一种承载装置和加工系统的制作方法

1.本实用新型涉及零件加工技术领域，尤其涉及一种承载装置和加工系统。


背景技术：

2.在零件加工过程中，需要将零件由放置区夹持搬运到加工区。具体的，一般是利用机械手将零件直接夹持并安装到机床的夹具上。
3.现有技术中，由于机械手的定位精度不高。此时，机械手不能将零件准确的安装到与夹具对应的位置处，而且机械手放置零件时由于定位精度误差存在零件与夹具碰撞风险。基于此，在后期对零件加工时，会影响零件的加工精度，降低零件的合格率。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种承载装置和加工系统，用于提高零件的加工精度和零件的合格率。
5.为了实现上述目的，第一方面，本实用新型提供了一种承载装置，用于连接夹持结构和加工结构。夹持结构用于夹持零件，加工结构用于辅助加工零件。该承载装置包括：
6.基座，基座具有相对的第一承载面和第二承载面，基座上开设有多个通孔，每一通孔均贯穿第一承载面和第二承载面；
7.多个第一连接件，每一第一连接件贯穿通孔，用于将夹持结构设置于第一承载面；
8.至少两个第二连接件，第二连接件的第一端设置于通孔中，用于连接第二承载面和加工结构；
9.连接组件，连接组件设置于基座，移载结构通过连接组件移动基座，以使夹持结构和加工结构连接。
10.与现有技术相比，本实用新型提供的承载装置中，由于第一连接件可以将夹持结构设置于第一承载面上，此时，零件通过第一连接件和夹持结构可以准确的固定在基座上。应理解，上述夹持结构与零件相互匹配，夹持结构可以准确的夹持固定零件。又由于，第二连接件可以连接第二承载面和加工结构。此时，承载有零件和夹持结构的基座可以通过移载结构移动并固定在加工结构上。相比于现有技术，本实用新型不再利用定位精度不高的机械手将零件直接固定在机床的夹具上。而是预先将零件准确的安装在与其匹配的夹持结构上，至于零件安装在夹持结构上所采用的方法在此不做详细描述，只要确保零件可以准确的安装在与其匹配的夹持结构上即可。之后，在利用移载结构和承载装置，将夹持固定有零件的夹持结构安装在加工结构上。应理解，移载结构的定位精度可以使承载有夹持结构的承载装置准确的安装在加工结构上。基于此，可以降低或消除因机械手直接放置零件定位精度不高导致零件相对于夹持结构出现夹持固定偏差的几率，有利于后期准确的加工零件，进而提高零件的加工精度和零件的合格率。
11.在一种实现方式中，上述承载装置还包括至少两个定位件，每一定位件的第一端设置于通孔中，每一定位件的第二端设置于夹持结构，用于确定夹持结构与基座的相对位
置。
12.采用上述技术方案的情况下，利用定位件可以起到粗定位的作用，即可以利用定位件预先确定夹持结构安装在基座上的位置。此时，不仅可以防止夹持结构从基座上脱落，同时还可以辅助夹持结构的连接孔与基座上的通孔对齐，以使夹持结构与基座紧固连接。
13.在一种实现方式中，至少两个定位件包括三个定位件。每一定位件均具有与第一承载面垂直的中心轴线，三个中心轴线与第一承载面的交点的连线为三角形。
14.采用上述技术方案的情况下，由于三角形具有稳定为特性，同时，三点确定一个平面。因此，利用三个定位件可以使夹持结构稳定的设置在基座的第一承载面上。又由于，三个定位件的第一端均设置于通孔中，此时，间接的将夹持结构的连接孔与基座上的通孔对齐。基于此，不仅可以确定夹持结构与基座的相对位置，同时还可以辅助第一连接件紧固夹持结构和基座。
15.在一种实现方式中，上述基座还具有第三承载面，第三承载面位于第一承载面和第二承载面之间。上述连接组件包括：第三连接件和导向件。第三连接件的第一端设置于第三承载面，导向件的第一端设置于第三连接件的第二端，导向件的第二端用于连接移载结构。
16.采用上述技术方案的情况下，上述连接组件结构简单易于制造，可降低承载装置的制作难度。
17.在一种实现方式中，沿导向件的第一端至第二端的方向，靠近导向件的第二端的结构的横截面积逐渐减小。
18.采用上述技术方案的情况下，当导向件与移载结构连接时，靠近导向件的第二端的结构可以起到导向的作用。此时，不仅可以降低移载结构因与导向件无法对齐发生碰撞的几率，同时还可以准确快速的使移载结构与导向件连接，进而使移载结构与基座连接。
19.在一种实现方式中，沿第二连接件的第一端至第二端的方向，靠近第二连接件的第二端的结构的横截面积逐渐减小。
20.采用上述技术方案的情况下，当第二连接件与加工结构连接时，靠近第二连接件的第二端的结构可以起到导向的作用。此时，不仅可以降低加工结构因与第二连接件无法对齐发生碰撞的几率，同时还可以准确快速的使加工结构与第二连接件连接，进而使加工结构与基座连接。
21.在一种实现方式中，上述通孔呈阵列式分布在基座上。
22.采用上述技术方案的情况下，可以增加设置于基座上的夹持结构和加工结构的位置选择性，使其满足不同的加工需要。
23.在一种实现方式中，上述通孔可以为螺纹孔。承载装置还可以包括多个螺纹丝套，每一螺纹丝套对应嵌套于每一螺纹孔中。
24.采用上述技术方案的情况下，由于螺纹孔中嵌套有螺纹丝套，此时，一方面，可以提高螺纹孔的耐磨性，延长螺纹孔的使用寿命。另一方面，可以提高螺纹孔的精度，使第一连接件和第二连接件均与螺纹孔连接的更加紧密。在实际使用过程中，当螺纹丝套损坏，可以将其从螺纹孔中取出，更换新的螺纹丝套。此时，螺纹孔可以继续使用，进而延长承载装置的使用寿命和连接的牢固性。
25.在一种实现方式中，螺纹丝套为钢螺纹丝套；和/或，第一连接件为螺钉；和/或，第
二连接件为拉丁。
26.采用上述技术方案的情况下，上述结构易于获得，可以降低承载装置的制作难度。
27.第二方面，本实用新型还提供了一种加工系统，包括上述技术方案所述的承载装置。
28.与现有技术相比，本实用新型提供的加工系统的有益效果与上述技术方案所述承载装置的有益效果相同，此处不做赘述。
附图说明
29.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
30.图1为本实用新型实施例中承载装置的结构爆炸示意图；
31.图2为本实用新型实施例中承载装置的部分结构俯视图；
32.图3为本实用新型实施例中承载装置、夹持结构、加工结构和零件的组装示意图；
33.图4为本实用新型实施例中承载装置、夹持结构、加工结构和零件的结构爆炸示意图；
34.图5为本实用新型实施例中连接组件的第一视角图；
35.图6为本实用新型实施例中连接组件的第二视角图；
36.图7为本实用新型实施例中连接组件的第三视角图；
37.图8为本实用新型实施例中第一连接件的剖视图；
38.图9为本实用新型实施例中第一连接件的俯视图。
39.附图标记：
40.1-基座，
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10-通孔，
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2-第一连接件，
41.3-第二连接件，
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30-第一种第二连接件，
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31-第二种第二连接件；
42.4-连接组件，
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40-第三连接件，
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41-导向件；
43.5-定位件，
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6-夹持结构，
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7-加工结构，
44.8-零件，
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9-承载装置。
具体实施方式
45.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
46.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
47.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限
定。
48.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
49.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
50.现有技术中，单机自动化加工单元一般采用交换工作台实现零件的自动安装定位。但是，受限于控制系统系统出厂设计，交换工作台存储库规格和工作台安装工装规格固定且单一，不适应小批量零件的快速切换上线。
51.非标的(即定制化，非标准的)加工单元等自动化生产线，一般是利用机械手将零件直接夹持并安装到加工设备(例如机床)的夹具上。
52.由于零件的型号多种多样，而每一种型号的零件对应一种规格的夹具。在不同型号的零件切换上线待加工时，工作人员对应更换机床上的夹具，以使待加工的零件与机床上的夹具相匹配，进而满足相对快速的切换不同型号零件上线加工的需求。
53.但是，现有技术中，机械手的定位精度不高。例如，现有技术中6轴机器人最高定位精度仅达到
±
0.05mm。由于机械手的定位精度不能匹配夹具夹持的精度，因此，机械手不能将零件准确的安装到与夹具对应的位置处，进而不能满足后期高精度零件加工的需求。例如：夹具的夹持精度为0.002mm，而机械手放置零件精度只能到0.06mm。机械手放置零件到夹具上时，定位基准点不能精确吻合，导致夹具夹持后零件定位不准。
54.此外，当机械手直接夹持零件到机床的夹具上时，定位精度不高的机械手在夹持零件，放置零件的过程中，易于零件、机床和夹具发生碰撞。基于此，还会导致零件、机床和夹具中任意一个或多个结构发生损坏。
55.为了解决上述技术问题，第一方面，本实用新型实施例提供了一种承载装置，用于连接夹持结构和加工结构。夹持结构用于夹持零件，加工结构用于辅助加工零件。
56.参见图1至图4，该承载装置9可以包括：基座1，多个第一连接件2，至少两个第二连接件3和连接组件4。基座1具有相对的第一承载面和第二承载面，基座1上开设有多个通孔10，每一通孔10均贯穿第一承载面和第二承载面。每一第一连接件2贯穿通孔10，用于将夹持结构设置于第一承载面。第二连接件3的第一端设置于通孔10中，用于连接第二承载面和加工结构。连接组件4设置于基座1，移载结构通过连接组件4移动基座1，以使夹持结构6和加工结构7连接。
57.参见图1和图2，上述基座1的形状、材质，通孔10的数量均可以根据实际情况进行选择，在此不做具体限定。在本实用新型实施例中，上述基座1的形状为长方体，基座1的第一承载面和第二承载面的规格为300mm*300mm。上述基座1采用40cr13不锈钢制成。经过热处理后的基座1的硬度为38hrc～42hrc。例如，38hrc、39hrc、39.6hrc、40hrc或42hrc等。通过采用上述材料和工艺制作的基座1，可以延长其使用寿命。上述通孔10所具有的中心轴线
处置于第一承载面和第二承载面。
58.上述夹持结构的规格与零件的规格相匹配，上述夹持结构可以根据待夹持的零件分为通用夹持结构和专用夹持结构。例如，通用夹持结构可以包括虎钳、卡盘等，上述通用夹持结构可以用于夹持圆柱体或其他立方体型零件。上述专用夹持结构用于满足特殊型号的零件，此时，可以扩大加工系统的适用范围，加工更多型号的零件。上述加工结构包括基板和夹紧器，夹紧器设置在基板上，夹紧器用于与第二连接件连接。上述移载结构可以是机械手。应理解，上述移载结构不仅可以使夹持结构和加工结构连接，也可以使夹持结构和加工结构分离。
59.参见图1至图4，本实用新型实施例提供的承载装置9中，由于第一连接件2可以将夹持结构6设置于第一承载面上，此时，零件8通过第一连接件2和夹持结构6可以准确的固定在基座1上。应理解，上述夹持结构6与零件8相互匹配，夹持结构6可以准确的夹持固定零件8。又由于，第二连接件3可以连接第二承载面和加工结构7。此时，承载有零件8和夹持结构6的基座1可以通过移载结构移动并固定在加工结构7上。相比于现有技术，本实用新型实施例不再利用定位精度不高的机械手将零件8直接固定在机床的夹具上。而是预先将零件8准确的安装在与其匹配的夹持结构6上，至于零件8安装在夹持结构6上所采用的方法在此不做详细描述，只要确保零件8可以准确的安装在与其匹配的夹持结构6上即可。例如，在本实用新型实施例中，由工作人员手动将零件8放置在夹持结构6上，且在工作人员放置以及夹持结构6夹持过程中需要实时检测零件8与夹持结构6之间的精度，以确保零件8可以准确的安装在与其匹配的夹持结构6上。之后，在利用移载结构和承载装置9，将夹持固定有零件8的夹持结构6安装在加工结构7上。应理解，移载结构的定位精度可以使承载有夹持结构6的承载装置准确的安装在加工结构7上。基于此，可以降低或消除因移载结构定位精度不高导致零件8相对于夹持结构6出现夹持固定偏差的几率，有利于后期准确的加工零件，进而提高零件8的加工精度和零件的合格率。此外，由于移载结构不在直接夹持零件8，此时可以降低或消除移载结构与加工结构7、移载结构与夹持结构6或零件8与夹持结构之间发生碰撞的几率，进而降低或消除损坏其中任意一个或多个结构的概率。
60.作为一种可能的实现方式，参见图1和图2，上述承载装置还可以包括至少两个定位件5，每一定位件5的第一端设置于通孔10中，每一定位件5的第二端设置于夹持结构，用于确定夹持结构与基座1的相对位置。
61.示例性的，参见图1和图2，利用定位件5可以起到粗定位的作用，即可以利用定位件5预先确定夹持结构安装在基座1上的位置。此时，不仅可以防止夹持结构从基座1上脱落，同时还可以辅助夹持结构的连接孔与基座1上的通孔10对齐，以使夹持结构与基座1紧固连接。
62.在本实用新型实施例中，参见图1和图2，承载装置包括两个定位件5，由于三点确定一个平面。因此，利用两个定位件5固定的夹持结构相对于基座1可以微调位置。基于此，工作人员通过微调夹持结构相对于基座1的位置，以使夹持结构的连接孔与基座1上的通孔10对齐。接着，在利用第一连接件2分别贯穿夹持结构的连接孔和基座1上的通孔10，以使夹持结构紧固在基座1的第一承载面上。
63.在一种可选方式中，至少两个定位件可以包括三个定位件。每一定位件均具有与第一承载面垂直的中心轴线，三个中心轴线与第一承载面的交点的连线为三角形。
64.由于三角形具有稳定为特性，同时，三点确定一个平面。因此，利用三个定位件可以使夹持结构稳定的设置在基座的第一承载面上。又由于，三个定位件的第一端均设置于通孔中，此时，间接的将夹持结构的连接孔与基座上的通孔对齐。基于此，不仅可以确定夹持结构与基座的相对位置，同时还可以辅助第一连接件紧固夹持结构和基座。
65.作为一种可能的实现方式，上述基座还具有第三承载面，第三承载面位于第一承载面和第二承载面之间。在本实用新型实施例中，基座为长方体基座，第三承载面为长方体基座的侧面。
66.参见图1，上述连接组件4可以包括：第三连接件40和导向件41。第三连接件40的第一端设置于第三承载面，导向件41的第一端设置于第三连接件40的第二端，导向件41的第二端用于连接移载结构。
67.参见图1，上述“设置于”的方式多种多样，例如可以焊接、粘结、一体成型或利用螺栓等方式。在本实用新型实施例中，第三连接件40的第一端与基座1的第三承载面通过螺栓可拆卸连接。导向件41的第一端焊接在第三连接件40的第二端。应理解，上述描述仅用于理解，不用于具体限定。
68.在一种可选方式中，参见图1至图7，沿导向件41的第一端至第二端的方向，靠近导向件41的第二端的结构的横截面积逐渐减小。
69.参见图1至图7，当导向件41与移载结构(例如机械手)的连接端连接时，靠近导向件41的第二端的结构可以起到导向的作用。此时，不仅可以降低移载结构的连接端因与导向件41无法对齐发生碰撞的几率，同时还可以准确快速的使移载结构与导向件41连接，进而使移载结构与基座1连接。
70.参见图1至图7，在本实用新型实施例中，上述靠近导向件41的第二端的结构的形状为圆锥，当然导向件41的整体形状可以为圆锥，移载结构的连接端具有圆锥形的连接孔。上述导向件41与移载结构的适配精度为-0.1mm至0.1mm。例如可以是-0.1mm、-0.05mm、0mm、0.05mm或0.1mm等。当圆锥形导向件与具有圆锥形连接孔的连接端对接后，再利用气动的方式将导向件41和移载结构锁紧。上述导向件41可以是机械手拉丁，其型号可以是cty-20。
71.作为一种可能的实现方式，沿第二连接件的第一端至第二端的方向，靠近第二连接件的第二端的结构的横截面积逐渐减小。
72.当第二连接件与加工结构(例如机床)上的锁紧器连接时，靠近第二连接件的第二端的结构可以起到导向的作用。此时，不仅可以降低加工结构的锁紧器因与第二连接件无法对齐发生碰撞的几率，同时还可以准确快速的使加工结构与第二连接件连接，进而使加工结构与基座连接。
73.在本实用新型实施例中，上述靠近第二连接件的第二端的结构的形状为圆锥，当然第二连接件的整体形状可以为圆锥，加工结构的锁紧器具有圆锥形的连接孔。当圆锥形第二连接件与具有圆锥形连接孔的锁紧器对接后，再利用气动的方式将第二连接件和加工结构锁紧。接着，对其进行锁紧气密性检测，以确保连接的牢固性以及连接位置的准确性。上述第二连接件和锁紧器的锁紧定位精度可以为-0.003mm至0.003mm。例如可以是-0.003mm、-0.0015mm、0mm、0.0015mm或0.003mm等。
74.作为一种可能的实现方式，参见图1和图2，上述通孔10呈阵列式分布在基座1上。此时，可以增加设置于基座1上的夹持结构和加工结构的位置选择性，使其满足不同的加工
需要。在本实用新型实施例中，上述多个通孔10呈阵列式均匀分布在基座1上。
75.作为一种可能的实现方式，上述通孔可以为螺纹孔。承载装置还可以包括多个螺纹丝套(图1至图9中均未示出)，每一螺纹丝套对应嵌套于每一螺纹孔中。
76.由于螺纹孔中嵌套有螺纹丝套，此时，一方面，可以提高螺纹孔的耐磨性，延长螺纹孔的使用寿命。另一方面，可以提高螺纹孔的精度，使第一连接件和第二连接件均与螺纹孔连接的更加紧密。在实际使用过程中，当螺纹丝套损坏，可以将其从螺纹孔中取出，更换新的螺纹丝套。此时，螺纹孔可以继续使用，进而延长承载装置的使用寿命和连接的牢固性。
77.此外，当基座与夹持结构和加工结构连接后，将未用到的螺纹孔利用螺旋堵帽进行封堵。此时，可以避免承载装置在加工结构处时，切屑和冷却液进入螺纹孔中，进而避免承载装置被转运到检测工位或打标工位时，切屑和冷却液污染检测工位或打标工位。
78.在本实用新型实施例中，上述螺纹丝套可以为钢螺纹丝套。上述螺纹孔为m10螺纹孔。应理解，此处的m10表示螺纹孔的规格为10毫米。
79.作为一种可能的实现方式，参见图1、图8和图9，上述第一连接件2可以为螺钉。和/或，第二连接件3可以为拉丁。
80.参见图1，在本实用新型实施例中，上述螺钉采用的规格为m6.8*26，即公称直径6.8mm，右旋，细牙，螺纹长度为26mm的螺钉。上述定位件5采用的是内螺纹圆柱销，其规格为φ12m6*20。上述定位件5和螺钉采用相同材料制成。应理解，此处的φ12m6*20表示内螺纹圆柱销的直径为12mm，螺纹规格为m6，长度为20mm。
81.参见图1，上述承载装置采用了两种不同型号的拉丁(即第二连接件3)，第一种第二连接件30是dwjt-40a，第二种第二连接件31是dwjt-40b。本实用新型实施例采用的这两种型号的拉丁，是根据实际加工零件时，零件所受到的最大切削力确定的。具体的，在加工零件时，由于零件受到加工工具的作用力，此时，零件具有运动的趋势。但是，承载夹持有零件的夹持结构的承载结构需要稳定的固定在加工结构(即机床)上，以确保零件不运动。因此，用于连接承载结构和加工结构的第二连接件3(即拉丁)需要提供足够大的反作用力，以抵消零件受到的来自加工工具的作用力。
82.在一种可选方式中，参见图1、图8和图9，上述第一连接件2可以采用正向锁紧、反向拉紧的方式与螺纹孔紧固连接。具体的，第一连接件2可以沿第一承载面至第二承载面的方向，将夹持结构设置于基座1的第一承载面上。第一连接件2可以沿第二承载面至第一承载面的方向，将夹持结构设置于基座1的第一承载面上。基于此，可以减小或避免因夹持结构复杂不易安装在基座1上的情况发生。另外，在本实用新型实施例中，当夹持结构为圆柱体结构时，在圆柱体结构的中心位置设置一个第一连接件2以将夹持结构和基座1连接起来。此时，不仅起到连接固定的作用，同时还可以定位夹持结构的中心以便于后期工作。
83.在本实用新型实施例中，由于夹持结构的规格和零件的规格相匹配，此时，零件被夹持结构准确夹持。接着，当夹持有零件的夹持结构通过第一连接件和定位件可以准确的安装到承载装置上。之后，移载结构将承载有夹持结构的承载装置通过第二连接件可以准确的安装到加工结构上。综上所述，不仅可以确保零件后期加工的精度，提高零件的合格率。同时，还可以实现多种型号零件的快速切换和高精度装夹，提高加工系统对多种型号且小批量零件的加工，提高加工效率。
84.第二方面，本实用新型实施例还提供了一种加工系统，包括上述技术方案所述的承载装置。
85.本实用新型实施例提供的加工系统的有益效果与上述技术方案所述承载装置的有益效果相同，此处不做赘述。
86.在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
87.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。