上料系统及包含该上料系统的激光打孔机的制作方法

本发明涉及激光技术领域，特别是涉及一种上料系统及包含该上料系统的激光打孔机。

背景技术

激光打孔是利用高功率密度激光束照射被加工材料，使材料很快被加热至汽化温度，蒸发形成孔洞。随着科学技术的迅速发展，使用硬度大、熔点高的材料越来越多，而传统的加工方法已不能满足某些工艺要求。与常规打孔手段相比，激光打孔技术具有如下显著的优点：激光打孔速度快，效率高，经济效益好；激光打孔可获得大的深径比；激光打孔可在硬、脆、软等各类材料上进行；激光打孔适合于数量多、高密度的群孔加工；用激光可在难加工材料倾斜面上加工小孔。

如图1所示，其为一种电池盖帽10的结构图。在生产的过程中，需要在电池盖帽10上开设注液孔11，在电池盖帽10与电池壳体完成组装后，再通过注液孔11将电解液注入于电池壳体内。由于电池盖帽10属于体积较小的零件，通过激光打孔的方式实现注液孔11的开设，是一种较好的开孔方式。

在来料的过程中，多个电池盖帽10呈矩形阵列排布的方式放置于物料托盘上。如何设置一套上料系统，将物料托盘中的电池盖帽10取出并转移至下一工位中，这是企业的研发人员需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种上料系统及包含该上料系统的激光打孔机，将物料托盘中的电池盖帽取出并转移至下一工位中。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种上料系统，包括支撑装置及与所述支撑装置连接的上料装置；

所述支撑装置包括：支撑基座、左侧支撑架、右侧支撑架、物料托盘，所述左侧支撑架及所述右侧支撑架安装于所述支撑基座上，所述左侧支撑架与所述右侧支撑架相互间隔设置；

所述左侧支撑架上设有左侧滚轮组，所述右侧支撑架上设有右侧滚轮组；

所述左侧滚轮组及所述右侧滚轮组承托所述物料托盘，以使得所述物料托盘沿所述左侧滚轮组及所述右侧滚轮组移动。

在其中一个实施例中，所述左侧滚轮组包括多个左侧滚动轮，多个所述左侧滚动轮沿水平方向依次间隔排布。

在其中一个实施例中，所述左侧滚动轮的数量为十个。

在其中一个实施例中，所述右侧滚轮组包括多个右侧滚动轮，多个所述右侧滚动轮沿水平方向依次间隔排布。

在其中一个实施例中，所述右侧滚动轮的数量为十个。

在其中一个实施例中，所述上料装置包括：水平横向驱动部、水平纵向驱动部、上料机械手，所述水平横向驱动部驱动所述水平纵向驱动部沿水平横向往复运动，所述水平纵向驱动部驱动所述上料机械手沿水平纵向往复运动。

在其中一个实施例中，所述水平横向驱动部为电机丝杆驱动结构。

在其中一个实施例中，所述水平纵向驱动部为电机丝杆驱动结构。

一种激光打孔机，包括上述的上料系统，还包括与所述上料系统衔接的输送系统。

本发明的上料系统，通过设置支撑装置及与所述支撑装置连接的上料装置，并对各个装置的结构进行优化设计，将物料托盘中的电池盖帽取出并转移至下一工位中。

附图说明

图1为一种电池盖帽的结构图；

图2为本发明一实施例的激光打孔机的结构图；

图3为图2所示的上料系统的支撑装置的结构图；

图4为图3所示的定位装置的定位结构的结构图；

图5为图3所示的定位装置的固定结构的局部图；

图6为图2所示的输送系统的结构图；

图7为图6所示的满料治具推送结构及治具上料结构的结构图；

图8为图6所示的满料治具输送轨道的局部图；

图9为图6所示的运输治具的结构图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

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。

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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图2所示，一种激光打孔机20，包括：上料系统30、输送系统40、激光打孔系统(图未示)。上料系统30用于将物料盘中的物料夹取，并转移至输送系统40中，输送系统40用于对转移过来的物料进行运输，将物料输送至激光打孔系统处，激光打孔系统用于对物料进行激光打孔操作。要说明的是，激光打孔系统可采用现有技术对物料进行激光打孔，只要能实现对物料进行激光打孔的设备，均可采用。还要说明的是，本发明所述的物料，是指上述背景技术中所提到的电池盖帽。

下面，对上料系统30的具体结构进行说明：

一种上料系统30，包括支撑装置100及与支撑装置100连接的上料装置200。

如图3所示，支撑装置100包括：支撑基座110、左侧支撑架120、右侧支撑架130、物料托盘140。左侧支撑架120及右侧支撑架130安装于支撑基座110上，左侧支撑架120与右侧支撑架130相互间隔设置。

左侧支撑架120上设有左侧滚轮组121，右侧支撑架130上设有右侧滚轮组131。

左侧滚轮组121及右侧滚轮组131承托物料托盘140，以使得物料托盘140沿左侧滚轮组121及右侧滚轮组131移动。

如图2所示，上料装置200包括：水平横向驱动部210、水平纵向驱动部220、上料机械手230。水平横向驱动部210驱动水平纵向驱动部220沿水平横向往复运动，水平纵向驱动部220驱动上料机械手230沿水平纵向往复运动。在本实施例中，水平横向驱动部为电机丝杆驱动结构，水平纵向驱动部为电机丝杆驱动结构。

优先的，左侧滚轮组包括多个左侧滚动轮，多个左侧滚动轮沿水平方向依次间隔排布，右侧滚轮组包括多个右侧滚动轮，多个右侧滚动轮沿水平方向依次间隔排布。在本实施例中，左侧滚动轮的数量为十个，右侧滚动轮的数量为十个。

下面，对上料系统30的工作原理进行说明：

物料托盘140上开设有多个物料容置槽，多个物料容置槽呈矩形阵列分布，每一物料容置槽上放置有一个待激光打孔的物料，由此可知，每一物料托盘140均放置有多个待激光打孔的物料；

车间内的操作人员将装载有物料的整个物料托盘140放置于支撑装置100上，具体的，在左侧滚轮组121和右侧滚轮组131的作用下，使得物料托盘140可以被轻松的推入至左侧支撑架120和右侧支撑架130的指定位置，以等待上料装置200对物料托盘140中的物料进行上料操作；

当物料托盘140到达指定位置后，上料装置200工作，具体的，在水平横向驱动部210及水平纵向驱动部220的共同作用下，上料机械手230到达取料位置，上料机械手230通过升降运动实现对物料的夹取，又在水平横向驱动部210及水平纵向驱动部220的共同作用下，上料机械手230到达放料位置，上料机械手230通过升降运动实现对物料的放置，从而实现了将物料托盘140中的物料转移至输送系统40中。

在此，要说明的是，物料托盘140上开设有多个物料容置槽141，多个物料容置槽呈矩形阵列分布，每一物料容置槽上放置有一个待激光打孔的物料，物料容置槽中的物料是通过上料机械手230对其进行夹取，而上料机械手230又是在水平横向驱动部210及水平纵向驱动部220的共同作用下实现水平位置的。因此，物料托盘140只有准确到位，上料机械手230才能对物料托盘140中的物料进行准确夹取。假如物料托盘140没有准确到位，而是出现了位置的偏移，那么可想而知，上料机械手230则不可能准确的夹取到物料托盘140中的物料。进一步的，上料装置200在工作的过程中，水平横向驱动部210及水平纵向驱动部220驱动上料机械手230移动，不可避免的会产生震动现象，而震动现象的产生也会使得物料托盘140发生位置的偏移，使得上料机械手230不能准确夹取物料托盘140中的物料。因此，如何在上料系统30中设置一套定位装置，一方面可以对物料托盘140进行准确定位，另一方面可以对定位后的物料托盘140进行位置固定，这是企业的研发人员需要解决的技术问题。

如图3所示，一种定位装置300，包括：定位结构310、固定结构320。

如图4所示，定位结构310包括：定位气缸311、定位伸缩杆312、定位基座313、定位挡块314、定位螺杆315、定位转动板316。定位挡块314固定于定位基座313上，定位螺杆315螺合于定位挡块314上，定位基座313上设有凸台317，定位转动板316的一端转动于凸台317上，定位转动板316的另一端形成自由端，定位伸缩杆312的一端与定位气缸311连接，定位伸缩杆312的另一端铰接于定位转动板316上，定位转动板316上贴附有缓冲垫318。定位气缸311驱动定位伸缩杆312伸缩，定位伸缩杆312带动定位转动板316绕凸台317转动，以使得定位转动板316上的缓冲垫318与定位挡块314上的定位螺杆315抵接或分离。

如图3及图5所示，固定结构320包括：左侧引导挡板321、右侧引导挡板322、固定气缸323、固定块324。

左侧引导挡板321设于左侧支撑架120上，右侧引导挡板322设于右侧支撑架130上，左侧引导挡板321上开设有一缺口3211。

如图5所示，固定块324设于固定气缸323的伸缩端，固定气缸323驱动固定块324伸缩，以使得固定块324穿过缺口3211与物料托盘140抵接或分离。

下面，对定位装置300的工作原理进行说明：

操作人员将装载有物料的物料托盘140放置于支撑装置100上，具体的，在左侧滚轮组121和右侧滚轮组131的作用下，物料托盘140被推入至左侧支撑架120和右侧支撑架130中，在此，操作人员将物料托盘140推至稍微越过准确定位线一些的位置上；

此时，物料托盘140被限位于左侧引导挡板321和右侧引导挡板322之间；

接着，固定结构320动作，固定气缸323驱动固定块324伸出，固定块324穿过缺口3211与物料托盘140的左侧边抵接，物料托盘140在固定块324的作用力下向右侧移动一小段距离，使得物料托盘140的右侧边与右侧引导挡板322抵接；

紧接着，定位结构310动作，定位气缸311驱动定位伸缩杆312收缩，定位伸缩杆312带动定位转动板316绕凸台317转动，以使得定位转动板316上的缓冲垫318与定位挡块314上的定位螺杆315抵接，进而使得定位转动板316的自由端靠近并推动物料托盘140，而由于物料托盘140的右侧边在固定块324的作用力下与右侧引导挡板322抵接并产生摩擦力，于是，物料托盘140在定位转动板316的推力下只能作缓慢移动，当定位转动板316上的缓冲垫318与定位挡块314上的定位螺杆315抵接后，则说明定位转动板316的自由端转动到位，则进一步说明物料托盘140在定位转动板316的推力作用下移动到位，于是，实现了物料托盘140的准确定位，同时的，也实现了物料托盘140的位置固定。

要特别说明的是，定位装置300是在定位结构310和固定结构320的共同配合作用下，实现物料托盘140的准确定位和位置固定的。首先，固定气缸323驱动固定块324伸出，使得物料托盘140的右侧边与右侧引导挡板322抵接并产生摩擦力，紧接着，定位转动板316在其它驱动部件的作用下转动，定位转动板316的自由端推动物料托盘140移动。可知，物料托盘140是在定位转动板316以及固定块324的共同作用下，实现准确定位。假设没有固定块324对物料托盘140的作用力，也就不可能使得物料托盘140的右侧边与右侧引导挡板322抵接并产生摩擦力，那么，定位转动板316推动物料托盘140时，物料托盘140便会出现自由滑动的现象，也就不可能达到物料托盘140准确定位的目的。

还要说明的是，固定气缸323驱动固定块324伸出，以使得固定块324穿过缺口3211与物料托盘140抵接，从而使得物料托盘140的右侧边与右侧引导挡板322抵接并产生摩擦力。可知，通过设置固定结构320，一方面配合了定位结构310，对物料托盘140进行准确定位；当物料托盘140准确定位后，物料托盘140受到固定块324和右侧引导挡板322的夹持，便可以被固定住而不发生移动，即使外部发生剧烈的震动，物料托盘140也不会发生晃动，从而使得上料机械手230可以准确夹取物料托盘140中的物料。

还要说明的是，通过设置定位螺杆315，定位螺杆315螺合于定位挡块314上，这样，针对不同型号的物料托盘140，可以以螺旋的方式对定位螺杆315进行长度的调节，进而使得定位转动板316的自由端推动物料托盘140到达不同的位置，适应了对不同型号的物料托盘140的位置调节，提高了兼容性。通过设置缓冲垫318，缓冲垫318具有较好的缓冲性能，减少剧烈的碰撞。

如图6所示，下面，对输送系统40的具体结构进行说明：

一种输送系统40，包括：满料治具输送装置400、空料治具输送装置500、运输治具600。

满料治具输送装置400包括：满料治具输送轨道410、满料治具推送结构420。要说明的是，激光打孔系统是设置于满料治具输送轨道410的中部位置，当物料到达满料治具输送轨道410的中部位置时，由激光打孔系统对其进行激光打孔操作。

如图8所示，满料治具输送轨道410上开设有满料治具输送槽411，满料治具输送槽411为直线凹槽结构，满料治具输送槽411贯穿于满料治具输送轨道410的两端，如图6所示，满料治具输送槽411的两端分别形成满料治具入料端412及满料治具出料端413。

如图6及图7所示，满料治具推送结构420位于满料治具入料端412，满料治具推送结构420包括：满料治具推送部421、满料治具推送杆422。满料治具推送部421驱动满料治具推送杆422伸缩，以使得满料治具推送杆422靠近或远离满料治具入料端412。

如图6所示，空料治具输送装置500包括：空料治具输送轨道510、空料治具推送结构520。

空料治具输送轨道510包括两条空料治具输送引导杆511，两条空料治具输送引导杆511相互间隔设置，空料治具输送轨道510的两端分别形成空料治具入料端512及空料治具出料端513。

空料治具输送轨道510位于满料治具输送轨道410的正下方，空料治具输送轨道510的延长线与满料治具输送轨道410的延长线相互平行。

空料治具推送结构520位于空料治具入料端512，空料治具推送结构520包括：空料治具推送部521、空料治具推送杆522。空料治具推送部521驱动空料治具推送杆522伸缩，以使得空料治具推送杆522靠近或远离空料治具入料端512。

如图7所示，满料治具输送装置400还包括治具上料结构430。治具上料结构430位于满料治具入料端412，治具上料结构430包括：治具上料转动部431、治具上料叉杆432。治具上料转动部431驱动治具上料叉杆432转动，以使得治具上料叉杆432往复于满料治具入料端412和空料治具出料端513之间。

如图6所示，空料治具输送装置500还包括治具下料结构530。治具下料结构530位于空料治具入料端512，治具下料结构530包括：治具下料转动部531、治具下料叉杆532。治具下料转动部531驱动治具下料叉杆532转动，以使得治具下料叉杆532往复于空料治具入料端512和满料治具出料端413之间。

如图9所示，运输治具600包括滑动座610及设于滑动座610上的收容座620。滑动座610的两侧分别设有夹持件611，夹持件611包括两块夹持块，两块夹持块之间间隔设置形成滑动槽613，收容座620上开设有收容槽621。特别的，在物料托盘140中，物料是保持水平放置的状态，而当物料被转移至收容槽621中时，则是被上料机械手230翻转了一个90度，并插入到收容槽621中。

满料治具输送轨道410由满料治具入料端412向满料治具出料端413依次紧邻排布有多个运输治具600，运输治具600的滑动座610收容并滑动于满料治具输送槽411中。

空料治具输送轨道510由空料治具入料端512向空料治具出料端513依次紧邻排布有多个运输治具600，运输治具600的滑动座610通过滑动槽613夹持并滑动于两条空料治具输送引导杆511之间。

治具上料叉杆432包括两条上料夹持杆433，运输治具600的滑动座610通过滑动槽613夹持于两条上料夹持杆433之间。

治具下料叉杆532包括两条下料夹持杆533，运输治具600的滑动座610通过滑动槽613夹持于两条下料夹持杆533之间。

在本实施例中，满料治具推送部为气缸驱动结构；空料治具推送部为气缸驱动结构；治具上料转动部为电机驱动结构；治具下料转动部为电机驱动结构。

下面，对输送系统40的工作原理进行说明：

治具上料叉杆432上夹持有空的运输治具600，当前空的运输治具600位于满料治具输送槽411的满料治具入料端412处；

上料系统30中的物料被转移至当前空的运输治具600的收容座620的收容槽621中；

满料治具推送部421驱动满料治具推送杆422伸出，在满料治具推送杆422的作用下，将治具上料叉杆432上装载有物料的运输治具600推出，并进入到满料治具输送槽411中；

由于满料治具输送轨道410由满料治具入料端412向满料治具出料端413依次紧邻排布有多个运输治具600，于是，位于满料治具出料端413处的运输治具600被推出，并进入到治具下料叉杆532中，运输治具600的滑动座610通过滑动槽613夹持于两条下料夹持杆533之间；在此，要说明的是，位于满料治具出料端413处的运输治具600的物料已经实现了激光打孔，并且在完成激光打孔后被相关的下料机械手取出，于是，位于满料治具出料端413处的运输治具600为空料治具；

治具下料转动部531驱动治具下料叉杆532转动，以使得运输治具600由满料治具出料端413到达空料治具入料端512；

空料治具推送部521驱动空料治具推送杆522伸出，在空料治具推送杆522的作用下，将治具下料叉杆532上空载的运输治具600推出，并进入到空料治具输送轨道510中，运输治具600的滑动座610通过滑动槽613夹持并滑动于两条空料治具输送引导杆511之间；

由于空料治具输送轨道510由空料治具入料端512向空料治具出料端513依次紧邻排布有多个运输治具600，于是，位于空料治具出料端513处的运输治具600被推出，并进入到治具上料叉杆432中，运输治具600的滑动座610通过滑动槽613夹持于两条上料夹持杆433之间；于是，上料系统30中的物料可以再次转移至当前空的运输治具600的收容座620的收容槽621中；

如此重复，在满料治具输送轨道410、满料治具推送结构420、空料治具输送轨道510、空料治具推送结构520的共同作用下，满料治具输送槽411中的运输治具600由满料治具入料端412进入，再由满料治具出料端413出来，空料治具输送轨道510中的运输治具600由空料治具入料端512进入，再由空料治具出料端513出来，并在治具上料结构430和治具下料结构530的配合下，实现上料及下料，实现了运输治具600的循环往复运动。

要说明的是，通过设置满料治具推送结构420，满料治具推送结构420以伸缩推送的方式驱动运输治具600运动，即满料治具推送部421驱动满料治具推送杆422伸出一段指定的距离，相应的，运输治具600被推送一段指定的距离，可知，满料治具推送部421每驱动满料治具推送杆422伸出一段距离，多个依次紧邻的运输治具600则相应的移动一段距离，从而可以有效确保运输治具600到达指定位置进行激光打孔。再者，由于对物料进行激光打孔，需要消耗一定的时间，因此，运输治具600需要作短暂的停留。而如果利用传统的传送带的方式对运输治具600进行运输，则电机需要控制传送带不断的进行启停，电机在长期启停的过程中，极易造成损坏。而在本发明中，则是利用满料治具推送部421驱动满料治具推送杆422进行伸缩的方式，对运输治具600进行推送式运输，一方面实现运输治具600的间歇式运动，一方面实现运输治具600的准确到位，一方面实现提高零部件的使用寿命。

要说明的是，治具下料转动部531驱动治具下料叉杆532转动，以使得运输治具600由满料治具出料端413到达空料治具入料端512，在这一过程当中，运输治具600会翻转180度，即运输治具600的滑动座610和收容座620相互调转位置，为了更好适应运输治具600的翻转，实现运输治具600的回流运输，特别设置了空料治具输送轨道510，空料治具输送轨道510包括两条空料治具输送引导杆511，两条空料治具输送引导杆511相互间隔设置，运输治具600的滑动座610通过滑动槽613夹持并滑动于两条空料治具输送引导杆511之间。这样一来，运输治具600的收容座620将会处于悬空状态，不会与任何部件直接接触，于是，收容座620将不会受到磨损，物料也可以更加稳固的收容于收容座620中。

要说明的是，为了更好实现运输治具600的上料及下料，特别设置了治具上料结构430及治具下料结构530。进一步的，治具上料叉杆432包括两条上料夹持杆433，运输治具600的滑动座610通过滑动槽613夹持于两条上料夹持杆433之间，治具下料叉杆532包括两条下料夹持杆533，运输治具600的滑动座610通过滑动槽613夹持于两条下料夹持杆533之间。这样，一方面，可以很好的保证运输治具600在转动过程中的稳定性，而不会发生掉落现象，另一方面，也可以保证运输治具600快速的从治具上料叉杆432或治具下料叉杆532中取出，提高了生产的效率。

本发明的激光打孔机20，通过设置上料系统30、输送系统40、激光打孔系统，特别是对上料系统30及输送系统40的结构进行优化设计，对物料进行上料及输送，从而实现对物料的激光打孔操作。

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