一种重型工件自动上下料设备的制作方法

1.本发明涉及一种上下料设备，尤其涉及适用于重型工件的自动上下料设备。


背景技术：

2.传统上下料机构采用带转盘轴承的内齿轮上导柱上滑动的料爪抓取工件，在抓取直径较大，重量较重的工件时，由于导柱只是在底部单点支撑，顶部为悬臂梁结构，加工工件较大时，由于悬臂长，且单点支撑，导致料爪在重力作用下下坠，工件无法放入夹具内。
3.在中国专利cn2843740y中公开了一种机床自动上下料装置，并具体公开了如下内容：具有伺服电机、减速机、齿轮轴、转盘轴承及气动夹爪，伺服电机和减速机固定在机床立柱上，伺服电机与减速机相连，减速机的输出端与齿轮轴一端相连，齿轮轴的另一端与转盘轴承内圈上的齿啮合，两气动夹爪左右对称地固定在转盘轴承内圈上，转盘轴承上安装有可着脱气嘴，该可着脱气嘴由相对上、下气嘴构成，其中上气嘴固定在转盘轴承内圈上并通过转盘轴承内圈上的气道与气动夹爪的气缸相连，下气嘴通过导向气缸连接在转盘轴承的外圈山个，下气嘴连接在导向气缸的活塞上，导向气缸的缸体用螺栓固定在转盘轴承外圈上。在减速机一侧设置有水平导向气缸和竖直导向气缸，其中，水平导向气缸为无杆气缸，竖直导向气缸的缸体固定在水平导向气缸的水平滑块上，竖直导向气缸的活塞杆下端连接有水平夹爪，水平导向气缸带动竖直导向气缸在水平方向左右移动，竖直导向气缸的活塞杆带动平行夹爪做升降运动，因此工件的抓取工作可由水平导向气缸、竖直导向气缸及平行夹爪完成，当启动夹爪换位回转到储料区时只完成夹紧和放松的动作，从而不用在气动夹爪上设置抓取工件动作所述的气缸，简化了结构，更便于管线的布局。在机床立柱朝向加工区的侧面上安装有限位开关，对气动夹爪在加工区的下行高度进行限位。
4.上述专利中采用水平导向气缸和竖直导向气缸实现工件的抓取与转移，悬臂长，且单点支撑，在抓取重型工件时，容易出现上述所述的导致料爪在重力作用下下坠，工件无法放入夹具内缺陷。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提出一种适用于重量和直径都比较大的工件的自动上下料设备。
6.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种重型工件自动上下料设备，包括底座和位于所述底座上的机柱，所述机柱上设置有上下料机构，其特征在于：所述上下料机构包括上下驱动机构、提升机构和抓取机构，所述上下驱动机构与所述提升机构固定连接，所述抓取机构与所述提升机构固定连接，还包括竖直设置在所述机柱上的直线导轨，所述直线导轨的滑块与所述提升机构连接。采用上述方式设置的上下料设备，采用直线导轨作为支撑，将抓取机构、提升机构、驱动机构作为整体，极大程度上提高了抓料刚性，特别适合重量和直径都比较大的工件加工。
7.优选的，所述上下驱动机构设置在所述机柱的其中一侧壁上，并且所述上下驱动
机构包括依次连接的电机、减速器、丝杆以及所述丝杆上设置的滑动螺母，所述电机输出端连接所述减速机输入端，所述减速机输出端连接所述丝杆，所述丝杆向下伸出，所述丝杆外螺纹处螺接有滑动螺母。
8.优选的，所述直线导轨为两个，分别设置在所述机柱的相对两侧壁上，且其中一个直线导轨与所述上下驱动装置位于所述机柱的同一侧壁。
9.优选的，所述提升机构包括转盘轴承，以及与所述转盘轴承内圈连接的滑套和与所述转盘轴承连接的轴承座，所述滑套通过中间连接件与所述直线导轨和上下驱动机构连接，所述抓取机构与所述轴承座外壁连接。
10.其中，与所述上下驱动装置位于同一侧壁的直线导轨a为两条，分别为设置在所述机柱侧壁的左右两侧的竖直滑轨a和滑设在所述竖直滑轨a上的滑块a，所述中间连接件a的径向截面为t字形，所述所述中间连接件a的左右伸出的两端与所述滑块a和滑套固定连接，所述中间连接件a的中部插入两个滑块a之间，且在所述中间连接件a的中部设置有竖直的通孔，所述滑动螺母部分插入到所述中间连接件a的通孔内并螺接，且所述滑动螺母的顶部位于所述通孔外的部分设置有限位法兰。另一侧壁设置的直线导轨b为一条，包括设置在所述侧壁中部的竖直滑轨b和滑设在所述竖直滑轨上的滑块b，与所述直线导轨b同一侧的中间连接件b的径向截面为弧形，所述中间连接件b分别与所述滑块b和所述滑套固定连接。
11.优选的，采用螺钉将所述滑套、中间连接件a以及滑块a锁定，采用螺钉将所述滑套、中间连接件b以及滑块b锁定。
12.优选的，所述抓取机构为两个且分别为前夹爪组件和后夹爪组件，所述前夹爪组件和后夹爪组件对称且相背地设在所述轴承座上。
13.优选的，所述前夹爪组件和后夹爪组件均包括与所述轴承座固连的横向安装座，所述横向安装座内设置有横向杆，所述横向杆的中间段设置有外花键、左右两段套设有碟簧，所述外花键两端分别花键连接有左侧滑座和右侧滑座，所述左侧滑座和右侧滑座上分别设置有周向滑槽，所述横向杆的左右两段分别外套有左夹爪座和右夹爪座，所述左夹爪座一端与所述左侧滑座固定连接，所述右夹爪座的一端与所述右侧滑座固定连接，所述左夹爪座的另一端安装有左夹爪，所述右夹爪座的另一端安装有右夹爪，且在所述左侧滑座和右侧滑座之间设置有中间套，所述中间套与所述横向杆花键连接；还包括左右驱动机构，所述左右驱动机构分别与所述左侧滑座和右侧滑座的周向滑槽连接。
14.优选的，所述左右驱动机构包括气缸，所述横向安装座中间下部设置有腔体，所述腔体内设置有驱动件，所述驱动件包括c字形的左连杆和c字形的右连杆，所述左连杆一端插入所述左侧滑座的周向滑槽内，所述右连杆的一端插入所述右侧滑座的周向滑槽内，所述左连杆和右连杆相向且对称设置，且所述左连杆和右连杆的另一端均与连杆座铰接，所述连接座下端为腔体入口，所述腔体入口处于所述气缸出气口连接。
15.有益效果：
16.采用本发明的采用直线导轨作为支撑，将前后料爪、转盘轴承、滑套作为整体一起提升，极大程度上提高了料爪的刚性，特别适合重量和直径都比较大的工件加工。
附图说明
17.图1为实施例中重型工件自动上下料设备的主视图；
18.图2为图1的左视图；
19.图3为图2的a-a剖视图；
20.图4为图1的俯视图；
21.图5为图1的d-d剖视图；
22.图6为图1的e-e剖视图。
具体实施方式
23.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。相反，本技术的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
24.实施例：如图1-6所示，本实施例提供一种重型工件自动上下料设备，包括底座100和位于所述底座上的机柱200，所述机柱上设置有上下料机构300。
25.其中，所述底座具有顶面，所述机柱安装在所述底座的顶面，所述底座底面设置有轮子101。所述机柱为方形柱，具有四个侧壁。所述底座和机柱均起到支撑作用。
26.所述上下料机构安装在所述机柱上并且可以沿所述机柱上下滑动。所述上下料机构包括上下驱动机构310、提升机构320和抓取机构330。所述抓取机构与所述提升机构连接，所述提升机构与所述上下驱动机构连接。还包括竖直设置在所述机柱上的直线导轨340，所述直线导轨的滑块与所述提升机构连接。
27.所述上下驱动机构可采用电缸、气缸、油缸、电机等方式。在本实施例中，所述上下驱动机构包括依次连接的电机311、减速器312、丝杆313以及丝杆上设置的滑动螺母314。所述提升机构包括与所述滑动螺母连接的中间连接件、与所述中间连接件连接的滑套321、与所述滑套连接的转盘轴承322，与所述转盘轴承连接的轴承座323。所述抓取机构为两个分别安装在所述轴承座上。
28.在本实施例中，所述电机固定在所述机柱其中一侧壁的上部，所述电机输出端连接所述减速机输入端，所述减速机输出端连接所述丝杆，所述丝杆向下伸出，所述丝杆外螺纹处螺接有滑动螺母。本实施例中所述直线导轨机构为两个，一个设置在与所述上下驱动机构同一侧的机柱侧壁上，另一个设置在相背的另一机柱侧壁上。与所述上下驱动机构同一侧的直线导轨a为两条且包括设置在侧壁左右两侧的竖直滑轨a341以及滑设在所述竖直滑轨a上的滑块a342。所述中间连接件a324的径向截面为t字形，所述中间连接件a的左右伸出的两端与所述滑块a和滑套固定连接，所述中间连接件a的中部插入两个滑块a之间，且在所述中间连接件a的中部设置有竖直的通孔325，所述滑动螺母部分插入到所述中间连接件a的通孔内，且所述滑动螺母的顶部冒出所述通孔部分设置有限位法兰315。另一侧壁设置的直线导轨b为一条，包括设置在所述机柱侧壁中部的竖直滑轨b326和滑设在所述竖直滑轨上的滑块b327，与所述直线导轨b同一侧的中间连接件b的径向截面为弧形，所述中间连接件b分别与所述滑块b和所述滑套固定连接。
29.在本实施例中，采用螺钉将所述滑套、中间连接件a以及滑块a锁定，同时采用螺钉将所述滑套、中间连接件b以及滑块b锁定。所述滑套与所述转盘轴承的内圈为紧配合，所述
轴承座与所述转盘轴承的外圈紧配合。
30.本实施例中的所述抓取机构330为两个且分别为前夹爪组件和后夹爪组件，所述前夹爪组件和后夹爪组件对称且相背地设在所述轴承座上。所述前夹爪组件和后夹爪组件均包括与所述轴承座固连的横向安装座331，所述横向安装座内设置有横向杆332，所述横向杆的中间段设置有外花键、左右两段套设有碟簧333，所述外花键两端分别花键连接有左侧滑座334l和右侧滑座334r，所述左侧滑座和右侧滑座上分别设置有周向滑槽334c，所述横向杆的左右两段分别外套有左夹爪座335l和右夹爪座335r，所述碟簧位于所述左夹爪座和右夹爪座内，且在所述左侧滑座和右侧滑座之间设置有中间套336，所述中间套与所述横向杆花键连接。所述左夹爪座的右端与所述左侧滑座固定连接，左端为自由端。且所述左夹爪座的左端安装有左夹爪337l，具体的：所述左夹爪337l固定在左安装套338l上，所述左安装套的套筒部分位于所述横向安装座内且与所述左夹爪座左端设置的左连接套筒339l连接。所述右夹爪座的左端与所述右侧滑座固定连接、右端为自由端。且所述右夹爪座的右端安装有右夹爪337r，具体的：所述右夹爪337r固定在右安装套338r上，所述右安装套的套筒部分位于所述横向安装座内且与所述右夹爪座右端设置的右连接套筒339r连接。
31.所述抓取机构还包括左右驱动机构350，所述左右驱动机构分别与所述左侧滑座和右侧滑座的周向滑槽连接。具体的：所述左右驱动机构包括气缸351，所述横向安装座中间下部设置有腔体352，所述腔体内设置有驱动件，所述驱动件包括c字形的左连杆353l和c字形的右连杆353r，所述左连杆上端插入所述左侧滑座的周向滑槽内，所述右连杆的上端插入所述右侧滑座的周向滑槽内，所述左连杆和右连杆相向且对称设置，且所述左连杆和右连杆的下端均与连杆座354铰接，所述连接座下端为腔体入口355，所述腔体入口处于所述气缸出气口连接。使用时，通过气缸推动所述连杆座上下移动，当所述连杆座向上移动时将使得左连杆向左移动而右连杆向右移动，所述左连杆向左移动并推动所述左侧滑座向左移动进而带动所述左夹爪座向左移动，使得左夹爪向左移动；所述右连杆向右移动并推动所述右侧滑座向右移动进而带动所述右夹爪座向右移动，使得右夹爪向右移动，最终实现左右夹爪相背运动，可实现卸料。当所述连杆座向下移动时将使得左连杆向右移动而右连杆向左移动，所述左连杆向右移动并推动所述左侧滑座向右移动进而带动所述左夹爪座向右移动，使得左夹爪向右移动；所述右连杆向左移动并推动所述右侧滑座向左移动进而带动所述右夹爪座向左移动，使得右夹爪向左移动，最终实现左右夹爪相向运动，可实现抓料。
32.采用本实施例的重型工件自动上下料设备时，通过前夹爪组件和右夹爪组件实现物料的抓取，而抓取机构将物料抓取之后，上下驱动机构通过丝杆螺母组件带动中间连接件a上下移动，而中间连接件a与滑块a、滑套采用螺钉同时固连，中间连接件b和滑块b、滑套也采用螺钉同时固连。而滑套通过转盘轴承与所述轴承套以及轴承套上的抓取机构连接，因此可实现上下驱动机构同时驱动所述提升机构和抓取机构上下运动，提高了结构的刚性。并且采用直线导轨可提高系统的稳定性，采用前后相背堆成设置的前后夹爪组件可实现同时抓料和卸料。比如后夹爪组价抓取未加工工件并提升到加工台，前夹爪组件抓取加工台上已加工工件，然后前后夹爪组件在转盘轴承的左右下旋转180
°
，所述后夹爪将未加工工件放在所述加工台上，而前夹爪组件将已加工工件放置在已加工平台上。另外，本实施例中设置的碟簧还能起到缓冲和提高载荷能力的作用。
33.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其进行各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。