一种自动上下料设备的制作方法

本实用新型属于模具加工设备领域，尤其涉及一种自动上下料设备。

背景技术：

机械手是模仿人的手和臂，以实现抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，因此，机械手很适合代替人的繁重劳动以实现生产的机械和自动化，并且能够在有害的环境下操作，以保护人身安全。

当前，模具制造自动化时代已经来临，模具的质量保障、流程控制需要依靠测量设备实现，精密加工设备单机连线、在线测量的改造已是模具企业普遍的行为。模具加工的重点发展方向是在线测量、单件高精度并行加工、少人化甚至无人化加工控制。模具制造在提高精密程度和信息化水平的基础上，将逐步深化CAD/CAE/CAM技术一体化能力。

目前一般模具加工工厂的生产程序是

1.设计部门-零件BOM表-工艺部门-零件工艺卡-计划部门-加工排程表-生产部门-工时输出表

2.设计部门-3D文件-编程部门-电极BOM-电极备料装夹-电极备料单-电极匹配加工-电极加工表-电机抛光检测-电极检测表-电极放电入库-电极放电配置单。

一般工厂在各工艺中衔接不是太紧密，容易导致生产线停线，设备利用率降低，特别是在电极匹配加工中，电极的上料下料检测完全靠人工完成，上料下料的繁重危险，对现场加工人员带来很大的挑战。电极加工的基准因为各个现场员工的加工习惯，也给在统一加工标准带来很大的挑战。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种自动上下料设备，旨在解决人工上下料繁重危险，以及人工上下料带来的工艺不衔接，加工标准不统一，设备利用率不高，生产效率低的问题。

本实用新型是这样实现的，一种自动上下料设备，用来对带有毛坯的夹具上料和下料，包括主体框架、上下料执行机构、用以放置轻型夹具和重型夹具的料仓和用于控制所述上下料执行机构完成相应的动作的电气控制系统；所述主体框架连通所述料仓，所述主体框架内设置所述上下料执行机构；所述上下料执行机构包括安装在所述主体框架内底部的旋转机构、连接在所述旋转机构上并与所述旋转机构一起旋转的升降机构、安装在所述升降机构上并随所述升降机构一起上下移动的伸缩机构以及安装在所述伸缩机构上并随所述伸缩机构一起伸缩的机械手，所述主体框架底部的边框上设置有用以扫描所述轻型夹具和所述重型夹具的扫描枪和轻型夹具夹爪，所述料仓内设置有重型夹具夹爪，所述机械手夹持所述轻型夹具夹爪或所述重型夹具夹爪。

进一步地，所述旋转机构包括带有编码器的伺服电机，所述升降机构包括直线线轨以及与所述直线线轨平行的丝杆；所述直线线轨和所述丝杆均一端设置在所述主体框架的底部且连接所述旋转机构，另一端设置在所述主体框架的顶部；所述伸缩机构同时连接在所述直线线轨和所述丝杆上。

进一步地，所述料仓包括轻型料仓和重型料仓，所述主体框架设置在所述轻型料仓和所述重型料仓之间，所述重型夹具夹爪设置在所述重型料仓内，所述重型料仓内还设置倒油机构和可水平伸缩的进出料一级托板。

进一步地，所述主体框架的侧面上设置安全门和上下料仓口。

进一步地，所述重型料仓包括左重型料仓架和连接在所述左重型料仓架一侧的右重型料仓架，所述左重型料仓架和所述右重型料仓架上均设置若干用来放置重型夹具的方形托板，所述方形托板呈多层竖直排列，所述重型料仓还包括重型料仓门。

进一步地，所述轻型料仓包括轻型料仓架，所述轻型料仓架上竖直设置多层扇形托板，所述扇形托板上放置若干轻型夹具，所述轻型料仓还包括轻型料仓门。

进一步地，所述倒油机构设置在所述左重型料仓架的底部，所述倒油机构的上方还安装有所述进出料一级托板；所述重型夹具夹爪设置在所述右重型料仓架的底部。

进一步地，所述倒油机构包括倒油托板以及连接在所述倒油托板上的倒油气缸。

进一步地，所述倒油托板和所述倒油气缸安装在所述左重型料仓架上，所述倒油气缸的活塞杆连接所述倒油托板，所述倒油托板能逆时钟90度旋转。

进一步地，还包括制造企业生产过程执行系统，所述制造企业生产过程执行系统与所述电气控制系统相连接。

本实用新型相对于现有技术的技术效果是：通过上下料执行机构中的旋转机构、升降机构、伸缩机构和机械手找到被加工毛坯的位置，再使用轻型夹具夹爪或重型夹具夹爪，把被加工毛坯从料仓安全、高精度的放到加工设备上，待加工完成后，上下料执行机构再把加工好的毛坯从加工设备放回料仓中。这样，不但可以实现在加工过程中自动上下料，比人工上下料有更高的定位精度，而且实现前后生产工艺的衔接，有利于统一加工标准。机械手通过更换重型夹具夹爪或者轻型夹具夹爪可以使加工设备同时加工多种不同的毛坯，使设备和产线保持连续运行，从而减少设备和生产线的停工时间以及减少人工值守时间，提高设备利用率和生产效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例所提供的上下料设备的结构示意图。

图2是图1的上下料设备的主体框架的结构示意图。

图3是图2的主体框架A处的放大图。

图4是图1的上下料设备的轻型料仓的正视图。

图5是图1的上下料设备的重型料仓的结构示意图。

图6是图1的上下料设备的轻型料仓的结构示意图。

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。

需要说明的是，本实用新型实施例中的左、右、上、下等方位用语以及第一、第二等数量用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

本实施例中被加工的毛坯连接在轻型夹具上或重型夹具上，位于轻型夹具上的毛坯的最大尺寸为135mm*100mm*70mm，位于重型夹具上的毛坯的最大尺寸为400mm*400mm*210mm。为了叙述简洁，后面所提到的轻型夹具42或重型夹具311，均安装有待加工的或已加工好的毛坯，而且毛坯的尺寸根据夹具所能承受的能力来决定，不限定为上述提到的毛坯的尺寸。

请参阅图1至图3，本实用新型公开了一种自动上下料设备10，用来对装有毛坯的夹具上料和下料，包括长方体形的主体框架20、上下料执行机构21、用以放置轻型夹具42和重型夹具34的料仓和用于控制所述上下料执行机构21完成相应的动作的电气控制系统；主体框架20连通料仓50，主体框架20内设置上下料执行机构21。

请同时参阅图4至图6，上下料执行机构21包括安装在主体框架20内底部的旋转机构211、连接在旋转机构211上并与旋转机构211一起旋转的升降机构212、安装在升降机构212上并随所述升降机构212一起上下移动的伸缩机构213以及安装在伸缩机构213上并随伸缩机构213一起伸缩的机械手214，主体框架20底部的边框上设置有用以扫描轻型夹具42和所述重型夹具34的扫描枪22和轻型夹具夹爪23，料仓50内设置有重型夹具夹爪311，机械手214夹持轻型夹具夹爪23或 重型夹具夹爪311。

料仓50包括重型料仓30和轻型料仓40。主体框架20设置在重型料仓30与轻型料仓40之间。具体地，重型料仓30与轻型料仓40分别连接在主体框架20的对称侧面上，主体框架的另一对称侧面上分别设置安全门24和上下料仓口25。旋转机构211包括带有编码器的伺服电机(图中未标示)，伺服电机可以使旋转机构211转动到料仓50中每一个零件所需要的任意位置角度。旋转机构211上安装有升降机构212，升降机构212包括直线线轨2121和丝杆2122，直线线轨2121和丝杆2122均一端设置在主体框架20的底部且连接旋转机构211，另一端连接主体框架20的顶部，直线线轨2121能保证伸缩机构213上下直线移动时的位置精度，升降机构212上安装有伸缩机构213，具体地，伸缩机构213同时安装在直线线轨2121和丝杆2122上。伸缩机构213包括同步带和连接在同步带上的电机，电机可以使伸缩机构213实现悬挂伸缩的目的。伸缩机构213上安装有机械手214，机械手214上安装有轻型夹具42或重型夹具311。

重型料仓30一侧连接主体框架20，另一侧设置重型料仓门35。重型料仓30包括左重型料仓架31和连接在左重型料仓架31一侧的右重型料仓架32，左重型料仓架31和右重型料仓架32且均设置有多个用来放置重型夹具34的方形托板33，左重型料仓架31还包括倒油机构321和进出料一级托板322，进出料一级托板322可以水平向外伸出左重型料仓架31。右重型料仓架32底部设置重型夹具夹爪311。

轻型料仓40一侧连接主体框架20，另一侧设置轻型料仓门44。主体框架20包括轻型料仓架43，轻型料仓架43上设置多层扇形托板41，扇形托板41上设置若干轻型夹具42。

加工开始时，扫描所有装有毛坯的夹具的电子标签(Radio Frequency Identification，简称RFID，中文名称为无线射频识别),将所有轻型夹具42和重型夹具34分别放到对应的料仓内，轻型夹具42可随意放到轻型料仓40各层扇 形托板41上。重型夹具34可以放到重型料仓30的方形托板33上，也可以放到进出料一级托板322上。关闭安全门24、重型料仓门35和轻型料仓门44，准备操作完毕。

开机启动，自动检测各项参数，包括各安全门，安全感应是否正常，主体框架20中的上下料执行机构21复位。通过访问制造企业生产过程执行系统，简称MES系统，获取生产加工计划中夹具的电子标签内容,上下料执行机构21找到放置在主体框架20底部边框上的扫描枪22，伸缩机构213上的机械手214与扫描枪22对接，扫描枪22通过上下料执行机构21去扫描料仓中放置的所有夹具的电子标签，包括轻型夹具42和重型夹具34。

读取扫描枪22中扫描到的数据，排版当前需要加工的装有毛坯的夹具。上下料执行机构21把扫描枪22放回原来的位置，伸缩机构213上的机械手214断开扫描枪22，上下料执行机构21复位。

如果加工的是轻型料仓40里面的毛坯，伸缩机构213上的机械手214去换取与轻型夹具42相匹配的轻型夹具夹爪23，轻型夹具夹爪23设置在主体框架20的底部边框上。按照MES系统所规划的，上下料执行机构21驱动轻型夹具夹爪23夹取轻型料仓40中的轻型夹具42，再跟模具加工设备配合，利用卡盘快换夹具，自动把轻型夹具42装配在模具加工设备上。待加工完成后，按照原来的过程，把轻型夹具42逆向动作放回轻型料仓40的扇形托板41上。如果加工的是重型料仓30里面的毛坯，只需把轻型夹具夹爪23替换成重型夹具夹爪311即可。

重型料仓30中待加工的毛坯具有体积大，质量重等特点。在加工时，先把重型夹具34发到进出料一级托板322上。具体地，当加工的毛坯比较大时，进出料一级托板322水平伸出左重型料仓架31，把重型夹具34按定位的位置放置在进出料一级托板322上，再把进出料一级托板322推回左重型料仓架31。然后，上下料执行机构21，通过伸缩机构213上的机械手214，把重型夹具34放到重型料仓30中指定的方形托板33上。

当重型夹具34上的毛坯加工完成MES系统指定的程序时，由于被加工毛坯加工程序多，加工造型复杂，所以会在加工毛坯上留有比较多的切屑液和碎屑。位于进出料一级托板322下方的倒油机构321可以清除多余的碎屑和切削液。倒油机构321包括倒油托板3212、倒油气缸3211和收料托盘3213。具体地，利用主体框架20中的上下料执行机构21，把重型夹具34放到重型料仓30中的倒油机构321的倒油托板3212上。倒油托板3212是利用重型快换夹具卡盘固定定位好重型夹具34，通过倒油气缸3211活塞杆伸缩，使倒油托板3212逆时钟方向旋转90°，从而使废油和碎屑倒入倒油托板3212下方的收料托盘3213内。

以上所述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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。