CN216938436U - 一种多工位自动上下料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于上下料结构，特别涉及到了一种多工位自动上下料装置，该装置包括有X轴直线电机模组，X轴直线电机模组上设置有两个以上的在X轴方向运动的X轴动子；X轴动子上设置有YZ运动机构，YZ运动机构上设置有用于抓取工件的抓取机构，抓取机构在YZ运动机构带动下在Y、Z方向运动。在本实用新型中，该装置X轴利用直线电机模组，并基于其所设置的两个以上的X轴动子，即可实现多工位同轴独立运行，且基于直线电机模组本身的性质，X向可以长行程设计，满足同时服务多台设备需求，上下料装置的利用率高。且该装置服务的多台CNC设备可呈一条线依次排布，车间布局整洁，排查设备故障方便，单台设备故障也不会影响到其他设备的正常工作。

Description

一种多工位自动上下料装置

技术领域

本实用新型属于上下料结构，特别涉及到了一种自动上下料装置。

背景技术

传动机加行业CNC机床普遍由操作员人工对机加工所需的原材料和加工好的成品进行上下料，CNC设备在自动加工运行过程中，操作员需要等待加工完成，人员的等待时间成本较高，且需要设备停机后再进行上下料，否则容易产生安全隐患，但设备的频繁启动与停机，会导致设备的运行效率较低。

随着工业自动化的发展，人工成本的增加及制造业的自动化水平的提高，用于机械零部件加工的CNC设备自动化程度也越来越高，以往的人工上下料已经不能满足现在的生产效率要求，尤其是在批量的零件加工过程中，已逐渐利用自动上下料机械手来实现加工毛坯料的上料及加工成品的下料，实现零件批量化全自动加工生产。在提升生产效率和降低人工成本的同时，也避免了人工上下料的安全隐患。

现有的自动上下料装置主要有两类：

1)三轴龙门架自动上下料机器人：

该自动上下料装置主要由X、Y、Z三轴丝杆模组相互垂直搭建而成，通过三轴组合运动实现三坐标定位，带动夹爪或者吸盘到达取放料位置，完成自动上下料动作，龙门架上下料装置一般位于CNC设备的上方，XY轴龙门结构，做水平坐标定位，Z轴下降做取放料动作。

2)六轴关节机器人自动上下料机器人：

该自动上下料装置类似人的手臂，通过多个关节旋转定位，带动夹爪或者吸盘实现自动取放料。

但是上述两种自动上下料装置仍具有以下缺陷：

1)三轴龙门架自动上下料机器人能够实现准确的自动上下料，但龙门结构占用空间较大，且大多需要设置在设备上方，Z轴需要的活动空间也较大，对车间高度方向的空间要求也比较高，搭建难度相对较大，成本较高，且通常只能服务一到两台CNC设备，上下料机器人的利用率不高。

2)六轴关节机器人对空间的要求不高，占地面积小，但受其臂展长度的限制，取放料范围有限，也只能服务到臂展半径内的CNC设备，若需要同时服务多台CNC设备，对CNC设备的位置分布有要求，设备需要围成一圈，通常最多也只能服务到三台CNC设备的取放料，同时，如果有一台设备工作异常，则需要多台同时停机，才能进入排查故障，不利于设备维护。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的首要目的在于提供一种多工位自动上下料装置，该装置X轴利用直线电机多动子模组，可实现多工位同轴独立运行，多组上下料夹爪组件工作范围X向行程可交叉，X向可以长行程设计，满足同时服务多台设备需求，上下料装置的利用率高。

本实用新型的另一个目的在于提供一种多工位自动上下料装置，该装置服务的多台CNC设备可呈一条线依次排布，车间布局整洁，排查设备故障方便，单台设备故障也不会影响到其他设备的正常工作。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下。

一种多工位自动上下料装置，其特征在于，该装置包括有X轴直线电机模组，所述X轴直线电机模组上设置有两个以上的在X轴方向运动的X轴动子；所述X轴动子上设置有YZ运动机构，所述YZ运动机构上设置有用于抓取工件的抓取机构，所述抓取机构在YZ运动机构带动下在Y、Z方向运动。在该装置中，X轴直线电机模组通过X轴动子的运动，以带动着YZ运动机构在X轴上进行运动，而YZ运动机构则带动着抓取机构在Y、Z轴方向运动，使得抓取机构可以在X、Y、Z轴上进行运动，以对工件进行抓取上下料。该装置X轴利用直线电机模组，并基于其所设置的两个以上的X轴动子，使得可以同时设置有两个以上的YZ运动机构和两个以上的抓取机构，即可实现多工位同轴独立运行，且基于直线电机模组本身的性质，X向可以长行程设计，满足同时服务多台设备需求，上下料装置的利用率高。且该装置服务的多台CNC设备可呈一条线依次排布，车间布局整洁，排查设备故障方便，单台设备故障也不会影响到其他设备的正常工作。

进一步的，所述X轴直线电机模组上设置有两个在X轴方向运动的X轴动子。

进一步的，所述X轴直线电机模组还包括有X轴防尘盖板，所述X轴防尘盖板两端分别固定设置在X轴直线电机模组两端上；所述X轴动子上固定设置有X轴滑动台板，所述X轴滑动台板上侧设置有X轴防尘盖板适配的X轴避让槽，所述X轴防尘盖板与X轴避让槽活动连接，且二者不接触；所述YZ运动机构固定设置在X轴滑动台板一端/两端上。X轴防尘盖板和X轴避让槽活动的设置，在保证不影响X轴动子带动X轴滑动台板移动的同时，使得X轴直线电机模组具有防尘效果。

进一步的，所述YZ运动机构包括有Y轴运动模组和Z轴运动模组，所述Z轴运动模组固定设置在X轴动子上，所述Y轴运动模组固定设置在Z轴运动模组上，所述抓取机构固定设置在Y轴运动模组上。X轴直线电机模组与上下运行方向的Z轴运动模组直接连接，Y轴运动模组随Z轴运动模组上下移动，且抓取机构通过Y轴运动模组延伸出去，该搭建方式，Z轴运动模组部分在取放料过程中不用进入CNC设备机台内部，避免了与CNC设备刀头之间的机械干涉(Z轴运动模组部分较长，占用上下方向空间较大)。

进一步的，所述Y轴运动模组中部固定设置在Z轴运动模组上；所述抓取机构固定设置在Y轴运动模组一端处。Y轴运动模组居中固定在Z轴运动模组上，呈十字交叉结构，减小了抓取机构伸出后的重心偏移量，运行更稳定。

进一步的，所述Y轴运动模组为直线电机模组。该装置的X轴及Y轴均采用直线电机模组，移动速度可达2m/s，能够更快的完成上下料的定位要求，工作效率高；且X轴及Y轴均为全闭环位置控制，定位精度高，上下料位置准确，可降低因为定位不准导致的工件报废率。

进一步的，所述Y轴运动模组上设置有Y轴动子，所述Y轴动子上固定设置有取放料支撑板，所述抓取机构固定设置在取放料支撑板一端上。

进一步的，所述Y轴运动模组还包括有Y轴防尘盖板，所述Y轴防尘盖板两端分别固定设置在Y轴运动模组两端上；所述Y轴动子上固定设置有Y轴滑动台板，所述Y轴滑动台板上侧设置有Y轴防尘盖板适配的Y轴避让槽，所述Y轴防尘盖板与Y轴避让槽活动连接，且二者不接触；所述取放料支撑板固定设置在Y轴滑动台板一端/两端上。Y轴防尘盖板和Y轴避让槽活动的设置，在保证不影响Y轴动子带动Y轴滑动台板移动的同时，使得Y轴运动模组具有防尘效果。

进一步的，所述抓取机构包括有连接板，所述连接板固定设置在取放料支撑板一端上；所述连接板下端设置有自动吸盘。自动吸盘吸取工件的原理为现有技术。其中，自动吸盘也可以替换为夹爪气缸等其他形式的抓取结构。

进一步的，该装置还包括有支架，所述X轴直线电机模组固定设置在支架上。支架位于该装置的下方，与地面连接，用于支撑和固定整个装置，让抓取机构位于CNC设备取放料工位的同一高度。

本实用新型的优势在于，相较于现有技术，在本实用新型中，X轴直线电机模组通过X轴动子的运动，以带动着YZ运动机构在X轴上进行运动，而YZ运动机构则带动着抓取机构在Y、Z轴方向运动，使得抓取机构可以在X、Y、Z轴上进行运动，以对工件进行抓取上下料。该装置X轴利用直线电机模组，并基于其所设置的两个以上的X轴动子，使得可以同时设置有两个以上的YZ运动机构和两个以上的抓取机构，即可实现多工位同轴独立运行，且基于直线电机模组本身的性质，X向可以长行程设计，满足同时服务多台设备需求，上下料装置的利用率高。且该装置服务的多台CNC设备可呈一条线依次排布，车间布局整洁，排查设备故障方便，单台设备故障也不会影响到其他设备的正常工作。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是隐藏X、Y轴防尘盖板的X轴直线电机模组和YZ运动机构的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1-2，一种多工位自动上下料装置，其特征在于，该装置包括有X轴直线电机模组1，所述X轴直线电机模组1上设置有两个以上的在X轴方向运动的X轴动子11；所述X轴动子11上设置有YZ运动机构，所述YZ运动机构上设置有用于抓取工件的抓取机构4，所述抓取机构4在YZ运动机构带动下在Y、Z方向运动。

进一步的，所述X轴直线电机模组1上设置有两个在X轴方向运动的X轴动子11。

进一步的，所述X轴直线电机模组1还包括有X轴防尘盖板12，所述X轴防尘盖板12两端分别固定设置在X轴直线电机模组1两端上；所述X轴动子11上固定设置有X轴滑动台板13，所述X轴滑动台板13上侧设置有X轴防尘盖板12适配的X轴避让槽131，所述X轴防尘盖板12与X轴避让槽131活动连接，且二者不接触；所述YZ运动机构固定设置在X轴滑动台板13一端/两端上。

进一步的，所述YZ运动机构包括有Y轴运动模组2和Z轴运动模组3，所述Z轴运动模组3固定设置在X轴动子11上的X轴滑动台板13上，所述Y轴运动模组2固定设置在Z轴运动模组3上，所述抓取机构4固定设置在Y轴运动模组2上。

进一步的，所述Y轴运动模组2中部固定设置在Z轴运动模组3上；所述抓取机构4固定设置在Y轴运动模组2一端处。

进一步的，所述Y轴运动模组2为直线电机模组。具体的，Y轴运动模组2、X轴直线电机模组1均为直线电机模组，其实现方式为现有技术。Z轴运动模组3包括电机31、丝杆32结构，通过电机31驱动丝杆32，进而带动Y轴运动模组2在Y轴方向进行运动，其实现方式为现有技术；Z轴运动模组3也可以为直线电机模组。

进一步的，所述Y轴运动模组2上设置有Y轴动子21，所述Y轴动子21上固定设置有取放料支撑板22，所述抓取机构4固定设置在取放料支撑板22一端上。

进一步的，所述Y轴运动模组2还包括有Y轴防尘盖板23，所述Y轴防尘盖板23两端分别固定设置在Y轴运动模组2两端上；所述Y轴动子21上固定设置有Y轴滑动台板24，所述Y轴滑动台板24上侧设置有Y轴防尘盖板23适配的Y轴避让槽241，所述Y轴防尘盖板23与Y轴避让槽241活动连接，且二者不接触；所述取放料支撑板22固定设置在Y轴滑动台板24一端/两端上。

进一步的，所述抓取机构4包括有连接板41，所述连接板41固定设置在取放料支撑板22一端上；所述连接板41下端设置有自动吸盘42。

进一步的，该装置还包括有支架5，所述X轴直线电机模组1固定设置在支架5上。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多工位自动上下料装置，其特征在于，该装置包括有X轴直线电机模组，所述X轴直线电机模组上设置有两个以上的在X轴方向运动的X轴动子；所述X轴动子上设置有YZ运动机构，所述YZ运动机构上设置有用于抓取工件的抓取机构，所述抓取机构在YZ运动机构带动下在Y、Z方向运动。

2.根据权利要求1所述的一种多工位自动上下料装置，其特征在于，所述X轴直线电机模组上设置有两个在X轴方向运动的X轴动子。

3.根据权利要求1所述的一种多工位自动上下料装置，其特征在于，所述X轴直线电机模组还包括有X轴防尘盖板，所述X轴防尘盖板两端分别固定设置在X轴直线电机模组两端上；所述X轴动子上固定设置有X轴滑动台板，所述X轴滑动台板上侧设置有X轴防尘盖板适配的X轴避让槽，所述X轴防尘盖板与X轴避让槽活动连接，且二者不接触；所述YZ运动机构固定设置在X轴滑动台板一端/两端上。

4.根据权利要求1所述的一种多工位自动上下料装置，其特征在于，所述YZ运动机构包括有Y轴运动模组和Z轴运动模组，所述Z轴运动模组固定设置在X轴动子上，所述Y轴运动模组固定设置在Z轴运动模组上，所述抓取机构固定设置在Y轴运动模组上。

5.根据权利要求4所述的一种多工位自动上下料装置，其特征在于，所述Y轴运动模组中部固定设置在Z轴运动模组上；所述抓取机构固定设置在Y轴运动模组一端处。

6.根据权利要求4所述的一种多工位自动上下料装置，其特征在于，所述Y轴运动模组为直线电机模组。

7.根据权利要求6所述的一种多工位自动上下料装置，其特征在于，所述Y轴运动模组上设置有Y轴动子，所述Y轴动子上固定设置有取放料支撑板，所述抓取机构固定设置在取放料支撑板一端上。

8.根据权利要求7所述的一种多工位自动上下料装置，其特征在于，所述Y轴运动模组还包括有Y轴防尘盖板，所述Y轴防尘盖板两端分别固定设置在Y轴运动模组两端上；所述Y轴动子上固定设置有Y轴滑动台板，所述Y轴滑动台板上侧设置有Y轴防尘盖板适配的Y轴避让槽，所述Y轴防尘盖板与Y轴避让槽活动连接，且二者不接触；所述取放料支撑板固定设置在Y轴滑动台板一端/两端上。

9.根据权利要求7所述的一种多工位自动上下料装置，其特征在于，所述抓取机构包括有连接板，所述连接板固定设置在取放料支撑板一端上；所述连接板下端设置有自动吸盘。

10.根据权利要求1所述的一种多工位自动上下料装置，其特征在于，该装置还包括有支架，所述X轴直线电机模组固定设置在支架上。

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