一种工件自动加工设备的制作方法

1.本实用新型涉一种工件自动加工设备。


背景技术：

2.目前市面上有不少产品的成型是几件零件组合而成的，而零件的采用的是批量生产，品质上略有幅度偏差，对于高精度匹配的产品，往往需要以其中一个零件作为基准，然后人工一边组合试装，一边修磨，这样不仅人工的劳动强度高，而且精度比较低，良品率低下。以高尔夫球头和背部贴合的盖板为例；因为球头材质多为浇铸件和锻打件，来料有一定的变形和尺寸偏差，在需求盖板和球头贴合组装的情况下，要求设备具有自动修正位置功能。而考虑产品种类繁多，另外盖板是碳纤材质，颗粒会对人体造成较大威胁。考虑到通用性和拓展性，现有技术和设备还无法胜任，故此采用机器人进行盖板自动铣削系统尤为重要。
3.中国专利文献号cn209147938u于2019年1月29日公开了高尔夫球头面板全自动检测机，具体公开了包括机架、设于机架上用于检测面板的检测装置、设于机架上的自动供料装置以及设于机架上将自动供料装置提供的面板输送到检测装置进行检测的运输机构。将面板放置在自动供料装置上，通过自动供料装置向运输机构送料，再通过运输机构将面板输送至检测装置处进行检测，从而对面板实现自动化检测。但该结构的检测装置为激光传感器，在自动化生产存在很多因素容易被受到外界的干扰，同时激光传感器的装置相对复杂，针对一些对精度要求较高的工件无法满足，并且该机构不能加工和检测同时进行。
4.因此，有必要做进一步改进。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的旨在提供一种检测精度高、定位精准、空间利用率高、集成度高、应用范围广、成本低、可靠性强和安全性高，既可满足产品加工工艺需求应用，又满足不同产品间特征需求的工件自动加工设备，以克服现有技术中的不足之处。
6.按此目的设计的一种工件自动加工设备，包括机架，往复运动在机架上并对第一工件、第二工件进行上料和下料输送的输送台，其特征在于：所述机架上设有用于检测所述第一工件和所述第二工件的视觉组件以及驱动所述视觉组件移动的移栽机构，所述输送台上设有用于定位所述第一工件的第一治具组件、用于定位所述第二工件的第二治具组件，所述机架上设有机器人，所述机器人上设有切削装置，其中，视觉组件通过所述移栽机构移动在所述第一治具组件和所述第二治具组件之间上，所述视觉组件检测到所述第一工件位置和精度时，所述机器人接收所述视觉组件检测信息后驱动所述切削装置加工所述第二工件，加工后的第二工件通过所述视觉组件检测并与所述第一工件的位置和精度进行比对。
7.所述移栽机构包括移栽支架、y轴移动模组和x轴移动模组，所述y轴移动模组包括y轴伺服电机、第一固定板和y轴固定支架，所述y轴伺服电机和y轴固定支架分别设置在所述第一固定板上，所述视觉组件设置在所述y轴固定支架上、且其通过所述y轴伺服电机纵
向移动在所述y轴固定支架上，所述x轴移动模组包括x轴伺服电机和滑动板，所述滑动板设置在所述移栽支架顶部，所述第一固定板固设在所述滑动板上，所述x轴伺服电机设置在所述移栽支架一侧底部，其中，所述x轴伺服电机驱动所述滑动板沿所述移栽支架横向移动，且移动中带动所述视觉组件移动。
8.所述视觉组件包括摄像支架和摄像机，所述摄像支架可上下调节的设置于所述y轴固定支架上，所述摄像机固定于所述摄像支架上。
9.所述第一治具组件和第二治具组件并排式设置在输送台上，所述第一治具组件包括第一定位台和第一治具，所述第一治具固定于所述第一定位台上，所述第一治具上设有若干个用于定位所述第一工件的第一定位柱，所述第一治具上设有用于吸附所述第一工件的第一真空吸孔，所述第一定位台上设有呈对向设置的压紧气缸和限位块，所述限位块设置在所述压紧气缸上，所述第一工件两侧定位在所述限位块和所述压紧气缸之间；所述第二治具组件包括第二定位台和第二治具，所述第二治具固定于所述第二定位台上，所述第二定位台上设有若干个用于定位所述第二工件的第二定位柱，所述第二治具上设有用于吸附所述第二工件的第二真空吸孔。
10.所述第一治具和所述第二治具外周分别设有密封条。
11.所述机架上设有安装板和升降组件，所述安装板上设有驱动气缸和滑轨组件，所述输送台与所述驱动气缸驱动连接，所述滑轨组件包括定滑轨和动滑块，所述定滑轨固定设置在所述安装板上，所述动滑块滑动设置在所述定滑轨上、且与所述输送台配合连接；所述升降组件包括门体和升降气缸，所述升降气缸的缸体固定设置在所述机架上，所述升降气缸的活塞杆传动连接所述门体，其中，所述输送台通过所述驱动气缸和滑轨组件的配合滑动在安装板上、且在滑动时所述升降气缸驱动所述门体升降在所述机架上，以形成所述机器人加工区域和工人上下料区域。
12.所述安装板上设有用于防尘的防尘罩。
13.所述切削装置包括夹具支架、连接法兰和电主轴，所述连接法兰设置在所述夹具支架一端上、且所述夹具支架通过所述连接法兰与机器人配合连接，所述电主轴设置在所述夹具支架另一端上，所述电主轴上设有用于切削所述第二工件的加工刀具。
14.所述机架上设有用于收集废料的接斗。
15.所述机架底部设置有控制系统，所述控制系统分别与所述机器人、输送台、视觉组件和移栽机构电控连接。
16.本实用新型工件自动加工设备，与现有技术相比，具有以下优点：
17.1、视觉组件采用ccd视觉检测设备能够准确测量产品精度和位置信息以及第一治具组件和第二治具组件的配合、机器人，铣削后的产品整体尺寸误差在0.05mm以内，以实现一对一的精准匹配；并且能兼容多款型号的产品；
18.2、设备的设计原理可应用于同类型的高尔夫球头，或者类似制品的铣削，检测，比对等自动化设备领域；
19.3、该设备集成检测，铣削，视觉移动等工艺为一体，功能齐全，集成度高，便于推广市场；
20.4、双台的输送台通过驱动气缸和滑轨组件配合、门体通过升降气缸配合，可以一面生产一面人工上下料，大大提高生产效率和安全性；
21.5、电主轴和机器人安装法兰同心固定；
22.综合而言，其具有检测精度高、定位精准、空间利用率高、集成度高、应用范围广、成本低、可靠性强和安全性高等特点。
附图说明
23.图1为本实用新型一实施例的装配结构示意图。
24.图2为本实用新型一实施例的省略门侧板结构示意图。
25.图3为本实用新型一实施例的省略门侧板另一视角结构示意图。
26.图4为本实用新型一实施例的输送台、视觉组件、移栽机构和第一治具组件、第二治具组件和接斗组装立体图。
27.图5为本实用新型一实施例的输送台、视觉组件、移栽机构和第一治具组件、第二治具组件和接斗另一视角组装立体图。
28.图6为本实用新型一实施例的移栽机构和视觉组件组装立体图。
29.图7为本实用新型一实施例的移栽机构和视觉组件另一视角组装立体图。
30.图8为本实用新型一实施例的安装板、输送台、驱动气缸和滑轨组件组装立体图。
31.图9为本实用新型一实施例的安装板、输送台、驱动气缸和滑轨组件另一视角组装立体图。
32.图10为本实用新型一实施例的输送台、第一治具组件、第二治具组件、压紧气缸和限位块组装立体图。
33.图11为本实用新型一实施例的升降气缸和门体组装立体图。
34.图12为本实用新型一实施例的机器人和切削装置组装立体图。
35.图13为本实用新型一实施例的切削装置结构示意图。
36.其中，图1至图13中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
37.1-机架，101-安装板，1011-驱动气缸，1012-滑轨，1013-动滑块，1014-防尘罩，102-升降组件，1021-门体，1022-升降气缸，103-接斗，104-控制系统，2-第一工件，3-第二工件，4-输送台，5-视觉组件，501-摄像支架，502-摄像机，6-移栽机构，601-移栽支架，602-y轴移动模组，6021-y轴伺服电机，6022-第一固定板，6023-y轴固定支架，603-x轴移动模组，6031-x轴伺服电机，6032-滑动板，7-第一治具组件，701-第一定位台，702-第一治具，7021-第一定位柱，7022-第一真空吸孔，703-压紧气缸，704-限位块，8-第二治具组件，801-第二定位台，802-第二治具，8021-第二定位柱，8022-第二真空吸孔，9-机器人，10-切削装置，1001-夹具支架，1002-连接法兰，1003-电主轴，1004-加工刀具。
具体实施方式
38.下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。
39.参见图1-图5所示，在一个实施例中，提供了一种工件自动加工设备，包括机架1，往复运动在机架1上并对第一工件2、第二工件3进行上料和下料输送的输送台4，机架1上设有用于检测第一工件2和第二工件3的视觉组件5以及驱动视觉组件5移动的移栽机构6，输送台4上设有用于定位第一工件2的第一治具组件7、用于定位第二工件3的第二治具组件8，机架1上设有机器人9，机器人9上设有切削装置10，其中，视觉组件5通过移栽机构6移动在
第一治具组件7和第二治具组件8之间上，视觉组件5检测到第一工件2位置和精度时，机器人9接收视觉组件5检测信息后驱动切削装置10加工第二工件3，加工后的第二工件3通过视觉组件5检测并与第一工件2的位置和精度进行比对。
40.需要说明的是，第一工件2包括高尔夫球头，第二工件3包括盖板，但不限于高尔夫球头和盖板，还可以为类似制品，在此不做具体限定，本文以第一工件2为高尔夫球头，第二工件3为盖板为例进行具体说明，盖板为碳纤材质。机器人9采用瑞士abb品牌旗下的irb1200款机器人，在上百万次的定位精度测试中，误差仅有0.02mm，在机器人自动加工过程中，通过技术人员程序的编写，以使每个盖板铣削后效果与高尔夫球头一对一的精准匹配。此外，需要说明的是，机器人9具有离线模拟功能，可以进行线外编程，方便操作。
41.具体的，视觉组件5通过移栽机构6先移动到第一治具组件7上，并通过视觉组件5对高尔夫球头的位置和精度进行取照得出第一数据，并将第一数据转递给机器人9和控制系统104进行数据分析，机器人9根据摄像机502拍摄后的路径进行调整铣削，对第二治具组件8上的盖板进行加工处理，加工处理完成后，视觉组件5通过移栽机构6移动至第二治具组件8上，并通过视觉组件5对加工完成后的盖板进行取照得出第二数据，且将第二数据与第一数据进行对比分析。
42.进一步来说，参见图6和图7所示，移栽机构6包括移栽支架601、y轴移动模组602和x轴移动模组603，y轴移动模组602包括y轴伺服电机6021、第一固定板6022和y轴固定支架6023，y轴伺服电机6021和y轴固定支架6023分别设置在第一固定板6022上，视觉组件5设置在y轴固定支架6023上、且其通过y轴伺服电机6021纵向移动在y轴固定支架6023上，x轴移动模组603包括x轴伺服电机6031和滑动板6032，滑动板6032设置在移栽支架601顶部，第一固定板6022固设在滑动板6032上，x轴伺服电机6031设置在移栽支架601一侧底部，其中，x轴伺服电机6031驱动滑动板6032沿移栽支架601横向移动，且移动中带动视觉组件5移动。
43.进一步来说，视觉组件5包括摄像支架501和摄像机502，摄像支架501可上下调节的设置于y轴固定支架6023上，摄像机502固定于摄像支架501上。
44.需要说明的是，摄像机502为ccd视觉检测设备，采取ccd视觉检测设备能更快的检测产品，且连续工作效率高。
45.结合图4参见图10所示，第一治具组件7和第二治具组件8并排式设置在输送台4上，第一治具组件7包括第一定位台701和第一治具702，第一治具702固定于第一定位台701上，第一治具702上设有若干个用于定位第一工件2的第一定位柱7021，第一治具702上设有用于吸附第一工件2的第一真空吸孔7022，第一定位台701上设有呈对向设置的压紧气缸703和限位块704，限位块704设置在压紧气缸703上，第一工件2两侧定位在限位块704和压紧气缸703之间；第二治具组件8包括第二定位台801和第二治具802，第二治具802固定于第二定位台801上，第二定位台801上设有若干个用于定位第二工件3的第二定位柱8021，第二治具802上设有用于吸附第二工件3的第二真空吸孔8022。
46.具体地，高尔夫球头通过第一定位柱7021定位在第一治具702上，且其通过第一真空吸孔7022牢牢吸附在第一治具702上；同理，盖板通过第二定位柱8021定位在第二治具802上，且其通过第二真空吸孔8022牢牢吸附在第二治具802上；采取上述设置，有效保证每次放置在第一治具702和第二治具802上的产品精度是一致的，从而保证了机器人9在铣削产品的时候重复精度是一致的。
47.第一治具702和第二治具802外周分别设有密封条。
48.机架1上设有安装板101和升降组件102，安装板101上设有驱动气缸1011和滑轨组件，输送台4与驱动气缸1011驱动连接，滑轨组件包括定滑轨1012和动滑块1013，定滑轨1012固定设置在安装板101上，动滑块1013滑动设置在定滑轨1012上、且与输送台4配合连接；升降组件102包括门体1021和升降气缸1022，升降气缸1022的缸体固定设置在机架1上，升降气缸1022的活塞杆传动连接门体1021，其中，输送台4通过驱动气缸1011和滑轨组件的配合滑动在安装板101上、且在滑动时升降气缸1022驱动门体1021升降在机架1上，以形成机器人9加工区域和工人上下料区域。
49.需要说明的是，输送台4为双工位设置，具体的，机器人9对一个输送台4上的盖板加工完成后，输送台4通过驱动气缸1011往工人上下料区域移动，在输送台4移动过程中，门体1021通过升降气缸1022上升，以使输送台4顺利移动至工人上下料区域，已进一步工人对加工完成后的盖板取下和高尔夫球头取下并放置参照的高尔夫球头和待加工的盖板在输送台4上，同时机器人9对另一个输送台4上的盖板进行加工，以达到一面生产一面人工上下料，大大提高生产效率和安全性。
50.安装板101上设有用于防尘的防尘罩1014。
51.参见图12和图13所示，切削装置10包括夹具支架1001、连接法兰1002和电主轴1003，连接法兰1002设置在夹具支架1001一端上、且夹具支架1001通过连接法兰1002与机器人9配合连接，电主轴1003设置在夹具支架1001另一端上，电主轴1003上设有用于切削第二工件3的加工刀具1004。
52.采取上述设置，夹具支架1001保障电主轴1003与连接法兰1002同一轴心设置，生产时只需要将加工刀具1004锁定在电主轴1上就可以进行加工，方便快捷，需要说明的是，加工刀具1004有选为不含电镀层的φ4-6铣刀，主要解决盖板的碳纤毛边问题，电主轴1选用0-60000r/min的高速电主轴。
53.参见图3和图5所示，机架1上设有用于收集废料的接斗103。
54.参见图2和图3所5示，机架1底部设置有控制系统104，控制系统104分别与机器人9、输送台4、视觉组件5和移栽机构6电控连接。
55.具体的，控制系统104能够实现铣削进给速度控制及在线调整电主轴1003的转速，适应多种型号盖板的铣削要求。同时，控制系统104系统具有只能自我保护意识，内部硬件软件联通形成信息闭关，避免干涉碰撞并提前为操控者提供警示。
56.上述为本实用新型的优选方案，显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本领域的技术人员应该了解本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

技术特征：
1.一种工件自动加工设备，包括机架(1)，往复运动在机架(1)上并对第一工件(2)、第二工件(3)进行上料和下料输送的输送台(4)，其特征在于：所述机架(1)上设有用于检测所述第一工件(2)和所述第二工件(3)的视觉组件(5)以及驱动所述视觉组件(5)移动的移栽机构(6)，所述输送台(4)上设有用于定位所述第一工件(2)的第一治具组件(7)、用于定位所述第二工件(3)的第二治具组件(8)，所述机架(1)上设有机器人(9)，所述机器人(9)上设有切削装置(10)，其中，所述视觉组件(5)通过所述移栽机构(6)移动在所述第一治具组件(7)和所述第二治具组件(8)之间上，所述视觉组件(5)检测到所述第一工件(2)位置和精度时，所述机器人(9)接收所述视觉组件(5)检测信息后驱动所述切削装置(10)加工所述第二工件(3)，加工后的第二工件(3)通过所述视觉组件(5)检测并与所述第一工件(2)的位置和精度进行比对。2.根据权利要求1所述的工件自动加工设备，其特征在于：所述移栽机构(6)包括移栽支架(601)、y轴移动模组(602)和x轴移动模组(603)，所述y轴移动模组(602)包括y轴伺服电机(6021)、第一固定板(6022)和y轴固定支架(6023)，所述y轴伺服电机(6021)和y轴固定支架(6023)分别设置在所述第一固定板(6022)上，所述视觉组件(5)设置在所述y轴固定支架(6023)上、且其通过所述y轴伺服电机(6021)纵向移动在所述y轴固定支架(6023)上，所述x轴移动模组(603)包括x轴伺服电机(6031)和滑动板(6032)，所述滑动板(6032)设置在所述移栽支架(601)顶部，所述第一固定板(6022)固设在所述滑动板(6032)上，所述x轴伺服电机(6031)设置在所述移栽支架(601)一侧底部，其中，所述x轴伺服电机(6031)驱动所述滑动板(6032)沿所述移栽支架(601)横向移动，且移动中带动所述视觉组件(5)移动。3.根据权利要求2所述的工件自动加工设备，其特征在于：所述视觉组件(5)包括摄像支架(501)和摄像机(502)，所述摄像支架(501)可上下调节的设置于所述y轴固定支架(6023)上，所述摄像机(502)固定于所述摄像支架(501)上。4.根据权利要求1所述的工件自动加工设备，其特征在于：所述第一治具组件(7)和第二治具组件(8)并排式设置在输送台(4)上，所述第一治具组件(7)包括第一定位台(701)和第一治具(702)，所述第一治具(702)固定于所述第一定位台(701)上，所述第一治具(702)上设有若干个用于定位所述第一工件(2)的第一定位柱(7021)，所述第一治具(702)上设有用于吸附所述第一工件(2)的第一真空吸孔(7022)，所述第一定位台(701)上设有呈对向设置的压紧气缸(703)和限位块(704)，所述限位块(704)设置在所述压紧气缸(703)上，所述第一工件(2)两侧定位在所述限位块(704)和所述压紧气缸(703)之间；所述第二治具组件(8)包括第二定位台(801)和第二治具(802)，所述第二治具(802)固定于所述第二定位台(801)上，所述第二定位台(801)上设有若干个用于定位所述第二工件(3)的第二定位柱(8021)，所述第二治具(802)上设有用于吸附所述第二工件(3)的第二真空吸孔(8022)。5.根据权利要求4所述的工件自动加工设备，其特征在于：所述第一治具(702)和所述第二治具(802)外周分别设有密封条。6.根据权利要求1所述的工件自动加工设备，其特征在于：所述机架(1)上设有安装板(101)和升降组件(102)，所述安装板(101)上设有驱动气缸(1011)和滑轨组件，所述输送台(4)与所述驱动气缸(1011)驱动连接，所述滑轨组件包括定滑轨(1012)和动滑块(1013)，所述定滑轨(1012)固定设置在所述安装板(101)上，所述动滑块(1013)滑动设置在所述定滑轨(1012)上、且与所述输送台(4)配合连接；所述升降组件(102)包括门体(1021)和升降气
缸(1022)，所述升降气缸(1022)的缸体固定设置在所述机架(1)上，所述升降气缸(1022)的活塞杆传动连接所述门体(1021)，其中，所述输送台(4)通过所述驱动气缸(1011)和滑轨组件的配合滑动在安装板(101)上、且在滑动时所述升降气缸(1022)驱动所述门体(1021)升降在所述机架(1)上，以形成所述机器人(9)加工区域和工人上下料区域。7.根据权利要求6所述的工件自动加工设备，其特征在于：所述安装板(101)上设有用于防尘的防尘罩(1014)。8.根据权利要求1所述的工件自动加工设备，其特征在于：所述切削装置(10)包括夹具支架(1001)、连接法兰(1002)和电主轴(1003)，所述连接法兰(1002)设置在所述夹具支架(1001)一端上、且所述夹具支架(1001)通过所述连接法兰(1002)与机器人(9)配合连接，所述电主轴(1003)设置在所述夹具支架(1001)另一端上，所述电主轴(1003)上设有用于切削所述第二工件(3)的加工刀具(1004)。9.根据权利要求8所述的工件自动加工设备，其特征在于：所述机架(1)上设有用于收集废料的接斗(103)。10.根据权利要求1所述的工件自动加工设备，其特征在于：所述机架(1)底部设置有控制系统(104)，所述控制系统(104)分别与所述机器人(9)、输送台(4)、视觉组件(5)和移栽机构(6)电控连接。

技术总结
一种工件自动加工设备，包括机架，往复运动在机架上并对第一工件、第二工件进行上料和下料输送的输送台，机架上设有用于检测第一工件和第二工件的视觉组件以及驱动视觉组件移动的移栽机构，输送台上设有用于定位第一工件的第一治具组件、用于定位第二工件的第二治具组件，机架上设有机器人，机器人上设有切削装置，其中，视觉组件通过移栽机构移动第一治具组件和第二治具组件之间上，视觉组件检测到第一工件位置和精度时，机器人接收视觉组件检测信息后驱动切削装置加工第二工件，加工后的第二工件通过视觉组件检测并与第一工件的位置和精度进行比对。本实用新型具有检测精度高、定位精准、空间利用率高、集成度高、应用范围广和成本低等特点。和成本低等特点。和成本低等特点。


技术研发人员：李绪钦 廖嘉梁 刘镜钊 霍锦添
受保护的技术使用者：广东利迅达机器人系统股份有限公司
技术研发日：2021.09.23
技术公布日：2022/3/8