CN103072045B - 一种机械加工方法和机械加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机械加工方法和根据一种根据该方法加工工件的机械设备，通过物流合理的分配，将上下料时间重叠在机加时间里，可同时加工多件工件，提高了加工效率。

Description

一种机械加工方法和机械加工设备

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域。

背景技术

常用的自动化机械加工设备的工件加工时间是由上下料时间与机加时间两部分组成的,传统的做法是二者之和,即加工一个工件之后再加工第二个，这是最常见的一种形式，但效率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种加工和上下料交替错开的机械加工方法以提高加工效率，以及采用这种机械加工方法的设备。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种机械加工方法，包括如下步骤：

步骤1，将待加工的工件输送到上料点；

步骤2，将位于上料点的工件交替分配到第一上料位、第二上料位；

步骤3，将所述第一上料位的工件送到第一加工位，所述第二上料位的工件送到第二加工位；

步骤4，由一个机械加工机构对位于所述第一加工位的工件进行加工，在该加工过程的同时，卸下所述第二加工位已加工完的工件，并将所述第二上料位的一个待加工工件送至第二加工位；

步骤5，所述机械加工机构对位于所述第二加工位的工件进行加工，在该加工过程的同时，卸下所述第一加工位已加工完的工件，并将所述第一上料位的一个待加工工件送至第一加工位；

步骤6，所述机械加工机构按所述步骤4、所述步骤5循环交替加工工件，直至加工任务完成。

一种机械加工设备，包括进料机构、分配机构、装卸料机构、第一夹具机构、第二夹具机构、机械加工机构和出料机构；

所述进料机构，用于将待加工的工件输送到上料点；

所述分配机构，用于将位于所述上料点的工件交替分配到第一上料位和第二上料位；

所述装卸料机构，用于将所述第一夹具机构上已加工完的工件卸到所述出料机构上，并将位于所述第一上料位的待加工工件固定到所述第一夹具机构上；或者，将所述第二夹具机构上已加工完的工件卸到所述出料机构上，并将位于所述第二上料位的待加工工件固定到所述第二夹具机构上；

所述第一夹具机构，用于夹紧工件以及在第一上料位和第一加工位之间输送工件；

所述第二夹具机构，用于夹紧工件以及在第二上料位和第二加工位之间输送工件；

所述机械加工机构，用于对位于所述第一加工位的待加工工件进行机械加工，或者，对位于所述第二加工位的待加工工件进行机械加工；

所述出料机构，用于将已加工完的工件运走。

本发明的有益效果是：加快生产节奏，提高了加工效率，节省现场设备布局空间。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述进料机构为电机驱动的传送带。采用上述进一步方案的有益效果是作为一种进料机构的优选实施方式，方便简单，易于实现。

进一步，所述分配机构包括升降机构、旋转机构、第一夹爪机构和第二夹爪机构；

所述升降机构，用于第一夹爪机构、第二夹爪机构的升降；

所述旋转机构，用于第一夹爪机构在所述上料点和所述第一上料位之间往复运动、第二夹爪机构在所述上料点和所述第二上料位之间往复运动；

所述第一夹爪机构，用于夹紧工件，并在所述升降机构和所述旋转机构的配合下，向所述第一上料位输送工件；

所述第二夹爪机构，用于夹紧工件，并在所述升降机构和所述旋转机构的配合下，向所述第二上料位输送工件。

采用上述进一步方案的有益效果是作为一种分配机构的优选实施方式，方便简单，易于实现。

进一步，所述装卸料机构包括第一夹料器、第二夹料器、第一推动器、第二推动器、第一推料板和第二推料板；

所述第一夹料器，用于从所述第一上料位夹取一个待加工的工件；

所述第二夹料器，用于从所述第二上料位夹取一个待加工的工件；

所述第一推动器，用于推动所述第一夹料器，并将所述第一夹料器上夹着的工件推进到所述第一夹具机构的夹取位置上；

所述第二推动器，用于推动所述第二夹料器，并将所述第二夹料器上夹着的工件推进到所述第二夹具机构的夹取位置上；

所述第一推料板固定连接在所述第一夹料器的沿推出方向的外侧，所述第二推料板固定连接在所述第二夹料器的沿推出方向的外侧；

所述第一推料板，用于将从所述第一加工位返回到所述第一上料位的所述第一夹具机构上已加工完的工件推到出料机构上；

所述第二推料板，用于将从所述第二加工位返回到所述第二上料位的所述第二夹具机构上已加工完的工件推到出料机构上。

采用上述进一步方案的有益效果是作为一种装卸料机构的优选实施方式，方便简单，易于实现。

进一步，所述第一夹具机构包括第一滑台和第一夹具；

所述第一夹具固定在所述第一滑台上；

所述第一夹具连接有第一夹具驱动装置，所述第一夹具用于将所述装卸料机构送来的工件夹紧；

所述第一滑台连接有第一滑台驱动装置，所述第一滑台用于将所述装卸料机构送来并经所述第一夹具夹紧的工件送到所述第一加工位。

采用上述进一步方案的有益效果是作为一种第一夹具机构的优选实施方式，方便简单，易于实现。

进一步，所述第二夹具机构包括第二滑台和第二夹具；

所述第二夹具固定在所述第二滑台上；

所述第二夹具连接有第二夹具驱动装置，所述第二夹具用于将所述装卸料机构送来的工件夹紧；

所述第二滑台连接有第二滑台驱动装置，所述第二滑台用于将所述装卸料机构送来并经所述第二夹具夹紧的工件送到所述第二加工位。

采用上述进一步方案的有益效果是作为一种第二夹具机构的优选实施方式，方便简单，易于实现。

进一步，所述机械加工机构为两侧均装有刀具的主轴。采用上述进一步方案的有益效果是作为一种机械加工机构的优选实施方式，方便简单，易于实现。

进一步，所述出料机构包括第一出料带和第二出料带；所述第一出料带用于接收从所述第一上料位处卸掉的已加工完的工件，所述第二出料带用于接收从所述第二上料位处卸掉的已加工完的工件。采用上述进一步方案的有益效果是作为一种出料机构的优选实施方式，方便简单，易于实现。

进一步，所述出料机构为电机驱动的传送带。采用上述进一步方案的有益效果是作为一种出料机构的优选实施方式，方便简单，易于实现。

附图说明

图1为本发明的设备布置示意图；

图2为本发明一种优选机械加工设备结构示意图；

图3为图2的局部放大图；

图4为本发明装卸料机构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、上料点，2、第一上料位，3、第二上料位，4、第一加工位，5、第二加工位；

100、进料机构，200、分配机构，300、装卸料机构，400、第一夹具机构，500、第二夹具机构，600、机械加工机构，700、出料机构；

301、第一夹料器，302、第一夹紧缸，303、第一推料板，304、第一推动器、305、第二夹料器，306、第二夹紧缸，307、第二推料板，308、第二推动器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

一种机械加工方法，包括如下步骤：

步骤1，将待加工的工件输送到上料点；

步骤2，将位于上料点的工件交替分配到第一上料位、第二上料位；

步骤3，将所述第一上料位的工件送到第一加工位，所述第二上料位的工件送到第二加工位；

步骤4，由一个机械加工机构对位于所述第一加工位的工件进行加工，在该加工过程中，卸下所述第二加工位已加工完的工件，并将所述第二上料位的一个待加工工件送至第二加工位；

步骤5，所述机械加工机构对位于所述第二加工位的工件进行加工，在该加工过程中，卸下所述第一加工位已加工完的工件，并将所述第一上料位的一个待加工工件送至第一加工位；

步骤6，所述机械加工机构按所述步骤4、所述步骤5循环交替加工工件，直至加工任务完成。

具体说来，待加工的工件经传送带送来后，将工件交替分配到两个上料位：第一上料位和第二上料位，位于第一上料位的工件被从第一上料位输送到第一加工位，位于第二上料位的工件被从第二上料位输送到第二加工位，一个机械加工机构对其中一个加工位上的工件进行加工，加工完成后移动到另一个加工位对另一个加工位上的工件进行加工，在此期间，已加工完成的工件被卸下、并装上一个新的待加工工件，如此反复，直到加工任务完成。

采用上述方法进行机械加工，一侧进行加工的同时，另一侧完成卸料、运输、上料，因此缩短了工件加工完等待卸料和下一个工件上料的时间，提高了加工效率。

如图1、图2、图3所示，一种机械加工设备，包括进料机构100、分配机构200、装卸料机构300、第一夹具机构400、第二夹具机构500、机械加工机构600和出料机构700；

进料机构100，用于将待加工的工件输送到上料点1；

分配机构200，用于将位于所述上料点的工件交替分配到第一上料位2和第二上料位3；

装卸料机构300，用于将第一夹具机构上已加工完的工件卸到出料机构上，并将位于第一上料位的待加工工件固定到第一夹具机构上；或者，将第二夹具机构上已加工完的工件卸到出料机构上，并将位于第二上料位的待加工工件固定到第二夹具机构上；

第一夹具机构400，用于夹紧工件以及在第一上料位和第一加工位4之间输送工件；

第二夹具机构500，用于夹紧工件以及在第二上料位和第二加工位5之间输送工件；

机械加工机构600，用于对位于第一加工位4的待加工工件进行机械加工，或者，对位于第二加工位5的待加工工件进行机械加工；

所述出料机构700，用于将已加工完的工件运走。

下面对各部件做进一步解释，其中，关于进料机构100，进料机构可采用电机驱动的传送带，或者电机带动减速机驱动的其它传动装置，一个个待加工的工件被进料机构输送到上料点；

关于分配机构200，

分配机构包括升降机构、旋转机构、第一夹爪机构和第二夹爪机构；

升降机构，用于第一夹爪机构、第二夹爪机构的升降；

旋转机构，用于第一夹爪机构在上料点和第一上料位之间往复运动、第二夹爪机构在上料点和第二上料位之间往复运动；

第一夹爪机构，用于夹紧工件，并在升降机构和旋转机构的配合下，向第一上料位输送工件；

第二夹爪机构，用于夹紧工件，并在升降机构和旋转机构的配合下，向第二上料位输送工件；

也就是说，第一夹爪机构夹紧上料点的一个工件后，在升降机构的带动下提升，然后在旋转机构的带动下旋转到第一上料位，在升降机构的带动下下降，松开夹爪将工件放在第一上料位，然后提升，旋转返回上料点，准备夹取第二个工件；第二夹爪上料的动作与此相同；进一步优选使第一夹爪机构相对于旋转中心点的旋转半径与第二夹爪机构相对于旋转中心点的旋转半径相同，且第一上料位与第二上料位相对于上料点对称，这样当第一夹爪机构将工件送到第一上料位时，第二夹爪机构正好返回上料点，工作效率较高。

当然，分配机构200也可以采用其它结构来实现，比如类似轧钢厂里广泛采用的钢卷托盘运输链，将上料点的工件通过步进梁送到托盘上，由托盘承载工件向前运输，经过中央旋转台，分别按不同路径送到第一上料位或第二上料位，通过步进梁或卸料夹爪将工件卸下，空托盘返回上料点继续运输。

关于装卸料机构300，

装卸料机构包括第一夹料器301、第二夹料器305、第一推动器304、第二推动器308、第一推料板303和第二推料板307；

第一夹料器301，用于从所述第一上料位夹取一个待加工的工件；

第二夹料器305，用于从所述第二上料位夹取一个待加工的工件；

第一推动器304，用于推动所述第一夹料器，并将第一夹料器上夹着的工件推进到第一夹具机构的夹取位置上；

第二推动器308，用于推动所述第二夹料器，并将第二夹料器上夹着的工件推进到第二夹具机构的夹取位置上；

第一推料板303固定连接在第一夹料器301的沿推出方向的外侧，第二推料板307固定连接在第二夹料器305的沿推出方向的外侧；

第一推料板303，用于将从第一加工位返回到第一上料位的第一夹具机构上已加工完的工件推到出料机构上；

第二推料板307，用于将从第二加工位返回到第二上料位的第二夹具机构上已加工完的工件推到出料机构上。

下面以一种装卸料机构结构为例，进行说明，如图4所示，

装卸料机构300包括第一夹料器301及驱动其作夹紧或松开动作的第一夹紧缸302、第二夹料器305及驱动其作夹紧或松开动作的第一夹紧缸306、第一推动器304、第二推动器308、第一推料板303和第二推料板307；第一推料板303固定连接在第一夹料器301的沿推出方向的外侧，第二推料板307固定连接在第二夹料器305的沿推出方向的外侧；此处以第一上料位处第一夹料器的动作为例进行说明，当第一夹具机构400已把加工完的工件返回到第一上料位2时，第一夹具机构400上的第一夹具上将加工完的工件松开，然后装卸料机构300的第一夹料器301夹起一个工件，并在第一推动器304带动下，向第一夹具机构400平移，由于第一推料板303固定在第一夹料器301的外侧，所以第一推料板303会先将已第一夹具机构400上已加工完的工件推掉，推掉的工件落入出料机构700，然后装卸料机构300的第一夹料器301将待加工的工件放到第一夹具机构400的第一夹具上，等待第一夹具将其夹紧并送到第一加工位。

装卸料机构300还可采用其它结构，例如还可以是一个机械手，第一夹具机构夹紧已加工完成的工件直接打开，工件掉到出料机构上，然后装卸料机构即机械手直接从第一上料位抓取一个待加工工件，卡入第一夹具机构的第一夹具的位置即可。总之，只要能够实现将已生产完成的工件卸掉，并固定一个新工件送到加工位即可。

关于第一夹具机构400，

第一夹具机构包括第一滑台和第一夹具；

第一夹具固定在第一滑台上；

第一夹具连接有第一夹具驱动装置，第一夹具用于将装卸料机构送来的工件夹紧；

第一滑台连接有第一滑台驱动装置，第一滑台用于将装卸料机构送来并经第一夹具夹紧的工件送到第一加工位。

总的来说，第一夹具机构400上的第一夹具用来夹紧由装卸料机构送来的待加工工件，然后第一夹具机构的第一滑台移动，将待加工工件送到第一加工位。也就是说，第一夹具机构400主要用于将装卸料机构送来的待加工工件夹紧并送到第一加工位，工件在第一加工位加工完成，第一夹具机构400返回靠近第一上料点处的位置，然后松开工件，等待装卸料机构推走加工完的工件，并装上新工件。上述结构是一种优选实施方式，当然第一夹具机构还可以就是一个可移动的机械手，加工完的工件直接由机械手放到出料机构，然后该机械手移动到第一上料位抓取并夹紧一个工件后再返回第一加工位，等待加工。

第二夹具机构500与第一夹具机构400的结构、作用类似，只不过与第一夹具机构交替动作，这里不再详细叙述。

关于机械加工机构600，

机械加工机构600可以是两侧均装有刀具的主轴，即双头主轴，当然也可以是其它机加执行部件。

关于出料机构700，

出料机构700可以是电机驱动的传送带，

出料机构700可以设置一条出料通道，还可以是为第一夹具机构、第二夹具机构各配一条出料通道，即出料机构包括第一出料带和第二出料带；第一出料带用于接收从第一上料位处卸掉的已加工完的工件，第二出料带用于接收从第二上料位处卸掉的已加工完的工件。

最后，通过图1再对本发明的情况做进一步说明，图1作为设备的一种优选实施方式，图1中双实线代表滑轨，装卸料机构300、第一夹具机构400、第二夹具机构500、机械加工机构600可在各自的滑轨上滑动，待加工的工件经进料机构100到达上料点1，经分配机构200分别被分配到第一上料位2和第二上料位3，装卸料机构300可以向两侧移动，用于将位于第一上料位2的待加工工件装到第一夹具机构400上、同时将第一夹具机构400上已加工完的工件推出到出料机构700上；或者将位于第二上料位3的待加工工件装到第二夹具机构500上、同时将第二夹具机构500上已加工完的工件推出到出料机构700上；图1中的情形，此时的第一夹具机构400位于第一加工位4，机械加工机构600正在第一加工位4处加工，在该侧进行加工的过程中，第二夹具机构500携带已加工好的工件返回距离第二上料位较近的位置，装卸料机构300正准备携带新的未加工工件向第二夹具机构500移动，装卸料机构300的推料板将第二夹具机构500上已加工完的工件推到出料机构700上，并放好新工件，然后第二夹具机构500再返回第二加工位5，等待对侧加工完成；等加工第二夹具机构500上的工件时，第一夹具机构400又开始返回装卸工件，如此反复，直到完成加工任务。

在本领域技术人员的知识范围内，本实用新型还可以做各种变化，例如出料机构既可以如前所述布置在第一上料位2、第二上料位3处，还可以布置在第一加工位4、第二加工位5处，当加工完成后，第一夹具机构400的第一夹具直接松开工件，工件落入出料通道被送走，或者此处还可设有一个辅助推出已加工完成工件的推料器，将工件推到出料机构上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种机械加工设备，其特征在于：包括进料机构、分配机构、装卸料机构、第一夹具机构、第二夹具机构、机械加工机构和出料机构；

所述进料机构，用于将待加工的工件输送到上料点；

所述分配机构，用于将位于所述上料点的工件交替分配到第一上料位和第二上料位；

所述装卸料机构，用于将所述第一夹具机构上已加工完的工件卸到所述出料机构上，并将位于所述第一上料位的待加工工件固定到所述第一夹具机构上；或者，将所述第二夹具机构上已加工完的工件卸到所述出料机构上，并将位于所述第二上料位的待加工工件固定到所述第二夹具机构上；

所述装卸料机构包括第一夹料器、第二夹料器、第一推动器、第二推动器、第一推料板和第二推料板；

所述第一夹料器，用于从所述第一上料位夹取一个待加工的工件；

所述第二夹料器，用于从所述第二上料位夹取一个待加工的工件；

所述第一推动器，用于推动所述第一夹料器，并将所述第一夹料器上夹着的工件推进到所述第一夹具机构的夹取位置上；

所述第二推动器，用于推动所述第二夹料器，并将所述第二夹料器上夹着的工件推进到所述第二夹具机构的夹取位置上；

所述第一推料板固定连接在所述第一夹料器的沿推出方向的外侧，所述第二推料板固定连接在所述第二夹料器的沿推出方向的外侧；

所述第一推料板，用于将从所述第一加工位返回到所述第一上料位的所述第一夹具机构上已加工完的工件推到出料机构上；

所述第二推料板，用于将从所述第二加工位返回到所述第二上料位的所述第二夹具机构上已加工完的工件推到出料机构上；

所述第一夹具机构，用于夹紧工件以及在第一上料位和第一加工位之间输送工件；

所述第二夹具机构，用于夹紧工件以及在第二上料位和第二加工位之间输送工件；

所述机械加工机构，用于对位于所述第一加工位的待加工工件进行机械加工，或者，对位于所述第二加工位的待加工工件进行机械加工；

所述出料机构，用于将已加工完的工件运走。

2.根据权利要求1所述一种机械加工设备，其特征在于：所述进料机构为电机驱动的传送带。

3.根据权利要求1所述一种机械加工设备，其特征在于：所述分配机构包括升降机构、旋转机构、第一夹爪机构和第二夹爪机构；

所述升降机构，用于第一夹爪机构、第二夹爪机构的升降；

所述旋转机构，用于第一夹爪机构在所述上料点和所述第一上料位之间往复运动、第二夹爪机构在所述上料点和所述第二上料位之间往复运动；

所述第一夹爪机构，用于夹紧工件，并在所述升降机构和所述旋转机构的配合下，向所述第一上料位输送工件；

所述第二夹爪机构，用于夹紧工件，并在所述升降机构和所述旋转机构的配合下，向所述第二上料位输送工件。

4.根据权利要求1所述一种机械加工设备，其特征在于：所述第一夹具机构包括第一滑台和第一夹具；

所述第一夹具固定在所述第一滑台上；

所述第一夹具连接有第一夹具驱动装置，所述第一夹具用于将所述装卸料机构送来的工件夹紧；

所述第一滑台连接有第一滑台驱动装置，所述第一滑台用于将所述装卸料机构送来并经所述第一夹具夹紧的工件送到所述第一加工位。

5.根据权利要求1所述一种机械加工设备，其特征在于：所述第二夹具机构包括第二滑台和第二夹具；

所述第二夹具固定在所述第二滑台上；

所述第二夹具连接有第二夹具驱动装置，所述第二夹具用于将所述装卸料机构送来的工件夹紧；

所述第二滑台连接有第二滑台驱动装置，所述第二滑台用于将所述装卸料机构送来并经所述第二夹具夹紧的工件送到所述第二加工位。

6.根据权利要求1所述一种机械加工设备，其特征在于：所述机械加工机构为两侧均装有刀具的主轴。

7.根据权利要求1所述一种机械加工设备，其特征在于：所述出料机构包括第一出料带和第二出料带；所述第一出料带用于接收从所述第一上料位处卸掉的已加工完的工件，所述第二出料带用于接收从所述第二上料位处卸掉的已加工完的工件。

8.根据权利要求1所述一种机械加工设备，其特征在于：所述出料机构为电机驱动的传送带。