一种加工电脑外壳的机器人工作站的制作方法

本实用新型属于工业机器人应用技术领域，涉及机床上下料，具体涉及一种加工电脑外壳的机器人工作站。

背景技术：

目前，电脑外壳螺纹孔和槽的加工是通过数控加工中心来完成的，虽然在一定程度上提高了生产效率；但是，每次在加工完一个工件后，需要人工取下工件，换上原材料，重新按启动按键进行下一次的加工，对于需要多道工序加工的工件，每次完成一个工件后，工人需要重复取料装夹多次；这样做，在取料、上料这一简单而又需要不断重复的劳动上，浪费了大量时间，而且由于生产时间长，工人很容易疲劳，会增加操作的危险性与产品的报废率。

随着机器人技术的快速发展，机器人搬运在工业生产中的应用越来越急需。

技术实现要素：

本实用新型针对机床加工上下料自动化程度不高的特点，运用工业关节机器人在不同加工设备间的分时复用技术，提出了一种加工电脑外壳的机器人工作站。

所述机器人工作站包括三台数控机床，一个关节机器人，一个定位装置和一个自动上料装置；

所述的三台数控机床设置于正方形相邻三个顶点位置，正方形另一个顶点位置放置自动上料装置；正方形的中心位置放置关节机器人；定位装置放在关节机器人和其中任意一台数控机床之间；

所述的定位装置包括定位平台、侧推气缸、推板、限位块和定位平台支架；定位平台固定安装在定位平台支架上，定位平台包括凹凸两个平面，在凹面上靠近凹凸平面交接处固定安装一个推板，凹面上安装侧推气缸，侧推气缸的输出杆与推板相连；凸面的周围安装4个限位块；当工件被关节机器人放置在凸面上时，通过4个限位块定位，同时通过侧推气缸带动推板移动，结合限位块将工件顶紧固定；

所述的自动上料装置包括前上料架、卸料板、卸料气缸、卸料架与支撑架；

所述前上料架通过支撑架支撑于地面，前上料架的底面后端向下倾斜，卸料架位于前上料架下方，固定于支撑架上，卸料架底面前端向下倾斜；前上料架后部设置卸料板，卸料板后端与支撑架间铰接；卸料气缸安装在支撑架后侧，输出杆与卸料板底面固定；通过卸料气缸驱动卸料板绕铰接轴转动；当卸料气缸输出杆伸长至极限位置时，卸料板与前上料架底面后端相接且共面，形成料箱输送面；卸料气缸输出杆缩短至极限位置，卸料板与卸料架底面后端相接。

本实用新型的优点在于：

(1)一种用电脑外壳加工的机器人工作站，自动上料装置自动供料，速度快，节约人力，提高生产效率。

(2)一种用电脑外壳加工的机器人工作站，采用机器人上料，CNC不用停机待料，节约生产时间。

(3)一种用电脑外壳加工的机器人工作站，整个工作站结构简单，柔性好，占用空间少。

(4)一种用电脑外壳加工的机器人工作站，利用6自由度工业机器人的高柔性，高重复定位精度，能完成一台机器人同时给3台CNC上料。

附图说明

图1为本实用新型自动上料系统立体结构示意图；

图2为本实用新型电脑外壳加工机器人工作站立体结构示意图；

图3为本实用新型工件定位装置结构示意图；

1-前上料架；2-料箱；3-上顶气缸；4-卸料板；5-光电开关；6-支撑架；7-卸料气缸；8-卸料架；9-数控机床；10-关节机器人；11-定位装置；12-自动上料装置；13-定位平台；14-侧推气缸；15-推板；16-限位块；17-定位平台支架；

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

本实用新型一种用电脑外壳加工的机器人工作站，如图1所示，具体包括三台数控机床9，一个关节机器人10，一个定位装置11和一个自动上料装置12；关节机器人10选用六自由度机器人。

其中三台数控机床9用于加工电脑外壳，在地面上放置成品字状，设置于正方形相邻三个顶点位置，自动上料装置12位于正方形另一个顶点；正方形的中心放置关节机器人10；定位装置11放在关节机器人10和其中任意一台数控机床9之间；

关节机器人10的工作范围是以臂长为半径的圆；臂长为1440mm；数控机床9，定位装置11和自动上料装置12都放置在关节机器人10的工作范围内。关节机器人10从自动上料装置12取料后，通过定位装置11进行定位，然后交给数控机床9加工；并将加工后的工件再次定位，然后放回自动上料装置12；料箱装满后自动上料装置12自动卸料，关节机器人10重复下一次的取料。

所述的定位装置11包括定位平台13、侧推气缸14、推板15、限位块16和定位平台支架17；定位平台13固定安装在定位平台支架17上，定位平台13包括凹凸两个平面，在凹面上靠近凹凸平面交接处固定安装一个推板15，凹面上安装侧推气缸14，侧推气缸14的输出杆与推板15相连，凸面的周围对称安装4个限位块16；当工件被关节机器人10放置在凸面上时，通过4个限位块16定位，同时通过侧推气缸14带动推板15移动，结合限位块16将工件顶紧固定进行定位。

所述的自动上料装置12包括前上料架1、卸料板4、料箱2、上顶气缸3、光电开关5、支撑架6、卸料气缸7和卸料架8；光电开关5选用光电传感器；

所述前上料架1通过支撑架6支撑于地面，前上料架1底面后端向下倾斜，倾斜角度为6°。卸料架8位于前上料架1下方，固定于支撑架6上，卸料架8底面前端向下倾斜，倾斜角度为6°。前上料架1后部设置卸料板4，卸料板4后端与支撑架6间铰接。卸料气缸7安装在支撑架6后侧，输出杆与卸料板4底面固定。通过卸料气缸7驱动卸料板4绕铰接轴转动。当卸料气缸7输出杆伸长至极限位置时，卸料板4与前上料架1底面后端相接且共面，形成料箱2输送面。此时位于前上料架1上的各个料箱2一同沿料箱输送面下滑，至第一个料箱到达卸料板4上，此时关节机器人10机械臂末端的夹爪夹取工件进行工作；

当第一个料箱2的一箱工件全部加工完成后，卸料气缸7输出杆缩短至极限位置，卸料板4与卸料架8底面后端相接。此时，沿卸料板4下滑至卸料架8，通过卸料架8将料箱2输出。

为了防止卸料过程中，后方料箱2继续沿输送面下滑，因此在卸料板4后部安装光电开关5，同时在前上料架1后端安装上顶气缸3，且上顶气缸3的输出杆置于前上料架1底面。由此当第一个料箱2到达卸料板上时，料箱2边缘触碰到光电开关5，此时光电开关5给上顶气缸3输出信号，上顶气缸3输出杆伸出，限制第二个料箱2的下滑。

一种加工电脑外壳的机器人工作站的工作过程如下：

首先，将装满待加工工件的料箱2依次放置到前上料架1上，第一个料箱2从前上料架1下滑，当滑到卸料板4的边缘触碰到光电开关5位置时，光电开关5给上顶气缸3发送信号，上顶气缸3向上顶，防止第二个料箱2下滑。

同时光电开关5给关节机器人10发送一个到位信号，关节机器人10收到到位信号后开始从第一个料箱2中取料工作，关节机器人10机械臂末端的夹爪夹取工件，并向定位装置11移动，进行二次精确定位；定位装置11通过侧推气缸14带动推板15，结合四周的限位块16对工件进行精确定位；

对工件进行精确定位后，关节机器人10夹取第一件工件放入数控机床9中，并退出到安全原点；等待数控机床9对工件开始工作；

然后，关节机器人10夹取第二个工件并进行定位，然后放入第二个数控机床9中；此时，数控机床9没有对第一件工件完成工作时，关节机器人10可以夹取第三个工件并进行定位，然后放入第三个数控机床9中。一台六自由度机器人可实现同时负责三台数控机床9的上下料。

关节机器人10收到数控机床9完成信号后移动至指定位置，机械臂末端的夹爪夹取加工完成的工件，并放回料箱2的取料位置；

然后关节机器人10开始取第二件工件，直至完成一个机加工循环。

当第一个料箱2的一箱工件全部加工完成后，关节机器人10内部的变量计数器达到要求，此时，给卸料气缸7一个信号，卸料气缸7输出杆缩短至极限位置，让第一个料箱2下落，卸料板4与卸料架8底面后端相接。此时，沿卸料板4下滑至卸料架8，通过卸料架8将第一个料箱2输出。

同时，收到关节机器人10输出信号给上顶气缸3发生动作下落，通过计时器控制上顶气缸3在下端的行程保持一定时间，来保证卸料气缸7的复位，待计时器完成计时，卸料气缸7上升到位后，上顶气缸3收到信号输出杆回缩，让第二个料箱下落，完成料箱之间的循环。

以上所述，是单个料架对应单台机加工；运用工业关节机器人在不同机加工间的分时复用技术，可以合理安排三台加工中心的机加工单产量时间，通过单台工业关节机器人服务三台机加工设备的自动上下料系统，并结合关节机器人上下料的优点、必要性以及该系统的结构特点和工作原理，最后将系统运用到某CNC机加工生产厂的实际生产中，大大提高了自动化程度与生产效率。