一种多轴数控首饰批花机及其实现方法技术

本发明专利技术公开了一种多轴数控首饰批花机及其实现方法，包括机架底座和外壳，以及用于批花加工的自动上料模块、机械手模块、刀具模块、刀库模块和数控系统。机械手模块夹紧上料模块所输送的工件后作姿态调整；数控系统连接并控制机械手模块、刀具模块、自动上料模块和刀库模块。当批花中需要切换直刀和弯刀时，数控系统控制刀具模块中的对应气缸降低所需直刀或弯刀高度，并沿X轴平移至待加工工件表面需加工部位上方后下降至该表面进行批花；当需要更换不同弯刀时，数控系统自动控制刀具模块将弯刀主轴移至刀库模块，释放所提弯刀后提升，刀库模块旋转并送所需弯刀至弯刀主轴正下方，弯刀提取头下降取刀后返回原位置继续批花，实现整台仪器自动批花。

【技术实现步骤摘要】
一种多轴数控首饰批花机及其实现方法
本专利技术涉及一种机械装置及其实现方法，尤其涉及的是一种多轴数控首饰批花机及其实现方法。
技术介绍
在如今人们物质生活日益丰盛的社会，人们对于首饰的需求越发增加，而首饰上往往都需要雕刻有一定的花型，而且，一般的首饰花型已满足不了人们的多样需求，一些富有寓意的复杂花型也应运而生。新的产品创意带来新的市场的同时，又给传统的手工车花带来了极大的挑战。批花是首饰加工中的一道重要工序，而现有技术中由于设备条件的限制，对于很多复杂的花型，在首饰行业一直以人工批花为主。而人工批花技术门槛高，由于人为操作难于一致性控制，导致产品质量参差不齐，而且劳动强度大，作业效率低。人工批花方式在如今瞬息万变的首饰市场潮流竞争中显得力不从心，无法满足市场的要求。一般批花操作都是在曲面上批出花纹，在现有技术的人工批花操作时，通常是由人手操作工件在批花刀具上进行批花操作，因为人手本身就具有六个自由度，即沿着X、Y、Z三个轴方向的移动和绕X、Y、Z三个轴方向的转动，所以能车出各种花纹。在人工批花时，工人依靠移动和旋转工作台来控制车出来的花纹图案，基本上是每车完一刀就要退出来观看效果，判断是否要调整角度和补刀。但是人工批花批出来的花纹形状波动较大，手工控制难以加工出统一标准的花纹，因为不同的工人加工的产品难以加工出相同的花纹（产品一致性差），即使是同一工人加工不同的工件也有可能车出差异较大的花纹，如果要求花纹尽量相似，就需要企业在工人上岗前做大量的培训，提高工人的职业技能，并且可能需要几年十几年以上的技能积累，这已不单纯是增加企业的生产成本就能解决的了。除了上述重复性和可靠性低的问题外，人工批花操作时用到的设备也没有定位基准，难以保证花纹在首饰上的统一位置。在人工批花过程中，由于是人工控制刀具和首饰（即待加工工件），如果工人的手有移动或者控制刀具运动不正确，都有可能增加产品的废品率。另外，在现有技术的手工批花操作时，车各种花纹时需要用到不同的刀具，工人车一刀后通常要停下来判断是否需要补刀，以及是否需要更换刀具，确定需要换刀后，就需要卸下原来的旧刀具再装上需要用的新刀具，然后重新定位，而批同一款花纹可能要用到几把不同的刀具，这就很浪费工时，造成生产效率极低。现有技术市场中虽已有多种批花机设备，但都无法完全模拟人手六个自由度的随心动作，所以很难车削出复杂的花型，这些设备基本都是需要人工参与操作。目前市场上还找不到完全不需要人工即可完成车花操作的全自动车花机。因此市场上现有的车花机无法满足当前的市场需求，尤其是缺少能够在圆柱形，橄榄型或其他样式珠子上车出复杂精美花型的数控设备。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种全自动的多轴数控首饰批花机及其实现方法，能够模拟人工批花操作中手的动作自由度，能够完整自动的模拟出批花的所有动作，并且整个批花流程在数控系统控制下完全自动完成，全程不需要人工干预，以提高生产效率和产品一致性。本专利技术的技术方案如下：一种多轴数控首饰批花机，包括机架底座，其中，还包括安装于所述机架底座上的机械手模块，以及用于批花加工的刀具模块和数控系统；所述机械手模块用于夹持待加工工件；所述数控系统连接并控制所述机械手模块和所述刀具模块，用于实现自动批花加工;所述的批花机，其中，还包括一刀库模块，用于放置不同规格的刀具；并且所述数控系统还用于根据批花程序要求进行自动更换刀具以及自动更换待加工工件的驱动控制;所述的批花机，其中，所述机械手模块还包括一夹持装置，所述夹持装置包括水平放置的第一气缸和弹性顶尖杆；所述弹性顶尖杆包括主动弹性顶尖杆和由所述第一气缸驱动的从动弹性顶尖杆，所述主动弹性顶尖杆和所述从动弹性顶尖杆之间设置有并夹持待加工工件;待加工工件所述的批花机，其中，所述机械手模块还包括一驱动装置，所述驱动装置包括：一第一伺服电机，固定安装在转台安装板上，用于驱动一工作台实现Z轴转动；一第二伺服电机，用于驱动所述弹性顶尖杆的转动，以实现绕X轴的转动；一第三伺服电机，用于驱动一第一滚珠丝杆，所述第一滚珠丝杆设置驱动所述第二伺服电机及所述弹性顶尖杆沿X轴平移，并由所述第四伺服电机驱动转动;一第四伺服电机，固定在所述工作台上，用于驱动所述夹持装置实现绕Y轴转动;所述的批花机，其中，所述第一伺服电机与工作台之间还设置有一第一谐波减速器，用于传动变速；而所述第四伺服电机还连接设置有第四谐波减速器，用于传动变速;所述的批花机，其中，还包括一个自动上料模块，用于给所述机械手模块中夹持装置自动上料；所述自动上料模块包括一振动盘，对应所述振动盘设置一可上下移动的取料块，用于从振动盘中拾取待加工工件；所述取料块两侧相对设置一驱动装置和一夹子；所述驱动装置用于推出取料块中所拾取的待加工工件；所述夹子用于夹持所推出的待加工工件并转移至所述机械手模块中的夹持装置；以及所述取料块和所述夹子各自的驱动装置;所述的批花机，其中，所述的刀具模块包括Z轴滑动板、安装于所述滑动板上的弯刀底座和直刀底座，对应刀具夹取头上设置有弯刀刀具和直刀刀具；以及一第六伺服电机，用于驱动所述底座及刀具沿Z轴平移;所述的批花机，其中，所述刀具模块还设置包括一X轴滑动板，并由一第五伺服电机驱动，用于实现所述刀具夹取头移近所述刀库模块并在所述数控系统的控制下进行刀具的自动更换;所述的批花机的自动批花功能的实现方法，其中，包括以下步骤：A：由所述数控系统依据预先设定的批花程序，控制所述机械手模块实现X、Y、Z轴的转动，以及X轴和Y轴的平移；由所述数控系统依据预先设定的批花程序，控制所述刀具模块沿Z轴的平移；B：由所述数控系统依据预先设定的批花程序控制所述机械手模块夹持待加工工件经相应刀具的批花加工;所述的批花机的实现方法，其中，在所述数控系统控制下，所述刀具模块移动到所述刀库模块进行刀具的自动更换，以及控制各自的气缸动作进行直刀和弯刀之间的切换；在完成一个工件的所有批花操作后，所述机械手模块放松弹性顶尖杆，所加工工件下落离开，所述自动上料模块的夹子进行自动上料操作。本专利技术所提供的一种多轴数控首饰批花机及其实现方法，由于采用了设置机械手装置和刀具模块，以及数控系统的控制方式，完成对批花操作所需自由度的模拟，包括机械手模块夹持待加工工件进行5个自由度的运动以及通过在Z轴上设置可以沿着Z轴上下移动的刀具模块执行该自由度的运动，完整模拟出人手的批花动作，实现了批花过程中各部件的自动定位，从而保证了花纹形状和位置的准确性，减少了废品率。进一步地，本专利技术所述多轴数控首饰批花机及其实现方法在改造了手工设备实现自动批花的同时，通过设置自动上料模块及其中的夹子，完成了自动更换加工工件的操作，并通过设置刀库模块和驱动刀具的独立气缸，在数控系统控制下，实现了批花刀具的自动切换，从而提高了生产效率，进一步实现了自动批花的工艺。更进一步地，本专利技术所提供的多轴数控首饰批花机及其实现方法，在对整批待加工工件进行批花作业时，整个设备是在与外界隔离的环境中自动批花工作，由数控系统依照预先编定的程序自动控制整个系统的批花操作，全程可无人工干预，确保了操作人员的安全。附图说明图1是现有技术人手车花所达到的6个自由度，也是本专利技术的车花机（本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多轴数控首饰批花机，包括机架底座，其特征在于，还包括安装于所述机架底座上的机械手模块，以及用于批花加工的刀具模块和数控系统；所述机械手模块用于夹持待加工工件；所述数控系统连接并控制所述机械手模块和所述刀具模块，用于实现自动批花加工。

【技术特征摘要】
1.一种多轴数控首饰批花机，包括机架底座，其特征在于，还包括安装于所述机架底座上的机械手模块，以及用于批花加工的刀具模块和数控系统；所述机械手模块用于夹持待加工工件；所述数控系统连接并控制所述机械手模块和所述刀具模块，用于实现自动批花加工；还包括一刀库模块，用于放置不同规格的刀具；并且所述数控系统还用于根据批花程序要求进行自动更换刀具以及自动更换待加工工件的驱动控制；所述刀具模块还设置包括一X轴滑动板，并由一第五伺服电机驱动，用于实现一刀具夹取头移近所述刀库模块并在所述数控系统的控制下进行刀具的自动更换；所述刀库模块中的刀具为弯刀。2.根据权利要求1所述的批花机，其特征在于，所述机械手模块包括一夹持装置，所述夹持装置包括水平放置的第一气缸和弹性顶尖杆；所述弹性顶尖杆包括主动弹性顶尖杆和由所述第一气缸驱动的从动弹性顶尖杆，所述主动弹性顶尖杆和所述从动弹性顶尖杆之间设置有并夹持待加工工件。3.根据权利要求2所述的批花机，其特征在于，所述机械手模块还包括一驱动装置，所述驱动装置包括：一第一伺服电机，固定安装在转台安装板上，用于驱动一工作台实现Z轴转动；一第二伺服电机，用于驱动所述弹性顶尖杆的转动，以实现绕X轴的转动；一第三伺服电机，用于驱动一第一滚珠丝杆，所述第一滚珠丝杆设置驱动所述夹持装置及所夹待加工工件沿X轴平移；一第四伺服电机，固定在所述工作台上，用于驱动所述夹持装置实现绕Y轴转动。4.根据权利要求3所述的批花机，其特征在于，所述第一伺服电机与工作台之间还设置有一第一谐波减速器，用于传动变速；而所述第四伺...

【专利技术属性】
技术研发人员：张一帆，王书付，谢国华，毕子军，
申请(专利权)人：深圳市中科百泰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44