CN109176123B - 机床自动上下料装置及上下料控制方法 - Google Patents

机床自动上下料装置及上下料控制方法 Download PDF

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Abstract

一种机床自动上下料装置，包括升降装置和控制器；升降装置包括移动装置、以及安装在移动装置上的取料件和托料件；移动装置用于驱动托料件升降，和用于驱动取料件移动至托料件处或从托料件处离开；取料件为吸取件，控制器用于控制移动装置进行驱动或停止驱动，和用于控制取料件吸取工件或松开工件。本发明的机床自动上下料装置，可以实现工件的自动上下料，大大降低了工人的劳动强度，增加了生产安全性。

Description

机床自动上下料装置及上下料控制方法
技术领域
本发明涉及一种机械运输装置及其控制方法，尤其涉及一种机床上下料装置及其控制方法。
背景技术
实际生产中，工件在车床、冲床等机床进行加工时，通常由工人人手进行上下料，尤其在生产体积和重量较大的工件时，劳动强度极大且安全性较低。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种机床自动上下料装置，以解决上述问题中的至少一个。根据本发明的一个方面，提供了一种机床自动上下料装置，包括升降装置和控制器；升降装置包括移动装置、以及安装在移动装置上的取料件和托料件；
移动装置用于驱动托料件升降，和用于驱动取料件移动至托料件处或从托料件处离开；
取料件为吸取件，
控制器用于控制移动装置进行驱动或停止驱动，和用于控制取料件吸取工件或松开工件。
本发明的机床自动上下料装置，可以实现工件的自动上下料，大大降低了工人的劳动强度，增加了生产安全性。
在一些实施方式中，还包括水平输送装置，水平输送装置包括第一输送装置和第二输送装置，第一输送装置与第二输送装置上下错位衔接，第一输送装置的第二端位于升降装置的上部，第二输送装置的第一端位于升降装置的下部；
移动装置设置成驱动托料件在第一输送装置的第二端与第二输送装置的第一端之间升降；和驱动取料件在第一输送装置的第二端与托料件之间移动。
由此，由水平输送装置将工件运送至升降装置进行升降，然后将工件送出，能够更好跟机床或其他上下游的装置进行送料连接，使生产线运行更顺畅。
在一些实施方式中，移动装置包括第一水平移动装置、第一竖直移动装置和第二竖直移动装置；
第一水平移动装置安装在第一输送装置的第二端的上方；
第一竖直移动装置安装在第一水平移动装置上，第一水平移动装置用于驱动而在第一输送装置的第二端以及第二输送装置的第一端之间水平移动；
取料件安装在第一竖直移动装置上，可由第一竖直移动装置驱动而上下移动；
第二竖直移动装置固定安装在第二输送装置的第一端的上方，托料件安装在第二竖直移动装置上，可由第二竖直移动装置驱动而上下移动。
由此，通过设置相互衔接的第一水平移动装置、第一竖直移动装置和第二竖直移动装置，实现托料件和取料件的平稳移动。
在一些实施方式中，升降装置还包括第一传感器、第二传感器、第三传感器和第四传感器；第一传感器和第二传感器分别固定在第二竖直移动装置的固定机架上，并靠近第一输送装置的第二端处上下设置；第三传感器和第四传感器分别固定在第二竖直移动装置的固定机架上，并靠近第二输送装置的第一端处上下设置；
控制器配置成根据第三传感器的信号，判断第二输送装置的第一端是否有工件；根据第一传感器的信号，判断位于最顶端的工件的位置是否处于取料件的工作位置；和根据第二传感器和第四传感器的信号，控制第二竖直移动装置驱动托料件上下移动。
由此，可以通过第二传感器和第四传感器对托料件是否到位进行检测，通过第一传感器和第三传感器检测工件是否到位进行检测，便于实现自动化控制。
在一些实施方式中，升降装置还包括第五传感器、第六传感器、第七传感器和第八传感器；第五传感器和第六传感器分别固定在第一水平移动装置的固定机架上，第五传感器位于第一输送装置的第二端上方，第六传感器位于第一输送装置的第一端的上方；第七传感器和第八传感器分别上下安装在第一竖直移动装置的固定机架上；
控制器还配置成根据第五传感器和第六传感器的信号，控制第一水平移动装置驱动取料件水平移动；和根据第七传感器和第八传感器的信号，控制第一竖直移动装置驱动取料件上下移动。
由此，可以通过第五传感器和第六传感器检测取料件的水平移动是否到位，通过第七传感器和第八传感器检测取料件的上下移动是否到位，便于实现自动化控制。
在一些实施方式中，第一输送装置上还设有第九传感器，控制器还配置成根据第九传感器的信号判断第一输送装置的第二端上是否有工件。由此，可以通过第九传感器检测工件是否已离开第一输送装置的第二端，便于实现自动化控制。
在一些实施方式中，取料件为真空吸取件或磁力吸取件，其包括多个呈等间距圆周分布的吸盘，吸盘的径向位置可调节。由此，能够增加吸取圆形或圆环形工件时的稳定性。
本发明还提供一种上述机床自动上下料装置的上料控制方法，包括以下步骤：
S1：控制器判断位于升降装置的下部的托料件上是否有工件，若有，执行S2；
S2：控制器判断位于最顶端的工件的位置是否处于取料件的工作位置，若是，直接执行S3；若否，控制托料件上升，以将最顶端的工件移动至取料件的工作位置，执行S3；
S3：控制取料件动作，以将托料件上的工件转移到托料件之外；
S4：循环执行S2和S3，直至控制器接收到托料件到达最高位置的信号，执行S5；
S5：控制器控制托料件下降。
由此，可以实现工件的自动上料，大大降低了工人的劳动强度，增加了生产安全性。
本发明还提供一种上述机床自动上下料装置的上料控制方法，包括以下步骤：
S1：控制器判断第二输送装置的第一端的托料件上是否有工件，若有，执行S2；
S2：控制器判断位于最顶端的工件的位置是否处于取料件的工作位置，若是，直接执行S3；若否，控制托料件上升，以将最顶端的工件移动至取料件的工作位置，执行S3；
S3：控制取料件动作，以将托料件上的工件转移到第一输送装置的第二端上；
S4：循环执行S2和S3，直至控制器接收到托料件到达最高位置的信号，执行S5；
S5：控制器控制托料件下降至第二输送装置的第一端处。
由此，通过水平输送装置将工件运送至升降装置进行升降，然后将工件送出，能够更好跟机床或其他上下游的装置进行送料连接，使生产线运行更顺畅。
本发明还提供一种上述机床自动上下料装置的上料控制方法，包括以下步骤：
S1：控制器判断第二输送装置的第一端是否有工件，若有，执行S2；
S2：控制器判断位于最顶端的工件的位置是否处于取料件的工作位置，若是，直接执行S3；若否，控制第二竖直移动装置驱动托料件上升，以将最顶端的工件移动至取料件的工作位置，执行S3；
S3：控制第一水平移动装置以及第一竖直移动装置来驱动取料件动作，以将托料件上的工件转移到第一输送装置的第二端上；
S4：循环执行S2和S3，直至控制器接收到托料件到达最高位置的信号，执行S5；
S5：控制器控制第二竖直移动装置驱动托料件下降至第二输送装置的第一端处。
由此，通过控制相互衔接的第一水平移动装置、第一竖直移动装置和第二竖直移动装置，实现托料件和取料件的平稳移动的自动化控制。
在一些实施方式中，S3实现为：
控制器控制取料件从初始位置移动至工件上；
控制器控制取料件转移工件：控制器控制取料件吸取托料件上的工件；控制器控制第一竖直移动装置驱动取料件上升，再控制第一水平移动装置驱动取料件水平移动，以将取料件移动至第一输送装置的第二端上方；控制器控制第一竖直移动装置驱动取料件下降，直至工件放置在第一输送装置的第二端上，再控制取料件松开工件；
控制器控制取料件回到初始位置。
由此，通过控制取料件、第一水平移动装置和第一竖直移动装置，实现取料件转移工件的自动化控制。
本发明还提供一种上述机床自动上下料装置的上料控制方法，包括以下步骤：
S1：控制器根据第三传感器的信号，判断第二输送装置的第一端是否有工件，若有，执行S2；
S2：控制器根据第一传感器的信号，判断位于最顶端的工件的位置是否处于取料件的工作位置，若是，直接执行S3；若否，控制第二竖直移动装置驱动托料件上升，以将最顶端的工件移动至取料件的工作位置，执行S3；
S3：控制第一水平移动装置以及第一竖直移动装置来驱动取料件动作，以将托料件上的工件转移到第一输送装置的第二端上；
S4：循环执行S2和S3，直至控制器接收到第二传感器的信号，以判断托料件到达最高位置，执行S5；
S5：控制器控制第二竖直移动装置驱动托料件下降，直至接收到第四传感器的信号，使托料件停在第二输送装置的第一端处。
由此，通过第二传感器和第四传感器对托料件是否到位进行检测，以及通过第一传感器和第三传感器检测工件是否到位进行检测，实现自动化控制。
在一些实施方式中，第一输送装置上还设有第九传感器；在S3中，将托料件上的工件转移到第一输送装置的第二端上后，还包括：控制器根据第九传感器的信号判断第一输送装置的第二端上是否有工件，若是，则执行S4。
由此，通过第九传感器检测工件是否已离开第一输送装置的第二端，实现自动化控制。
本发明还提供一种上述机床自动上下料装置的下料控制方法，包括以下步骤：
S1：控制器判断升降装置的上部是否有工件，若有，控制器控制取料件动作，以将工件转移到托料件上，执行S2；
S2：控制器判断位于最顶端的工件的位置是否处于取料件的工作位置，若否，直接执行S3；若是，控制托料件下降一个工件的高度，执行S3；
S3：循环执行S1和S2，直至控制器接收到信号，判断托料件承载的工件达到预设的最大数量，则控制托料件下降；或，循环执行S1和S2，直至控制器接收到托料件到达最低位置的信号。
由此，可以实现工件的自动下料，大大降低了工人的劳动强度，增加了生产安全性。
本发明还提供一种上述机床自动上下料装置的下料控制方法，包括以下步骤：
S1：控制器判断第一输送装置上是否有工件，若有，控制器控制取料件动作，以将工件转移到托料件上，执行S2；
S2：控制器判断位于最顶端的工件的位置是否处于取料件的工作位置，若否，直接执行S3；若是，控制托料件下降一个工件的高度，执行S3；
S3：循环执行S1和S2，直至控制器接收到信号，判断托料件承载的工件达到预设的最大数量，则控制托料件下降至第二输送装置的第一端处，执行S4；或，循环执行S1和S2，直至控制器接收到托料件到达第二输送装置的第一端处的信号，执行S4；S4：控制器判断托料件上是否有工件，若无，控制托料件上升。
由此，通过水平输送装置将工件运送至升降装置进行升降，然后将工件送出，能够更好跟机床或其他上下游的装置进行送料连接，使生产线运行更顺畅。
本发明还提供一种上述机床自动上下料装置的下料控制方法，包括以下步骤：
S1：控制器判断第一输送装置上是否有工件，若有，控制第一水平移动装置以及第一竖直移动装置来驱动取料件动作，以将工件转移到托料件上，执行S2；
S2：控制器判断位于最顶端的工件的位置是否处于取料件的工作位置，若否，直接执行S3；若是，控制第二竖直移动装置驱动托料件下降一个工件的高度，执行S3；
S3：循环执行S1和S2，直至控制器接收到信号，判断托料件承载的工件达到预设的最大数量，则控制第二竖直移动装置驱动托料件下降至第二输送装置的第一端处，执行S4；或，循环执行S1和S2，直至控制器接收到托料件到达第二输送装置的第一端处的信号，执行S4；
S4：控制器判断托料件上是否有工件，若无，控制第二竖直移动装置驱动托料件上升。
由此，通过控制相互衔接的第一水平移动装置、第一竖直移动装置和第二竖直移动装置，实现托料件和取料件的平稳移动的自动化控制。
在一些实施方式中，在S1中，控制第一水平移动装置以及第一竖直移动装置来驱动取料件动作，以将工件转移到托料件上，实现为：
控制器控制取料件从初始位置移动至至工件上；
控制器控制取料件转移工件：控制器控制取料件吸取第一输送装置上的工件；控制器控制第一竖直移动装置驱动取料件上升，再控制第一水平移动装置驱动取料件水平移动，以将取料件移动至托料件上方，再控制第一竖直移动装置驱动取料件下降，直至工件放置在托料件上，再控制取料件松开工件；
控制器控制取料件回到初始位置。
由此，通过控制取料件、第一水平移动装置和第一竖直移动装置，实现取料件转移工件的自动化控制。
本发明还提供一种上述机床自动上下料装置的下料控制方法，包括以下步骤：
S1：控制器判断第一输送装置上是否有工件，若有，控制第一水平移动装置以及第一竖直移动装置来驱动取料件动作，以将工件转移到托料件上，执行S2；
S2：控制器根据第一传感器的信号，判断位于最顶端的工件的位置是否处于取料件的工作位置，若否，直接执行S3；若是，控制第二竖直移动装置驱动托料件下降一个工件的高度；控制器内计数加一，执行S3；
S3：循环执行S1和S2，直至控制器内计数达到托料件承载工件的预设最大数量，则控制第二竖直移动装置驱动托料件下降，直至接收到第四传感器的信号，使托料件停在第二输送装置的第一端处，执行S4；或，循环执行S1和S2，直至控制器接收到第四传感器的信号，执行S4；
S4：控制器根据第三传感器判断托料件上是否有工件，若无，控制第二竖直移动装置驱动托料件上升，直至控制器接收到第二传感器的信号，使托料件停在最高位置处。
由此，通过第二传感器和第四传感器对托料件是否到位进行检测，以及通过第一传感器和第三传感器检测工件是否到位进行检测，实现自动化控制。
在一些实施方式中，第一输送装置上还设有第九传感器；在S1中，控制器判断第一输送装置上是否有工件，是根据第九传感器的信号进行判断的。由此，通过第九传感器检测第一输送装置上是否有加工后的工件，实现自动化控制。
附图说明
图1为本发明实施例一的机床自动上下料装置的立体图；
图2为图1所示机床自动上下料装置的主视图；
图3为图2所示机床自动上下料装置的左视图；
图4为图3所示机床自动上下料装置的俯视图；
图5为本发明实施例二的机床自动上下料装置的主视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
图1-4示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的机床自动上下料装置，该机床自动上下料装置可用于车床、冲床或其他机床的上下料，既可以作为上料机构，也可以作为下料机构，在本实施例中作为上料机构使用。
该机床自动上下料装置，包括水平输送装置、升降装置和控制器(图中未示出)，该控制器与升降装置电连接，用于控制升降装置的运作。
该水平输送装置包括第一输送装置11和第二输送装置12，第一输送装置11用于与机床衔接，其高度可设置为与其需要衔接的机床相当的高度，该高度高于第二输送装置12的高度，第二输送装置12用于输入工件，其位于低处可便于工人安放工件。第一输送装置11的第二端位于第二输送装置12的第一端的斜上方，两者上下错位衔接，即第一输送装置11和第二输送装置12在水平方向上相互衔接(也可以有一定间隙或间隔)，但两者高度不同，形成上下错位。该水平输送装置具体由滚筒和驱动装置组成，该驱动装置可以是电机。该第一输送装置11上还设有第九传感器13，用于检测其安装位置上是否有工件。具体地，该第九传感器13安装在第一输送装置11的第二端，用于检测工件是否已经由第一输送装置11运走，确保没有工件堆积(其他实施方式中，也可以设置在第一输送装置11中部或第一端)。具体地，第九传感器13配置为，当物体进入其感应范围时，不发送信息，当物体离开感应范围时，则发送信息至控制器。优选地，第九传感器13采用对射型光电传感器，其包括发射端和接收端，发射端发射光线，由接收端接收，当工件位于两端之间，则会遮挡光线，则传感器发送信号至控制器，当接收端接收到光线时，则不发送信号。
该升降装置设置在第一输送装置11的第二端以及第二输送装置12的第一端的衔接处，用于第一输送装置11和第二输送装置12的衔接。该升降装置包括取料件21、托料件22、移动装置和传感器，该移动装置包括第一水平移动装置231、第一竖直移动装置232和第二竖直移动装置233，该传感器包括第一传感器241、第二传感器242、第三传感器243、第四传感器244、第五传感器245、第六传感器246、第七传感器247和第八传感器248。具体地，该第一传感器241、第二传感器242、第三传感器243、第四传感器244、第五传感器245、第六传感器246、第七传感器247和第八传感器248配置为，当物体进入其感应范围时，发送信息至控制器，当物体离开感应范围时，则不发送信息。
该取料件21由第一水平移动装置231和第一竖直移动装置232驱动，用于对工件在第一输送装置11的第二端与托料件22之间进行转移。该取料件21可以是抓取装置，也可以是吸取装置，例如真空吸取件或磁力吸取件，优选地，该取料件21为磁力吸取件，其包括多个调节臂211以及与其一一对应的磁铁吸盘212(若采用真空吸取件，则为真空吸盘)，多个调节臂211呈等间距圆周分布，磁铁吸盘212分别安装在调节臂211上，其沿调节臂211的径向位置可调节。具体地，调节臂211可以设置为三个或以上，本实施例中为三个。这种结构的取料件尤其适用于圆形或环形工件的拾取，能够大大增加拾取的稳定性。
该托料件22由第二竖直移动装置233驱动，用于承托工件在第一输送装置11的第二端与第二输送装置12的第一端之间进行升降。优选地，托料件22为设有条形孔的板状结构，条形孔的形状大小与滚筒的形状大小适配，托料件22可嵌入到滚筒之间，可将工件放置在滚筒上，使工件随滚筒运走，或将随滚筒运来的工件托起。
该第一水平移动装置231固定安装在第一输送装置11的第二端以及第二输送装置12的第一端的上方；第一竖直移动装置232安装在第一水平移动装置231上，可由第一水平移动装置231驱动而在第一输送装置11的第二端以及第二输送装置12的第一端的上方之间水平移动；取料件21安装在第一竖直移动装置232上，可由第一竖直移动装置232驱动而竖直移动；第二竖直移动装置233固定安装在第二输送装置12的第一端的上方，托料件22安装在第二竖直移动装置233上，可由第二竖直移动装置233驱动而竖直移动。该第一水平移动装置231、第一竖直移动装置232和第二竖直移动装置233，可采用本领域常用的移动结构，其包括固定机架或导轨、驱动装置以及受其驱动的活动部件，具体可采用电机驱动的丝杆结构，或采用气缸或油缸驱动活塞轴运动的结构，本实施例优选后者。
第一传感器241和第二传感器242上下固定(即第一传感器241在上，第二传感器242在下)在第二竖直移动装置233的固定机架的上端，大致位于第一输送装置11的高度处，第三传感器243和第四传感器244上下固定(即第三传感器243在上，第四传感器244在下)在第二竖直移动装置233的固定机架的下端，大致位于第二输送装置12的高度处。其中，第二传感器242和第四传感器244用于检测托料件22是否到位，当检测到托料件22进入感应范围时，传送信号至控制器，控制器控制第二竖直移动装置233，使托料件22停在第二传感器242或第四传感器244处。优选地，该第二传感器242和第四传感器244采用接近传感器，当托料件22进入其感应范围时，发送信号至控制器，否则，不发送信号。具体地，该第二传感器242设置为与第一输送装置11平齐，该第四传感器244设置为与第二输送装置12平齐。该第一传感器241和第三传感器243用于检测其安装位置上是否有工件，当检测到工件进入感应范围时，传送信号至控制器。优选地，该第一传感器241和第三传感器243采用对射型光电传感器。具体地，该第一传感器241设置在第二传感器242的上方，两者距离约为一个工件的高度，该第三传感器243设置在第四传感器244的上方，两者距离也约为一个工件的高度。
该第五传感器245和第六传感器246分别安装在第一水平移动装置231的固定机架部分的水平方向上的两端，并分别位于第一输送装置11的第二端以及第一输送装置11的第一端的上方；第七传感器247和第八传感器248分别上下安装在第一竖直移动装置232的固定机架上。其中，第五传感器245和第六传感器246用于检测取料件21的水平位置是否到位，当检测到取料件21进入感应范围时，传送信号至控制器，控制器控制第一水平移动装置231，使取料件21停在第五传感器245或第六传感器246处。该第七传感器247和第八传感器248用于检测取料件21的竖直位置是否到位，当检测到取料件21进入感应范围时，传送信号至控制器，控制器控制第一竖直移动装置232，使取料件21停在第七传感器247或第八传感器248处。该第五传感器245、第六传感器246、第七传感器247和第八传感器248可以采用对射型光电传感器或接近传感器。
下面对工作过程进行说明。上料过程中，工件从位于低处的第二输送装置12送入，经过升降装置，来到位于高处的第一输送装置11，然后转移到机床上进行加工。假设取料件21的初始位置为第五传感器245以及第七传感器247处，托料件22的初始位置为第四传感器244处，在其他实施方式中，初始位置可以有不同的设置，例如取料件21的初始位置为第六传感器246以及第七传感器247处，托料件22的初始位置为第二传感器242处。本发明的机床自动上下料装置可进行批量上料或下料，即在一次工作过程中可对一组多个工件进行送料，本实施例中以一组工件十个为例进行说明，其从上往下叠放，分别为第一工件、第二工件……最后工件(第十工件)。在实际加工过程中，每组的工件数量根据包装情况会有所不同，每一批次都可能变化。
本实施例的机床自动上下料装置的上料过程如下：
步骤11：第二输送装置12将一组叠放的待加工工件运送到位于第二输送装置12第一端的托料件22上，第三传感器243向控制器发送信号。
步骤12：控制器控制第二竖直移动装置233驱动托料件22上升，直至位于最顶端的第一工件上升至第一传感器241处，第一传感器241向控制器发送信号，控制器收到信号后控制第二竖直移动装置233使托料件22停下。
步骤13：控制器控制移动装置驱动取料件21从初始位置移动至工件上：控制器控制第一水平移动装置231驱动取料件21水平移动至第六传感器246处，第六传感器246向控制器发送信号，控制器收到信号后控制第一水平移动装置231使取料件21停下(在其他实施方式中，若取料件21的初始位置在第六传感器246处，即控制器已接收到第六传感器246的信号，则无需执行此动作)，并控制第一竖直移动装置驱动取料件21竖直下降至第八传感器248处，第八传感器248向控制器发送信号，控制器收到信号后控制第一竖直移动装置使取料件21停下；
控制器控制取料件21转移工件：控制器控制取料件21的磁铁吸盘212通电，吸取第一工件；控制器控制第一竖直移动装置驱动取料件21竖直上升至第七传感器247处，第七传感器247向控制器发送信号，控制器收到信号后控制第一竖直移动装置使取料件21停下，并控制第一水平移动装置231驱动取料件21水平移动至第五传感器245处，第五传感器245向控制器发送信号，控制器收到信号后控制第一水平移动装置231使取料件21停下；控制器控制第一竖直移动装置驱动取料件21竖直下降至第八传感器248处，第八传感器248向控制器发送信号，控制器收到信号后控制第一竖直移动装置使取料件21停下，并控制取料件21的磁铁吸盘212断电，放下第一工件；
控制器控制移动装置驱动取料件21回到初始位置：控制器控制第一竖直移动装置驱动取料件21竖直上升至第七传感器247处，第七传感器247向控制器发送信号，控制器收到信号后控制第一竖直移动装置使取料件21停下，使取料件21回到初始位置(在其他实施方式中，若取料件21的初始位置在第六传感器246处，则控制器还需控制第一水平移动装置231驱动取料件21水平移动至第六传感器246处，第六传感器246向控制器发送信号，控制器收到信号后控制第一水平移动装置231使取料件21停下)。
步骤14：另一方面，当第一工件离开第一传感器241处时，第一传感器241即不再发送信号，控制器不再接收到信号时(可确保第一工件已经从第一传感器241处移走)，控制第二竖直移动装置233驱动托料件22上升，直至第二工件上升至第一传感器241处，第一传感器241向控制器发送信号，控制器接收到信号后控制第二竖直移动装置233使托料件22停下。
步骤15：第一工件由第一输送装置11运送离开第九传感器13处时，第九传感器13即不再发送信号。
步骤16：控制器不再接收到第九传感器13的信号时(可确保第一工件已经从第九传感器13处移走)，控制取料件21取第二工件。
步骤17：重复工件转移(从托料件22转移到第一输送装置11)的步骤13-16，转移第二工件至第九工件，直至取料件21吸取最后工件。
步骤18：最后工件离开第一传感器241处时，第一传感器241即不再发送信号，控制器控制第二竖直移动装置233驱动托料件22上升，直至托料件22上升至第二传感器242处，第二传感器242向控制器发送信号，控制器收到信号后控制第二竖直移动装置233使托料件22停下，并下降，直至托料件22下降至第四传感器244处，第四传感器244向控制器发送信号，控制器收到信号后控制第二竖直移动装置233使托料件22停下。至此，托料件22回到初始位置；等待下一轮上料工作。
在其他实施方式中，若每组的工件数量均相同，也可以采用控制器内置的计数模块代替第二传感器242，来提示本组工件转移完毕，托料件22可下降回到初始位置。具体过程如下：每转移一个工件，控制器内计数增加一；在步骤18中，当最后工件离开第一传感器241处时，第一传感器241向控制器发送信号，控制器内的计数增加至预设最大数量(即预设的每组工件数量)，则控制器控制第二竖直移动装置233驱动托料件22下降，直至托料件22下降至第四传感器244处，第四传感器244向控制器发送信号，控制器控制第二竖直移动装置233使托料件22停下。
在其他实施方式中，若一组工件叠放后的高度恰好令最顶端的第一工件直接位于第一传感器241处，则在步骤12中，托料件22无需上升使第一工件位于第一传感器241处。根据不同的情况，控制器可作出判断，过程如下：步骤12，若控制器未接收到第一传感器241的信号，则控制第二竖直移动装置233驱动托料件22上升，当接收到第一传感器241的信号时停下，若控制器已接收到第一传感器241的信号，则不执行动作。
实施例二
本实施例中，该机床自动上下料装置作为下料机构使用。下料过程中，加工后的工件从机床转移到与其高度相当的第一输送装置11上，经过升降装置，来到位于低处的第一输送装置11输出。作为下料机构使用的该机床自动上下料装置，其结构可以与实施例一中作为上料机构使用时完全相同，也可以作出一些适应性调整。例如，如图5所示，第九传感器13可以设置在第一输送装置11的第一端，以提前获得工件的来料信息，便于升降装置提前做好工作准备。
下面对工作过程进行说明。假设取料件21的初始位置为第五传感器245以及第七传感器247处，托料件22的初始位置为第二传感器242处，在其他实施方式中，初始位置可以有不同的设置，例如取料件21的初始位置为第六传感器246以及第七传感器247处，托料件22的初始位置为第四传感器244处。
本实施例的机床自动上下料装置的下料过程如下：
步骤21：第一输送装置11将加工后的第一工件运送到第九传感器13处，第九传感器13向控制器发送信号。
步骤22：控制器控制移动装置驱动取料件21从初始位置移动至工件上：控制器控制第一竖直移动装置驱动取料件21竖直下降至第八传感器248处，第八传感器248向控制器发送信号，控制器控制第一竖直移动装置使取料件21停下(在其他实施方式中，若取料件21的初始位置在第六传感器246处，则控制器需首先控制第一水平移动装置231驱动取料件21水平移动至第六传感器246处，第六传感器246向控制器发送信号，控制器收到信号后控制第一水平移动装置231使取料件21停下，然后再控制第一竖直移动装置驱动取料件21竖直下降至第八传感器248处)；
控制器控制取料件21转移工件：控制器控制取料件21的磁铁吸盘212通电，吸取第一工件；控制器控制第一竖直移动装置驱动取料件21竖直上升至第七传感器247处，第七传感器247向控制器发送信号，控制器控制第一竖直移动装置使取料件21停下，并控制第一水平移动装置231驱动取料件21水平移动至第六传感器246处，第六传感器246向控制器发送信号，控制器控制第一水平移动装置231使取料件21停下；控制器控制第一竖直移动装置驱动取料件21竖直下降至第八传感器248处，第八传感器248向控制器发送信号，控制器控制第一竖直移动装置使取料件21停下，并控制取料件21的磁铁吸盘212断电，放下第一工件；
控制器控制移动装置驱动取料件21回到初始位置：控制器控制第一竖直移动装置驱动取料件21竖直上升至第七传感器247处，第七传感器247向控制器发送信号，控制器控制第一竖直移动装置使取料件21停下；控制器控制第一水平移动装置231驱动取料件21水平移动至第五传感器245处，第五传感器245向控制器发送信号，控制器控制第一水平移动装置231使取料件21停下，使取料件21回到初始位置(在其他实施方式中，若取料件21的初始位置在第六传感器246处，即控制器已接收到第六传感器246的信号，则无需执行此动作)。
步骤23：第一工件被放置在托料件22上，其位于第一传感器241处，第一传感器241向控制器发送信号，控制器控制第二竖直移动装置233驱动托料件22下降，直至第一工件离开第一传感器241处，第一传感器241向控制器发送信号，控制器控制第二竖直移动装置233使托料件22停下。
步骤24：第一输送装置11将机床加工后的第二工件运送到第九传感器13处，第九传感器13向控制器发送信号。
步骤25：重复工件转移(从第一输送装置11转移到托料件22)步骤22-24，转移第二工件至第九工件，每转移一个工件，控制器内计数增加一，直至计数增加至预设的工件最大数量，即取料件21转移最后工件。
步骤26：最后工件被放置到托料件22后，其位于第一传感器241处，第一传感器241向控制器发送信号，控制器控制第二竖直移动装置233驱动托料件22下降，直至托料件22下降至第四传感器244处，第四传感器244向控制器发送信号，控制器控制第二竖直移动装置233使托料件22停下。
步骤27：该组叠放的已加工工件随托料件22下降到第三传感器243处，第三传感器243向控制器发送信号，当工件由第二输送装置12运送离开第三传感器243处，第三传感器243不再向控制器发送信号，此时，控制器控制第二竖直移动装置233驱动托料件22上升，直至托料件22上升至第二传感器242处，第二传感器242向控制器发送信号，控制器控制第二竖直移动装置233使托料件22停下。至此，托料件22回到初始位置，等待下一轮上料工作。
在其他实施方式中，也可以采用一个固定在第二竖直移动装置233上的第十传感器来代替控制器内的计数模块，来提示本组工件转移完毕，托料件22可下降到第四传感器244处放料。该第十传感器设置在第二传感器242下方，对应于托料件22满载一组工件后所下降到的高度，当托料件22下降至第十传感器时，控制器收到第十传感器的信号后即控制托料件22下降。
在其他实施方式中，若一组工件叠放后的高度恰好令托料件22下降至最底端(即位于第四传感器244处)，则在步骤26中，托料件22无需下降至第四传感器244处。根据不同的情况，控制器可作出判断，过程如下：步骤26，当最后工件被放置到托料件22后，其位于第一传感器241处，第一传感器241向控制器发送信号，此时，若控制器未接收到第四传感器244的信号，即托料件22位于第四传感器244的上方时，控制器控制第二竖直移动装置233驱动托料件22下降，直至托料件22下降至第四传感器244处，第四传感器244向控制器发送信号，控制器控制第二竖直移动装置233使托料件22停下，若控制器已接收到第四传感器244的信号，即托料件22已经下降至第四传感器244处，则不执行动作。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，或对上述技术方案进行自由组合，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种机床自动上下料装置，其特征在于：包括升降装置和控制器；所述升降装置包括移动装置、以及安装在所述移动装置上的取料件(21)和托料件(22)；
所述移动装置用于驱动所述托料件(22)升降，和用于驱动所述取料件(21)移动至所述托料件(22)处或从所述托料件(22)处离开；
所述取料件(21)为吸取件；
所述控制器用于控制所述移动装置进行驱动或停止驱动，和用于控制所述取料件(21)吸取工件或松开工件；
所述机床自动上下料装置还包括水平输送装置，所述水平输送装置包括第一输送装置(11)和第二输送装置(12)，所述第一输送装置(11)与所述第二输送装置(12)上下错位衔接，所述第一输送装置(11)的第二端位于所述升降装置的上部，所述第二输送装置(12)的第一端位于所述升降装置的下部；
所述移动装置设置成驱动所述托料件(22)在所述第一输送装置(11)的第二端与所述第二输送装置(12)的第一端之间升降；和驱动所述取料件(21)在所述第一输送装置(11)的第二端与所述托料件(22)之间移动；
所述移动装置包括第一水平移动装置(231)、第一竖直移动装置(232)和第二竖直移动装置(233)；
所述第一水平移动装置(231)安装在所述第一输送装置(11)的第二端的上方；
所述第一竖直移动装置(232)安装在所述第一水平移动装置(231)上，所述第一水平移动装置(231)用于驱动而在所述第一输送装置(11)的第二端以及所述第二输送装置(12)的第一端之间水平移动；
所述取料件(21)安装在所述第一竖直移动装置(232)上，由所述第一竖直移动装置(232)驱动而上下移动；
所述第二竖直移动装置(233)固定安装在所述第二输送装置(12)的第一端的上方，所述托料件(22)安装在所述第二竖直移动装置(233)上，由所述第二竖直移动装置(233)驱动而上下移动；
所述升降装置还包括第一传感器(241)、第二传感器(242)、第三传感器(243)和第四传感器(244)；所述第一传感器(241)和第二传感器(242)分别固定在所述第二竖直移动装置(233)的固定机架上，并靠近第一输送装置(11)的第二端处上下设置；所述第三传感器(243)和第四传感器(244)分别固定在所述第二竖直移动装置(233)的固定机架上，并靠近第二输送装置(12)的第一端处上下设置；
所述控制器配置成根据所述第三传感器(243)的信号，判断所述第二输送装置的第一端是否有工件；根据所述第一传感器(241)的信号，判断位于最顶端的工件的位置是否处于取料件(21)的工作位置；和根据所述第二传感器(242)和第四传感器(244)的信号，控制第二竖直移动装置(233)驱动所述托料件(22)上下移动；
所述升降装置还包括第五传感器(245)、第六传感器(246)、第七传感器(247)和第八传感器(248)；所述第五传感器(245)和第六传感器(246)分别固定在所述第一水平移动装置(231)的固定机架上，所述第五传感器(245)位于第一输送装置(11)的第二端上方，所述第六传感器(246)位于第一输送装置(11)的第一端的上方；所述第七传感器(247)和第八传感器(248)分别上下安装在所述第一竖直移动装置(232)的固定机架上；
所述控制器还配置成根据第五传感器(245)和第六传感器(246)的信号，控制第一水平移动装置(231)驱动取料件(21)水平移动；和根据第七传感器(247)和第八传感器(248)的信号，控制第一竖直移动装置(232)驱动取料件(21)上下移动。
2.根据权利要求1所述的机床自动上下料装置，其特征在于：所述第一输送装置(11)上还设有第九传感器(13)，所述控制器还配置成根据所述第九传感器(13)的信号判断所述第一输送装置(11)上是否有工件。
3.根据权利要求1所述的机床自动上下料装置，其特征在于：所述取料件(21)为真空吸取件或磁力吸取件，其包括多个呈等间距圆周分布的吸盘，所述吸盘的径向位置可调节。
4.根据权利要求1所述的机床自动上下料装置的上料控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：控制器判断位于所述升降装置的下部的托料件(22)上是否有工件，若有，执行S2；
S2：控制器判断位于最顶端的工件的位置是否处于取料件(21)的工作位置，若是，直接执行S3；若否，控制托料件(22)上升，以将最顶端的工件移动至取料件(21)的工作位置，执行S3；
S3：控制取料件(21)动作，以将托料件(22)上的工件转移到托料件(22)之外；
S4：循环执行S2和S3，直至控制器接收到托料件(22)到达最高位置的信号，执行S5；
S5：控制器控制托料件(22)下降。
5.根据权利要求1所述的机床自动上下料装置的上料控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：控制器判断第二输送装置的第一端的托料件(22)上是否有工件，若有，执行S2；
S2：控制器判断位于最顶端的工件的位置是否处于取料件(21)的工作位置，若是，直接执行S3；若否，控制托料件(22)上升，以将最顶端的工件移动至取料件(21)的工作位置，执行S3；
S3：控制取料件(21)动作，以将托料件(22)上的工件转移到第一输送装置(11)的第二端上；
S4：循环执行S2和S3，直至控制器接收到托料件(22)到达最高位置的信号，执行S5；
S5：控制器控制托料件(22)下降至第二输送装置(12)的第一端处。
6.根据权利要求1所述的机床自动上下料装置的上料控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：控制器判断第二输送装置的第一端是否有工件，若有，执行S2；
S2：控制器判断位于最顶端的工件的位置是否处于取料件(21)的工作位置，若是，直接执行S3；若否，控制第二竖直移动装置(233)驱动托料件(22)上升，以将最顶端的工件移动至取料件(21)的工作位置，执行S3；
S3：控制第一水平移动装置(231)以及第一竖直移动装置(232)来驱动取料件(21)动作，以将托料件(22)上的工件转移到第一输送装置(11)的第二端上；
S4：循环执行S2和S3，直至控制器接收到托料件(22)到达最高位置的信号，执行S5；
S5：控制器控制第二竖直移动装置(233)驱动托料件(22)下降至第二输送装置(12)的第一端处。
7.根据权利要求6所述的机床自动上下料装置的上料控制方法，其特征在于：S3实现为：
控制器控制取料件(21)从初始位置移动至工件上；
控制器控制取料件(21)转移工件：控制器控制取料件(21)吸取托料件(22)上的工件；控制器控制第一竖直移动装置(232)驱动取料件(21)上升，再控制第一水平移动装置(231)驱动取料件(21)水平移动，以将取料件(21)移动至第一输送装置(11)的第二端上方；控制器控制第一竖直移动装置(232)驱动取料件(21)下降，直至工件放置在第一输送装置(11)的第二端上，再控制取料件(21)松开工件；
控制器控制取料件(21)回到初始位置。
8.根据权利要求1所述的机床自动上下料装置的上料控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：控制器根据所述第三传感器(243)的信号，判断第二输送装置(12)的第一端是否有工件，若有，执行S2；
S2：控制器根据所述第一传感器(241)的信号，判断位于最顶端的工件的位置是否处于取料件(21)的工作位置，若是，直接执行S3；若否，控制第二竖直移动装置(233)驱动托料件(22)上升，以将最顶端的工件移动至取料件(21)的工作位置，执行S3；
S3：控制第一水平移动装置(231)以及第一竖直移动装置(232)来驱动取料件(21)动作，以将托料件(22)上的工件转移到第一输送装置(11)的第二端上；
S4：循环执行S2和S3，直至控制器接收到所述第二传感器(242)的信号，以判断托料件(22)到达最高位置，执行S5；
S5：控制器控制第二竖直移动装置(233)驱动托料件(22)下降，直至接收到所述第四传感器(244)的信号，使托料件(22)停在所述第二输送装置(12)的第一端处。
9.根据权利要求8所述的机床自动上下料装置的上料控制方法，其特征在于：所述第一输送装置(11)上还设有第九传感器(13)；在S3中，将托料件(22)上的工件转移到第一输送装置(11)的第二端上后，还包括：控制器根据所述第九传感器(13)的信号判断第一输送装置(11)的第二端上是否有工件，若是，则执行S4。
10.根据权利要求1所述的机床自动上下料装置的下料控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：控制器判断所述升降装置的上部是否有工件，若有，控制器控制取料件(21)动作，以将工件转移到托料件(22)上，执行S2；
S2：控制器判断位于最顶端的工件的位置是否处于取料件(21)的工作位置，若否，直接执行S3；若是，控制托料件(22)下降一个工件的高度，执行S3；
S3：循环执行S1和S2，直至控制器接收到信号，判断托料件(22)承载的工件达到预设的最大数量，则控制托料件(22)下降；或，循环执行S1和S2，直至控制器接收到托料件(22)到达最低位置的信号。
11.根据权利要求1所述的机床自动上下料装置的下料控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：控制器判断所述第一输送装置(11)上是否有工件，若有，控制器控制取料件(21)动作，以将工件转移到托料件(22)上，执行S2；
S2：控制器判断位于最顶端的工件的位置是否处于取料件(21)的工作位置，若否，直接执行S3；若是，控制托料件(22)下降一个工件的高度，执行S3；
S3：循环执行S1和S2，直至控制器接收到信号，判断托料件(22)承载的工件达到预设的最大数量，则控制托料件(22)下降至第二输送装置(12)的第一端处，执行S4；或，循环执行S1和S2，直至控制器接收到托料件(22)到达第二输送装置(12)的第一端处的信号，执行S4；S4：控制器判断托料件(22)上是否有工件，若无，控制托料件(22)上升。
12.根据权利要求1所述的机床自动上下料装置的下料控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：控制器判断所述第一输送装置(11)上是否有工件，若有，控制第一水平移动装置(231)以及第一竖直移动装置(232)来驱动取料件(21)动作，以将工件转移到托料件(22)上，执行S2；
S2：控制器判断位于最顶端的工件的位置是否处于取料件(21)的工作位置，若否，直接执行S3；若是，控制第二竖直移动装置(233)驱动托料件(22)下降一个工件的高度，执行S3；
S3：循环执行S1和S2，直至控制器接收到信号，判断托料件(22)承载的工件达到预设的最大数量，则控制第二竖直移动装置(233)驱动托料件(22)下降至第二输送装置(12)的第一端处，执行S4；或，循环执行S1和S2，直至控制器接收到托料件(22)到达第二输送装置(12)的第一端处的信号，执行S4；
S4：控制器判断托料件(22)上是否有工件，若无，控制第二竖直移动装置(233)驱动托料件(22)上升。
13.根据权利要求12所述的机床自动上下料装置的下料控制方法，其特征在于：在S1中，所述控制第一水平移动装置(231)以及第一竖直移动装置(232)来驱动取料件(21)动作，以将工件转移到托料件(22)上，实现为：
控制器控制取料件(21)从初始位置移动至至工件上；
控制器控制取料件(21)转移工件：控制器控制取料件(21)吸取第一输送装置(11)上的工件；控制器控制第一竖直移动装置(232)驱动取料件(21)上升，再控制第一水平移动装置(231)驱动取料件(21)水平移动，以将取料件(21)移动至托料件(22)上方，再控制第一竖直移动装置(232)驱动取料件(21)下降，直至工件放置在托料件(22)上，再控制取料件(21)松开工件；
控制器控制取料件(21)回到初始位置。
14.根据权利要求1所述的机床自动上下料装置的下料控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：控制器判断所述第一输送装置(11)上是否有工件，若有，控制第一水平移动装置(231)以及第一竖直移动装置(232)来驱动取料件(21)动作，以将工件转移到托料件(22)上，执行S2；
S2：控制器根据第一传感器(241)的信号，判断位于最顶端的工件的位置是否处于取料件(21)的工作位置，若否，直接执行S3；若是，控制第二竖直移动装置(233)驱动托料件(22)下降一个工件的高度；控制器内计数加一，执行S3；
S3：循环执行S1和S2，直至控制器内计数达到托料件(22)承载工件的预设最大数量，则控制第二竖直移动装置(233)驱动托料件(22)下降，直至接收到所述第四传感器(244)的信号，使托料件(22)停在第二输送装置(12)的第一端处，执行S4；或，循环执行S1和S2，直至控制器接收到第四传感器(244)的信号，执行S4；
S4：控制器根据第三传感器(243)判断托料件(22)上是否有工件，若无，控制第二竖直移动装置(233)驱动托料件(22)上升，直至控制器接收到第二传感器(242)的信号，使托料件(22)停在最高位置处。
15.根据权利要求14所述的机床自动上下料装置的下料控制方法，其特征在于：所述第一输送装置(11)上还设有第九传感器(13)；在S1中，所述控制器判断所述第一输送装置(11)上是否有工件，是根据所述第九传感器(13)的信号进行判断的。
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