[發明專利]帶協同作業機器人的數控機床

在審

• 申請號: 201710871330.1
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107443079A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 彭晉民;李海濱
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: B23P23/00
• 分類號: B23P23/00;B23Q1/66;B23Q5/26;B23Q7/14
• 代理公司: 福州智理專利代理有限公司35208
• 代理人: 林捷華

技術領域：

本發明屬于機床領域，特別涉及一種帶協同作業機器人的數控機床。

背景技術：

目前，機器人大量在制造業上使用，替代產業工人，完成各種簡單重復性動作，具有精確高效的特點。針對機床加工領域，大多數公司一般都采用工業機器人和數控機床分離安裝、協同操作的生產線模式。需在數控機床側面，安裝供機器人往復移動的滑臺和地軌，不僅占地大、行程長，給協同作業還來不便，而且也降低了生產效率。如何優化作業環境，使其達到緊湊高效的方案，即成為本發明研究的對象。

發明內容：

本發明的目的是設計一種機器人安裝在數控機床一側導軌上，由交換工作臺同步帶動機器人往復移動的帶協同作業機器人的數控機床。

本發明技術方案是這樣實現的：一種帶協同作業機器人的數控機床，包括數控機床和機器人，而數控機床包括有臺面、加工總成和由伺服電機驅動旋轉的交換工作臺；其特征在于：在臺面一側設置有導軌和與之平行的傳動螺桿，在導軌上安裝有滑動小車，該滑動小車由傳動螺桿驅動往復運動，所述機器人鎖固在所述滑動小車上；所述交換工作臺裙板上安裝有蝸輪，與蝸輪嚙合的蝸桿經電磁離合器、傳動鏈后再與所述的傳動螺桿傳動連接。

所述傳動鏈為液壓控制的兩軸三檔齒輪變速器，輸入軸與電磁離合器連接，輸出軸經錐齒輪副與傳動螺桿連接。

所述臺面對應導軌設置有位移傳感器，分別標記為未加工零件位置、已加工零件位置、工作位置和原位置。

本發明具有構思巧妙、設計合理、結構緊湊、協同作業效率高的特點；配套兩軸三檔齒輪變速，滿足示教速度檔、快速工作速度檔和慢速工作速度檔；借助電磁離合器，給數控機床和機器人獨立作業提供便利。

附圖說明：

下面結合具體圖例對本發明做進一步說明：

圖1為數控機床立體示意圖

圖2為圖1中A局部放大圖

圖3為數控機床俯視示意圖

其中

1—數控機床 11—臺面 12—加工總成13—交換工作臺

2—機器人 3—導軌31—滑動小車4—傳動螺桿

41—錐齒輪副5—蝸輪51—蝸桿6—電磁離合器

7—傳動鏈 8—位移傳感器

具體實施方式：

參照圖1、圖2和圖3，帶協同作業機器人的數控機床，包括數控機床1和機器人2，數控機床1又包括有臺面11、加工總成12和由伺服電機驅動旋轉的交換工作臺13；在臺面11一側設置有導軌3和與之平行的傳動螺桿4，在導軌上安裝有滑動小車31，該滑動小車31由傳動螺桿4驅動往復運動，機器人2鎖固在滑動小車31上。

數控機床的交換工作臺13，其裙板上安裝有蝸輪5，與蝸輪5嚙合的蝸桿51經電磁離合器6、傳動鏈7后再與傳動螺桿4傳動連接。更具體地說，傳動鏈7為液壓控制的兩軸三檔齒輪變速器，輸入軸與電磁離合器6連接，輸出軸經錐齒輪副41與傳動螺桿4連接。通過液壓控制來實現速度檔的調節，滿足示教速度檔、快速工作速度檔和慢速工作速度檔的三檔設計需求。

進一步，在臺面11對應導軌設置有位移傳感器8，分別標記為未加工零件位置、已加工零件位置、工作位置和原位置，以便檢測機器人2移動到位狀況。

工作原理：

機構由交換工作臺，錐齒輪，電磁離合器，二軸三檔齒輪變速箱，液壓控制系統，直線位移傳感器(電子尺)，機器視覺控制系統和機器人組成。

在機器人的移動路徑上標記4個位置，由直線位移傳感器檢測，分為未加工零件位置、已加工零件位置、工作位置和原位置。

未加工零件運送到未加工區時，機床獲得零件信號，電磁離合器接合，液壓控制變速器至工作速度檔，交換工作臺轉動，帶動錐齒輪傳動，工業機器人在傳動螺桿的拖動下移動到未加工零件點，視覺控制系統根據零件的位置狀態調節工業機器人機械手姿態，完成對零件的夾取。

交換工作臺逆轉，機器人回原點。視覺控制系統通過對比機床夾具姿態，調節機器人機械手的空間姿態，將零件放置在機床夾具上，機床完成對零件的夾緊。

機器人(機械手)回原位置，離合器分離，機床開始加工零件。零件完成加工后(交換工作臺回位)，離合器接合，機器人回工作位置，視覺控制系統調節機器人(機械手)姿態，完成對已加工零件的夾取，交換工作臺逆轉，機器人移動到已加工零件位置，將零件放置在已加工零件區。

兩軸三檔齒輪變速器設定為示教速度檔、快速工作速度檔和慢速工作速度檔。可以根據工作要求，通過液壓控制來實現速度檔的調節。