一种工件翻转上料装置的制作方法

本申请涉及五金件加工设备领域，特别涉及一种工件翻转上料装置。

背景技术：

在五金件加工过程中，一般需要经过车床切削过程。目前的车床一般需要人工进行上下料，换料速度较慢，并且工件在切削过程中会产生切削金属碎料，碎料容易对操作工人产生危害。

技术实现要素：

本申请旨在解决，如何提供一种具备较高加工效率以及较高加工安全性能的技术方案。

为此，本申请提供工件翻转上料装置，包括:

工作台，包括顶面及与所述顶面相对的底面；

输送机构，设于所述工作台的顶面上，用于将工件沿着第一水平方向传送至取料工位；

抓取机构，位于工作台的顶面上方，能够沿与第二水平方向平行的轴线往复翻转且能够沿着竖直方向往复运动，用于翻转至预设取料工位上方并下移抓取工件以及抓取工件后上移并往回翻转将工件松开进行上料，所述第一水平方向与所述第二水平方向垂直；

翻转驱动机构，与所述抓取机构连接，用于驱动所述抓取机构往复翻转；

以及升降机构，固定于所述工作台，所述升降机构分别与所述翻转驱动机构以及所述抓取机构连接，用于驱动所述翻转驱动机构以及所述抓取机构同步上升与下降。

进一步的，所述抓取机构，包括：翻转板、夹取单元，所述夹取单元包括夹取件及第一驱动件，所述翻转板与所述升降机构转动连接并在所述翻转驱动机构的驱动下翻转，所述夹取件包括相对设置且能够张开和收拢的两爪臂，所述第一驱动件安装在所述翻转板上且与所述夹取件的两爪臂连接，用于驱动所述夹取件的两爪臂张开或收拢。

进一步的，所述夹取件的数量为多个，所述第一驱动件通过一连动结构带动多个所述夹取件同步夹紧或松开。

进一步的，所述连动结构包括能够相对所述翻转板滑动的连动杆、与所述翻转板固定连接的导向杆以及多个换向单元，所述连动杆和所述导向杆均与所述第二水平方向平行且在所述第一水平方向上间隔地设置，多个所述夹取件的爪臂的连接端均能够滑动地套接在所述导向杆上，多个所述夹取件与多个所述换向单元一一对应，所述换向单元包括两个铰接片，所述换向单元的两个铰接片的一端与所述连动杆铰接，两个铰接片的另一端分别与对应的所述夹取件的两爪臂的连接端铰接，所述第一驱动件驱动所述连动杆在朝向和背离所述导向杆的方向上往复运动。

进一步的，所述翻转板的一侧设有轴向与所述第二水平方向平行的轴件，所述轴件的两端与所述升降机构转动连接且在所述翻转驱动机构的驱动下转动。

进一步的，所述翻转驱动机构包括：

齿轮，与所述轴件同轴心地固定连接；

直线齿条，所述直线齿条沿着所述第一水平方向设置且与所述齿轮啮合，且所述直线齿条能够沿着所述第一水平方向往复运动；

安装座，与所述升降机构固定，所述安装座开设有引导所述直线齿条往复运动的导向槽；以及

第二驱动件，与所述直线齿条连接并固定于所述升降机构，用于驱动所述直线齿条往复运动。

进一步的，所述升降机构包括：

两个支承板，位于所述工作台顶面的上方且能够相对所述工作台顶面上升和下降，所述抓取机构位于两个支承板之间，且所述轴件的两端与两所述支承板转动连接，所述翻转驱动机构与两所述支承板之一固定连接。

进一步的，所述升降机构还包括：

第三驱动件，设于所述工作台底面；

第一杆件，所述第一杆件沿着所述第二水平方向设置且位于所述工作台底面下方，所述第一杆件与所述第三驱动件连接并在所述第三驱动件的驱动下上下移动；以及，

两第二杆件，两所述第二杆件穿设所述工作台且能够在竖直方向相对所述工作台滑动，两所述第二杆件的顶端分别与两所述支承板连接，两所述第二杆件的底端分别连接至所述第一杆件的一端。

进一步的，所述输送机构包括：

第一驱动机构，设于所述工作台顶面；

料盘，设于所述第一驱动机构的活动部，在所述第一驱动机构的驱动下沿所述第一水平方向直线移动。

进一步的，所述料盘包括多个沿着所述第一水平方向与所述第二水平方向呈行列排布的载料位，在所述第一驱动机构的驱动下，沿着所述第一水平方向间隔排布的每行载料位依次移至取料工位。

与现有技术相比，本申请主要有以下的有益效果：

本申请采用输送机构来进行输送工件，采用翻转驱动机构以及升降机构来调整抓取机构与输送机构之间的相对位置，从而使抓取机构能够与输送机构进行工件交换，工件交换过程实现自动化，提升加工效率以及提高加工安全性能。

附图说明

图1为本申请所提供实施例的整体结构示意图；

图2为本申请所提供实施例的整体结构另一视角的结构示意图；

图3为本申请所提供实施例的抓取机构与翻转驱动机构的组合结构示意图；

图4为本申请所提供实施例的翻转板与夹取单元的组合结构示意图；

图5为本申请所提供实施例的夹取单元的结构示意图；

图6为本申请所提供实施例的抓取机构与升降机构的组合结构示意图；

图7为本申请所提供实施例的输送机构的结构示意图。

附图标记说明：10、工作台；11、取料工位；20、抓取机构；21、支承板；211、安装座；22、翻转板；221、第一侧；222、第二侧；223、连接块；224、轴件；23、翻转驱动机构；231、第二驱动件；232、直线齿条；233、齿轮；24、第一限位件；25、第二限位件；30、夹取单元；31、夹取件；32、第一驱动件；33、板件；34、导向杆；35、连动杆；351、凸块；36、换向单元；40、升降机构；41、第三驱动件；42、第一杆件；43、第二杆件；44、连接座；50、输送机构；51、第一驱动机构；52、料盘；521、条形槽。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳。但是，本申请以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的。相反地，提供这些的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的目的，不是旨在于限制本申请。

请参阅图1-图7，本申请提供一种工件翻转上料装置，尤其用于五金工件换料，包括:工作台10、输送机构50、抓取机构20、翻转驱动机构23以及升降机构40。其中，工作台10包括顶面及与顶面相对的底面。输送机构50设于工作台10的顶面，用于沿着第一水平方向将工件传送至取料工位11，此处可以理解取料工位11是一个用于夹取工件的空间位置，工件在这个空间位置被抓取，取料工位11位于工作台10的顶面上方。抓取机构20位于工作台10的顶面上方并位于取料工位11的上方，能够以与第二水平方向平行的轴线往复翻转且能够沿着竖直方向往复运动，用于翻转至取料工位11上方并下移抓取工件以及抓取工件后上移并往回翻转将工件松开进行上料，其中第二水平方向与第一水平方向垂直。翻转驱动机构23与抓取机构20连接，用于驱动抓取机构20往复翻转。升降机构40固定于工作台10，升降机构40分别与翻转驱动机构以及抓取机构20连接，用于驱动翻转驱动机构23以及抓取机构20同步上升与下降。工作时，输送机构50将工件输送至取料工位11，翻转驱动机构23驱动抓取机构20正向翻转至取料工位11上方，升降机构40驱动翻转驱动机构23以及抓取机构20同时下移，抓取机构20抓取输送机构50上的工件，升降机构40驱动翻转驱动机构23和抓取机构20同时上移，翻转驱动机构23驱动抓取机构20做反向翻转，抓取机构20将工件松开以便上料。与现有技术相比，本申请采用输送机构50来进行输送工件，采用翻转驱动机构23以及升降机构40来调整抓取机构20与输送机构50之间的相对位置，从而使抓取机构20能够与输送机构50进行工件交换，工件交换过程实现自动化，提升加工效率以及提高加工安全性能。另外，在翻转过程中，利用离心力将粘在工件表面的杂质甩掉，避免工件安装在加工位时杂质损坏工件表面。

输送机构50包括第一驱动机构51和料盘52，第一驱动机构51设于工作台10顶面；料盘52设于第一驱动机构51的活动部，料盘52在第一驱动机构51的驱动下沿第一水平方向直线移动。料盘52包括多个沿着第一水平方向与第二水平方向呈行列排布的载料位，在第一驱动机构51的驱动下，在第一水平方向间隔设置的多行载料位依次移至取料工位11。具体的，料盘52往前移动，当第一行载料位移动至于取料工位11时，第一驱动机构51停止驱动料盘52，当夹取件31夹取工件后，第一驱动机构51继续驱动料盘52，直到第二行载料位移动至取料工位11，第二行载料位等待向夹取件31提供工件，依次类推，其他行载料位以此方式向夹取件31提供工件。本申请的料盘52在第一驱动机构51的驱动下可以连续向夹取件31提供工件，换料过程迅速，加工效率较高。

料盘52开设有的多个沿着第二水平方向延伸的条形槽521，多个条形槽521沿着第一水平方向间隔设置，每个条形槽521的底面开设有多个沿着第二水平方向间隔排布的孔位，该每个孔位即为载料位。

第一驱动机构51为滚珠丝杆机构，滚珠丝杆机构结构简单，安装方便。滚珠丝杆机构包括丝杆座、丝杆、丝杆电机、滑块，丝杆座固定在工作台10顶面，丝杆与丝杆座转动连接，丝杆电机设于丝杆的一端并驱动丝杆转动，滑块与丝杆螺纹连接，料盘52固定在滑块的顶面，丝杆电机驱动丝杆时，使滑块移动，从而驱使料盘52移动。

抓取机构20包括翻转板22、夹取单元30。翻转板22与翻转驱动机构23连接，翻转板22与升降机构40转动连接，翻转板22在升降机构40的驱动下实现上下方向移动，在翻转驱动机构23的驱动下，翻转板22实现相对升降机构40的转动。进一步的，在第一水平方向上，翻转板22包括相对的第一侧221与第二侧222，第一侧221与第二侧222均沿着第二水平方向延伸。夹取单元30位于第二侧222，翻转板22的第一侧221设有轴件224，轴件224的轴向沿第二水平方向延伸，且轴件224的两端位于翻转板22之外，轴件224的两端分别与升降机构40转动连接，具体的，翻转板22的第一侧221的两端对称设有连接块223，连接块223沿第一水平方向延伸，轴件224与两个连接块223固定连接，翻转板22与轴件224固定连接，使翻转板22与轴件224连动，连接块223可以增加夹取单元30与轴件224之间的距离，从而增大夹取单元30的离心力，使夹取单元30上的工件的杂质更容易被甩掉。工作时，输送机构50将工件输送至取料工位11，在翻转驱动机构23驱动下，翻转板22绕轴件224翻转至取料工位11的上方，升降机构40带动翻转板22以及翻转驱动机构23同步下移至取料工位11，夹取单元30从输送机构50夹取工件，然后升降机构40带动翻转板22以及翻转驱动机构23上移，翻转驱动机构23驱动翻转板22绕轴件224反向翻转，夹取单元30松开工件进行上料。

夹取单元30包括夹取件31、第一驱动件32、连动结构。夹取件31的数量为多个，多个夹取件31沿第二侧222的长度方向依次设置，连动结构和第一驱动件32设于翻转板22，并且通连动结构同时驱动多个夹取件31。在连动结构的驱动下，多个夹取件31同时抓取工件或松开工件，实现多个工件同时上料，另外，多个夹取件31之间的距离是固定的，这保证了上料时多个工件之间的位置距离精度。

夹取件31包括相对设置且能够张开和收拢的两爪臂，第一驱动件32夹取件31的两爪臂连接，用于驱动夹取件31的两爪臂张开或收拢。翻转板22的第二侧222长度方向的两端设有沿远离翻转板22且平行翻转板22板面的方向延伸的板件33，可以理解，板件33沿着第一水平方向延伸，沿着第二水平方向间隔设置。连动结构包括能够相对翻转板22滑动的连动杆35、与翻转板22固定连接的导向杆34以及多个换向单元36。导向杆34的两端分别与两个板件33固定且平行于第二侧222长度方向设置。连动杆35与导向杆34平行设置，且在翻转板22的宽度方向上也就是第一水平方向上与导向杆34间隔设置。导向杆34依次贯穿各爪臂，并且和爪臂之间滑动连接，导向杆34对爪臂起到导向作用，使爪臂能够沿导向杆34轴向移动，即多个夹取件31的爪臂的连接端均能够滑动地套接在导向杆34上，多个夹取件31与多个换向单元36一一对应，第一驱动件32驱动连动杆35在朝向和背离导向杆34的方向上往复运动，连动杆35通过换向单元36驱动夹取件31夹取或松开工件，结构紧凑，节省安装空间。换向单元36包括两个铰接片，换向单元36的两个铰接片的一端与连动杆35铰接，具体的，两个铰接片的一端通过一个销轴连接在连动杆35上，且可绕着该销轴转动，两个铰接片的另一端分别与对应的夹取件31的两爪臂铰接。第一驱动件32的活动端与连动杆35固定连接，在第一驱动件32的驱动下，连动杆35朝向爪臂移动或者背向爪臂远离，当连动杆35朝向爪臂方向移动时，连动杆35通过换向单元36的两个铰接片分别驱使夹取件31的两个爪臂相互远离，以便松开工件。当连动杆35背向爪臂远离时，连动杆35通过换向单元36的两个铰接片驱使夹取件31的两个爪臂相互靠近，以便夹取工件；进一步的，翻转板22朝向连动杆35的一侧设有多个凸块351，连动杆35朝向翻转板22的一侧开设有与各凸块351逐一相配合的多个槽位，连动杆35移动时，凸块351可在槽位内移动，槽位对凸块351起到导向作用，从而使翻转板22对连动杆35的滑动过程起到导向作用。具体的，第一驱动件32可以是气缸、电机或移动模组或其他驱动件，本实施例中，第一驱动件32为气缸，气缸的固定端固定在翻转板22上，气缸的伸缩端朝向连动杆35，并且与连动杆35固定连接，进一步的，第一驱动件32可以是多个，多个第一驱动件32并列设置，并且各第一驱动件32的输出端均与连动杆35连接，连动杆35由多个第一驱动件32同时驱动。

具体地，在本实施例中，爪臂呈直块状，包括连接端及夹取端，连接端套接在导向杆上，两夹取端相对的面上分别设有与工件匹配的半夹槽，两爪臂收拢时，两半夹槽配合将工件抓取。进一步地，夹取端还设有与爪臂垂直且沿着竖直方向设置的延伸部，当载料位组与夹取件31进行换料时，延伸部可以进入载料位组的条形槽521内，从而可以更加方便且更准确地夹取工件或放置工件。

翻转驱动机构23包括齿轮233、直线齿条232、安装座211、第二驱动件231。齿轮233与轴件224同轴心地固定连接，具体地，齿轮233套设在轴件224上。直线齿条232与齿轮233啮合并与第二驱动件231连接，直线齿条232沿着第一水平方向设置，第二驱动件231驱动直线齿条232在第一水方向上往复运动。安装座211与升降机构40固定连接，安装座211沿着第一水平方向开设有引导直线齿条232往复移动的导向槽，具体地，引导槽开设在安装座211的顶面上。第二驱动件231固定于升降机构40上且通过连接件与直线齿条231连接。具体的，第二驱动件231可以是气缸，第二驱动件231的固定端固定在升降机构40上，第二驱动件231的活动端通过连接件与直线齿条232的一端连接，该连接件具体为l形的钣金件。第二驱动件231还可以是电机、移动模组。本申请通过气缸驱动直线齿条232，由直线齿条232与齿轮233啮合传动的方式来驱动翻转板22翻转，结构紧凑，安装方便。

升降机构40包括第三驱动件41、第一杆件42、两个第二杆件43、两个支承板21。其中，第三驱动件41固定在工作台10底面，第一杆件42长度方向平行于工作台10的底面并沿着第二水平方向设置，第一杆件42的中部与第三驱动件41的输出端固定连接，在第三驱动件41驱动实现上、下方向移动，第二杆件43沿着竖直方向可滑动地穿设工作台10，两个第二杆件43的下端分别连接在第一杆件42的两个端部，第二杆件43的下端与第一杆件42的端部之间通过一个连接座44实现可拆卸连接，两个支承板21的下端固定在第二杆件43的上端，第二杆件43、连接座44、第一杆件42、支承板21组合构成成升降机构40的活动部，抓取机构20位于两个支承板21之间，且抓取机构20的相对两端分布与两个支承板21转动连接，翻转驱动机构23设于其中一个支承板21上，以驱动抓取机构20往复翻转。工作时，第三驱动件41驱动第一杆件42和以及第二杆件43上移或下移，第二杆件43通过支承板21来驱动抓取机构20和翻转驱动机构23上移或下移。具体的，第三驱动件41可以是气缸，气缸的固定端固定在工作台10底面，气缸的伸缩端朝下，气缸的伸缩端与第一杆件42的中间段固定连接。

具体的，两支承板21相对的两侧面上分别设有轴承座，轴件224的两端通过轴承座与两个支承板21转动地连接，安装座211设置在右侧的支承板21上的侧面上，且位于轴承座的下方，第二驱动件231的固定端固定在右侧的支承板21的侧面上且在第一水平方向上与安装座211间隔设置。

进一步的，安装座211的顶面设有第一限位件24和第二限位件25，第一限位件24和第二限位件25位于翻转板22下方，且位于轴件224的两侧，第一限位件24和第二限位件25之间的连线平行于直线齿条232沿导向槽直线移动的方向；在第一限位件24和第二限位件25的限位下，翻转板22每次翻转的角度为180°。第一限位件和第二限位件25可以是接触传感器，当第一限位件24或第二限位件25感应到翻转板22时，产生相应的信号，将该信号反馈给外部的用于控制本申请装置工作的控制器，控制器可以是plc控制器，控制器根据信号来控制翻转板22工作，使翻转板22停止翻转；另外，第一限位件24和第二限位件25可以是缓冲器，例如液压缓冲器，翻转板22的角度可以由气缸的伸缩行程来控制，第一限位件24和第二限位件25对翻转板22进行限位，防止翻转板22翻转角度超过预设角度范围。

上述为本申请较佳的实施方式，但本申请的实施方式并不受上述的限制，其他的任何未背离本申请的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本申请的保护幅度之内。