一种圆柱棒料上下料机构的制作方法

本实用新型涉及上下料机构领域，尤其涉及一种圆柱棒料上下料机构。

背景技术：

随着工厂自动化水平和机床加工的稳定性以及市场对零部件质量要求的提高，传统的人工上下料已经不能满足工厂的生产要求。对于一些大功率的机床以及机床加工后会产生大量热能的设备来说，人工上下料存在很大的人身意外伤害。同时人工上下料每次取料和放料都会有一定的偏差，也就是说加工的一致性较差。

现在普遍的对于机床上下料的机械手都是采用六轴机械手，可以实现在一定空间范围内的翻转、移动和定位工件。通过在机器人末端添加夹爪机构可以实现对不同的物料进行上下料的操作。此类机器人虽然能够解决工件的上下料问题，但是也存在诸多的缺点。首先，机器人固定后移动后不方便且需要重新的示教，其操作需要专业人员，一般操作人员难以调试，会导致生产暂停；其次，一个机械手要同时满足上料和下料并没有提高生产的效率，同时使用两个不仅会增加场地空间而且机械手本身价格高昂，不能满足市场要求；最后，虽然大多数的六轴机械手能够满足大多数的机床上下料，但是没有针对性，不是所有的工况都会提高效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种可满足不同规格且上下料操作便捷的圆柱棒料上下料机构。

为了实现以上目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种圆柱棒料上下料机构，包括支架、旋转稳定结构、上料夹爪机构和下料夹爪机构，所述上料夹爪机构、下料夹爪机构均包括旋转机构和机械夹爪机构，旋转机构固定在支架的面板的背面，机械夹爪机构连接在旋转机构上并设于支架的面板上方，旋转稳定机构下端固定在支架的面板上，上料夹爪机构、下料夹爪机构的上端均固定于旋转稳定机构的上端，所述上料夹爪机构、下料夹爪机构设于旋转稳定机构的两侧。

机械夹爪机构抓取物料后在旋转机构的作用在运动到上料位置，放置物料后回到抓取位置进行下一个物料的抓取。机床加工结束后下料侧的机械夹爪在下料侧的旋转机构的作用下运动到加工完成物料的位置，夹取后转动到下料位置放置物料。机械夹爪机构会在旋转机构的作用下转动一定的角度，实现上料到位控制。

进一步的，所述旋转机构包括轴承座、电机固定拉杆、第一伺服电机、旋转轴及减速机，轴承座固定在支架的面板的背面，所述电机固定拉杆固定于轴承座两侧的电机固定板上，所述电机固定拉杆设有用于与支架面板连接的旋转固定板，所述旋转轴设于轴承上，所述第一伺服电机与减速机均与旋转轴通过旋转连接机构连接并设于电机固定板下方，所述第一伺服电机驱动旋转轴旋转。

进一步的，所述轴承座内与旋转轴之间依次从上向下固定有第一滚动轴承、端面轴承以及轴承隔套。旋转轴同时穿过第一滚动轴承和端面轴承。端面轴承主要承受轴向力，承提供了转动副。旋转机构是通过第一伺服电机将扭矩传送给旋转轴达到传动的目的。

进一步的，所述旋转连接机构包括第一联轴器，所述第一伺服电机与减速机均与旋转轴通过第一联轴器。

进一步的，所述机械夹爪机构包括移动机构、夹爪机架、夹爪、夹爪伸缩机构，所述夹爪机架固定于支架的面板上，所述移动机构与夹爪机架连接，所述移动机构通过加强筋与夹爪伸缩机构连接，所述夹爪伸缩机构前部连接有夹爪，所述移动机构带动夹爪上下移动，所述夹爪伸缩机构带动夹爪伸缩。

进一步的，所述移动机构包括线性模组、第二伺服电机、模组滑块连接板，所述第二伺服电机安装在械夹机架上方，所述第二伺服电机通过第二联轴器与线性模组连接，所述线性模组带动模组滑块连接板上下移动。

进一步的，所述夹爪机架包括固定底板、模组安装板、固定顶板和固定拉杆，所述固定底板固定于支架的面板上，所述固定顶板通过固定拉杆固定于固定底板上方，所述固定底板和固定顶板之间装设有模组安装板，所述移动机构的线形模组安装在模组安装板上。

进一步的，所述夹爪伸缩机构包括依次连接的取料气缸、回转气缸，所述取料气缸安装板与加强筋连接，所述取料气缸下方设有取料气缸安装板，所述回转气缸设有回转气缸安装板，所述夹爪包括气爪安装过渡板、气爪固定板、气爪气缸和取料手指，所述气爪安装过渡板与回转气缸连接，所述气爪固定板设于气爪安装过渡板的两侧，所述气爪气缸安装在气爪安装过渡板上并与气爪固定板固定，所述气爪气缸与取料手指连接。

进一步的，所述旋转稳定机构包括旋转稳固顶板、稳定旋转轴安装板、旋转稳固侧板和转动连接机构，所述旋转稳固侧板固定在机架的面板上，所述旋转稳固侧板上方固定有旋转稳固顶板，两个所述稳定旋转轴安装板固定于旋转稳固顶板上方的两侧，所述稳定旋转轴安装板前部装设有转动连接机构，所述转动连接机构固定在机械夹爪机构的固定顶板上。稳定旋转轴安装板、旋转稳固顶板和旋转稳固侧板组成了一个刚体，稳定转轴和旋转机构中的旋转轴在同一轴线上，机械夹爪机构装配在这一轴线中，这样旋转不会出现晃动。

进一步的，所述转动连接机构包括第二滚动轴承、轴端盖和稳定转轴，稳定转轴上方设有轴端盖，轴端盖中部外侧与稳定旋转轴安装板之间设有第二滚动轴承。

采用本实用新型技术方案，本实用新型明的有益效果为：与现有技术相比，本实用新型搬移方便，调节方便，操作简便，在运动上可以精确的控制转动角度，结构上不仅加强了转轴的刚性也能够承受较大的轴向力。本实用新型机械夹爪机构可以满足多种不同规格的物料的夹取，实现升降，旋转、伸缩三轴动作，并且机械夹爪机构与旋转机构可共同组成四轴机械手。本实用新型旋转稳定机构不仅解决了动力组件在一端另一端悬空，这种机构旋转的晃动问题，同时也增加了整体的稳定性和刚性。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种圆柱棒料上下料机构的结构图；

图2是本实用新型提供的一种圆柱棒料上下料机构旋转机构的结构图；

图3是本实用新型提供的一种圆柱棒料上下料机构机械夹爪机构的结构图；

图4是本实用新型提供的一种圆柱棒料上下料机构机械夹爪机构的侧视图；

图5是本实用新型提供的一种圆柱棒料上下料机构旋转稳定机构的结构图；

图6是图5中i处的放大图；

图7是本实用新型提供的一种圆柱棒料上下料机构机械夹爪机构的工作布局示意图。

其中，1、支架，2、旋转机构，3、机械夹爪机构，4、旋转稳定机构，5、旋转轴，6、旋转固定板，7、第一联轴器，8、电机固定拉杆，9、电机固定板，10、减速机，11、第一伺服电机，12、端面轴承，13、第一滚动轴承，14、轴承座，15、轴承隔套，16、固定底板，17、模组安装板，18、固定顶板，19、固定拉杆，20、线性模组，21、模组滑块连接板，22、取料气缸安装板，23、加强筋，24、取料气缸，25、回转气缸安装板，26、回转气缸，27、气爪安装过渡板，28、气爪固定板，29、气爪气缸，30、取料手指，31、第二联轴器，32、第二伺服电机，33、旋转稳固顶板，34、稳定旋转轴安装板，35、旋转稳固侧板，36、第二滚动轴承，37、轴端盖，38、稳定转轴，39、焊接机床，40、物料，41、物料平台，42、下料框。

具体实施方式

结合附图对本实用新型具体方案具体实施例作进一步的阐述。

本实用新型机构能够实现工件自动上料和下料而且上下料彼此分开但又联系在一起。此设计可满足工件旋转90°实现工件水平和竖直两种不同的状态。该设备作为一种整体模块，移动和调试方便，普通的操作工就能够实现位置的调整。代替了人工，实现机械化使得焊接时能够保证所有工件的一致性，工件的表面高温也不会伤害到人工。

如图1所示，一种圆柱棒料上下料机构，包括支架1、旋转稳定结构、上料夹爪机构和下料夹爪机构，所述上料夹爪机构、下料夹爪机构均包括旋转机构2和机械夹爪机构3，旋转机构2固定在支架1的面板的背面，机械夹爪机构3连接在旋转机构2上并设于支架2的面板上方，旋转稳定机构4下端固定在支架1的面板上，上料夹爪机构、下料夹爪机构的上端均固定于旋转稳定机构4的上端，所述上料夹爪机构、下料夹爪机构设于旋转稳定机构4的两侧。

如图2所示，所述旋转机构2包括轴承座14、电机固定拉杆8、第一伺服电机11、旋转轴5及减速机10，轴承座14固定在支架1的面板的背面，所述电机固定拉杆8固定于轴承座14两侧的电机固定板9上，所述电机固定拉杆8设有用于与支架1面板连接的旋转固定板6，所述旋转轴5设于轴承座14上，所述第一伺服电机11与减速机10均与旋转轴5通过旋转连接机构连接并设于电机固定板9的下方，所述第一伺服电机11驱动旋转轴5旋转。

所述轴承座14内与旋转轴5之间依次从上向下固定有第一滚动轴承13、端面轴承12以及轴承隔套15。旋转轴5同时穿过第一滚动轴承13和端面轴承12。端面轴承12主要承受轴向力，第一滚动轴承13提供了转动副。旋转机构2是通过第一伺服电机11将扭矩传送给旋转轴5达到传动的目的。

所述旋转连接机构包括第一联轴器7，所述第一伺服电机11与减速机10均与旋转轴5通过第一联轴器7。

如图3、4所示，所述机械夹爪机构3包括移动机构、夹爪机架、夹爪、夹爪伸缩机构，所述夹爪机架固定于支架1的面板上，所述移动机构与夹爪机架连接，所述移动机构通过加强筋23与夹爪伸缩机构连接，所述夹爪伸缩机构前部连接有夹爪，所述移动机构带动夹爪上下移动，所述夹爪伸缩机构带动夹爪伸缩。

所述移动机构包括线性模组20、第二伺服电机32、模组滑块连接板21，所述第二伺服电机32安装在械夹机架上方，所述第二伺服电机32通过第二联轴器31与线性模组20连接，所述线性模组20带动模组滑块连接板21上下移动。

所述夹爪机架包括固定底板16、模组安装板17、固定顶板18和固定拉杆19，所述固定底板16固定于支架1的面板上，所述固定顶板18通过固定拉杆19固定于固定底板16上方，所述固定底板16和固定顶板18之间装设有模组安装板17，所述移动机构的线形模组安装在模组安装板17上。

所述夹爪伸缩机构包括依次连接的取料气缸24、回转气缸26，所述取料气缸安装板22与加强筋23连接，所述取料气缸24下方设有取料气缸安装板22，所述回转气缸26设有回转气缸安装板25，所述夹爪包括气爪安装过渡板27、气爪固定板28、气爪气缸29和取料手指30，所述气爪安装过渡板27与回转气缸26连接，所述气爪固定板28设于气爪安装过渡板27的两侧，所述气爪气缸29安装在气爪安装过渡板27上并与气爪固定板28固定，所述气爪气缸29与取料手指30连接。

如图5、6所示，所述旋转稳定机构4包括旋转稳固顶板33、稳定旋转轴安装板34、旋转稳固侧板35和转动连接机构，所述旋转稳固侧板35固定在机架的面板上，所述旋转稳固侧板35上方固定有旋转稳固顶板33，两个所述稳定旋转轴安装板34固定于旋转稳固顶板33上方的两侧，所述稳定旋转轴安装板34前部装设有转动连接机构，所述转动连接机构固定在机械夹爪机构3的固定顶板18上。旋转稳定机构4固定在支架1的面板上，两者共同组成了c型架构。两个稳定旋转轴安装板34、旋转稳固顶板33和2个旋转稳固侧板35组成了一个刚体。两个稳定转轴38和第二滚动轴承36固定在刚体上成对称分布。稳定转轴38和旋转机构2中的旋转轴5在同一轴线上，机械夹爪机构3装配在这一轴线中，这样旋转不会出现晃动。

所述转动连接机构包括第二滚动轴承36、轴端盖37和稳定转轴38，稳定转轴38上方设有轴端盖37，轴端盖37中部外侧与稳定旋转轴安装板34之间设有第二滚动轴承36。

如图7所示，39为焊接机床，40为物料，41为物料平台，42为下料框。操作时，上料夹爪机构的机械夹爪机构3抓取物料后在旋转机构2的作用在运动到上料位置，放置物料后回到抓取位置进行下一个物料的抓取。机床加工结束后下料侧的下料夹爪机构的机械夹爪3在下料侧的旋转机构2的作用下运动到加工完成物料的位置，夹取后转动到下料位置放置物料。机械夹爪机构3会在旋转机构2的作用下转动一定的角度，实现上料到位控制。

具体的，机械夹爪机构中的取料气缸24气缸杆伸出，带动回转气缸26、回转气缸安装板25、气爪安装过渡板27、气爪固定板28、气爪气缸29、取料手指30向前移动一定的距离，到达取料的位置。取料手指30在气爪气缸29的作用下进行物料的夹取工作。然后线性模组20带动模组滑块连接板21通过第二伺服电机32的控制向上移动一定的距离。由于取料气缸安装板22和加强筋23固定在模组滑块连接板21上，取料气缸24安装在取料气缸安装板22上，因此所取物料也会上升一定的位移。

通过气爪安装过渡板27和气爪固定板28将气爪气缸29固定在回转气缸26上，可以实现物料一定角度的转动。机械夹爪机构3会在旋转机构2的作用下转动一定的角度，实现上料到位控制。然后通过线性模组20上下移动到所需的位置，气爪气缸29松开物料，取料气缸24回缩，旋转机构2带动机械夹爪3机构回转到初始位置。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。