[发明专利]一种精密车床加工用自动上下料机器人及其伺服方法

权利要求书

1.一种精密车床加工用自动上下料机器人，其特征在于：包括立柱(5)，所述立柱(5)顶端的一侧通过轴承安装有摆臂(1)，所述立柱(5)的内部安装有用于带动摆臂(1)摆动使用的电机一(7)，所述摆臂(1)远离立柱(5)的一端安装有长度调整组件；

所述长度调整组件包括滑动连接于摆臂(1)外侧的安装座(3)，所述安装座(3)上设有一对用于连接摆臂(1)使用的滑板(2)，所述摆臂(1)内部的一端安装有电机二(10)，所述电机二(10)的输出端安装有螺杆(22)，所述螺杆(22)的外侧套设有连接套(23)，所述连接套(23)上贯穿布置有与螺杆(22)相适配的内螺纹孔，连接套(23)与两侧滑板(2)之间设有滑杆，滑杆贯穿摆臂(1)侧壁布置，且摆臂(1)侧壁上贯穿布置有与滑杆相适配的导向槽(6)；

所述安装座(3)上安装有工件拾取组件，所述工件取放组件外侧的安装座(3)上安装有棒料放置组件；

所述工件拾取组件包括伸缩布置于安装座(3)底端外侧的活动块(13)，所述安装座(3)上安装有用于带动活动块(13)移动使用的气缸一(14)，所述气缸一(14)的输出端与活动块(13)相连接，所述活动块(13)上连接有延伸杆一(15)，且延伸杆一(15)远离活动块(13)的一端安装有机械爪；

所述棒料放置组件包括伸缩布置于安装座(3)外侧的活动座(17)，所述安装座(3)上设有用于容纳活动座(17)使用的凹槽(12)，所述安装座(3)上安装有用于带动活动座(17)移动使用的气缸二(11)，所述气缸二(11)的输出端与活动座(17)相连接，所述活动座(17)的内部穿插有旋转座(20)，所述旋转座(20)呈圆弧状，所述活动座(17)上贯穿布置有与旋转座(20)相适配的滑槽，所述活动座(17)上安装有用于带动旋转座(20)转动使用的电机三(21)，所述电机三(21)的输出端延伸至旋转座(20)外侧并设有锥齿轮，且旋转座(20)外侧壁上沿其圆周方向等间距布置有与锥齿轮相啮合的轮齿，所述旋转座(20)内部的一端设有活塞腔(30)，所述旋转座(20)内部的另一端设有活动腔(31)，所述活塞腔(30)的内部设有活塞杆(16)，所述活塞杆(16)的一端设有与活塞腔(30)相适配的活塞(32)，所述活塞杆(16)的另一端延伸至活动腔(31)内部并设有固定块(19)，所述活塞腔(30)内部一端的旋转座(20)上连接有注气管一(28)，所述活塞腔(30)内部另一端的旋转座(20)上连接有注气管二(29)，所述固定块(19)上连接有延伸杆二(18)，所述延伸杆二(18)远离固定块(19)的一端贯穿旋转座(20)并延伸至活动座(17)外侧，所述延伸杆二(18)延伸至活动座(17)外侧的一端安装有机械爪，所述旋转座(20)上设有用于延伸杆二(18)活动使用的活动槽一(25)，且活动座(17)上设有用于延伸杆二(18)活动使用的活动槽二(24)；

所述旋转座(20)一端的内侧安装有摄像头(26)。

2.根据权利要求1所述的一种精密车床加工用自动上下料机器人，其特征在于：所述立柱(5)的内部中空，所述立柱(5)的内部底端安装有电机四(8)，所述电机四(8)的输出端安装有行走轮(9)，且立柱(5)底端的外侧设有法兰。

3.根据权利要求2所述的一种精密车床加工用自动上下料机器人，其特征在于：所述立柱(5)的底部连接有若干个支撑柱(4)，所述支撑柱(4)两端外侧壁的边缘位置处皆设有法兰，所述立柱(5)底部的支撑柱(4)首尾依次连接，且立柱(5)与支撑柱(4)之间的法兰上通过螺栓进行固定。

4.根据权利要求1所述的一种精密车床加工用自动上下料机器人，其特征在于：所述旋转座(20)呈优弧状，且延伸杆一(15)与旋转座(20)所形成圆的直径位于同一条直线上。

5.根据权利要求1所述的一种精密车床加工用自动上下料机器人，其特征在于：所述安装座(3)上设有用于活动块(13)和活动座(17)移动导向使用的导向杆(27)，且活动块(13)与活动座(17)上皆设有与导向杆(27)相适配的插槽。

6.一种精密车床加工用自动上下料伺服方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：安装选择，根据生产车间需求选择机器人的安装方式，当车间车床数量较少时选择固定式的安装方式，当车间车床数量较多且车间高度允许的前提下选择移动式的安装方式，固定式的安装方式为选用立柱(5)底部加装多个支撑柱(4)的方式固定于地面或台面，固定后保持安装座(3)部位位于车床主轴箱带动的卡盘一侧为宜，即安装座(3)受摆臂(1)翻转带动后能够将延伸杆一(15)对准卡盘上的加工完成工件即可，根据立柱(5)与卡盘之间的间距调整摆臂(1)翻转的角度，并根据立柱(5)顶端高度调整安装座(3)延伸的长度，而移动式的安装方式为不选用支撑柱(4)进行固定，在车床上方的车间内加装滑轨，滑轨沿着多个车床的摆放方向确定轨迹并且将立柱(5)固定于滑轨上的移动平台，移动平台即为能够使立柱(5)整体沿滑轨滑动的滑动面板，将立柱(5)固定于移动平台上后，利用电机四(8)输出端安装的行走轮(9)与滑轨上的导向路径相配合即可带动立柱(5)与移动平台整体进行移动从而完成多个车床的上下料伺服操作，针对立柱(5)移动至各个位置的确定可加装行程开关或者磁导航传感器等等多种方式确定位置信号即可；

S2：棒料拾取，电机一(7)带动摆臂(1)顺时针向外翻转移动至棒料存放区域后利用延伸杆二(18)部位的机械爪进行棒料的拾取，延伸杆二(18)在旋转座(20)与活塞杆(16)保持收缩状态下进行棒料拾取，棒料拾取的伺服可由外设的棒料供给设备提供，拾取棒料后等待上下料交替操作；

S3：工件拾取及棒料放置，待车床加工完成后进行上下料交替伺服，电机一（7）带动摆臂（1）逆时针向车床内部进行翻转移动，翻转后延伸杆一（15）上的机械爪正对卡盘轴心位置处夹持的已经加工完成的工件，利用延伸杆一（15）上的机械爪对工件进行拾取，拾取后延伸杆一（15）及活动块（13）在气缸一（14）的挤推作用下沿着卡盘的轴心向外脱落，使工件脱落卡盘上的卡爪限制，在延伸杆一（15）部位机械爪拾取工件的同时，旋转座（20）与活塞杆（16）由卡盘的外侧沿着圆周方向进行伸展旋转，各旋转45-90度，具体的角度受立柱（5）与卡盘的位置限制，具体地能够使延伸杆二（18）部位的机械爪及其拾取的棒料位于卡盘一侧等待在摆臂（1）顺时针摆动复位的轨迹延长线上，即完成上述工件拾取后摆臂（1）顺时针转动复位时能够使棒料移动至卡盘轴心位置处，摆臂（1）复位转动一定角度后停止，停止后延伸杆二（18）部位的机械爪及其拾取的棒料位于卡盘的轴心位置处，此时气缸二（11）带动活动座（17）及棒料向卡盘内侧移动一定间距插入卡爪内侧，移动后卡盘固定棒料，气缸二（11）复位，旋转座（20）与活塞杆（16）复位，摆臂（1）顺时针翻转复位，此时延伸杆二（18）部位的机械爪重新位于棒料存放区域，而同延伸杆二（18）具有一定高度差的延伸杆一（15）及其部位的工件移动出车床并存放于工件摆放区即可，针对移动式的安装方式上下料操作同上述步骤一致，区别在于在各个车床部位增加相应的棒料存放区域及工件摆放区即可；

S4：设备运行状态监测，在旋转座（20）上安装的摄像头（26）能够随着旋转座（20）的转动进行转动，摄像头（26）具有一定的广角摄像功能，但旋转布置的摄像头能够不受工件、卡盘及刀架的位置限制进行设备的全方位摄像使用，通过通信单元实时将设备运行情况传输至工厂的监控室，方便工厂人员实时全方位挨个对车床及机器人本体进行运行情况的监测。