一种双工位双旋转式板材玻璃自动上下料装置及其方法

技术领域

本发明涉及CNC机床技术领域，尤其涉及了一种双工位双旋转式板材玻璃自动上下料装置及其方法。

背景技术

CNC机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品，其现有的CNC机床却存在以下缺陷：

1、机床上的气动夹具定位装夹物件较为不精准，夹具上的夹块通常只能够以前后推进的方式装夹，其线性运动精度较低，装夹效率较差；

2、对于产品为手机前后盖板所用到的料架难以灵活调整圆形算珠卡槽在框架上的位置，不同类型的盖板无法笔直顺畅经算珠卡槽插在料架上，并且拆卸较为麻烦，需要将整体料架拆散后更换卡槽磨损件再重新拼装，维护较为费时费力；

3、取放料时一般是通过多个单工位执行的，效率较低，取放料稳定性也较差，并且取放时难以对产品表面切液或者碎屑进行有效清理，吸附更为不稳，对治具的安全性即降低。

基于以上背景，一种双工位双旋转式板材玻璃自动上下料装置具有现实意义和广泛前景。

发明内容

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及其他说明书附图中所特别指出的结构来实现和获得。

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种双工位双旋转式板材玻璃自动上下料装置及其方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种双工位双旋转式板材玻璃自动上下料装置，其结构包括：雕刻机箱、桁架机械手、连接板、底座、工作区、升降式气动夹具、通用料架、旋转中心轴、回转吸盘机构，雕刻机箱安装在底座上端，升降式气动夹具设置在底座上，旋转中心轴通过连接板与桁架机械手相连接，桁架机械手可移动装设在工作区一侧，旋转中心轴上安装有若干个回转吸盘机构，回转吸盘机构下方设置有若干个用于取放料的通用料架，通用料架排列安装在工作区上。

作为优选，升降式气动夹具包括安装板、定位机构、治具、过滤板、夹紧机构、升降气缸、支撑线轨、推进气缸，定位机构与夹紧机构分别安装在不同张的安装板上，治具一侧设置有定位机构、另一侧设置有夹紧机构，安装板下端连接有升降气缸，推进气缸一侧配入到过滤板、另一侧与升降气缸相连接，升降气缸可移动连接在支撑线轨，治具设置在过滤板上，定位机构包括短夹块、定位长夹块，定位长夹块与短夹块均连接在安装板上，夹紧机构包括夹紧长夹块、顶杆，夹紧长夹块与顶杆均安装在安装板上，过滤板连接在底座上。

作为优选，安装板为L形结构，定位长夹块、短夹块与夹紧长夹块、顶杆分别安装在治具的对角上,并且定位长夹块与夹紧长夹块对应治具长边，短夹块与顶杆对应治具短边。

作为优选，定位长夹块、夹紧长夹块与短夹块靠近治具一侧的端面为斜面，斜面角度为度，定位长夹块、夹紧长夹块与短夹块为燕尾式结构。

作为优选，通用料架包括框架立板、卡槽组件、卡槽端部定位组件、卡槽支撑杆，卡槽组件两侧均设置有框架立板，框架立板上安装有用于限位卡槽支撑杆的卡槽端部定位组件，卡槽支撑杆贯穿于卡槽组件，卡槽组件分为调整定位卡槽与支撑卡槽，调整定位卡槽与安装在框架立板上端，支撑卡槽安装在框架立板下端，卡槽端部定位组件包括锁紧螺钉、调节槽、锁紧件，卡槽支撑杆穿过调节槽与锁紧螺钉相连接，锁紧件通过锁紧螺钉固定在框架立板上，框架立板安装在底座上。

作为优选，调整定位卡槽共设有四个并且在框架立板上端两侧各安装两个，支撑卡槽在框架立板底部中段处并且与调整定位卡槽不处于同一平面。

作为优选，还包括框架固定杆、锁紧弹簧，框架固定杆安装在两个框架立板之间，锁紧弹簧设置在卡槽组件一侧，卡槽组件分为第一段圆形算珠式卡槽、第二段圆形算珠式卡槽，第二段圆形算珠式卡槽两侧均连接有第一段圆形算珠式卡槽，调节槽分为横向槽与竖向槽，横向槽与调整定位卡槽配合并且安装在框架立板上端，竖向槽与支撑卡槽配合并且安装在框架立板下端，框架立板上设置有金属陶瓷复合二维码，金属陶瓷复合二维码雕刻在工业陶瓷基体上。

作为优选，回转吸盘机构包括激光传感器、光电传感器、安装件、支撑限位柱、真空吸盘、清理喷头、真空接头，激光传感器设置在光电传感器一侧并且均连接在安装件上，安装件右侧安装有若干个真空吸盘与支撑限位柱，真空接头连接在安装件上，清理喷头倾斜设置在安装件一侧下端，旋转中心轴上安装有若干个回转吸盘机构并且设置在对立面上。

作为优选，安装件一侧与旋转中心轴相连接，清理喷头为扇形吹气喷头结构，激光传感器与光电传感器在安装件上处于真空吸盘对立面，清理喷头在安装件上与真空吸盘同侧，真空吸盘为高温HT材质。

一种双工位双旋转式板材玻璃自动上下料装置的方法，包括以下步骤：

S1、NC程序启动，雕刻机箱雕刻玻璃产品；

S2、桁架机械手控制回转吸盘机构到毛坯料架取料；

S3、取料后旋转中心轴将回转吸盘机构翻面旋转至另一侧的取料角度；

S4、桁架机械手控制回转吸盘机构移动下降至清洗吹干位置，吹走升降式气动夹具上已雕刻好的玻璃产品的表面切液后将其吸附到回转吸盘机构9上；

S5、旋转中心轴控制回转吸盘机构再次翻转将未雕刻的玻璃产品放置到升降式气动夹具上；

S6、升降式气动夹具夹紧定位玻璃产品，同时回转吸盘机构通过桁架机械手回到成品插架重新取放料。

通过采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：

1、该装置上的夹具通过支撑线轨驱使推进气缸能够将升降气缸往治具方向推进，使得短夹块与定位长夹块对治具上的物件的位置完成定位工作，夹紧长夹块、顶杆对治具上的物件完成夹紧限位工作，从而精准完成对物件的定位夹紧工作，其中在升降气缸底部安装支撑线轨，以此来保证气缸在回程时的线性运动精度，也弥补了气缸缸杆导向轴的间隙误差，更大的提高了夹块运动精度；

2、该装置上的料架的调整定位卡槽与支撑卡槽通过卡槽端部定位组件锁紧固定安装，具有使料架整体联动移动调整与定位更为灵活的作用，实现上下卡槽中心轴线重合，有效防止产品插入倾斜或者难以顺畅插入的情况发生，料架精度大大提高，并且通过锁紧螺钉与锁紧件的配合，无需拆卸框架立板和框架固定杆即可更换卡槽磨损件，拆卸更为方便，维护更为便捷，更为省时省力，适用性较高；

3、该装置上的回转机构通过真空接头对真空吸盘吸气处理，玻璃产品便固定在真空吸盘上，吸附后移动至放料区，移动过程中，没有吸附产品的回转吸盘机构通过旋转中心轴将旋转正对着放料区，使得移动时清理喷头将对放料区已雕刻好的玻璃全面清理，清理后真空吸盘吸附起已雕刻好的玻璃，然后旋转中心轴转动将另一侧还未雕刻的玻璃放置到放料区上等待工作，从而实现双工位取放料工作，取放料清理产品表面切液，即吸盘在放料区治具上方移位时，清洗吹干治具表面，到达位置后进行取放料，即节省了治具清理时间，提高机台利用率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

无疑的，本发明的此类目的与其他目的在下文以多种附图与绘图来描述的较佳实施例细节说明后将变为更加显见。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一个或数个较佳实施例，并配合所示附图，作详细说明如下。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，并且附图是示意性的，并不一定按照实际的比例绘制。

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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个或数个实施例，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，还可以根据此类附图获得其他的附图。

图1为本发明一种双工位双旋转式板材玻璃自动上下料装置的结构示意图；

图2为本发明图1中的A的局部放大结构示意图；

图3为本发明图1中的B的局部放大结构示意图；

图4为本发明升降式气动夹具的立体结构示意图；

图5为本发明升降式气动夹具的俯视结构示意图；

图6为本发明通用料架的结构示意图；

图7为本发明卡槽支撑杆的结构示意图；

图8为本发明卡槽组件的侧视结构示意图；

图9为本发明卡槽组件的侧视剖面结构示意图；

图10为本发明框架立板的侧视结构示意图；

图11为本发明回转吸盘机构的立体结构示意图；

主要附图标记说明：雕刻机箱-1、桁架机械手-2、连接板-3、底座-4、工作区-5、升降式气动夹具-6、通用料架-7、旋转中心轴-8、回转吸盘机构-9、安装板-601、定位机构-602、治具-603、过滤板-604、夹紧机构-605、升降气缸-606、支撑线轨-607、推进气缸-608、短夹块-6021、定位长夹块-6022、夹紧长夹块-6051、顶杆-6052、框架立板-701、卡槽组件-702、卡槽端部定位组件-703、框架固定杆-704、卡槽支撑杆-705、锁紧弹簧-706、锁紧螺钉-7031、调节槽-7032、锁紧件-7033、激光传感器-901、光电传感器-902、安装件-903、支撑限位柱-904、真空吸盘-905、清理喷头-906、真空接头-907。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

同时，在以下说明中，处于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。

请参阅图1-3，本发明提供一种双工位双旋转式板材玻璃自动上下料装置，其结构包括：雕刻机箱1、桁架机械手2、连接板3、底座4、工作区5、升降式气动夹具6、通用料架7、旋转中心轴8、回转吸盘机构9，雕刻机箱1安装在底座4上端，升降式气动夹具6设置在底座4上，旋转中心轴8通过连接板3与桁架机械手2相连接，桁架机械手2可移动装设在工作区5一侧，旋转中心轴8上安装有若干个回转吸盘机构9，回转吸盘机构9下方设置有若干个用于取放料的通用料架7，通用料架7排列安装在工作区5上,通过桁架机械手2控制回转吸盘机构9到毛坯料架取料，取料后旋转中心轴8将回转吸盘机构9翻面旋转至另一侧的取料角度，桁架机械手2控制回转吸盘机构9移动下降至清洗吹干位置，吹走升降式气动夹具6上已雕刻好的玻璃产品的表面切液后将其吸附到回转吸盘机构9上，旋转中心轴8控制回转吸盘机构9再次翻转将未雕刻的玻璃产品放置到升降式气动夹具6上，升降式气动夹具6夹紧定位玻璃产品，同时回转吸盘机构9通过桁架机械手2回到成品插架重新取放料。

请参阅图4-5，升降式气动夹具6包括安装板601、定位机构602、治具603、过滤板604、夹紧机构605、升降气缸606、支撑线轨607、推进气缸608，定位机构602与夹紧机构605分别安装在不同张的安装板601上，治具603一侧设置有定位机构602、另一侧设置有夹紧机构605，安装板601下端连接有升降气缸606，推进气缸608一侧配入到过滤板604、另一侧与升降气缸606相连接，升降气缸606可移动连接在支撑线轨607，具有提高气缸的伸出刚性，避免缸杆间隙晃动的作用，治具603设置在过滤板604上，定位机构602包括短夹块6021、定位长夹块6022，定位长夹块6022与短夹块6021均连接在安装板601上，夹紧机构605包括夹紧长夹块6051、顶杆6052，夹紧长夹块6051与顶杆6052均安装在安装板601上，过滤板604连接在底座4上，装板601为L形结构，定位长夹块6022、短夹块6021与夹紧长夹块6051、顶杆6052分别安装在治具603的对角上,并且定位长夹块6022与夹紧长夹块6051对应治具603长边，短夹块6021与顶杆6052对应治具603短边，具有确保物件四边得以夹紧定位精准的作用，定位长夹块6022、夹紧长夹块6051与短夹块6021靠近治具603一侧的端面为斜面，斜面角度为10度，具有确保物件四边得以夹紧定位精准的作用，定位长夹块6022、夹紧长夹块6051与短夹块6021为燕尾式结构。

请参阅图6-9，通用料架7包括框架立板701、卡槽组件702、卡槽端部定位组件703、卡槽支撑杆705，卡槽组件702两侧均设置有框架立板701，框架立板701上安装有用于限位卡槽支撑杆705的卡槽端部定位组件703，卡槽支撑杆705贯穿于卡槽组件702，卡槽组件702分为调整定位卡槽与支撑卡槽，调整定位卡槽与安装在框架立板701上端，支撑卡槽安装在框架立板701下端，通过上端的调整定位卡槽与下端的支撑卡槽的配合具有可将物料导入夹持在两个框架立板701之间的作用，卡槽端部定位组件703包括锁紧螺钉7031、调节槽7032、锁紧件7033，卡槽支撑杆705穿过调节槽7032与锁紧螺钉7031相连接，锁紧件7033通过锁紧螺钉7031固定在框架立板701上，具有将卡槽支撑杆705有效固定在框架立板701上的作用，框架立板701安装在底座4上，调整定位卡槽共设有四个并且在框架立板701上端两侧各安装两个，具有手机前后盖物料可从两侧各安装两个之间顺入到两个框架立板701之间的作用，支撑卡槽在框架立板701底部中段处并且与调整定位卡槽不处于同一平面，具有支撑起手机前后盖物料的作用，还包括框架固定杆704、锁紧弹簧706，框架固定杆704安装在两个框架立板701之间，锁紧弹簧706设置在卡槽组件702一侧，卡槽组件702分为第一段圆形算珠式卡槽7021、第二段圆形算珠式卡槽7022，第二段圆形算珠式卡槽7022两侧均连接有第一段圆形算珠式卡槽7021，调节槽7032分为横向槽与竖向槽，横向槽与调整定位卡槽配合并且安装在框架立板701上端，竖向槽与支撑卡槽配合并且安装在框架立板701下端，框架立板701上设置有金属陶瓷复合二维码，金属陶瓷复合二维码雕刻在工业陶瓷基体上，金属陶瓷复合二维码受到透明的高温瓷釉的良好保护，具有耐高温(最高可达1000℃)、耐酸碱、耐有机溶剂擦洗等恶劣环境且耐震动、耐冲击，有较好的机械强度的作用。

请参阅图10，回转吸盘机构9包括激光传感器901、光电传感器902、安装件903、支撑限位柱904、真空吸盘905、清理喷头906、真空接头907，激光传感器901设置在光电传感器902一侧并且均连接在安装件903上，安装件903右侧安装有若干个真空吸盘905与支撑限位柱904，支撑限位柱904具有在真空吸盘905吸附后为其平面紧贴支撑限位柱接触面，达到吸附稳定效果以及提高插架定位精度，避免产品倾斜碰撞卡槽边缘的作用，真空接头907连接在安装件903上，清理喷头906倾斜设置在安装件903一侧下端，清理喷头906具有便于清洁产品表面切液的作用，旋转中心轴8上安装有若干个回转吸盘机构9并且设置在对立面上，安装件903一侧与旋转中心轴8相连接，清理喷头906为扇形吹气喷头结构，激光传感器901与光电传感器902在安装件903上处于真空吸盘905对立面，具有便于取放料的作用，清理喷头906在安装件903上与真空吸盘905同侧，真空吸盘905为高温HT1材质，具有耐高温、酸碱，抗横向力和横向加速度性能极好的的作用。

一种双工位双旋转式板材玻璃自动上下料装置的方法，包括以下步骤：

S1、NC程序启动，雕刻机箱1雕刻玻璃产品；

S2、桁架机械手2控制回转吸盘机构9到毛坯料架取料；

S3、取料后旋转中心轴8将回转吸盘机构9翻面旋转至另一侧的取料角度；

S4、桁架机械手2控制回转吸盘机构9移动下降至清洗吹干位置，吹走升降式气动夹具6上已雕刻好的玻璃产品的表面切液后将其吸附到回转吸盘机构9上；

S5、旋转中心轴8控制回转吸盘机构9再次翻转将未雕刻的玻璃产品放置到升降式气动夹具6上；

S6、升降式气动夹具6夹紧定位玻璃产品，同时回转吸盘机构9通过桁架机械手2回到成品插架重新取放料。

在进行使用时NC程序启动，雕刻机箱1雕刻升降式气动夹具6上的玻璃产品，同时桁架机械手2在连接板3的作用下驱动回转吸盘机构9到通用料架7上取料，取料过程中，首先光电传感器902检测料架当前槽位是否有玻璃产品，有的便反馈信号反馈信号吸附玻璃，没有的便继续移动到下一个卡槽为有玻璃时在吸附，吸附过程中通过真空接头907对真空吸盘905吸气处理，玻璃产品便固定在真空吸盘905上，吸附后移动至放料区，移动过程中，没有吸附产品的回转吸盘机构9通过旋转中心轴8将旋转正对着升降式气动夹具6上的放料区，使得移动时清理喷头906将对放料区已雕刻好的玻璃全面清理，清理后真空吸盘905吸附起已雕刻好的玻璃，然后旋转中心轴8转动将另一侧还未雕刻的玻璃放置到放料区上等待工作，回转吸盘机构9在桁架机械手2的驱动下将带着雕刻好的成品放置回通用料架7中，从而实现双工位取放料工作，其中通用料架7根据手机前后盖板的大小调节好卡槽支撑杆705在调节槽7032上的所处位置，调节好间距与高度后利用锁紧螺钉7031穿过锁紧件7033锁紧卡槽支撑杆705在，使得锁紧件7033与卡槽支撑杆705被锁紧在框架立板701上，具有使料架整体移动调整更为灵活，盖板物料便可经调整定位卡槽笔直插入到该料架上，通过支撑卡槽将盖板托起，实现调整定位卡槽与支撑卡槽的中心轴线重合，有效防止产品插入倾斜或者难以顺畅插入的情况发生，并且通过锁紧螺钉7031与锁紧件7033的配合，拆卸更为方便，维护更为便捷，在产品玻璃放置到升降式气动夹具6上后，产品位于治具603上，初始升降气缸606处于伸出状态,使得短夹块6021、定位长夹块6022与夹紧长夹块6051、顶杆6052升高至指定高度，接着在支撑线轨607的作用下推进气缸608将定位机构602那侧的升降气缸606往治具603方向靠近，短夹块6021、定位长夹块6022便贴紧物件，直至完成对治具603上的物件的位置定位工作，然后同样在支撑线轨7的作用下推进气缸608将夹紧机构605那侧的升降气缸606往治具603方向靠近，夹紧长夹块6051、顶杆6052推行物件并使之夹紧，直至完成对治具603上的物件的夹紧限位工作，从而精准完成对物件的定位夹紧工作，进而雕刻机箱1将重新对还未雕刻的玻璃产品进行新一轮雕刻工作。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的此类特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

此外，所描述的特征或特性可以任何其他合适的方式结合到一个或多个实施例中。在上面的描述中，提供一些具体的细节，例如厚度、数量等，以提供对本发明的实施例的全面理解。然而，相关领域的技术人员将明白，本发明无需上述一个或多个具体的细节便可实现或者也可采用其他方法、组件、材料等实现。