[發明專利]數控機床用上下料工業機器人及其柔性自動化加工單元

在審

• 申請號: 201510675335.8
• 申請日: 2015-10-16
• 公開（公告）號: CN105196104A
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: 何敏佳;黃江;侯新平
• 申請（專利權）人: 廣州數控設備有限公司
• 主分類號: B23Q7/04
• 分類號: B23Q7/04
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 謝靜娜;陳燕嫻

技術領域

本發明涉及數控機床的自動化加工技術領域，特別涉及一種數控機床用上下料工業機器人及其柔性自動化加工單元。

背景技術

工業機器人作為先進制造業的支撐技術和信息化社會的新興產業，將對未來生產和社會發展起越來越重要的作用。隨著我國市場上的人工費用越來越貴，促使企業的自動化水平不斷提高，自動化市場越來越廣闊，工業機器人的應用自然也是越來越廣闊。隨著市場的廣度增加，對市場的細分越加細化，在數控機床的加工過程中，機械手的使用也越來越多，目前常用六軸工業機器人，但其設備結構復雜、操作繁瑣，設備成本也高，不利于零件加工成本的控制。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種成本較低、操作簡單方便的數控機床用上下料工業機器人。

本發明的另一目的在于提供一種帶有上述數控機床用上下料工業機器人的自動化加工單元。

本發明的技術方案為：一種數控機床用上下料工業機器人，包括第一轉動單元、第二轉動單元、平移單元和末端執行器，第一轉動單元帶動末端執行器在縱向平面內來回轉動，第二轉動單元帶動末端執行器在橫向平面內來回轉動，平移單元帶動末端執行器在縱向上進行上下移動。

所述上下料工業機器人還包括基座和箱體，第一轉動單元設于基座中，第二轉動單元和平移單元分別設于箱體中，末端執行器設于箱體上方。

所述第一轉動單元包括依次連接的一軸電機、第一同步帶組件和一軸減速器，一軸電機和第一同步帶組件設于基座內，一軸減速器的輸出端與箱體外壁連接；第一轉動單元帶動箱體、第二轉動單元、平移單元和末端執行器進行回轉運動。其中，一軸電機通過第一同步帶組件和一軸減速器驅動相應的旋轉軸轉動，從而帶動第一轉動單元帶動箱體、第二轉動單元、平移單元和末端執行器進行回轉運動。一軸減速器使用RV減速器，并且RV減速器倒裝，即輸出盤連接底座，針齒殼連接箱體，輸入齒輪使用空心結構，第二轉動單元和平移單元對應的電機線可以通過一軸減速器進入箱體，連接到相應的電機。此結構使整體結構簡單，第二轉動單元和平移單元對應的電機線長度最短，且在機器人運動時不會有糾纏的問題。

所述平移單元包括二軸電機、第二同步帶組件和滾珠絲杠，二軸電機通過第二同步帶組件與滾珠絲杠一端連接，滾珠絲杠另一端與末端執行器連接，滾珠絲杠設于箱體內，二軸電機和第二同步帶組件設于箱體下方；平移單元帶動末端執行器進行上下平移。其中，二軸電機通過第二同步帶組件帶動絲杠旋轉，通過絲杠上的絲杠螺母帶動末端執行器進行上下移動。結合滾動花鍵，直線移動時滾動花鍵內部的滾珠滾動，與箱體中固定部件的摩擦力很小，從而可以使運動更順暢，潤滑也更簡單，使用壽命更長。平移單元中，其傳動采用滾珠絲杠傳動，其移動部件在箱體的位置有一個起導向與支撐作用的滑動軸承，整體多點支撐，使結構穩固而可靠。

所述第二轉動單元包括三軸電機、第三同步帶組件、三軸減速器和滾動花鍵，三軸電機、第三同步帶組件和三軸減速器依次連接，三軸電機和第三同步帶組件設于箱體下方，三軸減速器設于箱體內，三軸減速器的輸出端連接滾動花鍵的外花鍵部分，滾動花鍵的內花鍵部分設于末端執行器中；第二轉動單元帶動末端執行器進行回轉運動。其中，三軸電機通過第三同步帶帶動三軸減速器輸入齒輪轉動，輸入齒輪運動傳入行星齒輪帶動減速器轉動，減速器輸出端帶動整個末端執行器的小臂轉動。三軸減速器也使用RV減速器，并且RV減速器倒裝，即三軸減速器的輸出盤連接固定端(一般情況下，RV減速器中的輸出盤常作為輸出端，此處倒裝，輸出盤作為固定端)，針齒殼連接輸出端，輸入齒輪中空，從而使三軸減速器中空，可以在中間通過絲杠軸。

所述末端執行器包括第一回轉氣缸、第二回轉氣缸和2個氣動爪手，2個氣動爪手頂部與第一回轉氣缸連接，第一回轉氣缸頂部設置第二回轉氣缸；其中，第一回轉氣缸可以進行180°固定回轉，從而驅動2個氣動爪手相互調換位置，第二回轉氣缸一樣可以進行180°固定回轉，從而改變2個氣動爪手的朝向。

所述末端執行器還包括小臂和橫臂，小臂與橫臂之間呈L形連接，小臂深入箱體內，并與第二轉動單元和平移單元連接，橫臂末端與第一回轉氣缸和第二回轉氣缸連接。

所述小臂和橫臂的連接處通過側面開口的圓柱件連接，圓柱件側面開口并通過鎖緊螺絲鎖緊固定。