一種自動化機械手臂的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機械手臂領域，更具體的說涉及一種自動化機械手臂。
【背景技術】
[0002]機械手臂是目前在機械人技術領域中得到最廣泛實際應用的自動化機械裝置，在工業(yè)制造、醫(yī)學治療、娛樂服務、軍事、半導體制造以及太空探索等領域都能見到它的身影。盡管它們的形態(tài)各有不同，但它們都有一個共同的特點，就是能夠接受指令，精確地定位到三維(或二維)空間上的某一點進行作業(yè)。針對機械加工領域，由于車床、加工中心、磨床以及刨床等設施的自身結構差異性比較大，而機械手臂受自本身的結構限制，在機加工領域機械手臂的應用很不成熟，因此，現(xiàn)有技術均為數(shù)控車床或加工中心的制定的專用送料設備，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位置。這種傳統(tǒng)的人力工作方式，對操作人員的要求高，而且，人為操作效率低，成本高且容易發(fā)生安全事故。

【發(fā)明內容】

[0003]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種能夠自動化運作的機械手臂，能夠完全替代人工操作，極大的提高生產效率。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種自動化機械手臂，包括機架，機架上設有伺服馬達，在所述的機架上還設有機械臂，所述的機械臂在所述伺服馬達的帶動下伸縮運動，在所述的機械臂的端部設有夾具座，所述的夾具座上設有送料夾具和取料夾具，在所述的機械臂上還設有控制所述夾具座旋轉的第一氣缸和控制所述夾具座水平移動的第二氣缸。
[0005]對于本發(fā)明中的一種自動化機械手臂，作為一種可選的方案，在所述的機械臂上設有齒條，在所述的機架上還設有與所述齒條嚙合著的齒輪，所述的伺服馬達帶動所述的齒輪旋轉。
[0006]對于本發(fā)明中的一種自動化機械手臂，作為針對機架的進一步的改進，所述的機架包括底座、升降座、升降柱和工作主臺，所述的升降座設置在所述的底座上，所述的升降柱可升降的設置在所述的升降座上，所述的工作主臺設置在所述的升降柱上，所述的機械臂和所述的伺服馬達均設置在所述的工作主臺上。
[0007]對于本發(fā)明中的一種自動化機械手臂，作為進一步的設置，在所述的底座底部還設有滑動輪和支撐腳。
[0008]對于本發(fā)明中的一種自動化機械手臂，作為進一步的設置，在所述的機架上還設有送料裝置，所述的送料裝置還包括振動盤、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盤內，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，將所述料槽內的坯料推至所述的送料夾具。
[0009]對于本發(fā)明中上述的一種自動化機械手臂，作為進一步的設置，從所述的振動盤的水平高度大于所述的料槽的水平高度，使得所述振動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入到所述的料槽中。
[0010]對于本發(fā)明中的一種自動化機械手臂，作為進一步的設置，所述的自動化機械手臂還包括控制系統(tǒng)，在所述的機械臂的端部分別設有第一感應開關和第二感應開關，在所述機械臂靠近所述夾具座的一端設有感應接觸器。
[0011]對于本發(fā)明中的一種自動化機械手臂，作為進一步的設置，在所述的機架上還設有馬達支座，所述的伺服馬達固定在所述的馬達支座上。
[0012]對于本發(fā)明中的一種自動化機械手臂，作為進一步的設置，在所述的機械臂靠近所述夾具座的端部設有滑軌，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。
[0013]對于本發(fā)明中的一種自動化機械手臂，作為進一步的設置，在所述的機架上還設有用于調控所述伺服馬達的輸送轉速的減速機。
[0014]使用本發(fā)明一種自動化機械手臂具有以下有益效果:由于本發(fā)明中的自動化機械手臂在機架上設置了可伸縮運動的機械臂，依靠伺服馬達控制機械臂的伸縮運動，并在機械臂的端部設置夾具座，在夾具座上設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加工好的零部件將其從車床上取下并送出，本發(fā)明中，機械臂的夾具座可以在氣缸的作用下旋轉，相應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，進行相應的處理，實現(xiàn)了自動化夾料、送料和取料，能夠很好的替代人工，進行對車床、加工中心、磨床等機械的送料、取料過程，而且效率極高，能夠24小時不間歇工作，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)明一種自動化機械手臂的整體結構示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明一種自動化機械手臂在普通車床上使用時的結構示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明一種自動化機械手臂在普通加工中心上使用時的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0019]一種自動化機械手臂(以下簡稱機械手臂)，如圖1所示，包括機架100，本發(fā)明中的機架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104，其中，升降座102固定在底座101上，升降柱103設置在升降座102中，并可沿升降座102上下調節(jié)高度，工作主臺104固定在升降柱103的頂端。為了能夠更好的移動機械手臂，還可以在底座101的底部設置滑動輪105和支撐腳106，支撐腳106可升降或/可扳起，通過滑動輪105可將機架100進行移動，直到合適位置，再將支撐腳106扳下來，將機械手臂固定在地面上。
[0020]在工作主臺104上設有機械臂200和伺服馬達300，機械臂200可以在工作主臺104上伸縮運動，對于此，可在工作主臺104上設置一個滑軌(圖中未標示)，將機械臂200設置在滑軌中，使其在滑軌中伸縮移動，并在機械臂200上固定設置一個齒條201，同時在伺服馬達300的輸出軸上設置一個與齒條201嚙合著的齒輪(圖中未標示)，通過伺服馬達300的正轉和反轉，帶動齒條201伸縮運動。在伺服馬達300上還可以裝減速機400，控制伺服馬達300的輸出轉速，避免伺服馬達300的轉速過快，不易控制，或者出現(xiàn)其它事故；在工作主臺104上設置一個馬達支座301，伺服馬達300和減速機400均固定在馬達支座301上面。
[0021]對于上述伺服馬達300通過齒輪與齒條201嚙合的方式控制帶動機械臂200的伸縮運動的方式，還可以由其它現(xiàn)有的控制方式實現(xiàn)，例如，采用氣缸或油缸推動的方式實現(xiàn)機械臂200的伸縮運動，在此不再一一復述。
[0022]在機械臂200的一端設有夾具座500，本發(fā)明中，夾具座500優(yōu)選設置成圓柱體形，并以可旋轉的方式固定在機械臂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，送料夾具501將坯料夾取并將隨著機械臂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，并隨著機械臂200的收縮將加工后的工件移出。
[0023]為了實現(xiàn)夾具座500的旋轉，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與機械臂200之間裝有控制氣缸，具體為，在機械臂200的端部安裝第一氣缸202和第二氣缸203，并將夾具座500通過轉軸503固定在第一氣缸202上，并通過滑軌結構將第一氣缸202可滑動的固定在機械臂200的端部，由第一氣缸202控制夾具座500的旋轉動作，由第二氣缸203控制夾具座500的水平方向左右移動，當夾具座500隨著機械臂200的伸長進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，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轉動，使其轉動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)，即可實現(xiàn)自動化上料和下料。
[0024]本發(fā)明針對所要加工的環(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。當然，還需要夾取其它形狀的毛坯件，例如長條狀或者長軸狀毛坯件時，可按照實際需要對夾具座500以及送料夾具501、取料夾具502進行相應形狀的修改。
[0025]本發(fā)明還設有控制系統(tǒng)，控制伺服馬達300以及第一氣缸202、第二氣缸203的運行，可根據(jù)生產過程中的車床或者加工中心的工作時間、頻率等具體設定伺服馬達300、第一氣缸202、第二氣缸203等的工作參數(shù)。在伺服馬達300的工作過程中，機械臂200隨其旋轉實現(xiàn)伸縮過程，在其伸縮過程中，為了防止控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障導致機械臂200發(fā)生超出其原有行程的事故發(fā)生，在機械臂200上設置有感應開關，具體為:在機械臂200的一端設有第一感應開關204，在其另一端設有第二感應開關205。正常運行狀態(tài)下，第一感應開關204和第二感應開關205不工作，當控制系統(tǒng)發(fā)生小概率的故障時，第一感應開關204和第二感應開關205作為防護措施，防止機械臂200的慣性導