CN109591498A - 一种用于精雕机的上下料系统及精雕机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于精雕机的上下料系统及精雕机，包括：X轴移载机构、Z轴移载机构、转料手及定位机构；转料手用于从毛坯料框取料后送料至定位机构；所述转料手包括：背靠背设置的上料吸盘及下料吸盘，所述上料吸盘用于从毛坯料框取料后送料至定位机构，所述下料吸盘用于从加工治具取成品后放置于成品料框；所述定位机构固定于所述X轴移载机构或Z轴移载机构。基于此，本发明所提供的用于精雕机的上下料系统可在转料手抓取毛坯后，放置于定位机构，利用远离加工治具的定位机构进行定位后直接放置于加工治具，之后再由转料手将产品下料至成品料框，减少了定位机构与切削液的接触，提高了定位机构的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及上下料设备技术领域，尤其涉及的是一种用于精雕机的上下料系统及精雕机。
背景技术
精雕机（CNC engraving and milling machine）是数控机床的一种，其常用的上下料驱动结构是三轴移载机构（包括：Y轴移载机构、X轴移载机构及Z轴移载机构），三轴移载机构常配合机械手使用。在需要将毛坯（即成型前的产品原料）上料至工作台时，首先由三轴移载机构带动机械手取料，而后再带动机械手上料至工作台，工作台上设置有加工治具，加工治具的加工台侧面设置有定位机构，当毛坯上料至工作台后，定位机构将进行毛坯位置的校正，以防止误加工，导致产品良率降低。但这种结构的缺陷在于：毛坯在加工过程中需要喷洒切削液，致使定位机构长时间与切削液接触被腐蚀损耗，使用寿命被降低。
可见，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于精雕机的上下料系统及精雕机，旨在解决现有技术中定位机构长时间与切削液接触被腐蚀损耗，使用寿命被降低的问题。
本发明的技术方案如下：
一种用于精雕机的上下料系统，包括：毛坯料框、至少一个工作台、至少一个加工治具及成品料框；其还包括：X轴移载机构、Z轴移载机构、转料手及定位机构；所述转料手包括：背靠背设置的上料吸盘及下料吸盘，所述上料吸盘用于从毛坯料框取料后送料至定位机构，所述下料吸盘用于从加工治具取成品后放置于成品料框；所述定位机构固定于所述X轴移载机构或Z轴移载机构。
在进一步地优选方案中，所述定位机构包括：定位吸盘、定位气缸及基板，所述基板下端设置有定位槽，所述定位槽上端连通有倾斜设置的避空槽，所述定位气缸依托基板设置，所述定位吸盘与定位气缸的活塞杆相连接。
在进一步地优选方案中，所述定位气缸的活塞杆连接有滑动块，所述基板的上端面固定有滑动导轨，所述定位吸盘与所述滑动块固定连接。
在进一步地优选方案中，所述滑动块连接有条形连接板，所述定位吸盘固定连接在条形连接板的下端且贯穿避空槽设置。
在进一步地优选方案中，所述转料手还包括：固定连接板、旋转电机及转动连接杆，所述固定连接板与Z轴移载机构相连接，所述旋转电机固定连接于固定连接板，且旋转电机的输出轴贯穿固定连接板设置，所述转动连接杆一端与旋转电机的输出轴固定连接，另一端用于固定上料吸盘及下料吸盘。
在进一步地优选方案中，工作台下端与加工系统的Y轴移载机构相连接。
在进一步地优选方案中，所述工作台设置有多个，所述毛坯料框、多个工作台及成品料框依次排布。
在进一步地优选方案中，所述工作台背离加工系统一侧设置有且仅有X轴移载机构及Z轴移载机构两个移载机构。
在进一步地优选方案中，所述用于精雕机的上下料系统还包括：真空泵，所述加工治具包括加工台，所述加工台开设有通气孔，所述真空泵用于通过通气孔将毛坯固定于加工台。
一种精雕机，其包括如上所述的用于精雕机的上下料系统。
与现有技术相比，本发明提供的用于精雕机的上下料系统，包括X轴移载机构、Z轴移载机构、转料手及定位机构；所述X轴移载机构用于带动Z轴移载机构、转料手及定位机构沿X轴移动，所述Z轴移载机构用于带动转料手及定位机构沿Z轴移动；所述转料手所述转料手包括：背靠背设置的上料吸盘及下料吸盘，所述上料吸盘用于从毛坯料框取料后送料至定位机构，所述下料吸盘用于从加工治具取成品后放置于成品料框；所述定位机构固定于所述X轴移载机构或Z轴移载机构。基于此，本发明所提供的用于精雕机的上下料系统可在转料手抓取毛坯后，放置于定位机构，利用远离加工治具的定位机构进行定位后直接放置于加工治具，之后再由转料手将产品下料至成品料框，减少了定位机构与切削液的接触，提高了定位机构的使用寿命。
附图说明
图1是本发明用于精雕机的上下料系统第一视角的结构示意图。
图2是本发明用于精雕机的上下料系统第二视角的结构示意图。
图3是本发明中转料手及定位机构的位置关系示意图。
图4是本发明中转料手的结构示意图。
图5是本发明中定位机构第一视角的结构示意图。
图6是本发明中定位机构第二视角的结构示意图。
图7是本发明中定位机构第三视角的结构示意图。
图8是本发明中毛坯料框较佳实施例的结构示意图。
图9是本发明中定位杆较佳实施例的结构示意图。
图10是本发明中可用的叠料料盒的结构示意图。
图11是本发明使用叠料料框时转料手取料状态示意图。
图12是本发明中两个料框设置在工作台同一侧的上下料装置的结构示意图。
图13是本发明中两个加工治具设置在同一个工作台的上下料装置的结构示意图。
图14是本发明使用叠料料框的上下料装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种用于精雕机的上下料系统及精雕机，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示及图2，本发明所提供的用于精雕机的上下料系统包括：X轴移载机构100、Z轴移载机构200、转料手300、定位机构400、毛坯料框500、工作台、加工治具及成品料框700。
其中，所述X轴移载机构100用于带动Z轴移载机构200、转料手300及定位机构400沿X轴移动（在图2中沿X轴移动即左右移动），所述Z轴移载机构200用于带动转料手300及定位机构400沿Z轴移动（在图1中沿Z轴移动即上下移动）；所述转料手300用于从毛坯料框500取料后送料至定位机构400，以及从加工治具上将成型的产品下料至成品料框700；所述定位机构400用于在接收转料手300运送过来的的毛坯后，进行毛坯位置定位，并在定位后上料至加工治具；所述毛坯料框500用于容纳加工前的产品原料；所述成品料框700用于收容加工成型后的产品；所述工作台为加工治具的设置基座，在工作台下端与加工系统（精雕机分为上下料系统及加工系统两部分）中Y轴移载机构相连接的情况下，还用于在Y轴移载机构的带动下沿Y轴方向移动；所述加工治具用于固定毛坯直至毛坯加工成型为产品后被转料手300取走；此处需要注意的是，加工系统本身是带有X轴移载机构、Y轴移载机构及Z轴移载机构的，本发明中与转料手连接的X轴移载机构及Z轴移载机构与加工系统的移载机构并非同一个，两个系统的移载机构是互不干涉的。
所述X轴移载机构100及Z轴移载机构200位于工作台一侧，所述毛坯料框500及成品料框700分别位于工作台的左右两侧（请参考图2）。
优选所述转料手300及定位机构400皆固定于Z轴移载机构200，且定位机构400位于转料手300的侧面，如图3所示。
在本发明进一步地较佳实施例中，所述工作台设置有两个，分别为第一工作台610及第二工作台620，其中，第一工作台610上设置有第一加工治具810，第二工作台620上设置有第二加工治具820，第一加工治具810及第二加工治具820交替接收定位机构400输送过来的毛坯，并交替将成型后的产品提供给转料手300，以提高加工效率。优选毛坯料框500、第一工作台610、第二工作台620及成品料框700依次呈流水线式排布，具体请参看图2。
此处应当理解的是，工作台及加工治具的数量可以设置为一个，也可以设置为两个以上，无论工作台设置数量如何，都不影响转料手300的结构及基本动作，而由于工作台数量变化带来的转料手300移载幅度、动作时间等参数变化，并不需要本领域技术人员付出创造性劳动，因此，工作台的数量无论设置成多少个，皆应当属于本发明的保护范围。
更进一步地是，两个工作台下端皆连接有Y轴移载机构，所述Y轴移载机构用于带动工作台沿Y轴移动，具体为朝向X轴移载机构100移动及背离X轴移载机构100移动；在接收毛坯后，Y轴移载机构带动工作台、加工治具及毛坯背离X轴移载机构100移动；在产品加工成型后，Y轴移载机构带动工作台、加工治具及毛坯朝向X轴移载机构100移动。
所述转料手300的示例性结构如图4所示，包括：固定连接板310、旋转电机320、转动连接杆330、下料吸盘340及上料吸盘350，所述固定连接板310固定连接于Z轴移载机构200，所述旋转电机320依托固定连接板310固定设置，且旋转电机320的输出轴贯穿固定连接板310后与转动连接杆330固定连接；所述转动连接杆330优选呈L形（便于按照既定轨迹送料将毛坯送料至定位机构400），其背离旋转电机320的一端两侧面分别用于固定第一转动连接杆330。所述下料吸盘340与所述上料吸盘350背对设置，具体请参看图4。
该上下料系统进行上下料的过程具体如下：
1）工作台带动加工治具（可以理解的是，动力来自Y轴移载机构，后续所有动作同理，不再赘述）至取放料位置（放料位置是指定位机构400将毛坯上料至加工治具时，加工治具所处位置；若初始位置设置为放料位置，则无需此步骤）；
2）转料手300移动至毛坯料框500，取出毛坯，送料至定位机构400，定位机构400对接收的毛坯进行位置校正，实现毛坯定位并将定位好的毛坯上料至第一加工治具810；
3）第一加工治具810带动毛坯背离X轴移载机构100移动至加工位置；同时，机械手按照上述方式再次取料并送料至定位机构400进行定位，定位机构400对接收的毛坯进行位置校正，实现毛坯定位并将定位好的毛坯上料至第二加工治具820；
4）第二加工治具820带动毛坯背离X轴移载机构100移动至加工位置；同时，机械手按照上述方式再次取料并送料至定位机构400进行定位，定位机构400对接收的毛坯进行位置校正，实现毛坯定位，并带动定位好的毛坯移动至第一加工治具810的放料位置上方待机；
5）待第一加工治具810上的毛坯加工成产品后，第一加工治具810带动产品朝向X轴移载机构100移动，直至回到放料位置；
6）机械手取走第一加工治具810上的产品，而后将产品放入成品料框700；而定位机构则将定位好的毛坯上料至第一加工治具810；
7）机械手再次从毛坯料框500取料，并重复送料至定位机构的步骤，而定位机构则重复毛坯定位的步骤，并带动定位好的毛坯移动至第二加工治具820的放料位置上方待机；
8）机械手取走第二加工治具820上的产品，而后将产品放入成品料框700；而定位机构则将定位好的毛坯上料至第二加工治具820；
9）机械手重复取料（从毛坯料框500）、送料（至定位机构400）及收料（取走加工好的产品并放入成品料框700的过程为收料）的过程，定位机构则重复定位毛坯及上料（至第一加工治具810及第二加工治具820）的过程，直至毛坯加工完成或因其他情况停止运行。
本发明所提供的上下料系统不仅局限于上述结构及上述工作方式，以图13为例进行示例性说明，该结构工作台不限于双工作台，也适用于单个工作台（第一工作台610）上安装两个加工治具（第一加工治具810及第二加工治具820）的情况，在该模式下时机械手的取放料动作与原流程相同，有区别的是当一个治具在加工位置时，机械手可将物料放入另一待机治具。
在本发明地较佳实施例中，如图5、图6及图7所示，所述定位机构400包括：定位吸盘460、定位气缸420及基板410，所述基板410下端开设有定位槽，所述定位槽上端连通有倾斜设置的避空槽412，所述定位气缸420依托基板410设置，且定位气缸420的活塞杆的轴心线与避空槽412相平行；所述定位吸盘460与定位气缸420的活塞杆相连接，用于带动毛坯沿避空槽412移动。
所述转料手300吸取毛坯后，旋转90°令定位吸盘460吸紧毛坯，而后定位气缸420带动定位吸盘460及毛坯沿避空槽412移动，直至毛坯的第一侧面及第二侧面分别与定位槽两侧的第一侧板413及第二侧板414贴合，至此，毛坯定位完成。
在本发明进一步地较佳实施例中，所述定位气缸420的活塞杆连接有滑动块440，所述基板410的上端面固定有滑动导轨470，所述定位吸盘460与所述滑动块440固定连接；在这种情况下，避空槽412的作用并不是导向，而是为定位吸盘460的移动提供空间。所述活塞杆与滑动块440之间设置有中间连接板430。
优选所述滑动块440连接有条形连接板450，所述定位吸盘460固定连接在条形连接板450的下端且贯穿避空槽412设置。所述滑动块440连接有条形连接板450，所述定位吸盘460固定连接在条形连接板450的下端且贯穿避空槽412设置。
在具体实施时，所述条形连接板450设置有两个，所述定位吸盘460设置有两组，两组定位吸盘460分别固定连接于两个条形连接板450的下端。
可以理解的是，料盒（毛坯料框及成品料框）的形状对于本发明技术方案的实现并无实质性的影响，可以使用普通的盒体（如图10、图11及图14中的毛坯料框500’，图14中的成品料框700’），也可以使用图8中示例性说明给出的盒体结构，如图8所示（图8中的部分限位凸起与定位槽未图示，限位凸起及定位槽的具体结构请参考图9），所述毛坯料框500包括：料框底座520，所述料框底座的两侧分别连接有一定位杆510，两个定位杆510对称设置；所述定位杆510包括：定位杆本体511，所述定位杆本体511外缘形成有多个间隔排布的限位凸起512，每两个相邻的限位凸起512之间形成有一定位槽513，所述定位槽513用于定位毛坯。
进一步地，所述限位凸起512的两侧分别设置有一锥台形的凸缘，所述凸缘的斜面在放置毛坯时具有为毛坯导向的作用。
优选所述成品料框400采用与毛坯料框500同样的零件配置。
另外，毛坯料框500或者成品料框中的物料也可以水平放置或者倾斜方式，由于转料手可以360°旋转，无论要求物料以什么样的角度放置于料框或者上料至定位机构，本发明中的转料手皆可实现，因此，定位机构的位姿也可以相应调整至竖直、水平或倾斜，对于技术方案的实现并无实质性影响。同样的是，图1及图2所示毛坯料框500及成品料框700的位置只是优选方案，对技术方案的实现亦无实质性影响，毛坯料框500及成品料框700皆可设置在转料手300取料及下料范围的任意位置，比如图12及图13所示：将毛坯料框500及成品料框700设置在工作台同一侧。也就是说，在本发明的发明构思下，无论使用什么形状的料框，以及无论将料框放置在什么位置，皆应当属于本发明的保护范围。
本发明还提供了一种精雕机，其包括如上所述的用于精雕机的上下料系统。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于精雕机的上下料系统，包括：毛坯料框、至少一个工作台、至少一个加工治具及成品料框；其特征在于，还包括：X轴移载机构、Z轴移载机构、转料手及定位机构；所述转料手包括：背靠背设置的上料吸盘及下料吸盘，所述上料吸盘用于从毛坯料框取料后送料至定位机构，所述下料吸盘用于从加工治具取成品后放置于成品料框；所述定位机构固定于所述X轴移载机构或Z轴移载机构。
2.根据权利要求1所述的用于精雕机的上下料系统，其特征在于，所述定位机构包括：定位吸盘、定位气缸及基板，所述基板下端设置有定位槽，所述定位槽上端连通有倾斜设置的避空槽，所述定位气缸依托基板设置，所述定位吸盘与定位气缸的活塞杆相连接。
3.根据权利要求2所述的用于精雕机的上下料系统，其特征在于，所述定位气缸的活塞杆连接有滑动块，所述基板的上端面固定有滑动导轨，所述定位吸盘与所述滑动块固定连接。
4.根据权利要求3所述的用于精雕机的上下料系统，其特征在于，所述滑动块连接有条形连接板，所述定位吸盘固定连接在条形连接板的下端且贯穿避空槽设置。
5.根据权利要求1所述的用于精雕机的上下料系统，其特征在于，所述转料手还包括：固定连接板、旋转电机及转动连接杆，所述固定连接板与Z轴移载机构相连接，所述旋转电机固定连接于固定连接板，且旋转电机的输出轴贯穿固定连接板设置，所述转动连接杆一端与旋转电机的输出轴固定连接，另一端用于固定上料吸盘及下料吸盘。
6.根据权利要求1所述的用于精雕机的上下料系统，其特征在于，工作台下端与加工系统的Y轴移载机构相连接。
7.根据权利要求1或6所述的用于精雕机的上下料系统，其特征在于，所述工作台设置有多个，所述毛坯料框、多个工作台及成品料框依次排布。
8.根据权利要求1所述的用于精雕机的上下料系统，其特征在于，所述工作台背离加工系统一侧设置有且仅有X轴移载机构及Z轴移载机构两个移载机构。
9.根据权利要求1所述的用于精雕机的上下料系统，其特征在于，所述用于精雕机的上下料系统还包括：真空泵，所述加工治具包括加工台，所述加工台开设有通气孔，所述真空泵用于通过通气孔将毛坯固定于加工台。
10.一种精雕机，其特征在于，所述精雕机包括如权利要求1至9中任意一项所述的用于精雕机的上下料系统。
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