上下料机械手和卧磨加工中心的制作方法

本发明涉及数控加工
技术领域：
，特别涉及上下料机械手和卧磨加工中心。
背景技术：
：目前市场上加工玻璃、陶瓷和蓝宝石3d曲面的卧磨加工中心机型比较少，3c产品设计如智能手机、智能手表、平板计算机、可穿戴式智能产品、仪表板等陆续出现3d造型产品，而随着3c行业的发展，3d曲面的应用已成为一种趋势，所以能加工3d曲面玻璃的卧磨加工中心有较大的市场需求，3d曲面玻璃的特色符合3c产品设计需求。现有的自动上下料机械手一般为三轴联动(左右、上下平行于机床x轴与z轴的移动，外加一个旋转轴)，需要专门为其加工产品而设计并安装定位机构，例如定位靠角气缸，因卧磨加工中心加工过程中产生的水气、废屑等问题，对定位机构造成故障，严重影响机械手装置的工作稳定性；此外，配置该机械手的卧磨加工中心的加工效率亦较低，因此不能满足拥有卧磨加工中心的自动化上下料加工功能的客户需求。技术实现要素：本发明的主要目的是提供一种不需要专门设计并安装定位机构，就可实现卧磨加工中心的精确自动上下料加工。为实现上述目的，本发明提出的上下料机械手和卧磨加工中心，包括：u轴驱动组件、u轴伺服电机、u轴运动模组、u轴滑板、u轴过渡板、w1轴驱动组件、w1轴伺服电机、w1轴运动模组、w1轴滑板、v轴驱动组件、w2轴驱动组件、第一气缸、第二气缸、翻转驱动组件、a1轴旋转气缸、a2轴旋转气缸、治具清洁装置、机械手臂固定板、机械手手臂iii、机械手安装座。翻转驱动组件安装在w2轴驱动组件的底端，实现取工件、放工件时的翻转运动，翻转驱动组件设置有至少一个旋转气缸。具体地，机械手装置的两个抓手在取放料时分别在a1轴与a2轴作0°～90°翻转的动作。w2轴驱动组件安装在w1轴驱动组件的底端，实现取工件、放工件时的伸缩运动，w2轴驱动组件设置有至少一个驱动气缸。v轴驱动组件安装在w1轴驱动组件与w2轴驱动组件的连接之处，实现待加工玻璃与y轴平行的定位移动。w1轴驱动组件安装在u轴驱动组件上面，实现工件与z轴平行的上下移动。w1轴驱动组件包括w1轴伺服电机、w1轴运动模组、w1轴滑板；w1轴伺服电机驱动w1轴运动模组在w1轴滑板上滑动。转移组件安装在w1轴驱动组件的底端，实现工件从定位治具到加工治具的转移。u轴驱动组件包括u轴伺服电机、u轴运动模组、u轴滑板；u轴伺服电机驱动u轴运动模组，u轴运动模组带动u轴滑板在u轴运动模组上滑动。u轴驱动组件还包括u轴过渡板，u轴过渡板用于安装w轴驱动组件。u轴驱动组件安装在机械手安装座上面，实现工件在料槽、定位治具、加工治具之间的移动，以及待加工玻璃在定位治具上u轴方向的定位。治具清洁装置设有多个均匀的出气孔，能有效地增加气流覆盖面积，提高对待加工玻璃的清洁效果。机械手安装座用于机械手装置安装固定在卧磨加工中心的外防护钣金顶部。此外，1#料盒位、2#料盒位、3#料盒位呈水平直线放置，与定位治具的直角靠肩位存在一定间隙放置，通过机床的y轴移动至取放原料玻璃的位置，确保原料玻璃在机床工作台的加工治具上的位置与定位治具呈一条直线，保证在定位治具上的原料玻璃定位准确，从而使得可以机械手臂iii精准地放在加工治具上，保证机床对原料玻璃的加工精度。本发明所提供的上下料机械手和卧磨加工中心具备的有益效果如下：通过简单的结构实现上下料机械手和卧磨加工中心的u轴与v轴对原料玻璃的预定位，从而节省定位治具上的定位机构，消除因加工产生的水气、废屑给定位机构造成的故障因素，提高机械手装置工作的稳定性。上下料机械手和卧磨加工中心具备全自动功能，通过设计五个驱动组件对原料/成品料盒上的玻璃片进行取放，实现了玻璃片的自动上下料，极大地提高生产效率及良品率，节约生产成本。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本发明上下料机械手和卧磨加工中心一实施例的结构示意图；图2为本发明上下料机械手和卧磨加工中心的初始位置结构示意图；图3为本发明上下料机械手和卧磨加工中心的料盒、定位治具的示意图；附图标号说明：标号名称标号名称100u轴驱动组件110u轴伺服电机120u轴运动模组130u轴滑板140u轴过渡板200w1轴驱动组件210w1轴伺服电机220w1轴运动模组230w1轴滑板300v轴驱动组件400w2轴驱动组件410第一气缸420第二气缸500翻转驱动组件510a1轴旋转气缸520a2轴旋转气缸600治具清洁装置700转移组件710机械手手臂iii800原料玻璃8101#料盒位8202#料盒位8303#料盒位840定位治具850加工治具900机械手安装座本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明，本发明实施例中所有方向性仅用于解释在如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明的保护范围之内。在具体实施方式中，定义：机械手有u、v、w三轴坐标，并分别与机床的x、y、z三轴坐标平行。机械手坐标包括相互垂直的u轴、v轴和w轴，以及绕v轴旋转0°～90°的a轴。本发明提出上下料机械手和卧磨加工中心。如图1所示，图1为本发明上下料机械手和卧磨加工中心某实施例的立体结构示意图。在本实施例中，所述的上下料机械手和卧磨加工中心包括：u轴驱动组件100、u轴伺服电机110、u轴运动模组120、u轴滑板130、u轴过渡板140、w1轴驱动组件200、w1轴伺服电机210、w1轴运动模组220、w1轴滑板230、v轴驱动组件300、w2轴驱动组件400、第一气缸410、第二气缸420、翻转驱动组件500、a1轴旋转气缸510、a2轴旋转气缸520、治具清洁装置600、转移组件700、机械手手臂iii710、原料玻璃800、1#料盒位810、2#料盒位820、3#料盒位830、定位治具840、加工治具850、机械手安装座900；其中，所述u轴驱动组件100包括u轴伺服电机110、u轴运动模组120、u轴滑板130、u轴过渡板140等部分组成；所述u轴伺服电机(110)驱动u轴运动模组(120)，u轴运动模组(120)带动u轴滑板(130)在u轴运动模组(120)上滑动；所述u轴过渡板(140)用于安装w1轴驱动组件(200)；所述w1轴驱动组件包括w1轴伺服电机210、w1轴运动模组220、w1轴滑板230；所述w1轴伺服电机210用于驱动所述w1轴运动模组220在所述w1轴滑板230上滑动；所述v轴驱动组件300为v轴气缸，用于机械手装置在v轴上进行前推后退的动作；所述第一驱动组件400包括w1轴气缸410与w2轴气缸420，用于机械手装置在w1与w2轴上进行上推下退的动作；所述第二驱动组件500包括a1轴旋转气缸510与a2轴旋转气缸520，用于机械手装置的两个抓手在取放料时分别在a1轴与a2轴作0°～90°旋转的动作；所述治具清洁装置600设有多个均匀的出气孔，能有效地增加气流覆盖面积，提高对所述原料玻璃800的清洁效果；转移组件(700)，转移组件(700)安装在w1轴驱动组件(400)的底端，实现工件从定位治具(840)到加工治具(850)的转移；所述1#料盒位810在初始状态下为空料盒；所述2#料盒位820和3#料盒位830为装有原料玻璃800的料盒；所述定位治具840用于对原料玻璃800的预定位；所述加工治具850用于对原料玻璃800的加工固定位；所述机械手安装座900用于机械手装置安装固定在卧磨加工中心的外防护钣金顶部，使机械手呈倒挂状态，节省安装在床身上的空间。如图2、图3所示，图2、3为本发明上下料机械手和卧磨加工中心在机床上应用的初始位置与料盒、定位治具组合的结构示意图。具体动作分解说明如下：所述上下料机械手和卧磨加工中心的u轴驱动组件100、w1轴驱动组件200、v轴驱动组件300、w2轴驱动组件400、翻转驱动组件500分别在初始位置。所述u轴运动模组120向右移动至所述2#料盒位820，所述第一气缸410向下推出动作，使其对应的机械手臂i向下伸出到控制程序设定的位置，所述a1轴旋转气缸510作旋转动作，使机械手臂i旋转至90°位置，所述w1轴运动模组220向下移动到吸取第一片原料玻璃800位置。所述第一气缸410向下推动机械手臂i完成抓取原料玻璃800动作之后，所述w1轴运动模组220向上移动至安全高度，所述第一气缸410对应的机械手臂i复位至0°，所述第一气缸410向上退回动作。所述u轴运动模组120向右移动至所述2#料盒位820，所述第二气缸420向下推出动作，使其对应的机械手臂ii向下伸出到控制程序设定的位置，所述a2轴旋转气缸520作旋转动作，使机械手臂ii旋转至90°位置，所述w1轴运动模组220向下移动到吸取第二片原料玻璃800位置。所述第二气缸420向下推动机械手臂ii完成抓取原料玻璃800动作之后，所述w1轴运动模组220向上移动至安全高度，所述第二气缸420对应的机械手臂ii复位至0°，所述第二气缸420向上退回动作。所述u轴运动模组120向右移动，所述第一气缸410对应的机械手臂i以及第二气缸420对应的机械手臂ii分别向下推出，所述v轴驱动组件300向后推出，所述u轴运动模组120移动至所述定位治具840上方位置，所述治具清洁装置600启动吹气功能，对所述定位治具840表面进行有效清洁，所述原料玻璃800距离右直角靠肩位1-2mm，距离定位治具上平面约1-2mm处。所述u轴运动模组120继续向右移动，将所述原料玻璃800右侧边紧靠右直角靠肩位，所述v轴驱动组件300向前退回动作，将所述原料玻璃800后侧边紧靠后定位治具的靠肩位，此时上下机械手装置完成对所述原料玻璃800的定位动作，所述u轴运动模组120所述与w1轴运动模组220均移动到安全位置。所述第一气缸410对应的机械手臂i以及第二气缸420对应的机械手臂ii分别向上退回动作，所述u轴运动模组120向右移动，所述w1轴运动模组220向下移动，机械手手臂iii710吸取所述定位治具840上的已定位好的原料玻璃。所述w1轴运动模组220向上移动，所述u轴运动模组120向右移动至加工治具850上方，所述治具清洁装置600启动吹气功能，对加工治具850表面进行有效地清洁。当卧磨加工中心的工作台向y轴移动到取放所述原料玻璃800点位置，所述w1轴运动模组220向下移动，将所述原料玻璃800放置在加工治具850上，所述u轴运动模组120所述与w1轴运动模组220均移动到安全位置，至此，上下料机械手装置完成上料的全部动作。此时机床加工系统开启，启动加工程序，对所述原料玻璃800进行加工。当卧磨加工中心对所述原料玻璃800进行加工的同时，所述上下料机械手装置继续重复上述具体步骤，完成对所述原料玻璃800的预先设置的定位动作，此时机械手臂iii710上有预先设置的定位好的原料玻璃，机械手进行待机状态。当卧磨加工中心对所述原料玻璃800加工完成之后，工作台向y轴移动至机械手待取成品位置，所述治具清洁装置600启动吹气功能，对成品玻璃表面进行有效清洁，所述u轴运动模组120向右移动至加工治具850上方，所述第一气缸410对应的机械手臂i以及第二气缸420对应的机械手臂ii分别向下推出动作，所述w1轴运动模组220向下移动，机械手臂i、机械手臂ii同时将加工治具850上的成品玻璃吸取。所述第一气缸410以及第二气缸420均向上退回动作，所述w1轴运动模组220向上移动，所述u轴运动模组120向左移动，机床的工作台向y轴移动至取放所述原料玻璃800的位置，所述治具清洁装置600启动吹气功能，对加工治具850表面进行有效清洁，所述机械手臂iii710至加工治具850的上方位置。所述w1轴运动模组220向下移动，将所述原料玻璃800放置在加工治具850上，上下料机械手装置完成上料的全部动作，并复位至安全位置。此时机床加工系统开启，加工程序启动，对所述原料玻璃800进行加工。所述u轴运动模组120向左移动至所述1#料盒位810，所述第二气缸420对应的机械手臂ii向下推出动作，所述a2轴旋转气缸520旋转至90°位置，所述w1轴运动模组220向下移动至放第一片成品玻璃位置。所述第二气缸420对应的机械手臂ii完成放置成品玻璃的动作之后，所述w1轴运动模组220向上移动至安全高度，机械手臂ii的所述a2轴旋转气缸520复位至0°，所述第二气缸420向上退回动作。所述u轴运动模组120向左移动至所述1#料盒位810，所述第一气缸410对应的机械手臂i向下推出动作，所述a1轴旋转气缸510旋转至90°位置，所述w1轴运动模组220向下移动至放第二片成品玻璃位置。当机械手臂i完成放置成品玻璃的动作之后，所述w1轴运动模组220向上移动至安全高度，所述第一气缸410对应的机械手臂i向上退回动作所述a1轴旋转气缸510旋转至0°位置，至此，上下料机械手装置完成整套上下料取放动作，如此循环往复。如图3所示，所述1#料盒位810、2#料盒位820、3#料盒位830呈水平直线放置，与所述定位治具840的直角靠肩位存在一定间隙放置，通过机床的y轴移动至取放所述原料玻璃800的位置，确保所述原料玻璃800在机床工作台所述加工治具850上的位置与所述定位治具840呈一条直线，保证在所述定位治具840上的待加工玻璃定位准确，从而使得可以所述机械手臂iii710精准地放在所述加工治具850上，保证机床对所述原料玻璃800的加工精度。以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页12