[实用新型]工件定位机构和自动化加工机床

说明书

本实用新型公开了一种工件定位机构和自动化加工机床，工件定位机构用于在加工机床的XY平面内将工件定位于加工机床的工作台，工件定位机构包括机械手和夹具定位组件，机械手能够移动以将工件从储存区移动至换料区并在换料区沿机床的Y轴方向移动以沿Y轴方向定位工件，夹具定位组件能够沿机床的X轴方向移动以沿X轴方向定位工件。该工件定位机构利用了机械手的移动，并将机械手的移动与工作台的移动相配合完成工件定位和移送，节省了现有的定位装置中的Y轴定位机构，自动化加工机床借助工作台沿Y轴方向的移动实现了工作台的功能共享，减少了加工件的定位辅助时间、提高了加工效率。

技术领域

本实用新型涉及机床加工技术领域，特别涉及一种工件定位机构和自动化加工机床。

背景技术

通常情况下，采用数控机床对工件毛坯进行精加工从而形成成型工件，这尤其适用于一些矩形薄片结构，如智能手表、手机、平板电脑、汽车车载显示屏等触控玻璃盖板。

上述产品的加工方式基本相同，即先将大张的原片玻璃用开料机切成略大于目标尺寸的小片毛坯玻璃，再用数控机床进行数控加工，即使是目前流行的3D玻璃，也是先由数控机床进行外形加工再热弯成3D结构而形成。

在加工毛坯的过程中必须使用定位装置进行定位，即使毛坯沿机床的X轴方向和Y轴方向固定于预定位置，该预定位置即为指定的换料位置，在毛坯定位之后再进行后续操作，比如将毛坯从上述换料位置移动至加工区。

数控机床通过定位夹具实现对毛坯件的定位，现有的定位夹具包括夹具主体、定位机构和夹紧机构，目前行业内的夹具普遍采用完全同步的V型定位方式进行平面两个方向四个自由度的约束，中大型尺寸玻璃定位加工时则采用对角双V型定位方式进行定位，垂直方向利用真空吸附台进行夹紧的同时实现两个自由度的限定，在中国专利201420785318.0、201620545086.0中详细介绍了这种夹具结构原理。

这种夹具的定位机构包括两组定位组件，两组定位组件分别在平面的两个方向内(即X轴方向和Y轴方向)独立地、主动地进行定位操作，定位组件包括驱动机构和执行机构，驱动机构和执行机构安装于夹具主体，夹具主体承载整个驱动组件并安装至机床的工作台，每个定位夹具形成为一个功能模块。在毛坯件移动过程中，首先通过机械手从储存区移动至换料区，然后，通过定位夹具在换料区完成定位，最后，通过工作台沿Y轴的移动而从换料区移动至加工区。

结合中国专利201510316063.2，这些定位夹具都被设计成独立的功能模块，当对数个工件进行加工时，数个夹具同时安装在工作台上组成多工位夹具，并在每个夹具上设置吸附式加工台，每个夹具对应一组驱动，每组驱动带动V型定位装置进行定位；每个加工台，安装一个加工件，并对应加工头。

为实现上述加工，现有的数控机床主要具有两种结构形式，即串联式加工机床结构和并联式加工机床结构。

串联式加工机床结构的特点是，在标准三轴系(X、Y、Z轴系)基础上增加与主轴平行的多个Z轴系和主轴数，并在工作台上匹配与主轴数对应的多个工位。这种结构的特点在于，多个主轴共用了X轴系和Y轴系，加工时，工作台上所有工位同时随工作台沿Y方向移动，X方向运动时所有主轴同时横向移动。因此这种加工方式不可避免地导致同时加工的多个产品在X方向和Y方向的尺寸误差无法得到单独补偿和纠正，该加工方式仅适用于加工精度要求不高的场合。

并联式加工机床结构的特点是，各加工轴的传动系统相互独立，即每个加工轴各自对应一套标准三轴系，并且各轴系可单独运动，例如四头加工中心的Z轴(Z1、Z2、Z3、Z4)就分别对应了X轴(X1、X2、X3、X4)和Y轴(Y1、Y2、Y3、Y4)，这样一来，各轴的运动相互独立，因而各加工轴的尺寸误差都可以单独通过系统进行补偿和纠正，以获得符合更高精度要求的产品。

3D玻璃及全面屏玻璃的加工精度要求较高，有时需要二次定位进行相应的补偿，而传统串联式结构多轴数控机床显然无法满足使用需求，因此需要采用并联式多轴数控机床进行加工。