CN212977577U - 一种板材定位装置、盛放料机构及板材加工中心 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种板材定位装置、盛放料机构及板材加工中心，包括用于将板材竖直定位的板材定位装置、和板材加工中心的料槽，转动机构，用于承载转动机构相对于机床在Y、Z轴方向上运动的第一驱动机构，加工头，工作台，用于驱动加工头运动的第二驱动机构；所述转动机构包括机械手，所述第一驱动机构驱动转动机构的机械手将待加工板材垂直于机床定位后，再置入工作台。竖直设立的板材定位装置，使得板材在竖直方向上定位，有效减小了定位装置对加工中心面积占用，提高整机生产效率。

Description

一种板材定位装置、盛放料机构及板材加工中心

技术领域

本实用新型涉及板材加工自动上下料领域，尤其涉及一种板材定位装置、盛放料机构及板材加工中心。

背景技术

3C行业(电脑Computer、通讯Communication和消费性电子Consumer Flectronic)的玻璃类板材加工，普遍使用数控机床进行磨铣成型加工，而数控机床对板材工件进行加工前，必须对毛坯进行准确定位，以确保其加工精度。

在板材加工领域，工件毛坯一般都是由机械手或人工从料槽内将毛坯移运到夹具上，配合夹具将工件进行定位、夹紧后开始加工。如中国专利ZL201620545086.0、中国专利ZL201810004889.9。

ZL201620545086.0公开了一种加工定位装置，包括推动板材水平移动的V型推动机构、阻挡板材水平移动的V型固定机构以及加工平台，所述V型推动机构位于加工平台外侧，所述V型固定机构位于V型推动机构相对于加工平台的对角侧。加工平台上设置有一吸附槽。V型推动机构包括第一挡块、第二挡块、第一带导杆气缸、防尘罩，第一挡块和第二挡块构成V型结构。V型结构在气缸的带动下可以进行水平移动，从而推动板材沿加工平台对角线运动，当板材被推动至V型固定机构时，停止推动，板材被夹紧，抽气装置启动，抽气装置通过管道连接吸附槽，板材被吸附在加工平台上，最终被精确固定。

ZL201810004889.9公开了一种柔性化定位夹具和，该柔性化定位夹具的前后驱动装置和左右驱动装置可独立驱动，且驱动装置和导向装置均设置在工作台底面框体内，该定位夹具可根据需要形成一个或多个定位工位，以定位不同尺寸、不同数量的工件。

上述现有技术及公知常识，都在围绕解决板材工件的定位、夹紧问题，解决此类问题的基本技术线路，也是在不断针对毛坯工件的定位、夹紧、移运等进行不同的组合、分解、排序，以此获得更优的效率、空间、防护、成本。因此，对于机床的设计者，必须考虑机床在平面方向尽可能的获得利用率。特别是在工作台上，尽可能充分利用平面尺寸，装载与之尺寸相当的板材，减少夹具定位机构对工作台的占用，但上述现有技术所公开的定位装置或夹具，皆是在工作台上或周围设置夹具/定位装置，占用工作台的使用面积。

为解决上述问题，中国专利ZL201710980003.X公开了一种一体式数控加工设备，其定位平台设置于数控设备机架台面上且临近旋转上下料机构，多轴运动机器人设置于台面的上方；抓取机构与多轴运动机器人连接，用以在多轴运动机器人驱动下将旋转上下料机构中的待加工片材转运至定位平台，并将定位平台中定位后的待加工片材转运至数控工机床，以及将数控加工机床中加工完成的成型片材转运至旋转上下料机构中。

《机床设计手册》和《机床夹具设计手册》公开了将毛坯工件先定位安装在一快换托盘上，再将快换托盘快速的安装到机床工作台的定位夹具上，以此提高在机床端的上下料装夹效率，减少机床因装夹工件而产生的停机。此外，还有一些毛坯件，直接在料槽内进行定位，机械手将料槽内的毛坯移运装入工作台上的夹具上。

上述中国专利在工作台外进行待加工板材的定位，解决了工作台的空间尺寸占用问题，但工作台外仍需与之适应的平面空间尺寸。因此在整体平面空间尺寸上并没有减少，反而增加了平面范围内的空间占用。而将定位机构设计在料槽内，需要与料槽进行完整结合，对料槽的限定太多，使得料槽结构变得复杂，或要求料槽精度更高，经济性与操作性不佳。

另外，在上下料装置上下料的情形中，板材从料槽内移运到夹具上进行定位，势必造成板材的位置发生变化，当加工完毕后从工作台上取回已加工板材时，发生了位置变化的已加工板材要么通过调整上下料装置来将已加工板材放回料槽，要么调整料槽的位置来适应这种变化，在悬臂式机械手上下料装置应用中，都是通过调整料槽来实现位置适应的，但现有技术的料槽都是通过独立的驱动机构来实现，结构复杂，成本较高。

基于上述的现有技术，仍然面临下述问题待解决。

1、定位装置不设在工作台时，如何更大限度减小定位装置对水平面积占用；

2、如何使得定位更精准、可靠，且定位时对玻璃类超薄片板材不产生较大机械力夹碎裂；

3、板材从料槽通过定位加工后的移位变化，料槽位置调整如何更简单经济、有效；

4、加工中心的工作台、定位装置、料槽、上下料装置如何布设移送路径更短，空间更紧凑，机台上下料停机等待时间更短。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题在于提供一种板材定位夹具、盛放料机构及加工中心，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型公开了一种板材定位装置，其特征在于：所述定位装置用于板材加工中心中待加工板材在加工前的的定位；所述定位装置为直立型结构，竖直设置于板材加工中心的机床上，所述定位装置将待加工板材垂直于机床进行定位。

优选的，所述板材加工中心还包括料槽和工作台，所述定位装置位于料槽的邻后方，并位于所述料槽和工作台之间。

将定位装置设置在料槽相邻后方，且竖立设置，使得板材在垂直于机床的方向上定位，有效减小了定位装置对加工中心面积占用，使得上下料装置运料路径更短。

优选的，所述板材加工中心还包括料槽和工作台，所述定位装置位于料槽的邻前方。

优选的，所述定位装置包括用于将定位装置安装在板材加工中心机床上的支架，安装在支架上的固定定位挡块和活动定位挡块，所述支架、固定定位挡块以及活动定位挡块共同围合而成定位容腔。所述活动定位挡块由于可沿着支架进行左右位置的变化，定位容腔用于容纳待加工板材，当待加工板材经运送插入容腔时，活动定位挡块通过位置变化以精确定位板材。

优选的，所述支架上安装有导轨，导轨上设置有可沿导轨进行左右移动的导轨滑块，所述导轨滑块上安装有左右滑台，所述活动定位挡块安装于左右滑台之上。

优选的，所述板材定位装置还包括驱动器，所述驱动器驱动左右滑台带动活动定位挡块沿导轨进行左右滑动。

优选的，所述支架、固定定位挡块以及活动定位挡块上分别设置有定位卡槽。

优选的，所述活动定位挡块上还安装有弹性限力片。左右滑台的设置带动活动定位挡块实现对待加工板材的定位，弹性限力片的设置缓冲对板材的定位夹紧力，避免定位夹紧时夹碎裂板材。

优选的，板材定位装置的左右滑台设置有可带动料槽左右滑动的料槽拨片。所述料槽拨片在定位装置左右移动的左右滑台左右移动时，同时拨动料槽左右移动,以适应成品的板材装回料槽时的位置变化。

本实用新型还提供一种板材加工中心的盛放料机构，包括料槽和上述的板材定位装置。

优选的，所述料槽设置有驱动挡块，板材定位装置的料槽拨片可驱动所述驱动挡块带动料槽左右滑动。通过巧妙的在定位装置左右滑台上/或可相对机床左右移动的部件上设置料槽拨片，使得单个驱动能执行两个功能对象的移动驱动功能，实现了意想不到的功能共享技术效果，简化了结构，降低了成本，进一步减少了空间占用。

优选的，所述料槽包括用于盛放板材的料槽盒，用于承接料槽盒的托盘，所述板材加工中心的机床上安装有滑轨，所述托盘安装于所述滑轨之上，并可沿所述滑轨进行左右滑动。

优选的，所述托盘为一框形空间结构，所述框形空间结构内设置有圆形定位杆，所述料槽盒置于所述框形空间内。

本实用新型还提供一种板材加工中心，应用了上述的盛放料机构，还包括：包括上述板材加工中心的盛放料机构，还包括：转动机构，用于承载转动机构相对于机床在Y、Z轴方向上运动的第一驱动机构，加工头，工作台，用于驱动加工头运动的第二驱动机构；所述转动机构包括机械手，所述第一驱动机构驱动转动机构的机械手将待加工板材垂直于机床定位后，再置入工作台。

优选的，所述转动机构还包括旋转移动架，所述机械手安装在所述旋转移动架上，所述机械手包括相对于旋转移动架一前一后设置的已加工板材拾取器和待加工板材拾取器，已加工板材拾取器和待加工板材拾取器在同一朝向设有吸盘；所述旋转移动架一端与驱动其做旋转圆周运动的驱动装置相连。

优选的，在对待加工板材定位时，机械手把从料槽拾取的待加工板材插入板材定位装置的定位容腔，板材定位装置的左右滑台带动活动定位挡块向相向的固定定位挡块移动以推压待加工板材，机械手继续把待加工板材插入定位容腔的底部并释放待加工板材，从而实现待加工板材在置入工作台前的定位。

优选的，在第二驱动机构驱动加工头加工板材时，机械手的待加工板材拾取器从板材定位装置拾取定位后的待加工板材，机械手旋转90度；当加工头对板材完成加工后，机械手和工作台相对运动使已加工板材拾取器位于工作台上方，机械手的已加工板材拾取器从工作台拾取已加工板材，机械手和工作台相对运动使待加工板材拾取器位于工作台上方，机械手的待加工板材拾取器把待加工板材置入工作台。在加工头加工的同时转动机构便完成了拾取定位后的待加工板材，减少了因上下料作业导致加工头停机时间过长，提高整机生产效率。采用一前一后两个拾取器，旋转移动架仅需旋转90度就可轻松实现上下料或换料，进一步提高上下料/换料的效率。

优选的，在已加工板材拾取器将已加工板材放回料槽时，板材定位装置的料槽拨片带动料槽左右滑动运动以调整料槽位置，同时机械手旋转90度，把已加工板材置入料槽。由于为了便于板材的装入，料槽对于装入其内的板材会存在一定的容差，加工前板材被定位装置进行过定位处理，其目的是为消除板材因料槽内的容差造成的位置的不确定，但定位后的板材在左右方向与其在料槽内相对位置会发生变化，即被定位的板材整体都进行了位移，为了适应这个变化，使得加工后的成品板材能顺利装入料槽内，料槽在左右方向必须做适应性调整，而板材定位装置的料槽拨片联动带动料槽进行及时的位移调整。

优选的，所述工作台包括加工台，板材定位装置的定位容腔与板材加工中心的加工台相对应，并与料槽也相对应。因定位容腔和加工台成对应关系，因此经定位容腔定位后的板材再被待加工板材拾取器拿到加工台时，机械手能够精准的将待加工板材放到对应的加工台上，放在加工台上的板材可以被加工头进行精确的加工；同理，定位容腔与料槽相对应，机械手在拾取待加工板材时，也能精准的将待加工板材放在对应的定位容腔进行定位。

优选的，所述第一驱动机构包括：位于料槽左右两侧、在Y轴方向分别设置的第一导轨，所述第一导轨上对应设置有沿第一导轨进行前后方向滑动的第一滑台，和驱动第一滑台沿前后方向滑动的第一驱动装置；所述第一滑台上沿上下方向分别设置有第二导轨，所述第二导轨上对应设置有可沿第二导轨进行上下方向滑动的第二滑台，和驱动第二滑台沿上下方向移动的第二驱动装置。

优选的，所述加工头包括加工机头、固定座，安装在固定座上的主轴，加工机头设置在主轴之下并与主轴相连。

优选的，所述第二驱动机构包括基座，固定在基座上的X轴向导轨，X轴向导轨上设有 X轴向滑台及X轴向驱动电机，X轴向滑台受到X轴向驱动电机的驱动在X轴向导轨上滑动，工作台设置在Y轴向导轨上并受到一Y轴向驱动电机驱动在该Y轴向导轨上滑动，X轴向滑台上设有Z轴向导轨及Z轴向驱动电机，加工机头通过机头固定座安装在该Z轴向导轨上，机头固定座受到Z轴向驱动电机的驱动在Z轴向导轨上滑动。

通过上述技术方案可以看出：

1、将定位装置竖立设置，使得板材在垂直于机床的方向上定位，没有设置在料槽和工作台之上，有效减小了定位装置对加工中心面积占用；特别的，将定位装置设置在料槽的邻后方，使得上下料装置运料路径更短，在整个机床仅需设置机械手、第一驱动机构、定位装置、工作台、加工头、第二驱动机构，利用很小的加工空间就可完成上下料、板材定位以及板材加工等操作，加工中心的结构更简单，操作更方便。

2、通过活动定位挡块沿着支架进行左右位置的变化，定位容腔用于容纳待加工板材，当待加工板材经运送插入容腔时，活动定位挡块通过位置变化以精确定位板材；且利用弹性限力片缓冲对板材的定位夹紧力，避免定位夹紧时夹碎裂板材。

3、通过巧妙的在定位装置左右滑台上/或可相对机床左右移动的部件上设置料槽拨片，使得单个驱动能执行两个功能对象的移动驱动功能，实现了意想不到的功能共享技术效果，简化了结构，降低了成本，进一步减少了空间占用。

4、当第二驱动机构驱动加工头对板材进行加工时，第一驱动机构驱动转动机构的机械手就从定位装置已拾取定位好的待加工板材并旋转90度，等待加工头对板材加工的完成以及时上下料。在加工头加工的同时转动机构便完成了从定位装置拾取待加工板材，减少了因上下料作业导致加工头停机时间过长，提高整机生产效率。

5、本实用新型一种板材加工中心的机械手从料槽内取得待加工板材后，在板材定位装置上需进行定位，而通过双支撑的转动机构(即转动机构假设在两个第二滑台间)，避免了悬臂结构的刚性不足，在机械手再从定位装置上将待加工板材移运到工作台的加工台上时，能保持较高的移运精度，加之加工台与定位装置的定位容腔相对应，实现了将待加工板材精准的放置在加工台之上进行精确加工的技术效果。同时一前一后两个拾取器，同一朝向设置有吸盘，仅需顺时针/逆时针旋转90度，即完成取换料，有效缩短上下料时间，提高机床生产效率，不影响加工时间。

6、为了便于板材的装入，料槽对于装入其内的板材会存在一定的容差，加工前板材被定位装置进行过定位处理，其目的是为消除板材因料槽内的容差造成的位置的不确定，但定位后的板材在左右方向与其在料槽内相对位置会发生变化，即被定位的板材整体都进行了位移，为了适应这个变化，使得加工后的成品板材能顺利装入料槽内，料槽在左右方向必须做适应性调整；此外，由于料槽进行了向左的拨动，使得料槽内待加工板材整体都有了向左的微小位移的变化，因此在待加工板材拾取器从料槽拾取待加工板材前，所述左右滑台带动料槽向右进行微小复位，同样是为了在待加工板材拾取器拾取待加工板材，置于定位装置定位时，能够精确的将待加工板材放入定位容腔内进行定位。而板材定位装置的料槽拨片的设置，能够联动带动料槽对上述的位移变化做出及时的适应。

附图说明

图1是本实用新型实施例1一种板材定位装置立体图；

图2是本实用新型实施例1一种板材定位

装置主视图；

图3是本实用新型实施例2一种板材加工中心的料槽的立体图；

图4是本实用新型实施例2一种板材加工中心的料槽与定位装置装配示意图(不含料槽盒)；

图5是本实用新型实施例3一种板材加工中心的立体图；

图6为本实用新型实施例3一种板材加工中心的侧视图；

图7为本实用新型实施例4一种板材加工方法流程图。

其中，1-定位装置，11-支架，12-固定定位挡块，13-活动定位挡块，14-导轨，15-左右滑台，16-驱动器，17-定位卡槽，18-弹性限力片，19-料槽拨片；

2-料槽，21-料槽盒，22-托盘，23-滑轨,24-圆形定位杆，25-驱动挡块；

3-转动机构，31-旋转移动架，32-已加工板材拾取器，33-待加工板材拾取器，34-驱动装置；

4-机床；

5-第一驱动机构，51-第一导轨，52-第一滑台，53-第一驱动装置，54-第二导轨，55- 第二滑台，56-第二驱动装置；

6-加工头，61-加工机头，611-刀头，62-固定座，63-主轴；

7-工作台，71-加工台；

8-第二驱动机构，81-基座，811-X轴向导轨，82-X轴向滑台，83-Y轴向导轨，84-Z轴向驱动电机。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型描述中，术语“上”、“下”、“前”及“后”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实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。

实施例1：

参见附图1-2，本实用新型实施例提供一种板材定位装置1，用于板材加工中心板材在垂直于机床的方向上的定位，所述板材加工中心包括机床、料槽和工作台，所述工作台水平面与所述机床水平面平行设置。

所述定位装置1为直立型结构，可竖直设置在板材加工中心的机床上且安装于料槽的邻后方，位于料槽与工作台之间。此外，所述定位装置1也可以安装在料槽的邻前方。

所述定位装置1包括：用于将定位装置1安装在板材加工中心机床上的支架11，可拆卸安装在支架11上的若干固定定位挡块12和活动定位挡块13；定位装置1在使用过程中，所述板材会被放置在由支架11、固定定位挡块12以及活动定位挡块13共同围合而成的U 形定位容腔内，所述固定定位挡块12相对支架11的位置固定不变，而活动定位挡块13则会沿着支架11进行左右位置的变化，以完成对板材的精确定位。

进一步，所述支架11上安装有导轨14，导轨14上设置有可沿导轨14进行左右移动的导轨滑块(附图未示出)，所述导轨滑块上安装有左右滑台15，所述活动定位挡块13安装于左右滑台15之上，从而实现活动定位挡块13可随着左右滑台15进行左右滑动；所述定位装置1还包括驱动器16，所述驱动器16驱动左右滑台15带动活动定位挡块13左右沿导轨14进行左右滑动。

进一步，所述支架11、固定定位挡块12以及活动定位挡块13上分别设置有多个定位卡槽17，在本实施例中，所述支架11、固定定位挡块12以及活动定位挡块13上设置的定位卡槽17各为两个，所述定位卡槽17用于夹紧板材。

进一步，所述活动定位挡块13上的两个定位卡槽17的中间位置还安装有弹性限力片 18，所述弹性限力片18的设置是为了在活动定位挡块13对板材进行定位时，缓冲对板材的定位夹紧力，避免定位夹紧时夹碎裂板材。

进一步，所述左右滑台15的一侧上还设置有料槽拨片19，所述料槽拨片19在左右滑台15左右移动的同时拨动料槽左右移动,以适应成品的板材装回料槽时的位置变化。当然，料槽拨片19不限于一定安装在左右滑台15上，只要料槽拨片19是设置在可相对机床左右移动的定位装置1的某个部件上，拨动料槽左右移动，皆在本实用新型的保护范围内。

定位装置1的主要作用在于，由于板材加工中心的上下料机构在放置待加工板材至加工中心的工作台时会存在误差，如果直接将待加工板材放置在工作台上，则可能造成待加工的板材位置及状态的不确定而不能精准加工，因此，在将待加工的板材送至工作台之前，需要将待加工的板材进行精确定位后再送至工作台，以实现对待加工板材的精确加工。本实施例定位装置1通过控制左右滑台15带动活动定位挡块13的左右移动，能对装入U形容纳腔内的板材进行精确定位。而且，由于固定定位挡块12以及活动定位挡块13可从支架11上拆卸下来，依据不同板材的尺寸变化，使用前通过调整固定定位挡块12、活动定位挡块13 的位置来适应不同板材的尺寸变化。

而且，通过不在工作台上设置定位装置，使得工作台面积利用率更高，减少定位装置等类似功能的结构与加工头运动干涉的风险，降低了定位装置复杂性及防护要求。将定位装置设置在料槽相邻后方，且垂直于机床进行设置，将板材在垂直于机床方向上进行定位，有效减小了定位装置对加工中心面积占用，使得上下料装置运料路径更短。

实施例2：

参见附图3-4，本实施例提供一种板材加工中心的盛放料机构，包括实施例1中的定位装置1，以及料槽2。所述料槽2与实施例1中的定位装置1配套使用。

所述料槽2包括用于盛放板材的料槽盒21，用于承接料槽盒21的托盘22，所述板材加工中心的机床上可拆卸安装有滑轨23，所述托盘22安装于所述滑轨23之上，并可沿滑轨23进行左右滑动。

所述托盘22为由多条铝型材围成的框形空间，所述框形空间内设置有圆形定位杆24，用于在附图所示的左右方向定位料槽盒21，所述料槽盒21置于所述框形空间内。

所述托盘22上还设置有一驱动挡块25，所述定位装置1的料槽拨片19驱动所述驱动挡块25，从而带动托盘22及料槽盒21沿滑轨23进行左右滑动，以适应成品的板材装回料槽时的位置变化，且所述托盘22左右滑动距离是可以通过料槽拨片19来设置调整的。当然，本实施例不拘泥与定位装置1配套使用，包含相同功能料槽拨片的定位装置，皆可与本实施例料槽进行配套使用。

本实施例特别通过巧妙的在定位装置左右滑台上设置料槽拨片，使得只需驱动定位装置 1的左右滑台15就能执行两个功能对象(即活动定位挡块13和料槽2)的移动驱动功能，实现了意想不到的功能共享技术效果，简化了结构，降低了成本，进一步减少了空间占用。

实施例3：

本实施例为了便于对技术方案的理解，参考附图，以操作者站在加工中心正前方面向加工头视角为基准，定义X、Y、Z轴为笛卡尔坐标系，X轴延伸方向为左右横向，操作者左侧为加工中心的左侧，操作者右侧为加工中心的右侧；Y轴延伸方向为前后纵向，靠近操作者的一侧为加工中心的前侧，远离操作者的一侧为加工中心后侧；Z轴延伸方向为上下竖向。

参见附图5-6，本实用新型实施例提供一种板材加工中心，除去包含实施例1、2中的定位装置1和料槽2之外，还包括转动机构3，机床4，用于承载转动机构3相对于机床4在Y、Z轴方向上运动的第一驱动机构5，加工头6，工作台7，用于驱动加工头6运动的第二驱动机构8。

所述转动机构3包括旋转移动架31，所述旋转移动架31上安装有相对于旋转移动架31 一前一后设置的机械手，即已加工板材拾取器32和待加工板材拾取器33。所述旋转移动架 31一端与驱动其做旋转圆周运动的驱动装置34相连。所述驱动装置34可以采用伺服电机、直驱伺服或气动马达，在驱动装置34与旋转移动架31之间可以加设减速器以增加转矩，使得旋转移动架31能够带动更多的机械手转动。所述旋转移动架31带动已加工板材拾取器32和待加工板材拾取器33相对加工中心前、下、后三个面进行旋转运动。

进一步，已加工板材拾取器和待加工板材拾取器在同一朝向设有吸盘；在本实施例中，所述已加工板材拾取器32和待加工板材拾取器33经旋转移动架31驱动后呈平行于加工中心下方水平面时，已加工板材拾取器32和待加工板材拾取器33面向加工中心下方水平面的一侧设置有吸盘，而二者的远离加工中心水平面的另一侧面则不设置吸盘。

所述第一驱动机构5包括：位于料槽2左右两侧、在Y轴方向分别设置的第一导轨51，所述第一导轨51上对应设置有沿第一导轨51进行前后方向滑动的第一滑台52，和驱动第一滑台52沿前后方向滑动的第一驱动装置53；所述第一滑台52上沿上下方向分别设置有第二导轨54，所述第二导轨54上对应设置有可沿第二导轨54进行上下方向滑动的第二滑台55，和驱动第二滑台55沿上下方向移动的第二驱动装置56。

本实施例的转动机构3与第一驱动机构5共同构成了一个用于取放板材的上下料装置，所述旋转移动架31架设在两个第二滑台55之间。

此外，通过第一驱动机构5，机械手可以轻松的实现前后移动和上下移动，能够轻松实现上下取料后向工作台7移动，第一驱动机构5与加工头6、工作台7之间均能够相互独立工作，以提升加工效率。由于第一导轨51设置在料槽的两侧，便于整个上下料装置与加工头6和第二驱动机构8相结合，在空间利用上，能够减小加工部的空间占用，同时，双支撑转动机构3，避免了单侧悬臂结构的刚性不足，不仅为实现工作台7外板材定位奠定了精度基础，而且只要旋转移动机构31的长度和转动机构3的功率满足要求，旋转移动机构31上可以最大限度的扩充机械手，机械手的数量与工作台7的数量相对应一致，大幅的提升了工作效率，突破了现有技术中的加工机床，在空间结构的限制下，一般只能扩展两个工作台。本实施例中旋转移动架上至少安装两个机械手，每个机械手下方对应设置一个料槽2，每个料槽2的后侧对应设置一个工作台7。

进一步，所述位于旋转移运架31上，已加工板材拾取器32和待加工板材拾取器33之间，与拾取器吸盘一侧相同方向上，还设置有清洁吹气帘(图中未示出)，用于清洁工作台7。

所述加工头6包括加工机头61，所述加工机头下方安装有刀头611，所述刀头611能对板材进行磨、铣、钻等方面的加工。对于驱动加工机头61加工的驱动机构可以采用现有的机器人手臂，实现加工机头61在X、Y、Z轴上的运动。

进一步，所述加工头6还包括固定座62，安装在固定座62上的主轴63，加工机头61则设置在主轴63之下并与主轴63相连，所述主轴63能高速精密旋转配合加工机头61加工板材。

且在一般情况下，工作台7相对于机床4是保持固定不能位置改变，但是一旦工作台7 保持位置的固定不变，对于上下料的效率及工作台7的清洁都会造成不便；而且，加工机头 61沿Y轴运动结构，也势必造成加工头6占用的空间大，上下料效率低等问题。

因此，为进一步节省加工空间，所述第二驱动机构驱动加工头6整体在X、Z轴上运动，工作台7能沿Y轴方向进行前后移动，具体的，所述第二驱动机构8包括基座81，固定在基座81上的X轴向导轨811，X轴向导轨811上设有X轴向滑台82及X轴向驱动电机(图中未示出)，X轴向滑台82受到X轴向驱动电机83的驱动在X轴向导轨811上滑动，工作台7设置在Y轴向导轨83上并受到一Y轴向驱动电机(图中未示出)驱动在该Y轴向导轨83 上滑动，X轴向滑台82上设有Z轴向导轨(图中未示出)及Z轴向驱动电机84，加工机头61 通过机头固定座62安装在该Z轴向导轨上，机头固定座62受到Z轴向驱动电机85的驱动在Z轴向导轨上滑动。可见，本实施例中工作台7是由第二驱动机构8的一个Y轴向驱动电机驱动着在Y轴上运动，使得加工头6不需要在Y轴上运动即能够实现完整的磨铣动作，同时避免了与机械手在前后方向上发生干扰。

进一步，所述工作台8上安装有加工台81，所述加工台81为真空吸附工作台，可吸附夹持板材。所述板材定位装置1的U形定位容腔与板材加工中心的加工台81相对应，并与料槽2也相对应。因定位容腔和加工台81成对应关系，因此经定位容腔定位后的板材再被待加工板材拾取器拿到加工台81时，机械手能够精准的将待加工板材放到对应的加工台81上，放在加工台81上的板材可以被加工头6进行精确的加工；同理，定位容腔与料槽2相对应，机械手在拾取待加工板材时，也能精准的将待加工板材放在对应的定位容腔进行定位。

所述加工中心通过双支撑转动机构3以及其他上述加工中心的其他部件，共同构成完整的龙门定梁式加工中心。

本实施例一种板材加工中心的机械手从料槽内取得待加工板材后，在板材定位装置上需进行定位，而通过双支撑的转动机构(即转动机构假设在两个第二滑台间)，避免了悬臂结构的刚性不足，在机械手再从定位装置上将待加工板材移运到工作台的加工台上时，能保持较高的移运精度，加之加工台与定位装置的定位容腔相对应，实现了将待加工板材精准的放置在加工台之上进行精确加工的技术效果。同时一前一后两个拾取器，同侧面设置有吸盘，仅需旋转90度，即完成取换料，不影响加工时间。

实施例4：

参见附图7，本实用新型实施例提供一种板材加工方法，是基于上述实施例1-3的定位装置1、料槽2和板材加工中心为加工设备，提出一种能够增加加工效率的加工方法。

所述加工方法包含以下步骤：

101、第二驱动机构驱动加工头对板材进行加工时，待加工板材拾取器拾取定位后的待加工板材，机械手旋转90度；

102、加工头完成对板材的加工，机械手的已加工板材拾取器从工作台拾取已加工板材，机械手和工作台相对运动使待加工板材拾取器位于工作台上方，第一驱动机构驱动机械手，使得待加工板材拾取器把待加工板材置入工作台；

103、第一驱动机构驱动机械手旋转90度，使得已加工板材拾取器取得的已加工板材一面朝向料槽的已加工板材放置区，同时，板材定位装置的料槽拨片带动料槽左右滑动运动以调整料槽位置，第一驱动机构驱动机械手的已加工板材拾取器将已加工板材放入料槽的已加工板材放置区，同时待加工板材拾取器空载；

104、第一驱动机构驱动旋转移动架反向旋转180度，使得待加工板材拾取器一面朝向料槽中待加工板材的放置区域，并移动设定的距离，同时，板材定位装置的料槽拨片带动料槽左右滑动运动以调整料槽位置，待加工板材拾取器拾取待加工板材；

105、待加工板材拾取器将待加工板材插入板材定位装置的定位容腔进行定位，继续步骤101。

所述待加工板材拾取器将待加工板材插入板材定位装置的定位容腔进行定位的步骤为：

a.机械手把从料槽拾取的待加工板材插入板材定位装置的定位容腔；

b.板材定位装置的左右滑台带动活动定位挡块向相向的固定定位挡块移动以推压待加工板材，机械手继续把待加工板材插入定位容腔的底部并释放待加工板材，从而实现待加工板材在置入工作台前的定位。

关于具体加工方法的全部过程，介绍如下：

【板材加工加工前准备状态】

假设操作者面向加工中心，以操作者在面向加工中心正前方的视角为准，操作者的左侧为左方向，右侧为右方向，加工中心靠近操作者的一侧为前方，远离操作者的另一侧为后方，

在加工中心处于加工准备状态时，所述料槽内放置了待加工板材，所述转动机构位于料槽上方，所述定位装置处于张开状态(即活动定位挡块在X轴向处于可移动位移的最右边)，此外，在料槽拨片的联动下，所述料槽同样处于在X轴向可移动位移的最右边。

所述加工头位于加工中心最左上方，即X轴向最左侧，Z轴向最上侧，且在Y轴向最后侧；所述工作台位于Y轴向最后侧；所述转动机构位于Y轴向最前方，Z轴向最上方；所述待加工板材拾取器与已加工板材拾取器与加工中心水平面平行且包含吸盘的一面朝下，且所述待加工板材拾取器与已加工板材拾取器呈一前一后布局(定义前方拾取器为待加工板材拾取器，后方拾取器为已加工板材拾取器)。

【装料】

加工中心开始进行加工时，所述旋转移动架逆时针旋转90度，使得待加工板材拾取器和已加工板材拾取器相对于加工中心的方位由水平方向转变为垂直方向，此时，待加工板材拾取器在下，已加工板材拾取器在上。

所述第一驱动机构带动机械手向下且向前移动，在到达靠近料槽待加工板材且到达设定的位置后，所述待加工板材拾取器拾取第1片待加工板材，转动机构带动待加工板材拾取器向上运动并从料槽内抽出待加工板材；拾取待加工板材后所述第一驱动机构带动旋转移动架向后运动到达定位装置上方，继续向下运动，将待加工板材插入定位装置的U形定位容腔内；当待加工板材到达U型形定位容腔的设定位置后，定位装置的左右滑台向左带动活动定位挡块向左移动，待加工板材在所述弹性限力片的作用下在X轴向上被定位，此时待加工板材拾取器继续吸取待加工板材并稍向下抵靠(有些质量稍大板材，也可以利用其自身重力抵靠)，对待加工板材进行Z轴向上的定位；当X、Z轴向都定位好后，待加工板材拾取器释放待加工板材，待加工板材定位完成；接着，待加工板材拾取器重新拾取定位好的待加工板材，同时活动定位挡块右移，待加工板材拾取器将待加工板材从定位装置内向上抽出，第一驱动机构驱动旋转移动架到工作台前方，并同时旋转移动架顺时针旋转90度，此时，两个拾取器均朝下平行面向工作台，其中待加工板材拾取器上吸附有待加工板材，已加工板材拾取器悬空；在第一驱动机构带动机械手移向工作台的同时，所述工作台也从后向前移动，清洁吹气帘打开，对工作台上的加工台表面进行吹气清洁；工作台到达加工中心前方设定位置后，第一驱动机构驱动待加工板材拾取器释放待加工板材上装入到加工台之上并移开加工区域，加工头对第1片板材毛坯料件进行数控加工。

【备料】

重复上述前序动作，待加工板材拾取器在料槽内取得第2片待加工板材，完成定位，受第一驱动机构驱动到加工台上方、加工头前方等候第1片待加工板材的加工完成。

【换料】

第1片板材加工时，转动机构的机械手从定位装置拾取得第2片待加工板材，机械手逆时针旋转90度，此时，待加工板材拾取器、已加工板材拾取器呈一前一后分布，等待加工头加工完毕，待加工完成后，加工头、工作台返回初始位置(即加工头位于加工中心的最左上方，工作台位于最后方)，机械手和工作台相对运动使已加工板材拾取器对准工作台的加工台上的已加工板材，拾取已加工板材后，加工台真空关闭，第一驱动机构带动已加工板材拾取器稍向上抬起已加工板材，已加工板材从加工台上取下，同时机械手和工作台相对运动，转动机构上的清洁吹气帘打开，对加工台表面进行吹气清洁；当加工台到达后方设定位置(即待加工板材拾取器对准在加工台上方)，待加工板材拾取器将待加工板材装入加工台，加工台将待加工板材吸合，待加工板材拾取器释放待加工板材并移开加工区域，加工头对第 2片待加工板材进行数控加工。此时，待加工板材拾取器悬空，已加工板材拾取器上吸取有已加工板材。

旋转移动架在移开加工区域时，在合适的设定位置顺时针旋转90度，此时，两个拾取器朝前且垂直于工作台水平面，继续移至料槽前方设定的位置。此时，料槽拨片将料槽整体向左拨动，已加工板材拾取器继续向下将已加工板材插入料槽设定的槽内，之后，料槽拨片带动料槽整体向右复位，转动机构驱动机械手旋转180度，使得待加工板材拾取器从料槽内拾取下一个板材，继续完成一次完整的上下料及加工作业。

至于在装待加工板材前需要将料槽整体向左微移的原因是，为了便于板材的装入，料槽对于装入其内的板材会存在一定的容差，加工前板材被定位装置进行过定位处理，其目的是为消除板材因料槽内的容差造成的位置的不确定，但定位后的板材在X轴方向与其在料槽内相对位置会发生变化，即被定位的板材整体都向左进行了位移，为了适应这个变化，使得加工后的成品板材能顺利装入料槽内，料槽在X轴方向必须做适应性调整，即料槽必须向左做微小位移移动，而左右滑台上的料槽拨片能将料槽及托架进行X轴方向(左右)联动移动。

此外，由于料槽进行了向左的拨动，使得料槽内待加工板材整体都有了向左的微小位移的变化，因此在待加工板材拾取器从料槽拾取待加工板材前，所述左右滑台带动料槽向右进行微小复位，同样是为了在待加工板材拾取器拾取待加工板材，置于定位装置定位时，能够精确的将待加工板材放入U形定位容腔内进行定位。

【料架更换】

整盘料槽内的板材全部加工完毕后，系统控制器发出料架更换信号。料槽锁合装置打开，人工或自动化机器人可将托盘及其之上的料槽盒从滑轨上取下，也可只取换料槽盒，将装有毛坯的整盘板材料槽盒装入托盘上，料槽锁合装置锁紧，进行下一个循环的自动化加工。

对于料槽锁合装置的控制可以增加一个控制电机，由控制电机驱动锁合装置的旋转轴转动。当然料槽锁合装置的控制也可以采用一气动或液压旋转压紧气缸。

当然，本实施例前方拾取器设置为已加工板材拾取器，后方拾取器设置为待加工板材拾取器，其相应的运作方式和加工方式，皆在本实用新型的保护范围内。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁盘或光盘等。

本实施例在加工头加工的同时转动机构便完成了待加工板材的定位，减少了因上下料作业导致加工头停机时间过长，提高整机生产效率。同时一前一后两个拾取器，在工作台端只需工作台前后移动即完成换料，有效缩短上下料时间，提高机床生产效率，而在料槽端通过旋转移动架旋转带动即完成取料与装料，不影响加工时间。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (22)

1.一种板材定位装置，其特征在于：

所述定位装置用于板材加工中心中待加工板材在加工前的定位；

所述定位装置为直立型结构，竖直设置于板材加工中心的机床上，所述定位装置将待加工板材垂直于机床进行定位。

2.如权利要求1所述的板材定位装置，其特征在于：所述板材加工中心还包括料槽和工作台，所述定位装置位于料槽的邻后方，并位于所述料槽和工作台之间。

3.如权利要求1所述的板材定位装置，其特征在于：所述板材加工中心还包括料槽和工作台，所述定位装置位于料槽的邻前方。

4.如权利要求1所述的板材定位装置，其特征在于：所述定位装置包括用于将定位装置安装在板材加工中心机床上的支架，安装在支架上的固定定位挡块和活动定位挡块，所述支架、固定定位挡块以及活动定位挡块共同围合而成定位容腔。

5.如权利要求4所述的板材定位装置，其特征在于：所述支架上安装有导轨，导轨上设置有可沿导轨进行左右移动的导轨滑块，所述导轨滑块上安装有左右滑台，所述活动定位挡块安装于左右滑台之上。

6.如权利要求5所述的板材定位装置，其特征在于：所述板材定位装置还包括驱动器，所述驱动器驱动左右滑台带动活动定位挡块沿导轨进行左右滑动。

7.如权利要求4所述的板材定位装置，其特征在于：所述支架、固定定位挡块以及活动定位挡块上分别设置有定位卡槽。

8.如权利要求4所述的板材定位装置，其特征在于：所述活动定位挡块上还安装有弹性限力片。

9.如权利要求1-8任一项所述的板材定位装置，其特征在于：板材定位装置的左右滑台设置有可带动料槽左右滑动的料槽拨片。

10.一种板材加工中心的盛放料机构，其特征在于：包括料槽和权利要求1-9任一项所述的板材定位装置。

11.如权利要求10所述的板材加工中心的盛放料机构，其特征在于：所述料槽设置有驱动挡块，板材定位装置的料槽拨片可驱动所述驱动挡块带动料槽左右滑动。

12.如权利要求10或11所述的板材加工中心的盛放料机构，其特征在于：所述料槽包括用于盛放板材的料槽盒，用于承接料槽盒的托盘，所述板材加工中心的机床上安装有滑轨，所述托盘安装于所述滑轨之上，并可沿所述滑轨进行左右滑动。

13.如权利要求12所述的板材加工中心的盛放料机构，其特征在于：所述托盘为一框形空间结构，所述框形空间结构内设置有圆形定位杆，所述料槽盒置于所述框形空间内。

14.一种板材加工中心，其特征在于，包括上述权利要求10-13任一项所述的板材加工中心的盛放料机构，还包括：转动机构，用于承载转动机构相对于机床在Y、Z轴方向上运动的第一驱动机构，加工头，工作台，用于驱动加工头运动的第二驱动机构；所述转动机构包括机械手，所述第一驱动机构驱动转动机构的机械手将待加工板材垂直于机床定位后，再置入工作台。

15.如权利要求14所述的板材加工中心，其特征在于：所述转动机构还包括旋转移动架，所述机械手安装在所述旋转移动架上，所述机械手包括相对于旋转移动架一前一后设置的已加工板材拾取器和待加工板材拾取器，已加工板材拾取器和待加工板材拾取器在同一朝向设有吸盘；所述旋转移动架一端与驱动其做旋转圆周运动的驱动装置相连。

16.如权利要求14所述的板材加工中心，其特征在于：在对待加工板材定位时，机械手把从料槽拾取的待加工板材插入板材定位装置的定位容腔，板材定位装置的左右滑台带动活动定位挡块向相向的固定定位挡块移动以推压待加工板材，机械手继续把待加工板材插入定位容腔的底部并释放待加工板材，从而实现待加工板材在置入工作台前的定位。

17.如权利要求14所述的板材加工中心，其特征在于：在第二驱动机构驱动加工头加工板材时，机械手的待加工板材拾取器从板材定位装置拾取定位后的待加工板材，机械手旋转90度；当加工头对板材完成加工后，机械手的已加工板材拾取器从工作台拾取已加工板材，机械手和工作台相对运动使待加工板材拾取器位于工作台上方，机械手的待加工板材拾取器把待加工板材置入工作台。

18.如权利要求14所述的板材加工中心，其特征在于：在已加工板材拾取器将已加工板材放回料槽时，板材定位装置的料槽拨片带动料槽左右滑动运动以调整料槽位置，同时机械手旋转90度，把已加工板材置入料槽。

19.如权利要求14-18任一项所述的板材加工中心，其特征在于：所述工作台包括加工台，板材定位装置的定位容腔与板材加工中心的加工台相对应，并与料槽也相对应。

20.如权利要求14-18任一项所述的板材加工中心，其特征在于：所述第一驱动机构包括：位于料槽左右两侧、在Y轴方向分别设置的第一导轨，所述第一导轨上对应设置有沿第一导轨进行前后方向滑动的第一滑台，和驱动第一滑台沿前后方向滑动的第一驱动装置；所述第一滑台上沿上下方向分别设置有第二导轨，所述第二导轨上对应设置有可沿第二导轨进行上下方向滑动的第二滑台，和驱动第二滑台沿上下方向移动的第二驱动装置。

21.如权利要求14-18任一项所述的板材加工中心，其特征在于：所述加工头包括加工机头、固定座、安装在固定座上的主轴，加工机头设置在主轴之下并与主轴相连。

22.如权利要求14-18任一项所述的板材加工中心，其特征在于：所述第二驱动机构包括基座，固定在基座上的X轴向导轨，X轴向导轨上设有X轴向滑台及X轴向驱动电机，X轴向滑台受到X轴向驱动电机的驱动在X轴向导轨上滑动，工作台设置在Y轴向导轨上并受到一Y轴向驱动电机驱动在该Y轴向导轨上滑动，X轴向滑台上设有Z轴向导轨及Z轴向驱动电机，加工机头通过机头固定座安装在该Z轴向导轨上，机头固定座受到Z轴向驱动电机的驱动在Z轴向导轨上滑动。

Images