本發明涉及輸送工件的裝置領域，尤其是一種自動送料和取料設備。

背景技術：

目前，現有的數控加工中心，其工件的裝夾一般還需要用人手裝料和取料，這樣導致加工效率受到限制，加工效率低，而采用機械手進行裝料和取料已經是行業的發展趨勢，而機械手的結構已經發展成熟，機械手臂的動作已經很靈活。而如何配合機械手將儲料的一側和加工的一側進行有效的配合，是擺在工程人員面前要解決的課題，本發明提供一種流水線式的鏈條式料道，供廠家選擇。

技術實現要素：

本發明的目的在于解決上述現有技術的不足，而本發明提供一種結構簡單、合理的一種自動送料和取料設備，其具備自動定位功能，能夠同時配合多個機械手和多個數控加工中心使用，構成連續式、多工位的工件輸送，有效提高加工效率，以及應對特殊工件的加工。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種自動送料和取料設備，包括一條鏈條式料道以及多個兩軸機械手臂，鏈條式料道包括沿長度方向延伸有的料道架，料道架底部安裝有支撐腳，料道架上沿長度延伸方向安裝有輸送工件用的輸送帶，其特征是，所述料道架上間距式設置有兩輸送帶，工件承接在兩輸送帶上輸送，兩輸送帶之間構成貫通料道架上下部的中間通道；

料導架上沿長度方向設置有多個取料工位，每個取料工位由定位裝置和提升裝置組成，每個取料工位一側設置有一個兩軸機械手臂；

定位裝置安裝在料道架上部，包括兩擋料模塊和一個定位模塊，兩擋料模塊之間構成預備提升區間，定位模塊與相鄰的擋料模塊之間構成定位提升區間；

定位提升區間下方的料道架下部設置有提升裝置，提升裝置包括垂直延伸入中間通道內的提升桿，提升桿通過提升氣缸和步進電機驅動，先后實現提升桿的上升和轉動，使提升桿將工件提升后實現轉動；

每個兩軸機械手臂包括基座，所述基座頂端固定有沿X方向延伸的X軸支臂，X軸支臂頂面兩側沿長度方向延伸設置有兩X軸導軌，兩X軸導軌之間固定有X軸齒條，兩X軸導軌上通過X軸滑塊座設有X軸滑座，X軸滑座上垂直固定有X軸伺服電機，X軸伺服電機的輸出軸穿過X軸滑座并連接有與X軸齒條嚙合的X軸驅動齒輪；

X軸滑座上固定有Z軸固定座，Z軸固定座的一側安裝有Z軸滑塊，Z軸固定座的另一側水平安裝有Z軸伺服電機，Z軸伺服電機的輸出軸連接有Z軸驅動齒輪，Z軸滑塊與Z軸驅動齒輪之間的X軸支臂外側垂直設置有Z軸支臂，兩側沿垂直延伸方向設置有Z軸導軌和Z軸齒條，Z軸導軌與Z軸滑塊滑動配合，Z軸齒條與Z軸驅動齒輪嚙合；

Z軸支臂的底端轉動連接有取料板，取料板并列設置有兩個取料夾手，Z軸支臂上固定有取料翻轉氣缸，取料翻轉氣缸的伸縮桿與取料板的一側連接。

采用該結構的料道，工件放置在兩輸送帶上沿料道架的長度延伸方向輸送，以其中一個取料工位為例，當工件一個貼著一個輸送至兩個擋料模塊時，先將最前面的一個工件往前輸送至定位提升區間，與定位模塊觸碰，后面的多個工件均被兩個擋料模塊分別擋住停留在預備提升區間，即使輸送帶在輸送也不會向前移動，此時提升裝置中的提升氣缸驅動提升桿，將定位提升區間上的工件提升，到達指定高度后，通過步進電機旋轉提升桿，使工件旋轉移動的角度，當旋轉指定的角度后，即可以通過已經準備工作的兩軸機械手臂將提升桿上的工件抓取，繼而放入數控加工中心上加工，后續的加工并不是本發明要求保護的內容，在次不在詳述。當定位提升區間的工件被抓取后，提升桿下降復位，而預備提升區間上最前面的工件會被輸送入定位提升區間內，重復提升和旋轉的動作，而后面的工件被個擋料模塊擋在預備提升區間上，如此循環配合動作，實現快速的輸送工件，并與機械手配合，其加工效率高，自動化程度高，再配合多個取料工位的設置，有效降低人力成本。

而兩個擋料模塊的設置，其作用是，最前的一個工件會被輸送入定位提升區間內被提升桿提升并旋轉，而兩個擋料模塊形成的預備提升區間，用于將預備進入定位提升區間的工件進行定位，并與前后的工件分隔開，而排在后面的多個工件被靠后的一個擋料模塊擋住定位，避免后面多個工件與預備提升區間發生干涉，使兩擋料模塊和一個定位模塊形成不同的區域，并按照數控程序的設定，根據先后步驟進行送料，其結構簡單、合理，為提高送料效率提供基礎。

另外，兩輸送帶呈間距式設置，形成適于提升桿穿過的中間通道，其結構巧妙，使整個結構更加緊湊。

采用該結構的機械手臂，通過設置X軸導軌和Z軸導軌，可以使取料板上的取料夾手實現X軸和Z軸方向的滑動，再通過取料翻轉氣缸對取料板實現翻轉擺動，從而使取料夾手更方便地將料道架中提升桿上的工件抓取，并轉移到對應的位置，其結構簡單、合理，X軸伺服電機和Z軸伺服電機的控制，可以精準設定速度，而齒條與齒輪的傳動配合，傳動精度高，整體結構雖然采用直線運動，但結構組合巧妙，能夠精確將工件由取料工位轉移至數控加工工位，有效提高生產效率。

一個取料板上設置兩個取料夾手，是為了方便在數控加工機床上完成取料和放料，有效提高加工效率。

本發明還可以采用以下技術措施解決：

料導架沿長度延伸方向的兩端安裝有兩傳動軸，每個傳動軸間距式設置有兩傳動輪，每個輸送帶兩端分別與兩傳動軸上對應的傳動輪聯接，其中一傳動軸通過輸送帶驅動裝置驅接；傳動結構簡單、合理，拆裝維護方便；驅動裝置可以是電機與減速機的組合，或者其他組合。

兩擋料模塊相鄰設置，每個擋料模塊包括擋料基座、擋料氣缸以及擋料輪，擋料基座固定在料道架一側，擋料氣缸固定在擋料基座的一側，擋料氣缸上的伸縮桿連接有擋料連桿，擋料連桿的另一端往輸送帶方向延伸并連接有擋料輪；兩擋料模塊相鄰并間距設置，通過擋料氣缸，對工件實現擋料，在需要的時候阻擋工件前進，擋料輪可以相對擋料連桿自由轉動，避免擋料連桿縮回后，讓工件前進，即使工件觸碰到擋料輪，也不會造成工件表面形成刮痕等，并讓工件順利前進。

兩擋料模塊之間的料道架上設置有第一檢測器；起到位置檢測作用，使系統獲得相應的檢測數據；并作出相應的指令。

定位模塊包括定位基座、定位氣缸以及定位輪，定位基座固定在料道架一側，定位氣缸固定在定位基座的一側，定位氣缸上的伸縮桿連接有定位連桿，定位連桿的另一端往輸送帶方向延伸并連接有定位輪；通過定位氣缸的工作，實現工件的定位，使提升桿能夠將準確地將工件提升。

定位模塊與相鄰的擋料模塊之間的料道架上設置有第二檢測器；起到位置檢測作用，使系統獲得相應的檢測數據；并作出相應的指令。

定位模塊與相鄰的擋料模塊之間設置有位置校對模塊，包括位置校對基座、位置校對氣缸以及第三檢測器，位置校對基座固定在料道架一側，位置校對氣缸固定在位置校對基座上，位置校對氣缸上的伸縮桿連接有位置校對連接頭，位置校對連接頭上安裝有檢測器支架，第三檢測器安裝在檢測器支架上，對應工件上開設有與第三檢測器對應的通孔；位置校對模塊主要是針對工件被提升桿提升后，對步進電機輸出的旋轉角度進行控制的，具體是，工件上還需要開設孔或其他與第三檢測器進行對應結構特征，當工件提升后通過步進電機進行旋轉，當第三檢測器與工件上的孔進行垂直對應時，第三檢測器會輸出信號使步進電機停止旋轉，示意旋轉已經到位，外設的機械手即可以隨時抓取工件，其結構簡單、合理、巧妙，完全實現自動化。

位置校對連接頭上安裝有兩檢測器支架，每個檢測支架上安裝有第三檢測器；兩個檢測支架上的兩個第三檢測器，對應工件上需要開設兩個孔與之對應，一對的組合能夠使旋轉精度更加準確。

提升裝置還包括設置在料道架下部兩側的兩提升導向柱，兩提升導向柱的底端聯接有提升基板，提升氣缸固定在提升基板上，提升氣缸的伸縮桿穿過提升基板聯接有導向滑板，導向滑板兩端與兩提升導向柱導向連接，導向滑板上連接有電機連接板，步進電機垂直安裝在電機連接板上，步進電機的輸出軸連接有延伸入中間通道內的提升桿；通過提升氣缸的驅動，使導向滑板將沿兩提升導向柱向上提升，實現步進電機和提升桿的提升，當提升至指定高度后，通過步進電機對提升桿輸出扭矩旋轉，實現上述的抓取工件的步驟；兩提升導向柱使提升結構穩定。

所述Z軸支臂的底端連接有取料基座，取料基座向下彎接有取料基座延伸板，取料基座延伸板上安裝有連接套筒，取料板通過轉動套筒套設在連接套筒上；轉動套筒套設入連接套筒內，使取料板具備轉動功能，在配合取料翻轉氣缸的驅動，能夠快速實現取料板的翻轉取料、放料。

取料板的一側固定有氣缸連接頭，取料翻轉氣缸的伸縮桿與氣缸連接頭轉動連接；結構連接簡單，安裝快速。

Z軸固定座的一側上下式安裝有兩Z軸滑塊；兩個Z軸滑塊使結構更加穩定。

Z軸固定座兩側設有延伸出X軸支臂外側的兩Z軸固定支板，Z軸支臂垂直設置在兩Z軸固定支板之間，Z軸滑塊和Z軸伺服電機分別固定在兩Z軸固定支板上；空間布局合理、緊湊，兩Z軸滑塊設置為固定，Z軸導軌作升降滑動，從而實現取料板的Z軸上下升降。

基座頂端安裝有支撐座，X軸支臂水平座設在支撐座頂面；支撐座具備延長段，可以更加支承X軸支臂，使結構受力更加合理，X軸滑座滑動更加穩定，滑動精度得到保證。

本發明的有益效果是：

（1）本發明一種自動送料和取料設備，鏈條式料道的結構簡單、合理，能快速實現工件的輸送，并與現有的機械手配合，將工件快速轉移，而鏈條式（或流水式）的料道架，能夠設置多個工位，有效提高工作效率，而通過提升裝置，將工件提升并旋轉至指定角度方便抓取，其結構緊湊，安裝維護方便，送料精準。

（2）本發明一種自動送料和取料設備，兩軸機械手臂的結構簡單、合理，自動化程度高，通過設置X軸導軌和Z軸導軌，可以使取料板上的取料夾手實現X軸和Z軸方向的滑動，再通過取料翻轉氣缸對取料板實現翻轉擺動，從而使取料夾手更方便地將料道架中提升桿上的工件抓取，并轉移到對應的位置，其結構簡單、合理，X軸伺服電機和Z軸伺服電機的控制，可以精準設定速度，而齒條與齒輪的傳動配合，傳動精度高，整體結構雖然采用直線運動，但結構組合巧妙，能夠精確將工件由取料工位轉移至數控加工工位，有效提高生產效率。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是本發明中鏈條式料道的結構示意圖。

圖3是本發明中鏈條式料道的俯視圖。

圖4是圖2中F1的放大圖。

圖5是圖2中F2的放大圖。

圖6是圖3中F3的放大圖。

圖7是本發明中兩軸機械手臂的結構示意圖。

圖8是本發明中兩軸機械手臂的結構示意圖。

圖9是本發明中兩軸機械手臂的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

如圖1至圖9所示，一種自動送料和取料設備，包括一條鏈條式料道A以及多個兩軸機械手臂C，鏈條式料道A包括沿長度方向延伸有的料道架A1，料道架A1底部安裝有支撐腳A2，料道架A1上沿長度延伸方向安裝有輸送工件A3用的輸送帶A4，其特征是，所述料道架A1上間距式設置有兩輸送帶A4，工件A3承接在兩輸送帶A4上輸送，兩輸送帶A4之間構成貫通料道架A1上下部的中間通道A5；

料導架A1上沿長度方向設置有多個取料工位A6，每個取料工位A6由定位裝置A7和提升裝置A8組成，每個取料工位A6一側對應設置有一個兩軸機械手臂C；

定位裝置A7安裝在料道架A1上部，包括兩擋料模塊A701和一個定位模塊A702，兩擋料模塊A701之間構成預備提升區間A703，定位模塊A702與相鄰的擋料模塊A701之間構成定位提升區間A704；

定位提升區間A704下方的料道架A1下部設置有提升裝置A8，提升裝置A8包括垂直延伸入中間通道A5內的提升桿A801，提升桿A801通過提升氣缸A802和步進電機A803驅動，先后實現提升桿A801的上升和轉動，使提升桿A801將工件A3提升后實現轉動；

每個兩軸機械手臂C包括基座C1，所述基座C1頂端固定有沿X方向延伸的X軸支臂C2，X軸支臂C2頂面兩側沿長度方向延伸設置有兩X軸導軌C3，兩X軸導軌C3之間固定有X軸齒條C4，兩X軸導軌C3上通過X軸滑塊C5座設有X軸滑座C6，X軸滑座C6上垂直固定有X軸伺服電機C7，X軸伺服電機C7的輸出軸穿過X軸滑座C6并連接有與X軸齒條C4嚙合的X軸驅動齒輪C8；

X軸滑座C6上固定有Z軸固定座C9，Z軸固定座C9的一側安裝有Z軸滑塊C10，Z軸固定座C9的另一側水平安裝有Z軸伺服電機C11，Z軸伺服電機C11的輸出軸連接有Z軸驅動齒輪C12，Z軸滑塊C10與Z軸驅動齒輪C12之間的X軸支臂C2外側垂直設置有Z軸支臂C13，兩側沿垂直延伸方向設置有Z軸導軌C14和Z軸齒條C15，Z軸導軌C14與Z軸滑塊C10滑動配合，Z軸齒條C15與Z軸驅動齒輪C12嚙合；

Z軸支臂C13的底端轉動連接有取料板C17，取料板C17并列設置有兩個取料夾手C18，Z軸支臂C13上固定有取料翻轉氣缸C19，取料翻轉氣缸C19的伸縮桿與取料板C17的一側連接。

采用該結構的鏈條式料道，工件A3放置在兩輸送帶A4上沿料道架A1的長度延伸方向輸送，以其中一個取料工位A6為例，當工件A3一個貼著一個輸送至兩個擋料模塊A701時，先將最前面的一個工件A3往前輸送至定位提升區間A704，與定位模塊A702觸碰，后面的多個工件A3均被兩個擋料模塊A701分別擋住，其中一個停留在預備提升區間A703，即使輸送帶A4在輸送也不會向前移動，此時提升裝置A8中的提升氣缸A802驅動提升桿A801，將定位提升區間A704上的工件A3提升，到達指定高度后，通過步進電機A803旋轉提升桿A801，使工件A3旋轉移動的角度，當旋轉指定的角度后，即可以通過兩軸機械手臂上取料夾手C18將提升桿A801上的工件A3抓取，繼而放入數控加工中心上加工，后續的加工并不是本發明要求保護的內容，再次不在詳述。當定位提升區間A704的工件A3被取料夾手C18抓取后，提升桿A801下降復位，而預備提升區間A703上最前面的工件A3會被輸送入定位提升區間A704內，重復提升和旋轉的動作，而后面的工件A3被個擋料模塊A701擋在預備提升區間A703上，如此循環配合動作，實現快速的輸送工件，并與機械手配合，其加工效率高，自動化程度高，再配合多個取料工位的設置，有效降低人力成本。

而兩個擋料模塊A701的設置，其作用是，最前的一個工件A3會被輸送入定位提升區間A704內被提升桿A801提升并旋轉，而兩個擋料模塊A701形成的預備提升區間A703，用于將預備進入定位提升區間A704的工件A3進行定位，并與前后的工件分隔開，而排在后面的多個工件被靠后的一個擋料模塊A701擋住定位，避免后面多個工件與預備提升區間A703發生干涉，使兩擋料模塊A701和一個定位模塊A702形成不同的區域，并按照數控程序的設定，根據先后步驟進行送料，其結構簡單、合理，為提高送料效率提供基礎。

另外，兩輸送帶A4呈間距式設置，形成適于提升桿A801穿過的中間通道A5，其結構巧妙，使整個結構更加緊湊。

采用該結構的兩軸機械手臂，通過設置X軸導軌C3和Z軸導軌C14，可以使取料板C17上的取料夾手C18實現X軸和Z軸方向的滑動，再通過取料翻轉氣缸C19對取料板C17實現翻轉擺動，從而使取料夾手C18更方便地將提升桿A801上的工件A3抓取，并轉移到數控加工設備的位置，其結構簡單、合理，X軸伺服電機C7和Z軸伺服電機C11的控制，可以精準設定速度，而齒條與齒輪的傳動配合，傳動精度高，整體結構雖然采用直線運動，但結構組合巧妙，能夠精確將工件A3由取料工位A6轉移至數控加工工位，有效提高生產效率。

一個取料板C17上設置兩個取料夾手C18，是為了方便在數控加工機床上完成取料和放料，有效提高加工效率。

作為本實施例的更具體實施方案：

料導架A1沿長度延伸方向的兩端安裝有兩傳動軸A9，每個傳動軸A9間距式設置有兩傳動輪A10，每個輸送帶A4兩端分別與兩傳動軸A9上對應的傳動輪A10聯接，其中一傳動軸A9通過輸送帶驅動裝置A11驅接；傳動結構簡單、合理，拆裝維護方便；驅動裝置A11可以是電機與減速機的組合，或者其他組合。

兩擋料模塊A701相鄰設置，每個擋料模塊A701包括擋料基座A701-1、擋料氣缸A701-2以及擋料輪A701-3，擋料基座A701-1固定在料道架A1一側，擋料氣缸A701-2固定在擋料基座A701-1的一側，擋料氣缸A701-2上的伸縮桿連接有擋料連桿A701-4，擋料連桿A701-4的另一端往輸送帶方向延伸并連接有擋料輪A703；兩擋料模塊A701相鄰并間距設置，通過擋料氣缸A701-2，對工件A3實現擋料，在需要的時候阻擋工件A3前進，擋料輪A701-3可以相對擋料連桿A701-4自由轉動，避免擋料連桿A701-4縮回后，讓工件A3前進，即使工件A3觸碰到擋料輪701-3，也不會造成工件A3表面形成刮痕等，并讓工件A3順利前進。

兩擋料模塊A701之間的料道架A1上設置有第一檢測器A12；起到位置檢測作用，使系統獲得相應的檢測數據；并作出相應的指令。

定位模塊A702包括定位基座A702-1、定位氣缸A702-2以及定位輪A702-3，定位基座A702-1固定在料道架A1一側，定位氣缸A702-2固定在定位基座A702-1的一側，定位氣缸A702-2上的伸縮桿連接有定位連桿A702-4，定位連桿A702-4的另一端往輸送帶方向延伸并連接有定位輪A702-3；通過定位氣缸A702-2的工作，實現工件A3的定位，使提升桿A801能夠將準確地將工件A3提升。

定位模塊A702與相鄰的擋料模塊A701之間的料道架上設置有第二檢測器A13；起到位置檢測作用，使系統獲得相應的檢測數據；并作出相應的指令。

定位模塊A702與相鄰的擋料模塊A701之間設置有位置校對模塊A705，包括位置校對基座A705-1、位置校對氣缸A705-2以及第三檢測器A705-3，位置校對基座A705-1固定在料道架A1一側，位置校對氣缸A705-2固定在位置校對基座A705-1上，位置校對氣缸A705-2上的伸縮桿連接有位置校對連接頭A705-4，位置校對連接頭A705-4上安裝有檢測器支架A705-5，第三檢測器A705-3安裝在檢測器支架A705-5上，對應工件A3上開設有與第三檢測器A705-3對應的通孔A301；位置校對模塊A705主要是針對工件A3被提升桿A801提升后，對步進電機A803輸出的旋轉角度進行控制的，具體是，工件A3上還需要開設孔或其他與第三檢測器進行對應結構特征，當工件A3提升后通過步進電機A803進行旋轉，當第三檢測器A705-3與工件A3上的孔進行垂直對應時，第三檢測器A705-3會輸出信號使步進電機A803停止旋轉，示意旋轉已經到位，外設的機械手即可以隨時抓取工件，其結構簡單、合理、巧妙，完全實現自動化。

位置校對連接頭A705-4上安裝有兩檢測器支架A705-5，每個檢測支架A705-5上安裝有第三檢測器A705-3；兩個檢測支架A705-5上的兩個第三檢測器A705-3，對應工件A3上需要開設兩個孔與之對應，一對的組合能夠使旋轉精度更加準確。

提升裝置A8還包括設置在料道架A1下部兩側的兩提升導向柱A804，兩提升導向柱A804的底端聯接有提升基板A805，提升氣缸A802固定在提升基板A805上，提升氣缸A802的伸縮桿穿過提升基板A805聯接有導向滑板A806，導向滑板A806兩端與兩提升導向柱A804導向連接，導向滑板A806上連接有電機連接板A807，步進電機A803垂直安裝在電機連接板A807上，步進電機A803的輸出軸連接有延伸入中間通道A5內的提升桿A801；通過提升氣缸A802的驅動，使導向滑板A806將沿兩提升導向柱A804向上提升，實現步進電機A803和提升桿801的提升，當提升至指定高度后，通過步進電機A803對提升桿A801輸出扭矩旋轉，使外設的機械手實現上述的抓取工件A3的步驟；兩提升導向柱A804使提升結構穩定。

所述Z軸支臂C13的底端連接有取料基座C20，取料基座C20向下彎接有取料基座延伸板C21，取料基座延伸板C21上安裝有連接套筒C22，取料板C17通過轉動套筒C23套設在連接套筒C22上；轉動套筒C23套設入連接套筒C22內，使取料板C17具備轉動功能，在配合取料翻轉氣缸C19的驅動，能夠快速實現取料板C17的翻轉取料、放料。

取料板C17的一側固定有氣缸連接頭C24，取料翻轉氣缸C19的伸縮桿與氣缸連接頭C24轉動連接；結構連接簡單，安裝快速。

Z軸固定座C9的一側上下式安裝有兩Z軸滑塊C10；兩個Z軸滑塊C10使結構更加穩定。

Z軸固定座C9兩側設有延伸出X軸支臂C2外側的兩Z軸固定支板C901，Z軸支臂C13垂直設置在兩Z軸固定支板C901之間，Z軸滑塊C10和Z軸伺服電機C11分別固定在兩Z軸固定支板C901上；空間布局合理、緊湊，兩Z軸滑塊C10設置為固定，Z軸導軌C14作升降滑動，從而實現取料板C17沿Z軸上下升降。

基座C1頂端安裝有支撐座C25，X軸支臂C2水平座設在支撐座C25頂面；支撐座C25具備延長段，可以更加支承X軸支臂X2，使結構受力更加合理，X軸滑座C6滑動更加穩定，滑動精度得到保證。

以上所述的具體實施例，僅為本發明較佳的實施例而已，舉凡依本發明申請專利范圍所做的等同設計，均應為本發明的技術所涵蓋。