一种动柱式自动上下料玻璃精雕机及其工作方法与流程

本发明属于精雕机技术领域，特别涉及一种动柱式自动上下料玻璃精雕机及其工作方法。

背景技术：

玻璃精雕机为数控机床的一种，玻璃精雕机其主要应用于各种超薄玻璃的精细加工、异形切割。

为了说明方便，建立x-y-z坐标系，其中，正交的x轴和y轴组成的x-y平面为水平面，z轴垂直于x-y平面，市场上流行的四头精雕机多为龙门式结构，其y轴运动部件在主轴机构下方，导致切削液极容易进入，y轴运动部件维修率非常高，增大维修成本，现有技术中，工作台处于y轴运动部件上，是一个运动机构。为实现上下料，机械手需等待工作台静止后才能作业，而且主轴机构需要等待机械手换好料才能工作，无法实现轮动作业，加工效率低下。现有的机械手多采用丝杆运动模组实现，需要在机床本体设计安装位置及避免干涉区间，大大增加了设备占地面积及造价，而且结构复杂，维护特别困难。

在实用新型申请号为cn201620329456.7的专利申请中，公开了一种玻璃精雕机自动上下料装置，包括玻璃精雕机体和自动上下料装置体，所述玻璃精雕机体包括机座体，在机座体上设有可前后运动的工作台，所述自动上下料装置体设在工作台上，在机座体上设有立柱体，在立柱体上设有能在立柱体上上下运动的刀座和控制器，所述自动上下料装置体包括与工作台连接的底座板，在底座板上设有支架体和多个工位装置，在支架体上设有能在支架体上移动的机械手装置。支架体上的机械手装置将需要加工的手机盖板玻璃放置到工位装置上，然后通过控制器使工作台移动到刀座的工作区域，然后控制器控制刀座运动来完成对手机盖板玻璃的加工。加工完以后，机械手装置再将手机盖板玻璃从工位装置上取下，完成上下料操作。

但是上述公开的玻璃精雕机自动上下料装置工作台可前后运动，是一个运动机构，为实现上下料，机械手装置需等待工作台静止后才能作业，而且刀座需要等待机械手换好料才能工作，无法实现轮动作业，加工效率低下。而且上述机械手装置采用丝杆运动模组实现，需要在机床本体设计安装位置，大大增加了设备占地面积及造价，而且结构复杂，维护特别困难。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种动柱式自动上下料玻璃精雕机及其工作方法，能够实现不停机、持续的取放料与加工材料，提高了加工效率，而且该玻璃精雕机结构简单、占地面积小，容易维护，减小了生产成本。

为实现上述目的，本发明提供一种动柱式自动上下料玻璃精雕机，包括有底座、用于加工材料的加工机构、用于取放料的上下料机械手、工作台，所述工作台与加工机构均设置在所述底座上，所述上下料机械手的一端滑动连接在所述底座上，所述上下料机械手的另一端可取放料。在本发明中，该精雕机包括有底座、加工机构、上下料机械手，结构简单，占地面积小，容易维护，减小了生产成本；加工机构在对工作台的某一位置的材料进行加工时，上下料机械手已经将另一位置加工好的材料取走换成未加工的材料，加工机构将某一位置的材料加工好后，持续不断的加工另一位置的材料，此时上下料机械手滑动至将刚加工好的某一位置的材料取走换成未加工的材料，周而复始，通过上述结构与位置设置，实现了不停机、持续的取放料与加工材料，提高了加工效率。

进一步地，所述底座上还固定有切换座，所述上下料机械手滑动连接在所述切换座上实现在底座上左右滑动，所述工作台固定在所述底座上，所述加工机构滑动连接在所述底座上且靠近所述工作台的一侧，所述上下料机械手靠近所述工作台的另一侧，所述工作台包括有复数个工位，所述复数个工位分成两组，间隔设置，所述底座上还设置有料框，所述上下料机械手的另一端可在料框与工位之间来回转动实现取放料。在本发明中，该玻璃精雕机为动柱式结构，即工作台固定，承载重量大，刚性佳精度高，防护性能好，确保了加工过程中工作台保持静止不动，使上下料机械手能够不停机取放料，提高了加工效率，而且使工作台与上下料机械手、加工机构区分开，互不干涉，使加工机构内的运动部件不易受切削液的影响而产生故障，减小了维修成本，通过上下料机械手的设置使其所占面积小，且加工方便，该玻璃精雕机整体结构简单，降低了生产成本与维修成本。

进一步地，所述上下料机械手包括有底板、关节机构和用于取放料的吸盘机构，所述底板滑动连接在所述切换座上，所述关节机构的一端与所述底板可旋转式连接，所述关节机构的另一端与所述吸盘机构可旋转式连接。在本发明中，该上下料机械手的结构简单，所占空间小，容易防护且生产成本低，所述关节机构能够以连接底板的一端为轴心进行转动，从而实现灵活的多角度的取放料。

进一步地，所述关节机构包括有第一转动组件和第二转动组件，所述第一转动组件的一端与所述底板可旋转式连接，所述第一转动组件的另一端与所述第二转动组件的一端可旋转式连接，所述第二转动组件的另一端与所述吸盘机构可旋转式连接；所述第一转动组件包括有第一关节件和第一力臂，所述第二转动组件包括有第二关节件、第二力臂和第三关节件，所述第一力臂的一端通过所述第一关节件与所述底板可旋转式连接，所述第一力臂的另一端通过所述第二关节件与所述第二力臂的一端可旋转式连接，所述第二力臂的另一端通过所述第三关节件与所述吸盘机构可旋转式连接。在本发明中，通过第一关节件的设置，使第一力臂能够以第一关节件为轴心进行转动，从而带动吸盘机构左右翻转；通过第二关节件的设置，使第二力臂能够以第二关节件为轴心进行转动，从而带动吸盘机构上下翻转；通过第三关节件的设置，使第三关节件转动时能够带动吸盘组件转动，实现上下料机械手能够灵活的多角度的取放料，更加方便该玻璃精雕机的使用。

进一步地，所述吸盘机构包括有连接件、用于取放料的吸盘组件，所述连接件与所述第三关节件可旋转式连接，所述吸盘组件固定在所述连接件上；所述吸盘组件包括有安装板、第一料盘和第二料盘，所述第一料盘与第二料盘通过所述安装板分别固定在所述连接件的两侧面。在本发明中，通过上述设置，使吸盘组件能够通过第三关节件的自身转动，实现用第一料盘或者第二料盘取好加工完的材料后转动至另外一面，用第二料盘或者第一料盘放置未加工的材料，提高了该玻璃精雕机的加工效率。

进一步地，所述加工机构包括有x轴机构、y轴机构、z轴机构和主轴机构，所述x轴机构滑动连接在所述底座上，所述y轴机构滑动连接在所述x轴机构上且位于x轴机构上方，所述z轴机构滑动连接在所述y轴机构上，所述主轴机构滑动连接在所述z轴机构上。在本发明中，主轴机构用于材料的加工，y轴机构设置在x轴上方可以防止y轴机构不容易被切削液腐蚀生锈，同时使加工机构与工作台分开，在空间上彼此独立，由加工机构移动加工，这种动柱式结构使运动部件的防护实施起来非常简单可靠，而且能够保证在加工过程中工作台静止，为加工机构的不停机加工提供了保障，提高了加工效率的同时使y轴机构不容易被切削液腐蚀生锈。

进一步地，所述z轴机构位于所述y轴机构上方，所述主轴机构位于所述z轴机构的前方；所述x轴机构包括有x轴导轨和x轴安装块，所述x轴导轨固定在所述底座上，所述x轴安装块滑动连接在所述x轴导轨上，且所述x轴安装块可在所述x轴导轨上左右移动，所述y轴机构滑动连接在所述x轴安装块上且位于所述x轴安装块上方；

所述y轴机构包括有y轴导轨和y轴安装块，所述y轴导轨固定在所述x轴安装块上，所述y轴安装块滑动连接在所述y轴导轨上，且所述y轴安装块可在所述y轴导轨上前后移动，所述z轴机构滑动连接在所述y轴安装块上且位于所述y轴安装块上方；

所述z轴机构包括有z轴导轨和z轴安装块，所述z轴安装块固定在所述y轴安装块上方，所述z轴导轨竖直固定在所述z轴安装块的前方，所述主轴机构滑动连接在所述z轴导轨上且所述主轴机构可在z轴安装块的前方上下移动。在本发明中，可以根据需要在z轴安装块的前面设置有多个z轴导轨，再滑动连接多个主轴机构，扩展性好，通过上述设置，使x轴机构、y轴机构、z轴机构的三轴重叠设置，不仅结构简单，生产成本低，占地面积小，而且使主轴机构实现左右、前后、上下移动，可以灵活的工作。

进一步地，所述主轴机构包括有主轴安装块、主轴固定块、主轴和刀具，所述主轴安装块滑动连接在所述z轴安装块的前方，所述主轴通过所述主轴固定块固定在所述主轴安装块的前方，所述刀具固定在所述主轴的底部。在本发明中，通过上述设置，使刀具能够随着主轴安装块带动主轴在z轴安装块的前方上下移动用于加工下方的材料，使该玻璃精雕机能够更好的加工产品。

本发明还提供一种动柱式自动上下料玻璃精雕机的工作方法，包括有以下步骤：

步骤s1，上料，通过上下料机械手的吸盘组件从料框中取未加工的材料，再将未加工的材料放置在两组工位上；

步骤s2，加工，当上下料机械手上料后，加工机构通过主轴机构首先对其中一组工位上的未加工材料进行加工，加工完成后在移动至另一组工位进行加工；

步骤s3，取放料，当加工机构将其中一组工位上的材料加工好后，上下料机械手将加工好的料取走，再将新的未加工的材料放置在工位上。在本发明中，通过上述设置，能够实现轮动式的不停机加工，大大提高了加工效率。

进一步地，步骤s1中，主轴机构、吸盘组件与每组工位的数量相等，吸盘组件包括有第一料盘与第二料盘，当上下料机械手将第一料盘与第二料盘的未加工的料均放置在两组工位上后，紧跟着将吸盘组件转动至料框处用第一料盘或者第二料盘取料，此时，当加工机构加工好其中一组的材料，移动至另一组工位上进行加工时，吸盘组件紧跟着将加工好的材料用第二料盘或者第一料盘取走，再将第一料盘或者第二料盘新取的未加工的材料放置到工位上，再重复将吸盘组件转动至料框处用第一料盘或者第二料盘取料，实现轮动不停机的加工。

本发明的有益效果在于：相比于现有技术，在本发明中，该精雕机包括有底座、加工机构、上下料机械手，结构简单，占地面积小，容易维护，减小了生产成本；加工机构在对工作台的某一位置的材料进行加工时，上下料机械手已经将另一位置加工好的材料取走换成未加工的材料，加工机构将某一位置的材料加工好后，持续不断的加工另一位置的材料，此时上下料机械手滑动至将刚加工好的某一位置的材料取走换成未加工的材料，周而复始，通过上述结构与位置设置，实现了不停机、持续的取放料与加工材料，提高了加工效率。

附图说明

图1是本发明一种动柱式自动上下料玻璃精雕机的实施例第一角度示意图。

图2是本发明一种动柱式自动上下料玻璃精雕机的实施例第二角度示意图。

图3是本发明一种动柱式自动上下料玻璃精雕机的实施例局部放大示意图。

图4是是本发明一种动柱式自动上下料玻璃精雕机的上下料机械手的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1-4所示，为实现上述目的，本发明提供一种动柱式自动上下料玻璃精雕机，包括有底座1、用于加工材料的加工机构2、用于取放料的上下料机械手3、工作台4，工作台4与加工机构2均设置在底座1上，上下料机械手3的一端滑动连接在底座1上，上下料机械手3的另一端可取放料。在本发明中，该精雕机包括有底座1、加工机构2、上下料机械手3，结构简单，占地面积小，容易维护，减小了生产成本；加工机构2在对工作台4的某一位置的材料进行加工时，上下料机械手3已经将另一位置加工好的材料取走换成未加工的材料，加工机构2将某一位置的材料加工好后，持续不断的加工另一位置的材料，此时上下料机械手3滑动至将刚加工好的某一位置的材料取走换成未加工的材料，周而复始，通过上述结构与位置设置，实现了不停机、持续的取放料与加工材料，提高了加工效率。

在本发明中，上述控制加工机构与上下料机械手工作的控制端为现有技术，能够实现上述功能的即可。

在本实施例中，底座1上还固定有切换座11，上下料机械手3滑动连接在切换座11上实现在底座1上左右滑动，工作台4固定在底座1上，加工机构2滑动连接在底座1上且靠近工作台4的一侧，上下料机械手3靠近工作台4的另一侧，工作台4包括有复数个工位41，复数个工位41分成两组，间隔设置，底座1上还设置有料框12，上下料机械手3的另一端可在料框12与工位41之间来回转动实现取放料。在本发明中，该玻璃精雕机为动柱式结构，即工作台4固定，承载重量大，刚性佳精度高，防护性能好，确保了加工过程中工作台4保持静止不动，使上下料机械手3能够不停机取放料，提高了加工效率，而且使工作台4与上下料机械手3、加工机构2区分开，互不干涉，使加工机构2内的运动部件不易受切削液的影响而产生故障，减小了维修成本，通过上下料机械手3的设置使其所占面积小，且加工方便，该玻璃精雕机整体结构简单，降低了生产成本与维修成本。

在本发明中，切换座11可以由气缸或伺服模组实现能够使上下料机械手3在切换座11上左右滑动，完成两组工位41的位置切换。

在本实施例中，上下料机械手3包括有底板31、关节机构32和用于取放料的吸盘机构33，底板31滑动连接在切换座11上，关节机构32的一端与底板31可旋转式连接，关节机构32的另一端与吸盘机构33可旋转式连接。在本发明中，该上下料机械手3的结构简单，所占空间小，容易防护且生产成本低，关节机构32能够以连接底板31的一端为轴心进行转动，从而实现灵活的多角度的取放料。

在本实施例中，关节机构32包括有第一转动组件321和第二转动组件322，第一转动组件321的一端与底板31可旋转式连接，第一转动组件321的另一端与第二转动组件322的一端可旋转式连接，第二转动组件322的另一端与吸盘机构33可旋转式连接；第一转动组件321包括有第一关节件3211和第一力臂3212，第二转动组件322包括有第二关节件3221、第二力臂3222和第三关节件3223，第一力臂3212的一端通过第一关节件3211与底板31可旋转式连接，第一力臂3212的另一端通过第二关节件3221与第二力臂3222的一端可旋转式连接，第二力臂3222的另一端通过第三关节件3223与吸盘机构33可旋转式连接。在本发明中，通过第一关节件3211的设置，使第一力臂3212能够以第一关节件3211为轴心进行转动，从而带动吸盘机构33左右翻转；通过第二关节件3221的设置，使第二力臂3222能够以第二关节件3221为轴心进行转动，从而带动吸盘机构33上下翻转；通过第三关节件3223的设置，使第三关节件3223转动时能够带动吸盘组件332转动，实现上下料机械手3能够灵活的多角度的取放料，更加方便该玻璃精雕机的使用。

在本发明中，可以通过dd马达实现第一关节件3211、第二关节件3221、第三关节件3223的旋转，取代了传统的减速机和伺服电机，使该上下料机械手3整体体积更小，控制更灵活。

在本实施例中，吸盘机构33包括有连接件331、用于取放料的吸盘组件332，连接件331与第三关节件3223可旋转式连接，吸盘组件332固定在连接件331上；吸盘组件332包括有安装板3321、第一料盘3322和第二料盘3323，第一料盘3322与第二料盘3323通过安装板3321分别固定在连接件331的两侧面。在本发明中，通过上述设置，使吸盘组件332能够通过第三关节件3223的自身转动，实现用第一料盘3322或者第二料盘3323取好加工完的材料后转动至另外一面，用第二料盘3323或者第一料盘3322放置未加工的材料，提高了该玻璃精雕机的加工效率。

在本发明中，工位41上设置有夹具，用于夹取材料。

在本实施例中，加工机构2包括有x轴机构21、y轴机构22、z轴机构23和主轴机构24，x轴机构21滑动连接在底座上，y轴机构22滑动连接在x轴机构21上且位于x轴机构21上方，z轴机构23滑动连接在y轴机构22上，主轴机构24滑动连接在z轴机构23上。在本发明中，主轴机构24用于材料的加工，y轴机构22设置在x轴上方可以防止y轴机构22不容易被切削液腐蚀生锈，同时使加工机构2与工作台4分开，在空间上彼此独立，由加工机构2移动加工，这种动柱式结构使运动部件的防护实施起来非常简单可靠，而且能够保证在加工过程中工作台4静止，为加工机构2的不停机加工提供了保障，提高了加工效率的同时使y轴机构22不容易被切削液腐蚀生锈。

在本实施例中，z轴机构23位于y轴机构22上方，主轴机构24位于z轴机构23的前方；x轴机构21包括有x轴导轨211和x轴安装块212，x轴导轨211固定在底座上，x轴安装块212滑动连接在x轴导轨211上，且x轴安装块212可在x轴导轨211上左右移动，y轴机构22滑动连接在x轴安装块212上且位于x轴安装块212上方；

y轴机构22包括有y轴导轨221和y轴安装块222，y轴导轨221固定在x轴安装块212上，y轴安装块222滑动连接在y轴导轨221上，且y轴安装块222可在y轴导轨221上前后移动，z轴机构23滑动连接在y轴安装块222上且位于y轴安装块222上方；

z轴机构23包括有z轴导轨231和z轴安装块232，z轴安装块232固定在y轴安装块222上方，z轴导轨231竖直固定在z轴安装块232的前方，主轴机构24滑动连接在z轴导轨231上且主轴机构24可在z轴安装块232的前方上下移动。在本发明中，可以根据需要在z轴安装块232的前面设置有多个z轴导轨231，再滑动连接多个主轴机构24，扩展性好，通过上述设置，使x轴机构21、y轴机构22、z轴机构23的三轴重叠设置，不仅结构简单，生产成本低，占地面积小，而且使主轴机构24实现左右、前后、上下移动，可以灵活的工作。

在本实施例中，主轴机构24包括有主轴安装块241、主轴固定块242、主轴243和刀具244，主轴安装块241滑动连接在z轴安装块232的前方，主轴243通过主轴固定块242固定在主轴安装块241的前方，刀具244固定在主轴243的底部。在本发明中，通过上述设置，使刀具244能够随着主轴安装块241带动主轴243在z轴安装块232的前方上下移动用于加工下方的材料，使该玻璃精雕机能够更好的加工产品。

在本发明中，x轴机构21由直线电机驱动实现在底座上左右滑动，y轴机构22由直线电机驱动实现在x轴机构21上方前后滑动，主轴机构24由直线电机驱动实现在y轴机构22前方上下滑动。采用直线电机驱动，使该加工机构2的控制更加灵活，方便加工。

在本发明中，主轴机构24、吸盘组件332与每组工位41可以均为数量相等的复数个，使加工效率更高。

本发明还提供一种动柱式自动上下料玻璃精雕机的工作方法，包括有以下步骤：

步骤s1，上料，通过上下料机械手3的吸盘组件332从料框12中取未加工的材料，再将未加工的材料放置在两组工位上；

步骤s2，加工，当上下料机械手3上料后，加工机构2通过主轴机构24首先对其中一组工位上的未加工材料进行加工，加工完成后在移动至另一组工位进行加工；

步骤s3，取放料，当加工机构2将其中一组工位上的材料加工好后，上下料机械手3将加工好的料取走，再将新的未加工的材料放置在工位上。在本发明中，通过上述设置，能够实现轮动式的不停机加工，大大提高了加工效率。

在本实施例中，步骤s1中，主轴机构24、吸盘组件332与每组工位的数量相等，吸盘组件332包括有第一料盘3322与第二料盘3323，当上下料机械手3将第一料盘3322与第二料盘3323的未加工的料均放置在两组工位上后，紧跟着将吸盘组件332转动至料框12处用第一料盘3322或者第二料盘3323取料，此时，当加工机构2加工好其中一组的材料，移动至另一组工位上进行加工时，吸盘组件332紧跟着将加工好的材料用第二料盘3323或者第一料盘3322取走，再将第一料盘3322或者第二料盘3323新取的未加工的材料放置到工位上，然后将加工好的材料放好，再重复将吸盘组件332转动至料框12处用第一料盘3322或者第二料盘3323取料，实现轮动不停机的加工。

在本发明中，上述步骤只是该玻璃精雕机的其中一个能够实现轮动取放料的实施例，步骤顺序没有限定，能够实现轮动不停机的加工的步骤均为本发明的保护范围。

本发明的有益效果在于：相比于现有技术，在本发明中，该精雕机包括有底座、加工机构、上下料机械手，结构简单，占地面积小，容易维护，减小了生产成本；加工机构在对工作台的某一位置的材料进行加工时，上下料机械手已经将另一位置加工好的材料取走换成未加工的材料，加工机构将某一位置的材料加工好后，持续不断的加工另一位置的材料，此时上下料机械手滑动至将刚加工好的某一位置的材料取走换成未加工的材料，周而复始，通过上述结构与位置设置，实现了不停机、持续的取放料与加工材料，提高了加工效率。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。