CN104191303B - 用于加工中心的上下料装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于加工中心的上下料装置，该上下料装置包括基座、安装在该基座上并用于将所述待加工工件运送到加工中心的推料机构以及安装在该推料机构上并用于使所述待加工工件旋转的旋转机构。本发明提供的用于加工中心的上下料装置，通过设置推料机构和旋转机构，使得在加工中心加工工件(尤其是箱体类零件)时不需要人力将工件搬到加工中心，从而尽可能的避免了工作人员搬运及弯腰作业，而且该上下料装置的制造成本远低于购买机械手自动上下料的成本。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工领域，具体地，涉及一种用于加工中心的上下料装置。
背景技术
在机械加工中，箱体类零件等较复杂的零件主要用加工中心进行粗、精加工，在加工过程中通常采用多台机床分序加工，加工过程中会频繁的上下料。
对于上下料的方式现有技术中一般主要分为两种，一种为人员手动上下料，另一种为近些年兴起的机械手自动上下料。
然而，由于加工中心加工的零件一般比较笨重，如果采用人员手动上下料会造成工作人员劳动强度大，而且长期工作易造成职业病，尤其是对于上一道工序完成后需要将工件旋转才能在加工中心加工的工件更是增大了工作量。而如果采用机械手自动上下料，虽然能够降低人工劳动强度及职业病的风险，但其价格超出了一般经营者的承受范围，而且其维护维修费用较高，占地面积较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于加工中心的上下料装置，以克服现有技术中的上下料方式存在的劳动强度大、成本高的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于加工中心的上下料装置，该上下料装置包括基座、安装在该基座上并用于将待加工工件运送到加工中心的推料机构以及安装在该推料机构上并用于使所述待加工工件旋转的旋转机构。
优选地，所述推料机构包括：托盘，该托盘用于放置所述待加工工件，所述托盘可竖直移动地设置在所述基座上；和机架，该机架位于所述托盘上方并可水平移动地设置在所述基座上，所述旋转机构设置在所述机架上并设置有用于从所述托盘上抓取所述待加工工件的抓取机构。
优选地，所述抓取机构包括旋转气缸和用于抓取所述待加工工件的抓取部件，所述旋转气缸包括缸体和活塞杆，所述抓取部件与所述旋转气缸的活塞杆连接，所述旋转气缸的缸体与所述机架连接。
优选地，所述旋转机构包括工件推进气缸和旋转板，所述旋转板可转动的安装在所述机架上，所述工件推进气缸的缸体与所述机架铰接，所述工件推进气缸的活塞杆与所述旋转板铰接以推动所述旋转板旋转，所述旋转板与所述旋转气缸的缸体连接以带动所述旋转气缸旋转。
优选地，该上下料装置包括用于感应所述待加工工件是否已经被所述抓取机构抓起到第一位置的第一感应开关，其中，所述第一位置为第一感应开关能够感应到所述待加工工件的位置。
优选地，该上下料装置包括用于顶升所述托盘的顶升机构，所述顶升机构包括第一顶升气缸和第二顶升气缸，所述第一顶升气缸和第二顶升气缸均包括缸体和活塞杆，所述第一顶升气缸的缸体与所述基座连接，所述第一顶升气缸的活塞杆与所述托盘连接，所述第二顶升气缸的缸体放置在所述基座上，所述第二顶升气缸的活塞杆与所述托盘连接，其中，所述第二顶升气缸的行程等于所述托盘的起始位置与所述辊道的位置之间的距离。
优选地，所述推料机构包括设置在所述基座上的滚轮以及设置在所述机架上并与所述滚轮滑动连接的辊道；该上下料装置包括用于感应所述托盘被顶升到第二位置时的第二感应开关，其中，所述第二位置为当所述托盘与所述辊道平行时所述托盘的位置。
优选地，该上下料装置包括导柱和导套，所述基座包括连接板，所述导套与所述基座固定，所述导柱可滑动的套装在所述导套内，所述导柱与所述第一顶升气缸通过所述连接板连接且所述导柱与所述第一顶升气缸的活塞杆平行设置。
优选地，该上下料装置包括用于锁止所述推料机构的锁止器，所述锁止器与所述基座和/或所述推料机构连接。
优选地，该上下料装置包括用于感应所述推料机构是否移动到第三位置的第三感应开关，所述第三位置为能够使得所述待加工工件位于方便所述加工中心将所述待加工工件取下或送出的位置。
本发明提供的用于加工中心的上下料装置，通过设置推料机构和旋转机构，使得在加工中心加工工件(尤其是箱体类零件)时不需要人力将工件搬到加工中心，从而尽可能的避免了工作人员搬运及弯腰作业，而且该上下料装置的制造成本远低于购买机械手自动上下料的成本。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的实施方式提供的用于加工中心的上下料装置的主视图(图中待加工工件已经被抓起)。
图2是图1所示的用于加工中心的上下料装置的推料机构旋转90度的侧视图。
附图标记说明
10：基座； 11：连接板； 21：托盘；
22：机架； 23：滚轮； 31：旋转气缸；
32：抓取部件； 41：工件推进气缸； 42：旋转板；
51：第一感应开关； 52：第三感应开关； 53：第二感应开关；
61：第一顶升气缸； 62：第二顶升气缸； 71：导柱；
72：导套； 80：接油盘； 91：把手；
92：销孔； 100：待加工工件； 200：机床门；
O：机床外； I：机床内。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。
如图1至图2所示，本发明提供一种用于加工中心的上下料装置，该上下料装置包括基座10、安装在该基座10上并用于将待加工工件100运送到加工中心的推料机构以及安装在该推料机构上并用于使待加工工件100旋转的旋转机构。
本发明提供的用于加工中心的上下料装置，通过设置推料机构和旋转机构，使得在加工中心加工工件(尤其是箱体类零件)时不需要人力将工件搬到加工中心，从而尽可能的避免了工作人员搬运及弯腰作业，而且该上下料装置的制造成本远低于购买机械手自动上下料的成本。
其中，所述推料机构包括用于放置待加工工件100的托盘21和位于托盘21上方并可水平移动地设置在基座10上的机架22，托盘21可竖直移动地设置在基座10上。为了定位待加工工件100，托盘21上设置有仿形工装。另外，旋转机构设置在机架22上并设置有用于从托盘21上抓取待加工工件100的抓取机构。这样，当托盘21将待加工工件100运送到合适高度时，抓取机构将待加工工件100抓起，然后旋转机构将其旋转，最后通过推料机构水平移动(这里的水平移动也就是向加工中心的方向移动)进而将待加工工件100运送到加工中心。其中，机架22的水平移动可通过在基座10上设置滚轮23以及在机架22上设置与滚轮23滑动连接的辊道实现。其中，辊道为2个，当然为了能够保证托盘21能够顺利移动，滚轮23与辊道均位于托盘21的两侧。
优选地，抓取机构包括旋转气缸31和用于抓取待加工工件100的抓取部件32，旋转气缸31包括缸体和活塞杆，抓取部件32与旋转气缸31的活塞杆连接，旋转气缸31的缸体与机架22连接。这里的抓取指的是广义上的抓取并不是指只有通过抓手才可以实现的抓取。本发明中，优选地，抓取部件32为板状件，当抓取待加工工件100时，将抓取部件32伸入到待加工工件100中已加工的孔(上一道工序完成的)中，通过旋转气缸31将抓取部件32旋转进而将抓取部件32卡接在待加工工件100的孔中，从而能够实现抓取机构对待加工工件100的抓取。
其中，所述旋转机构包括工件推进气缸41和旋转板42，旋转板42可转动的安装在机架22上，工件推进气缸41的缸体与机架22铰接，工件推进气缸41的活塞杆与旋转板42铰接以推动旋转板42旋转，旋转板42与旋转气缸31的缸体连接以带动旋转气缸31旋转，如图2所示为待加工工件2旋转后的示意图。
优选地，该上下料装置包括控制单元和用于感应待加工工件100是否已经被抓取机构抓起到第一位置的第一感应开关51，其中，第一位置为第一感应开关51能够感应到待加工工件100的位置，控制单元分别与第一感应开关51、旋转机构电连接。也就是说，托盘21托着待加工工件100竖直移动时，当第一感应开关51感应到待加工工件100时，第一感应开关51发出信号给控制单元，控制单元控制抓取机构抓取待加工工件100。需要说明的是，第一感应开关51的位置可根据实际情况进行设置，只要能够满足上述作用即可。
其中，托盘21的竖直移动可通过多种动力源实现，例如通过电机，本发明中，优选地，该上下料装置包括用于顶升托盘21的顶升机构，该顶升机构包括第一顶升气缸61和第二顶升气缸62，第一顶升气缸61和第二顶升气缸62均包括缸体和活塞杆，第一顶升气缸61的缸体与基座10连接，第一顶升气缸61的活塞杆与托盘21连接，第二顶升气缸62的缸体放置在基座10上，第二顶升气缸62的活塞杆与托盘21连接，其中，第二顶升气缸62的行程等于托盘21的起始位置与辊道的位置之间的距离，以保证当托盘21被顶升到第二位置时，第二顶升气缸62已经完成了整个行程。
由于当托盘21位于辊道的下方时，如果此时将待加工工件100放置在托盘21上可能会使待加工工件100与辊道(或者其他部件)发生干涉，因此需要将托盘21移动到与辊道平行的位置(即第二位置)时再将待加工工件100放置在托盘21上，因此，为了方便判断托盘21是否被顶升到第二位置需要设置第二感应开关53，第二感应开关53与控制单元电连接，当第二感应开关53感应到托盘21被顶升到第二位置时，第二感应开关53发出信号给控制单元，控制单元控制第二顶升气缸62停止动作，此时将待加工工件100放置在托盘21上，然后控制单元控制第一顶升气缸61动作。上述所指的平行不是严格意义上的平行，只要能够使得待加工工件100被放置到托盘21上时，待加工工件100不与辊道干涉即可。
为了能够使托盘21沿预定轨道竖直移动，优选地，该上下料装置包括导柱71和导套72，基座10包括连接板11，导套72与基座10固定，导柱71可滑动的套装在导套72内，导柱71与第一顶升气缸61通过连接板11连接且导柱71与第一顶升气缸61的活塞杆平行设置。也就是说，这里的导柱71与导套72对托盘21起导向作用。优选地，为了保证托盘21能够稳定的移动，导柱71、导套72以及第一顶升气缸61均为2个，且2个导柱71与2个第一顶升气缸61十字交叉布置。
其中，该上下料装置包括用于锁止推料机构的锁止器，锁止器与基座10和/或所述推料机构连接。例如，可以通过凸起与凹槽的方式实现锁止，本发明中，优选地，通过设置销孔92和带有销轴的把手91进而通过销孔92与销轴的配合实现锁止。
其中，该上下料装置包括用于感应推料机构是否移动到第三位置的第三感应开关52，第三位置为能够使得待加工工件100位于方便加工中心将待加工工件100取下或送出的位置。
另外，该上下料装置还设置了接油盘80，该接油盘80设置在基座10上，用于当将已加工工件从加工中心取出时收集从已加工工件滴下来的油，以避免浪费及污染环境。
实际上，上述控制单元为一套PLC电气控制系统，外置电气柜，除了第一感应开51关、第二感应开关53以及第三感应52开关外，第一顶升气缸61、第二顶升气缸62、旋转气缸31以及工件推进气缸41都有控制其动作的磁感应片。实际应用时，可以在电气柜上设置6个控制按钮，分别是：第一按钮(用于整体动作复位，回到设定的初始状态)、第二按钮(用于控制第二顶升气缸62的动作)、第三按钮(用于控制第一顶升气缸61的动作)、第四按钮(用于控制旋转气缸31的动作)、第五按钮(用于控制工件推进气缸41的动作)、第六按钮(用于整套系统紧急停止，用来处理过程中的特殊情况)。
以下是对该上下料装置的送件动作进行描述，此送件动作包括以下步骤：
S1：按下第二按钮，第二顶升气缸62动作并将托盘21顶升，当第二感应开关53感应到托盘21被顶升到第二位置时，控制单元控制第二顶升气缸62停止动作(实际上，第二顶升气缸62已经完成了整个行程)，操作员将待加工工件100放置到托盘9的仿形工装上；
S2：按下第三按钮，控制单元控制第一顶升气缸61动作；
S3：按下第四按钮，当第一感应开关51感应到待加工工件100时，第一感应开关51发出信号给控制单元，控制单元控制旋转气缸31动作，进而使抓取部件32抓取待加工工件100；
S4：先按下第三按钮，控制单元控制第一顶升气缸61收缩到初始位置，再按下第五按钮，控制单元控制工件推进气缸41推动旋转板42旋转，进而推动待加工工件100旋转；
S5：操作员握住锁止器的把手91推动推料机构向靠近加工中心的方向移动，当锁止器的把手91上的销轴进入到销孔16时锁止，同时第三感应开关52感应到位；
S6：按下第四按钮，控制单元控制旋转气缸31动作，以松开待加工工件100；
S7：操作员双手握住锁止器的把手91将推料机构收回，第三感应开关53发出信号给控制单元，控制单元控制工件推进气缸41收缩。
由于取件动作与送件动作相反，这里不再赘述。另外，第一按钮和第六按钮用于复位和急停，在工作过程中如出现问题，按下第一按钮(即复位)，系统会通过正常逻辑倒推还原至初始位置；第六按钮(即急停)主要为中间出现问题时，紧急停止按钮，按下第六按钮后如想进行下一步工作必须进行复位重新开始工作。其中，上述共设计了6个工作按钮，当然也可以通过感应开关取消一部分按钮，致使工作人员操作过程更加简单。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种用于加工中心的上下料装置，其特征在于，该上下料装置包括基座(10)、安装在该基座(10)上并用于将待加工工件(100)运送到加工中心的推料机构以及安装在该推料机构上并用于使所述待加工工件(100)旋转的旋转机构；
所述推料机构包括：
托盘(21)，该托盘(21)用于放置所述待加工工件(100)，所述托盘(21)可竖直移动地设置在所述基座(10)上；和
机架(22)，该机架(22)位于所述托盘(21)上方并可水平移动地设置在所述基座(10)上，所述旋转机构设置在所述机架(22)上并设置有用于从所述托盘(21)上抓取所述待加工工件(100)的抓取机构。
2.根据权利要求1所述的用于加工中心的上下料装置，其特征在于，所述抓取机构包括旋转气缸(31)和用于抓取所述待加工工件(100)的抓取部件(32)，所述旋转气缸(31)包括缸体和活塞杆，所述抓取部件(32)与所述旋转气缸(31)的活塞杆连接，所述旋转气缸(31)的缸体与所述机架(22)连接。
3.根据权利要求2所述的用于加工中心的上下料装置，其特征在于，所述旋转机构包括工件推进气缸(41)和旋转板(42)，所述旋转板(42)可转动的安装在所述机架(22)上，所述工件推进气缸(41)的缸体与所述机架(22)铰接，所述工件推进气缸(41)的活塞杆与所述旋转板(42)铰接以推动所述旋转板(42)旋转，所述旋转板(42)与所述旋转气缸(31)的缸体连接以带动所述旋转气缸(31)旋转。
4.根据权利要求2所述的用于加工中心的上下料装置，其特征在于，该上下料装置包括用于感应所述待加工工件(100)是否已经被所述抓取机构抓起到第一位置的第一感应开关(51)，其中，所述第一位置为第一感应开关(51)能够感应到所述待加工工件(100)的位置。
5.根据权利要求4所述的用于加工中心的上下料装置，其特征在于，所述推料机构包括设置在所述基座(10)上的滚轮(23)以及设置在所述机架(22)上并与所述滚轮(23)滑动连接的辊道。
6.根据权利要求5所述的用于加工中心的上下料装置，其特征在于，该上下料装置包括用于顶升所述托盘(21)的顶升机构，所述顶升机构包括第一顶升气缸(61)和第二顶升气缸(62)，所述第一顶升气缸(61)和第二顶升气缸(62)均包括缸体和活塞杆，所述第一顶升气缸(61)的缸体与所述基座(10)连接，所述第一顶升气缸(61)的活塞杆与所述托盘(21)连接，所述第二顶升气缸(62)的缸体放置在所述基座(10)上，所述第二顶升气缸(62)的活塞杆与所述托盘(21)连接，其中，所述第二顶升气缸(62)的行程等于所述托盘(21)的起始位置与所述辊道的位置之间的距离。
7.根据权利要求6所述的用于加工中心的上下料装置，其特征在于，
该上下料装置包括用于感应所述托盘(21)被顶升到第二位置时的第二感应开关(53)，其中，所述第二位置为当所述托盘(21)与所述辊道平行时所述托盘(21)的位置。
8.根据权利要求6所述的用于加工中心的上下料装置，其特征在于，该上下料装置包括导柱(71)和导套(72)，所述基座(10)包括连接板(11)，所述导套(72)与所述基座(10)固定，所述导柱(71)可滑动的套装在所述导套(72)内，所述导柱(71)与所述第一顶升气缸(61)通过所述连接板(11)连接且所述导柱(71)与所述第一顶升气缸(61)的活塞杆平行设置。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的用于加工中心的上下料装置，其特征在于，该上下料装置包括用于锁止所述推料机构的锁止器，所述锁止器与所述基座(10)和/或所述推料机构连接。
10.根据权利要求9所述的用于加工中心的上下料装置，其特征在于，该上下料装置包括用于感应所述推料机构是否移动到第三位置的第三感应开关(52)，所述第三位置为能够使得所述待加工工件(100)位于方便所述加工中心将所述待加工工件(100)取下或送出的位置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20161123 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |