数控车床自动上下料桁架机器人的制作方法

1.本发明属于机床自动上下料辅助设备领域，具体涉及一种数控车床自动上下料桁架机器人。


背景技术：

2.在现代化工业中，自动化已成为现代化生产制造的突出主题，其中机器人是自动化产业发展的主流趋势。在工业生产中，机器人不但可以提高工业生产效率和改善产品质量，而且可以代替人类完成一些简单、重复甚至危险的工作，从而减轻人类的劳动强度。近年来，数控机床和机器人结合已经成为重要的发展方向，而桁架机器人属于直角坐标机器人，能够实现自动控制，基于空间xyz 直角坐标系、可重复编程的、多自由度的、相互间直角运动、多功能的、多用途的机器人。
3.但是，我国的大规模生产车间大部分仍然依靠人工进行搬运和装卸工件，工作强度大，效率低，人工生产线已经满足不了生产自动化的发展要求。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明的目的在于结合数控车床结构和机器人技术提供一种自动化程度高、生产效率高、机械手上下料一步到位的数控车床自动上下料桁架机器人。
5.本发明为解决上述问题，提供以下技术方案：
6.一种数控车床自动上下料桁架机器人，包括支撑座、xyz轴移动部、抓取机械手、旋转料台和桁架机器人安装定位装置，支撑座顶部设有xyz轴移动部，抓取机械手安装在xyz轴移动部上，且xyz轴移动部能够带动抓取机械手沿水平面前后方向即x轴方向、水平面左右方向即y轴方向以及竖直方向即z轴方向往复移动；抓取机械手有两个抓手，能够一步完成上下料的过程；旋转料台设在车床前且位于抓取机械手下方用以存放料材且能够进行旋转，旋转料台有64个放置料材的位置，桁架机器人安装定位装置设在旋转料台上能够对材料进行定位及顶升。
7.进一步的技术方案包括：
8.支撑座包括竖直方向间隔设置的第一支撑座和第二支撑座；
9.xyz轴移动部包括第一x轴、第二x轴、第一y轴、第二y轴和z轴移动部，其中，第一x轴固定在第一支撑座顶部，第二x轴固定在第二支撑座顶部，第一y轴一端通过第一y轴a固定板固定在第一x轴上，第一y轴的另一端通过第一y轴b固定板固定在第二x轴上；第二y轴的一端通过第一滑块安装座安装在第一x轴上，第二y轴的另一端通过第二滑块安装座安装在第二x 轴上；z轴移动部安装在第二y轴的z轴移动部安装座上，抓取机械手6安装在z轴移动部5上；第一驱动电机和第二驱动电机同步转动，带动第二y轴与 z轴移动部实现x轴方向的移动，第三驱动电机和第四驱动电机同步运转带动z 轴移动部沿y轴移动，z轴移动部带动抓取机械手沿z轴移动，从而实现抓取机械手沿x轴、y轴和z轴的移动。
10.第一x轴和第二x轴的结构相同，第一x轴包括：第一驱动电机、第一丝杠模组、第一
直线导轨滑块组、第一滑块安装座、第一y轴a固定板以及第一测距传感器；
11.第二x轴包括：第二驱动电机、第二丝杠模组、第二直线导轨滑块组、第二滑块安装座、第一y轴b固定板以及第二测距传感器；
12.第一y轴包括：第三驱动电机、第三直线导轨滑块组、第三丝杠模组、x 轴移动滑座、x轴移动滑杆以及第三滑块安装座；
13.第二y轴包括：第四驱动电机、第四丝杠模组以及z轴移动部安装座；
14.z轴移动部包括液压驱动部分和电力驱动部分，其中液压驱动部分包括液压缸、滑套和滑杆；电力驱动部分包括第一连接板、第二连接板、第三连接板、电机、第一连杆、第二连杆、滑动圆板、固定杆、丝杠和移动板；
15.其中第一丝杠模组安装在第一支撑座上，第一驱动电机的输出轴通过联轴器与第一丝杠模组的丝杠相连，丝杠的两端通过轴承座安装在第一丝杠模组的底板上，第一直线导轨组安装在第一丝杠模组的底板上，第一滑块安装座安装在第一直线导轨组的滑块和第一丝杠模组的滑块上，第一y轴a固定板固定在第一丝杠模组的底板上，第一测距传感器安装在第一丝杠模组的底板上；第二丝杠模组安装在第二支撑座上，第二驱动电机的输出轴通过联轴器与第二丝杠模组的丝杠相连，丝杠的两端通过轴承座安装在第二丝杠模组的底板上，第二直线导轨组安装在第二丝杠模组的底板上，第二滑块安装座安装在第二直线导轨组的滑块和第二丝杠模组的滑块上，第一y轴b固定板固定在第二丝杠模组的底板上，第二测距传感器安装在第二丝杠模组的底板上；第三丝杠模组的两端分别安装在第一y轴a固定板和第一y轴b固定板上，第三驱动电机的输出轴通过联轴器与第三丝杠模组的丝杠相连，丝杠的两端通过轴承座安装在第三丝杠模组的底板上；第三直线导轨滑块组安装在第三丝杠模组的底板上，x轴移动滑座安装在第三滑块安装座上，第三滑块安装座安装在第三直线导轨组的滑块和第三丝杠模组的滑块上；第四丝杠模组的两端分别安装在第一滑块安装座和第二滑块安装座上，第四驱动电机的输出轴通过联轴器与第四丝杠模组的丝杠相连，丝杠的两端通过轴承座安装在第四丝杠模组的底板上，z轴移动部安装座安装在第四丝杠模组的滑块上；z轴移动部的液压驱动部分中的液压缸的缸体固定安装在z轴移动部安装座内，液压缸缸体下端与滑套上端固定连接，x 轴移动滑杆的一端固定在滑套上、另一端安装在x轴移动滑座中，使x轴移动滑杆能够在x轴移动滑座中滑动，从而使x轴移动滑杆可以沿x轴方向滑动；液压缸的滑杆在滑套内部，滑杆的上端与液压缸的液压杆固定连接，使得液压缸运行时，滑杆能够随液压杆的移动实现在滑套中的上下移动，从而实现z轴移动部沿z轴方向的初步移动；
16.z轴移动部的电力驱动部分中，第一连接板与滑杆底部固定连接，第一连接板通过四个第一连接杆与第二连接板固定连接，电机通过电机安装座固定在第二连接板上，电机的输出轴与丝杠通过联轴器进行连接以驱动丝杠运行，丝杠两端分别通过丝杠支撑座安装在第二连接板和第三连接板上，第二连接板与第三连接板通过四个第二连杆固定连接，其中丝杠中的丝杠螺母与滑动圆板固定连接，滑动圆板位于第二连接板与第三连接板之间，并可随丝杠的丝杠螺母的移动，沿着四个第二连杆实现上下移动，滑动圆板上的两个固定杆穿过第三连接板与移动板固定连接，移动板与抓取机械手的旋转气缸固定连接，随着丝杠的运行使得滑动圆板上下移动，从而带动移动板上下移动，从而实现z轴移动部的精确移动。
17.抓取机械手包括：旋转气缸、l型抓手翻转装置、第一抓手、第二抓手，其中旋转气缸的上部安装在z轴移动部的移动板上，旋转气缸的下端固定连接l 型抓手翻转装置，旋转气缸进行旋转可以带动l型抓手翻转装置进行水平面的旋转，从而实现抓手位置在水平面的转换；第一抓手安装在第二翻转盘上，第二抓手安装在第一翻转盘上，第一翻转盘和第二翻转盘进行竖直方向的90
°
翻转，从而改变第二抓手和第一抓手的抓取方向，实现料材竖向和横向的取放。
18.l型抓手翻转装置包括一个l型固定座，l型固定座有两个呈90
°
布置的伸出壳，两个伸出壳内部安装有两组结构相同的翻转机构，均包括翻转装置电机、蜗轮蜗杆机构和翻转盘，翻转盘安装在伸出壳外侧并与蜗轮蜗杆机构中的蜗轮轴的两端并与蜗轮轴同轴固定连接，两个伸出壳对侧均设置有配重块，实现l型抓手翻转装置的平衡，翻转装置电机驱动蜗轮蜗杆机构运行，实现翻转盘沿蜗轮的轴心的90
°
翻转。
19.第一抓手和第二抓手结构相同，均包括：抓手电机、正反丝杠、两组定杆、四组弧形杆、防撞传感器、四组动杆、四个抓取爪和定杆固定板，抓手电机的输出轴通过联轴器与正反丝杠连接，正反丝杠的两段均分的外螺纹的旋向相反，正反丝杠的两段外螺纹上各有一个螺纹连接的螺母，两组弧形杆的一端铰接在正反丝杠的其中一个螺母外侧，另外两组弧形杆的一端铰接在正反丝杠的另一个螺母外侧，四组弧形杆的另一端各与一个抓取爪铰接；两组动杆的一端铰接在其中一个螺母的内侧，另外两组动杆的一端铰接在另一个螺母的内侧，四组动杆的另一端分别铰接在对应的弧形杆中间位置；两组定杆的一端铰接在定杆固定板上，两组定杆的另一端铰接在抓取爪上，定杆固定板固定在翻转盘的上端面上，抓手电机驱动正反丝杠，使得正反丝杠两个螺母运动，当两螺母向两侧运动时，抓取爪收紧从而抓取工件，当两螺母相向运动时，抓取爪松开工件从而实现工件的取放，防撞传感器安装在其中一个抓取爪的外侧，能够在取放工件时实时检测抓取爪与其他部位的距离，防止抓取爪与其他部位相撞。
20.旋转料台包括支架、驱动装置、传送装置、旋转装置、工件安装定位装置和定位及顶升机构，支架是旋转料台的主体支撑结构，包括支架内环和支架外环，其中传送装置安装在支架内环上，旋转装置安装在支架外环上，工件安装定位装置的安装板固定安装在旋转装置的旋转台上，工件安装定位装置的内侧通过螺栓与传送装置相连，旋转料台上安装了两个定位及顶升机构，其中一个定位及顶升机构安装在抓取机械手固定抓取位置下方的支架上，另一个定位及顶升机构安装在旋转料台边缘位置；
21.传送装置包括主动轮、从动轮、同步带、同步链条，驱动装置的输出轴通过联轴器与主动轮相连，主动轮与从动轮之间通过同步带连接，同步链条套设在同步带外侧与同步带同步运动，驱动装置驱动主动轮转动，通过同步带和同步链条带动从动轮旋转，从而实现传送装置的转动；
22.旋转装置包括：旋转轨道和旋转台，其中旋转台底部设有滑轮，滑轮安装在旋转轨道内部滑道内；旋转料台设置有32个工件安装定位装置，每个工件安装定位装置有对称设置的两个工件升降筒用以安放料材，因此有64个料材安放位置，工件安装定位装置包括：安装板、工件定心卡盘和工件升降筒，工件定心卡盘底部与工件筒的顶板固定连接，工件筒的顶板底部固定安装在安装板上，两个工件升降筒对称安装在安装板上，工件升降筒包括工件筒和活动底，活动底安装在工件筒中并可以在工件筒中上下滑动，便于定位及顶升装置
将工件进行顶升。
23.定位及顶升机构包括：支座、顶升液压缸、滑轨、顶针板、定位顶针和顶升顶针，滑轨安装在支座侧面上，支座固定在支架上，顶升液压缸固定安装在支座的底板上，顶针板固定在顶升液压缸的活塞杆上，顶针板侧面有与滑轨配合的对应的滑槽，可以使顶针板在滑轨上滑动，定位顶针和顶升顶针固定安装在顶针板上，顶升液压缸运行时活塞杆伸出，顶针板上的滑槽沿滑轨向上移动，定位顶针对应安装板上的四个孔，实现对工件安装定位装置的定位功能，顶升顶针对活动底进行顶升，实现对工件升降筒内的工件的顶升作用。
24.桁架机器人安装定位装置包括l字形的固定板和定位板，固定板的竖直部固定在第一支撑座的内侧，且当第二y轴位于沿x轴移动的初始位置即距离第一y轴最近的位置时，z轴移动部上的滑杆的中心线与固定板沿y轴方向的中心线垂直且在同一平面内，定位板竖直设置并与固定板水平部的端部固定连接。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
26.本发明提供的一种数控车床自动上下料桁架机器人，采用电机驱动，丝杠与导轨的组合形式，能够提高工作台的运行精度和运行平稳度；z轴移动部采用电、液结合的运行方式，第一阶段采用液压缸控制升降的方式，运行平稳，速度快，可以迅速到达预设部位，第二阶段采用电力驱动丝杠控制升降的形式，能够控制升降速度，且精度高，使得抓取机械手能够平稳精确到达抓取位置，且手爪上安装有防撞传感器，能够及时反馈手爪位置信息，防止手爪撞到其他部位；为方便操作人员操作，车床前会留有空间，加工时旋转料台放置在车床前，相对于传统料台放置在车床边的方式，更加节省空间，且旋转料台使得抓取机械手能在固定位置取放工件，具有工件自动定心及控制工件升降的功能，能够提高工件抓取的速度和精确度，使得工件取放更加方便快捷，特别适用于长型轴类工件的上下料。
附图说明
27.下面结合附图对本发明作进一步的说明：
28.图1为本发明提供的数控车床自动上下料桁架机器人的结构示意图。
29.图2为本发明提供的数控车床自动上下料桁架机器人的一个轴测图。
30.图3为图1中a处的局部放大视图即本发明中的z轴移动部的电力驱动部分的结构示意图。
31.图4为本发明中的的抓取机械手的结构示意图。
32.图5为图1中b处的局部放大视图即本发明中的旋转料台中的工件安装定位装置和定位及顶升机构的示意图。
33.图6为本发明中的旋转料台中的工件升降筒的结构示意图
34.图7为本发明中的旋转料材中定位及顶升机构的结构示意图。
35.图8为本发明中的旋转料台的俯视图。
36.图9为本发明中的旋转料台的局部结构示意图。
37.图10为本发明中的z轴移动部的结构示意图。
38.图11为本发明中的第一x轴的结构示意图。
39.图12为本发明中的第二y轴的结构示意图。
40.图13为本发明中的第一抓手的结构示意图。
41.图中：1.第一x轴，2.第二x轴，3.第一y轴，4.第二y轴，5.z轴移动部， 6.抓取机械手，7.旋转料台，8.桁架机器人安装定位装置，9.支撑座，10.四杆式 xy轴移动部，11.第一驱动电机，12.第一丝杠模组，13.第一直线导轨滑块组， 14.第一滑块安装座，15.第一y轴a固定板，16.第一测距传感器，21.第二驱动电机，22.第二丝杠模组，23.第二直线导轨滑块组，24.第二滑块安装座，25.第一y轴b固定板，26.第二测距传感器，31.第三驱动电机，32.第三直线导轨滑块组，33.第三丝杠模组，34.x轴移动滑座，35.x轴移动滑杆，36.第三滑块安装座，41.第四驱动电机，42.第四丝杠模组，43.z轴移动部安装座，51.液压缸， 52.滑套，53.滑杆，55.电机，57.滑动圆板，58.丝杠，59.移动板，61.旋转气缸， 62.l型抓手翻转装置，63.第一抓手，64.第二抓手，71.支架，72.驱动装置，73. 传送装置，74.旋转装置，75.工件安装定位装置，76.定位及顶升机构，81.固定板，82.定位板，91.第一支撑座，92.第二支撑座，541.第一连接板，542.第二连接板，543.第三连接板，561.第一连杆，562.第二连杆，571.固定杆，621.l型固定座，622.第一翻转装置电机，623.第一蜗轮蜗杆机构，624.第一翻转盘，625. 第二翻转装置电机，626.第二蜗轮蜗杆机构，627.第二翻转盘，631.第一抓手电机，632.第一正反丝杠，633.第一定杆，634.第一弧形杆，635.第一防撞传感器， 636.第一动杆，637.第一抓取爪，638.第一定杆固定板，641.第二抓手电机，642. 第二正反丝杠，643.第二定杆，644.第二弧形杆，645.第二防撞传感器，646.第二动杆，647.第二抓取爪，648.第二定杆固定板，731.主动轮，732.从动轮，733. 同步带，734.同步链条，741.旋转轨道，742.旋转台，751.安装板，752.工件定心卡盘，753.工件升降筒，761.支座，762.顶升液压缸，763.滑轨，764.顶针板，7531. 工件筒，7532.活动底，7641.定位顶升，7642.顶升顶针。
具体实施方式
42.下面结合附图对本发明作详细的描述：
43.下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
44.如图1、2所示，本发明提供了数控车床自动上下料桁架机器人，包括支撑座9、xyz轴移动部10、抓取机械手6、旋转料台7和桁架机器人安装定位装置8。其中，支撑座9上安装有xyz轴移动部10，抓取机械手6安装在xyz 轴移动部10上，且xyz轴移动部10能够带动抓取机械手6沿水平面前后方向即x轴方向、水平面左右方向即y轴方向以及竖直方向即z轴方向往复移动；抓取机械手6有两个抓手，能够一步完成上下料的过程。旋转料台7设在车床前且位于抓取机械手6下方用以存放料材且能够进行旋转，旋转料台7有64个放置料材的位置，一次上料可以放置64个料材，能够减少工人上下料的次数。通过xyz轴移动部10实现对工件的x轴、y轴、z轴移动，通过旋转料台7 和两个抓手对料材在固定位置进行抓取，实现上下料一步到位，本发明自动化程度高，节约人力资源，生产效率高，全面实现企业传统设备的升级。
45.本实施例中，xyz轴移动部10包括第一x轴1、第二x轴2、第一y轴3、第二y轴4和z轴移动部5。其中，第一x轴1固定在第一支撑座91顶部，第二x轴2固定在第二支撑座92顶部，第一y轴3一端通过第一y轴a固定板15固定在第一x轴1上；第一y轴3的另一端通过第一y轴b固定板25固定在第二x轴2上；第二y轴4的一端通过第一滑块安装座14安装在第一x轴1 上，第二y轴4的另一端通过第二滑块安装座24安装在第二x轴2上，z轴移动部5安装在第二y轴4的
z轴移动部安装座43上，抓取机械手6安装在z 轴移动部5上；第一驱动电机11和第二驱动电机21同步转动，带动第二y轴 4及z轴移动部5实现x轴方向的移动，第三驱动电机31和第四驱动电机41 同步运转带动z轴移动部5沿y轴移动，z轴移动部5带动抓取机械手6沿z 轴移动，从而实现抓取机械手6沿x轴、y轴、z轴的移动；
46.本实施例中，第一x轴1和第二x轴2组成结构相同，第一x轴1包括：第一驱动电机11、第一丝杠模组12、第一直线导轨滑块组13、第一滑块安装座 14、第一y轴a固定板15以及第一测距传感器16；第二x轴2包括：第二驱动电机21、第二丝杠模组22、第二直线导轨滑块组23、第二滑块安装座24、第一y轴b固定板25以及第二测距传感器26。第一y轴3包括：第三驱动电机31、第三直线导轨滑块组32、第三丝杠模组33、x轴移动滑座34、x轴移动滑杆35以及第三滑块安装座36；第二y轴4包括：第四驱动电机41、第四丝杠模组42以及z轴移动部安装座43；
47.z轴移动部5包括液压驱动部分和电力驱动部分，其中液压驱动部分包括：液压缸51、滑套52和滑杆53；电力驱动部分包括：第一连接板541、第二连接板542、第三连接板543、电机55、第一连杆561、第二连杆562、滑动圆板57、固定杆571、丝杠58和移动板59；
48.如图11所示，其中第一丝杠模组12安装在第一支撑座91上，第一驱动电机11的输出轴通过联轴器与第一丝杠模组12的丝杠相连，丝杠的两端通过轴承座安装在第一丝杠模组12的底板上，第一直线导轨组13安装在第一丝杠模组12的底板上，第一滑块安装座14安装在第一直线导轨组13的滑块和第一丝杠模组12的滑块上，保证第一丝杠模组12能够与第一直线导轨组13同步运动，第一y轴a固定板15固定安装在第一丝杠模组12的底板上，第一测距传感器 16安装在第一丝杠模组12的底板上；第二丝杠模组22安装在第二支撑座92上，第二驱动电机21的输出轴通过联轴器与第二丝杠模组22的丝杠相连，丝杠的两端通过轴承座安装在第二丝杠模组22的底板上，第二直线导轨组23安装在第二丝杠模组22的底板上，第二滑块安装座24安装在第二直线导轨组23的滑块和第二丝杠模组22的滑块上，保证第二丝杠模组22能够与第二直线导轨组 23同步运动，第一y轴b固定板25固定安装在第二丝杠模组22的底板上，第二测距传感器26安装在第二丝杠模组22的底板上；第三丝杠模组33的两端分别安装在第一y轴a固定板15和第一y轴b固定板25上，第三驱动电机31 的输出轴通过联轴器与第三丝杠模组33的丝杠相连，丝杠的两端通过轴承座安装在第三丝杠模组33的底板上，第三直线导轨组32安装在第三丝杠模组33的底板上，x轴移动滑座34安装在第三滑块安装座36上，第三滑块安装座36安装在第三直线导轨组32的滑块和第三丝杠模组33的滑块上；第四丝杠模组42 的两端分别安装在第一滑块安装座14和第二滑块安装座24上；如图12所示，第四驱动电机41的输出轴通过联轴器与第四丝杠模组42的丝杠相连，丝杠的两端通过轴承座安装在第四丝杠模组42的底板上，z轴移动部安装座43安装在第四丝杠模组42的滑块上；
49.z轴移动部5的液压驱动部分中的液压缸51的缸体固定安装在z轴移动部安装座43内，液压缸51的缸体下端与滑套52上端固定连接，x轴移动滑杆35 的一端固定在滑套52上、另一端安装在x轴移动滑座34中，使x轴移动滑杆 35能够在x轴移动滑座34中进行滑动，从而使x轴移动滑杆可以沿x轴方向滑动；液压缸的滑杆53在滑套52内部，滑杆53的上端与液压缸51的液压杆固定连接，当液压缸51运行时，滑杆53能够随液压杆的移动实现在滑套52中上下移动，从而实现z轴移动部5沿z轴方向的初步移动；
50.当第一驱动电机11和第二驱动电机21同步运转时，第一丝杠模组12带动第一滑块安装座14沿x轴移动，第二丝杠模组22带动第二滑块安装座24沿x 轴移动，实现第二y轴4沿x轴移动，x轴移动滑杆35同时在x轴移动滑座 34内滑动，实现z轴移动部5的x轴方向移动；当第三驱动电机31和第四驱动电机41同步运转时，第三丝杠模组33带动第三滑块安装座36沿y轴移动，第四丝杠模组42带动z轴移动部安装座43沿y轴移动，实现z轴移动部5的 y轴移动；第一测距传感器16能够实时检测出传感器距第一x轴1上的第一直线导轨组13的滑块的距离，第二测距传感器26能够实时检测出距第二x轴2 上的第二直线导轨组23的滑块的距离，可以防止第二y轴4在x轴方向移动时撞到其他部位。
51.z轴移动部5的电力驱动部分中，第一连接板541与滑杆53底部固定连接，第一连接板541通过四个第一连接杆561与第二连接板542固定连接，电机55 通过电机安装座固定在第二连接板542上，电机55的输出轴与丝杠58通过联轴器进行连接以驱动丝杠58运行，丝杠58的两端分别通过丝杠支撑座安装在第二连接板542和第三连接板543上，第二连接板542与第三连接板543通过四个第二连杆562固定连接，其中丝杠58中的丝杠螺母与滑动圆板57固定连接，滑动圆板57位于第二连接板542与第三连接板543之间，并可随丝杠58 的丝杠螺母的移动，沿着四个第二连杆562实现上下移动，滑动圆板57上的两个固定杆571穿过第三连接板543与移动板59固定连接，移动板59与抓取机械手6的旋转气缸61固定连接，电机55驱动丝杠58运行，使得滑动圆板57 上下移动，从而带动移动板59上下移动，从而实现z轴移动部5的精确移动。液压缸运行迅速、平稳，但是只能实现预设运动，无法实时控制运行，所以本发明采用液压驱动和电力驱动相结合的方式，先采用液压驱动使得z轴移动部5 带着抓取机械手6迅速到达预设位置，再采用电力驱动，能对抓手位置进行实时反馈，调节运行速度及运行距离，从而使得抓手能够准确迅速到达正确位置。
52.本实施例中，抓取机械手6包括：旋转气缸61、l型抓手翻转装置62、第一抓手63、第二抓手64，其中旋转气缸61的上部安装在z轴移动部5的移动板59上，旋转气缸61下端固定连接l型抓手翻转装置，旋转气缸61进行旋转可以带动l型抓手翻转抓手进行水平面的旋转，从而实现抓手位置在水平面的转换。第一抓手63安装在第二翻转盘627上，第二抓手64安装在第一翻转盘 624上，第一翻转盘624和第二翻转盘627进行竖直方向的90
°
翻转，从而改变第二抓手64和第一抓手63的抓取方向，能够实现料材竖向和横向的取放。
53.本实施例中，如图4所示，l型抓手翻转装置62包括一个l型固定座621， l型固定座621有两个呈90
°
布置的伸出壳，两个伸出壳内部安装有两组结构相同的翻转机构，其中图4中横向的伸出壳中的翻转机构包括第一翻转装置电机622、第一蜗轮蜗杆机构623、第一翻转盘624，第一翻转盘624安装在伸出壳外侧并与第一蜗轮蜗杆机构623中的蜗轮轴的两端同轴固定连接；纵向的伸出壳中的翻转装置包括第二翻转装置电机625、第二蜗轮蜗杆机构626、第二翻转盘627，其中第二翻转盘627安装在伸出壳外侧并与第二蜗轮蜗杆机构626中的蜗轮轴的两端同轴固定连接，两个伸出壳对侧有配重块，实现l型抓手翻转装置62的平衡。图6中第一翻转盘624和第二翻转盘627的位置，即为翻转盘两个转换位置。电机驱动蜗轮蜗杆机构运行，实现翻转盘沿蜗轮轴心的90
°
的翻转，实现翻转盘两个位置的转换。
54.本实施例中，第一抓手63和第二抓手64结构相同，分别安装在第二、第一翻转盘624、627上。第一抓手63如图13所示，包括：第一抓手电机631、第一正反丝杠632、两组第一定杆633、四组第一弧形杆634、第一防撞传感器 635、四组第一动杆636、四个第一抓取爪
637、第一定杆固定板638，第一抓手电机631的输出轴通过联轴器与第一正反丝杠632固定连接，第一正反丝杠632 的两段均分的外螺纹的旋向相反，第一正反丝杠632的两段外螺纹上各有一个螺纹连接的螺母，两组第一弧形杆634的一端铰接在第一正反丝杠632的其中一个螺母外侧，另外两组第一弧形杆634的一端铰接在第一正反丝杠632的另一个螺母外侧，四组第一弧形杆634另一端各与一个第一抓取爪637铰接；两组第一动杆636的一端铰接在其中一个螺母内侧，另外两组第一动杆636的一端铰接在另一个螺母的内侧，四组第一动杆636的另一端分别铰接在对应的第一弧形杆634中间位置，两组第一定杆633的一端铰接在第一定杆固定板638 上，两组第一定杆633的另一端铰接在第一抓取爪637上，第一定杆固定板638 固定在翻转盘的上端面上；
55.第二抓手64包括：第二抓手电机641、第二正反丝杠642、两组第二定杆 643、四组第二弧形杆644、第二防撞传感器645、四组第二动杆646、四个第二抓取爪647、第二定杆固定板648，第二抓手电机641的输出轴通过联轴器与第二正反丝杠642固定连接，第二正反丝杠642的两段均分的外螺纹的旋向相反，第二正反丝杠642的两段外螺纹上各有一个螺纹连接的螺母，两组第二弧形杆 644的一端铰接在第二正反丝杠642的其中一个螺母外侧，另外两组第二弧形杆 644的一端铰接在第二正反丝杠642的另一个螺母外侧，四组第二弧形杆644另一端各与一个第二抓取爪647铰接；两组第二动杆646的一端铰接在其中一个螺母内侧，另外两组第二动杆646的一端铰接在另一个螺母的内侧，四组第二动杆646的另一端分别铰接在对应的第二弧形杆644中间位置，两组第二定杆 643的一端铰接在第二定杆固定板648上，两组第二定杆643的另一端铰接在第二抓取爪647上，第二定杆固定板648固定在翻转盘的上端面上；电机驱动正反丝杠，使得正反丝杠两个螺母运动，当两螺母向两侧运动时，抓取爪收紧，抓取工件；当两螺母相向运动时，抓取爪松开工件，实现工件的取放。第一防撞传感器635安装在第一抓取爪637外侧，第二防撞传感器645安装在第二抓取爪647外侧，能够在取放工件时实时检测手爪与其他部位的距离，防止手爪与其他部位相撞。
56.本实施例中，旋转料台7如图1所示，包括：支架71、驱动装置72、传送装置73、旋转装置74、工件安装定位装置75、定位及顶升机构76，支架71是旋转料台7的主体支撑结构，包括支架内环711和支架外环712，其中传送装置 73安装在支架内环711上，旋转装置74安装在支架外环712上，工件安装定位装置75的安装板751固定安装在旋转装置74的旋转台742上，工件安装定位装置75内侧通过螺栓与传送装置73相连。旋转料台7上安装了两个定位及顶升机构76，其中一个定位及顶升机构76安装在抓取机械手6固定抓取位置下方的支架71上，另一个定位及顶升机构76安装在旋转料台7边缘位置；
57.本实施例中，传送装置73如图9所示，包括主动轮731、从动轮732、同步带733、同步链条734，驱动装置72通过联轴器与主动轮731相连，主动轮 731与从动轮732之间靠同步带733连接，同步链条734套设在同步带733外侧与同步带733同步运动，驱动装置72驱动主动轮731转动，通过同步带733和同步链条734带动从动轮733旋转，从而实现传送装置73的转动。
58.本实施例中，旋转装置74包括：旋转轨道741和旋转台742，其中旋转台 742底部设有滑轮，滑轮安装在旋转轨道741内部滑道内能够实现旋转台742在旋转轨道741内的滑动；旋转料台7设置有32个工件安装定位装置75，每个工件安装定位装置75有对称设置的两个工件升降筒753用以安放料材，因此有64 个料材安放位置，工件安装定位装置75如图6、8所
示，包括：安装板751，工件定心卡盘752，工件升降筒753，工件定心卡盘752底部与工件筒7531顶板固定连接，工件筒7531的顶板底部固定安装在安装板751上，两个工件升降筒 753对称安装在安装板751上，工件升降筒753包括工件筒7531和活动底7532，活动底7532安装在工件筒7531中并可以在工件筒7531中上下滑动，便于定位及顶升装置76将工件进行顶升。
59.本实施例中，如图7所示定位及顶升机构76包括：支座761、顶升液压缸 762、滑轨763、顶针板764、定位顶针7641、顶升顶针7642，滑轨763安装在支座761侧面上，支座761固定在支架71上，顶升液压缸762固定安装在支座 761底板上，顶针板764固定在顶升液压缸762的活塞杆上，顶针板764侧面有与滑轨763配合的对应的滑槽，可以使顶针板764在滑轨763上滑动，定位顶针7641和顶升顶针7642固定安装在顶针板764上，顶升液压缸762运行时活塞杆伸出，顶针板764上的滑槽沿滑轨763向上移动，定位顶针7641对应安装板751上的四个孔，实现对工件安装定位装置75的定位功能，顶升顶针7642 对活动底7532进行顶升，实现对工件升降筒753内的工件的顶升作用。此工件筒可适用于直径15～35mm，长度150～300mm的料材，定位及顶升机构76的顶升尺寸应根据料材尺寸进行调整。
60.驱动装置72驱动传送装置73的主动轮731，主动轮通过同步带733带动从动轮732转动，带动工件安装定位装置75沿旋转装置74的旋转轨道741滑动，从而实现料台的旋转功能，工人可以对旋转料台进行一次上料过程，启动机床进行料材加工过程，有64个料材放置位置，可以节省时间，提高工作效率；定位顶升机构76，定位过程如图5所示，旋转料台7旋转到固定位置后，定位顶升机构76对安装板751定位，同时也对每个安装板751上的两个工件升降筒753 内的料材同时进行顶升，使得工件上升到固定位置，然后各自的工件定心卡盘 752对工件进行定心，这个过程，能够在固定位置对工件进行顶升和定位，使得抓手能够在确定位置准确抓取料材，待抓手抓到工件后定心装置松开，抓走料材。另一个定位顶升机构76安装在旋转料台7边缘位置，此装置在料台旋转、上料过程并未工作，它的目的在于，整个料台7上所有料材都被加工完毕后，此装置可以对工件进行顶升，便于工人或机器人将加工完成后的工件取下来，并放置待加工料材，为工人或机器人的准备工作提供方便。
61.本实施例中，桁架机器人安装定位装置8包括：l字形的固定板81和定位板82，如图2所示，固定板81的竖直部固定在第一支撑座91的内侧，且当第二y轴4在沿x轴移动的初始位置即距离第一y轴最近的位置时，z轴移动部 5上的滑杆53的中心线与固定板81沿y轴方向的中心线垂直且在同一平面内，定位板82竖直设置并与固定板81水平部的端部固定连接。能够提高桁架机器人的安装精度，减少调试时间。定位板82上的大孔与机床主轴孔大小相同，安装前，先用定位板82与机床主轴孔重合，对应将定位板下端孔在机床上进行定位，钻孔。机床上的孔钻好后可以直接将定位板82安装到机床上，如此可将机器人安装到机床上，且能保证机床主轴线与桁架机器人z轴移动部初始中心线在同一平面上，安装简单，效率高，可靠性高。
62.下面举例说明本发明提供的数控车床自动上下料桁架机器人的上下料的过程。
63.数控车床自动上下料桁架机器人通过安装板安装到机床上后，应根据车床位置和尺寸、旋转料台的位置和与车床之间的尺寸，对桁架机器人进行调试，在此基础上，利用本发明的装置进行车床自动上下料的过程。
64.数控车床自动上下料桁架机器人安装完成后，其初始位置的z轴移动部带动抓取
机械手6位于机床加工工件上方，正式开始工作前应将抓取机械手移动到旋转料台对应固定位置料材上方。
65.工件加工完成后，z轴移动部5的电气驱动部分控制抓手6下降，下降到固定位置后，第一抓手63的第一抓手电机631驱动第一正反丝杠632的两个螺母向两侧运动抓手收紧，抓取卡装在工件定心卡盘752上的未加工料材，此时工件定心卡盘752松开毛坯，液压缸51活塞杆迅速回缩，带动抓手6上升，然后第三驱动电机31和第四驱动电机41同步运转，带动z轴移动部沿y轴方向移动，同时第一驱动电机11和第二驱动电机21同步转动，带动z轴移动部沿x 轴方向移动，到达料材上方，旋转气缸61进行旋转将第二抓手64旋转到与车床主轴平行，液压缸51活塞杆伸出，实现z轴移动部下降到初始位置，然后z 轴移动部5的电气驱动部分控制抓手6继续下降，到达工件所在位置。第二抓手64的第二抓手电机641驱动第二正反丝杠642的两个螺母向两侧运动，抓手收紧，抓取工件，主轴卡盘释放工件，然后第三驱动电机31和第四驱动电机41 同步运转，带动z轴移动部沿y轴方向移动，将工件取出。
66.旋转气缸61进行旋转将第一抓手63旋转到与车床主轴平行，然后第三驱动电机31和第四驱动电机41同步运转，带动z轴移动部沿y轴方向移动，将未加工的料材安装到主轴内，液压缸51活塞杆迅速回缩，带动抓手6上升，然后第三驱动电机31和第四驱动电机41同步运转，带动z轴移动部沿y轴方向移动，同时第一驱动电机11和第二驱动电机21同步转动，带动z轴移动部沿 x轴方向移动，到达之前所取未加工料材对应的工件定心卡盘752上方，z轴移动部5的电气驱动部分控制抓手6下降，下降到固定位置后，第二抓手64的第二抓手电机641驱动第二正反丝杠642的两个螺母向相向运动，抓手放松，释放料材。
67.此时，该工件安装定位装置下方的定位及顶升装置76中的顶升液压缸762 活塞杆向下运动，带动顶针板下降。驱动装置72驱动主动轮731，主动轮731 通过同步带733驱动从动轮732，将下一个工件定位安装装置75旋转到固定位置，然后定位及顶升装置76中的顶升液压缸762活塞杆向上运动，带动顶针板上升，将工件升降筒中的毛坯顶升，然后工件定心卡盘752对毛坯进行夹紧，再进行下一轮的工件上下料过程。