一种六轴加工用智能测控设备及使用方法

文档序号:179610 发布日期:2021-11-02 浏览:36次 >En<

阅读说明:本技术 一种六轴加工用智能测控设备及使用方法 (Intelligent measurement and control equipment for six-axis 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,具体涉及一种六轴加工用智能测控设备,包括六轴机械臂、加工平台、限位组件以及测控组件,所述限位组件放置在加工平台上并与加工平台连接,所述六轴机械臂设置于加工平台的外侧,所述限位组件的中部放置有工件并对所述工件固定,所述测控组件设置于工件的外侧并与加工平台滑动连接,本发明解决了现有六轴加工设备,对工件进行位置修正后,机械臂再对其抓取,以防止因工件的偏移时与加工平台间存在不完全接触,引起车床加工的夹具定位不精准,尤其是在对管状工件进行位置修正时,需要逐步地移动,容易在多次移动中,管状工件的中心轴线与限位组件无法对齐,影响机械臂的抓取和后续加工的问题。(The invention belongs to the technical field of machining, and particularly relates to six-shaft machining intelligent measurement and control equipment which comprises six mechanical arms, a machining platform, a limiting component and a measurement and control component, wherein the limiting component is placed on the machining platform and connected with the machining platform, the six mechanical arms are arranged on the outer side of the machining platform, a workpiece is placed in the middle of the limiting component and fixed on the workpiece, and the measurement and control component is arranged on the outer side of the workpiece and connected with the machining platform in a sliding manner. The grabbing and subsequent processing of the mechanical arm are affected.)

一种六轴加工用智能测控设备及使用方法

技术领域

本发明属于机械加工技术领域,具体涉及一种六轴加工用智能测控设备及使用方法。

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设备,对工件进行位置修正后,机械臂再对其抓取,以防止因工件的偏移时与加工平台间存在不完全接触,引起车床加工的夹具定位不精准,尤其是在对管状工件进行位置修正时,需要逐步地移动,容易在多次移动中,管状工件的中心轴线与限位组件无法对齐,进而管状工件位置修正得不到保证,影响机械臂的抓取和后续加工。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处,本发明提供了一种六轴加工用智能测控设备,用以解决现有六轴加工设备,对工件进行位置修正后,机械臂再对其抓取,以防止因工件的偏移时与加工平台间存在不完全接触,引起车床加工的夹具定位不精准,尤其是在对管状工件进行位置修正时,需要逐步地移动,容易在多次移动中,管状工件的中心轴线与限位组件无法对齐,进而管状工件位置修正得不到保证,影响机械臂的抓取和后续加工的问题。

为了解决上述技术问题,本发明采用了如下技术方案:

一种六轴加工用智能测控设备,包括六轴机械臂、加工平台、限位组件以及测控组件,所述限位组件放置在加工平台上并与加工平台连接,所述六轴机械臂设置于加工平台的外侧,所述限位组件的中部放置有工件并对所述工件固定,所述测控组件设置于工件的外侧并与加工平台滑动连接,所述测控组件上可拆卸连接有测控探头,所述测控探头的中心线与工件的中心线处于同一水平面且相互垂直,所述测控组件上具有驱动所述测控组件移动使得测控探头靠近或远离所述工件的驱动机构,所述六轴机械臂的前端对工件进行抓取。

测控组件能在加工的机器上对工件进行测量,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。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。

进一步,所述测控组件还包括测控滑轨、与测控滑轨滑动连接的测控滑动板,所述测控探头与测控滑动板的上部连接,所述驱动机构包括设置于测控滑动板上的驱动螺杆、套设于螺杆外周的螺杆固定块以及驱动手轮,所述螺杆的两端分别与测控探头、驱动手轮连接,旋转所述驱动手轮,所述测控组件朝所述工件的径向移动,当所述测控探头与工件接触,所述测控探头记录当前移动距离并将测控数据传至外部系统。

通过测控探头与工件的接触时,测控探头前端的传感器发出信号,外部系统记录此次测控组件的移动距离,工件多次移动中,测控组件也将反复移动,测控探头记录多次的自身的移动距离。

进一步,所述测控组件的外侧还设有工件到位组件,所述工件到位组件包括设置于加工平台底部的转动手轮、与转动手轮相配合的涡轮蜗杆单元,所述涡轮蜗杆单元的前端连接有U形连接块,所述U形连接块的头部还连接有拨动滑块,所述加工平台上开设有长条形凹槽,所述拨动滑块伸入所述长条形凹槽中,旋转所述转动手轮,所述拨动滑块将在长条形凹槽上移动。

涡轮蜗杆单元改变转动手轮的驱动方向,实现将拨动滑块在长条形凹槽上移动,进而实现工件到位组件的移动,其中U形连接块可拆卸,方便日常维护。

进一步,所述工件到位组件还包括设置于加工平台上部的工件推进件,所述工件推进件的底部与拨动滑块连接。

工件到位组件对工件可以采用工件推进件与工件接触的具体作用形式,工件推进件与拨动滑块连接,实现对工件的推动。

进一步,所述工件推进件的前端还连接有L形支架。

L形支架可以与工件推进件用可拆卸的连接方式,根据工件的直径大小,更换L形支架的型号大小,同时更换L的底部可以起到调节与工件端面中心接触点的作用,使受力方向与移动方向重合。

进一步,所述测控探头上连接有设有抵接条,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。

工件到位组件滑动距离过大时,工件推进件可能会直接与测控探头接触甚至碰撞,时间久了,会对测控组件产生损坏,而抵接条可以起到防撞的效果。

进一步,所述限位组件上设有对称的滑动部和调节部,两个所述滑动部的内侧连接有夹持块,所述夹持块对工件产生夹持力并进行固定,所述调节部设置于滑动部的上端。

抓取后的工件在六轴机械臂转运到机床上,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。

进一步,还包括支撑组件,所述支撑组件设置于两个所述滑动部之间,所述支撑组件包括伸缩气缸、支撑块,所述伸缩气缸连接于加工平台的底部,所述伸缩气缸的头部连接有可拆卸的顶杆,所述支撑块通过所述顶杆与伸缩气缸连接,所述伸缩气缸控制所述支撑块的上升与下降并与工件的底部接触,进而调节工件对两侧夹持块的压力。

在两个滑动部之间设置支撑组件,增加了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的发生。

进一步,还包括理平组件,所述理平组件设置于限位组件的一侧,所述理平组件上开设有通孔,所述通孔内壁设有弹性胶垫。

理平组件的加入,将管状工件的另一侧套设在通孔内,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,理平组件上设有滑轨,理平组件通过滑轨与加工平台滑动连接。

上述的一种六轴加工用智能测控设备的使用方法,包括以下步骤:

S1:装置的组装,将所述限位组件放置于加工平台上并与加工平台连接,所述六轴机械臂设置于六轴机械臂的外侧,把所述测控组件设置于工件的外侧并与加工平台滑动连接;

S2:测控数据的初次收集,将工件的一端放置在限位组件之间,通过控制驱动机构,使测控组件中的测控探头对工件中心轴线偏移数据进行初次采集;

S3:工件到位组件对工件尾部作用,通过控制工件到位组件的前后移动,让工件推进件作用于工件的尾部,使其朝向限位组件方向移动;

S4:测控数据的再采集,S3中工件到位组件对工件的反复作用,测控探头反复横向平移与工件轴线上的不同部位接触,测控探头多次记录当次移动距离并将测控数据传至外部系统。

本发明与现有技术相比,具有如下有益效果:

1.本发明中的管状工件朝限位组件移动过程中,测控组件中的测控探头能对中心轴线的变化值进行检测,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。

2.本发明中的驱动机构,将测控组件朝工件中心轴线的法向位置移动,通过测控探头与工件的接触时,测控探头前端的传感器发出信号,外部系统记录此次测控组件的移动距离,工件多次移动中,测控组件也将反复移动,测控探头记录多次的自身的移动距离。

3.本发明在测控组件的外侧加设工件到位组件,对工件尾部多次作用,使其朝着限位组件多次移动,以达到工件进入到限位组件中的长度要求,该到位组件与测控组件的执行步调相配合,每当工件推送开始时,该测控组件就行返回到初始位置,而当工件到位组件该次推送结束后,该测控组件就行再次移动,测控探头将再次测控该次横向移动距离,工件的多次移动,测控探头产生多组数据,如果工件在移动中存在晃动,其测量的数据是有差异的,多级测控数据经外部系统的处理和比对得出相应的判断结果进而实现了测控的目的。

4.本发明采用限位组件对工件进行限定,具体是在限位组件上的两个滑动部内侧的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。

附图说明

图1为本发明一种六轴加工用智能测控设备实施例中测控组件的立体结构示意图(视角一);

图2为本发明一种六轴加工用智能测控设备实施例中测控组件的俯视结构示意图;

图3为本发明一种六轴加工用智能测控设备实施例中测控组件的立体结构示意图(视角二);

图4为图3中A处的局部放大图;

图5为本发明一种六轴加工用智能测控设备实施例的整体立体结构示意图;

图6为图5中B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、加工平台14、长条形凹槽141;

限位组件2、滑动部21、夹持块22、转动卡头230、调节部23、锁定单元24;

支撑组件3、支撑块32、顶杆33;

理平组件4、通孔41、弹性胶垫42、滑轨43;

测控组件6、测控探头61、传感器610、抵接条611、驱动机构62、螺杆621、螺杆固定块622、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、转动手轮81、涡轮蜗杆单元82、U形连接块83、拨动滑块84、工件推进件85、L形支架86。

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,本发明的一种六轴加工用智能测控设备,包括六轴机械臂1、加工平台14、限位组件2以及测控组件6,限位组件2放置在加工平台14上并与加工平台14连接,六轴机械臂1设置于加工平台14的外侧,限位组件2的中部放置有工件7并对工件7固定,测控组件6设置于工件7的外侧并与加工平台14滑动连接,测控组件6上可拆卸连接有测控探头61,测控探头61的中心线与工件7的中心线处于同一水平面且相互垂直,测控组件6上具有驱动测控组件6移动使得测控探头61靠近或远离工件7的驱动机构62,六轴机械臂1的前端对工件7进行抓取。

测控组件6能在加工的机器上对工件进行测量,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,驱动机构62包括设置于测控滑动板64上的驱动螺杆621、套设于螺杆621外周的螺杆固定块622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610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。

测控组件6的外侧还设有工件到位组件8,工件到位组件8包括设置于加工平台14底部的转动手轮81、与转动手轮81相配合的涡轮蜗杆单元82,涡轮蜗杆单元82的前端连接有U形连接块83,U形连接块83的头部还连接有拨动滑块84,加工平台14上开设有长条形凹槽141,拨动滑块84伸入长条形凹槽141中,旋转转动手轮81,拨动滑块84将在长条形凹槽141上移动。工件到位组件8,对工件7尾部多次作用,使其朝着限位组件2多次移动,以达到工件7进入到限位组件2中的长度要求,该到位组件8与测控组件6的执行步调相配合,每当工件7推送开始时,该测控组件6就行返回到初始位置,而当工件到位组件8该次推送结束后,该测控组件6就行再次移动,测控探头61将再次测控该次横向移动距离,工件的多次移动,测控探头61产生多组数据,如果工件在移动中存在晃动,其测量的数据是有差异的,多级测控数据经外部系统的处理和比对得出相应的判断结果进而实现了测控的目的。

涡轮蜗杆单元82改变转动手轮81的驱动方向,实现将拨动滑块84在长条形凹槽141上移动,进而实现工件到位组件8的移动,其中U形连接块83可拆卸,方便日常维护。

工件到位组件8还包括设置于加工平台14上部的工件推进件85,工件推进件85的底部与拨动滑块84连接。工件到位组件8对工件7可以采用工件推进件85与工件接触的具体作用形式,工件推进件85与拨动滑块84连接,实现对工件的推动。

L形支架86可以与工件推进件85用可拆卸的连接方式,根据工件的直径大小,更换L形支架86的型号大小,同时更换L的底部可以起到调节与工件端面中心接触点的作用,使受力方向与移动方向重合。

测控探头61上连接有设有抵接条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。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。

限位组件2上设有对称的滑动部21和调节部23,两个滑动部21的内侧连接有夹持块22,夹持块22对工件7产生夹持力并进行固定,调节部23设置于滑动部21的上端。

现有设备在加工中存在工件位置不精准,影响加工夹具的定位,尤其是待加工件在进料盘中,因大量工件的相互碰撞作用,导致部分工件没有完全地与平台平面接触,工件存在歪斜,进而当机械臂抓取后,移动放置在车床设备上时,工件会相对晃动而产生位置偏移,影响后续加工,因为待加工件在进料盘中导料不畅,部分待加工件会歪斜而被两侧的加工件一同送入到操作平台上,这时机械臂会对加工件进行抓取,而歪斜的加工件并没有被调整,进行机械臂对加工件放置在车床上后,不平稳,由于自身重力的作用,加工件会产生晃动,进而加工件在车床上的位置坐标会发生偏移,而夹具对工件的定位是采用数控编程的形式,因对工件坐标参考点是固定的,不能因工件位置的变动而自动调整,所以在机械臂对工件进行抓取前,对工件的形态度的保证显示得尤为重要,本发明采用限位组件2对工件进行限定,具体是在限位组件2上的两个滑动部21内侧的夹持块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。

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。在夹持块22对其中的工件进行夹持过程中,需要对工件的形态调整,如果只是采用直接夹持,不加外部干预,有可能还达到调整的目的,本发明采用在滑动部21上的部设置调节部23,利用锁定单元24对转动卡头230的控制,转动卡头230根据需要可对其中一个夹持块22或两个作用,转动卡头230转动将,转动卡头230的前端与夹持块22内侧相接触,转动卡头230的转动,会将朝滑动部21中的夹持块22朝向两外侧移动,使得两个夹持块22不能同时作用于工件,进而工件两侧受的力形不成力偶,工件会自调整,但最后两个夹持块22还是会作用于工件的两侧,进行夹持,既起到了调整工件的目的,同时也限定的了工件的位置,有利于六轴机械臂1的抓取。

支撑组件3设置于两个滑动部21之间,支撑组件3包括伸缩气缸(图示未画出)、支撑块32,伸缩气缸连接于加工平台14的底部,伸缩气缸的头部连接有可拆卸的顶杆33,支撑块32通过顶杆33与伸缩气缸连接,伸缩气缸控制支撑块32的上升与下降并与工件7的底部接触,进而调节工件7对两侧夹持块22的压力。

在两个滑动部21之间设置支撑组件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的发生,另一方面,伸缩气缸控制支撑块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,使得夹持力度过大时,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。

支撑组件3的外侧连接有加强筋,伸缩气缸通过加强筋与加工平台14连接。加强筋的作用起到加强固定支撑组件3与加工平台14的连接作用。理平组件4设置于限位组件2的一侧,理平组件4上开设有通孔41,通孔41内壁设有弹性胶垫42。理平组件4的加入,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,夹持块22内侧呈弧形,两个夹持块22之间留有间隙。间隙是为了给顶杆33、伸缩气缸头部留余空间。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。

上述的一种六轴加工用智能测控设备的使用方法,包括以下步骤:

S1:装置的组装,将限位组件2放置于加工平台上并与加工平台连接,六轴机械臂1设置于六轴机械臂1的外侧,把测控组件6设置于工件7的外侧并与加工平台14滑动连接;

S2:测控数据的初次收集,将工件的一端放置在限位组件2之间,通过控制驱动机构62,使测控组件6中的测控探头61对工件7中心轴线偏移数据进行初次采集;

S3:工件到位组件8对工件7尾部作用,通过控制工件到位组件8的前后移动,让工件推进件85作用于工件7的尾部,使其朝向限位组件2方向移动;

S4:测控数据的再采集,S3中工件到位组件8对工件7的反复作用,测控探头61反复横向平移与工件7轴线上的不同部位接触,测控探头61多次记录当次移动距离并将测控数据传至外部系统。

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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