jī)床上使用更普遍。目前，機(jī)械臂已發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS和柔性制造單元FMC中一個(gè)重要組成部分。把機(jī)床設(shè)備和機(jī)械臂共同構(gòu)成一個(gè)柔性加工系統(tǒng)或柔性制造單元，它適應(yīng)于中、小批量生產(chǎn)，可以節(jié)省龐大的工件輸送裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，而且適應(yīng)性很強(qiáng)。當(dāng)工件變更時(shí)，柔性生產(chǎn)系統(tǒng)很容易改變，有利于企業(yè)不斷更新適銷對(duì)路的品種，提高產(chǎn)品質(zhì)量，更好地適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要。而目前我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國(guó)外比還有一定的距離，應(yīng)用規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化水平低，機(jī)械臂的研究和開(kāi)發(fā)直接影響到我國(guó)自動(dòng)化生產(chǎn)水平的提高，從經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上考慮都是十分必要的。
[0004]綜上所述，有效的應(yīng)用機(jī)械臂，是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的必然趨勢(shì)。機(jī)械臂的意義可以簡(jiǎn)單概括如下:
[0005]I)可以提高生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)化程度。應(yīng)用機(jī)械臂有利于實(shí)線材料的傳送、共建的裝卸、刀具的更換以及機(jī)器的裝配等的自動(dòng)化的程度，從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。
[0006]2)可以改善勞動(dòng)條件，避免人身事故。在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或其他毒性污染以及工作空間狹窄的場(chǎng)合中，用忍受直接操作時(shí)有危險(xiǎn)或根本不可能的，應(yīng)用機(jī)械臂即可部分或全部代替人安全的完成作業(yè)，使勞動(dòng)條件得以改善。在一些簡(jiǎn)單、重復(fù)，特別是較笨重的操作中，以機(jī)械臂代替人進(jìn)行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。
[0007]3)可以減輕人力，并便于有節(jié)奏的生產(chǎn)。應(yīng)用機(jī)械臂代替人進(jìn)行工作，這是直接減少人力的一個(gè)側(cè)面，同時(shí)由于應(yīng)用機(jī)械臂可以連續(xù)的工作，這是減少人力的另一個(gè)側(cè)面。因此，在自動(dòng)化機(jī)床的綜合加工自動(dòng)線上，目前幾乎都沒(méi)用機(jī)械臂，以減少人力和更準(zhǔn)確的控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏的進(jìn)行工作生產(chǎn)。
[0008]射頻識(shí)別，RFID(Rad1 Frequency Identificat1n)技術(shù)，又稱無(wú)線射頻識(shí)別，是一種通信技術(shù)，可通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。
[0009]無(wú)線電的信號(hào)是通過(guò)調(diào)成無(wú)線電頻率的電磁場(chǎng)，把數(shù)據(jù)從附著在物品上的標(biāo)簽上傳送出去，以自動(dòng)辨識(shí)與追蹤該物品。某些標(biāo)簽在識(shí)別時(shí)從識(shí)別器發(fā)出的電磁場(chǎng)中就可以得到能量，并不需要電池;也有標(biāo)簽本身?yè)碛须娫?，并可以主?dòng)發(fā)出無(wú)線電波(調(diào)成無(wú)線電頻率的電磁場(chǎng))。標(biāo)簽包含了電子存儲(chǔ)的信息，數(shù)米之內(nèi)都可以識(shí)別。與條形碼不同的是，射頻標(biāo)簽不需要處在識(shí)別器視線之內(nèi)，也可以嵌入被追蹤物體之內(nèi)。
[0010]許多行業(yè)都運(yùn)用了射頻識(shí)別技術(shù)。將標(biāo)簽附著在一輛正在生產(chǎn)中的汽車，廠方便可以追蹤此車在生產(chǎn)線上的進(jìn)度。倉(cāng)庫(kù)可以追蹤藥品的所在。射頻標(biāo)簽也可以附于牲畜與寵物上，方便對(duì)牲畜與寵物的積極識(shí)別(積極識(shí)別意思是防止數(shù)只牲畜使用同一個(gè)身份)。射頻識(shí)別的身份識(shí)別卡可以使員工得以進(jìn)入鎖住的建筑部分，汽車上的射頻應(yīng)答器也可以用來(lái)征收收費(fèi)路段與停車場(chǎng)的費(fèi)用。
[0011]目前，在國(guó)內(nèi)的機(jī)械制造行業(yè)中，機(jī)床的上下料大都是使用人工進(jìn)行，生產(chǎn)效率低，人工成本高，工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大，產(chǎn)品的加工精度和質(zhì)量不穩(wěn)定易受工作人員操作能力的影響，而且在工作人員疲勞時(shí)，容易發(fā)生生產(chǎn)事故，威脅工作人員的身體健康。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0012]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型提供了一種數(shù)控機(jī)床，要解決的技術(shù)問(wèn)題是使得數(shù)控機(jī)床自動(dòng)識(shí)別待加工的工件，自動(dòng)調(diào)取相應(yīng)的加工程序成為可能。
[0013]為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是:一種數(shù)控機(jī)床，數(shù)控機(jī)床包括機(jī)床主體、機(jī)械臂、RFID閱讀器和控制系統(tǒng)，所述機(jī)床主體、機(jī)械臂、RFID閱讀器分別與所述控制系統(tǒng)電連接，其中，所述機(jī)床主體包括工作臺(tái)，所述工作臺(tái)具有放置工件的工位，所述工件貼有RFID標(biāo)簽，所述RFID標(biāo)簽通過(guò)磁性吸附在工件的表面，所述RFID標(biāo)簽包括卡槽，所述機(jī)械臂為圓柱坐標(biāo)型機(jī)械臂，包括手部和臂部，所述機(jī)械臂的手部具有匹配所述卡槽的突起部。
[0014]優(yōu)選地，所述數(shù)控機(jī)床為鉆床。
[0015]優(yōu)選地，所述臂部至少具有升降、旋轉(zhuǎn)、伸縮三個(gè)自由度。
[0016]優(yōu)選地，所述第機(jī)械臂的手部為氣動(dòng)夾爪。更優(yōu)選地，所述RFID閱讀器安裝于所述氣動(dòng)夾爪的端部。
[0017]優(yōu)選地，所述RFID標(biāo)簽包括磁體和RFID芯片。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型所提供數(shù)控機(jī)床通過(guò)給待加工的工件接合一個(gè)RFID標(biāo)簽，在數(shù)控機(jī)床上設(shè)置RFID閱讀器，以及在數(shù)控機(jī)床的數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)多個(gè)與一個(gè)或多個(gè)RFID標(biāo)簽的編碼相對(duì)應(yīng)的加工程序，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)識(shí)別待加工的工件以及自動(dòng)調(diào)取該待加工的工件的加工程序。由此提高了數(shù)控機(jī)床工作的自動(dòng)化程度，進(jìn)一步地減少了人工，提升了效率。另外，本實(shí)用新型所提供數(shù)控機(jī)床還通過(guò)機(jī)械臂自動(dòng)取下RFID標(biāo)簽，進(jìn)一步提尚了效率。
[0019]以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō)明，以充分地了解本實(shí)用新型的目的、特征和效果。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型所提供的數(shù)控機(jī)床的一種優(yōu)選的【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是圖1所示出的數(shù)控機(jī)床的機(jī)床主體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是圖1所示出的數(shù)控機(jī)床的機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4是圖1所示出的數(shù)控機(jī)床所使用的RFID標(biāo)簽結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖中:
[0025]機(jī)床主體1、機(jī)械臂2、RFID標(biāo)簽3;
[0026]工作臺(tái)1-1、工作臺(tái)X軸電機(jī)1-2、工作臺(tái)y軸電機(jī)1-3、機(jī)架1-4、主軸z向升降滑板1-
5、主軸z向升降電機(jī)1-6、主軸1-7 ；
[0027]底座2_l，y向螺桿2_2，y向?qū)蛑?_3，y向滑塊2_4，RFID閱讀器2-5，氣動(dòng)夾爪2-6，z向?qū)蛑?-7，z向螺桿2-8，z向升降電機(jī)2-9，z向升降支架2-10，z向升降滑塊2-11，旋轉(zhuǎn)臺(tái)2-12，旋轉(zhuǎn)電機(jī)2-13，y向進(jìn)給電機(jī)2-14;
[0028]標(biāo)簽殼體3-1 ； RFID芯片3-2 ；磁體3-3 ；卡槽3-4 ；突起部3-5。
【具體實(shí)施方式】
[0029]圖1示出了本實(shí)用新型所提供的數(shù)控機(jī)床的一種優(yōu)選的【具體實(shí)施方式】。
[0030]如圖1所示，該【具體實(shí)施方式】中的數(shù)控機(jī)床為鉆床，包括機(jī)床主體1、機(jī)械臂2和控制系統(tǒng)(圖中未示出)。其中，機(jī)床主體I及機(jī)械臂都通過(guò)電子通信線路與控制系統(tǒng)相連接，控制系統(tǒng)可同時(shí)控制機(jī)床主體I的工件加工操作及機(jī)械臂2的運(yùn)動(dòng)。
[0031]如圖2所示，機(jī)床主體I包括工作臺(tái)1-1、工作臺(tái)X軸電機(jī)1-2、工作臺(tái)y軸電機(jī)1-3、機(jī)架1-4、主軸z向升降滑板1-5、主軸z向升降電機(jī)1-6、主軸1-7。其中，機(jī)架1_4固定安裝于工作平臺(tái)上，工作臺(tái)1-1與機(jī)架1-4連接，可由工作臺(tái)X軸電機(jī)1-2、工作臺(tái)y軸電機(jī)1-3帶動(dòng)分別沿X軸及y軸運(yùn)動(dòng)；主軸1-7安裝于主軸z向升降滑板1-5上，主軸z向升降滑板1-5可由主軸z向升降電機(jī)1- 6帶動(dòng)沿z軸運(yùn)動(dòng)。
[0032]圖3示出了以上【具體實(shí)施方式】的數(shù)控機(jī)床的機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)。
[0033]如圖3所示，機(jī)械臂2包括底座2_l，y向螺桿2_2，y向?qū)蛑?_3，y向滑塊2_4，RFID閱讀器2-5，氣動(dòng)夾爪2-6，z向?qū)蛑?-7，z向螺桿2_8，z向升降電機(jī)2_9，z向升降支架2_10，z向升降滑塊2-11，旋轉(zhuǎn)臺(tái)2-12，旋轉(zhuǎn)電機(jī)2-13，y向進(jìn)給電機(jī)2-14。其中，底座2-1安裝于工作平臺(tái)上，y向滑塊2-4通過(guò)y向?qū)蛑?-3及y向螺桿2-3與底座2-1連接;旋轉(zhuǎn)臺(tái)2-11安裝于Y向滑塊2-4上，旋轉(zhuǎn)電機(jī)2-12安裝于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2-12上，可控制旋轉(zhuǎn)臺(tái)2-12旋轉(zhuǎn);z向升降支架2-10安裝于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2-12上，z向升降滑塊2-11通過(guò)z向?qū)蛑?-7及z向螺桿2-8與z向升降支架2-10連接，氣動(dòng)夾爪2-6安裝于z向升降滑塊2-11上，氣動(dòng)夾爪2-6前端安裝有RFID閱讀器2-5，RFID閱讀器2-5可閱讀工件上的RFID標(biāo)簽信息；z向升降電機(jī)2-9安裝于z向升降支架2-10上，可通過(guò)z向螺桿2-8帶動(dòng)z向升降滑塊2-11作升降運(yùn)動(dòng);y向進(jìn)給電機(jī)2-14安裝于底座
2-1上，可通過(guò)y向螺桿2-2帶動(dòng)y向滑塊2-4沿y軸運(yùn)動(dòng)。
[0034]機(jī)械臂的主要作用是:I)通過(guò)RFID標(biāo)簽閱讀器讀取工件上的RFID標(biāo)簽的信息；2)取下工件上的RFID標(biāo)簽以便于數(shù)控機(jī)床主體對(duì)工件的加工。
[0035]圖4示出了該【具體實(shí)施方式】中的數(shù)控機(jī)床所使用的RFID標(biāo)簽結(jié)構(gòu)。
[0036]如圖4所示，該【具體實(shí)施方式】中的RFID標(biāo)簽3包括標(biāo)簽殼體3-1、RFID芯片3-2、磁體
3-3;其中RFID芯片3-2和磁體3-3安裝于標(biāo)簽殼體3-1的內(nèi)部，磁體3-3的作用是將標(biāo)簽吸附到鐵質(zhì)工件上，RFID芯片3-2的作用是儲(chǔ)存和發(fā)射信號(hào)。標(biāo)簽殼體3-1上具有卡槽3-4，機(jī)械臂氣動(dòng)夾爪2-6包括卡槽3-4匹配的突起部3-5，當(dāng)機(jī)械臂氣動(dòng)夾爪2-6合上時(shí)，突起部3-5嵌入卡槽3-4中，然后械臂回縮，即可將RFID標(biāo)簽3從工件上取下。
[0037]在該【具體實(shí)施方式】中，RFID芯片3-2優(yōu)選為無(wú)源RFID芯片。此處所說(shuō)的無(wú)源RFID芯片指的能是能夠感應(yīng)RFID閱讀器并將儲(chǔ)存的信息通過(guò)無(wú)線方式發(fā)射給RFID閱讀器所必要的電路部分，包括儲(chǔ)存及處理芯片、相應(yīng)的電路及電線。關(guān)于無(wú)源RFID芯片的具體配置屬于本領(lǐng)域所熟知的技術(shù)，在此不再詳述。
[0038]作為該【具體實(shí)施方式】的改進(jìn)，該【具體實(shí)施方式】中的用于數(shù)控機(jī)床加工工件的RFID標(biāo)簽還可以包括磁屏蔽部件，位于RFID芯片3-2和磁體3-3之間，用于減少磁體3-3對(duì)于RFID芯片3-2的干擾。磁屏蔽部件的材料要根據(jù)需要進(jìn)行選擇，例如含80%的鎳的鐵鎳合金或者超低碳鋼(ULCS)。
[0039]機(jī)械臂可以按如下步驟進(jìn)行操作:
[0040]I)工作臺(tái)回到原點(diǎn)，使得工件的RFID標(biāo)簽在垂直方向上正對(duì)機(jī)械臂的氣動(dòng)夾爪；
[0041]2)機(jī)械臂的臂部根據(jù)預(yù)定的坐標(biāo)進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)，使得機(jī)械臂的氣動(dòng)夾爪在水平方向上對(duì)應(yīng)工件的RFID標(biāo)簽的位置；
[0042]3)機(jī)械臂向工件的RFID標(biāo)簽移動(dòng)，使得氣動(dòng)夾爪的突起部對(duì)應(yīng)RFID標(biāo)簽的卡槽；
[0043]4)機(jī)械臂的氣動(dòng)夾爪合上，氣動(dòng)夾爪的突起部嵌入RFID標(biāo)簽的卡槽；
[0044]5)機(jī)械臂的向遠(yuǎn)離工件的RFID標(biāo)簽移動(dòng)，取下RFID標(biāo)簽；
[0045]6)機(jī)械臂的臂部根據(jù)預(yù)定的坐標(biāo)進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使得氣動(dòng)夾爪對(duì)于收納RFID標(biāo)簽的容器的上方；
[0046]7)機(jī)械臂的氣動(dòng)夾爪松開(kāi)，釋放RFID標(biāo)簽；
[0047]8)機(jī)械臂根據(jù)預(yù)定的坐標(biāo)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和升降運(yùn)動(dòng)，回到原位。
[0048]以上只是提供了機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)和操作的一種【具體實(shí)施方式】。很顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)更為復(fù)雜的機(jī)械臂，例如，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和實(shí)際需求設(shè)計(jì)關(guān)節(jié)式機(jī)械臂。
[0049]在以上【具體實(shí)施方式】中，RFID標(biāo)簽閱讀器被安裝到機(jī)械臂上，很顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員也可以依據(jù)本實(shí)用新型的原理對(duì)RFID標(biāo)簽閱讀器進(jìn)行其它設(shè)置。RFID標(biāo)簽閱讀器射頻天線是具有一定的信號(hào)接收范圍的，距離過(guò)遠(yuǎn)的信號(hào)它是不能接收到的，這個(gè)范圍就是RFID標(biāo)簽閱讀器的讀取距離。只有進(jìn)入RFID標(biāo)簽閱讀器的讀取距離的RFID標(biāo)簽才能被讀取、識(shí)別。RFID標(biāo)簽閱讀器除了可以設(shè)置在機(jī)械臂上，也可以單獨(dú)設(shè)置。
[0050]以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書(shū)所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種數(shù)控機(jī)床，其特征在于，數(shù)控機(jī)床包括機(jī)床主體、機(jī)械臂、RFID閱讀器和控制系統(tǒng)，所述機(jī)床主體、機(jī)械臂、RFID閱讀器分別與所述控制系統(tǒng)電連接，其中，所述機(jī)床主體包括工作臺(tái)，所述工作臺(tái)具有放置工件的工位，所述工件貼有RFID標(biāo)簽，所述RFID標(biāo)簽通過(guò)磁性吸附在工件的表面，所述RFID標(biāo)簽包括卡槽，所述機(jī)械臂為圓柱坐標(biāo)型機(jī)械臂，包括手部和臂部，所述機(jī)械臂的手部具有匹配所述卡槽的突起部。2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)控機(jī)床，其特征在于，所述數(shù)控機(jī)床為鉆床。3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)控機(jī)床，其特征在于，所述臂部至少具有升降、旋轉(zhuǎn)、伸縮三個(gè)自由度。4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)控機(jī)床，其特征在于，所述機(jī)械臂的手部為氣動(dòng)夾爪。5.如權(quán)利要求4所述的數(shù)控機(jī)床，其特征在于，所述RFID閱讀器安裝于所述氣動(dòng)夾爪的端部。6.如權(quán)利要求1所述的數(shù)控機(jī)床，其特征在于，所述RFID標(biāo)簽包括磁體和RFID芯片。
【文檔編號(hào)】B23Q7/00GK205552098SQ201620183875
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年3月10日
【發(fā)明人】譚勇
【申請(qǐng)人】上海諾倬力機(jī)電科技有限公司