本实用新型涉及自动化控制技术领域，更具体地，涉及透镜研磨机的上料装置。
背景技术：
透镜是用透明物质制成的光学元件，透镜可以分为塑胶透镜和玻璃透镜两种，并且由于玻璃透镜需要进行研磨工艺，因此玻璃透镜相比塑胶透镜更贵。
一般来说，透镜研磨机的上料装置主要包括机械手和透镜翻转机构，其中，机械手用于夹持待研磨的透镜至透镜研磨机进行研磨，在透镜的一面研磨完成后，机械手将透镜放置在透镜翻转机构上进行翻转，然后机械手夹持翻转后的透镜至透镜研磨机继续进行研磨。显然，机械手是一个需要进行多次移动的设备。机械手通常采用四轴机械手，即可横向、纵向、垂直向以及轴向运动。由于四轴机械手是一个非常精密的机构，因此，其移动范围的大小直接决定了价格的高低，即移动范围越大，则价格越高。
现有的透镜翻转机构通常采用固定式的结构，因此，需要采购移动范围较大的机械手才能配合这种固定式的透镜翻转机构，这无疑增加了生产成本，因此，如何降低透镜研磨机的上料装置的成本就成了本领域急需解决的问题。
技术实现要素：
本实用新型提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的透镜研磨机的上料装置。
根据本实用新型的一个方面，提供一种透镜研磨机的上料装置，包括机架，所述机架的两端分别设置用于固定透镜的四轴机械手，还包括：滑动设置在所述机架中部的透镜翻转机构。
优选地，所述四轴机械手包括：
横向运动机构，沿所述机架的长度方向滑动设置；
纵向运动机构，滑动连接在所述横向运动机构的上方，所述纵向运动机构沿所述机架的宽度方向滑动；
垂直运动机构，滑动连接在所述纵向运动机构的上方，所述垂直运动机构沿所述机架的高度方向滑动；以及
轴向运动机构，水平设置在所述垂直运动机构的一侧，所述轴向运动机构上设置复数个第一吸嘴。
优选地，所述透镜翻转机构包括：
滑台气缸，设置在所述机架相对于所述横向运动机构一侧，所述滑台气缸的运动方向平行于所述机架的长度方向；
气动夹爪，通过一平行于机架宽度方向的第一旋转轴与所述滑台气缸连接。
优选地，所述透镜翻转机构包括：
第二旋转轴，沿平行于所述机架的宽度方向设置，所述第二旋转轴的一端与第一伺服电机连接，以使得所述转轴沿自身轴向180°旋转，所述第二旋转轴的另一端固定连接支撑臂，所述支撑臂上固定一个第三吸嘴。
优选地，本实用新型实施例的透镜研磨机的上料装置，还包括透镜定位机构，其特征在于，所述透镜固定机构包括台面以及环向均匀分布的所述台面外侧的复数个气缸；
其中，所述台面上设置第二吸嘴。
优选地，所述轴向运动机构具体包括：
第三旋转轴，一端与第二伺服电机连接，所述第三旋转轴内部设置风道；
支座，设置在所述第三旋转轴的另一端，所述支座上设置至少两个第一吸嘴，任意一个第一吸嘴与所述风道连通。
优选地，所述第一吸嘴通过可伸缩地杆体与所述支座连接。
优选地，对于任意一个第一吸嘴，该第一吸嘴与所述风道之间设置电控阀门。
本实用新型提出的透镜研磨机的上料装置，通过设置在机架中部可滑动的透镜翻转机构，将一部分四轴机械手的移动过程转移至由透镜翻转机构来完成，可以减小四轴机械手的尺寸，进而降低四轴机械手的成本，并解决了两个四轴机械手运动时带来的空间干涉的问题。
附图说明
图1为根据本实用新型实施例的四轴机械手的结构示意图；
图2为根据本实用新型实施例的透镜翻转机构的结构示意图；
图3为根据本实用新型实施例的透镜固定机构的结构示意图；
图4为根据本实用新型另一个实施例的透镜固定机构的结构示意图；
图5为根据本实用新型实施例的轴向运动机构的结构示意图；
图6为根据本实用新型实施例的透镜研磨机的上料装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
为了克服现有技术中透镜研磨机的上料装置成本高昂的问题，本实用新型实施例提供了一种透镜研磨机的上料装置，包括机架，机架的至少一端设置用于固定透镜的四轴机械手以及滑动设置在所述机架中部的透镜翻转机构。
具体地，本实用新型实施例中的机架为长方形，机架的任意一个端部至多设置一个四轴机械手，当机架上仅设置一个四轴机械手时，则需要在靠近该四轴机械手的一侧同时设置研磨透镜D面和S面的研磨设备，而如果在机架的两端各设置一个四轴机械手，则可以将研磨透镜D面和S面的研磨设备分散在机架的两侧，这样可以更方便对研磨透镜的管理。透镜翻转机构可以沿机架的长度方向滑动，这样将一部分四轴机械手的移动过程转移至由透镜翻转机构来完成，这就可以减小四轴机械手的尺寸，进而降低四轴机械手的成本。
本实用新型实施例的使用流程包括：
当四轴机械手的个数为1个且设置在机架的左侧时，四轴机械手携带透镜先进行一个面的研磨，例如为D面，研磨完成后，四轴机械手携带透镜向右侧移动，同时透镜翻转机构向左滑动。在本实施例，四轴机械手和透镜均移动至自身的极限位置，然后四轴机械手将透镜放置在透镜翻转机构上，透镜翻转机构降透镜进行翻面，之后四轴机械手携带透镜进行S面的研磨。
本领域技术人员可以理解的是，四轴机械手右侧的极限位置和透镜的左侧的极限位置是相对应的，简单地说，将四轴机械手右侧的极限位置和透镜左侧的极限位置的连线平行与机架的短边。
当四轴机械手的个数为2个，即机架的两端分别设置一个四轴机械手时，若第一四轴机械手设置在机架左侧，第二四轴机械手设置在机架右侧，第一四轴机械手先携带透镜进行D面的研磨，研磨后，第一四轴机械手携带透镜向右移动至极限位置，同时透镜翻转机构向左移动至极限位置，第一四轴机械手将镜片放置在透镜翻转机构上，透镜翻转机构将透镜进行翻面，然后移动至右侧的极限位置，第二四轴机械手移动至左侧极限位置，然后携带翻面后的透镜向右移动，进行S面的研磨。
图1示出了一个实施例中四轴机械手的结构示意图，如图所示，四轴机械手包括：
横向运动机构101，沿所述机架的长度方向滑动设置
纵向运动机构102，滑动连接在所述横向运动机构的上方，所述纵向运动机构沿所述机架的宽度方向滑动；
垂直运动机构103，滑动连接在所述纵向运动机构的上方，所述垂直运动机构沿所述机架的高度方向滑动；以及
轴向运动机构104，水平设置在所述垂直运动机构的一侧，所述轴向运动机构上设置复数个第一吸嘴。
由上述内容可知，本实施例中横向运动机构101、纵向运动机构102和垂直运动机构103是由下往上依次设置的，本实施例中的四轴机械手的横向运动机构101在移动时，将带动纵向运动机构102、垂直运动机构103以及轴向运动机构104一起运动，而纵向运动机构102在移动时，将带动垂直运动机构103和轴向运动机构104一起运动，而垂直运动机构103移动时，将带动轴向运动机构104运动。
需要注意的是，现有技术中的四轴机械手中，横向运动机构、纵向运动机构以及垂直运动机构的连接关系通常为由下往上设置的横向运动机构、垂直运动机构以及纵向运动机构，也就是说，现有技术中垂直运动机构在移动时，将同时带动纵向运动机构移动。这就导致现有技术的四轴机械手存在一个问题：垂直运动机构垂直向下运动时，会导致纵向运动机构整体向下运动，进而影响四轴机械手取放透镜，而本实施例则通过设置垂直运动机构103在运动时不干涉横向运动机构101和纵向运动机构102的运动，实现了仅垂直运动机构103向下移动的效果，避免过多的设备靠近机架平面。
图2示出了本实用新型一个实施例中透镜翻转机构的结构示意图，包括：
滑台气缸201，设置在机架3相对于横向运动机构101的一侧，滑台气缸201的运动方向平行于机架3的长度方向；
气动夹爪202，通过一平行与机架宽度方向的第一旋转轴与滑台气缸201连接。
滑台气缸的工作原理为：向固定好的气缸输入压缩空气，滑台上的导向杆受到一端气缸的推动，向相对的另一方向推动，推动的行程取决于导向杆的长度。滑台气缸作为精密仪器的搬运输送，精度比较高，还具有耐横向负载能力强的优势。
气动夹爪能够实现抓取功能，是现代气动机械手的关键部件。气动夹爪可以是平行夹爪、摆动夹爪、旋转夹爪和三点夹爪中的一种，优选为摆动夹爪，摆动夹爪的活塞杆存在一个缓冲，由于夹爪的耳轴与环槽相连，因此夹爪可以同时移动并且自动对齐。并确保爪片与本体连接为钢珠滑轨结构。
作为本领域技术人员可以理解的是，第一旋转轴还与控制单元(例如第二伺服电机)连接，以实现自身的轴向旋转，通过将第一旋转轴与气动夹爪相连，可以实现气动夹爪上的透镜进行翻转的目的。
在一个可选实施例中，滑台气缸带动气动夹爪进行位移，以此减少四轴机械手的移动距离。作为本领域技术人员可以理解的是，滑台气缸和气动夹爪分别还与各自的控制单元连接，以控制移动距离和夹持的时间和力度。
在上述各实施例的基础上，透镜研磨机的上料装置还包括透镜定位机构，透镜固定机构包括台面以及环向均匀分布的所述台面外侧的复数个气缸；其中，所述台面上设置第二吸嘴以及与所述第二吸嘴连接的第一控制单元。
需要说明的是，气缸朝向台面的中心移动，并且所有气缸的移动方向相交于一点，以实现透镜的定位。图3示出了本实用新型的一个实施例的透镜固定机构的结构示意图，透镜固定机构包括台面302、3个气缸301以及设置台面上的第二吸嘴(图中未示出)，三个气缸301的夹角为120°，在本实施例中台面为圆形，气缸的移动方向与台面的圆心相交，并且三个气缸可以同时收紧，实现透镜固定于台面的中心位置。由于气缸在向台面中心移动时，可能会发生夹持力度过大导致透镜跳出台面的问题，因此，本实施例通过在台面上设置第二吸嘴，通过向透镜施加一个向下的吸力，避免了透镜跳出台面的问题。
在一个实施例中，当四轴机械手从料盘上夹取待研磨的透镜后，将透镜首先转移至透镜固定机构上，透镜固定机构上的第二吸嘴开始工作，向透镜提供一个向下的吸力，然后透镜固定机构上的三个气缸同时向台面中心移动，以将透镜移动至台面的中心位置，然后第二吸嘴停止工作，四轴机械手夹取透镜至研磨装置进行研磨。
在上述各实施例的基础上，本实施例提供的透镜翻转机构如图4所示，包括：
第二旋转轴401，沿平行于所述机架的宽度方向设置，第二旋转轴401的一端与第一伺服电机402连接，以使得所述转轴沿自身轴向180°旋转，第二旋转轴401的另一端固定连接支撑臂403，支撑臂403上固定一个第三吸嘴404。
需要说明的是，支撑臂403在初始状态下与机架保持水平，支撑臂403远离第二旋转轴的一端设置第三吸嘴404，作为本领域技术人员可以理解的是，第三吸嘴在初始状态下的开口方向竖直朝上，在具体应用时，当四轴机械手支撑臂把待翻转的透镜放置在第三吸嘴404上后，第三吸嘴处于负压状态，这样就可以将透镜紧紧吸附，之后通过控制第一伺服电机402使第二旋转轴401转动，第二旋转轴401带动支撑臂403转动，当转动180度后，第三吸嘴404的开口方向变为竖直向下，通过在第三吸嘴404的下方设置透镜固定机构，使得第三吸嘴404停止吸气时，透镜能够掉落在透镜固定机构上，实现透镜的翻面，之后再次启动第一伺服电机402，将支撑臂403复原至初始位置。
需要说明的是，本实施例中的透镜翻转机构也可以与滑台气缸连接，实现透镜翻转机构的左右移动，减少四轴机械手的移动范围。
在上述各实施例的基础上，本实施例的轴向运动机构，参见图5，具体包括以下部件：
第三旋转轴501，一端与第二伺服电机503连接，第三旋转轴501内部设置风道；
支座，设置在第三旋转轴501的另一端，所述支座上设置至少两个第一吸嘴502，任意一个第一吸嘴与风道连通。
作为本领域技术人员可以理解的是，风道的入口连接有风机，产生负压。由于第三旋转轴能够进行旋转，支座上的各第一吸嘴均能够靠近研磨装置，以支座上设置两个第一吸嘴为例，当其中一个第一吸嘴上吸附有透镜，且研磨装置上也有透镜时，旋转轴就进行旋转，旋转是为了让这两个第一吸嘴进行取料、上料切换作业。
在一个实施例中，第一吸嘴的排列方向与旋转轴平行，实现四轴机械手从透镜固定机构移动至研磨装置，再由研磨装置移动至透镜翻转机构的一个来回中，实现多个透镜的研磨，不需要向现有技术中每对一个透镜研磨，就需要进行一个来回，大大节省了时间。本实施例之所以每排第一吸嘴的个数均相同，是为了保证每一个位置的第一吸嘴都具有对应的第一吸嘴。
例如，支架上具有a、b和c三个第一吸嘴，研磨设备包括粗磨窗口和精磨窗口，在初始时，第一吸嘴a、b和c分别吸附一个未研磨的透镜，第一吸嘴d、e和f没有吸附透镜，首先旋转轴将第一吸嘴a正对粗磨窗口，然后粗磨窗口将第一吸嘴a上的透镜吸附并进行粗磨，粗磨后，第一吸嘴a再次吸附透镜，然后四轴机械手将移动至精磨窗口，并将第一吸嘴a正对精磨窗口，然后精磨窗口将第一吸嘴a上的透镜吸附并进行精磨，之后四轴机械手移动使第一吸嘴b正对粗磨窗口，是第一吸嘴b上的透镜吸附到粗磨窗口上以进行粗磨，当精磨窗口中的透镜精磨完成后，第一吸嘴a重新吸附该透镜，以方便第一吸嘴b将粗磨窗口的透镜转移至精磨窗口。通过上述方法可以实现多个透镜的研磨，在全部透镜研磨后，再由四轴机械手转移至透镜翻转机构，节省了大量时间。
在上述各实施例的基础上，第一吸嘴通过可伸缩地杆体与所述支座连接。该可伸缩的杆体能够沿旋转轴的径向伸缩，使得需要靠近研磨设备的第一吸嘴能够以突出于其他第一吸嘴的方式靠近研磨装置，避免其他第一吸嘴可能与研磨装置所在的平面接触。
当第一吸嘴需要将透镜转移至研磨装置时，就需要先停止吸气，以使透镜吸附至研磨装置上，这个时候如果所有的第一吸嘴都停止吸气，显然会造成其他第一吸嘴上的透镜掉落的事故。因此，在上述各实施例的基础上，对于任意一个第一吸嘴，该第一吸嘴与所述风道之间设置电控阀门。通过设置电控阀门，使得每一个吸嘴都可以独立地吸气。
图6示出了本实用新型实施例的透镜研磨机的上料装置的结构示意图，如图所述，机架601为长方形，机架601上设置第一料盘605和第二料盘606，机架601的两端分别设置第一四轴机械手602和第二四轴机械手603，同时，机架601上设置分别对应第一四轴机械手602和第二四轴机械手603的第一透镜定位机构607和第二透镜定位机构608，第一料盘605和第二料盘606之间设置可移动的透镜翻转机构604，第一四轴机械手602和第二四轴机械手603的两侧分别设置研磨装置(图中未示出)。
在具体应用时，第一四轴机械手602从第一料盘605中吸附待研磨的透镜，然后向左侧移动，将该未研磨的透镜移动至第一透镜固定机构607中，第一透镜固定机构607将透镜固定在中心位置，第一四轴机械手602将透镜重新吸附，然后转移至研磨设备进行研磨，研磨完成后，第一四轴机械手602向右移动至极限位置，同时透镜翻转机构604向左移动至极限位置，第一四轴机械手602正好与透镜翻转机构604相对应，并将透镜转移至透镜翻转机构604，透镜翻转机构604将透镜进行翻转，然后透镜翻转机构604向右侧移动至极限位置，第二四轴机械手603向左移动至极限位置以将透镜进行吸附，之后向右移动至第二透镜定位机构608处，第二透镜定位机构将透镜重新进行定位，之后第二四轴机械手603吸附透镜，转移至研磨设备进行研磨，研磨完成后，第二四轴机械手603将透镜转移至第二料盘606。
最后，本实用新型的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。