CNC车床自动上下料装置的制作方法

cnc车床自动上下料装置
技术领域
1.本实用新型涉及cnc车床，具体涉及一种cnc车床自动上下料装置。


背景技术：

2.cnc车床是现在机械加工厂里不可或缺的加工机，在各个领域都有广泛的应用。cnc车床通过计算机直接控制多台数控机床，可以快速输入和输出加工数据信息，精准完成加工工作。目前现有的cnc车床设备上下料方式加工稼动率低，加工过程中完全靠人工操作，一人一机，不仅提高成本，而且耗能高，生产效率低下，对设备的利用率低。


技术实现要素：

3.为了克服上述缺陷，本实用新型提供一种cnc车床自动上下料装置，该装置中包括管件存放机构和机器人，利用机器人完成两台cnc车床的自动上下料操作，提高了cnc车床上下料的效率。
4.本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.一种cnc车床自动上下料装置，设置于两个cnc车床之间，所述上下料装置包括管件存放机构和搬运机构，所述管件存放机构包括上料框、下料框和转料台，所述搬运机构为机器人，所述机器人上设有夹具支撑架，所述夹具支撑架上设有第一夹具和第二夹具，所述机器人利用第一夹具将上料框内的管件竖直地夹取后放置转料台，再利用第二夹具水平地夹住管件并送至cnc车床，然后该机器人利用第一夹具将cnc车床上加工好的管件水平地取出，再将第二夹具上的管件水平地放于cnc车床内，最后将取出的管件放置于转料台后利用第一夹具竖直地夹起管件并送至下料框内。
6.优选地，所述管件存放机构包括两个上料框、两个下料框和两个转料台，每台cnc车床分别对应一个上料框、一个下料框和一个转料台。
7.优选地，所述机器人为六轴机械手，所述夹具支撑架包括支撑臂和支撑板，所述支撑臂的一端连接于机器人，其另一端连接支撑板，所述第一夹具设置于所述支撑板远离支撑臂的一侧，所述第二夹具设置于所述支撑臂的一侧。
8.优选地，所述第一夹具包括两个第一夹爪，该第一夹爪通过气爪气缸控制其开合，所述第二夹具包括两个第二夹爪，该第二夹爪通过气爪气缸控制其开合，所述第一夹具与第二夹具呈垂直布置。
9.优选地，所述管件存放机构上设有3d相机，所述3d相机用于找出管件的上端圆心和高度，所述转料台上设置检测感应器，所述检测感应器用于检测管件的长度与外径。
10.本实用新型的有益效果是：
11.1)本实用新型包括管件存放机构和机器人，所述管件存放机构包括上料框、下料框和转料台，所述机器人上设有第一夹具和第二夹具，且第一夹具具有内撑和外夹两种功能，利用机器人将上料框中的管件搬运至cnc车床中进行加工，将cnc车床中加工好的管件搬运至下料框中，从而完成cnc车床的自动上下料，大大地提高了cnc车床的加工效率；利用
机器人上的第一夹具和第二夹具完成同一cnc车床无间隙地上下料操作，减少了上料和下料之间的等待时间，进一步提高了上下料的效率；利用第一夹具的内撑和外夹功能并配合转料台，完成了管件在水平和竖直两种状态之间的转换，满足了cnc车床的上下料需求；
12.2)由于本实用新型中设有两台cnc车床，由于两个车床加工管件可能不一致，加工的时长可能不一致，因此会提前对加工时长进行规划，利用倒计时，当其中一车床加工倒计时到达时，机器人即去进行取料动作至机床门前等待，因此可避免车床门开已久等待换料时，机器人才进行取料动作，减低了车床运行的效率；同时此程序可实现一车床加工一根管件，而另一车床加工多根管件的上下料动作，防止采用传统的依次上下料工序时，在加工时间较长的车床前等待车床开门时，而另一车床已加工完成等待换料的情况发生。
附图说明
13.图1为本实用新型的结构示意图；
14.图2为本实用新型的俯视图；
15.图3为本实用新型另一视角的结构示意图；
16.图4为图3中a处的放大图；
17.图5为图4中b处的放大图
18.图中：10
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cnc车床，20
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管件存放机构，21
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上料框，22
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下料框，23
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转料台，24
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检测传感器，31
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机器人，32
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第一夹具，33
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第二夹具，34
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支撑臂，35
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支撑板，40
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管件。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以使这里描述的本技术的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
21.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
22.实施例：如图1
‑
5所示，一种cnc车床自动上下料装置，设置于两个cnc车床10之间，所述上下料装置包括管件存放机构20和搬运机构，所述管件存放机构20包括上料框21、下料框22和转料台23，所述搬运机构为机器人31，所述机器人31上设有夹具支撑架，所述夹具支撑架上设有第一夹具32和第二夹具33，所述机器人31利用第一夹具32将上料框21内的管件40竖直地夹取后放置转料台23，再利用第二夹具33水平地夹住管件40并送至cnc车床10，然后该机器人31利用第一夹具32将cnc车床上加工好的管件水平地取出，再将第二夹具33上的管件水平地放于cnc车床内，最后将取出的管件40放置于转料台23后利用第一夹具32竖直地夹起管件并送至下料框22内。
23.本实施例中，两个cnc车床10呈l型布置，一台机器人负责两台cnc车床的上下料，车床之间通过玻璃隔断形成工作区，所述管件存放机构20和机器人31位于工作区内部，所述上料框21内竖直地存放若干待加工的管件40，下料框22用于存放已经经过cnc车床加工的管件，同样管件也是竖直地放置于下料框的支架内，所述机器人31用于将上料框的管件40搬运至cnc车床内进行加工，并将加工好的管件搬运至下料框22，因为在上料之前需要先完成下料，所以该机器人31上设有两个夹具，分别为第一夹具32和第二夹具33，机器人31利用第一夹具下料后再立即使用第二夹具上料，从而节约了上下料的时间，提高了上下料的效率；因为管件40是水平地置于cnc车床内进行加工的，而管件是竖直地放置于第一夹具32和第二夹具33内的，因此设置了转料台23，当第一夹具32从上料框21中竖直地夹取管件后，放置于转料台上，再利用第二夹具将转料台上的管件水平地夹起，当第一夹具32从cnc车床内水平地夹出管件后，放置于转料台上，再利用第一夹具32将转料台上的管件竖直地夹起，因此完成了管件在竖直状态和水平状态的互换，从而满足cnc车床的上下料需求。
24.如图2所示，所述管件存放机构20包括两个上料框21、两个下料框22和两个转料台23，每台cnc车床分别对应一个上料框21、一个下料框22和一个转料台23。两个上料框21位于两个下料框22之间，每个转料台分别位于一下料框22的下方，机器人负责两台cnc车床，通过设有两套上下料框和转料台，每台cnc车床可以加工不同种类、不同规格的管件40。
25.如图4和图5所示，所述机器人31为六轴机械手，所述夹具支撑架包括支撑臂34和支撑板35，所述支撑臂34的一端连接于机器人31，其另一端连接支撑板35，所述第一夹具32设置于所述支撑板35远离支撑臂34的一侧，所述第二夹具33设置于所述支撑臂34的一侧。所述第一夹具32包括两个第一夹爪，该第一夹爪通过气爪气缸控制其开合，所述第二夹具33包括两个第二夹爪，该第二夹爪通过气爪气缸控制其开合，所述第一夹具32与第二夹具33呈垂直布置。
26.六轴机械手为本领域的常用技术，在此不作详细说明，所述第一夹具为两用夹具，可以内撑和外夹，而第二夹具只可以外夹，具体为：当第一夹具32需要竖直地夹起上料框21内的管件时，气爪气缸首先控制两个第一夹爪完全闭合，机器人旋转使第一夹具32呈竖直状态并控制第一夹爪伸入管件40中，所述气爪气缸再控制两个第一夹爪张开使得第一夹爪撑住管件(即利用了第一夹具的内撑功能)，机器人再驱动夹具支撑架，使之将管件送至转料台23上，气爪气缸控制第一夹爪闭合使得第一夹爪与管件脱离，机器人转动夹具支撑架使得第二夹具运行至转料台23，并让两个第二夹爪分别位于管件的两侧，气爪气缸控制两个第二夹爪相向运动而夹紧管件(利用第二夹具的外夹功能)，然后机器人驱动夹具支撑架运行至cnc车床内，并使两个第一夹爪分别位于cnc车床内加工好的管件的两侧，气爪气缸
控制第一夹爪相向运动而夹紧管件(利用第一夹具的外夹功能)，机器人再旋转调节夹具支撑架使得第二夹爪上的管件40水平地放置于cnc车床内，机器人驱动夹具支撑架至转料台23，并将第一夹具上的管件40竖直地放置于转料台23上，最后利用第一夹具的内撑功能竖直地将加工好的管件40送至下料框22内。
27.所述管件存放机构20上设有3d相机，所述3d相机用于找出管件的上端圆心和高度，所述转料台23上设置检测感应器24，所述检测感应器24用于检测管件的长度与外径。利用3d相机对管件进行拍照，从而找出管件的上端圆心与高度，控制机器人准确地抓取管件；为了确保机器人程序与机床程序一致，利用检测感应器24来检测待加工管件的长度和外径，以确保一致性；加工完成后，利用检测感应器24来检测加工好管件的外径和长度，确保加工精度。
28.本实用新型的操作过程：步骤如下：
29.步骤一：人工先调节cnc车床车削程序，保证精度，启动plc程序；
30.步骤二：利用3d相机进行拍照，找出管件的上端圆心和高度，并指引机器人31运行至上料框21处；
31.步骤三：利用机器人上的第一夹具32的内撑功能将上料框中的管件40竖直地取出，并搬运至转料台23上；
32.步骤四：利用机器人上的第二夹具33将转料台23上的待加工管件40夹紧，并运行至cnc车床门前等待；
33.步骤五：加工好后cnc车床门打开，机器人控制夹具支撑架运行至cnc车床内，并利用第一夹具的外夹功能将加工好的管件取出，再将第二夹具33上的管件水平地放置于cnc车床内；
34.步骤六：cnc车床门再次关闭并对管件进行加工，机器人将加工好的管件搬运至转料台23上，并再次利用第一夹具的内撑功能将管件撑住，并搬运至下料框22处将管件垂直地放置于下料框22内，从而完成管件的上下料作业。
35.应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。