CN114571278A - 物料加工装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种物料加工装置及方法，包括底板、设置在底板上方的上下料模块、固定在底板上的加工模块、断料模块和料仓模块；其中，上下料模块用于将预设位置的待加工物料推至加工位置；加工模块用于对加工位置处的待加工物料进行定位及加工；断料模块用于对加工完成的产品进行固定及断料处理；上下料模块还用于将断料处理后的产品转移至料仓模块进行临时存放。利用上述发明能够实现上料、加工、断料及取料的全程自动化处理，加工产品良率高。

Description

物料加工装置及方法

技术领域

本发明涉及产品加工技术领域，更为具体地，涉及一种物料加工装置及方法。

背景技术

目前，随着智能耳机类产品的流行，对耳机类产品的外观以及功能也提出了更高的要求，其中，耳机壳中的转轴零件既对产品的外观起到了重要的装饰作用，又直接的影响到了耳机壳打开关闭时的手感，因此转轴类部件对于智能耳机的重要性不言而喻。

对于现有的转轴类零件，不仅要求其具有较好的外观，对于配合尺寸也提出了较高的要求；针对CNC加工转轴类产品的制程，现有的技术大多停留在人工放料-机台加工-人工取料的阶段，人工取放料的过程不仅限制了产能的提升，浪费时间，而且取料过程中极容易造成产品外观受到得划伤，轻则返修，重则报废，极大的影响产品的良率及生产效率。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种物料加工装置及方法，以解决现有的转轴类零件在加工过程中存在的外观易受损、影响产品良率、加工效率等问题。

本发明提供的物料加工装置，底板、设置在底板上方的上下料模块、通过四轴机固定在底板上的加工模块、固定在底板上的断料模块和料仓模块；其中，上下料模块用于将预设位置的待加工物料推至加工位置；加工模块用于对加工位置处的待加工物料进行定位及加工；断料模块用于对加工完成的产品进行固定及断料处理；上下料模块还用于将断料处理后的产品转移至料仓模块进行临时存放。

此外，优选的技术方案是，上下料模块包括：机台、设置在机台上的夹料工装和推料工装；其中，夹料工装包括固定在机台上的气动手指以及位于气动手指端部的产品夹爪；气动手指用于带动产品夹爪将断料处理后的产品转移至临时料仓中；推料工装包括固定在机台上的刀柄以及设置在刀柄上的推爪，推爪用于将待加工物料推至加工位置。

此外，优选的技术方案是，加工模块包括加工定位工装和加工工装；其中，加工定位工装包括主板、设置在主板下侧的薄型气缸、设置在主板上侧并与薄型气缸连接的连接杆，以及活动设置在连接杆上的压爪；薄型气缸用于控制压爪对待加工物料进行压紧定位；加工工装用于对压紧定位后的待加工物料进行加工作业。

此外，优选的技术方案是，薄型气缸、连接杆及压爪对应设置并形成定位组件；定位组件对一个待加工物料进行压紧定位。

此外，优选的技术方案是，定位组件设置有至少一组。

此外，优选的技术方案是，断料模块包括固定在底座上的连接板、固定在连接板上的产品限位块、固定在连接板上的滑轨、固定在滑轨上的横向气缸以及固定在横向气缸上的竖向气缸；其中，在竖向气缸上固定有产品压板，产品压板和产品限位块配合对加工完成的产品进行固定；

通过外部切割装置对固定后的产品进行断料处理。

此外，优选的技术方案是，在底板上设置有挡块；挡块用于对断料模块的运动进行限位。

此外，优选的技术方案是，横向气缸和竖向气缸均采用双轴气缸。

此外，优选的技术方案是，料仓模块包括固定在底座上的支撑板以及固定在支撑板上的料盒，通过上下料模块将断料处理后的产品转移至料盒内。

另一方面，本发明提供一种物料加工方法，利用上述物料加工装置对待加工物料进行加工；其中，方法包括：通过上下料模块将预设位置的待加工物料推至加工位置；通过加工模块对位于加工位置处的待加工物料进行定位及加工，加工完成后的产品通过连接筋与待加工物料连接；通过断料模块对加工完成的产品进行固定，然后对固定后的产品的连接筋进行切割，以完成断料处理；通过上下料模块将断料处理后的产品转移至料仓模块存放。

利用上述物料加工装置及方法，通过上下料模块将预设位置的待加工物料推至加工位置，然后基于加工模块对位于加工位置处的待加工物料进行定位及加工，进而通过断料模块对加工完成的产品进行固定及断料处理，最后通过上下料模块将断料处理后的产品转移至料仓模块存放，能够节省人工取放料时间，且能够有效防止加工过程中因物料压持不足而导致产品外观以及尺寸的波动，整体结构简单，产品加工速度快，质量高。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的物料加工装置的整体结构示意图；

图2为根据本发明实施例的物料加工装置的侧视图；

图3为根据本发明实施例的加工模块的整体结构示意图；

图4为根据本发明实施例的加工模块的侧视图；

图5为根据本发明实施例的断料模块的结构示意图；

图6为根据本发明实施例的上下料模块结构示意图；

图7为根据本发明实施例的料仓模块结构示意图；

图8为根据本发明实施例的物料加工方法的流程图。

其中的附图标记包括：上下料模块1、机台11、刀柄12、推爪13、产品夹爪14、气动手指15、加工模块2、主板21、薄型气缸22、连接杆23、压爪24、压头241、料仓模块3、支撑板31、料盒32、料仓33、断料模块4、连接板41、横向气缸42、竖向气缸43、产品压板44、产品限位块45、仿形槽451、滑轨46、挡块47、底板5、四轴机6、产品7。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

为详细描述本发明的物料加工装置及方法，以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

图1和图2分别示出了根据本发明实施例的物料加工装置的整体及分解示意结构。

如图1和图2共同所示，本发明实施例的物料加工装置，包括底板5、设置在底板5上方的上下料模块1、通过四轴机6固定在底板5上的加工模块2、固定在底板5上的断料模块4和料仓模块3，且料仓模块3和断料模块4分别设置在加工模块2的两侧；其中，上下料模块1用于将预设位置的待加工物料推至加工位置；加工模块2用于对加工位置处的待加工物料进行定位及加工；断料模块4用于对加工完成的产品进行固定及断料处理；上下料模块1还用于将断料处理后的产品转移至料仓模块3进行临时存放，通过该物料加工装置能够实现上料、加工、断料至取料的全程自动化处理，不仅能够节省人工上下料时间，还能够确保产品外观符合要求，提高产品加工效率及加工质量。

具体地，图3和图4分别示出了根据本发明实施例的加工模块的整体结构及侧视结构。

结合图1至图4共同所示，本发明实施例的加工模块2，包括加工定位工装和加工工装；其中，加工定位工装用于对物料进行定位，然后加工工装用于对定位后的物料进行预设轨迹的加工作业，此处的加工工装主要指车床的加工刀具，该加工刀具也可以设置在上下料模块1上，在具体的加工作业过程中，通过上下料模块1上的加工刀具对定位后的物料进行加工作业。

进一步地，加工定位工装进一步包括主板21、设置在主板21下侧的薄型气缸22、设置在主板21上侧并与薄型气缸22连接的连接杆23，以及活动设置在连接杆23上的压爪24，压爪24可以设置为长条状结构，在压爪24的端部形成压头241，压头241通过连接轴固定在主板21上；薄型气缸22用于控制压爪24对待加工物料进行压紧定位，由于压爪24的一端与连接杆23活动连接，另一端与主板21上的固定结构活动连接，从而使得薄型气缸22在带动连接杆23向上运动时，通过杠杆原理，使得压头241侧对其下的物料进行压紧定位，当薄型气缸22带动连接杆23向下运动时，压头241侧则与主板21背离运动，从而使得物料能够在压头241和主板21之间移动。待物料的位置确定后，进一步通过薄型气缸22带动压头241侧对其下的物料进行定位压紧，最后，通过加工工装对压紧定位后的待加工物料进行加工作业，该加工过程可通过上下料模块1灵活的选择刀具，进而完成对物料的加工作业。

在本发明的一个具体实施方式中，薄型气缸22、连接杆23及压爪24对应设置并形成定位组件；定位组件对待加工物料进行压紧定位，定位组件的个数可以根据待加工物料的需求进行灵活设置；作为具体示例，附图中定位组件设置有四组，即薄型气缸、连接杆、压爪均设置有四个，四组定位组件能够同时对四块物料进行定位加工作业。

作为另一示例，图5示处了根据本发明实施例的断料模块的示意结构。

结合图1至图5共同所示，本发明实施例的断料模块4，包括固定在底座上的连接板41、固定在连接板41上的产品限位块45、固定在连接板41上的滑轨46、固定在滑轨46上的横向气缸42以及固定在横向气缸42上的竖向气缸43；其中，在竖向气缸43上固定有产品压板44，产品压板44和产品限位块45配合对加工完成的产品进行固定，然后通过外部切割装置对固定后的产品进行断料处理。

其中，在产品加工完成后，为了防止产品飞料，将产品与物料之间预留一小段连接筋，此时可通过横向气缸42带动整个断料模块4向前移动，直至达到预设位置处时通过竖向气缸43带动产品压板44将未断料的产品7限位在产品压板44和产品限位块45之间，然后通过外部切割装置，例如刀具将连接筋去除，完成断料处理。

其中，上述外部切割装置可以采用对产品进行加工时的加工刀具，也可以为其他具有切割功能的切割装置，进一步地，该切割装置也可如加工道具一样，设置在上下料模块上，方便选择及调用。

具体地，在底板5上设置有挡块47；挡块47用于对断料模块的运动进行限位，换言之，在断料模块4移动过程中，可通过该凸出的挡块47对断料模块4运动的预设位置进行限位。

需要说明的是，为了提高移动的稳定性，上述横向气缸42和竖向气缸43均采用双轴气缸，同时在产品限位块45上设置有与物料个数相对应的仿形槽451，待断料的产品限位在仿形槽451内进行定位。

在本发明的物料加工装置中，由于加工模块2通过四轴机6固定在底座上，在对物料进行加工完成后，可通过四轴机6带动加工模块2进行180度的翻转，使得加工后的产品翻转至断料模块4一侧，进而通过断料模块4的运动完成对产品的定位及断料加工，该结构不仅能够为加工刀具预留足够的加工空间，还能够防止断料飞溅，确保产品的加工质量及加工安全。

此外，图6示出了根据本发明实施例的上下料模块的示意结构。

如图1至图6所示，本发明实施例的上下料模块1包括：悬挂在加工模块2上方的机台11、设置在机台11上的夹料工装和推料工装；其中，夹料工装包括固定在机台11上的气动手指15以及位于气动手指15端部的产品夹爪14；气动手指15用于带动产品夹爪14将断料处理后的产品转移至临时料仓中；而推料工装包括固定在机台11上的刀柄12以及设置在刀柄12上的推爪13，推爪13用于将待加工物料推至加工位置。

其中，在刀柄12上还可设置有多种类型的刀具，在对产品进行加工或者断料时，可通过机台控制刀具完成。

图7示出了根据本发明实施例的料仓模块的示意结构。

如图7所示，本发明实施例的料仓模块3包括固定在底座上的支撑板31以及固定在支撑板31上的料盒32，通过上下料模块1中的产品夹爪14将断料处理后的产品转移至料盒32内，完成一次物料加工，然后再通过推爪13将待加工物料推至加工位置，进行下次循环。

其中，在料盒内32设置有多个规则分布的料仓33，每个料仓33内可放置一个加工完成的产品。

与上述物料加工装置相对应地，本发明还提供一种物料加工方法，利用上述物料加工装置对待加工物料进行加工。具体地，图8示出了根据本发明实施例的物料加工方法的示意流程。

如图8所示，本发明实施例的物料加工方法，包括：

S110：通过上下料模块将预设位置的待加工物料推至加工位置；

S120：通过加工模块对位于加工位置处的待加工物料进行定位及加工，加工完成后的产品通过连接筋与所述待加工物料连接；

S130：通过断料模块对加工完成的产品进行固定，然后对固定后的产品的连接筋进行切割，以完成断料处理；

S140：通过上下料模块将断料处理后的产品转移至料仓模块存放。

具体地，首先，将四根整根的毛坯型材，即物料由人工装入指定预放位置，此时加工模块中的薄型气缸22处于缩回状态，竖向气缸处于伸出状态，横向气缸处于缩回状态，气动手指处于张开状态；上下料模块中的推爪在机台的带动下将毛坯物料顶出一段固定的距离后，到达加工位置。

然后，毛坯在到达加工位置后薄型气缸22伸出，带动压爪将型材压紧；此处夹爪压紧型材后即可对毛坯进行加工，实现毛坯到产品的转变。由于只有足够大的压紧力才能保证加工后的产品外观以及尺寸的稳定性，本发明中的压爪压紧型材时运用杠杆原理，可将薄型气缸22的顶出力放大8倍左右。

进而，在产品加工完成后，为防止产品飞料，将产品与型材间预留一小段连接筋，此时横向气缸带动断料模块前移，直至到达挡块处时竖向气缸带动产品压板向下运动，将产品压持牢固，随后通过刀具进行断料加工，此时产品在竖向气缸的压持下能够始终保持固定的位置，防止飞料。

然后，在断料结束后，横向气缸带动断料模块后退，防止取料时取料模块与加工模块干涉，当产品夹爪到达取料位置时，竖向气缸松开对产品的压持状态，随后产品在产品夹爪的夹持下被转移至料仓中。

其中，上述动作重复大概20次后，毛坯棒料已经全部加工完毕，此时料仓中的物料也已全部存满，人工取出即可，至此一个完整循环结束。

根据上述本发明的物料加工装置及方法，通过使用加工模块、断料模块、上下料模块和料仓模块实现了由4根毛坯型材到40片产品的自动化加工过程，从型材上料、加工、产品断料到产品取料四个过程全部无需作业人员干预，极大的节省了人力，同时由于料仓的存在，实现了由原先的加工1pcs产品取一次到加工40pcs产品取一次，节省了作业人员的取放时间；为防止在加工过程中因毛坯料压持不足而导致产品外观以及尺寸波动，采用了杠杆原理对毛坯进行压持，能够将气缸的作用力放大8倍，有效的解决产品外观以及尺寸不稳定问题。

如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的物料加工装置及方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的物料加工装置及方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (10)

1.一种物料加工装置，其特征在于，包括：底板、设置在所述底板上方的上下料模块、通过四轴机固定在所述底板上的加工模块、固定在所述底板上的断料模块和料仓模块；其中，

所述上下料模块用于将预设位置的待加工物料推至加工位置；

所述加工模块用于对加工位置处的所述待加工物料进行定位及加工；

所述断料模块用于对加工完成的产品进行固定及断料处理；

所述上下料模块还用于将所述断料处理后的产品转移至所述料仓模块进行临时存放。

2.如权利要求1所述的物料加工装置，其特征在于，所述上下料模块包括：机台、设置在所述机台上的夹料工装和推料工装；其中，

所述夹料工装包括固定在所述机台上的气动手指以及位于所述气动手指端部的产品夹爪；

所述气动手指用于带动所述产品夹爪将所述断料处理后的产品转移至临时料仓中；

所述推料工装包括固定在所述机台上的刀柄以及设置在所述刀柄上的推爪，所述推爪用于将所述待加工物料推至所述加工位置。

3.如权利要求1所述的物料加工装置，其特征在于，

所述加工模块包括加工定位工装和加工工装；其中，

所述加工定位工装包括主板、设置在所述主板下侧的薄型气缸、设置在所述主板上侧并与所述薄型气缸连接的连接杆，以及活动设置在所述连接杆上的压爪；

所述薄型气缸用于控制所述压爪对所述待加工物料进行压紧定位；

所述加工工装用于对压紧定位后的待加工物料进行加工作业。

4.如权利要求3所述的物料加工装置，其特征在于，

所述薄型气缸、所述连接杆及所述压爪对应设置并形成定位组件；

所述定位组件对所述待加工物料进行压紧定位。

5.如权利要求4所述的物料加工装置，其特征在于，

所述定位组件设置有至少一组。

6.如权利要求1所述的物料加工装置，其特征在于，

所述断料模块包括固定在底座上的连接板、固定在所述连接板上的产品限位块、固定在所述连接板上的滑轨、固定在所述滑轨上的横向气缸以及固定在所述横向气缸上的竖向气缸；其中，

在所述竖向气缸上固定有产品压板，所述产品压板和所述产品限位块配合对所述加工完成的产品进行固定；

通过外部切割装置对固定后的产品进行断料处理。

7.如权利要求6所述的物料加工装置，其特征在于，

在所述底板上设置有挡块；

所述挡块用于对所述断料模块的运动进行限位。

8.如权利要求6所述的物料加工装置，其特征在于，

所述横向气缸和所述竖向气缸均采用双轴气缸。

9.如权利要求1所述的物料加工装置，其特征在于，

所述料仓模块包括固定在底座上的支撑板以及固定在所述支撑板上的料盒，通过所述上下料模块将所述断料处理后的产品转移至所述料盒内。

10.一种物料加工方法，其特征在于，利用如权利要求1至9任一项所述的物料加工装置对待加工物料进行加工；其中，所述方法包括：

通过上下料模块将预设位置的待加工物料推至加工位置；

通过加工模块对位于所述加工位置处的待加工物料进行定位及加工，加工完成后的产品通过连接筋与所述待加工物料连接；

通过断料模块对加工完成的产品进行固定，然后对固定后的产品的连接筋进行切割，以完成断料处理；

通过所述上下料模块将所述断料处理后的产品转移至料仓模块存放。

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