一种机械加工自动上料装置

1.本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种机械加工自动上料装置。


背景技术：

2.近年来随着国民经济的发展，第一齿轮类零件的需求越来越多，其寿命和承载能力直接影响厂家的经济效益。第一齿轮从毛坯到成品需要经历多道工序，工序之间难免会用转运装置对第一齿轮进行转运。例如cn 213295444 u公开的第一齿轮热处理用转运装置，该装置直接对第一齿轮的轮齿表面进行夹持，在进行精铣工序时，通常会将第一齿轮安装在内涨夹具上，安装过程需要来回旋转第一齿轮以便于定位和紧固，如果采用此类装置夹持第一齿轮的外齿表面并对其进行旋转，容易造成第一齿轮轮齿的损伤，从而影响后续加工质量和精度。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种机械加工自动上料装置，可以较好地将齿轮进行转运和安装，避免对齿轮造成损伤。
4.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.本发明一种机械加工自动上料装置，包括机械臂以及连接所述机械臂的末端执行器，所述末端执行器包括后端支撑环、转动环以及多个夹板，所述后端支撑环固定连接至机械臂的末端，所述后端支撑环上设置有轴向定位组件，所述转动环平行相隔设置在后端支撑环的前端，所述转动环与轴向定位组件转动配合且能通过轴向定位组件定位；多个夹板处于后端支撑环与转动环之间的一个平面内，多个夹板以第一齿轮为中心均匀分布在第一齿轮的外侧；所述夹板呈类三角形，所述夹板的一个角通过第一枢轴与后端支撑环枢接，另一个角通过第二枢轴与一连杆的一端连接，所述连杆的另一端通过第三枢轴与转动环的端面枢接，所述夹板的最后一个角形成齿形定位部，所述转动环连接至转动驱动装置，转动驱动装置驱动所述转动环转动，转动环通过连杆带动夹板绕第一枢轴旋转，使得各夹板的齿形定位部向内侧靠拢以夹紧第一齿轮。
6.进一步，所述连杆与第二枢轴之间设置有弹性抵靠装置，所述连杆能够通过弹性抵靠装置弹性作用于第二枢轴。
7.进一步，所述弹性抵靠装置包括导杆、第一弹簧和支座，所述连杆上开设有滑槽，所述导杆滑动设置在滑槽内，所述导杆的一端固定连接至第二枢轴，另一端朝向连杆延伸后穿过所述支座，所述第一弹簧套设在导杆的外侧，所述第一弹簧的两端分别与第二枢轴和支座抵接。
8.进一步，所述后端支撑环通过支柱连接有顶板，所述顶板连接至机械臂，所述顶板的中心设置有至少三根可伸缩的定位柱。
9.进一步，所述定位柱包括外杆、内杆、第二弹簧和压力传感器，所述内杆的一端滑动设置在外杆内，所述内杆通过第二弹簧连接至外杆，所述外杆的底部设置有压力传感器
以检测第二弹簧的压力。
10.进一步，所述夹板包括夹板本体以及可拆卸设置在所述夹板本体内侧的夹紧弧板，所述夹紧弧板的内侧形成所述齿形定位部，所述夹板本体的内弧面开设有弧槽，所述夹紧弧板的两侧延伸有弧形连接板，所述弧形连接板上开设有连接孔，所述弧槽内滑动设置有螺杆，所述螺杆的外端穿出所述连接孔后连接有螺母。
11.进一步，所述转动环的外侧设置有齿圈，所述转动驱动装置包括与所述齿圈啮合的第一齿轮、驱动所述第一齿轮转动的第一电机，所述第一电机固定在后端支撑环上。
12.进一步，所述轴向定位组件包括定位座，所述定位座的下部形成有卡槽，所述卡槽形成在转动环的外侧，所述卡槽的上下两侧与转动环之间均设置有滚珠，所述卡槽的表面开设有用于滚珠定位的弧槽。
13.进一步，所述机械臂包括立柱、固定在立柱上端的第一旋转驱动部件、连接至第一旋转驱动部件输出端的第一臂杆、固定在第一臂杆上的第二旋转驱动部件、连接至第二旋转驱动部件输出端的第二臂杆、固定在第二臂杆上的第三旋转驱动部件、连接至第三旋转驱动部件输出端的柱筒，所述柱筒内滑动设置有内柱体，所述内柱体的一侧沿其轴向开设有齿条，所述齿条啮合有第二齿轮，所述第二齿轮通过第二电机驱动，所述第二电机固定连接至柱筒，所述内柱体连接至后端支撑环。
14.本发明的有益效果在于：
15.本发明一种机械加工自动上料装置，通过设置多个夹板，由于夹板的内侧形成齿形定位部，齿轮能够通过多个夹板夹持，通过齿形定位部预齿轮外侧之间的配合，用于对齿轮进行夹持，可以减少对齿轮外侧面的损伤。通过齿与齿的啮合后驱动齿轮旋转后装配至内涨夹具上，可以减少“滑齿”的产生，从而良好地保护了齿轮外表面。
16.本发明装置，通过设置转动环和后端支撑环，转动环转动后通过连杆带动夹板绕第一枢轴旋转，使得各夹板的齿形定位部向内侧靠拢以夹紧第一齿轮，整个驱动方式简单，单一转动驱动即可实现对齿轮的周向进行夹持，整个装置结构紧凑，各零部件均采用环形的结构，能够比较方便地运用到齿轮的夹持当中，避免齿轮干涉的可能。
17.本发明装置中，通过设置连杆和类三角的夹板进行配合，能够让夹板的夹持方向沿着齿轮的周向切入以实现夹持，更有益于齿轮与夹板之间的啮合，避免初次夹持时存在的夹持不稳定的问题。
18.本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
19.为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
20.图1为本发明装置的结构示意图；
21.图2为本发明末端执行器的结构示意图一；
22.图3为本发明末端执行器的结构示意图二；
23.图4为本发明末端执行器的仰视图；
24.图5为图2在a处的放大图；
25.图6为夹板的结构示意图；
26.图7为定位柱的结构示意图。
27.附图中标记如下：机械臂1、立柱1a、第一旋转驱动部件1b、第一臂杆1c、第二旋转驱动部件1d、第二臂杆1e、第三旋转驱动部件1f、柱筒1g、内柱体1h、齿条1i、第二齿轮1j、第二电机1k、末端执行器2、后端支撑环3、转动环4、夹板5、夹板本体5a、夹紧弧板5b、弧槽5c、弧形连接板5d、连接孔5e、螺杆5f、螺母5g、轴向定位组件6、定位座6a、卡槽6b、滚珠6c、弧槽6d、第一枢轴7、第二枢轴8、连杆9、第三枢轴10、齿形定位部11、转动驱动装置12、第一齿轮12a、第一电机12b、弹性抵靠装置13、导杆13a、第一弹簧13b、支座13c、滑槽14、支柱15、顶板16、定位柱17、外杆17a、内杆17b、第二弹簧17c、压力传感器17d。
具体实施方式
28.如图1所示，本发明一种机械加工自动上料装置，包括机械臂1以及连接机械臂1的末端执行器2，机械臂1可以采用现有结构，能够实现上下移动的功能即可；具体的，如图2至4所示，末端执行器2包括后端支撑环3、转动环4以及多个夹板5，后端支撑环3固定连接至机械臂1的末端，后端支撑环3上设置有轴向定位组件6，转动环4平行相隔设置在后端支撑环3的前端，转动环4与轴向定位组件6转动配合且能通过轴向定位组件6定位，以避免转动环4脱出，此处所述的轴向即转动环4与后端支撑环3中心的连接线的方向，两者处于同心的位置。
29.本实施例夹板5为3个，根据需要还可以增加数量，但是要避免干涉问题，3个夹板5处于后端支撑环3与转动环4之间的一个平面内，其上表面是与后端支撑环3的端面接触的，多个夹板5以第一齿轮12a为中心均匀分布在第一齿轮12a的外侧；夹板5呈类三角形，并非完全的三角形，形状与扇形中心缺角的形状，每一边也呈弧形状，夹板5的一个角通过第一枢轴7与后端支撑环3枢接，夹板5能够绕第一枢轴7的中心旋转，夹板5的另一个角通过第二枢轴8与一连杆9的一端连接，连杆9的另一端通过第三枢轴10与转动环4的端面枢接，各连杆9也位于同一平面内，夹板5的最后一个角形成齿形定位部11。通过该种配合方式，转动环4连接至转动驱动装置12，转动驱动装置12驱动转动环4转动，转动环4通过连杆9带动夹板5绕第一枢轴7旋转，使得各夹板5的齿形定位部11向内侧靠拢以夹紧第一齿轮12a。
30.本实施例中，连杆9与第二枢轴8之间设置有弹性抵靠装置13，连杆9能够通过弹性抵靠装置13弹性作用于第二枢轴8，使得连杆9能够弹性作用于第二枢轴8，让夹板5的夹持变得柔性，不管是夹持过程还是转动过程都变得柔性，而非硬性的接触，避免了硬性的接触导致的齿轮夹持损伤问题，能极大减少齿轮的返工率。如图5所示，具体的，弹性抵靠装置13包括导杆13a、第一弹簧13b和支座13c，导杆13a呈圆柱形，连杆9上开设有滑槽14，导杆13a的直径与该滑槽14相适应，导杆13a滑动设置在滑槽14内，导杆13a的一端固定连接至第二枢轴8，另一端朝向连杆9延伸后穿过支座13c，导杆13a能够与连杆9平行，第一弹簧13b套设在导杆13a的外侧，第一弹簧13b的两端分别与第二枢轴8和支座13c抵接，以对第二枢轴8提供弹性的支撑力。
31.本实施例中，后端支撑环3通过支柱15连接有顶板16，顶板16连接至机械臂1，顶板16的中心设置有至少三根可伸缩的定位柱17，通过设置定位柱17能够对齿轮的上端面定性
定位，均匀分布的三根定位柱17形成三个支撑点，能够一定情况改善齿轮的偏转状况，使其安装更为顺利。如图7所示，定位柱17包括外杆17a、内杆17b、第二弹簧17c和压力传感器17d，内杆17b的一端滑动设置在外杆17a内，内杆17b通过第二弹簧17c连接至外杆17a，外杆17a的底部设置有压力传感器17d以检测第二弹簧17c的压力，通过比较各压力传感器17d的压力，能够了解齿轮端面的偏移情况，可以及时人工做出调整，方便后续的加工。本实施例，三根定位柱17之间形成的圆周大于内涨夹具的直径，使得齿轮在进行安装时，内涨夹具的上端可以顺势伸入三根定位柱17之间的间隙内，能更为方便地对齿轮进行夹紧。
32.本实施例中，如图6所示，夹板5包括夹板本体5a以及可拆卸设置在夹板本体5a内侧的夹紧弧板5b，夹紧弧板5b的内侧形成齿形定位部11，齿形定位部11包括至少三个与齿轮对应的定位齿，夹板本体5a的内弧面开设有弧槽5c，夹紧弧板5b的两侧延伸有弧形连接板5d，弧形连接板5d上开设有连接孔5e，弧槽5c内滑动设置有螺杆5f，螺杆5f的外端穿出连接孔5e后连接有螺母5g。通过设置可拆卸的夹紧弧板5b，根据产品齿轮不同的需要可以对夹紧护板进行更换，适应性更好。螺杆5f根据需要可以选择在弧槽5c上的位置，从而调整夹紧弧板5b的周向位置，便于夹紧弧板5b夹紧位置的补偿。
33.本实施例中，转动环4的外侧设置有齿圈，转动驱动装置12包括与齿圈啮合的第一齿轮12a、驱动第一齿轮12a转动的第一电机12b，第一电机12b固定在后端支撑环3上，直接通过第一电机12b驱动，控制转动环4转动，控制更为方便，作为本实施例的进一步改进，第一电机12b采用步进电机，方便进行控制。
34.本实施例中，轴向定位组件6包括定位座6a，定位座6a的下部形成有卡槽6b，卡槽6b形成在转动环4的外侧，卡槽6b的上下两侧与转动环4之间均设置有滚珠6c，卡槽6b的表面开设有用于滚珠6c定位的弧槽5c。
35.本实施例中，机械臂1包括立柱1a、固定在立柱1a上端的第一旋转驱动部件1b、连接至第一旋转驱动部件1b输出端的第一臂杆1c、固定在第一臂杆1c上的第二旋转驱动部件1d、连接至第二旋转驱动部件1d输出端的第二臂杆1e、固定在第二臂杆1e上的第三旋转驱动部件1f、连接至第三旋转驱动部件1f输出端的柱筒1g，第一至第三旋转驱动部件1f均采用现有技术的带有减速器的电机即可，其中第一旋转驱动部件1b控制第一臂杆1c在平面内转动，第二旋转驱动部件1d控制第二臂杆1e在平面内转动，第三旋转部件驱动柱筒1g饶其轴线转动，柱筒1g内滑动设置有内柱体1h，内柱体1h的一侧沿其轴向开设有齿条1i，齿条1i啮合有第二齿轮1j，第二齿轮1j通过第二电机1k驱动，第二电机1k固定连接至柱筒1g，第二电机1k能够驱动内柱体1h上下移动，内柱体1h连接至后端支撑环3，从而可以控制末端执行器2旋转或者位移。
36.最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。