CN114714127A - 一种具有双向机械定位料库的上下料工作站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有双向机械定位料库的上下料工作站，包括工作站本体，工作站本体上设有关节机器人，工作站本体内设有料仓，其特征是，所述料仓内设有若干组工装组件，工装组件的上侧设有牵引组件，工装组件和料仓通过双向导轨滑动连接，料仓内壁和工装组件之间设有定位组件，定位组件包括到位检测组件和压紧组件，定位组件在双向导轨两端设有两组，两组定位组件能够交叉配合。本发明的好处是工作站的上料装置从两侧均能够伸出，并且配备有双向机械定位机构，定位精度高，定位速度快。

Description

一种具有双向机械定位料库的上下料工作站

技术领域

本申请涉及上料工作站技术领域，尤其涉及一种具有双向机械定位料库的上下料工作站。

背景技术

在机械加工行业，在很多情况下机床加工的工件是小批量、多品种的工件；工件的上下料工作一般是由人工进行操作，这些操作一般动作简单，重复性很大，大量重复性的工作，容易产生疲劳，造成产品的不良率增加，生产效率低，产品一致性差。现有的工作站中有通过工业机器人完成上下料的方案，例如，中国专利文献中，专利号为CN 2021208948794于2021年12月3日授权公告的实用新型专利，该申请案公开了一种双工位机器人工作站，包括机床和机器人，机床上开设有上料口一和上料口二，上料口一和上料口二相对设置且机器人正对上料口一设置，机床靠近上料口一处还设有置料台。旨在通过两个上料口，完成配合两台机器人的上下料操作，但是该类型的工作台的上下料位置确定，不能调节，还需要两台机器人配合，因此存在适用范围小，成本高的问题，不适合小批量多品种的需求。

目前针对这种小批量、多品种的需求，本领域技术人员设计开发了以机床上料为目的柔性智能工作站，柔性智能工作站可以在保证机械加工不停机的情况下，在工作站的非工作侧进行上料以及成品件的下料；因为其方便，节省人力成本，能24小时不间断工作等功能，因此广泛用于检测设备、机床、冲床等机加工设备或装置上。柔性智能工作站不仅能提高工作效率，满足生产需求，并且能够保证上料位置的一致性，避免出现人工上料的主观误差等。柔性智能工作站改善了机器人本身的柔性不够，能够适应日益加快的变化，利于产品结构的调整，更加利于自动化的生产，满足大批量生产的需求。

柔性智能工作站中工件定位显得尤为重要，精确的工件定位或工装的定位可以提高后续对工件进行加工的稳定性，进而提高后续对工件进行加工的速度和精准性。

但是现有的机械加工机构在工作进行中只能单向的定位，不能进行双向定位，所以急需一种稳定性高的机械加工方面用双向定位机构来解决上述存在的问题。

发明内容

基于现有技术中的上述不足，本发明提供了一种具有双向机械定位料库的上下料工作站，工作站的上料装置从两侧均能够伸出，并且配备有双向机械定位机构，定位精度高，定位速度快。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案。

一种具有双向机械定位料库的上下料工作站，包括工作站本体，工作站本体上设有关节机器人，工作站本体内设有料仓，其特征是，所述料仓内设有若干组工装组件，工装组件的上侧设有牵引组件，工装组件和料仓通过双向导轨滑动连接，料仓内壁和工装组件之间设有定位组件，定位组件包括到位检测组件和压紧组件，定位组件在双向导轨两端设有两组，两组定位组件能够交叉配合。

双向导轨完成工装组件的双向滑动，牵引组件的设置使得工装组件能够配合关节机器人，被关节机器人牵引推出，无需为料仓配备专门的推出机构，精简料仓的尺寸，为料仓在工作站内的集成设置提供可能；两组定位组件分别对应，并且还能交叉配合，使得工装组件无论朝哪个方向从料仓牵引出时，都能快速定位，保证工装组件的定位精度，提高定位速度。

作为优选，工装组件在料仓内设有上下分布的两组，两组工装组件所在平面平行。两组工装组件相互配合，交替动作方便，方便关节机器人的逻辑控制。

作为优选，压紧组件包括分别设置在料仓内壁和工装组件上的定位气缸和气缸定位块，气缸定位块内设有定位槽，定位气缸的端部能够与定位槽配合。定位气缸推出后对应到气缸定位块位置，能够实现工装组件的可靠压紧定位。

作为优选，定位气缸的端部设有定位导杆，定位导杆的端部形状为半球形，定位导杆与定位槽配合。定位导杆为半球形，方便定位导杆插入到定位槽内配合，防止定位导杆与定位槽卡死。

作为优选，定位槽的槽壁为圆台面形。圆台面形的定位槽具有自定心的能力，定位导杆的半球头配合定位槽时即使没有完全对准，在定位气缸推出时，也能使工装组件快速到位并压紧。

作为优选，工装组件包括工装平板，工装平板的相对两侧分别设有双向导轨，工装平板上对应在双向导轨的两端分别固定设有限位块，限位块上转动设有连接杆，牵引组件包括与连接杆连接的牵引杆，牵引杆包括跨接工装平板两侧连接杆的线性导向轴。线性导向轴能够方便牵引组件和关节机器人配合，牵引杆与连接杆连接，连接杆能够绕限位块转动，也就会牵引杆能够绕限位块转动，能够减少牵引时关节机器人的移动干涉，方便牵引到位。

作为优选，牵引组件包括与线性导向轴同轴设置的定位轴杆，料仓内设有配合配合定位轴杆的双向定位件，双向定位件包括导向斜面和位于导向斜面较高一端的定位槽孔，定位槽孔远离导向斜面的一端设有定位轴肩。定位轴杆能够和和定位槽孔配合，导向斜面能够为定位轴杆的移动提供导向，方便定位槽孔和定位轴杆配合，定位轴肩实现对定位轴杆到达定位槽孔的限位，牵引杆具有配合关节机器人牵引和定位的双重作用。

作为优选，到位检测组件包括在料仓内壁设置的定位传感器，定位传感器与定位槽孔位置相对。通过定位传感器的设置，在牵引杆对应到定位槽孔时，定位传感器检测到到位信号，定位气缸快速推出，能够实现工装组件的快速定位，因为定位气缸上定位导杆端部的半球形设计和定位槽孔的圆台面设计，定位气缸和定位槽孔的配合具有自定心的能力，从而降低了定位传感器的精度要求和安装位置要求，只要检测到定位轴杆出现在定位传感器范围就能通过定位气缸快速压紧定位工装组件，定位效率高；由于是两组定位组件交叉配合，所以工装组件的双向定位都快速可靠。

作为优选，导向斜面与工装平板所在平面的夹角为30度。导向斜面为定位轴杆移动提供可靠的导向作用。

作为优选，连接杆上固定设有连接轴，限位板上设有配合连接轴的轴承组件。实现连接杆和限位板可靠的转动连接，通过轴承组件减小转动摩擦力，保证转动寿命。

作为优选，料仓底面设有料仓定位销组，工作站本体上设有配合料仓定位销组的定位孔组。料仓定位销组和定位孔组配合定位，完成料仓在工作站本体上的集成安装，料仓安装方便，拆除也方便，有利于实现料仓对应不同工件的替换。

作为优选，工装平板上设有若干个定位销孔。通过定位销孔的设置，工装平板上能够对应不同规格的工装板，方便对应不同类型的工件设置。

作为优选，限位块上侧朝向工装平板外部的一端设有安放槽，安放槽和限位块之间设有内陷的弧形过渡面，限位块上侧的另一端设有限位板，限位板对应在连接杆转动连接处的上侧。安放槽能够配合隐藏牵引杆的高度，限位块的设置限定了连接杆的转动角度，防止连接杆转动过量，确保牵引组件被牵引的可靠性。

本发明具有如下有益效果：工作站的上料装置从两侧均能够伸出，并且配备有双向机械定位机构，定位精度高，定位速度快。

附图说明

图1是本发明的结构示意图

图2是图1的俯视图。

图3本发明料仓的结构示意图。

图4是本发明工装组件的结构示意图。

图5本发明牵引杆和双向定位件配合处的结构示意图。

图6是本发明中工装组件运动时的结构示意图。

图7是本发明中双向定位件的结构示意图。

图中：关节机器人1、产品治具2、工作站本体3、工装组件4、减震地脚5、料仓6、限位块41、限位板410、工装平板42、轴承组件43、连接杆44、定位轴杆45、线性导向轴46、定位销孔47、工装框架48、气缸定位块49、罩壳61、双向导轨62、料仓框架63、双向定位件64、定位气缸65、定位传感器66、料仓定位销组67、导向斜面68、定位槽孔69、定位轴肩690。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步的阐述。

实施例，

如图1到图7所示，一种具有双向机械定位料库的上下料工作站，包括工作站本体3，工作站本体3上设有关节机器人1，关节机器人1上设有产品治具2。关节机器人1通过螺栓固定在工作站本体3上面；工作站本体3底部用减震地脚5固定，可以通过调节减震地脚5高度来调节关节机器人1及工作站本体3的高度，适应高度差别不大的机床。工作站本体3内设有料仓6，料仓6底面设有料仓定位销组67，工作站本体3上设有配合料仓定位销组67的定位孔组。料仓6内设有若干组工装组件4，具体为，工装组件4在料仓6内设有上下分布的两组，两组工装组件4所在平面平行。工装组件4的上侧设有牵引组件，工装组件4包括工装平板42和工装框架48，工装平板42上设有若干个定位销孔47。工装平板42的相对两侧分别设有双向导轨62，工装平板42上对应在双向导轨62的两端分别固定设有限位块41，限位块41上转动设有连接杆44，连接杆44上固定设有连接轴，限位板410上设有配合连接轴的轴承组件43，连接轴通过轴承组件43与限位板410转动连接。牵引组件包括与连接杆44连接的牵引杆，牵引杆包括跨接工装平板42两侧连接杆44的线性导向轴46。线性导向轴46位于工装平板42的上侧。工装组件4和料仓6通过双向导轨62滑动连接，料仓6内壁和工装组件4之间设有定位组件，定位组件在双向导轨62两端设有两组，两组定位组件能够交叉配合，定位组件包括从线性导向轴46向外延伸到连接杆44外侧的定位轴杆45，料仓6内设有配合配合定位轴杆45的双向定位件64，交叉配合的意味着工装组件4一侧的定位轴杆45能够与工作组件另一侧的双向定位件64配合。双向定位件64包括导向斜面68和位于导向斜面68较高一端的定位槽孔69，定位槽孔69远离导向斜面68的一端设有定位轴肩690。导向斜面68与工装平板42所在平面的夹角为30度。定位组件还包括到位检测组件和压紧组件， 压紧组件包括分别设置在料仓6内壁和工装组件4上的定位气缸65和气缸定位块49，气缸定位块49内设有定位槽，定位气缸65的端部能够与定位槽配合。定位气缸65的端部设有定位导杆，定位导杆的端部形状为半球形，定位导杆与定位槽配合。定位槽的槽壁为圆台面形。到位检测组件包括在料仓6内壁设置的定位传感器66，定位传感器66与定位槽孔69位置相对。限位块41上侧朝向工装平板42外部的一端设有安放槽，安放槽和限位块41之间设有内陷的弧形过渡面，限位块41上侧的另一端设有限位板410，限位板410对应在连接杆44转动连接处的上侧。

工装平板42能够从工作站本体3的相对两侧滑动，料仓6包括罩壳61和料仓框架63，双向定位件64通过螺栓固定在料仓框架63上，定位气缸65通过螺栓固定在料仓框架63上，定位传感器66通过细牙螺栓固定在料仓框架63上。料仓6上设有对应工作平板移动的开窗，关节机器人1对应在料仓6两侧开窗的中间位置。限位块41通过螺栓固定在工装框架48上，工装平板42通过定位销安装定位在工作框架上，双向导轨62通过螺栓安装在工装框架48的两侧。

工装组件4在移动时线性导向轴46的状态从图5变为图6所示，关节机器人1在工作时，能够将工装组件4一侧的线性导向轴46拉起到15度，限位板410限制连接杆44旋转过度，因此线性导向轴46停止在15度，与线性导向轴46同轴的定位轴杆45位移到该侧定位轴肩690的上侧，关节机器人1能够拉动线性导向轴46带动工装组件4做直线运动。另一侧的定位轴杆45一起移动，在另一侧定位轴杆45和工装组件4移出侧的双向定位件64配合时，定位轴杆45沿双向定位件64上的导向斜面68移动并到达定位槽孔69，通过定位轴肩690限位，定位准确以后，线性导向轴46距离工装框架48上端面定位面10毫米距离，定位传感器66收到到位信号，定位气缸65推出定位导杆，定位导杆与气缸定位块49内的定位槽配合，实现对工装组件4的压紧定位。

在需要将工装组件4退回到料仓6内时，只需通过关节机器人1反向推动在外侧的线性导向杆即可，在位于料仓6内侧的定位轴杆45配合到料仓6另一侧的双向定位件64并通过定位气缸65压紧后，关节机器人1松开线性导向轴46，线性导向轴46能自动落回到相应的双向定位件64上。

双向导轨62完成工装组件4的双向滑动，牵引组件的设置使得工装组件4能够配合关节机器人1，被关节机器人1牵引推出，无需为料仓6配备专门的推出机构，精简料仓6的尺寸，为料仓6在工作站内的集成设置提供可能；两组定位组件分别对应，并且还能交叉配合，使得工装组件4无论朝哪个方向从料仓6牵引出时，都能快速定位，保证工装组件4的定位精度，提高定位速度。

Claims (10)

1.一种具有双向机械定位料库的上下料工作站，包括工作站本体，工作站本体上设有关节机器人，工作站本体内设有料仓，其特征是，所述料仓内设有若干组工装组件，工装组件的上侧设有牵引组件，工装组件和料仓通过双向导轨滑动连接，料仓内壁和工装组件之间设有定位组件，定位组件包括到位检测组件和压紧组件，定位组件在双向导轨两端设有两组，两组定位组件能够交叉配合。

2.根据权利要求1所述的一种具有双向机械定位料库的上下料工作站，其特征是，所述工装组件在料仓内设有上下分布的两组，两组工装组件所在平面平行。

3.根据权利要求1所述的一种具有双向机械定位料库的上下料工作站，其特征是，所述压紧组件包括分别设置在料仓内壁和工装组件上的定位气缸和气缸定位块，气缸定位块内设有定位槽，定位气缸的端部能够与定位槽配合。

4.根据权利要求3所述的一种具有双向机械定位料库的上下料工作站，其特征是，所述定位气缸的端部设有定位导杆，定位导杆的端部形状为半球形，定位导杆与定位槽配合。

5.根据权利要求3或4所述的一种具有双向机械定位料库的上下料工作站，其特征是，所述定位槽的槽壁为圆台面形。

6.根据权利要求1或2所述的一种具有双向机械定位料库的上下料工作站，其特征是，所述工装组件包括工装平板，工装平板的相对两侧分别设有双向导轨，工装平板上对应在双向导轨的两端分别固定设有限位块，限位块上转动设有连接杆，牵引组件包括与连接杆连接的牵引杆，牵引杆包括跨接工装平板两侧连接杆的线性导向轴。

7.根据权利要求6所述的一种具有双向机械定位料库的上下料工作站，其特征是，所述牵引组件包括与线性导向轴同轴设置的定位轴杆，料仓内设有配合配合定位轴杆的双向定位件，双向定位件包括导向斜面和位于导向斜面较高一端的定位槽孔，定位槽孔远离导向斜面的一端设有定位轴肩。

8.根据权利要求7所述的一种具有双向机械定位料库的上下料工作站，其特征是，所述到位检测组件包括在料仓内壁设置的定位传感器，定位传感器与定位槽孔位置相对。

9.根据权利要求1所述的一种具有双向机械定位料库的上下料工作站，其特征是，所述料仓底面设有料仓定位销组，工作站本体上设有配合料仓定位销组的定位孔组。

10.根据权利要求6所述的一种具有双向机械定位料库的上下料工作站，其特征是，所述限位块上侧朝向工装平板外部的一端设有安放槽，安放槽和限位块之间设有内陷的弧形过渡面，限位块上侧的另一端设有限位板，限位板对应在连接杆转动连接处的上侧。

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