一种超精密椎体全自动上下料加工工作站的制作方法

本发明涉及一种超精密零件的上下料加工工作站，尤其涉及一种超精密椎体全自动上下料加工工作站。

背景技术：

现有的超精密加工技术中，由于其定位精度要求特别高，需要人工反复装调再进行加工，才能得出最终想要的合格产品，超精密加工一直是制造业的难点，加工尚且费力，全自动化加工，使用设备替代人工更是难上加难，但随着科技及工业4.0的不断推进，人力成本随之增高而设备价格随之降低，对使用纯设备替代人工的要求也越来越大。

技术实现要素：

本发明提供一种结构合理，自动化程度高，能够提高工作效率的超精密椎体全自动上下料加工工作站。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种超精密椎体全自动上下料加工工作站，包括在机台组件上对称设置的两组自动上料托盘系统、分别设置在上料托盘系统两侧的超精密刀架系统、与超精密刀架系统配合的超精密主轴以及设置在机台组件中间的机器人搬运系统；

所述自动上料托盘系统包括用于放置椎体零件的托盘、顶升模组、角座、料库，所述料库为层叠式结构，每一层里都放置有一个托盘，在所述料库一侧的工装托板上设有可伸缩的抓取结构，所述抓取结构包括托盘抓手、控制托盘抓手动作的气缸以及直线导轨，所述气缸的气缸杆与托盘抓手连接，所述托盘抓手在气缸的气缸杆的带动下可沿直线导轨作直线伸缩运动，所述料库的另一侧设有气动滑台，在气动滑台的滑动块一侧设有托盘定位气缸，在气动滑台的另一侧设有托盘限位板，所述托盘限位板为长条形板状，其两端分别固定在气动滑台两侧的端面上，所述气动滑台的其中的一侧端面与撑板固定连接，所述气动滑台的另一侧端面与角座固定连接，所述料库的下方设有顶升模组，所述顶升模组与角座相连接，所述顶升模组包括顶升气缸，所述顶升气缸的气缸杆与料库上的最底层的托盘的下表面接触；

所述超精密刀架系统安装于机台组件上，用于加工时为刀具的进给提供动力，超精密刀架系统包括x轴、y轴及刀架，x轴安装在机台组件上面，y轴安装在x轴上的滑动块上，刀架安装在y轴的滑动块上；

所述超精密主轴设置在超精密刀架系统的一侧，用于装夹所述椎体零件。

机器人搬运系统包括机器人及抓手，抓手安装于机器人的法兰盘上。

进一步的技术方案是：

所述托盘的内表面呈蜂窝状。

由于上述技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明的超精密椎体全自动上下料加工工作站，将超精密生产和自动化相结合，可以代替人工，实现不间断生产，有利于提高工作效率，同时将离散的机床改为工作站形式，节约了整体的设备成本。

附图说明

附图1为发明整体结构示意图。

附图2为自动上料托盘系统结构示意图。

附图3为超精密刀架系统结构示意图。

附图4为机器人搬运系统结构示意图。

以上附图中：1、自动上料托盘系统，2、超精密刀架系统，3、超精密主轴，4、机器人系统，5、机台组件，6、工装拖板，7、直线导轨，8、气缸，9、托盘抓手，10、料库，11、托盘，12、托盘定位气缸，13、托盘限位板，14、气动滑台，15、椎体零件，16、撑板，17、角座，18、顶升模组，19、x轴，20、y轴，21、刀架，22、机器人，23、抓手。

具体实施方式

如图1-2所示，本发明的一种超精密椎体全自动上下料加工工作站，包括在机台组件5上对称设置的两组自动上料托盘系统1、分别设置在上料托盘系统1两侧的超精密刀架系统2、与超精密刀架系统配合的超精密主轴3以及设置在机台组件中间的机器人搬运系统4；

所述自动上料托盘系统包括用于放置椎体零件15的托盘11、顶升模组18、角座17、料库10，所述料库10为层叠式结构，每一层里都放置有一个托盘11，在所述料库10一侧的工装托板6上设有可伸缩的抓取结构，所述抓取结构包括托盘抓手9、控制托盘抓手9动作的气缸8以及直线导轨7，所述气缸8的气缸杆与托盘抓手9连接，所述托盘抓手9在气缸8的气缸杆的带动下可沿直线导轨7作直线伸缩运动，所述料库10的另一侧设有气动滑台14，在气动滑台14的滑动块一侧设有托盘定位气缸12，在气动滑台14的另一侧设有托盘限位板13，所述托盘限位板13为长条形板状，其两端分别固定在气动滑台14两侧的端面上，所述气动滑台14的其中的一侧端面与撑板16固定连接，所述气动滑台14的另一侧端面与角座17固定连接，所述料库10的下方设有顶升模组，所述顶升模组与角座17相连接，所述顶升模组包括顶升气缸18，所述顶升气缸18的气缸杆与料库10上的最底层的托盘的下表面接触；

所述超精密刀架系统2安装于机台组件5上，用于加工时为刀具的进给提供动力，超精密刀架系统2包括x轴19、y轴20及刀架21，x轴19安装在机台组件5上面，y轴20安装在x轴19上的滑动块上，刀架21安装在y轴20的滑动块上，刀架20用于固定刀具，可在市场上，购买使用，所以刀架20的具体结构不作详细说明。

所述超精密主轴3设置在超精密刀架系统2的一侧，用于装夹所述椎体零件15，超精密主轴3的端部带有装夹头，能够装夹所述椎体零件15即可。

机器人搬运系统4包括机器人22及抓手23，抓手23安装于机器人22的法兰盘上，机器人搬运系统用于对椎体零件进行搬运，抓手上带有吸盘结构，具有搬运功能的机器人，属于目前市场上的现有结构，可直接购买使用，所以不对其具体结构作详细说明。

作为本发明的第二个实施例，本实施例是对实施例一的进一步改进，所述托盘11的内表面呈蜂窝状，可以放置60个以上的椎体零件15。

本发明的一种超精密椎体全自动上下料加工工作站的具体的工作流程为：椎体零件15首先人工放在托盘11里面，托盘11呈蜂窝状，可以放置60个以上的椎体零件15，自动上料托盘系统1中的托盘抓手9在气缸8的作用下，先抓住一个装满椎体零件15的托盘11，向前推送至定位工位(远离机器人系统4的地方)，设置在气动滑台14的滑动块一侧的托盘定位气缸12推动托盘11至托盘限位板13，气动滑台14带着定位好的托盘11以及托盘定位气缸12、托盘限位板13至待料位(即机器人系统4附近)，托盘限位板13为长条形的板状结构，沿其长度方向上设有滑槽，气动滑台14的滑动块的另一侧设有导向块，导向块的结构形状与滑槽相配合，以使导向块可以在滑槽上移动，托盘定位气缸12和托盘限位板13共同作用，将托盘11进行精准定位；

机器人系统4的机器人22及抓手23负责将托盘11上的椎体零件15抓起，放置在一个超精密主轴3上面，同时将这个超精密主轴3上面已经加工好的椎体零件15取下来，放在托盘11的空位上，再取另一个椎体零件15，放置在另一个超精密主轴3上面，同时从另一个超精密主轴3上取出加工好的椎体零件15，放置在托盘11的空位上，如此反复循环，将四个超精密主轴3都依次取放，当一个托盘11的所有椎体零件15都加工完毕之后，另一个自动上料托盘系统1再输送一个托盘11过来，保证来料的不间断，不造成时间的停留，同时装满加工完毕的托盘11经由气动滑台14输送回料库，料库在顶升模组18的作用下向上运动，将另一个托盘11顶升至托盘抓手9前面，再重复运输至待料位，角座17安装在机台组件5上面，顶升模组18与角座17相连，负责对料库10的顶升，料库10为层叠式结构，每一层里都放置了一个托盘11，工装拖板6也与机台组件5相连，直线导轨7、气缸8与托盘抓手9共同构成了一套可以抓取并伸缩的小型抓手，撑板16与角座17将气动滑台14连接起来。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进或替换，这些改进或替换也应视为本发明的保护范围。