[发明专利]一种桁架式机床上下料机器人系统及其控制方法

权利要求书

1.一种桁架式机床上下料机器人系统，其特征在于：包括桁架式机器人(1)、上料料盘(3)、下料料盘(4)和数控车床(2)，上料料盘(3)和下料料盘(4)位于两个数控机床(2)之间，桁架式机器人(1)在上料料盘(3)、下料料盘(4)和数控机床(2)之间进行工件传送；桁架式机器人(1)由齿轮齿条、减速机、驱动电机、旋转机构以及气动手爪组成，其中气动手爪有两只，分别为上料手爪和下料手爪；两台数控机床(2)分别位于桁架式机器人(1)横向轴的左下方和右下方，上料料盘(3)和下料料盘(4)位于两台数控机床(2)之间，上料料盘(3)放置待加工的工件，下料料盘(4)放置加工完成的工件。

2.根据权利要求1所述的桁架式机床上下料机器人系统，其特征在于：所述桁架式机器人(1)采用四自由度结构，包括行走移动单元、旋转单元、抓取单元、控制单元，其中移动单元包括齿轮齿条、减速机、驱动电机；旋转单元为气动旋转机构；抓取单元包括两个抓取工件的气动手爪。

3.根据权利要求1所述的桁架式机床上下料机器人系统，其特征在于：所述上料料盘(3)采用框架式结构，包括送料带(31)、料盘底托(32)、接近开关(33)、对射传感器(34)、上料电机(35)，送料带(31)位于上料料盘(3)的顶部，采用履带式结构，料盘底托(32)批量固定在送料带(31)上，用于工件的定位，每只料盘底托(32)对应一个上料工位；送料带(31)周边设置用于检测各个送料工位有无工件的接近开关(33)和是否单排抓取结束的对射传感器(34)；上料电机(35)带动料盘底托(32)移动。

4.根据权利要求3所述的桁架式机床上下料机器人系统，其特征在于：所述上料料盘(3)中共设置六个接近开关(33)，其中五个接近开关(33)并排位于送料工位的正上方，另外一个接近开关(33)安装在送料带(31)下方；对射传感器(34)固定在工件抓取位置的两侧。

5.根据权利要求1所述的桁架式机床上下料机器人系统，其特征在于：所述下料料盘(4)整体采用框架式结构，顶部设置履带式移动送料带，由驱动电机根据加工来料情况将工件输送至成品集中放置区。

6.控制权利要求1所述的桁架式机床上下料机器人系统的方法，其特征在于：包括步骤如下：

S1：待加工的球笼工件批量摆放在上料料盘顶部的送料带料盘底托上；

S2：上料料盘送料带步进式前移，直至接近开关处检测到待加工工件，将有工件的一排移动到待抓取位置，通知桁架式机器人进行取料操作；

S3：桁架式机器人上料手爪在上料料盘上对待加工工件进行抓取操作，然后调整待加工球笼工件空间姿态，同时移动桁架式机器人横向和纵向机构，将待加工球笼工件传送到数控机床的机床门上方；

S4：等待数控机床上一工件加工完成后的呼叫信号，控制单元发出打开机床门操作，桁架式机器人手爪将待加工球笼工件送入数控机床主轴平行位置，此时，桁架式机器人首先用无工件的手爪将主轴上的已加工完成工件进行下料操作，旋转手爪后将待加工的工件进行上料操作；

S5：桁架式机器人手爪将抓取到的已加工完成工件移出数控车床后，控制单元发出关闭机床门操作并通知数控机床进行切削加工，同时将加工完成工件移送其他数控机床进行下一工序的切削加工或者送至下料料盘进行摆放；

S6：完成一个或两个工序的加工后，桁架式机器人下料手爪抓取成品工件在下料料盘完成摆放，控制单元发出下料料盘运行指令，由驱动电机将成品工件输送至集中放置区，同时桁架式机器人带动上料手爪进行下一只待加工工件的抓取操作。