CN219097963U - 定位托料机构、定位输料机构及加工装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种定位托料机构、定位输料机构及加工装置，替代了机器人手臂的自动上下料方案，其巧妙构思，利用定位托料机构中的零点快换的高精度定位配合自动上下料机、抓取装置以及机床本身的机床工作台，实现了准确可靠的自动上下料。对于拥有规模数量机床的制造加工企业想实现自动化上下料改造方案，具有较大的经济和技术价值。由于本申请的自动上下料机由于和机床是固定在一起的，占据位置和空间很小，在自动化工厂需要重新布置产线挪动机床位置时，其可以随机床一起进行挪移，挪移后，也不需要对设备进行重新调试，即时就可以继续生产，提高了效率。

Description

定位托料机构、定位输料机构及加工装置

技术领域

本申请涉及自动化生产技术领域，特别是涉及一种定位托料机构、定位输料机构及加工装置。

背景技术

传统机床加工生产线一般布置在大型厂房内，上百上千台机床会同时生产，为保证生产效率，如今，工厂一般会对机床工位进行自动化改造，例如，大批的被加工物料可以使用机器人手臂完成自动上下料，这在一定程度上提高了生产效率，摆脱了人工上料的低效。

然而，机器人手臂在自动化工厂应用时，高度依赖机器人手臂生产商的调试人员，自动化工厂的生产人员并不具备相应的能力来完成机器人手臂的调试和安装。自动化工厂由于生产需要，挪动机床改变布置的情况常有发生，由于机床和机器人手臂位置发生改变，这就需要安排机器人手臂生产商的调试人员重新对机器人手臂进行调试以满足生产要求。显然，上述情况给自动化工厂带来了诸多不便，耗费人员和经费以及时间。特别是机器人手臂生产商无法调配调试人员进行调试的话，导致自动化工厂的生产线停摆。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种替代机器人手臂的自动上下料方案，其巧妙构思，利用零点快换的高精度定位配合本申请的机构以及机床本身的机床工作台，实现了准确可靠的自动上下料。

根据本申请的内容，提供一种定位托料机构，包括来料支撑板、固定底板、快换安装板、立板和零点快换装置，所述立板固定安装在所述固定底板上，所述快换安装板可调节固定在所述立板上，所述零点快换装置安装在所述快换安装板上，所述来料支撑板安装固定在所述快换安装板上，所述定位拖料机构用于跟随所述机床工作台移动定位治具从而所述抓取装置抓取定位托料机构上的所述治具。

进一步地，所述定位托料机构还包括导向定位销，所述导向定位销用于定位托料板。

进一步地，所述来料支撑板上还安装有滑轮。

进一步地，所述快换安装板上设置有高度调节导向块，所述立板设置有高度调节导向块容纳槽、高度调节螺钉和调节螺钉安装孔，所述高度调节螺钉穿过高度调节螺钉安装孔并和高度调节导向块螺纹连接。

进一步地，所述快换安装板两侧设置有快换供气接头。

本申请提供一种定位输料机构，其特征在于，包括上述的定位托料机构和自动上下料机，所述自动上下料机包括物料输送机构和升降机构，所述物料输送机构包括托料板、料仓、移料爪、移动板、驱动气缸、滑轨和送料支撑板，所述驱动气缸和所述滑轨安装在所述送料支撑板上，所述移动板安装在所述滑轨上并可沿着所述滑轨滑动，所述移料爪安装在所述移动板上，所述送料支撑板设置有通槽，所述料仓可穿过所述通槽而上下移动，所述托料板安装在所述料仓上，所述料仓安装在所述升降机构上。

进一步地，所述料仓包括料仓支撑架和料仓支撑板，所述料仓支撑板固定在料仓支撑架上。

进一步地，所述升降机构包括升降杆和升降板，所述料仓安装在所述升降板上。

本申请提供一种加工装置，其包括机床、抓取装置和上述的定位输料机构，其特征在于，所述抓取装置安装在机床上，所述定位托料机构安装在所述机床的机床工作台上，所述自动上下料机设置在机床一侧所述移料爪可推动所述托料板并将所述托料板移动到所述定位托料机构上。

进一步地，所述自动上下料机外侧设置有连接座，所述自动上下料机通过连接座与机床固定连接。

本申请至少具有以下优点：

1、完全用低成本方式替代了机器人手臂自动上下料实现了工厂生产的自动化，机器人手臂成本一台大约几万到十几万不等，而本申请的方案成本大大降低数倍；对于拥有规模数量机床的制造加工企业想实现自动化上下料改造方案，具有较大的经济和技术价值。

2、本申请的自动上下料机，在遇到自动化工厂需要重新布置产线挪动机床位置时，依靠自己工厂的自动化人员就可以完成设备的重新调试。

3、本申请的自动上下料机由于和机床是固定在一起的，占据位置和空间很小，可以随机床一起进行挪移，挪移后，也不需要对设备进行重新调试，即时就可以继续生产。

4、本申请的自动上下料机构思巧妙，结构创新，能够配合定位托料机构以及抓取装置准确可靠地实现自动上下料。

5、本申请的治具必须定位到抓取装置的下方对应位置才能实现抓取，从而抓取装置将定位托料机构上(也是物料输送机构的托料板上，此时托料板已经被夹持固定在定位托料机构上)的治具移动到机床工作台上的治具夹持装置上 (本申请中是第二零点快换装置)，而治具的定位完全是依靠机床工作台来实现的，也是通过机床工作台带动安装在机床工作台上的定位托料机构来实现的。本申请的机床工作台主动移动来实现治具的定位，这就不同于现有技术都是依靠传统机器人手臂进行的三维移动来定位治具，更重要的是，安装在机床工作台上的定位托料机构是对治具定位的具体执行者，从而本申请依靠定位托料机构和机床工作台的水平范围内的移动再加上抓取装置上下方向的移动这样的创新低成本自动上下料方式完全替代了昂贵且不便调试的机器人手臂实现物料的自动上下料方式，经济效益显著，机构设计巧妙，具有较高程度的创新。

附图说明

图1为托料板与定位托料机构的结构示意图；

图2为托料板的结构示意图；

图3为另一托料板的结构示意图；

图4为另一托料板的结构示意图；

图5为自动上下料机、托料机构和机床的机构示意图(省略了抓取装置)；

图6为机床与自动上下料机、托料机构的局部位置放大图；

图7是包括抓取装置的结构示意图(省略了上下料机)；

图8是部分结构示意图；

图9是移料爪结构示意图；

图10是移料爪中面剖视图；

图11是移料爪前端局部剖视图；

图12是另一实施例中的托料板结构示意图；

图13是另一实施例中的定位托料机构结构示意图。

图中，1、托料板；2、来料支撑板；3、固定底板；4、快换安装板；5、零点快换装置；6、治具；7、移料爪；8、移动板；9、滑轨；10、驱动气缸；11、料仓支撑架；12、料仓支撑板；13、送料支撑板；14、机床工作台；15、第二零点快换装置；16、自动上下料机；17、升降杆；18、连接座；19、机床；20、抓取装置；21、滑轮；22、第二驱动气缸组件；23、导轨；41、立板；42、高度调节导向块；43、高度调节螺钉安装孔；44、快换供气接头；71、推块；72、弹簧；73、弹簧调节螺钉；111、托料前板；112、托料后板；113、定位夹头； 114、导向容纳槽；115、第一支撑面；116、第二支撑面；117、治具容纳槽； 118、导向销；119、导向定位槽；120、导向定位销。

具体实施方式

为使本的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本。但是本能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本内涵的情况下做类似改进，因此本不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

应当理解的是，本中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

参阅图1-6，本申请提供一种物料输送机构和定位托料机构。

物料输送机构包括托料板1、料仓、移料爪7、移动板8、驱动气缸10、滑轨9和送料支撑板13，驱动气缸10和滑轨9安装在送料支撑板13上，送料支撑板13为外部机柜(自动上下料机)内的支撑部件并用于支撑固定驱动气缸10 和滑轨9，料仓包括料仓支撑架11和料仓支撑板12，料仓支撑板12用于支撑容纳固定托料板1，料仓支撑架11用于支撑固定料仓支撑板12。移动板8通过滑轨9安装在送料支撑板13上，移动板8可在滑轨9沿着其滑动，移料爪7安装在移动板8上。

移料爪7可将托料板7输送到定位托料机构上，定位托料机构包括来料支撑板2、固定底板3、快换安装板4、立板41和零点快换装置5，固定底板3安装在机床工作台14上，立板41固定安装在固定底板3上，快换安装板4可调节相对位置地固定在立板41上，零点快换装置5安装在快换安装板4上，来料支撑板2安装固定在快换安装板4上。来料支撑板2数量为2个，来料支撑板2 上还安装有若干滑轮21，滑轮21用于滑动托住托料板1以减少摩擦。快换安装板4上设置有高度调节导向块42，所述立板41设置有高度调节导向块容纳槽、高度调节螺钉(未示出)和高度调节螺钉安装孔43，高度调节螺钉穿过高度调节螺钉安装孔43并和高度调节导向块42螺纹连接，旋转高度调节螺钉即可实现高度调节导向块42的上下移动，带动快换安装板4和零点快换装置5上下移动，如此，输送过来的托料板1在不同高度值情况下都可以和零点快换装置5 准确配合，不至于出现无法配合的情况。此外，快换安装板4上还设置有快换供气接头44，从而外部气体引入或断开使得零点快换装置5松开或夹紧。

物料输送机构用于将治具以及治具中的被加工件输送到定位托料机构上，当然，输送到定位托料机构上后，治具以及治具中的被加工件仍然是安装在托料板上的，也就是说，托料板1一起被输送到定位托料机构上。如此，治具以及治具中的被加工件即可和定位托料机构一起移动，而定位托料机构又安装在机床工作台14上，因此定位托料机构会在机床工作台14得到机床控制器发出的移动指令后而和机床工作台14一起移动。需要说明的是，参考图7，机床上还设置有抓取装置20，其固定在刀盘一侧并固定在机床上，且抓取装置只可进行上下升降(此处强调是上下升降而不是左右方向移动，当然，抓取装置除了升降移动外，还进行抓取动作，抓取动作还包括旋转动作和拉紧动作)，待机床工作台14带动定位托料机构和托料板1运动并使得托料板1上的任一治具正好运动到抓取装置20的正下方时，抓取装置20向下运动并抓取托料板1上的该治具，随后抓取装置20上移到某一预定位置，机床工作台14向靠近抓取装置 20的方向移动，待机床工作台14上的第二零点快换装置15位于抓取装置20的正下方时，抓取装置20向下运动并将该治具移至第二零点快换装置15上，第二零点快换装置15随后将该治具夹紧固定，完成上述过程后，按照机床控制器的指令，该治具内的被加工件就可以按照工艺程序进行被加工(例如，机床控制器控制主轴运动和旋转并且安装在主轴上的刀具对被加工件进行加工)。需要说明的是，第二零点快换装置15与零点快换装置5有所不同，其还可以夹持治具进行旋转，结构相对来说更为复杂，而零点快换装置5结构简单仅仅用于定位夹持托料板1，第二零点快换装置15与零点快换装置5在本申请中夹持的对象也不同，一个是夹持治具，一个是夹持托料板1；零点快换装置5和第二零点快换装置15都能实现高精度定位夹持。关于本申请的抓取装置，没有详细进行描述，其在申请人申请的其它专利中有具体描述。

参阅图1-11，料仓包括4个层叠的料仓支撑架11和料仓支撑板12，送料支撑板13中心设置有通槽，料仓可以穿过该通槽而上下移动，待料仓移动到预定位置后，第二驱动气缸组件22驱动移料爪7从打开状态进入夹紧状态(参见图8，移料爪7可沿着导轨23移动)，这时移料爪卡入托料板1的导向容纳槽 114内，移动板8从右边的初始位置向左运动并带动移料爪7向定位托料机构运动。需要说明的是，移料爪7的推块71卡入托料板1的卡槽内后，移料爪7即可推动托料板1向左运动，待托料板1的定位夹头113卡入零点快换装置5后，则托料板1停止运动，随后零点快换装置5将托料板1夹紧固定。需要说明的是，移料爪7夹紧托料板1时，既可以移料爪7的推块71卡入托料板1的卡槽内；也可以推块71不卡入托料板1的卡槽内，待移动板8带动移料爪7在托料板1的导向容纳槽114内且向定位托料机构运动后的某个时间点而卡入托料板1 的卡槽内。需要说明的是，料仓层叠的料仓支撑架11和料仓支撑板12的数量可以根据需要进行选择，数量可以为1至N，N为自然数。参阅图2、3、4和11，移料爪7上的推块71由弹簧调节螺钉73进行调节，弹簧调节螺钉73与移料爪 7本体螺纹连接，弹簧套在弹簧调节螺钉73并可推动推块71向外运动，因此，推块71即可卡入托料板1的卡槽内，从而移料爪7可以推动托料板1来回移动。

请参阅图2，一种托料板1，其上设置安装孔以及凹入的长条形的导向容纳槽114，所述安装孔用于安装定位夹头113，定位夹头用于与零点快换装置5对接从而将托料板1定位夹紧，所述导向容纳槽114用于容纳物料输送机构的移料爪7，所述导向容纳槽114上末端还设置有向内凹入的卡槽，所述卡槽具有第一支撑面115和第二支撑面116，所述第一支撑面115和所述第二支撑面116相对设置，所述第一支撑面115用于在托料板1被驱动时作为第一受力面从而所述第一受力面受力后进而驱动托料板1能够沿着第一方向运动，所述第二支撑面116用于在托料板1被驱动时作为第二受力面从而所述第二受力面受力后进而驱动托料板1能够沿着与所述第一方向相反的第二方向运动。如此，托料板1 就可以实现上料和下料。托料板1还包括治具容纳槽117和导向销118，导向销 118安装于治具容纳槽117的底面，导向销118用于导向治具以将治具定位在治具容纳槽117内。

托料板1还包括导向定位槽119，导向定位槽119用于将托料板1定位在定位托料机构上。图2中，设置的1个导向定位槽119开口朝下，其和定位托料机构中的快换安装板上的导向块(未示出)配合。当然，参阅图12，导向定位槽119的形状和数量也可以是另外的形式，例如图12中，导向定位槽119就是 2个。对应图13中，立板4上的导向定位销120的数量为2个，与图12中的2 个导向定位槽对应。

需要说明的是，零点快换装置5的数量可以是1个，也可以是2个或以上，其可以根据需求而调整设置。图2中零点快换装置5的数量是2个，而图13中，零点快换装置5的数量是1个。

托料板1可以为整体结构，也可以分体为托料前板111和托料后板112，此时，托料前板111上安装有定位夹头113，且导向定位槽119设置在托料前板 111上。

此外，参见图5和6，本申请还提供一种自动上下料机16，其包括升降机构，所述升降机构包括升降杆17和升降板(未示出)，料仓安装在升降板上，进一步地，料仓支撑板12安装在升降板上(图5中，未标记处于料仓支撑板12 下方的升降板)。升降板可以穿过送料支撑板13的中心设置的通槽而上下运动实现升降，从而将层叠的料仓中不同层的物料输送出去。进一步地，自动上下料机16外侧设置有连接座18，自动上下料机16通过连接座18与机床19固定连接。需要说明的是，升降杆17的数量可以根据实际需要而进行设置，而升降杆17的驱动方式也可以是液压、气压或电驱动，不作任何限制。

本申请使用了物料输送机构和定位托料机构来进行治具和被加工件的输送和定位，特别是在定位托料机构中采用了零点快换装置5以及采用可上下升降的抓取装置，能够将治具和被加工件准确定位和输送到预定位置而方便后续加工，相对于生产线上使用三坐标机器人手臂定位运送治具和被加工件的方式来说，具有低廉的成本，零点快换装置5的定位精度已经完全满足加工的要求，且使用本申请的方案后，不需要因为机床设备的搬迁或机器人手臂被错位移动而重复调试，需要说明的是，机器人手臂进行调试需要机器人手臂生产商来现场进行调试，普通的自动化工厂的工程师是不具备这个能力的，而本申请的方案，用零点快换装置进行定位、用抓取机构上下升降实现抓取和用物料输送机构实现运送，这套设备的调试，工厂的自动化人员就可以自己完成，编程调试相对简单，大大方便后续维修。总之，本申请的方案相对于使用机器人手臂实现自动化生产的方案，具有无可比拟的成本优势、调试和维修便利性。特别是，本申请在机床工作台上安装零点快换装置实现物料的定位输送，设置抓取装置实现物料的抓取，是完全不同于现有技术的创造性方案。另外，机床工作台也参与了定位(例如机床工作台需要移动从而带动安装在机床工作台上的零点快换装置运动到抓取装置的正下方实现治具的转移)，我们知道机床工作台定位精度是非常高的，也就是说本申请使用了零点快换装置和机床工作台的高精度定位和输送方案替代了现有技术中使用机器人机械臂实现定位抓取和输送的方案，自动化成本和可靠性完全不会有什么劣势，本申请一整套装置，包括机床工作台，物料输送机构以及定位托料机构和抓取装置共同配合共同作用，具有无可比拟的优势。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本的保护范围。因此，本专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种定位托料机构，包括来料支撑板、固定底板、快换安装板、立板和零点快换装置，其特征在于，所述立板固定安装在所述固定底板上，所述快换安装板可调节固定在所述立板上，所述零点快换装置安装在所述快换安装板上，所述来料支撑板安装固定在所述快换安装板上，所述定位拖料机构用于跟随机床工作台移动定位治具从而抓取装置抓取定位托料机构上的所述治具。

2.根据权利要求1所述的定位托料机构，其特征在于，所述定位托料机构还包括导向定位销，所述导向定位销用于定位托料板。

3.根据权利要求1所述的定位托料机构，其特征在于，所述来料支撑板上还安装有滑轮。

4.根据权利要求1所述的定位托料机构，其特征在于，所述快换安装板上设置有高度调节导向块，所述立板设置有高度调节导向块容纳槽、高度调节螺钉和调节螺钉安装孔，所述高度调节螺钉穿过高度调节螺钉安装孔并和高度调节导向块螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的定位托料机构，其特征在于，所述快换安装板两侧设置有快换供气接头。

6.一种定位输料机构，其特征在于，包括如权利要求1所述的定位托料机构和自动上下料机，所述自动上下料机包括物料输送机构和升降机构，所述物料输送机构包括托料板、料仓、移料爪、移动板、驱动气缸、滑轨和送料支撑板，所述驱动气缸和所述滑轨安装在所述送料支撑板上，所述移动板安装在所述滑轨上并可沿着所述滑轨滑动，所述移料爪安装在所述移动板上，所述送料支撑板设置有通槽，所述料仓可穿过所述通槽而上下移动，所述托料板安装在所述料仓上，所述料仓安装在所述升降机构上。

7.根据权利要求6所述的定位输料机构，其特征在于，所述料仓包括料仓支撑架和料仓支撑板，所述料仓支撑板固定在料仓支撑架上。

8.根据权利要求6所述的定位输料机构，其特征在于，所述升降机构包括升降杆和升降板，所述料仓安装在所述升降板上。

9.一种加工装置，其包括机床、抓取装置和如权利要求6-8任一项所述的定位输料机构，其特征在于，所述抓取装置安装在所述机床上，所述定位托料机构安装在所述机床的机床工作台上，所述自动上下料机设置在所述机床一侧所述移料爪可推动所述托料板并将所述托料板移动到所述定位托料机构上。

10.根据权利要求9所述的加工装置，其特征在于，所述自动上下料机外侧设置有连接座，所述自动上下料机通过连接座与机床固定连接。

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