CN107020454A - 自动上料镭雕设备及其上料镭雕方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动上料镭雕设备及其上料镭雕方法。自动上料镭雕设备包括料盘机构、打标机构及机械手，料盘机构用于放置料盘。打标机构包括定位治具及镭雕机，定位治具用于放置待加工产品，镭雕机用于打标放置在定位治具上的待加工产品。机械手包括固定端以及能相对于固定端旋转的自由端，自由端能将料盘放在料盘机构上，还能将料盘内的待加工产品放在定位治具上，打标结束后，机械手还能将打标后得到的镭雕产品再放到料盘上。期间，不管是上料过程还是镭雕过程，均是由自动上料镭雕设备自动完成的，无需操作人员参与，有效地保障了操作人员的身体健康。

Description

自动上料镭雕设备及其上料镭雕方法

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别是涉及一种自动上料镭雕设备及其上料镭雕方法。

背景技术

镭雕也叫激光雕刻或是激光打标，是一种利用镭射光束在物质表面或在透明物质内部雕刻出永久印记的表面处理工艺。利用镭雕工艺加工产品时，一般都是操作人员将产品放到镭雕机上，镭雕结束后，再将产品从镭雕机上取出。而镭雕环境较为恶劣，镭雕时会产生有毒粒子或气体，镭射光束对人眼的伤害也较大，从而对操作人员的身体健康危害较大。

发明内容

基于此，有必要针对镭雕有害于人体健康的问题，提供一种能够保障操作人员身体健康的自动上料镭雕设备及其上料镭雕方法。

一种自动上料镭雕设备，用于将待加工产品打标成镭雕产品，所述待加工产品及所述镭雕产品均存放在料盘上，包括：

料盘机构，用于放置所述料盘；

打标机构，包括工作台、定位治具及镭雕机，所述定位治具及所述镭雕机均安装于所述工作台上，所述定位治具用于放置所述待加工产品，所述镭雕机用于打标放置在所述定位治具上的所述待加工产品；以及

机械手，包括固定端及自由端，所述自由端能相对于所述固定端旋转，所述自由端能将所述料盘放置在所述料盘机构上，所述自由端还能将所述待加工产品放置在所述定位治具上，以及将所述镭雕产品放置在所述料盘上。

在其中一个实施例中，所述料盘机构包括料盘机箱、托板及升降组件，所述料盘机箱包括安装板，所述安装板上开设有导向孔，所述料盘机箱内设有容置腔，所述容置腔与所述导向孔连通，所述托板位于所述安装板远离所述容置腔的一侧，所述托板用于放置所述料盘，所述升降组件安装于所述容置腔内，并通过所述导向孔与所述托板连接，所述升降组件能带动所述托板移动，以靠近或远离所述安装板。

在其中一个实施例中，所述升降组件包括上料驱动件、直线运动副、连接部及导柱，所述上料驱动件位于所述容置腔内，且与所述料盘机箱连接，所述直线运动副与所述上料驱动件连接，所述连接部与所述直线运动副连接，所述导柱的一端与所述连接部连接，另一端穿设于所述导向孔并与所述托板连接，在所述上料驱动件的驱动下，所述直线运动副能带动所述托板相对于所述安装板移动。

在其中一个实施例中，所述料盘机构上设有第一承载位及第二承载位，所述托板与所述升降组件设有两组，其中一组所述托板与所述升降组件对应于所述第一承载位，另一组所述托板与所述升降组件对应于所述第二承载位，且所述第一承载位上的所述料盘用于放置所述待加工产品，所述第二承载位上的所述料盘用于放置所述镭雕产品。

在其中一个实施例中，所述料盘机构还包括定位件，所述定位件与所述安装板远离所述容置腔的一侧连接，所述定位件设有多个，环绕所述托板设置。

在其中一个实施例中，所述定位治具包括固定板、垫板、连接板、限位件及定位驱动件，所述固定板位于所述垫板与所述工作台之间，所述垫板用于放置所述待加工产品，所述工作台上开设有通孔，所述连接板穿设于所述通孔，且位于所述固定板与所述定位驱动件之间，所述固定板上开设有定位孔，所述限位件的一端与所述连接板连接，另一端穿设于所述定位孔，所述限位件设有多个，环绕所述连接板设置，所述定位驱动件包括固定部及活动部，所述固定部与所述固定板连接，所述活动部的一端穿设于所述固定部，另一端与所述连接板连接，所述活动部能相对于所述固定部伸缩，以带动所述连接板靠近或远离所述固定板，进而使得所述限位件定位所述待加工产品或远离所述待加工产品。

在其中一个实施例中，所述机械手包括机械臂及吸附组件，所述固定端为所述机械臂的一端，所述机械臂的另一端与所述吸附组件连接，所述吸附组件位于所述自由端处，所述吸附组件用于吸附所述料盘、所述待加工产品及所述镭雕产品。

在其中一个实施例中，所述吸附组件包括连接盘、第一吸附部及第二吸附部，所述连接盘的一侧与所述机械臂连接，另一侧与所述第一吸附部连接，所述第一吸附部包括间隔设置的多个第一吸嘴，所述第一吸嘴用于吸附所述料盘，所述第二吸附部设有多个，间隔排布在所述连接盘的周向上，每个所述第二吸附部包括间隔设置的多个第二吸嘴，所述第二吸嘴用于吸附所述待加工产品及所述镭雕产品。

在其中一个实施例中，还包括如下特征中的至少一个：

所述定位治具及所述镭雕机设有多组，间隔排布在所述工作台上；以及

所述机械手为六轴机械手。

一种采用上述的任一种自动上料镭雕设备的上料镭雕方法，包括如下步骤：

机械手将料盘放置在料盘机构上；

机械手将料盘内的待加工产品放置在定位治具上；

镭雕机将定位治具上的待加工产品打标成镭雕产品；

机械手将镭雕产品放置在料盘上。

上述的自动上料镭雕设备及其上料镭雕方法，机械手不仅能将料盘放到料盘机构上，还能将料盘内的待加工产品放到定位治具上，以供镭雕机对待加工产品进行打标，打标结束后，机械手还能将打标后得到的镭雕产品再放到料盘上。期间，不管是上料过程还是镭雕过程，均是由自动上料镭雕设备自动完成的，无需操作人员参与，有效地保障了操作人员的身体健康。

附图说明

图1为装有待加工产品的料盘的结构示意图；

图2为一实施方式的自动上料镭雕设备的结构示意图；

图3为图2所示的自动上料镭雕设备中料盘机构的结构示意图；

图4为图3所示的料盘机构中升降组件的结构示意图；

图5为图2所示的自动上料镭雕设备中打标机构的结构示意图；

图6为图5所示的打标机构中定位治具的结构示意图；

图7为图2所示的自动上料镭雕设备中机械手机构的结构示意图；

图8为图7所示的机械手机构的局部放大图；

图9为一实施方式的自动上料镭雕方法的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“内”、“外”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1及图2所示，一实施方式的自动上料镭雕设备10用于将待加工产品20打标成镭雕产品，比如：在手机等移动终端的外壳上打上徽标或商标。待加工产品20一般预先存放在料盘30的凹槽32内，凹槽32的形状与待加工产品20的形状相匹配，且一个料盘30上设有多个凹槽32，从而一个料盘30上能够存放多个待加工产品20。打标完成后，自动上料镭雕设备10也会将镭雕产品存放在空置的料盘30上。

自动上料镭雕设备10包括料盘机构100、打标机构200、机械手机构300及控制面板400，料盘机构100包括料盘机箱110，料盘机箱110内安装有第一控制系统，打标机构200包括打标机箱210，打标机箱210内安装有第二控制系统，机械手机构300包括机械手机箱310，机械手机箱310内安装有第三控制系统。第一控制系统、第二控制系统与第三控制系统三者之间相互连接，不仅能够控制各自所对应的机构的自动化工作，也能实现各机构之间的配合工作，而且这三个控制系统均与控制面板400连接，操作人员通过在控制面板400上预先输入程序，便能向各个控制系统发出相应的指令，实现各机构的自动化工作。

在本实施方式中，同时结合图3、图5及图7，料盘机构100用于放置料盘30。打标机构200包括工作台220、定位治具230及镭雕机240，定位治具230及镭雕机240均安装于工作台220上，定位治具230用于放置待加工产品20，镭雕机240用于打标放置在定位治具230上的待加工产品20。机械手机构300包括机械手320，机械手320包括固定端322及自由端324，自由端324能相对于固定端322旋转，以将料盘30放置在料盘机构100上，自由端324还能将待加工产品20放置在定位治具230上，以及将镭雕产品放置在料盘30上。

也即，机械手320不仅能将料盘30放到料盘机构100上，还能将料盘30内的待加工产品20放到定位治具230上，以供镭雕机240对待加工产品20进行打标，打标结束后，机械手320还能将打标后得到的镭雕产品再放到料盘30上。期间，不管是上料过程还是镭雕过程，均是由自动上料镭雕设备自动完成的，无需操作人员参与，有效地保障了操作人员的身体健康。

请参考图3及图4，料盘机构100还包括托板120及升降组件130，料盘机箱110包括安装板112，安装板112上开设有导向孔，料盘机箱110内设有容置腔，容置腔与导向孔连通。托板120位于安装板112远离容置腔的一侧，托板120用于放置料盘30。升降组件130安装于容置腔内，并通过导向孔与托板120连接，升降组件130能带动托板120移动，以靠近或远离安装板112。也即，升降组件130能带动放置在托板120上的料盘30升降。

具体地，升降组件130包括上料驱动件132、直线运动副134、连接部136及导柱138，上料驱动件132位于容置腔内，且与料盘机箱110连接。直线运动副134与上料驱动件132连接，直线运动副134可以为丝杠螺母，也可以为导轨滑块。连接部136与直线运动副134连接，导柱138的一端与连接部136连接，另一端穿设于导向孔并与托板120连接。在上料驱动件132的驱动下，直线运动副134能带动托板120相对于安装板112移动。

进一步，料盘机构100上设有第一承载位140及第二承载位150，托板120与升降组件130设有两组，其中一组托板120与升降组件130对应于第一承载位140，另一组托板120与升降组件130对应于第二承载位150，且第一承载位140上的料盘30用于放置待加工产品20，第二承载位150上的料盘30用于放置镭雕产品。

在本实施方式中，操作人员会预先准备好两组料盘，为方便描述，在这里将这两组料盘分别称为第一组料盘30a和第二组料盘30b，第一组料盘30a内放置有待加工产品，且第一组料盘30a由机械手320放置在与第一承载位140所对应的托板120上。第二组料盘30b为空置料盘，用于放置镭雕产品，且第二组料盘30b由机械手320放置在与第二承载位150所对应的托板120上。

而且，第一组料盘30a和第二组料盘30b均包括多个料盘30，在进行镭雕之前，机械手320会先将第一组料盘30a的多个料盘30层叠放置在第一承载位140上，将第二组料盘30b的多个料盘30层叠放置在第二承载位150上。每当第一承载位140上的一个料盘30空置后，也即一个料盘30内的所有待加工产品20均被机械手320取走后，机械手320就会将这个空置出来的料盘30转移至其他指定位置，接着，升降组件130便会工作，使得与第一承载位140所对应的托板120上升一个预设距离，该预设距离与一个料盘30的厚度相等，以使下一个装有待加工产品20的料盘30上升，而便于机械手320继续转移待加工产品20。同样的，每当第二承载位150上的一个料盘30装满镭雕产品后，机械手便会将这个装满镭雕产品的料盘30转移至其他指定位置，升降组件130会使与第二承载位150对应的托板120上升，而便于机械手320能继续将镭雕产品放置在下一个空置的料盘30上。

值得一提的是，图3中仅示出了第一组料盘30a以及第二组料盘30b中的一个料盘，其余料盘在图中未示出。

可以理解，在其他实施方式中，可以仅有一个承载位，也即只有一组托板120及升降组件130。此时，当料盘30空置出来后，机械手无需将该空置的料盘30转移走，而是在待加工产品20被打标成镭雕产品后，直接将镭雕产品放置在空置的料盘30上，待这个空置的料盘30装满镭雕产品后，机械手320再将料盘30转移至其他指定位置，接着，升降组件130将下一个装有待加工产品20的料盘30上升一个预设距离，以此循环。

为了防止料盘30发生偏移而致使机械手无法取到待加工产品20或是无法将镭雕产品准确地放在凹槽32内，料盘机构100还包括定位件160，定位件160与安装板112远离容置腔的一侧连接。定位件160设有多个，环绕托板120设置。

请参考图5及图6，定位治具230包括固定板231、垫板233、连接板235、限位件237及定位驱动件239，固定板231位于垫板233与工作台220之间，垫板233用于放置待加工产品20。工作台220上开设有通孔，连接板235穿设于通孔，且位于固定板231与定位驱动件239之间。固定板231上开设有定位孔，限位件237的一端与连接板235连接，另一端穿设于定位孔，限位件237设有多个，环绕连接板235设置。定位驱动件239包括固定部2392及活动部2394，固定部2392与固定板231连接，活动部2394的一端穿设于固定部2392，另一端与连接板235连接，活动部2394能相对于固定部2392伸缩，以带动连接板235靠近或远离固定板231，进而使得限位件237定位待加工产品20或远离待加工产品20。

在本实施方式中，定位驱动件239为气缸。在机械手320将待加工产品20放在垫板233之前，活动部2394处于收缩状态。在机械手320将待加工产品20放在垫板233之后，活动部2394会伸长，带动限位件237上升，以在各个方向上定位待加工产品20。等到打标结束后，活动部2394再次收缩，以便于机械手320将镭雕产品取出。

进一步，在本实施方式中，打标机构200共设有两台，分别设于机械手机构300的两侧，且每台打标机构200上的定位治具230及镭雕机240设有多组，间隔排布在工作台220上，这样打标机构200能够同时打标多个待加工产品20，从而能够提高打标效率。当然，在其他实施方式中，打标机构200还可以为一台、三台或是更多台。

请参考图7及图8，机械手320为六轴机械手，包括机械臂330及吸附组件340，固定端322为机械臂330的一端，机械臂330的另一端与吸附组件340连接，吸附组件340位于自由端324处，吸附组件340用于吸附料盘30、待加工产品20及镭雕产品。即，在本实施方式中，机械手320是以吸附的方式转移料盘30、待加工产品20和镭雕产品。在其他实施方式中，机械手320也可以通过抓取的方式转移上述物品，比如在机械臂330的端部安装夹爪。

吸附组件340包括连接盘342、第一吸附部344及第二吸附部346，连接盘342的一侧与机械臂330连接，另一侧与第一吸附部344连接。第一吸附部344包括间隔设置的多个第一吸嘴3442，第一吸嘴3442用于吸附料盘30。第二吸附部346设有多个，间隔排布在连接盘342的周向上，每个第二吸附部346包括间隔设置的多个第二吸嘴3462，第二吸嘴3462用于吸附待加工产品20及镭雕产品。

在本实施方式中，第一吸附部344设有一个，且一个第一吸附部344包括四个第一吸嘴3442。第二吸附部346设有六个，且每个第二吸附部346包括四个第二吸嘴3462。可以理解，在其他实施方式中，第一吸附部344、第二吸附部346、第一吸嘴3442以及第二吸嘴3462的数目均可以根据加工的实际情况确定，只要能够保证所吸附的各物品间不会发生干涉。

如图9所示，本实施方式还提供了一种利用自动上料镭雕设备10的上料镭雕方法，包括如下步骤：

步骤S100，机械手320将料盘30放置在料盘机构100上。

步骤S200，机械手320将料盘30内的待加工产品20放置在定位治具230上。

步骤S300，镭雕机240将定位治具230上的待加工产品20打标成镭雕产品。

步骤S400，机械手320将镭雕产品放置在料盘30上。

该自动上料镭雕方法通过料盘机构100、打标机构200以及机械手320之间的相互配合实现上料过程和镭雕过程的自动化，加工过程中无需操作人员参与，有效地保障了操作人员的身体健康。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种自动上料镭雕设备，用于将待加工产品打标成镭雕产品，所述待加工产品及所述镭雕产品均存放在料盘上，其特征在于，包括：

料盘机构，用于放置所述料盘；

打标机构，包括工作台、定位治具及镭雕机，所述定位治具及所述镭雕机均安装于所述工作台上，所述定位治具用于放置所述待加工产品，所述镭雕机用于打标放置在所述定位治具上的所述待加工产品；以及

机械手，包括固定端及自由端，所述自由端能相对于所述固定端旋转，所述自由端能将所述料盘放置在所述料盘机构上，所述自由端还能将所述待加工产品放置在所述定位治具上，以及将所述镭雕产品放置在所述料盘上。

2.根据权利要求1所述的自动上料镭雕设备，其特征在于，所述料盘机构包括料盘机箱、托板及升降组件，所述料盘机箱包括安装板，所述安装板上开设有导向孔，所述料盘机箱内设有容置腔，所述容置腔与所述导向孔连通，所述托板位于所述安装板远离所述容置腔的一侧，所述托板用于放置所述料盘，所述升降组件安装于所述容置腔内，并通过所述导向孔与所述托板连接，所述升降组件能带动所述托板移动，以靠近或远离所述安装板。

3.根据权利要求2所述的自动上料镭雕设备，其特征在于，所述升降组件包括上料驱动件、直线运动副、连接部及导柱，所述上料驱动件位于所述容置腔内，且与所述料盘机箱连接，所述直线运动副与所述上料驱动件连接，所述连接部与所述直线运动副连接，所述导柱的一端与所述连接部连接，另一端穿设于所述导向孔并与所述托板连接，在所述上料驱动件的驱动下，所述直线运动副能带动所述托板相对于所述安装板移动。

4.根据权利要求2所述的自动上料镭雕设备，其特征在于，所述料盘机构上设有第一承载位及第二承载位，所述托板与所述升降组件设有两组，其中一组所述托板与所述升降组件对应于所述第一承载位，另一组所述托板与所述升降组件对应于所述第二承载位，且所述第一承载位上的所述料盘用于放置所述待加工产品，所述第二承载位上的所述料盘用于放置所述镭雕产品。

5.根据权利要求2所述的自动上料镭雕设备，其特征在于，所述料盘机构还包括定位件，所述定位件与所述安装板远离所述容置腔的一侧连接，所述定位件设有多个，环绕所述托板设置。

6.根据权利要求1所述的自动上料镭雕设备，其特征在于，所述定位治具包括固定板、垫板、连接板、限位件及定位驱动件，所述固定板位于所述垫板与所述工作台之间，所述垫板用于放置所述待加工产品，所述工作台上开设有通孔，所述连接板穿设于所述通孔，且位于所述固定板与所述定位驱动件之间，所述固定板上开设有定位孔，所述限位件的一端与所述连接板连接，另一端穿设于所述定位孔，所述限位件设有多个，环绕所述连接板设置，所述定位驱动件包括固定部及活动部，所述固定部与所述固定板连接，所述活动部的一端穿设于所述固定部，另一端与所述连接板连接，所述活动部能相对于所述固定部伸缩，以带动所述连接板靠近或远离所述固定板，进而使得所述限位件定位所述待加工产品或远离所述待加工产品。

7.根据权利要求1所述的自动上料镭雕设备，其特征在于，所述机械手包括机械臂及吸附组件，所述固定端为所述机械臂的一端，所述机械臂的另一端与所述吸附组件连接，所述吸附组件位于所述自由端处，所述吸附组件用于吸附所述料盘、所述待加工产品及所述镭雕产品。

8.根据权利要求7所述的自动上料镭雕设备，其特征在于，所述吸附组件包括连接盘、第一吸附部及第二吸附部，所述连接盘的一侧与所述机械臂连接，另一侧与所述第一吸附部连接，所述第一吸附部包括间隔设置的多个第一吸嘴，所述第一吸嘴用于吸附所述料盘，所述第二吸附部设有多个，间隔排布在所述连接盘的周向上，每个所述第二吸附部包括间隔设置的多个第二吸嘴，所述第二吸嘴用于吸附所述待加工产品及所述镭雕产品。

9.根据权利要求1所述的自动上料镭雕设备，其特征在于，还包括如下特征中的至少一个：

所述定位治具及所述镭雕机设有多组，间隔排布在所述工作台上；以及

所述机械手为六轴机械手。

10.一种采用如权利要求1-9任一项所述的自动上料镭雕设备的上料镭雕方法，其特征在于，包括如下步骤：

机械手将料盘放置在料盘机构上；

机械手将料盘内的待加工产品放置在定位治具上；

镭雕机将定位治具上的待加工产品打标成镭雕产品；

机械手将镭雕产品放置在料盘上。