CN101704116B - 数控机床盒式自动进料机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种数控机床盒式自动进料机构,包含有燕尾定向式进料机和自动弹簧夹紧装置,实现了在数控机床上对标准件及异形棒料加工的自动送料、自动夹紧、自动切断的全程自动化。本发明是燕尾定向式自动送料机与自动弹簧夹紧装置相配合,在自动化数控系统控制下的一种实现无人工操作的自动化辅助设备,将数字信号转化为电信号,再转化为气源动力和机械运动。一个工件的加工过程不需人工参与,送料过程不用停机,每个工件可节省停车和启动时间3~5秒钟,自动化程度极高,可一人多机操作,提高了生产效率,极大地节约了原材料。另外,本发明体积小、外形美观,节约了车间占地面积,有效地提高了车间利用率。

Description

数控机床盒式自动进料机构
技术领域
[0001] 本发明涉及机械加工设备,具体地说是一种数控机床盒式自动进料机构。 背景技术
[0002] 目前市场上90%的机械加工厂车削工件的加工过程是:夹料,保持合适的伸出长 度,加工,切断,停机,松开卡盘,拔出棒料至合适的伸出长度,再夹紧,再加工如此不断重 复。这种方法需要操作人员不停地停机、夹料,生产效率低,劳动强度大,零件批量越大,这 一问题就越突出,给用户带来了很大不便,且价格非常昂贵,不利于全面推广和应用,亟待 解决。
发明内容
[0003] 为解决上述技术问题,本发明提供了一种数控机床盒式自动进料机构,实现了在 数控机床上对标准件及异形棒料加工的自动送料、自动夹紧、自动切断的全程自动化。
[0004] 为达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:
[0005] 一种数控机床盒式自动进料机构,包含有燕尾定向式进料机和自动弹簧夹紧装 置:
[0006] 所述的燕尾定向式进料机,包含有支撑杆、送料管、深沟球轴承I、平面推力球轴 承、轴承座、燕尾上托板、燕尾下托板、调节螺钉、双向拨杆、气缸和气缸支架,支撑杆的两端 分别安装有一个深沟球轴承I和一个平面推力球轴承、并通过两个轴承座固定在燕尾上托 板上,进料管与支撑杆固定连接,双向拨杆穿过燕尾下托板中间的宽长槽固定在燕尾上托 板上、并可随燕尾上托板的滑动在宽长槽内做往复运动,调节螺钉设置在燕尾下托板的一 端、旋入可与双向拨杆接触的位置,气缸支架固定于燕尾下托板上,气缸的缸体和活塞杆分 别固定在气缸支架和双向拨杆上,燕尾上托板内侧设置有凹槽燕尾,燕尾下托板上设置有 凸槽燕尾,所述的凹凸燕尾互相配合接触。
[0007] 所述的自动弹簧夹紧装置,包含有拉紧盘、三爪锁紧器、离合套、拉紧杆、弹簧夹紧 装置、主轴、弹簧夹头座和弹簧夹头,拉紧盘固定在拉紧杆上,三爪锁紧器固定在主轴一端 并与拉紧盘的斜面接触,弹簧夹头座固定在主轴的另一端,拉紧杆与设置在弹簧夹头座上 的弹簧夹头连接并将其拉紧固定,离合套设置在主轴上并可在主轴上滑动,弹簧夹紧装置 设置在拉紧杆内部并与送料管的另一端固定连接。
[0008] 所述的双向拨杆上设置有一个轴,轴两端安装有深沟球轴承II,两个深沟球轴承 II的外圆面与燕尾下托板的底面相接触。
[0009] 本发明是燕尾定向式自动送料机与自动弹簧夹紧装置相配合,在自动化数控系统 控制下的一种实现无人工操作的自动化辅助设备,将数字信号转化为电信号,再转化为气 源动力和机械运动。按照数控系统的程序指令,燕尾定向式自动送料机在进料过程中自动 将棒料送到数控机床系统设定的长度,所送工件的形状没有限制,自动弹簧夹紧装置通过 弹簧夹头的夹紧和松开来实现工件的自动化装夹,电动刀具进行车削,程序循环往复,直到整个工件加工完毕为止。此段加工过程不需人工参与,送料过程不用停机,每个工件可节省 停车和启动时间3〜5秒钟,自动化程度极高,可一人多机操作,单人次生产效率比普通车 床提高20〜30倍,单人次生产效率比一般人工装夹料数控车床工艺提高5〜10倍,单件 送料长度的精度在0. 10毫米之内,每根棒料送至最后一个工件时,剩余料头不超30毫米, 极大地节约了原材料。另外,本发明体积小、外形美观,节约了车间占地面积,有效地提高了 车间利用率。
附图说明
[0010] 附图为本发明的结构示意图。 具体实施方式:
[0011] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述:
[0012] 如图所示,对于燕尾定向式自动进料机,支撑杆1的左右两端各安装有一个6007 深沟球轴承I 10和一个51207平面推力球轴承11,6007深沟球轴承I 10和51207平面推 力球轴承之间用一个隔圈分开并共同安装在轴承座3上,起到对支撑杆1的支撑作用。支 撑杆1通过内螺纹M32与送料管2的一端固定连接,两个轴承座3分别用4个M12的内六 角螺钉固定在燕尾上托板4上,双向拨杆7通过4个M12的外六方螺钉固定在燕尾上托板 4上,燕尾下托板5通过4个Ml2内六角螺钉固定在气缸支架9上,气缸8的缸体通过一个 Φ 20的销子固定在气缸支架9上,活塞杆与双向拨杆7的下端用Μ20的螺纹连接,并用Μ20 的螺母固定。双向拨杆7的中间位置设有一个Φ 12的轴20,轴两端分别安装有1个6001 的深沟球轴承II 21,该轴承的外圆面与燕尾下托板5底面接触,可减少双向拨杆7在往复 运动过程中的摩擦,降低阻力,使双向拨杆7的往复运动灵活方便。调节螺钉6为一个螺纹 Μ18的螺钉在燕尾下托板5的一端旋入,深入可与双向拨杆7接触,使用时通过旋入、旋出起 到固定双向拨杆7和调节气缸活塞杆行程的作用。燕尾上托板4内侧设置有凹槽燕尾,燕 尾下托板5上设置有凸槽燕尾,所述的凹凸燕尾互相配合接触,也就是说燕尾上托板4可以 在燕尾下托板5上来回滑动。
[0013] 数控机床的数控系统按设定的编程程序发出的启动燕尾定向式自动进料机的指 令信号经由伺服驱动系统分解信号后传递至控制电气转换控制阀,控制电气转换控制阀控 制的气源动力由气缸8中的活塞推动活塞杆,活塞杆推动双向拨杆7作130度角重复动作, 推动燕尾上托板4在燕尾下托板5上作往复直线运动,从而带动连接在支撑杆1上的管状 送料管2工作。燕尾下托板5上的凸槽燕尾结构精度高,配合精密,稳定性好。在送料时,燕 尾上托板4推动凸型定向旋转支架推动管状送料管2直线运动,在0. 5〜1. 5秒内把棒料 送至长度200毫米之内的设定尺寸,棒料的形状不限,可以是圆棒型、四方形、六方形或其 他异形棒料,解决了原来异型棒料送料夹装不便的问题,管状送料管2由于有深沟球轴承I 10和平面推力球轴承11的支撑,随工件旋转运动,起到托料作用,所以送料时不用停机。
[0014] 对于自动弹簧夹紧装置,拉紧盘12通过Μ45的内孔螺纹固定在拉紧杆15上,三爪 锁紧器13通过Μ65的螺纹固定在主轴17的一端并与拉紧盘12的斜面接触,起到胀紧三爪 锁紧器13的作用,弹簧夹头座18与主轴17之间通过短锥定位,用3个Μ12的螺钉连接固 定,拉紧杆15与设置在弹簧夹头座18上的弹簧夹头19通过Μ45外螺纹连接并将其拉紧固定,离合套14设置在主轴17上并可在主轴17上滑动,根据气缸的加紧状态离合套14进行 滑动,其圆弧面与三爪锁紧器13的三爪接触或分开,弹簧夹紧装置16设置在拉紧杆15内 部并与送料管2的另一端固定连接。
[0015] 数控机床的数控系统按设定的编程程序发出的启动自动弹簧夹紧装置的指令信 号驱动气动装置中的电气信号转换,气控阀控制的气源动力由气缸8中的活塞推动活塞 杆,经连杆机构传递给主轴17左端的离合套14,离合套14经过三爪锁紧器13顶紧拉紧盘 12,拉紧盘12带动拉紧杆15拉动弹簧夹头19,弹簧夹头19与弹簧夹头座18是锥体的,使 弹簧夹头19夹紧工件材料,此时夹紧工件,电脑系统加工完成时程序中的松开命令使电气 控制气动阀换向,此时离合套14马上向反方向运动,三爪锁紧器13松开,此时拉紧盘12不 再顶紧,弹簧夹头19在没有外力的情况下自身的弹性恢复常态,处于松开状态,以此来实 现弹簧夹头19的自动松开和夹紧动作。
[0016] 在数控车床生产工作当中,操作工人把直径Φ3〜Φ35毫米、长度在2000毫 米之内的棒料放入进料机内,编好G、M、S、T等代码加工程序,启动两轴联动数控系统, 如日本发那科FANUCoi-mate-TD和FANUC-mc数控系统、德国西门子SIEMENS-801S和 SIEMENS-802DSL数控系统、广数GSK-980TD数控系统等,使用手摇脉冲发生器移动机夹刀 具确定绝对坐标值,启动数控系统开始加工。此时,主轴17启动旋转到设定工作转速,Z向 滚珠丝杆和X向滚珠丝杆驱动拖板按设定的坐标值程序发出的指令信号移动电动刀架开 始车削工件。当车削完工件时,按程序指令切断工件,电动刀架随拖板退至设定位置,同时 启动自动弹簧夹紧装置按程序指令动作,约0. 5〜1秒内弹簧夹头19松开棒料,同时程序 指令发出信号立即启动燕尾定向式自动送料机,在0. 5〜1. 5秒内把棒料送至长度200毫 米之内的设定尺寸,同时启动自动弹簧夹紧装置按程序指令动作,约0. 5〜1秒内弹簧夹头 19夹紧棒料,电动刀架开始新一轮的重复车削加工。程序往复循环,直至整根棒料加工完毕 止。
[0017] 在整根工件的加工过程中,不需人工参与,送料时主轴不停转,可节省停车和启动 的时间,自动化程度极高,可一人多机操作,单人次生产效率比普通车床提高20〜30倍, 单人次生产效率比一般人工装夹料数控车床工艺提高5〜10倍。单件送料长度的精度在 0. 10毫米之内,每根棒料送至最后一个工件时,剩余料头不超30毫米,极大地节约了原材 料。若按工件平均直径25毫米、每根料长度节约1毫米计算,每年按300天工作日,每天按 2班每班8小时,每班300件,每台此配置数控车床年节约材料费2774元,全国按保有量20 万台计算,仅此一项每年可节约材料费55480万元。若按加工直径Φ25毫米、长度60毫米 的45#材质、上面有1 : 5的锥度和M22的公制螺纹的圆轴工件计算,一般带老式送料机的 数控车床每班8小时,每班每台设备可加工180件,每人可操作1〜2台。现在用此带盒式 自动进料机构的数控车床,因主轴不停转等各种优点,同一个工人可同时操作6〜10台,按 同样工作时间,每班每台可加工300件,此项技术创新把生产效率提高了 5〜16倍。

Claims (2)

1. 一种数控机床盒式自动进料机构,其特征在于,包含有燕尾定向式进料机和自动弹 簧夹紧装置:所述的燕尾定向式进料机,包含有支撑杆(1)、送料管(2)、深沟球轴承I (10)、平面推 力球轴承(11)、轴承座(3)、燕尾上托板(4)、燕尾下托板(5)、调节螺钉(6)、双向拨杆(7)、 气缸(8)和气缸支架(9),支撑杆(1)的两端分别安装有一个深沟球轴承I (10)和一个平面 推力球轴承(11)、并通过两个轴承座(3)固定在燕尾上托板(4)上,送料管(2)与支撑杆 (1)固定连接,双向拨杆(7)穿过燕尾下托板(5)中间的宽长槽固定在燕尾上托板(4)上、 并可随燕尾上托板(4)的滑动在宽长槽内做往复运动,调节螺钉(6)设置在燕尾下托板(5) 的一端、旋入可与双向拨杆(7)接触的位置,气缸支架(9)固定于燕尾下托板(5)上,气缸 (8)的缸体和活塞杆分别固定在气缸支架(9)和双向拨杆(7)上,燕尾上托板(4)内侧设置 有凹槽燕尾,燕尾下托板(5)上设置有燕尾型导轨,所述的凹槽燕尾和燕尾型导轨互相配 合接触;所述的自动弹簧夹紧装置,包含有拉紧盘(12)、三爪锁紧器(13)、离合套(14)、拉紧杆 (15)、弹簧夹紧装置(16)、主轴(17)、弹簧夹头座(18)和弹簧夹头(19),拉紧盘(12)固定 在拉紧杆(15)上,三爪锁紧器(13)固定在主轴(17) —端并与拉紧盘(12)的斜面接触,弹 簧夹头座(18)固定在主轴(17)的另一端,拉紧杆(15)与设置在弹簧夹头座(18)上的弹 簧夹头(19)连接并将其拉紧固定,离合套(14)设置在主轴(17)上并可在主轴(17)上滑 动,弹簧夹紧装置(16)设置在拉紧杆(15)内部并与送料管(2)的另一端固定连接。
2.根据权利要求1所述的数控机床盒式自动进料机构,其特征在于,所述双向拨杆(7) 上设置有一个轴(20),轴(20)两端安装有深沟球轴承II (21),两个深沟球轴承II (21)的 外圆面与燕尾下托板(5)的底面相接触。
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