片材自动化加工设备的制作方法

本实用新型涉及激光器设备领域，特别是涉及一种片材自动化加工设备。

背景技术：

现代机床加工，对于产品精度、加工效率的要求越来越高，目前针对手机玻璃盖板等片材的加工，市场上普遍使用的是单工位加工中心，而取放料一般采用人工取放料，加工效率低下。

技术实现要素：

基于此，有必要自动化加工效率低的问题，提供一种片材自动化加工设备。

一种片材自动化加工设备，包括载料架、定位治具、加工机头和取放机械手；所述载料架与所述定位治具并排设置，所述加工机头设于所述定位治具的上方并用于对所述定位治具上的片材进行加工，所述取放机械手包括移动组件和取放组件，所述移动组件用于带动所述取放组件在所述载料架与所述定位治具之间运动，所述取放组件包括第一取放件和第二取放件。

在其中一个实施例中，所述定位治具的四周设有定位机构，所述定位机构包括定位块以及气缸，当所述片材放入所述定位治具时，所述气缸驱动所述定位块将所述片材抵持定位于所述定位治具。

在其中一个实施例中，所述移动组件包括依次相连接的第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构，所述第一驱动机构用于驱动所述第二驱动机构沿Y轴方向运动，所述第二驱动机构用于驱动所述第三驱动机构沿Z轴方向运动，所述第三驱动机构用于驱动所述取放组件绕X轴方向旋转运动，以调整所述第一取放件和所述第二取放件的方向进行取放片材。

在其中一个实施例中，所述第三驱动机构包括驱动电机和转动杆，所述取放组件安装于所述转动杆上，当所述驱动电机驱动所述转动杆旋转运动时，所述转动杆带动所述取放组件绕所述转动杆的旋转轴线转动。

在其中一个实施例中，所述加工机头为多个，多个所述加工机头通过驱动轴以联动的方式设于X轴驱动机构上，每个所述加工机头下方对应设置有所述定位治具，且所述定位治具设置于Y轴驱动机构上并在Y轴驱动机构的驱动下沿Y轴方向相对所述加工机头移动。

在其中一个实施例中，所述取放机械手包括与所述加工机头数量相等的所述取放组件，且所述取放组件分别与所述定位治具对应设置，以同步在所述载料架和所述定位治具之间转移片材。

在其中一个实施例中，所述转动杆通过两间隔设置的角接触球轴承与第三驱动机构的安装座转动连接，且所述转动杆上套设有内隔圈和外隔圈，所述内隔圈的两端分别抵接与两所述角接触球轴承的内圈上，所述外隔圈的两端分别抵接与两所述角接触球轴承的外圈上。

在其中一个实施例中，所述取放组件还包括连接块，所述连接块垂直连接于所述转动杆，所述第一取放件和第二取放件分别设于所述连接块的相对两侧。

在其中一个实施例中，所述连接块设有第一管路和第二管路，所述第一取放件包括通过所述第一管路与真空装置相连通的吸盘，所述第二取放件包括通过所述第二管路与真空装置相连通的吸盘。

在其中一个实施例中，所述载料架包括两侧板和多个定位条，两所述侧板平行设置且通过连接件连接固定，多个所述定位条平行设置于两所述侧板之间，且所述定位条上设有用于卡持所述片材边缘的限位齿。

本实用新型的片材自动化加工设备中，取放机械手的取放组件包括第一取放件和第二取放件，通过第一取放件和第二取放件循环的在载料架和定位治具上取放片材，从而减少加工机头的待料时间，提高自动化加工效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为一实施方式中片材自动化加工设备的结构示意图；

图2为一实施方式中的片材自动化加工设备的另一视角结构示意图；

图3为图2示出的片材自动化加工设备的局部结构示意图；

图4为图3中圆圈A部分结构的局部放大图；

图5为图3中圆圈B部分结构的局部放大图；

图6为一实施方式中取放组件与转动杆的连接结构示意图；

图7为一实施方式转动杆与第三驱动机构的安装座的转动连接示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“内”、“外”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1至图3，一实施方式中的片材自动化加工设备100，可以用于对手机玻璃盖板等片状材料进行自动化加工，该片材自动化加工设备100包括载料架10、定位治具20、加工机头30和取放机械手40。

载料架10与定位治具20并排设置，从而便于片材在载料架10和定位治具20之间转移。加工机头30设于定位治具20的上方并用于对定位治具20上的片材进行加工，需要说明的是，加工机头30和定位治具20能够实现在X-Y-Z三维空间范围内相对移动，以满足加工机头30对定位治具20上的片材进行加工需要。

上述实施方式中，取放机械手40用于将定位治具20上已加工的片材转移至载料架10以及将载料架10上待加工的片材转移至定位治具20。

取放机械手40包括移动组件41和取放组件42，移动组件41用于带动取放组件42在载料架10与定位治具20之间运动，取放组件42包括第一取放件421和第二取放件422。通过第一取放件421和第二取放件422循环的在载料架10和定位治具20上取放片材，从而减少加工机头的待料时间，提高自动化加工效率。

具体的，当加工机头30加工完定位治具20上的片材时，第一取放件421和第二取放件422其中之一拾取定位治具20上已加工的片材，其中之另一将待加工的片材放置于定位治具20上。由于该实施方式中，取放组件42具有第一取放件421和第二取放件422，从而在将已加工的片材放回至载料架10的同时，也能够利用未拾取片材的取放件从载料架10中拾取未加工的片材，进而利用第一取放件421和第二取放件422轮流循环取放片材的方式提高物料取放效率，避免了加工机头30的待料时间，从而从整体上提高设备100的自动化效率。

需要说明的是，用于存放片材的载料架10，对于片材而言，无论片材是否经过加工，加工前后的片材均可以储存在该载料架10内。

结合图4所示，载料架10包括两侧板11和多个定位条12，两侧板11平行设置且通过连接件13连接固定，多个定位条12平行设置于两侧板11之间，且定位条12上设有用于卡持片材边缘的限位齿12a。该实施方式中，利用限位齿12a对片材边缘的卡持以实现片材的收容，使得载料架10的储存空间较大，同时，通过合理配置待加工的片材和已加工的片材的放置位置，充分利用载料架10的存储空间。

卡持于片材左右两侧的定位条12的两端121、122可活动地与两侧板11相连接，例如，两侧板11上开设有滑槽11a或多个对应设置的安装孔11b，从而能够将定位条12的两端121、122安装在两侧板11的不同位置，以便获得不同的夹持宽度，满足不同规格片材的存储需要。该实施方式中，通过锁紧件12b锁紧固定于两侧板11上，将定位条12之间的夹持宽度锁定住，以适应片材存储的需要。锁紧件12b可以是锁紧螺母等可与定位条12的两端121、122螺纹连接的螺纹连接件，也可以是卡扣配合件，在此不做限定。

结合图5所示，定位治具20的四周设有定位机构21，定位机构21包括定位块211以及气缸212，当片材放入定位治具20时，气缸212驱动定位块211将片材抵持定位于定位治具20。该实施方式中，利用定位机构21对片材的四周进行定位，从而使得片材处于合适的加工位置供加工机头30加工，有效保障片材的加工品质，此外，在加工机头30对片材的加工过程中，由于定位机构21对片材具有较好的定位效果，从而片材不会受设备100运行振动的影响而出现掉料或卡料等不良现象，设备100故障率较低，进一步提高设备100的加工效率。

定位治具20的载料面20a开设有与真空装置(图未示)相连通的真空吸附孔20b，以在加工机头30加工片材时吸附片材并使片材紧贴载料面20a。该实施方式中，在连通定位治具20和真空装置的管路上设有真空传感器(图未示)，真空传感器用于监测定位治具20的真空值，以便片材较好的贴附在定位治具20的载料面20a时，加工机头30才对片材进行加工，从而避免定位治具20上的片材未完全贴附在定位治具20的载料面20a时，加工机头30继续对片材进行加工而损伤片材或引起设备100故障。

移动组件41包括依次相连接的第一驱动机构411、第二驱动机构412和第三驱动机构413，第一驱动机构411用于驱动第二驱动机构412沿Y轴方向运动，第二驱动机构412用于驱动第三驱动机构413沿Z轴方向运动，第三驱动机构413用于驱动取放组件42绕X轴方向旋转运动，以调整第一取放件421和第二取放件422的方向进行取放片材。该实施方式中，在第一驱动机构411和第二驱动机构412的驱动下，第三驱动机构413连同取放组件42便可以实现Y轴方向的平移运动以及Z轴方向的上下运动，从而适应取放组件42的取放料位置及高度。

下面将以从载料架10内取用待加工的片材过程为例对取放机械手40的工作机制作进一步说明。

第一驱动机构411驱动第二驱动机构412沿Y轴移动至载料架10，使得取放组件42位于载料架10上方，进而在第二驱动机构412驱动第三驱动机构413沿Z轴联动取放组件42升降运动时，可以调整取放组件42相对载料架10的高度，配合第三驱动机构413控制取放组件42绕X轴旋转运动，使得取放组件42能够以合适的方向拾取载料架10内待加工的片材。相应的，在第一驱动机构411、第二驱动机构412和第三驱动机构413的作用下，取放组件42也能够以合适的方向将拾取的待加工片材放置到定位治具20，在此不再一一赘述。

继续参阅图5所示，在一些实施方式中，第三驱动机构413包括驱动电机4131和转动杆4132，取放组件42安装于转动杆4132上，转动杆4132沿X轴延伸。从而在驱动电机4131的驱动下，转动杆4132可以带动取放组件42绕X轴旋转运动，切确的说，当驱动电机4131驱动转动杆4132旋转运动时，转动杆4132带动取放组件42绕转动杆4132的旋转轴线转动。该实施方式中，利用取放组件42绕X轴的旋转运动来调整第一取放件421和第二取放件422的方向，以便将第一取放件421和第二取放件422旋转至合适的反向进行片材的取放。例如，第一取放件421和第二取放件422的取放面的朝向相反时，在第一取放件421和第二取放件422其中之一从定位治具20拾取已加工的片材后，需要取放组件42绕转动杆4132的旋转轴线旋转180°，第一取放件421和第二取放件422其中之另一才能将待加工的片材放置到定位治具20上。

在一些实施方式中，加工机头30为多个，多个加工机头30通过驱动轴(图未示)以联动的方式设于X轴驱动机构31上，每个加工机头30下方对应设置有定位治具20，在X轴驱动机构31沿X轴方向驱动多个加工机头30运动时，由于多个加工机头30通过驱动轴联动的方式相连，从而多个加工机头30可以同步对相应的定位治具20上的片材进行加工，有效提高加工效率。此外，该实施方式中，定位治具20设置于Y轴驱动机构(图未示)上并在Y轴驱动机构的驱动下沿Y轴方向相对加工机头30移动，从而使得加工机头30可以沿Y轴方向相对定位治具20上的片材移动，进而配合加工机头30沿X轴方向的运动实现对片材X-Y平面内的加工。

需要说明的是，上述实施方式中，加工机头30与定位治具20沿Z轴方向的相对运动可以通过多种方式实现，例如，加工机头30具有Z轴驱动机构32，将Z轴驱动机构32设置在X轴驱动机构31上，从而利用该Z轴驱动机构32可以驱动加工机头30沿Z轴方向上下运动，从而调整相对定位治具20的高度。再如，在定位治具20的下方设置升降机构，使得定位治具20可以沿Z轴方向升降运动，也能实现加工机头30与定位治具20之间高度的调整，满足生产的需要。当然，还可以分别在加工机头30和定位治具20上分别设置相应的驱动机构，使得加工机头30和定位治具20均能够沿Z轴方向上下运动，这样能够在较大的行程范围内调整加工机头30和定位治具20沿Z轴方向的相对位置。

上述实施方式中，用于驱动加工机头30和定位治具20在X、Y、Z轴方向相对运动的驱动机构可以采用气缸作为动力源，也可以采用伺服电机作为动力源，在此不做限定。下面将以X轴驱动机构31为例加以说明。

再如图2所示，X轴驱动机构31通过龙门架30a架设在设备100的工作台100a上，该X轴驱动机构31包括X轴滑轨311、X轴伺服电机312，加工机头30可滑动地设置于该X轴滑轨311上，X轴伺服电机312通过丝杆(图未示)等驱动轴结构与加工机头30相连，从而在X轴伺服电机312的驱动下，加工机头30可以沿X轴滑轨311运动，实现加工机头30与定位治具20在X轴方向的相对运动。

需要说明的是，Y轴驱动机构和Z轴驱动机构32也可以采用伺服电机-丝杆的驱动方式实现加工机头30与定位治具20在Y轴方向和Z轴方向的相对运动，在此不再一一赘述。

取放机械手40包括与加工机头30数量相等的取放组件42，且取放组件42分别与定位治具20对应设置，以同步在载料架10和定位治具20之间转移片材，满足多个加工机头30对相应定位治具20上的片材进行同步加工的需要，减少加工机头30待料时间，提高加工效率。

结合图3和图7所示，转动杆4132通过两间隔设置的角接触球轴承43与第三驱动机构413的安装座413a转动连接，从而通过增加两角接触球轴承43的间距来提高转动杆4132对取放组件42的负重性能，有效减轻转动杆4132因杠杆效应而下垂，从而确保转动杆4132的旋转运动效果。此外，第三驱动机构413的驱动电机4131通过减速机44与转动杆4132相联动，从而利用减速机44获得较大的承载扭矩，确保转动杆4132带动取放组件42的旋转运动效果。为了便于将角接触球轴承43装配至安装座413a以及安装的稳定性，可以预先将角接触球轴承43安装在套筒431内，再随套筒431一起插设固定在安装座413a上，在此不做限制。

该实施方式中，转动杆4132上套设有内隔圈43a和外隔圈43b，内隔圈43a的两端分别抵接与两角接触球轴承43的内圈上，外隔圈43b的两端分别抵接与两角接触球轴承43的外圈上，从而增加角接触球轴承43在受转动杆4132力矩负荷作用时的刚度，进一步防止转动杆4132下垂而影响旋转运动效果。

在一些实施方式中，转动杆4132远离第三驱动机构413的驱动电机4131的一端设置支撑架(图未示)，且转动杆4132与支撑架之间采取可转动地连接，利用支撑架对转动杆4132进行支撑，避免转动杆4132下垂而影响旋转运动效果。该实施方式中，支撑架可沿Y轴方向在设备100的工作台100a上移动，以在第一驱动机构411沿Y轴方向移动转动杆4132时，支撑架可以在支撑转动杆4132的同时保持同步运动，以确保取放组件42能够沿Y轴方向在载料架10和定位治具20之间移动。

结合图6所示，在一些实施方式，上述的取放组件42还包括连接块423，连接块423垂直连接于转动杆4132，第一取放件421和第二取放件422分别设于连接块423的相对两侧，从而在取放组件42绕X轴旋转运动时，便能调整第一取放件421和第二取放件422的位置，满足片材取放的需要。

具体到本实施方式中，当转动杆4132带动连接块423旋转运动至水平状态时，第一取放件421和第二取放件422所拾起的片材与定位治具20的载料面20a相平行，以便在定位治具20上取放片材。相应的，当转动杆4132带动连接块423旋转运动至竖直状态时，第一取放件421和第二取放件422拾起的片材与载料架10的取放料方向相平行，以便取放组件42在载料架10内取放片材。

在一些实施方式中，连接块423设有第一管路(图未示)和第二管路(图未示)，第一取放件421包括通过第一管路与真空装置(图未示)相连通的吸盘，第二取放件422包括通过第二管路与真空装置相连通的吸盘。该实施方式中，由于第一取放件421和第二取放件422是通过不同管路与真空装置相连通的吸盘，从而可以分别利用第一取放件421和第二取放件422在定位治具20及载料架10内取放片材。

下面将以第一取放件421的吸盘将定位治具20上已加工的片材移至载料架10的过程为例对真空装置的工作机制加以说明，首先取放组件42在移动组件41的作用下，将第一取放件421的吸盘移动到可以吸取定位治具20上片材的位置，此时，真空装置通过第一管路抽真空使得第一取放件421的吸盘吸住定位治具20上已加工的片材，在移动组件41的作用下，第一取放组件42的吸盘将已加工的片材从定位治具20上分离并移至载料架10，真空装置破真空使得第一取放件421的吸盘和已加工的片材分离。需要说明的是，在此过程中，当第一取放组件42的吸盘将已加工的片材从定位治具20上取走后，第二取放组件42的吸盘配合移动组件41和真空装置能够将未加工的片材放至在定位治具20上，从而节省加工机头30对定位治具20上片材进行加工的待料时间。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，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。