一种CNC车床送料装置的激光定位系统

技术领域

本发明涉及激光定位技术领域，尤其涉及一种CNC车床送料装置的激光定位系统。

背景技术

CNC车床，也叫数控机床，是一种装有程序控制系统的自动化机床，能够根据已编好的程序，使机床动作并加工零件。目前，一般利用CNC车床和自研的送料装置在工厂加工中实现部分产线自动化，这种生产方式存在于众多低端劳动密集型中小企业中，手表制造行业尤为典型。

针对手表表壳生产加工中的送料过程，目前的CNC车床的上料装置，一般存在定位不准确，送料过程重复率低，导致生产效率下降等缺陷。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种定位准确、生产效率高、生产成本低的CNC车床送料装置的激光定位系统。

一种CNC车床送料装置的激光定位系统，其包括：

水平横梁，水平横梁的下方间隔地设置有多个机床；

物料盘，设置在最边侧的所述机床处，所述物料盘的内部放置有物料；

机械手运动单元，经移动单元连接在所述水平横梁上，且所述机械手运动单元能够抓取物料盘内的物料，并沿所述水平横梁水平移动至每个所述机床处；

机床位置检测单元，设置在每个所述机床位置处，所述机床位置检测单元能够检测所述机械手运动单元与所述机床的相对位置；

抓取位置检测单元，设置在所述机械手运动单元上，所述抓取位置检测单元能够检测所述机械手运动单元与所述物料的相对位置。

在其中一个实施例中，所述水平横梁包括对称设置的左水平横梁和右水平横梁，所述左水平横梁和右水平横梁的底部分别对称地设有多个左立柱和右立柱，位于最外侧的所述左立柱和所述右立柱经加强连接板相连接。

在其中一个实施例中，所述移动单元包括横梁齿条、驱动齿轮和水平驱动电机，所述横梁齿条对称地设置在所述水平横梁上，所述驱动齿轮和水平驱动电机安装在所述机械手运动单元上，所述横梁齿条与所述驱动齿轮相啮合，所述水平驱动电机与所述驱动齿轮相连接。

在其中一个实施例中，所述机床位置检测单元包括对射型光电传感器发射器和对射型光电传感器接收器，所述对射型光电传感器发射器和对射型光电传感器接收器分别对应地设置在每个所述机床两侧的左水平横梁和右水平横梁上，且所述对射型光电传感器发射器和对射型光电传感器接收器相配合。

在其中一个实施例中，所述机械手运动单元包括横向位移机构、纵向位置机构、上料气动夹爪和下料气动夹爪；

所述横向位移机构包括横向驱动电机、横向驱动丝杠、横向滑块和横向导轨，所述横向驱动电机与所述横向驱动丝杠相连接，所述横向驱动丝杠设置在所述横向导轨内，所述横向滑块的一侧滑动连接在所述横向导轨上，所述横向滑块的另一侧螺纹套设在所述横向驱动丝杠上，且所述横向滑块还与所述纵向位置机构相连接；

所述纵向位置机构包括纵向驱动电机、纵向驱动丝杠、纵向滑块和纵向导轨，所述纵向驱动电机与所述纵向驱动丝杠相连接，所述纵向驱动丝杠设置在所述纵向导轨内，所述纵向滑块的一侧滑动连接在所述纵向导轨上，所述纵向滑块的另一侧螺纹套设在所述纵向驱动丝杠上；

上料气动夹爪和下料气动夹爪设置在所述纵向位置机构的末端，所述上料气动夹爪和下料气动夹爪相互垂直并与回转气缸相连接。

在其中一个实施例中，所述抓取位置检测单元包括激光位移传感器，所述激光位移传感器安装在回转气缸上，激光位移传感器方向向下，用来测定上料气动夹爪与物料盘的距离。

上述CNC车床送料装置的激光定位系统，具有以下优点：

1)、通过两组水平驱动电机能够实现机械手运动单元整体的水平移动，可以快速地将表壳送至相应的加工机床处；

2)、通过横向位移机构和纵向位置机构能够实现上料气动夹爪和下料气动夹爪沿横向导轨的前后和沿纵向导轨的上下移动，从而可以完成物料盘内所有坐标位置的表壳抓取；

3)、通过设置多组对射型光电传感器，实现对机械手运动单元的位置定位，使得控制系统能够在加工过程中准确获得机械手运动单元的位置。

4)、通过在回转气缸上固定的激光位移传感器，能够实现对机械手运动单元上下位置的定位。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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获得其他的附图。

图1是本发明的CNC车床送料装置的激光定位系统的结构示意图；

图2是本发明的CNC车床送料装置的激光定位系统的主视图；

图3是本发明的CNC车床送料装置的激光定位系统的俯视图；

图4是本发明的机械手运动单元的主视图；

图5是本发明的机械手运动单元的俯视图。

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的实施例。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例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

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例的目的，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。

参阅图1-5所示，本发明一实施例提供一种CNC车床送料装置的激光定位系统，其包括水平横梁1、机床2、物料盘3、机械手运动单元4、机床位置检测单元5和抓取位置检测单元6。

水平横梁1的下方间隔地设置有多个机床2；例如：本申请中，可以间隔地设置3个机床，在一些实施例中，水平横梁1的下方也可以设置2个、4个等多个机床。

物料盘3设置在最边侧的所述机床2处，所述物料盘3的内部放置有物料；

机械手运动单元4经移动单元7连接在所述水平横梁1上，且所述机械手运动单元4能够抓取物料盘3内的物料，并沿所述水平横梁1水平移动至每个所述机床2处；

机床位置检测单元5设置在每个所述机床2位置处，所述机床位置检测单元5能够检测所述机械手运动单元4与所述机床2的相对位置；使得控制系统能够在加工过程中准确获得机械手运动单元4的位置。

抓取位置检测单元6设置在所述机械手运动单元4上，所述抓取位置检测单元6能够检测所述机械手运动单元4与所述物料的相对位置，从而能够实现对机械手运动单元4上下位置的定位。

在本发明一实施例中，所述水平横梁1包括对称设置的左水平横梁11和右水平横梁12，所述左水平横梁11和右水平横梁12的底部分别对称地设有多个左立柱13和右立柱14，位于最外侧的所述左立柱13和所述右立柱14经加强连接板8相连接。如此，可以保证左水平横梁11和右水平横梁12之间的间距，避免机械手运动单元4从水平横梁1上滑落。

在本发明一实施例中，所述移动单元7包括横梁齿条71、驱动齿轮72和水平驱动电机73，所述横梁齿条71对称地设置在所述水平横梁1上，所述驱动齿轮72和水平驱动电机73安装在所述机械手运动单元4上，所述横梁齿条71与所述驱动齿轮72相啮合，所述水平驱动电机73与所述驱动齿轮74相连接。本实施例中，通过两组水平驱动电机73能够实现机械手运动单元4整体的水平移动，可以快速地将表壳送至相应的加工机床2处。

在本发明一实施例中，所述机床位置检测单元5包括对射型光电传感器发射器51和对射型光电传感器接收器52，所述对射型光电传感器发射器51和对射型光电传感器接收器52分别对应地设置在每个所述机床2两侧的左水平横梁11和右水平横梁12上，且所述对射型光电传感器发射器51和对射型光电传感器接收器52相配合。发射器与接收器的两两匹配可以识别出机械手运动单元4沿水平横梁1所移动到的位置。可选地，对射型光电传感器发射器51和对射型光电传感器接收器52可以分别设置在机床三、机床二和机床一的加工工位，以及对射型光电传感器发射器51和对射型光电传感器接收器52也可以设置在机械手运动单元4的上料原点处。

在本发明一实施例中，所述机械手运动单元4包括横向位移机构、纵向位置机构、上料气动夹爪和下料气动夹爪；

所述横向位移机构包括横向驱动电机41、横向驱动丝杠42、横向滑块43和横向导轨44，所述横向驱动电机41与所述横向驱动丝杠42相连接，所述横向驱动丝杠42设置在所述横向导轨44内，所述横向滑块43的一侧滑动连接在所述横向导轨44上，所述横向滑块43的另一侧螺纹套设在所述横向驱动丝杠42上，且所述横向滑块43还与所述纵向位置机构相连接；通过横向驱动电机41驱动横向驱动丝杠42转动，即可带动滑块43和所述纵向位置机构进行横向移动；

所述纵向位置机构包括纵向驱动电机411、纵向驱动丝杠45、纵向滑块46和纵向导轨47，所述纵向驱动电机411与所述纵向驱动丝杠45相连接，所述纵向驱动丝杠45设置在所述纵向导轨47内，所述纵向滑块46的一侧滑动连接在所述纵向导轨47上，所述纵向滑块46的另一侧螺纹套设在所述纵向驱动丝杠47上；通过纵向驱动电机411驱动纵向驱动丝杠45转动，即可带动纵向滑块46和上料气动夹爪和下料气动夹爪进行纵向移动；

上料气动夹爪48和下料气动夹爪49设置在所述纵向位置机构的末端，所述上料气动夹爪48和下料气动夹爪49相互垂直并与回转气缸410相连接。本实施例中，上下料的动作由回转气缸410完成。

在本发明一实施例中，所述抓取位置检测单元6包括激光位移传感器，所述激光位移传感器安装在回转气缸410上，激光位移传感器方向向下，用来测定上料气动夹爪48与物料盘3的距离。

本发明的工作原理如下：

首先，将物料盘3置于最外侧机床2的外部，将机械手运动单元4置于物料盘3的上方(如：上料原点位置)。开启送料装置后，控制系统获得表壳位置坐标，并且发送指令给机械手运动单元4，横向驱动电机41驱动纵向导轨47前后横向移动，纵向驱动电机411驱动上料气动夹爪48和下料气动夹爪49上下移动，上料气动夹爪48向下移近物料盘3，回转气缸410上的激光位移传感器向下检测上料气动夹爪48与物料盘3的距离并传递给控制系统，当达到设定的高度，使上料气动夹爪48能够抓取物料盘3上的表壳时，上料气动夹爪48进行抓取操作，抓取表壳后，上料气动夹爪48和下料气动夹爪49向上移动，并且整个机械手运动单元4在水平驱动电机73的驱动下沿横梁1水平移动，当机械手运动单元4移动到第一个机床的工位位置时，此处，对射型光电传感器发射器51和对射型光电传感器接收器52传递给控制系统一个数字量信号，控制系统控制水平驱动电机73停止转动，并且，控制着机械手运动单元4完成下料和上料的一系列动作。完成后，接着控制机械手运动单元4移动到第二个机床、第三个机床的加工工位处，如此循环上述动作。

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申请的几种实施方式，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。