自动上下料的数控加工中心

技术领域

本申请涉及加工中心的技术领域，尤其是涉及自动上下料的数控加工中心。

背景技术

木质家具的原材料基本为一些板材，通常情况下板材叠放设置。工作人员使用电动葫芦或者手动葫芦将板材吊至输送加工中心上进行裁切，完成木质家具的下料。

然而，以电动葫芦或者手动葫芦的方式吊运板材，一方面不够稳定，另一方面需要人工控制，效率较低，且工作人员劳动负担较大。因此随着技术的进步与发展，人们在数控加工中心上加装了自动上下料装置。自动上下料装置主要包括X轴滑杆、Y轴滑杆以及Z轴滑杆。X轴滑杆沿水平方向滑动连接在加工中心上，Y轴滑杆沿垂直于X轴滑杆滑动方向的方向滑动连接在X轴滑杆上。Z轴滑杆沿竖直方向滑动连接在Y轴滑杆上。Z轴滑杆靠近地面的端部设置有用于吸附板材的吸盘。通过控制程序控制X轴滑杆、Y轴滑杆以及Z轴滑杆移动，实现板材的升降以及在水平方向上的移动，进而实现加工中心的自动上下料。

吸盘吸附板材后，Z轴滑杆带动板材上升，由于板材通常多个叠放在一起，而且模板质量较轻，因此Z轴滑杆带动板材上升时容易带动下方的板材同时移动，影响后续的加工。

发明内容

为了减少板材上料过程中多个板材同时移动的情况，本申请提供自动上下料的数控加工中心。本申请提供的自动上下料的数控加工中心采用如下的技术方案：

自动上下料的数控加工中心，包括加工中心本体以及安装在加工中心本体上的移动组件，所述移动组件上设置有吸附组件，所述吸附组件包括吸附件，所述吸附件上安装有剥离组件，所述剥离组件包括施力辊，所述施力辊位于吸附件下方；所述吸附件与上层板材贴合时所述施力辊侧面与下层板材侧面抵接。

通过采用上述技术方案，板材抓取过程中，吸附件贴合在上层板材（在这里上层板材是指位于料堆最上层的板材）上表面上对上层板材进行吸附，同时施力辊侧面与下层板材（在这里下层板材是指位于长层板材下层的板材）抵接。在移动组件带动上层板材上升的过程中，正向转动（关于正向转动的方向施力例中有具体说明）施力辊，施力辊与下层板材之间产生摩擦力，施力辊对下层板材施加竖直向下的力，从而促进下层板材与上层板材脱离，方便后续的加工工艺。

可选的，所述剥离组件还包括第二弹性件，所述第二弹性件安装在吸附件上并与施力辊连接，反向转动所述施力辊能够使所述第二弹性件压缩。

通过采用上述技术方案，Z轴滑杆带动吸附件下移的过程中，施力辊侧面首先与上层板材接触，随着吸附件的继续下移，施力辊反向转动，从而使第二弹性件处于压缩状态。同时在弹性件的作用下，施力辊具有正向转动的趋势，从而使吸附件带动上层板材移动的过程中施力辊能够对下层板材施加竖直向下的力。

可选的，所述剥离组件还包括连接轴，所述施力辊转动套设在连接轴上。

通过采用上述技术方案，施力辊转动套设在连接轴上实现施力辊的转动连接。

可选的，所述第二弹性件为涡卷弹簧，所述涡卷弹簧一端与施力辊固定连接，另一端与连接轴固定连接。

通过采用上述技术方案，当施力辊相对连接轴转动时，涡卷弹簧能够被压缩，从而使施力辊具有正向转动的趋势。

可选的，所述连接轴能够绕自身轴线转动，所述吸附件上设置有用于带动所述连接轴正向转动的驱动机构。

通过采用上述技术方案，吸附件抓取上层板材的过程中，驱动机构带动连接轴正向转动，从而能够使涡卷弹簧进一步压缩，提高施力辊对下层板材施加的作用力，从而进一步提高上层板材和下层板材分离的效果。

可选的，所述吸附组件还包括安装架，所述安装架安装在移动组件上，所述吸附件安装在安装架下方，所述安装架与吸附件之间设置有第一弹性件，所述第一弹性件能够沿竖直方向压缩，所述吸附件通过第一弹性件安装在安装架上。

通过采用上述技术方案，移动组件的Z轴滑杆带动吸附件下移，吸附件接触上层板材后，第一弹性件被压缩，从而使移动组件的Z轴滑杆对上层板材施加的作用力得以缓冲，减少上层板材被压坏的情况发生。

可选的，所述驱动机构包括链传动组件、直齿轮以及驱动齿条，所述驱动齿条沿竖直方向滑动连接在吸附件上，所述直齿轮转动连接在吸附件上并与驱动齿条啮合，所述链传动组件包括链条和两个链轮，两个所述链轮分别同轴连接在连接轴上和直齿轮上，所述链条同时绕设在两个链轮上，所述驱动齿条位于安装架下方，所述安装架相对吸附件下移能够带动驱动齿条下移，所述驱动齿条下移能够带动直齿轮正向转动。

通过采用上述技术方案，板材抓取过程中，移动组件带动吸附件下移，当吸附件与上层板材接触后，为了使吸附件与板材接触紧密，安装架会继续下移以使吸附件对上层板材施加一定的压力。在此过程中安装架相对吸附件向下移动，进而带动驱动齿条移动。驱动齿条移动带动与其啮合的正向直齿轮转动，进而通过链传动组件带动连接轴正向转动，实现涡卷弹簧的进一步压缩。

可选的，所述驱动机构还包括复位件和单向控制组件，所述复位件安装在吸附件上，所述复位件用于使驱动齿条保持竖直向上滑动的趋势，所述单向控制组件安装在吸附件上，所述单向控制组件能够在驱动齿条向上移动使直齿轮与链轮之间断开连接。

通过采用上述技术方案，吸附组件抓取上层板材后，复位件带动驱动齿条向上移动，复位至原状态，方便下次抓取板材。单向控制组件在驱动机构复位时断开直齿轮与链传动组件的连接，从而使涡卷弹簧能够保持压缩。直至下层板材与上层板材分离，施力辊转动使涡卷弹簧释放。

可选的，所述单向控制组件包括固定轴、驱动轮、第一限位件以及第二限位件，所述固定轴安装在吸附件上，所述驱动轮转动套设在固定轴上，所述直齿轮转动套设在驱动轮上；所述链轮与驱动轮连接，所述第一限位件安装在驱动轮上，用于对直齿轮相对驱动轮的正向转动进行限位；所述第二限位件安装在固定轴上，用于对驱动轮相对固定轴的反向转动进行限位。

通过采用上述技术方案，驱动齿条向下移动时，直齿轮正向转动，在第一限位件的作用下，直齿轮能够带动链传动组件运转，实现涡卷弹簧的进一步压缩。当驱动齿条向上移动时，第一限位组件不对直齿轮限位，直齿轮能够相对驱动轮转动。第二限位件阻挡驱动轮反向转动，从而使驱动齿条向上移动的过程中无法带动驱动轮反向转动，从而断开直齿轮与链传动组件之间的连接，使涡卷弹簧能够保持压缩状态。

可选的，所述吸附件上设置有支架，所述支架沿水平方向滑动连接在吸附件上，所述剥离组件以及所述驱动机构均安装在支架上。

通过采用上述技术方案，滑动支架能够带动剥离组件以及驱动机构远离板材，从而使施力辊远离或靠近板材。在吸附组件抓取板材前，使施力辊向靠近板材的方向移动，以使吸附组件下降过程中板材与施力辊接触能够带动施力辊反向转动。在吸附组件需要将板材放置在加工中心本体上时，向远离板材的方向移动施力辊，从而减少施力辊在上层板材放置在加工中心本体上的过程中与施力辊发生干涉的情况发生，方便吸附组件将上层板材放置在加工中心本体上。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.吸附组件抓取物料的过程中，移动组件带动吸附件下移，吸附组件下移过程中，首先施力辊与上层板材接触，随着吸附件的下移，施力辊反向转动，第一弹性件压缩使施力辊保持正向转动的趋势。吸附件吸附上层板材后，移动组件带动上层板材上移，同时施力辊正向转动带动下次板材下移，实现上层板材与下层板材的分离。

2.吸附组件向下移动的过程中，吸附件与上层板材贴合，随着安装架的继续下移，安装架带动驱动齿条下移，从而带动直齿轮正向转动，进而带动连接轴正向转动，进一步提高第一弹性件的压缩程度，提高上层板材与下层板材的分离效果。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是本申请实施例的部分结构放大图。

图3是本申请实施例的剥离组件结构示意图。

图4是本申请实施例的图3中A部分放大图。

图5是本申请实施例的图3中B部分放大图。

图6是本申请实施例的单向控制组件爆炸图。

附图标记：1、加工中心本体；2、移动组件；3、吸附组件；31、安装架；32、吸附件；33、贴合层；34、滑动座；35、连接杆；36、第一弹性件；4、剥离组件；41、支架；42、施力辊；43、第二弹性件；44、连接轴；5、驱动机构；51、链传动组件；52、直齿轮；53、驱动齿条；54、压杆；55、固定轴；56、复位件；6、单向控制组件；61、驱动轮；611、棘轮；612、转动盘；62、第一限位件；63、第二限位件；64、第三弹性件；65、第四弹性件；66、限位槽；67、引导面；68、连接筒；7、驱动件。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开自动上下料的数控加工中心。

参照图1，自动上下料的数控加工中心包括加工中心本体1、移动组件2、吸附组件3以及剥离组件4。移动组件2安装在加工中心本体1上，吸附组件3安装在移动组件2上，移动组件2用于带动吸附组件3升降以及在水平方向上移动。吸附组件3用于抓取板材。剥离组件4安装在吸附组件3上，用于在吸附组件3吸附板材后对下方板材施加竖直向下的作用力，从而促进两层板材分离。

参照图1和图2，吸附组件3包括安装架31和吸附件32，安装架31由多个铝合金杆围设形成，多个铝合金杆之间相互固定连接形成方形环状结构。移动组件2的Z轴滑杆的靠近地面的一端插入在安装架31内部，并通过螺钉与安装架31固定连接。吸附件32安装在安装架31靠近地面的一侧，用于吸附板材。吸附件32整体呈矩形壳体结构，吸附件32靠近地面的侧面上开设有吸附孔。吸附件32远离地面的一侧设置有抽气口，抽气口与抽气泵连接，以使吸附件32内部形成负压，进而实现对板材的吸附。

参照图1和图2，吸附件32靠近地面的一侧设置有贴合层33，贴合层33粘接在吸附件32靠近地面的侧面上，并且贴合层33上对应吸附孔的位置开设有通孔。贴合层33由弹性密封材料制成，本实施例中贴合层33由橡胶制成。吸附组件3抓取板材时，贴合层33与板材贴合，一方面能够提高吸附件32与板材之间的密封性，提高吸附效果，另一方面能够减少吸附件32与板材接触造成板材划痕的情况发生。

参照图1和图2，吸附件32可以沿水平方向平行间隔设置多个，以提高吸附组件3对板材吸附的稳定性。本实施例中吸附件32设置为4个。

参照图1和图2，吸附组件3还包括滑动座34、连接杆35以及第一弹性件36，滑动座34通过螺钉固定连接在安装架31的外侧壁上。连接杆35一端焊接在吸附件32远离地面的侧面上，滑动座34上对应连接杆35的位置开设有滑动孔，连接杆35远离吸附件32的一端滑动穿设在滑动孔中。第一弹性件36安装在滑动座34上，用于对吸附件32施加竖直向下的作用力。在移动组件2带动吸附组件3抓取板材时，Z轴滑杆带动吸附组件3下移，通过第一弹性件36以及连接杆35使Z轴滑杆带动吸附组件3按压在板材上的力得以缓冲，从而减少板材被压坏的情况发生。

参照图2和图3，剥离组件4安装在吸附件32上，剥离组件4包括支架41、施力辊42和第二弹性件43，施力辊42水平设置，并位于吸附件32下方。为了方便描述，以吸附组件3抓取板材的状态为例。定义与吸附件32接触的板材（也即料堆的最上层板材）为上层板材，定义上层板材下方与上层板材相邻的板材为下层板材。贴合层33与上层板材贴合时，施力辊42与下层板材侧面抵接，并且施力辊42对下层板材施加一定的沿水平方向向靠近下层板材的方向上的作用力。支架41设置为两个，两个支架41分别沿施力辊42的长度方向设置在施力辊42的两侧。施力辊42的两端绕自身轴线转动连接在两个支架41上。参照图4，第二弹性件43安装在支架41上，用于使施力辊42在与下层板材接触时保持正向转动（本实施例中施力辊42的正向转动是指施力辊42与下层板材的接触点的位置的切线竖直向下的转动方向）的趋势。

参照图2和图3，吸附组件3抓取物料的过程中，移动组件2的Z轴滑杆带动吸附组件3以及剥离组件4向下移动。剥离组件4向下移动的过程中，施力辊42首先与上层板材接触。随着吸附件32的不断下移，在施力辊42与上层板材和下层板材之间的摩擦力的作用下，施力辊42反向移动，从而使第二弹性件43处于压缩状态。当贴合层33与上层板材贴合并吸附后，Z轴滑杆首先带动安装架31上移，进而带动吸附件32上移。吸附件32上移带动上层板材上移，同时，由于第二弹性件43处于压缩状态，因此施力辊42具有正向转动的趋势，从而能够对下层板材施加竖直向下的力，从而实现上层板材与下层板材的分离。

参照图3和图4，剥离组件4还包括连接轴44，连接轴44两端分别连接在两个支架41上，施力辊42同轴转动套设在连接轴44上。施力辊42端部开设有容纳槽，第二弹性件43设置在容纳槽内。本实施例中第二弹性件43为涡卷弹簧，涡卷弹簧一端与容纳槽侧壁焊接，另一端与连接轴44焊接。反向转动施力辊42时，涡卷弹簧能够被压缩，从而使施力辊42保持正向转动的趋势。

参照图3和图4，施力辊42外侧套设有橡胶层，通过橡胶层一方面提高施力辊42与下层板材之间的摩擦力，另一方面能够对下层板材起到一定的保护作用。

参照图2和图3，连接轴44两端分别绕自身轴线转动连接在支架41上，支架41上设置有用于带动连接轴44正向转动（本实施例中连接轴44正向转动的方向与施力辊42正向转动的方向相同）的驱动机构5。驱动机构5带动连接轴44正向转动，从而进一步提高涡卷弹簧的压缩程度，进而提高施力辊42对下层板材施加的力，进一步提高上层板材与下层板材的分离效果。

参照图2、图3和图5，驱动机构5包括链传动组件51、直齿轮52、驱动齿条53以及压杆54，链传动组件51包括链条以及两个链轮。其中一个链轮同轴焊接在连接轴44端部，另一个链轮转动连接在支架41上。链条同时绕设在两个链轮上，通过链条能够带动两个链轮同时转动。直齿轮52同轴连接在远离连接轴44的链轮的一侧，直齿轮52转动能够带动链轮转动。驱动齿条53沿竖直方向滑动连接在支架41上，并且驱动齿条53与直齿轮52啮合。压杆54水平设置在安装架31上，并用通过螺钉固定。压杆54位于驱动齿条53上方，压杆54靠近地面的侧面与驱动齿条53远离地面的侧面抵接。

在抓取上层板材的过程中，吸附件32与上层板材接触后吸附组件3不再移动，此时为了时贴合层33与上层板材贴合更加紧密，Z轴滑杆会带动安装架31继续向下移动。安装架31相对吸附件32向下移动的过程中，压杆54带动驱动齿条53向下移动，从而带动直齿轮52正向转动（本实施例中直齿轮52正向转动的方向与施力辊42正向转动的方向相同）。直齿轮52转动能够带动链轮转动，进而实现连接轴44的正向转动。

参照图2、图3和图5，驱动机构5还包括固定轴55，固定轴55与链轮同轴设置，固定轴55的一端焊接在支架41上。链轮转动套设在固定轴55上，实现链轮与支架41之间的转动连接。

参照图3、图5和图6，驱动机构5还包括复位件56和单向控制组件6，复位件56安装在支架41上，用于对驱动齿条53施加使驱动齿条53竖直向上移动的作用力。本实施例中复位件56为压缩弹簧，压缩弹簧位于驱动齿条53下方，压缩弹簧一端与驱动齿条53焊接，另一端与支架41焊接。单向控制组件6安装在支架41上，用于在驱动齿条53反向转动时控制直齿轮52与链轮断开连接。

参照图3、图5和图6，单向控制组件6还包括驱动轮61、第一限位件62和第二限位件63，驱动轮61整体呈圆环状结构，驱动轮61同轴转动套设在固定轴55上。驱动轮61与链轮之间设置有连接筒68，连接筒68为圆柱形筒状结构，连接筒68同轴转动套设在固定轴55上，并且连接筒68一端与链轮焊接，另一端与驱动轮61焊接。第一限位件62安装在驱动轮61的外侧壁上，用于对直齿轮52相对驱动轮61的正向转动（值得说明的是，驱动轮61正向转动或反向转动的方向，与施力辊42正向转动或反向转动的方向相同）进行限位，从而使驱动齿条53带动直齿轮52正向转动时，驱动轮61能够带动链轮正向转动。第二限位件63安装在固定轴55的侧面上，用于对驱动轮61的反向转动进行限位，从而能够阻挡驱动轮61反向转动，进而阻挡链轮反向转动。

参照图3、图5和图6，驱动轮61包括棘轮611和两个转动盘612，两个转动盘612沿平行于棘轮611轴线的方向分别设置在棘轮611的两侧，并与棘轮611一体成型设置，形成驱动轮61。直齿轮52内侧壁上对应棘轮611的位置开设有容纳槽，第一限位件62安装在容纳槽内。本实施例中第一限位件62为棘爪，棘爪转动连接在容纳槽的侧壁上，并且一端插入棘轮611上两个相邻的棘齿之间的缝隙中，实现对直齿轮52相对驱动轮61正向转动的限位。当直齿轮52相对驱动轮61反向转动时，也即驱动齿条53竖直向上运动时，在棘齿上的斜面的作用下棘爪从两个棘齿之间的缝隙中转出，断开直齿轮52与链轮之间的连接。使驱动齿条53向上移动的过程中不会带动驱动轮61反向转动，进而涡卷弹簧能够稳定地保持压缩状态。单向控制组件6还包括第三弹性件64，第三弹性件64用于使棘爪保持向靠近棘轮611的方向转动的趋势，本实施例中第三弹性件64为弹片，弹片一端焊接在容纳槽的侧壁上，另一端抵接在棘爪侧面。

参照图3、图5和图6，第二限位件63为板状结构。固定轴55的侧壁上开设有滑动槽，第二限位件63沿固定轴55径向滑动连接在滑动槽内。驱动轮61内侧壁上绕自身轴线开设有多个限位槽66，第二限位件63靠近驱动轮61的一侧能够插入在限位槽66中，从而对驱动轮61的转动进行限位。第二限位件63上设置有引导面67，引导面67用于在驱动轮61正向转动时引导第二限位件63从限位槽66内脱出，限位槽66侧壁上对应引导面67设置有贴合面，贴合面与引导面67贴合，从而进一步方便第二限位件63从限位槽66中脱出；实现第二限位件63单方向的限位。

参照图3、图5和图6，单向控制组件6还包括第四弹性件65，第四弹性件65安装在滑动槽内用于对第二限位件63施加使第二限位件63向靠近驱动轮61的方向移动的作用力。本实施例中第四弹性件65为压缩弹簧，压缩弹簧一端焊接在滑动槽远离驱动轮61的侧面上，另一端焊接在第二限位件63远离驱动轮61的侧面上。在压缩弹簧的作用下，第二限位件63能够保持向靠近限位槽66的方向移动的趋势，从而使第二限位件63能够及时地对驱动轮61的反向转动进行限位。

参照图1，为了提高施力辊42转动过程中的稳定性，驱动机构5可以设置为两组，两组驱动机构5分别安装在施力辊42的两端。

参照图2，为了进一步提高上层板材与下层板材之间分离的效果，剥离组件4可以设置为两组，两组剥离组件4关于中位面（本实施例中中位面是指竖直且平行于施力辊42轴线的平面）对称设置。吸附组件3抓取上层板材时，两组剥离组件4分别位于下层板材的两侧。

参照图1和图2，为了减少施力辊42对上层板材下放的影响，使支架41能够沿水平且垂直于施力辊42轴线的方向滑动，吸附件32上对应支架41的位置设置用于带动支架41移动的驱动件7。本实施例中驱动件7为气缸，气缸的外壳焊接在吸附件32上，气缸的活塞杆与支架41焊接。在移动组件2带动板材至指定位置后，多个驱动件7带动两个施力辊42向相互远离的方向移动，从而方便板材落至数控加工中心本体1上。

本申请实施例自动上下料的数控加工中心的实施原理为：抓取上层板材的过程中，移动组件带动吸附组件3移动至板材堆上方。随着Z轴滑杆的下移，吸附组件3逐渐下移。吸附组件3下移过程中，首先施力辊42与上层板材接触，随着吸附件32的不断下移，施力辊42反向转动，从而使涡卷弹簧处于被压缩状态。当吸附件32与上层板材贴合后，随着安装架31的下移，安装架31带动驱动齿条53下移，进而带动直齿轮52正向转动，进而带动链轮正向转动，使涡卷弹簧进一步压缩。随着安装架31的下移，当吸附件32与上层板材贴合紧密后，抽气泵工作时吸附件32吸附上层板材。然后Z轴滑杆上移，带动安装架31上移，进而带动吸附件32上移。吸附件32上移过程中，施力辊42正向转动对下层板材施加竖直向下的力，从而促进下层板材与上层板材分离。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。