CN114378627B - 上下料系统及加工设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种上下料系统及加工设备，包括：第一夹持组件、定位件、检测组件、驱动组件及控制系统；定位件设置在主轴上，定位结构连接安装座的一端，机械手连接安装座的另一端，夹持组件上夹持工件；机械手驱动安装座移动，以使夹持组件相对主轴的轴线同轴设置，检测组件连接在夹持组件上，驱动组件驱动夹持组件旋转，检测组件跟随夹持组件旋转；当检测组件检测到定位件时，控制系统停止驱动组件的旋转，此时工件与主轴形成合适的对接角度，机械手驱动安装座移动，安装座带动夹持组件上的工件对主轴对接，以使主轴自动上料；由检测组件代替人眼判断，实现自动化上料，同时对接精度高、效率快。

Description

上下料系统及加工设备

技术领域

本申请涉及机械加工技术领域，特别涉及上下料系统及加工设备。

背景技术

对相关设备的主轴进行上料时，主轴从旋转中停止时的旋转角不确定，而当将工件夹持到主轴上进行对接时，工件需要与车床主轴形成合适的对接角度，以保证准确对接。相关技术中采用人工判断主轴位置，并将主轴角度进行调整至与工件对应角度，无法保障对接的精度，工作效率低。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种上下料系统及加工设备，便于对主轴自动上料。

本申请还提出一种具有上述上下料系统的加工设备。

根据本申请的第一方面实施例的上下料系统，包括：第一夹持组件、定位件、检测组件、驱动组件及控制系统；第一夹持组件用于夹持工件；定位件用于设置在主轴上；检测组件用于检测定位件，检测组件连接第一夹持组件；驱动组件驱动连接第一夹持组件，且使第一夹持组件和检测组件同步转动；控制系统电连接驱动组件和检测组件，当检测组件检测到定位件时，控制系统停止驱动组件；

安装座，定位结构连接安装座的一端；以及

机械手，驱动连接安装座上远离定位结构的一端。

根据本申请实施例的定位结构，至少具有如下有益效果：

定位件设置在主轴上，定位结构连接安装座的一端，机械手连接安装座的另一端，夹持组件上夹持工件；机械手驱动安装座移动，以使夹持组件相对主轴的轴线同轴设置，检测组件连接在夹持组件上，驱动组件驱动夹持组件旋转，检测组件跟随夹持组件旋转；当检测组件检测到定位件时，控制系统停止驱动组件的旋转，此时工件与主轴形成合适的对接角度，机械手驱动安装座移动，安装座带动夹持组件上的工件对主轴对接，以使主轴自动上料；由检测组件代替人眼判断，实现自动化上料，同时对接精度高、效率快。

根据本申请的一些实施例，检测组件包括连接件和第一传感器，连接件的一端连接第一夹持组件，连接件的另一端连接第一传感器。

根据本申请的一些实施例，第一传感器可活动地连接连接件，以使第一传感器靠近或者远离第一夹持组件。

根据本申请的一些实施例，还包括第二夹持组件，第二夹持组件连接安装座。

根据本申请的一些实施例，机械手连接安装座，并位于定位结构和第二夹持组件之间，机械手能够驱动安装座旋转。

根据本申请的一些实施例，第一传感器为光纤传感器。

根据本申请的一些实施例，还包括光源构件，用于发射光线至定位件，以使定位件反射光线至检测组件，光源构件连接安装座。

根据本申请的一些实施例，还包括第二传感器，固定设置于第一传感器运动轨迹的一侧，且电连接控制系统，当第一传感器运动至与第二传感器相对的位置时，控制系统停止驱动组件。

根据本申请的一些实施例，夹持组件包括内撑夹具，内撑夹具包括至少两个卡爪，卡爪上形成至少两个抵接面，至少两个抵接面到内撑夹具的中心的距离不同。

根据本申请的第二方面实施例的加工设备，包括：

上述的上下料系统；以及

车床，车床包括主轴，主轴连接治具，治具用于固定工件。

根据本申请实施例的加工设备，至少具有如下有益效果：加工设备包括上述上下料系统的全部有益效果，此处不再赘述。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明，其中：

图1为本申请实施例的加工设备的整体示意图；

图2为图1中的车床的部分示意图；

图3为图1中的机械手和定位结构的部分示意图；

图4为图3中的定位结构的部分示意图；

图5为图4中的检测组件的部分示意图；

图6为图4中的夹持组件的部分示意图；

图7为图4中的驱动组件的部分示意图；

图8为图2中的定位件的部分示意图。

附图标记：

检测组件100、第一传感器110、连接件120、第二传感器130、定位件140、连接部141、感应部142；

第一夹持组件200、内撑夹具210、卡爪211、抵接面212；

驱动组件300、主动轮310、从动轮320、同步带330；

机械手400、安装座410、第二夹持组件411、光源构件420；

车床500、主轴510、治具511。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以下参照附图1至附图8，描述本发明第一方面实施例的上下料系统。

参照图2和图3，本实施例的上下料系统包括定位结构、安装座410以及机械手400：定位结构包括第一夹持组件200、定位件140、检测组件100、驱动组件300及控制系统；

对照图6，第一夹持组件200，用于夹持工件；具体地，工件可以为非回转体类零件，例如电灯卡扣，应理解的是，工件与主轴510上的夹具对接时，需要形成合适的对接角度。主轴510可以为各类机床等设备的主轴510。

对照图2和图8，定位件140用于设置在主轴510上；具体地，定位件140连接主轴510，应理解的是，定位件140可以通过螺接、粘接等对主轴510结构改动小、较少损伤或不损坏主轴510的方式进行连接。应理解的是，定位件140可以为钣金件，钣金件可以一体成型，钣金件折弯90°形成连接部141和感应部142，可以理解的是，连接部141与感应部142相垂直设置，定位件140的结构简单和轻巧，对主轴510旋转的影响小。应理解的是，感应部142与主轴510的端面平行设置，连接部141沿主轴510的轴向延伸，并连接主轴510的侧面，主轴510能够带动连接件120旋转。

对照图4，检测组件100用于检测定位件140，检测组件100连接第一夹持组件200；检测组件100连接第一夹持组件200，检测组件100能够跟随第一夹持组件200同步旋转。检测组件100旋转时能够检测定位件140，例如，检测组件100能够发射光线并接收识别该光线，当检测组件100旋转至于定位件140相对应的位置时，即工件与主轴510处于合适的对接角度时，检测组件100的光线将照射在定位件140上，并通过定位件140反射光线回到检测组件100，检测组件100接收到反射回来的光线后，控制系统控制驱动组件300停止，以使夹持组件和检测组件100停止旋转。

对照图7，驱动组件300驱动连接第一夹持组件200，且使第一夹持组件200和检测组件100同步转动；具体地，驱动组件300包括驱动器、同步轮组和同步带330，驱动器驱动连接同步轮组中的主动轮310，同步轮组中的从动轮320驱动连接第一夹持组件200，同步带330在同步轮组中的主动轮310和从动轮320之间传动，具有传动准确、工作时同步带330不滑动、传动平稳、传动效率高、速比大的优点。应理解的是，驱动组件300还包括防尘壳，防尘壳套设在同步轮组和同步带330外。

控制系统电连接驱动组件300和检测组件100，当检测组件100检测到定位件140时，控制系统停止驱动组件300；应理解的是，停止时，第一夹持组件200上的工件与主轴510的夹具形成合适的对接角度。采用检测组件100判断，对接精度高、效率快。同时能够避免操作人员的不安全。避免了对机床等设备进行加装感应检测主轴510转动角度等改造，减少了对主轴510的精度的影响。同时定位结构的适用性强，能够根据对接的需求在主轴510上加装定位件140，不需要对主轴510进行复杂地改造，能够适用于工件与各类机床的对接。

需要说明的是，当检测组件100位于感应到定位件140的位置时，即第一夹持组件200停止转动时，工件的摆放姿态与主轴510相对应，能够保证对接精准。

对照图3，安装座410，定位结构连接安装座410的一端；具体地，安装座410可以为长条形的钣金件；第一夹持组件200、检测组件100、驱动组件300的驱动器安装在安装座410的一面上，驱动组件300的同步轮组和同步带330安装在安装座410的另一面上。

对照图1和图3，机械手400，驱动连接安装座410上远离定位结构的一端。具体地，机械手400能够将定位结构移动到与主轴510对应的位置，使第一夹持组件200的轴线与主轴510的轴线共线，同时第一夹持组件200朝向主轴510设置。具体地，机械手400能够驱动安装座410移动，安装座410带动定位结构移动，安装座410能够使定位结构远离机械手400，便于将定位结构移动到安装座410能够伸入机床较深或狭窄的位置，能够适应对主轴510进行对接时的环境条件。同时避免机械手400移动到机床内，避免机床内出现潮湿等因素影响机械手400的精度，保障机械手400的安全性。机械手400可以是6轴机器手。

参照图5，检测组件100包括连接件120和第一传感器110，连接件120的一端连接第一夹持组件200，连接件120的另一端连接第一传感器110。具体地，当驱动组件300驱动第一夹持组件200旋转时，连接件120跟随第一夹持组件200旋转，并带动第一传感器110同步旋转。应理解的是，连接件120沿朝向远离第一夹持组件200的方向延伸，第一传感器110设置于连接件120远离第一夹持组件200的一端，避免第一传感器110干涉第一夹持组件200的旋转，也有利于第一传感器110能够避开第一夹持组件200上的工件。

参照图5，第一传感器110可活动地连接连接件120，以使第一传感器110靠近或者远离第一夹持组件200。具体地，连接件120上可以设置有调节槽，第一传感器110插设于调节槽并连接。应理解的是，连接件120沿第一夹持组件200的旋转轴线的径向延伸，第一传感器110能够通过螺接、卡扣等方式连接在连接件120上不同的位置，当第一传感器110连接到连接件120上不同的位置时，第一传感器110到第一夹持组件200的中心的距离不同，有利于第一传感器110适配更多的主轴510的尺寸以及定位件140的尺寸。

参照图3，上下料系统还包括第二夹持组件411，第二夹持组件411连接安装座410。具体地，第二夹持组件411可以用于对主轴510的下料，第二夹持组件411可以为内撑夹具210，机械手400驱动安装座410移动，以使第二夹持组件411夹取主轴510上加工完成后的工件。第二夹持组件411可以设置于安装座410上，以机械手400与安装座410连接部分为基准的定位结构所在的同一侧，利用第二夹持组件411夹取加工完成后的工件，能够提高加工的效率，同时能够减少第一夹持组件200的夹持次数，增加定位结构的可使用时间。

参照图1和图3，机械手400连接安装座410，并位于定位结构和第二夹持组件411之间，机械手400能够驱动安装座410旋转。具体地，定位结构和第二夹持组件411分别设置在安装座410的两端，机械手400连接安装座410的中间，这样设置能够使机械手400驱动安装座410移动时更为平衡；进行加工时，机械手400驱动第二夹持组件411取下主轴510上的加工完成后的工件，然后机械手400驱动安装座410旋转，以使定位结构对主轴510进行上料，减少设备加工的空闲时间，增加加工效率。

参照图4，第一传感器110为光纤传感器。具体地，光纤传感器灵敏度较高，有利于增加对接的准确性和精度。同时光纤传感器的几何形状具有多方面的适应性，能够适配与避空第一夹持组件200和工件。并且光纤传感器能够在恶劣环境使用。应理解的是，第一传感器110可以为反射式光纤传感器，定位件140可以为反射片。第一传感器110可以为能够自行发射光线，并识别所发出光线的光纤传感器。

参照图3，上下料系统还包括光源构件420，用于发射光线至定位件140，以使定位件140反射光线至检测组件100，光源构件420连接安装座410。具体地，第一传感器110可以为只接收光线的光纤传感器。机械手400驱动安装座410移动到使第一夹持组件200的轴线对准主轴510的轴线时，光源构件420发射出光线，光线照射在定位件140上，光线在定位件140上反射，当驱动组件300驱动第一夹持组件200和检测组件100旋转到合适的对接角度时，反射光线进入检测组件100，控制系统停止驱动组件300。设置光源构件420，使第一传感器110可以更为小巧，增加检测组件100的旋转时的安全性、稳定性。应理解的是，光源构件420设置在安装座410上，相较于将光源构件420设置于设备内，能够保护光源构件420，同时增加每次对接时的光源一致性。

参照图3和图4，上下料系统还包括第二传感器130，固定设置于第一传感器110运动轨迹的一侧，且电连接控制系统，当第一传感器110运动至与第二传感器130相对的位置时，控制系统停止驱动组件300。具体地，当工件与主轴510对接完成后，驱动组件300驱动第一夹持组件200旋转，第一夹持组件200带动第一传感器110旋转到与第二传感器130相对的位置，第二传感器130电信号传输到控制系统，控制系统使驱动组件300停止，以使第一传感器110停止，达到使第一传感器110复位的效果。应理解的是，相对的位置即第二传感器130能够感应到第一传感器110的位置。这使第一传感器110以及第一夹持组件200复位到一个安全的位置，便于第一夹持组件200对准并夹持工件。这同时使第一传感器110的位置确定，避免在机械臂400运动过程中，第一传感器110与其他设备碰撞。

参照图6，夹持组件包括内撑夹具210，内撑夹具210包括至少两个卡爪211，卡爪211上形成至少两个抵接面212，至少两个抵接面212到内撑夹具210的中心的距离不同。具体地，撑夹具210便于抵接工件的内壁进行夹持，同时内撑夹具210相较于卡盘等夹具的夹持部较小，能够减小干涉第一传感器110的可能性。具体地，内撑夹具210包括三个卡爪211，具体地，抵接面212用于与工件的内表面进行抵接，当抵接面212抵接工件后，工件固定在内撑夹具210上。具体的，卡爪211形成台阶状结构，台阶状结构的侧面形成抵接面212，靠近卡爪211用于连接内撑夹具210的一端的抵接面212距离内撑夹具210的中心最近。至少两个到内撑夹具210的中心的距离不同的抵接面212有利于卡爪211适配不同尺寸的工件。

应理解的是，卡爪211可拆卸地设置在内撑夹具210上。操作人员能够根据不同的工件更换不同的卡爪211，使内撑夹具210能够适配不同的工件。

参照图1至图8，以下描述本发明第二方面实施例的加工设备，

本实施例的加工设备包括：上述第一方面实施例的上下料系统；以及车床500，车床500包括主轴510，主轴510连接治具511，治具511用于固定工件。

通过在加工设备中设置上述第一方面实施例的上下料系统，包括了上述上下料系统的全部有益效果，此处不再赘述。

上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.上下料系统，其特征在于，包括：

定位结构，包括第一夹持组件、定位件、检测组件、驱动组件及控制系统；所述第一夹持组件用于夹持工件；所述定位件用于设置在主轴上；所述检测组件用于检测所述定位件，所述检测组件连接所述第一夹持组件；所述驱动组件驱动连接所述第一夹持组件，且使所述第一夹持组件和所述检测组件同步转动；所述控制系统电连接所述驱动组件和所述检测组件，当所述检测组件检测到所述定位件时，所述控制系统停止所述驱动组件；

安装座，所述定位结构连接所述安装座的一端；以及

机械手，驱动连接所述安装座上远离所述定位结构的一端。

2.根据权利要求1所述的上下料系统，其特征在于，所述检测组件包括连接件和第一传感器，所述连接件的一端连接所述第一夹持组件，所述连接件的另一端连接所述第一传感器。

3.根据权利要求2所述的上下料系统，其特征在于，所述第一传感器可活动地连接所述连接件，以使所述第一传感器靠近或者远离所述第一夹持组件。

4.根据权利要求1所述的上下料系统，其特征在于，还包括第二夹持组件，所述第二夹持组件连接所述安装座。

5.根据权利要求4所述的上下料系统，其特征在于，所述机械手连接所述安装座，并位于所述定位结构和所述第二夹持组件之间，所述机械手能够驱动所述安装座旋转。

6.根据权利要求2或3所述的上下料系统，其特征在于，所述第一传感器为光纤传感器。

7.根据权利要求6所述的上下料系统，其特征在于，还包括光源构件，用于发射光线至所述定位件，以使所述定位件反射光线至所述检测组件，所述光源构件连接所述安装座。

8.根据权利要求6所述的上下料系统，其特征在于，还包括第二传感器，固定设置于所述第一传感器运动轨迹的一侧，且电连接所述控制系统，当所述第一传感器运动至与所述第二传感器相对的位置时，所述控制系统停止所述驱动组件。

9.根据权利要求6所述的上下料系统，其特征在于，所述夹持组件包括内撑夹具，所述内撑夹具包括至少两个卡爪，所述卡爪上形成至少两个抵接面，至少两个所述抵接面到所述内撑夹具的中心的距离不同。

10.加工设备，其特征在于，包括：

如权利要求1至9中任一项所述的上下料系统；以及

车床，所述车床包括所述主轴，所述主轴连接治具，所述治具用于固定所述工件。

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