一种用于零部件加工的六轴设备及使用方法

文档序号:179050 发布日期:2021-11-02 浏览:44次 >En<

阅读说明:本技术 一种用于零部件加工的六轴设备及使用方法 (Six-axis equipment for part machining and use method ) 是由 李文美 于 2021-08-19 设计创作,主要内容包括:本发明属于机械加工技术领域,具体涉及一种用于零部件加工的六轴设备,包括六轴机械臂、加工平台、限位组件、支撑组件、理平组件,所述六轴机械臂设置于加工平台的外侧,所述限位组件连接于加工平台的上端,所述支撑组件设置于限位组件的下端并与加工平台连接,所述理平组件设置于限位组件的一侧,本发明解决了现有六轴加工装置对工件抓取再转移到车床进行切削加工,存在工件放置不平稳而滚动,夹具定位困难,尤其是工件为管状时,在机械臂对其抓取前,工件就已经存在倾斜,在后续车床设备上,工件放置的误差会扩大,需要不同工件位置情况针对性的调整,严重影响工件加工效率的问题。(The invention belongs to the technical field of machining, and particularly relates to six-axis equipment for machining parts, which comprises six-axis mechanical arms, a machining platform, a limiting component, a supporting component and a leveling component, wherein the six-axis mechanical arms are arranged on the outer side of the machining platform, the limiting component is connected to the upper end of the machining platform, the supporting component is arranged at the lower end of the limiting component and is connected with the machining platform, and the leveling component is arranged on one side of the limiting component. The processing efficiency of the workpiece is seriously influenced.)

一种用于零部件加工的六轴设备及使用方法

技术领域

本发明属于机械加工技术领域,具体涉及一种用于零部件加工的六轴设备及使用方法。

背景技术

在数控机床加工生产中,常常应用六轴机器人实现自动化生产线。机床的机座上,机械手数控机床的整体结构更加紧凑,占用的空间小,节约了空间。六轴多关节机器人系统具有高效率和高稳定性,结构简单易于维护,可以满足不同种类产品的生产,对用户来说,可以很快进行产品结构的调整和扩大产能,并且可以大大降低产业工人的劳动强度。它具有实现多台数控机床的灵活组合,多自由度的自动上下料与工件装夹,满足高难度的生产工艺要求,还可配置工业CCD视觉检测,实现复杂工件的自由抓取;可实现单工件大批量持续生产,可实现多品种小批量的程序自动转换生产。

申请号为CN201721282414.3的中国专利公开了一种六轴切割机的防尘结构,包括机架、六轴加工装置及真空吸附装置,六轴加工装置可滑动地位于真空吸附装置上方,真空吸附装置包括吸附机构和防尘机构,吸附机构设置有相互连通形成真空吸附的快速拆装式工作台和真空管路,快速拆装式工作台通过避让机构设置于防尘机构上,真空管路安装于防尘机构内,防尘机构的两侧设有清扫机构;该实用新型的有益效果体现为:采用固定钣金式防尘罩代替传统尼龙随动式防尘结构,增加机器的使用寿命,能够达到更好的防尘效果,并在加工装置间设有清扫机构,在加工过程中能通过毛刷进行循环清扫,及时清洁并收集废料,大幅降低人工劳动强度,减少机器故障率,降低生产成本,便于生产使用,实用性强。

然而,以上现有技术中的六轴加工装置对工件抓取再转移到车床进行切削加工,存在工件放置不平稳而滚动,夹具定位困难,尤其是工件为管状时,在机械臂对其抓取前,工件就已经存在倾斜,在后续车床设备上,工件放置的误差会扩大,需要不同工件位置情况针对性的调整,严重影响工件加工效率。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处,本发明提供了一种用于零部件加工的六轴设备,用以解决现有六轴加工装置对工件抓取再转移到车床进行切削加工,存在工件放置不平稳而滚动,夹具定位困难,尤其是工件为管状时,在机械臂对其抓取前,工件就已经存在倾斜,在后续车床设备上,工件放置的误差会扩大,需要不同工件位置情况针对性的调整,严重影响工件加工效率的问题。

为了解决上述技术问题,本发明采用了如下技术方案:

一种用于零部件加工的六轴设备,包括六轴机械臂、加工平台、限位组件、支撑组件、理平组件,所述六轴机械臂设置于加工平台的外侧,所述限位组件连接于加工平台的上端,所述支撑组件设置于限位组件的下端并与加工平台连接,所述理平组件设置于限位组件的一侧,所述理平组件中放置有工件,所述支撑组件上活动连接有支撑块,所述支撑块与工件的底部相接触,防止工件倾斜,所述限位组件的上具有活动连接的两个夹持块,两所述夹持块对工件的一端进行夹持,所述六轴机械臂对工件进行抓取。

本发明在夹持过程中,减少了因工件与夹具配合的偏差,有利于提升工件机加工的效率和成品精度。

进一步,所述加工平台上还滑动连接有测控组件,所述测控组件设置于工件的外侧,所述测控组件包括测控探头、工件到位组件,所述测控探头与工件的中心轴线处于同一水平面且相互垂直,当所述测控组件在加工平台上滑动后,所述测控探头可与工件的外周相接触,所述测控探头记录当前测控组件的移动距离并将该测控数据传至外部系统,所述工件到位组件包括设置于加工平台上部的工件推进件,所述测控探头上还连接有设有抵接条,所述抵接条的一端超出测控探头的长边并可以和工件推进件相接触。

测控组件能对工件进行测量,不仅能提高工作的效率,还能最大程度上减少重复装夹所带来的误差。

进一步,所述理平组件上开设有通孔,所述通孔的内壁设有弹性胶垫。

理平组件的加入,起到支撑与将管状工作托举保持水平,其中弹性胶垫是放置工件与通孔直接接触对通孔内壁产生碰撞而损坏或长时间工作而磨损。

进一步,所述理平组件上设有滑轨,所述理平组件通过所述滑轨与加工平台滑动连接。

在理平组件上设有滑轨,通过滑轨,改变理平组件上通孔与管状工件的作力点,可适应适应不同长度的管状工件需要,方便调节。

进一步,所述六轴机械臂的前部活动连接有转动头,所述转动头的两端设置有呈对称的抓取单元,每个所述抓取单元具有两个抓取指。

进一步,所述限位组件上还具有调节部和呈对称设置的滑动部,所述夹持块与所述滑动部的内侧连接,两个所述滑动部带动夹持块朝内侧移动时可将工件夹紧,所述调节部设置于滑动部的上端,所述调节部上具有转动卡头和驱动所述转动卡头转动的锁定单元,所述转动卡头相对调节部转动并将所述夹持块朝滑动部的两外侧移动。

进一步,还包括辅助调节装置,所述辅助调节装置设置于理平组件的后侧并与加工平台的上端连接,所述辅助调节装置包括工件调节组件以及转动调节气缸,所述工件调节组件的前部设有拉推部,所述拉推部通过所述转动调节气缸的伸缩而摆动,使得拉推部与工件相结合或分离。

本发明的工件调节组件具有卡合、移动的功能,为后续理平组件对工件的托举起到辅助的作用,设计合理,工件调节组件能够改变对管状工件的着力点,通过转动调节气缸的伸长,实现拉推部对工件的结合。

进一步,所述辅助调节装置还包括工件长度调节气缸,所述工件长度调节气缸设于工件调节组件的尾部,所述工件长度调节气缸驱动所述拉推部将工件水平移动,改变工件的进、退距离。

通过工件长度调节气缸的带动下,将工件调节组件相对理平组件移动,拉推部能对工件进行固定,使得工件的一端能在理平组件的通孔内移动,使得对管状工件支撑均匀而避免倾斜。

进一步,所述夹持块内侧呈弧形,两个所述夹持块之间留有间隙。

间隙是为了给支撑组件头部留余空间。夹持块内侧呈弧形,该弧形可根据实际工件外部形态而定制,同时也是为适应管状工件的需要。

上述的一种用于零部件加工的六轴设备的使用方法,包括以下步骤:

S1:装置的组装,将六轴机械臂设置于加工平台的外侧,所述支撑组件设置于限位组件的下端,所述限位组件连接于加工平台的上端,所述理平组件设置于限位组件的一侧,所述支撑块与工件的底部相接触;

S2:理平组件与限位组件的配合,将工件的一端贯穿入理平组件内并伸出到限位组件中,保留工件的水平自由度;

S3:限位组件对工作的固定,将工件的一端在两个夹持块之间,其中所述夹持块对工件产生夹持力并进行固定;

S4:工件的抓取,六轴机械臂进行转动并定位,对工件进行抓取后转移至外部车床上进行切削加工。

本发明与现有技术相比,具有如下有益效果:

1.支撑组件一方面是增加一个竖直方向对工件位置的调整,能够进一步避免工件偏移及倾斜的发生,支撑组件的下端控制支撑块的上升与下降并与工件的底部接触,当工件受两个夹持块夹持时,其形态偏移过大,与水面形成的夹角大,使得夹持块的着力点过小,当持力度过大时,通过将工件上下的移动,改变工件外壁与夹持块的接触着力点,调节工件对两侧夹持块的压力,进而使得夹持得更加平衡;

2.本发明采用限位组件对工件进行限定,夹持块对其中的工件进行夹持,一方面是限定工件的左右方向的位置,并与别的工件相隔离,另一方面是在夹持块的夹持过程中,对工件的形态调整,保证工件底部与加工平台的完全接触,在此后,六轴机械臂对工件抓取,抓取后的工件在六轴机械臂转运到机床上,放置后,工件不会发生位置的偏移,进而夹具对工件的定位满足后续的加工,本发明在夹持过程中,减少了因工件与夹具配合的偏差,有利于提升工件机加工的效率和成品精度;

3.测控组件能对工件进行测量,不仅能提高工作的效率,还能最大程度上减少重复装夹所带来的误差,本发明中的管状工件在朝限位组件移动中,测控组件中的测控探头能对中心轴线的改变进行多次测量,防止工件出现晃动后继续移动,导致偏移扩大,工件得不到及时的修正的情况。

附图说明

图1为本发明一种用于零部件加工的六轴设备实施例的俯视结构示意图;

图2为本发明一种用于零部件加工的六轴设备实施例的局部的立体结构示意图;

图3为本发明一种用于零部件加工的六轴设备实施例中辅助调节装置的立体结构示意图;

图4为本发明一种用于零部件加工的六轴设备实施例中理平组件的立体结构示意图;

图5为本发明一种用于零部件加工的六轴设备实施例整体的立体结构示意图;

图6为图5中A处的局部放大图;

说明书附图中的附图标记包括:

六轴机械臂1、转动头11、抓取单元12、抓取指13、加工平台14;

限位组件2、滑动部21、夹持块22、间隙220、调节部23、转动卡头230、锁定单元24、支撑组件3、支撑块32;

理平组件4、通孔41、弹性胶垫42、滑轨43;

辅助调节装置5、工件调节组件52、拉推部523、拉推卡头5231、放置台5232、弹性限位块5233、旋动轮5234、工件长度调节气缸501、转动调节气缸502;

测控组件6、测控探头61、抵接条611、驱动机构62、驱动螺杆621、驱动手轮623、测控滑轨63、测控滑动板64、工件7;

工件到位组件8、工件推进件85。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明,下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。

其中,附图仅用于示例性说明,表示的仅是示意图,而非实物图,不能理解为对本专利的限制;为了更好地说明本发明的实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例一:

如图1-6所示,本发明的一种用于零部件加工的六轴设备,包括六轴机械臂1、加工平台14、限位组件2、支撑组件3、理平组件4,六轴机械臂1设置于加工平台14的外侧,限位组件2连接于加工平台14的上端,支撑组件3设置于限位组件2的下端并与加工平台14连接,理平组件4设置于限位组件2的一侧,理平组件4中放置有工件7,支撑组件3上活动连接有支撑块32,支撑块32与工件7的底部相接触,防止工件7倾斜,限位组件2的上具有活动连接的两个夹持块22,两夹持块22对工件7的一端进行夹持,六轴机械臂1对工件7进行抓取。

本发明采用限位组件2对工件进行限定,夹持块22对其中的工件进行夹持,一方面是限定工件的左右方向的位置,并与别的工件相隔离,另一方面是在夹持块22的夹持过程中,对工件的形态调整,保证工件底部与加工平台的完全接触,在此后,六轴机械臂1对工件抓取,抓取后的工件在六轴机械臂1转运到机床上,放置后,工件不会发生位置的偏移,进而夹具对工件的定位满足后续的加工,本发明在夹持过程中,减少了因工件与夹具配合的偏差,有利于提升工件机加工的效率和成品精度。支撑组件3一方面是增加一个竖直方向对工件位置的调整,能够进一步避免工件偏移及倾斜的发生,另一方面,支撑组件3的下端可由伸缩气缸(图示未画出)控制支撑块32的上升与下降并与工件的底部接触,当工件受两个夹持块22夹持时,其形态偏移过大,与水面形成的夹角大,使得夹持块22的着力点过小,当持力度过大时,通过将工件上下的移动,改变工件外壁与夹持块22的接触着力点,调节工件对两侧夹持块22的压力,进而使得夹持得更加平衡。

加工平台14上还滑动连接有测控组件6,测控组件6设置于工件7的外侧,测控组件6包括测控探头61、工件到位组件8,测控探头61与工件7的中心轴线处于同一水平面且相互垂直,当测控组件6在加工平台14上滑动后,测控探头61可与工件7的外周相接触,测控探头61记录当前测控组件6的移动距离并将该测控数据传至外部系统,工件到位组件8包括设置于加工平台14上部的工件推进件85,测控探头61上还连接有设有抵接条611,抵接条611的一端超出测控探头61的长边并可以和工件推进件85相接触。测控组件6能对工件进行测量,不仅能提高工作的效率,还能最大程度上减少重复装夹所带来的误差。在时间成本越来越高的今天,提高精度和效率就意味着可以有更大的利润空间。本发明中的管状工件在朝限位组件2移动中,测控组件6中的测控探头61能对中心轴线的改变进行多次测量,防止工件出现晃动后继续移动,导致偏移扩大,工件得不到及时的修正的情况。

测控组件6还包括测控滑轨63、与测控滑轨63滑动连接的测控滑动板64,测控探头61与测控滑动板64的上部连接,外部可设置驱动机构62,驱动机构62包括设置于测控滑动板64上的驱动螺杆621、以及驱动手轮623,螺杆621的两端分别与测控探头61、驱动手轮623连接,旋转驱动手轮623,测控组件6朝工件7的径向移动,当测控探头61与工件7接触,测控探头61记录当前移动距离并将测控数据传至外部系统。本发明中的驱动机构62,将测控组件6朝工件中心轴线的法向位置移动,通过测控探头61与工件的接触时,测控探头61前端的传感器发出信号,外部系统记录此次测控组件6的移动距离,工件多次移动中,测控组件6也将反复移动,测控探头61记录多次的自身的移动距离。

工件到位组件8滑动距离过大时,工件推进件85可能会直接与测控探头61接触甚至碰撞,时间久了,会对测控组件6产生损坏,而抵接条611可以起到防撞的效果,当然,抵接条611可以是弹性的材质。

理平组件4上开设有通孔41,通孔41的内壁设有弹性胶垫42。理平组件4的加入,是为了应对管状的工件所需,将管状工件的另一侧套设在通孔41内,起到支撑与将管状工作托举保持水平,其中弹性胶垫42是放置工件与通孔41直接接触对通孔41内壁产生碰撞而损坏或长时间工作而磨损。理平组件4上设有滑轨43,理平组件4通过滑轨43与加工平台14滑动连接。在理平组件4上设有滑轨43,通过滑轨43,改变理平组件4上通孔41与管状工件的作力点,可适应适应不同长度的管状工件需要,方便调节。

六轴机械臂1的前部活动连接有转动头11,转动头11的两端设置有呈对称的抓取单元12,每个抓取单元12具有两个抓取指13。限位组件2上还具有调节部23和呈对称设置的滑动部21,夹持块22与滑动部21的内侧连接,两个滑动部21带动夹持块22朝内侧移动时可将工件7夹紧,调节部23设置于滑动部21的上端,调节部23上具有转动卡头230和驱动转动卡头230转动的锁定单元24,转动卡头230相对调节部23转动并将夹持块22朝滑动部21的两外侧移动。滑动部21包含有设置在加工平台上的气缸和固定件组成,当气缸伸长可收缩时,带动与气缸的一端连接的夹持块22相对在加工平台上滑动,而固定件有固定气缸的作用,调节部23的内部还设有弹性压件,转动卡头230上设有凸起,按压弹性压件后,凸起与弹性压件相分离,转动卡头230可相对夹持块22转动,释放弹性压件,凸起与弹性压件相配合,转动卡头230被锁定单元24锁定。

在转动卡头230对夹持块22作用中,需要其中一个夹持块22不移动时,通过弹性压件的按压作用,弹性压件上的可设置凹槽,并与转动卡头230相配合,将凸起与弹性压件相配合,完成转动卡头230与锁定单元24锁定,进而达到分别或同时控制调节部23对滑动部21的目的。

辅助调节装置5设置于理平组件4的后侧并与加工平台14的上端连接,辅助调节装置5包括工件调节组件52以及转动调节气缸502,工件调节组件52的前部设有拉推部523,拉推部523通过转动调节气缸502的伸缩而摆动,使得拉推部523与工件7相结合或分离。工件调节组件52具有卡合、移动的功能,为后续理平组件4对工件的托举起到辅助的作用,设计合理,工件调节组件52能够改变对管状工件的着力点,通过转动调节气缸502的伸长,实现拉推部523对工件的结合。

辅助调节装置5还包括工件长度调节气缸501,工件长度调节气缸501设于工件调节组件52的尾部,工件长度调节气缸501驱动拉推部523将工件7水平移动,改变工件7的进、退距离。通过工件长度调节气缸501的带动下,将工件调节组件52相对理平组件4移动,拉推部523能对工件进行固定,使得工件的一端能在理平组件4的通孔41内移动,使得对管状工件支撑均匀而避免倾斜。拉推部523上连接有呈对称的拉推卡头5231和放置台5232,每个拉推卡头5231的两内侧安装有弹性限位块5233,每个拉推卡头5231的两外侧安装有旋动轮5234,旋动轮5234用于弹性限位块5233的固定。本发明中的拉推部523,一方面在工件未移动时,可以起到放置的作用,另一方面,拉推卡头5231通过拉推部523的旋转力,将管状工件固定在中间,实现卡结,避免中心轴线的与理平组件4的通孔41错位的发生,进而管状工件在移动后无法进入到理平组件4中,失去支撑托举的作用,放置台5232用于工件移动前的搁置。

夹持块22内侧呈弧形,两个夹持块22之间留有间隙220。间隙220是为了给支撑组件3头部留余空间。夹持块22内侧呈弧形,该弧形可根据实际工件外部形态而定制,同时也是为适应管状工件的需要。

上述的一种用于零部件加工的六轴设备的使用方法,包括以下步骤:

S1:装置的组装,将六轴机械臂1设置于加工平台14的外侧,支撑组件3设置于限位组件2的下端,限位组件2连接于加工平台14的上端,理平组件4设置于限位组件2的一侧,支撑块32与工件7的底部相接触;

S2:理平组件4与限位组件2的配合,将工件的一端贯穿入理平组件4内并伸出到限位组件2中,保留工件的水平自由度;

S3:限位组件2对工作的固定,将工件的一端在两个夹持块22之间,其中夹持块22对工件产生夹持力并进行固定;

S4:工件的抓取,六轴机械臂1进行转动并定位,对工件进行抓取后转移至外部车床上进行切削加工。

以上的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述,所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识,能够获知该领域中所有的现有技术,并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力,所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下,结合自身能力完善并实施本方案,一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本发明的描述中,需要理解的是,若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系,该术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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