CN109877636B - 一种拉床的自动上下料装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种拉床的自动上下料装置及方法，包括工件输送装置、工件抬升装置以及上下料执行装置，工件输送装置包括上料传送带和下料传送带，上下料执行装置包括用于将相应工件在工件输送装置与拉床的工件加工位之间进行转移的第一手爪及第二手爪，工件抬升装置包括第一抬升机构和第二抬升机构，第一抬升机构的第一工件托盘可穿过上料传送带上的预留孔将待加工工件抬升至方便相应手爪抓取的上料位，并可从该上料位复位至初始位置，第二抬升机构的第二工件托盘可穿过所述下料传送带上的预留孔上升至便于相应手爪放置加工完成后的工件的下料位，并可从该下料位复位至初始位置。该自动上下料装置可实现工件落差式运输且能方便相应工件进行灵活转移。

Description

一种拉床的自动上下料装置及方法

技术领域

本发明涉及一种自动上下料装置及方法，尤其涉及一种拉床的自动上下料装置及方法。

背景技术

目前，对具有外齿、外槽等特定零件的加工，通常需要通过多种机床进行多次加工完成，其中，机床的上下料操作步骤是影响机床整体生产效率的关键工序，如，齿轮的外圆或内孔上的键槽、齿槽的成型，大多是在拉床上进行拉削完成的，其中，传统的拉床的上下料工序为，先由工人手动将齿轮毛坯固定在拉床的工装上，然后通过液压动力驱动拉刀工作，在齿轮的外圆上或者内圆孔上加工出键槽或齿槽，在工件拉削完成后还需手动将成品拆卸下来，然后进入下一道工序。

由于加工批量较大，在加工过程中工人要连续的上料、下料以及控制拉床动作，这不仅使得工人的操作太繁琐，加工效率较低，而且劳动强度大，容易产生安全隐患，尤其是，对于其上料处或下料处于较高位置的立式拉床，如本申请人先前申请的一件中国实用新型专利《一种拉刀下推式筒式拉床》(申请号为：CN201920502146.4)，该筒式拉床的待加工工件是固定在工作台组件的工件夹具上，拉刀组件是固定在溜板上，并可随溜板一起上下滑移，拉刀组件在随溜板向下滑移过程中，用于安置待加工工件的工件夹具可进入刀筒内，使得工件的拉削过程在刀筒内完成，其中，当刀筒向下滑移至低位(下料位置)时，拉削完成后的工件从刀筒的上端口露出，此时通过机械手或人工从工件夹具上取走，完成工件的下料操作，当下料操作完成后，液压油缸驱动溜板相对床身向上滑移，当刀筒向上滑移至高位(上料位置)时，再通过机械手或人工将待加工的工件通过防护罩的进出料口放置到工件夹具上，完成上料步骤。这种立式拉床的上料位置或下料位置是处于较高位置(一般距地面高度为2-3m)，采用传统的水平方向运载的输送带不能满足输送要求，而采用常规的升降装置又需要在高处的上下料位置额外增加人工对工件进行转移，其才能方便机械手夹取或放置工件，另一方面，由于在较高位置处的上下料操作空间的限制，又需要对上下料执行装置(机械手组件)进行特定设计，这无疑又增加了生产成本。

故，现有的拉床的自动上下料装置还需要进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种可实现工件落差式运输且能方便相应工件进行灵活转移的拉床的自动上下料装置。

本发明解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种拉床的自动上下料装置，包括工件输送装置、工件抬升装置以及上下料执行装置，所述工件输送装置包括用于放置工件并带动相应工件在高低两位置处进行传送的上料传送带和下料传送带，所述上料传送带带动待加工工件从位于低位置的装料区传送至位于高位置的工件转移区，所述下料传送带带动加工完成的工件从位于高位置的工件转移区传送至位于低位置的卸料区，所述上料传送带及所述下料传送带均包括多个沿相应传送带的长度方向依次设置且用于放置相应工件的工件传送单元，各工件传送单元上均设有在上下方向上与相应工件对应一致的预留孔；各所述工件传送单元上均设有用于将相应工件限定在对应的上料传送带及下料传送带上的定位机构，当相应工件限定在上料传送带或下料传送带上时，该工件的中心恰好位于对应的预留孔上；所述上下料执行装置，包括第一手爪及第二手爪，该第一手爪及第二手爪用于在对应的传送带与拉床的工件加工位之间对相应工件进行转移；所述工件抬升装置，包括均位于所述工件转移区的第一抬升机构和第二抬升机构，所述第一抬升机构包括设于所述上料传送带的下方的第一驱动装置以及由该第一驱动装置驱动而上下升降的第一工件托盘，在第一驱动装置的驱动下，该第一工件托盘可穿过所述上料传送带上的预留孔将待加工工件抬升至方便相应手爪抓取的上料位，并可从该上料位复位至初始位置，所述第二抬升机构包括设于所述下料传送带的下方的第二驱动装置以及由该第二驱动装置驱动而上下升降的第二工件托盘，在第二驱动装置的驱动下，该第二工件托盘可穿过所述下料传送带上的预留孔上升至便于相应手爪放置加工完成后的工件的下料位，并可从该下料位复位至初始位置。

为了更好地对工件进行输送，所述上料传送带与所述下料传送带均包括第一水平段、第二水平段及位于第一水平段与第二水平段之间的倾斜段，所述上料传送带的第一水平段位于装料区位置，所述下料传送带的第一水平段位于卸料区位置，所述上料传送带的第二水平段及所述下料传送带的第二水平段均位于所述工件转移区位置。其中，上料传送带与下料传送带在低位置设置第一水平段，可以方便工人对相应工件进行转移，在场地空间允许的情况下，可在第一水平段设置工件传送单元，方便工人一次性进行多个工件的装料及卸料操作；上料传送带与下料传送带在高位置设置第二水平段，可方便在相应传送带的下方设置工件抬升装置，进而更灵活、平稳地在相应传送带与拉床的工件加工位之间进行上料及下料操作。

为了对各装置进行合理布置，减少占地面积，所述上料传送带与所述下料传送带并排设置，所述上料传送带的第二水平段与所述下料传送带的第二水平段位于同一水平高度；所述上料传送带与所述下料传送带的倾斜段的倾斜角度均为60-80°。

为了更加灵活、精确地对上料传送带及下料传送带进行驱动，以配合工件抬升装置及上下料执行装置实现满足节拍的上下料操作，所述上料传送带及下料传送带均通过伺服电机进行驱动，在所述伺服电机的驱动下，所述上料传送带及下料传送带一次行进的距离等于任意相邻的两个工件传送单元的相应预留孔之间的距离。

作为改进，所述定位机构为设于相应传送带上的V型挡板，当所述上料传送带及所述下料传送带带动相应工件移动至倾斜段时，所述工件的外周壁抵靠在所述V型挡板的两个对向张开的侧壁上。这种定位机构结构简单，加工成本低，且可以使相应工件更加牢固地限定在传送带上，尤其是，当工件随传送带运行至倾斜段(爬坡段)时，工件由于重力作用，紧靠在V型挡板上，使工件紧贴上、下料输送带，实现落差式输送。

作为改进，所述上下料执行装置包括位于所述工件转移区的支撑架、设于该支撑架上的第三驱动装置以及由该第三驱动装置驱动并可相对所述支撑架在水平方向上往复移动的第一滑动架，所述第一滑动架上设有第四驱动装置以及由该第四驱动装置驱动并可相对所述第一滑动架在竖向方向上往复移动的第二滑动架，所述第二滑动架上设有旋转气缸，该旋转气缸的输出端设有转动架，所述第一手爪和第二手爪分别对称设于该转动架的两侧；当所述第一手爪进行抓取位于所述上料传送带上的待加工工件时，所述第一手爪的夹持中心与所述第一工件托盘的中心处于同一竖向直线上，并且，所述第二手爪的夹持中心与所述第二工件托盘的中心也处于同一竖向直线上。这种上下料执行装置结构简单、紧凑，可以实现同步抓料、同步放料操作。

为了使得第一滑动架在水平移动时更加平稳，避免发生转动，所述第一滑动架上连接有沿水平方向设置的导向柱，所述支撑架上对应设有与该导向柱相适配的导向孔/槽。

作为改进，当所述第一工件托盘穿过所述预留孔上升至所述上料位时，该第一工件托盘的上表面与所述拉床的用于放置工件的加工位处于同一水平高度。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种可实现工件落差式运输且能方便上、第二手爪进行抓取或放置工件的拉床的自动上下料方法。

本发明解决第二个技术问题所采用的技术方案为：该自动上下料方法包括以下步骤：

工件输送步骤：在伺服电机的驱动下，上料传送带带动待加工的工件从位于低位置的装料区传送至位于高位置的工件转移区，下料传送带同时带动加工完成后的工件从位于高位置的工件转移区传送至位于低位置的卸料区，其中，上料传送带及下料传送带均具有多个工件传送单元，每一个工件传送单元上放置一个相应工件，各所述工件传送单元上的定位机构可将相应工件限定在对应的上料传送带及下料传送带上的，当相应工件限定在上料传送带或下料传送带上时，该工件的中心恰好位于对应的预留孔上。

工件升降步骤：当待加工的工件随上料传送带移动至工件转移区时，对应的工件传送单元上的工件恰好位于所述第一工件托盘的正上方，然后在第一驱动装置的驱动下，第一工件托盘上升，穿过位于上方的上料传送带上的预留孔，并将相应的待加工工件抬升至上料位位置，以便于上下料执行装置进行抓取。当上下料执行装置将加工完成后的工件转移至工件转移区时，该工件恰好位于所述第二工件托盘的正上方，然后在第二驱动装置的驱动下，第二工件托盘上升，穿过下料传送带上对应的工件传送单元的预留孔停留在便于上下料执行装置进行抓取的下料位位置，上下料执行装置将加工完成后工件放置到第二工件托盘，然后第二工件托盘下降至初始位置，该工件在随第二工件托盘下降过程中搁置在下料传送带的对应工件传送单元上。

上料步骤：当上下料执行装置的第一手爪或第二手爪从第一工件托盘上抓取待加工工件后，在第四驱动装置的驱动下向上复位至第一初始位置，然后在第三驱动装置的驱动下，从该第一初始位置水平移动至位于拉床的工件加工位的正上方的第二初始位置，然后在第四驱动装置的驱动下向下移动至第二终点位置，将该工件放置到拉床的工件加工位上，然后再在第四驱动装置的驱动下向上复位至第二初始位置，并在第三驱动装置的驱动下从该第二初始位置水平移动至第一初始位置，完成上料操作。

下料步骤：当拉床对工件进行拉削完成后，在第三驱动装置的驱动下，第一手爪或第二手爪从位于上料传送带上方的第一初始位置水平移动至位于拉床的工件加工位的正上方的第二初始位置，然后在第四驱动装置的驱动下，向下移动至第二终点位置从拉床的工件加工位上抓取加工完成后的工件，然后再向上移动复位至第二初始位置，并在第三驱动装置的驱动下从该第二初始位置水平移动至第一初始位置，然后旋转气缸转动180度，将第二手爪与第一手爪互换位置，在第四驱动装置的驱动下，相应手爪向下移动至第一终点位置，将加工完成后的工件放置到处于下料位的第二工件托盘上，完成下料步骤。

为了进一步提高上下料效率，在工件升降步骤中，第一驱动装置与第二驱动装置同时动作，当第一工件托盘抬升至上料位时，第二工件托盘同时抬升至下料位；当所述第二手爪将加工完成后的工件放置到处于下料位的第二工件托盘上时，所述第一手爪同时从处于所述上料位的第一工件托盘上夹取待加工的工件。

与现有技术相比，本发明的优点：本发明中的拉床的自动上下料装置包括工件输送装置可以带动相应工件在高低两位置之间进行工件的传送，在传送过程中，定位机构可将相应工件限定在对应的上料传送带及下料传送带上，避免工件发生偏移，实现落差式输送，进而使工件可被上下料执行装置进行精确抓取及放置操作；其次，上料传送带及下料传送带的各工件传送单元上还设有与工件抬升装置的工件托盘相适配的预留孔，其中，工件托盘可以向上穿过该预留孔上升至方便上下料执行装置进行抓取或放置工件的上料位或下料位。这种自动上下料装置可以方便地应用在其上料处或下料处于较高位置的立式拉床或其他机床上，在实现落差式工件输送的同时又方便了上下料执行装置进行抓取或者放置工件，进而实现相应工件的自动上、下料操作，其避免了现有技术中需在高处的上下料位置额外增加人工对相应工件进行转移的繁琐步骤，有效提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例的拉床的自动上下料装置的立体结构示意图；

图2为本发明实施例的拉床的自动上下料装置的另一角度的立体结构示意图；

图3为本发明实施例的拉床的自动上下料装置的侧视图；

图4为本发明实施例的拉床的自动上下料装置的局部结构示意图，其中，上下料执行装置处于上料状态；

图5为本发明实施例的拉床的自动上下料装置的局部结构示意图，其中，上下料执行装置处于下料状态；

图6为本发明实施例的拉床的自动上下料装置的局部结构示意图；

图7为本发明实施例的拉床的自动上下料装置的局部剖视图；

图8为本发明实施例的拉床的自动上下料装置的局部剖视图；

图9为本发明实施例中工件输送装置的局部结构示意图；

图10为本发明实施例中工件输送装置的工件传送单元的结构示意图；

图11为本发明实施例中工件输送装置的工件传送单元的结构示意图，其中示出了工件。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

参见图1-图11，一种拉床的自动上下料装置，包括工件输送装置、工件抬升装置以及上下料执行装置20，工件输送装置包括用于放置工件并带动相应工件在高低两位置处进行传送的上料传送带11和下料传送带12，其中，上料传送带11用于带动待加工的工件从位于低位置的装料区传送至位于高位置的工件转移区，下料传送带12用于带动加工完成后的工件从位于高位置的工件转移区传送至位于低位置的卸料区，再具体地，上料传送带11及下料传送带12均包括多个沿相应传送带的长度方向依次设置且用于放置相应工件的工件传送单元10，各工件传送单元10上均设有在上下方向上与相应工件对应一致的预留孔100，其中，预留孔100的直径略小于工件的宽度尺寸，以使工件能够放置在预留孔100的上方；工件抬升装置包括第一抬升机构和第二抬升机构，第一抬升机构和第二抬升机构均位于上述工件转移区，其中，第一抬升机构可穿过上料传送带11的预留孔100用于将该上料传送带11上的待加工工件顶起，以便于上下料执行装置20进行抓取进而转移至拉床的工件加工位60上，第二抬升机构同样可穿过下料传送带12的预留孔100上升至预定位置，以便于上下料执行装置20将加工完成后的工件放置到该第二抬升机构上，并通过该第二抬升机构的下降再转移到相应的下料传送带12上。上下料执行装置20包括第一手爪21及第二手爪22，该第一手爪21及第二手爪22用于在工件输送装置与拉床的工件加工位60之间对相应工件进行转移。

参见图1-图3，上料传送带11与下料传送带12并排设置，在本实施例中，上料传送带11与下料传送带12的运行方向恰好相反，详见图9；为了更好地对工件进行输送，上料传送带11与下料传送带12均包括第一水平段13、第二水平段14及位于第一水平段13与第二水平段14之间的倾斜段15，其中，上料传送带11的第一水平段13位于装料区位置，下料传送带12的第一水平段13位于卸料区位置，上料传送带11的第二水平段14及下料传送带12的第二水平段14均位于工件转移区位置，在本实施例中，上料传送带11的第二水平段14与下料传送带12的第二水平段14位于同一水平高度，以便于在对应传送带的第二水平段14的下方设于工件抬升装置。在本实施例中，上料传送带11与下料传送带12在低位置设置上述第一水平段13，可以方便工人对相应工件进行转移，并且在场地空间允许的情况下，可在第一水平段13设置工件传送单元10，方便工人一次性进行多个工件的装料及卸料操作；上料传送带11与下料传送带12在高位置设置第二水平段14，可方便在相应传送带的下方设置工件抬升装置，进而更灵活、平稳地在工件转移区与拉床的工件加工位60之进行上料及下料操作；具体地，为了对各装置进行合理布置，减少占地面积，上料传送带11与下料传送带12的倾斜段15的倾斜角度α均可以为60-80°，在本实施例中各传送带的倾斜段15倾斜角度α优选为75°，详见图3。为了更加灵活、精确地对上料传送带11及下料传送带12进行驱动，以配合工件抬升装置及上下料执行装置20实现满足节拍的上下料操作，上料传送带11及下料传送带12均通过伺服电机进行驱动，在伺服电机的驱动下，上料传送带11及下料传送带12一次行进的距离等于任意相邻的两个工件传送单元10的相应预留孔100之间的距离。

参见图9-图11，为了防止相应传送带上的工件在输送过程中发生偏移，而不能使工件抬升装置将相应工件抬升至设定位置，各工件传送单元10上均设有用于将相应工件限定在对应的上料传送带11及下料传送带12上的定位机构，当相应工件限定在上料传送带11或下料传送带12上时，该工件的中心恰好位于对应的预留孔100的上方，具体地，在本实施例中，定位机构为设于相应传送带上的V型挡板50，其中，V型挡板50可以与相应传送带为一体成型，也可以是，V型挡板50通过紧固件连接在相应传送带上，当上料传送带11及下料传送带12带动相应工件移动至倾斜段15时，工件的外周壁抵靠在V型挡板50的两个对向张开的侧壁上，其中，在本实施例中，在相应传送带上设置V型挡板50，可以使相应工件更加牢固地限定在传送带上，尤其是，当工件随传送带运行至倾斜段15(爬坡段)时，工件由于重力作用，紧靠在V型挡板50上，使工件紧贴上下料输送带，实现落差式输送。

参见图7-图8，工件抬升装置包括第一抬升机构和第二抬升机构，第一抬升机构包括设于上料传送带11的下方的第一驱动装置31以及由该第一驱动装置31驱动而上下升降的第一工件托盘32，在第一驱动装置31的驱动下，该第一工件托盘32可穿过上料传送带11上的预留孔100将待加工工件101抬升至方便相应手爪进行抓取的上料位，并可从该上料位复位至初始位置，第二抬升机构包括设于下料传送带12的下方的第二驱动装置41以及由该第二驱动装置41驱动而上下升降的第二工件托盘42，在第二驱动装置41的驱动下，该第二工件托盘42可穿过下料传送带12上的预留孔100上升至便于相应手爪放置加工完成后的工件成品102的下料位，并可从该下料位复位至初始位置，其中，第一工件托盘32及第二工件托盘42均与对应的工件的底部相适配，以使相应工件能够随各工件托盘在升降进行平稳升降，此外，第一工件托盘32及第二工件托盘42的直径(或宽度)略小于相应传送带上预留孔100的直径，以便第一工件托盘32及第二工件托盘42能够顺利穿过上述预留孔100。在本实施例中，第一驱动装置31及第二驱动装置41均可以为伺服电机或者气缸，在本实施例中，第一驱动装置31及第二驱动装置41均为气缸，当相应气缸推进到最大行程时，第一工件托盘32可穿过预留孔100上升至上料位，此时，该第一工件托盘32的上表面与拉床的用于放置工件的工件加工位处于同一水平高度，当然，在本实施例中，第一驱动装置31及第二驱动装置41可以为同一驱动装置，进而使第一工件托盘32及第二工件托盘42可以同步升降。

参见图4-图6，上下料执行装置20包括位于工件转移区的支撑架23、设于该支撑架23上的第三驱动装置24以及由该第三驱动装置24驱动并可相对支撑架23在水平方向上往复移动的第一滑动架25，第一滑动架25上设有第四驱动装置26以及由该第四驱动装置26驱动并可相对第一滑动架25在竖向方向上往复移动的第二滑动架27，第二滑动架27上设有旋转气缸28，该旋转气缸28的输出端设有转动架29，第一手爪21及第二手爪22分别对称设于该转动架29的两侧，可以想到的是，第一手爪21及第二手爪22可以是由相应夹紧气缸进行驱动而可对相应工件进行夹紧及松开动作的机械手爪。其中，第三驱动装置24及第四驱动装置26均可以为伺服电机或者气缸，在本实施例中，第三驱动装置24及第四驱动装置26均为气缸，当气缸(第三驱动装置24)推进到最大行程时，相应手爪的中心刚好对准拉床的工件加工位的中心，当气缸(第四驱动装置26)推进到最大行程时，工件抬升装置抬升工件，相应手爪中的两个爪手分别位于工件两侧，满足气爪抓取条件。当第一手爪21进行抓取位于上料传送带11上的待加工工件时，第一手爪21的夹持中心与第一工件托盘32的中心处于同一竖向直线上，并且，第二手爪22的夹持中心与第二工件托盘42的中心也处于同一竖向直线上，这种上下料执行装置20结构简单、布局紧凑，可以实现同步抓料及放料操作。为了使得第一滑动架25在水平移动时更加平稳，避免发生转动，第一滑动架25上连接有沿水平方向设置的导向柱251，支撑架23上对应设有与该导向柱251相适配的导向孔/槽。在本实施例中，可以通过选择相应推进行程的气缸，使第一工件托盘32穿过预留孔100上升至上料位时，该第一工件托盘32的上表面与拉床的用于放置工件的加工位60处于同一水平高度。

一种应用该拉床的自动上下料装置的自动上下料方法包括以下步骤：

工件输送步骤：在伺服电机的驱动下，上料传送带11带动待加工工件101从位于低位置的装料区传送至位于高位置的工件转移区，下料传送带12同时带动加工完成后的工件102从位于高位置的工件转移区传送至位于低位置的卸料区，其中，上料传送带11及下料传送带12均具有多个工件传送单元10，每一个工件传送单元10上放置一个相应工件，各工件传送单元10上的定位机构可将相应工件限定在对应的上料传送带11及下料传送带12上，当相应工件限定在上料传送带11或下料传送带12上时，该工件的中心恰好位于对应的预留孔100上，并且，上料传送带11及下料传送带12一次行进的距离等于任意相邻的两个工件传送单元10的相应预留孔100之间的距离，即上料传送带11及下料传送带12每行进一次，相应工件传送单元10上的预留孔100均可位于相应抬升机构(工件托盘)的正上方。

工件升降步骤：当待加工的工件随上料传送带11移动至工件转移区时，对应的工件传送单元10上的工件恰好位于所述第一工件托盘32的正上方，然后在第一驱动装置31的驱动下，第一工件托盘32上升，穿过位于上方的上料传送带11上的预留孔100，并将相应的待加工工件抬升至上料位位置，以便于上下料执行装置进行抓取；当上下料执行装置将加工完成后的工件转移至工件转移区时，该工件恰好位于所述第二工件托盘42的正上方，然后在第二驱动装置41的驱动下，第二工件托盘42上升，穿过下料传送带12上对应的工件传送单元10的预留孔100停留在便于上下料执行装置进行抓取的下料位位置，上下料执行装置将加工完成后工件放置到第二工件托盘42上，然后第二工件托盘42下降至初始位置，该工件在随第二工件托盘42下降过程中搁置在下料传送带12的对应工件传送单元上。

上料步骤：当上下料执行装置的第一手爪21或第二手爪22从第一工件托盘32上抓取待加工工件后，在第四驱动装置26的驱动下向上复位至第一初始位置，然后在第三驱动装置24的驱动下，从该第一初始位置水平移动至位于拉床的工件加工位的正上方的第二初始位置，然后在第四驱动装置26的驱动下向下移动至第二终点位置，将该工件放置到拉床的工件加工位上，然后再在第四驱动装置26的驱动下向上复位至第二初始位置，并在第三驱动装置24的驱动下从该第二初始位置水平移动至第一初始位置，完成上料操作。

下料步骤：当拉床对工件进行拉削完成后，在第三驱动装置24的驱动下，第一手爪21或第二手爪22从位于上料传送带11上方的第一初始位置水平移动至位于拉床的工件加工位的正上方的第二初始位置，然后在第四驱动装置26的驱动下，向下移动至第二终点位置从拉床的工件加工位上抓取加工完成后的工件，然后再向上移动复位至第二初始位置，并在第三驱动装置24的驱动下从该第二初始位置水平移动至第一初始位置，然后旋转气缸28转动180度，将第二手爪22与第一手爪21互换位置，在第四驱动装置26的驱动下，相应手爪向下移动至第一终点位置，将加工完成后的工件放置到处于下料位的第二工件托盘42上，完成下料步骤。

为了进一步提高上下料效率，在工件升降步骤中，第一驱动装置31与第二驱动装置41同时动作，当第一工件托盘32抬升至上料位时，第二工件托盘42同时抬升至下料位；当第二手爪22将加工完成后的工件放置到处于下料位的第二工件托盘42上时，第一手爪21同时从处于上料位的第一工件托盘32上夹取待加工的工件。

当然，在上述上料步骤及下料步骤中，第一手爪21与第二手爪22可以分别单独地执行上料动作及下料动作，比如，第一手爪21可以为上料手爪，第二手爪22可以为下料手爪，在上述上料步骤中，上下料执行装置的第一手爪21从第一工件托盘32上抓取待加工工件101后，在第四驱动装置26的驱动下向上复位至第一初始位置，然后在第三驱动装置24的驱动下，从该第一初始位置水平移动至位于拉床的工件加工位60的正上方的第二初始位置，然后在第四驱动装置26的驱动下向下移动至第二终点位置，将该工件放置到拉床的工件加工位60上，然后再在第四驱动装置26的驱动下向上复位至第二初始位置，并在第三驱动装置24的驱动下从该第二初始位置水平移动至第一初始位置，完成上料操作。继而在下料步骤中，当拉床对工件进行拉削完成后，旋转气缸28转动180度，将上下料执行装置的对称设置的第二手爪22与第一手爪21互换位置，然后在第三驱动装置24的驱动下，第二手爪22从位于上料传送带11上方的第一初始位置水平移动至位于拉床的工件加工位的正上方的第二初始位置，然后在第四驱动装置26的驱动下，向下移动至第二终点位置从拉床的工件加工位上抓取加工完成后的工件，然后再向上移动复位至第二初始位置，并在第三驱动装置24的驱动下从该第二初始位置水平移动至第一初始位置，然后旋转气缸28再次转动180度，将第二手爪22与第一手爪21互换位置，在第四驱动装置26的驱动下，第二手爪22向下移动至第一终点位置，将加工完成后的工件放置到处于下料位的第二工件托盘42上，完成下料步骤。

也可以是，通过设定相应气缸的依次动作的驱动程序，使第一手爪21与第二手爪22均可执行上料动作及下料动作，即第一手爪21既可以是上料手爪也可以是下料手爪，同样地，第二手爪22既可以是上料手爪也可以是下料手爪。相应地，在上述上料步骤中，第一手爪21从第一工件托盘32上抓取待加工工件后，在第四驱动装置26的驱动下向上复位至第一初始位置，然后在第三驱动装置24的驱动下，从该第一初始位置水平移动至位于拉床的工件加工位的正上方的第二初始位置，然后在第四驱动装置26的驱动下向下移动至第二终点位置，将该工件放置到拉床的工件加工位上，然后再在第四驱动装置26的驱动下向上复位至第二初始位置，并在第三驱动装置24的驱动下从该第二初始位置水平移动至第一初始位置，完成上料操作。继而在下料步骤中，当拉床对工件进行拉削完成后，此时旋转气缸28不必转动将上下料执行装置的对称设置的第二手爪22与第一手爪21互换位置，在第三驱动装置24的驱动下，第一手爪21从位于上料传送带11上方的第一初始位置水平移动至位于拉床的工件加工位的正上方的第二初始位置，然后在第四驱动装置26的驱动下，向下移动至第二终点位置从拉床的工件加工位上抓取加工完成后的工件，然后再向上移动复位至第二初始位置，并在第三驱动装置24的驱动下从该第二初始位置水平移动至第一初始位置，此时旋转气缸28开始转动180度，将第二手爪22与第一手爪21互换位置，在第四驱动装置26的驱动下，第一手爪21向下移动至第一终点位置，将加工完成后的工件放置到处于下料位的第二工件托盘42上，完成下料步骤，与此同时，第二手爪22开始进行上述上料步骤及下料步骤，依次循环。

本实施例中拉床的自动上下料装置具有多个优点：首先，该自动上下料装置的工件输送装置可以带动相应工件在高低两位置之间进行工件的传送，在传送过程中，定位机构可将相应工件限定在对应的上料传送带11及下料传送带12上，避免工件发生偏移，实现落差式输送，进而使工件可被上下料执行装置20进行精确抓取及放置；其次，上料传送带11及下料传送带12的各工件传送单元10上还设有与工件抬升装置进行配合的预留孔100，其中，工件抬升装置可以向上穿过该预留孔100，上升至方便上下料执行装置20进行抓取或放置工件的上料位或下料位。这种自动上下料装置可以方便地应用在其上料处或下料处于较高位置的立式拉床或其他机床上，在实现落差式工件输送的同时又方便了上下料执行装置20进行抓取或者放置工件，进而实现相应工件的自动上、下料操作，其避免了现有技术中需在高处的上下料位置额外增加人工对相应工件进行转移的繁琐步骤，有效提高了生产效率。此外，该自动上下料装置的上下料执行装置的第一手爪21及第二手爪22分别对称设于该转动架29的两侧且可随转动架29转动进行位置互换，相应地，工件抬升装置的第一驱动装置31与第二驱动装置41可以同时动作，即当第一工件托盘32抬升至上料位时，第二工件托盘42同时抬升至下料位，进而使第一手爪21及第二手爪22中其中一个手爪将加工完成后的工件放置到处于下料位的第二工件托盘42上的同时，另一手爪可从处于上料位的第一工件托盘32上夹取待加工的工件，因而可以实现同步抓料、同步放料操作，进一步提高了上下料效率。

Claims (9)

1.一种拉床的自动上下料装置，其特征在于：包括工件输送装置、工件抬升装置以及上下料执行装置，所述工件输送装置包括用于放置工件并带动相应工件在高低两位置处进行传送的上料传送带(11)和下料传送带(12)，所述上料传送带(11)带动待加工工件从位于低位置的装料区传送至位于高位置的工件转移区，所述下料传送带(12)带动加工完成的工件从位于高位置的工件转移区传送至位于低位置的卸料区，所述上料传送带(11)及所述下料传送带(12)均包括多个沿相应传送带的长度方向依次设置且用于放置相应工件的工件传送单元(10)，各工件传送单元(10)上还均设有在上下方向上与相应工件对应一致的预留孔(100)；

各所述工件传送单元(10)上均设有用于将相应工件限定在对应的上料传送带(11)及下料传送带(12)上的定位机构，当相应工件限定在上料传送带(11)或下料传送带(12)上时，该工件的中心恰好位于对应的预留孔(100)的上方；

所述上下料执行装置，包括第一手爪(21)及第二手爪(22)，该第一手爪(21)及第二手爪(22)用于在工件输送装置与拉床的工件加工位(60)之间对相应工件进行转移；

所述工件抬升装置，包括均位于所述工件转移区的第一抬升机构和第二抬升机构，所述第一抬升机构包括设于所述上料传送带(11)的下方的第一驱动装置(31)以及由该第一驱动装置(31)驱动而上下升降的第一工件托盘(32)，在第一驱动装置(31)的驱动下，该第一工件托盘(32)可穿过所述上料传送带(11)上的预留孔(100)将待加工工件抬升至方便相应手爪进行抓取的上料位，并可从该上料位复位至初始位置，所述第二抬升机构包括设于所述下料传送带(12)的下方的第二驱动装置(41)以及由该第二驱动装置(41)驱动而上下升降的第二工件托盘(42)，在第二驱动装置(41)的驱动下，该第二工件托盘(42)可穿过所述下料传送带(12)上的预留孔(100)上升至便于相应手爪放置加工完成后的工件的下料位，并可从该下料位复位至初始位置；

所述上下料执行装置包括位于所述工件转移区的支撑架(23)、设于该支撑架(23)上的第三驱动装置(24)以及由该第三驱动装置(24)驱动并可相对所述支撑架(23)在水平方向上往复移动的第一滑动架(25)，所述第一滑动架(25)上设有第四驱动装置(26)以及由该第四驱动装置(26)驱动并可相对所述第一滑动架(25)在竖向方向上往复移动的第二滑动架(27)，所述第二滑动架(27)上设有旋转气缸(28)，该旋转气缸(28)的输出端设有转动架(29)，所述第一手爪(21)和第二手爪(22)分别对称设于该转动架(29)的两侧；

当所述第一手爪(21)进行抓取位于所述上料传送带(11)上的待加工工件时，所述第一手爪(21)的夹持中心与所述第一工件托盘(32)的中心处于同一竖向直线上，并且，所述第二手爪(22)的夹持中心与所述第二工件托盘(42)的中心也处于同一竖向直线上。

2.根据权利要求1所述的拉床的自动上下料装置，其特征在于：所述上料传送带(11)与所述下料传送带(12)均包括第一水平段(13)、第二水平段(14)及位于第一水平段(13)与第二水平段(14)之间的倾斜段(15)，所述上料传送带(11)的第一水平段(13)位于装料区位置，所述下料传送带(12)的第一水平段(13)位于卸料区位置，所述上料传送带(11)的第二水平段(14)及所述下料传送带(12)的第二水平段(14)均位于所述工件转移区位置。

3.根据权利要求2所述的拉床的自动上下料装置，其特征在于：所述上料传送带(11)与所述下料传送带(12)并排设置，所述上料传送带(11)的第二水平段(14)与所述下料传送带(12)的第二水平段(14)位于同一水平高度；

所述上料传送带(11)与所述下料传送带(12)的倾斜段(15)的倾斜角度(α)均为60-80°。

4.根据权利要求1所述的拉床的自动上下料装置，其特征在于：所述上料传送带(11)及下料传送带(12)均通过伺服电机进行驱动，在所述伺服电机的驱动下，所述上料传送带(11)及下料传送带(12)一次行进的距离等于任意相邻的两个工件传送单元(10)的相应预留孔(100)之间的距离。

5.根据权利要求2所述的拉床的自动上下料装置，其特征在于：所述定位机构为设于相应传送带上的V型挡板(50)，当所述上料传送带(11)及所述下料传送带(12)带动相应工件移动至倾斜段(15)时，所述工件的外周壁抵靠在所述V型挡板(50)的两个对向张开的侧壁上。

6.根据权利要求1所述的拉床的自动上下料装置，其特征在于：所述第一滑动架(25)上连接有沿水平方向设置的导向柱(251)，所述支撑架(23)上对应设有与该导向柱(251)相适配的导向孔/槽。

7.根据权利要求1所述的拉床的自动上下料装置，其特征在于：当所述第一工件托盘(32)穿过所述预留孔(100)上升至所述上料位时，该第一工件托盘(32)的上表面与所述拉床的用于放置工件的工件加工位处于同一水平高度。

8.一种应用如权利要求1所述的拉床的自动上下料装置的上下料方法，其特征在于包括以下步骤：

工件输送步骤：在伺服电机的驱动下，上料传送带(11)带动待加工的工件从位于低位置的装料区传送至位于高位置的工件转移区，下料传送带(12)同时带动加工完成后的工件从位于高位置的工件转移区传送至位于低位置的卸料区，其中，上料传送带(11)及下料传送带(12)均具有多个工件传送单元(10)，每一个工件传送单元(10)上放置一个工件，各所述工件传送单元(10)上的定位机构可将相应工件限定在对应的上料传送带(11)及下料传送带(12)上，当相应工件限定在上料传送带(11)或下料传送带(12)上时，该工件的中心恰好位于对应的预留孔(100)上；

工件升降步骤：当待加工的工件随上料传送带(11)移动至工件转移区时，对应的工件传送单元(10)上的工件恰好位于所述第一工件托盘(32)的正上方，然后在第一驱动装置(31)的驱动下，第一工件托盘(32)上升，穿过位于上方的上料传送带(11)上的预留孔(100)，并将相应的待加工工件抬升至上料位位置，以便于上下料执行装置进行抓取；

当上下料执行装置将加工完成后的工件转移至工件转移区时，该工件恰好位于所述第二工件托盘(42)的正上方，然后在第二驱动装置(41)的驱动下，第二工件托盘(42)上升，穿过下料传送带(12)上对应的工件传送单元(10)的预留孔(100)停留在便于上下料执行装置进行抓取的下料位位置，上下料执行装置将加工完成后工件放置到第二工件托盘(42)，然后第二工件托盘(42)下降至初始位置，该工件在随第二工件托盘(42)下降过程中搁置在下料传送带(12)的对应工件传送单元上；

上料步骤：当上下料执行装置的第一手爪(21)或第二手爪(22)从第一工件托盘(32)上抓取待加工工件后，在第四驱动装置(26)的驱动下向上复位至第一初始位置，然后在第三驱动装置(24)的驱动下，从该第一初始位置水平移动至位于拉床的工件加工位的正上方的第二初始位置，然后在第四驱动装置(26)的驱动下向下移动至第二终点位置，将该工件放置到拉床的工件加工位(60)上，然后再在第四驱动装置(26)的驱动下向上复位至第二初始位置，并在第三驱动装置(24)的驱动下从该第二初始位置水平移动至第一初始位置，完成上料操作；

下料步骤：当拉床对工件进行拉削完成后，在第三驱动装置(24)的驱动下，第一手爪(21)或第二手爪(22)从位于上料传送带(11)上方的第一初始位置水平移动至位于拉床的工件加工位的正上方的第二初始位置，然后在第四驱动装置(26)的驱动下，向下移动至第二终点位置从拉床的工件加工位上抓取加工完成后的工件，然后再向上移动复位至第二初始位置，并在第三驱动装置(24)的驱动下从该第二初始位置水平移动至第一初始位置，然后旋转气缸(28)转动180度，将第二手爪(22)与第一手爪(21)互换位置，在第四驱动装置(26)的驱动下，相应手爪向下移动至第一终点位置，将加工完成后的工件放置到处于下料位的第二工件托盘(42)上，完成下料步骤。

9.根据权利要求8所述的上下料方法，其特征在于：在工件升降步骤中，第一驱动装置(31)与第二驱动装置(41)同时动作，当第一工件托盘(32)抬升至上料位时，第二工件托盘(42)同时抬升至下料位；

当所述第二手爪(22)与第一手爪(21)中的其中一个手爪将加工完成后的工件放置到处于下料位的第二工件托盘(42)上时，另一手爪同时从处于所述上料位的第一工件托盘(32)上夹取待加工的工件。