CN106926057A - 多工位精密加工平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种多工位精密加工平台，包括加工设备，该加工设备包括工作台板；转盘模组，设置在工作台板上并可在所述工作台板上转动，转盘模组沿其周向均匀设置有至少三个工位，其中，沿转盘模组转动方向的第一个工位为上/下料工位，第二个工位为检测工位，其余工位为加工工位；每一工位上设有至少一用于放置工件的容置槽；检测模组，设置在工作台板上与检测工位相对应的位置，用于获取检测工位上工件的位置信息；以及加工模组，设置在工作台板上与加工工位相对应的位置，用于根据位置信息加工工件。本发明提供的技术方案可以避免因工件在容置槽内的位置出现偏差而导致工件加工出现偏差的问题，同时也可大大提高了对工件细微差异的兼容性。
Description
技术领域
本发明涉及自动化加工平台技术领域，特别涉及一种多工位精密加工平台。
背景技术
随着自动化水平的逐渐提高，半自动或全自动的工件加工平台已经被广泛的应用，这种加工平台具有加工效率高、精度准、人工成本低等优点。
但是这种加工平台一旦参数设置好后对每一个工件都是按照固定的参数机械化、流水化加工，无法根据每个无法针对每个工件的差异进行调整，如此就对无论是产品形状的差异性还是产品的定位精度要求非常高，否则就会出现加工后的工件出现较大的偏差，导致良品率较低，不仅增大了生产成本，而且还会造成浪费。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种多工位精密加工平台，旨在解决现有技术中工件加工误差大、精度低的问题。
为实现上述目的，本发明提出的一种多工位精密加工平台，包括加工设备，所述加工设备包括：
工作台板；
转盘模组，设置在所述工作台板上并可在所述工作台板上转动，所述转盘模组沿其周向均匀设置有至少三个工位，其中，沿所述转盘模组转动方向的第一个工位为上/下料工位，第二个工位为检测工位，其余工位为加工工位；每一所述工位上设有至少一用于放置工件的容置槽；
检测模组，设置在所述工作台板上与所述检测工位相对应的位置，用于获取所述检测工位上工件的位置信息；以及
加工模组，设置在所述工作台板上与所述加工工位相对应的位置，用于根据所述位置信息加工所述工件。
优选地，所述检测模组包括：
激光高度检测仪，用于检测所述工件的高度；
CCD，用于获得所述工件的轮廓；以及
第一驱动模组，连接所述工作台板与所述激光高度检测仪和CCD连接，以驱动所述激光高度检测仪和CCD相对所述工作台板运动。
优选地，所述加工模组包括：
刀头，用于加工所述工件；
毛刷圈，环绕所述刀头设置；以及
第二驱动模组，连接所述工作台板与所述刀头，以驱动所述刀头相对所述工作台板运动。
优选地，所述转盘模组包括：
驱动装置，设置在所述工作台板上；
转动盘，与所述驱动装置连接，且所述转动盘上设有导套；以及
载物盘，位于所述转动盘上方，所述工位设置在所述载物盘的上表面，所述载物盘的下表面对应所述导套的位置设有与所述导套适配的导柱，所述导柱伸入所述导套内；
所述驱动装置驱动所述转动盘转动，并通过伸入所述导套内的导柱带动所述载物盘转动。
优选地，所述加工设备还包括定位夹紧模组，所述定位夹紧模组包括：
定位台，设置在所述工作台板上且位于所述载物盘的下方；
定位销，设置在所述定位台上，且与所述载物盘上开设的定位孔相适配；
压板，设置在所述载物盘上方，用于下压所述载物盘向所述转动盘方向移动，以使所述定位销插入所述定位孔内；以及
气缸，用于驱动所述压板。
优选地，所述加工设备还包括：
机器人模组，用于将待加工的所述工件放至所述上/下料工位或将已加工的所述工件从所述上/下料工位上取下。
优选地，所述机器人模组包括：
四轴机械手；以及
夹取装置，用于夹取所述工件。
优选地，所述多工位精密加工平台还包括吸尘系统，所述吸尘系统包括：
吸尘泵；
吸尘孔，开设在所述载物盘上；以及
吸尘管，连接所述吸尘泵和吸尘孔。
优选地，所述多工位精密加工平台还包括送料设备，所述送料设备包括：
机架；
升降模组，设置在所述机架内；以及
料盘，用于盛放所述工件并可在所述升降模组的驱动下在所述机架内升降。
优选地，所述机架的一侧为上料口，在所述上料口上设有光栅。
本发明提供的技术方案中的多工位精密加工平台较传统的加工平台增加了用于检测工件位置信息的检测模组，然后加工模组根据检测模组获取得到的位置信息对工件进行加工，如此一来，对每个工件加工均是根据其自身特性量身定制的，从而避免了因工件在容置槽内的位置出现偏差而导致工件加工出现偏差的问题，同时也可大大提高了对工件细微差异的兼容性，甚至可以同时加工大小、形状差异较大的工件，极大地提高了多工位精密加工平台的通用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供的多工位精密加工平台的整体结构示意图；
图2为本发明提供的多工位精密加工平台中加工设备的结构示意图；
图3为本发明提供的多工位精密加工平台中检测模组的结构示意图；
图4为本发明提供的多工位精密加工平台中转盘模组的结构示意图；
图5为本发明提供的多工位精密加工平台中转盘模组和定位夹紧模组的装配结构示意图；
图6为本发明提供的多工位精密加工平台中转盘模组和定位夹紧模组的爆炸结构示意图；
图7为本发明提供的多工位精密加工平台中定位夹紧模组的结构示意图；
图8为本发明提供的多工位精密加工平台中机器人模组的结构示意图；
图9为本发明提供的多工位精密加工平台中送料设备和机器人模组的结构示意图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 100 | 加工设备 | 140 | 加工模组 |
| 110 | 工作平台 | 150 | 定位夹紧模组 |
| 120 | 转盘模组 | 151 | 定位台 |
| 121 | 驱动装置 | 152 | 定位销 |
| 122 | 转动盘 | 153 | 压板 |
| 123 | 载物盘 | 154 | 气缸 |
| 124 | 导套 | 161 | 夹取装置 |
| 125 | 导柱 | 162 | 四轴机械手 |
| 126 | 定位孔 | 200 | 送料设备 |
| 127 | 容置槽 | 210 | 机架 |
| 128 | 滑块 | 220 | 升降模组 |
| 129 | 驱动模块 | 230 | 料盘 |
| 130 | 检测模组 | 300 | 工件 |
| 131 | 第一驱动模组 | ||
| 132 | 激光高度检测仪 | ||
| 133 | CCD |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种多工位精密加工平台，用于自动对工件进行加工处理，例如对手机充电器的铜脚进行如车、钳、铣、刨、磨等的精密加工处理。如图1和2所示，该多工位精密加工平台包括加工设备100，该加工设备100包括工作台板110，以及设置在该工作台板110上的转盘模组120、检测模组130和加工模组140。其中，工作台板110作为整个设备的基底需要具有较高的刚性和稳定性，因此优选采用大理石制得。该转盘模组120设置在工作台板110上，并可在驱动装置121(见图4)的驱动下转动。转盘模组120优选呈圆盘装设置，转盘模组120的上表面优选与工作台板110相平行，在转盘模组120的上表面沿其周向均匀设置有至少三个工位。其中，沿转盘模组120转动方向的第一个工位为上/下料工位，第二个工位为检测工位，其余工位为加工工位。每一个工位均具有相同的结构且每一个工位上设有至少一个的容置槽127，该容置槽127用于放置和固定工件300。该容置槽127优选由一固定的定位块和一活动的滑块128围合形成，该滑块128与一驱动模块129连接，在驱动模块129的驱动下滑块128与定位块共同夹紧工件300。该检测模组130与检测工位相对应，用于获取检测工位上工件300的位置信息。该加工模组140与加工工位相对应，用于加工加工工位上的工件300。每一加工工位对应一加工模组140，故加工工位的数量与加工模组140的数量一致。
在进行工件300加工时，首先将工件300放置到上/下料工位上的容置槽127内，然后驱动装置121驱动转盘模组120以预设的方向转动预设的角度，使工件300进入检测工位。通常情况下，该转动的角度与工位的数量有关，若工位有4个，则转动角度为90°；若工位有5个，则转动角度为72°。转动方向则与工位的定义有关，或是说转动方向与检测模组130和加工模组140设置的位置有关，该方向是由检测模组130指向加工模组140的方向。转动完成后，位于检测工位处的检测模组130获取位于检测工位上工件300的位置信息，如工件所处的高度、工件的外形轮廓等。待获取完毕后，驱动装置121再次以上述方式驱动转盘模组120转动使工件300进入加工工位。位于加工工位处的加工模组140则根据检测模组130获取的工件300位置信息对该工件300进行加工处理。若对工件300只需要进行一道加工工序，则只需一个加工工位和一个加工模组140。若需要对工件300进行多道加工工序，则需要设置多个加工工位和多个加工模组140，在完成前一道的加工工序后驱动装置121又会以上述的方式驱动转盘模组120转动使工件300进入下一个加工工位。直到最后一道加工工序完成后，驱动装置121再一次以上述的方式驱动转盘模组120转动使加工好的工件300进入上/下料工位，以供将加工好的工件300从上/下料工位上的容置槽127中取出，即完成了一个完整的工件300的加工流程。
本发明的多工位精密加工平台较传统的加工平台增加了用于检测工件300位置信息的检测模组130，然后加工模组140根据检测模组130获取得到的位置信息对工件300进行加工，如此一来，对每个工件300加工均是根据其自身特性量身定制的，从而避免了因工件300在容置槽127内的位置出现偏差而导致工件300加工出现偏差的问题，同时也可大大提高了对工件300细微差异的兼容性，甚至可以同时加工大小、形状差异较大的工件300，极大地提高了多工位精密加工平台的通用性。
在上述实施例中，如图3所示，该检测模组130具体包括设置在工作台板110上的第一驱动模组131，以及设置在第一驱动模组131上的激光高度检测仪132和CCD(Charge-coupled Device；电荷耦合元件)133。该第一驱动模组131优选为X、Y、Z轴直线驱动装置，每一驱动装置优选为电机，三轴直线驱动装置可以将激光高度检测仪132和CCD133驱动至任意位置，以便获得更准确的工件300位置信息。其中，激光高度检测仪132用于获取工件300的高度，CCD133用于获取工件300的外形轮廓。多工位精密加工平台会将获取得到的高度和外形轮廓等位置信息转化为加工模组140的加工轨迹，从而确保加工轨迹为当前工件300的真实轨迹。
在上述实施例中，该加工模组140具体包括在工作台板110上的第二驱动模组，以及设置在第二驱动模组上的刀头和毛刷圈。第二驱动模组与第一驱动模组的结构类似，在此不再赘述，该第二驱动模组的目的是为了将刀头驱动至任意位置，以便刀头对工件300进行加工。毛刷圈环绕刀头设置，以防止在加工过程中产生的碎屑散落至其他地方而影响多工位精密加工平台正常工作。本实施例中是以对工件300进行切、削等的加工，当然也可进行其他形式的加工，如打磨、抛光等，不同之处在于加工工具的不同，如若要对工件进行抛光时，只需要将刀头更换为抛光轮即可，而毛刷圈也可根据需要选择性安装。
在上述实施例中，如图4至7所示，该转盘模组120具体包括载物盘123、转动盘122，以及设置在工作台板110上的驱动装置121，该转动盘121与驱动装置连接并可在驱动装置121的驱动下转动。该载物盘123设置在转动盘121的上方且形状与转动盘121相仿，载物盘123与转动盘122共轴设置，载物盘123的上表面设有上述的工位，下表面设有导柱125。在转动盘122对应导柱125的位置设有导套124，导柱125与导套124相适配使导柱125可伸入导套124内。驱动装置121驱动转动盘122转动，并通过伸入导套124内的导柱125带动载物盘123转动，以使工件300进入不同的工位。
在上述实施例中，如图4至7所示，驱动装置121驱动载物盘123转动是一个关键的环节，但是在实际应用中驱动装置121驱动载物盘123转动的角度往往会出现一些微小的误差，而这微小的误差会给工件300的加工造成极大的不便，为解决这个问题该加工设备还可包括定位夹紧模组150，该定位夹紧模组具体包括定位台151、定位销152、压板153和气缸154。其中，该定位台151设置在工作台板110上且位于载物盘123的下方。该定位销152设置在定位台151上并朝向载物盘123延伸，且该定位销152与在载物盘123上开设的定位孔126相适配。该压板153设置在载物盘123上方，用于下压载物盘123以使载物盘123向转动盘122方向移动，进一步使定位销152插入定位孔126内。该气缸154用于驱动压板153上下运动。由于定位夹紧模组150是固定设置在工作台板110上，其相对工作台板110的位置是固定不变的，因此在载物盘123完成转动后，通过气缸154驱动压板153下压载物盘123，进而利用定位销152与定位孔126的配合实现对载物盘123的转动角度的校准，如此就解决了载物盘123转动角度出现误差的可能。为了使定位销152能够刚好的插入定位孔126内，该定位销152可以采用上小下大的结构，定位孔126随之适配。另外，当载物盘123需要再次转动时，为了使定位销152与定位孔126分离可用一顶出驱动机构将载物盘123向上顶起，也可在载物盘123与转动盘122之间设置弹性件，依靠弹性件的弹性将载物盘123向上顶起，优选地方式是在载物盘123与转动盘122之间的导柱125上缠绕弹簧。
在上述实施例中，如图8所示，该加工设备还可包括机器人模组，该机器人模组用于将待加工的工件300放至到上/下料工位上，或者将已加工好的工件40从上/下料工位上取下以实现全自动化生产，提升生产效率，降低人工成本。该机器人模组具体包括四轴机械手162和设置在四轴机械手162上的夹取装置161，该夹取装置161还可包括升降气缸和夹抓气缸，升降气缸和夹抓气缸配合用于夹取工件300。
为了防止加过工程中产生的碎屑影响多工位精密加工平台的正常工作，该多工位精密加工平台还可增设一吸尘系统，该吸尘系统具体包括吸尘泵(图中未示)、开设在载物盘123或是其他有需要的位置上的吸尘孔(图中未标出)，以及连接吸尘泵和吸尘孔的吸尘管(图中未示)。
为了进一步提升多工位精密加工平台的自动化程度，该多工位精密加工平台还可包括送料设备200，如图9所示，该送料设备200具体包括机架210、升降模组220和料盘230。其中，升降模组220设置在机架210，用于盛放工件300的料盘230设置在升降模组220上并在在升降模组220的驱动下在机架210内升降。该机架210的一侧为上料口，该上料口用于将工件300放置到料盘230上，或者从料盘230上取下已经加工好的工件300，这个动作通常是人工操作，为了确保操作人员的安全，在该上料口上还可设有光栅(图中未示出)，当光栅检测到上料口内有障碍物时，控制升降模组220停止升降。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种多工位精密加工平台，其特征在于，包括加工设备，所述加工设备包括：
工作台板；
转盘模组，设置在所述工作台板上并可在所述工作台板上转动，所述转盘模组沿其周向均匀设置有至少三个工位，其中，沿所述转盘模组转动方向的第一个工位为上/下料工位，第二个工位为检测工位，其余工位为加工工位；每一所述工位上设有至少一用于放置工件的容置槽；
检测模组，设置在所述工作台板上与所述检测工位相对应的位置，用于获取所述检测工位上工件的位置信息；以及
加工模组，设置在所述工作台板上与所述加工工位相对应的位置，用于根据所述位置信息加工所述工件。
2.如权利要求1所述的多工位精密加工平台，其特征在于，所述检测模组包括：
激光高度检测仪，用于检测所述工件的高度；
CCD，用于获得所述工件的轮廓；以及
第一驱动模组，连接所述工作台板与所述激光高度检测仪和CCD连接，以驱动所述激光高度检测仪和CCD相对所述工作台板运动。
3.如权利要求1所述的多工位精密加工平台，其特征在于，所述加工模组包括：
刀头，用于加工所述工件；
毛刷圈，环绕所述刀头设置；以及
第二驱动模组，连接所述工作台板与所述刀头，以驱动所述刀头相对所述工作台板运动。
4.如权利要求1所述的多工位精密加工平台，其特征在于，所述转盘模组包括：
驱动装置，设置在所述工作台板上；
转动盘，与所述驱动装置连接，且所述转动盘上设有导套；以及
载物盘，位于所述转动盘上方，所述工位设置在所述载物盘的上表面，所述载物盘的下表面对应所述导套的位置设有与所述导套适配的导柱，所述导柱伸入所述导套内；
所述驱动装置驱动所述转动盘转动，并通过伸入所述导套内的导柱带动所述载物盘转动。
5.如权利要求4所述的多工位精密加工平台，其特征在于，所述加工设备还包括定位夹紧模组，所述定位夹紧模组包括：
定位台，设置在所述工作台板上且位于所述载物盘的下方；
定位销，设置在所述定位台上，且与所述载物盘上开设的定位孔相适配；
压板，设置在所述载物盘上方，用于下压所述载物盘向所述转动盘方向移动，以使所述定位销插入所述定位孔内；以及
气缸，用于驱动所述压板。
6.如权利要求1至5中任意一项所述的多工位精密加工平台，其特征在于，所述加工设备还包括：
机器人模组，用于将待加工的所述工件放至所述上/下料工位或将已加工的所述工件从所述上/下料工位上取下。
7.如权利要求6所述的多工位精密加工平台，其特征在于，所述机器人模组包括：
四轴机械手；以及，
夹取装置，用于夹取所述工件。
8.如权利要求1至5中任意一项所述的多工位精密加工平台，其特征在于，还包括吸尘系统，所述吸尘系统包括：
吸尘泵；
吸尘孔，开设在所述载物盘上；以及
吸尘管，连接所述吸尘泵和吸尘孔。
9.如权利要求1至5中任意一项所述的多工位精密加工平台，其特征在于，还包括送料设备，所述送料设备包括：
机架；
升降模组，设置在所述机架内；以及
料盘，用于盛放所述工件并可在所述升降模组的驱动下在所述机架内升降。
10.如权利要求9所述的多工位精密加工平台，其特征在于，所述机架的一侧为上料口，在所述上料口上设有光栅。
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