一种用于义齿坯料加工的自动上料设备的制作方法

本发明涉及一种用于义齿坯料加工的自动上料设备，属于口腔修复体技术领域。

背景技术：

牙齿的缺损和畸形不仅影响人们咀嚼、发音和美观，也非常容易引起牙周组织病变以及相邻牙齿的松动和变形。采用义齿修复体可以有效解决这些口腔问题，达到改善人们生活质量的目的。现阶段常见的义齿陶瓷材料包括氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、长石瓷和玻璃陶瓷等，其中，由于氧化锆陶瓷具有良好的光学性能、化学稳定性以及高强度、高韧性等优点，逐渐成为最受欢迎的义齿材料。

市面上现有氧化锆牙齿一般都是对烧结成型的氧化锆坯料采用计算机数控加工成型，加工过程需借助夹具实现对氧化锆料盘的固定。由于切削机是精密加工设备，其内部操作空间狭小，氧化锆坯料和料盘的体积也都不大，所以现有的切削加工一般需要人工完成氧化锆料盘的装配上下料，装配效率低下，容易对氧化锆坯料造成不必要的损坏。尤其是氧化锆料盘和切削机料盘架一般采用紧固螺栓进行连接，在组装时必须将螺栓对准螺孔进行固定，装配过程困难，操作很不方便。

鉴于此，本领域技术人员致力于开发一种用于义齿坯料加工的自动上料设备，通过机械手配合特殊设计的料盘架结构，实现氧化锆料盘的自动化装配上下料，大大提高装配效率，整个过程无需人工参与，节约大量人力及时间成本，有效保证产品质量的稳定性。

技术实现要素：

发明目的：为克服上述义齿加工所存在的问题，本发明提出一种用于义齿坯料加工的自动上料设备，通过机械手配合特殊设计的料盘架结构，实现氧化锆料盘的自动化装配上下料，大大提高装配效率，节约大量人力及时间成本，有效保证产品质量的稳定性。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种用于义齿坯料加工的自动上料设备，包括用于装载坯料的料盘、安装于加工机床上的料盘架和用于实现料盘抓取转运的机械手；

其中，所述机械手的自由端设有连接件和气动夹爪，所述气动夹爪上设有与料盘边缘相适配的夹具块，通过气动夹爪驱动夹具块的开合实现料盘的夹持固定，进而通过机械手实现料盘的转运控制，所述料盘架为u形结构，其延伸端上设有限位块，用于实现料盘的滑动限位，所述料盘架上还设有锁紧机构，用于实现料盘的锁紧固定。该锁紧机构可实现自动化控制，而驱动机构可以在料盘架或者机械手连接件上。

进一步地，由于切削机内部的操作空间狭小，如果将驱动机构布置于料盘架上，容易造成料盘架结构冗余而不方便进行旋转活动，因此优选在机械手连接件上布置相应的驱动机构，用于实现锁紧机构的驱动控制。

进一步地，所述锁紧机构包括转动连接于料盘架上的限位挡块，通过限位挡块的转动自锁实现料盘的锁紧固定。由于料盘与限位块实现滑动配合，为进一步实现料盘的滑动定位，锁紧机构可采用转动自锁的限位挡块实现料盘边缘的卡接限位。

进一步地，所述驱动机构包括驱动件、齿轮模组和旋转块，所述驱动件通过齿轮模组带动旋转块的转动，进而通过与限位挡块相适配的旋转块实现限位挡块的转动控制。

进一步地，所述料盘上设有料盘盖，用于实现坯料的夹紧固定，通过限位挡块与料盘盖边缘的配合实现料盘的锁紧固定。一方面限位挡块压紧底部料盘边缘，防止料盘脱出限位块，另一方面限位挡块与料盘盖边缘卡接，实现料盘进出的滑动定位。

进一步地，所述料盘盖与料盘为中间镂空的结构，用于装载氧化锆坯料，且料盘盖与料盘的边缘形成可拆卸连接。

进一步地，所述料盘盖的边缘分布有第一贯通孔，所述料盘的边缘设有与第一贯通孔相配合的第二贯通孔，通过贯穿于对应第一贯通孔和第二贯通孔内的紧固螺栓实现料盘盖与料盘的紧固连接。

进一步地，所述第一贯通孔的边缘设有可供紧固螺栓杆部滑出的开口，由此只需拧松紧固螺栓上的紧固螺母，而不需要分离螺栓和螺母即可将料盘盖从料盘上拆卸下来，大大降低了料盘与料盘盖的装配难度。

进一步地，所述开口朝向为圆弧切向，且统一为顺时针或逆时针方向，由此实现料盘盖与料盘的转动分离。

有益效果：本发明提供的一种用于义齿坯料加工的自动上料设备，相对于现有技术，具有以下优点：

1、通过机械手配合气动夹爪实现氧化锆料盘的抓取转运，自动化程度高，工作稳定可靠，装置结构简单，满足小型化配置，十分适用于空间狭小的操作环境。

2、通过机械手末端的驱动机构配合特殊设计的料盘架结构实现氧化锆料盘的自动化装配，大大提高装配效率，节约大量人力及时间成本，有效保证产品质量的稳定性。

3、通过边缘开口的第一贯通孔设计实现料盘盖与料盘的转动分离，无需分离螺栓和螺母即可将料盘盖从料盘上拆卸下来，连接稳固，便于安装，大大降低了料盘与料盘盖的装配难度，提高了氧化锆坯料的装配效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步描写和阐述。

图1是本发明优选实施例中机械手自由端夹具的结构示意图；

图2-3均为本发明优选实施例中氧化锆料盘与料盘架的装配示意图；

图中包括：1、料盘，1-1、料盘盖，1-2、紧固螺栓，1-3、弧形凹槽，1-4、方形边沿，2、料盘架，2-1、限位块，2-2、限位挡块，2-3、旋转座，3-1、连接件，3-2、气动夹爪，3-3、夹具块，3-4、驱动气缸，3-5、滑座，3-6、齿条，3-7、齿轮，3-8、旋转块，3-9、安装板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以更加清楚、完整地阐述本发明的技术方案。

如图1所示为本发明一种用于义齿坯料加工的自动上料设备的优选实施方式，主要包括用于装载坯料的料盘1、安装于加工机床上的料盘架2和用于实现料盘1抓取转运的机械手(图中未作示意)。

其中，机械手的自由端设有连接件3-1和气动夹爪3-2，气动夹爪3-2上设有与料盘1边缘相适配的夹具块3-3，通过气动夹爪3-2驱动夹具块3-3的开合实现料盘1的夹持固定，进而通过机械手实现料盘1的转运控制。

具体地，料盘1夹持端的两侧设置方形边沿1-4，而两侧夹具块3-3呈l形，分别夹持于方形边沿1-4外侧，且夹具块3-3上设有与方形边沿1-4相适配的方槽，在满足小型化配置的同时有效保证夹持料盘1的稳定性。

如图2-3所示，所述料盘架2为u形结构，其两侧延伸端上均设有限位块2-1，用于实现料盘1的滑动限位；所述料盘架2上还设有锁紧机构，用于实现料盘1的锁紧固定。该锁紧机构需实现自动化控制，而驱动机构可设置在料盘架2或者连接件3-1上。

进一步地，由于切削机内部的操作空间狭小，如果将驱动机构布置于料盘架2上，容易造成料盘架2结构冗余而不方便进行旋转活动，因此优选在机械手的连接件3-1上布置相应的驱动机构，用于实现锁紧机构的驱动控制。

进一步地，所述锁紧机构包括分别通过旋转座2-3转动连接于料盘架2上的两侧限位挡块2-2，通过限位挡块2-2的转动自锁实现料盘1的锁紧固定。由于料盘1与限位块2-1实现滑动配合，为进一步实现料盘1的滑动定位，锁紧机构可采用转动自锁的限位挡块2-2实现料盘1的卡接限位。

进一步地，所述料盘1上设有料盘盖1-1，用于实现坯料的夹紧固定，通过限位挡块2-2与料盘盖1-1边缘的配合实现料盘1的锁紧固定。一方面限位挡块2-2压紧底部料盘1边缘，防止料盘1脱出限位块2-1，另一方面限位挡块2-2与料盘盖1-1边缘卡接，实现料盘1进出的滑动定位。

进一步地，所述料盘盖1-1的边缘设置弧形凹槽1-3，用于实现限位挡块2-2与料盘盖1-1边缘的卡接配合。图3中右侧限位挡块2-2与弧形凹槽1-3实现锁紧配合(图中显示锁紧状态)，左侧限位挡块2-2与料盘盖1-1弧形边缘实现锁紧配合(图中显示未锁紧状态)。

进一步地，所述驱动机构包括驱动气缸3-4、齿轮模组和旋转块3-8，所述驱动气缸3-4的活塞杆与滑座3-5相连，通过驱动气缸3-4驱动滑座3-5沿直线滑轨的滑动；所述齿轮模组包括固定于滑座3-5两侧的齿条3-6及转动连接于安装板3-9上的两个齿轮3-7，两侧齿条3-6与齿轮3-7分别构成啮合传动结构，所述旋转块3-8、气动夹爪3-2均布置于安装板3-9底部，且旋转块3-8与齿轮3-7同轴连接。

所述驱动气缸3-4通过齿轮模组带动两侧旋转块3-8的转动，进而通过与限位挡块2-2相适配的旋转块3-8(旋转块3-8的形状与限位挡块2-2相适配)实现限位挡块2-2的转动控制。

进一步地，所述料盘盖1-1与料盘1为中间镂空的结构，用于装载氧化锆坯料，且料盘盖1-1与料盘1的边缘形成可拆卸连接。

进一步地，所述料盘盖1-1的边缘分布有第一贯通孔，所述料盘1的边缘设有与第一贯通孔相配合的第二贯通孔，通过贯穿于对应第一贯通孔和第二贯通孔内的紧固螺栓1-2实现料盘盖1-1与料盘1的紧固连接。

进一步地，所述第一贯通孔的边缘设有可供紧固螺栓1-2杆部滑出的开口，所述开口朝向为圆弧切向，且统一为顺时针方向(如图3所示)。

由此只需拧松紧固螺栓上的紧固螺母，而不需要分离螺栓和螺母即可实现料盘盖与料盘的转动分离，大大降低了料盘与料盘盖的装配难度。

本发明的具体实施方式如下：

给切削机上料前，装载于料盘1内的氧化锆坯料排布于原料架上，通过机械手配合气动夹爪3-2实现夹具块3-3对料盘1的夹持固定，进而通过机械手的控制将料盘1转运至切削机内的料盘架2上。

上料时，首先将料盘1沿限位块2-1推进料盘架2，推进到位后通过驱动气缸3-4驱动旋转块3-8的转动，进而带动限位挡块2-2的转动，实现限位挡块2-2与料盘盖1-1边缘的锁紧固定，由此完成上料操作，气动夹爪3-2放松夹持，机械手退出切削机内，关闭机门，开始加工。

加工完成后，机械手带动气动夹爪3-2进行料盘1夹持，并通过驱动气缸3-4驱动旋转块3-8反向转动，由此带动限位挡块2-2的转动，松开对料盘盖1-1边缘的锁定，进而通过机械手的控制将料盘1取出下料，以便进行下一次上料操作。

本发明通过机械手配合特殊设计的料盘架结构，实现氧化锆料盘的自动化装配上下料，大大提高装配效率，节约大量人力及时间成本，有效保证产品质量的稳定性。此外，还通过边缘开口的第一贯通孔设计实现料盘盖与料盘的转动分离，连接稳固，便于安装，大大降低了料盘与料盘盖的装配难度，提高了氧化锆坯料的装配效率。

上述具体实施方式仅仅对本发明的优选实施方式进行描述，而并非对本发明的保护范围进行限定。在不脱离本发明设计构思和精神范畴的前提下，本领域的普通技术人员根据本发明所提供的文字描述、附图对本发明的技术方案所作出的各种变形、替代和改进，均应属于本发明的保护范畴。本发明的保护范围由权利要求确定。