本發(fā)明涉及機器人自動化，具體而言，涉及一種自動化小刀上下料加工裝置、系統(tǒng)和方法。

背景技術：

1、小刀又被稱為戶外刀，因其獨特的外形備受市場的青睞，目前已成為刀具行業(yè)的主力產品。但小刀樣式和品類繁多，且每種規(guī)格的訂單需求量相對較少，需要頻繁地更換刀具銑削夾具，同時刀具需要進行裝夾、上料、下料、翻轉、上料、下料等操作步驟，依靠單一設備或夾具難以完成。另外為了達到刀具所需的結構造型，單把刀具cnc銑削加工的時間較長，利用人工進行上下料，會造成人力資源的浪費，同時刀具的正反面需要加工的時間存在不一致，因此刀具加工在同一臺設備上完成，或者兩臺設備上完成，均可能造成正反面加工節(jié)拍不一致，導致不必要的停機等待。

2、cn201720870603.6公開了一種數控刀具自動上料機的取放機構，包括底座，所述底座上安裝有旋轉電機，所述底座上設有l(wèi)形轉板，所述底座設有兩個限位塊，且兩個限位塊對稱設置，所述旋轉電機的輸出軸與l形轉板的拐角處固定連接，所述l形轉板上安裝有兩個推桿電機，且兩個推桿電機以l形轉板的拐角處為中心對稱設置，所述推桿電機的輸出端固定連接有連接桿。解決了傳統(tǒng)人工對刀具上下料的時間較長，降低了生產過程中的安全性、人工利用率等問題，但面對多樣性產品、精密性加工的需求，該專利表現出嚴重的不足。cn202010072063.3公開了一種上下料設備，包括機架、載具流轉裝置、治具機械手、料盤流轉裝置和刀具上下料裝置，載具流轉裝置安裝于機架上并用于來回循環(huán)輸送裝載治具的載具；治具機械手安裝于機架上并用于將治具于加工設備與載具流轉裝置之間來回移動；料盤流轉裝置安裝于機架上并位于載具流轉裝置的側方并用于將料盤從載具流轉裝置上刀具的上料處輸送到載具流轉裝置上刀具的下料處；刀具上下料裝置安裝于機架上，刀具上下料裝置包括上料機械手和下料機械手。該設備實現了刀具自動化上下料，以及實現料盤和治具的自動化流轉，降低了勞動強度，生產效率高，適應多樣性產品，但未考慮到雙面加工及加工設備配置，只適用于單一加工機臺。

3、如何在加工過程中，改善正反面加工節(jié)拍匹配問題和人工上下料成本問題，是本領域待以解決的問題。

4、鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的包括提供一種自動化小刀上下料加工裝置、系統(tǒng)和方法，其能夠改善正反面加工節(jié)拍匹配問題和人工上下料成本問題。

2、本發(fā)明的實施例可以這樣實現：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種自動化小刀上下料加工裝置，包括上下料機械臂、往復驅動機構、導軌、胚料工作臺、成品工作臺和翻轉裝置；

4、所述胚料工作臺和所述成品工作臺分別位于所述導軌的兩端，所述翻轉裝置設置于所述導軌的側面，所述上下料機械臂安裝于所述導軌上且在所述往復驅動機構的驅動下于所述導軌上往復運動；

5、所述上下料機械臂上轉動設置有上下料抓手，所述上下料抓手包括法蘭、用于交替對胚料進行上下料的第一夾爪和第二夾爪，所述法蘭與所述上下料機械臂連接，所述第一夾爪和所述第二夾爪沿著所述法蘭的軸向兩側對稱設置。

6、在可選的實施方式中，所述胚料工作臺上設置有物料盤和二次定位裝置，所述上下料抓手還包括用于將待加工胚料從所述物料盤中移動至所述二次定位裝置中的定位夾爪，所述定位夾爪沿著所述法蘭的軸向設置。

7、在可選的實施方式中，所述物料盤包括底板和多個輪廓定位銷，所述輪廓定位銷連接于所述底部上，多個所述輪廓定位銷圍成供待加工胚料放置的區(qū)間，所述輪廓定位銷的高度大于所述待加工胚料的厚度。

8、在可選的實施方式中，所述二次定位裝置包括定位板、定位銷、橫向頂緊機構和縱向頂緊機構，所述定位銷分布于所述定位板相鄰的兩個側面，所述橫向頂緊機構和所述縱向頂緊機構分別位于所述定位板另外兩個相鄰的側面且由壓縮空氣驅動。

9、在可選的實施方式中，所述定位夾爪為真空吸盤夾爪，所述第一夾爪和所述第二夾爪均為氣缸夾爪。

10、在可選的實施方式中，所述翻轉裝置包括固定支架和旋轉框架，所述固定支架上設置有旋轉電機和隨動電機，所述旋轉框架的兩端分別通過所述旋轉電機和所述隨動電機轉動安裝于所述固定支架，所述旋轉框架上設置有用于夾持所述上下料抓手輸送的單面加工完成的半成品胚料的多個氣動夾位。

11、在可選的實施方式中，所述旋轉框架對應于所述半成品胚料的位置設置有供所述上下料抓手夾持的貫穿開口。

12、在可選的實施方式中，所述物料盤、所述二次定位裝置、所述定位夾爪、所述第一夾爪、所述第二夾爪和所述氣動夾位均呈陣列排布。

13、第二方面，本發(fā)明提供一種自動化小刀上下料加工系統(tǒng)，包括正面加工機床、反面加工機床以及如前述實施方式任一項所述的自動化小刀上下料加工裝置，所述正面加工機床加工的時間為t1，所述反面加工機床加工的時間為t1，所述正面加工機床和所述反面加工機床的數量比例為1：n，所述n為t2/t1比值的最大整數；所述正面加工機床和所述反面加工機床均安裝于所述導軌的側面。

14、第三方面，本發(fā)明提供一種自動化小刀上下料加工方法，其包括采用如前述實施方式任一項所述的自動化小刀上下料加工系統(tǒng)進行，所述自動化小刀上下料加工方法包括：

15、s1、所述上下料機械臂運動至所述胚料工作臺利用所述第一夾爪抓取待加工胚料，并移動至所述正面加工機床，將待加工胚料放置于所述正面加工機床進行正面加工；

16、s2、加工過程中，所述上下料機械臂運動至所述胚料工作臺，利用所述第二夾爪抓取待加工胚料，并移動至所述正面加工機床等待；

17、s3、正面加工完成后，所述第一夾爪從所述正面加工機床抓取半成品工件，旋轉180°，將所述第二夾爪夾取的待加工胚料放入所述正面加工機床中進行正面加工；

18、s4、加工過程中，所述上下料機械臂運動至所述翻轉裝置，所述第一夾爪將所述半成品工件放置于所述翻轉裝置上，所述翻轉裝置完成翻轉后，所述第一夾爪重新夾取所述半成品工件；

19、s5、所述上下料機械臂運動至第一個反面加工機床，所述第一夾爪將翻轉后的所述半成品工件放入第一個反面加工機床上進行反面加工；

20、s6、加工過程中，所述上下料機械臂運動至所述胚料工作臺，所述第一夾爪抓取待加工胚料后，移動至所述正面加工機床側邊等待，前述加工完成后，所述第二夾爪夾取所述半成品工件，旋轉180°，將所述第一夾爪夾取的待加工胚料放入所述正面加工機床中進行正面加工；

21、s7、加工過程中，所述上下料機械臂運動至所述翻轉裝置，所述第二夾爪將所述半成品工件放置于所述翻轉裝置上，所述翻轉裝置完成翻轉后，所述第二夾爪重新夾取所述半成品工件；

22、s8、所述上下料機械臂運動至第二個反面加工機床，所述第二夾爪將翻轉后的所述半成品工件放入第二個反面加工機床上進行反面加工；

23、s9、重復步驟s2-s5，第一個反面加工機床內的所述半成品工件加工完成，所述第二夾爪將加工完成的工件抓取后，旋轉180°，利用第一夾爪將正面加工完成的半成品工件放入第一個反面加工機床進行反面加工，然后所述上下料機械臂運動成品工作臺，放置工件；

24、s10、再重復步驟s2-s5，第二個反面加工機床內的所述半成品工件加工完成，所述第一夾爪將加工完成的工件抓取后，旋轉180°，利用第二夾爪將正面加工完成的半成品工件放入第二個反面加工機床進行反面加工，然后所述上下料機械臂運動成品工作臺，放置工件；

25、s11、重復步驟s10和s11，直到第n臺反面加工機床開始工作，重復前述工作直至所有需要加工的胚料完成加工。

26、在可選的實施方式中，所述胚料工作臺上設置有物料盤和二次定位裝置，所述上下料抓手還包括用于將待加工胚料從所述物料盤中移動至所述二次定位裝置中的定位夾爪，所述定位夾爪沿著所述法蘭的軸向設置；所述第一夾爪或所述第二夾爪在抓取所述胚料工作臺上的待加工胚料之前，均包括先利用所述定位夾爪抓取待加工胚料放入所述二次定位裝置內進行定位；所述第一夾爪或所述第二夾爪抓取所述二次定位裝置內的所述待加工胚料。

27、本發(fā)明實施例提供的自動化小刀上下料加工裝置、系統(tǒng)和方法的有益效果包括：

28、本發(fā)明實施例提供的自動化小刀上下料加工裝置、系統(tǒng)和方法，其利用上下料機械臂在導軌上進行往復運動來實現對多個工序的操作，其中，上下料機械臂上的上下料抓手設置有第一夾爪和第二夾爪，第一夾爪和第二夾爪對稱設置且能夠交替進行上下料，實現了小刀加工系統(tǒng)的全自動上下料，減少了人工上下料的勞動成本的浪費，提高了生產效率。同時單獨設置了物料盤、二次定位裝置、上下料抓手和翻轉機構，在刀具胚料更換時，更換對應的配套裝置即可，適用于刀具多樣性加工要求。