CN103286663B - 自动磨床 - Google Patents
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Abstract
一种自动磨床，包括安装于机床上的机械部分和电气部分，其特征在于：所述机械部分包括自动给料机构，自动送料机构，夹紧机构，加工机构，自动出料机构；电气部分分别有主控部分，驱动部分，输入部分，显示部分；所述驱动部分与所述机械部分的各个机构分别连接，在所述主控部分的控制下完成由所述输入部分输入的操作；所述显示部分用于实时显示工作状态；在所述主控部分控制下，所述自动给料机构将工件输送至所述自动送料机构，所述自动送料机构将所述工件输送至所述夹紧机构进行夹紧及定位，然后由所述加工机构对所述工件进行加工，加工完毕后，所述夹紧机构松开，所述自动出料机构将所述工件送出加工区域，然后循环前述步骤。
Description
技术领域
本发明涉及一种磨削加工装置，具体涉及一种自动磨床。
背景技术
磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。普通磨床一般都是完全依靠人工操作，一人一机的工作方式，不仅劳动强度大，生产效率低，而且由于人为因素，影响产品质量的情况时有发生。网络上公布了一种用机械手进行送料取料的自动磨床，众所周知，机械手的设计原理复杂，动作精度难以保证，成本高昂，且如果没有一条流水线进行流水作业，将工件整齐排序，机械手在抓取工件时难以找到定位基准，容易发生抓取失败或者抓取后定位不准导致不能正常加工的状况频发。因此，急需一种新型的自动磨床以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种高度自动化、节约人力及工时、定位准确且加工精度高的自动磨床。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
一种自动磨床，包括安装于机床上的机械部分和电气部分，所述机械部分包括自动给料机构，自动送料机构，夹紧机构，加工机构，自动出料机构；电气部分分别有主控部分，驱动部分，输入部分，显示部分；所述驱动部分与所述机械部分的各个机构分别连接，在所述主控部分的控制下完成由所述输入部分输入的操作；所述显示部分用于实时显示工作状态；在所述主控部分控制下，所述自动给料机构将工件输送至所述自动送料机构，所述自动送料机构将所述工件输送至所述夹紧机构进行夹紧及定位，然后由所述加工机构对所述工件进行加工，加工完毕后，所述夹紧机构松开，所述自动出料机构将所述工件送出加工区域，然后循环前述步骤。
所述自动给料机构具有一导槽，所述导槽靠近所述加工机构的一侧设有一承接部。
所述自动给料机构具有两个挡板，所述导槽形成于所述两个挡板之间，且宽度与工件尺寸相匹配，所述两个挡板靠近所述加工机构的一侧各设有一凹口对应所述承接部。
一给料气缸，与所述自动送料机构分别设于所述自动给料机构两侧，所述给料气缸具有给料活塞杆；所述自动送料机构设有送料孔对应所述凹口；所述给料活塞杆前进，将工件送入所述送料孔。
一横向限位机构，与所述自动给料机构分别位于所述自动送料机构两侧，避免所述给料活塞杆将工件顶出所述送料机构。所述自动送料机构与所述加工机构分别位于所述夹紧机构两侧。
所述夹紧机构一端与一电机固定，用于驱动工件旋转，另一端为活动构造，进行夹紧和放松动作；所述加工机构包括磨削刀具，当所述自动送料机构将工件送至所述夹紧机构时，所述夹紧机构夹紧，所述电机开始转动；同时所述磨削刀具转动并开始进给，接触所述工件并进行加工；加工完毕后，所述夹紧机构松开，所述工件自动脱落进入一出料导轨。
所述夹紧机构对应工件下方设有一倾斜板，工件脱落时沿所述倾斜板运动至所述出料导轨。
一自动出料机构，沿所述出料导轨延伸方向运动，将工件沿所述出料导轨送出加工区域。
所述主控部分为51单片机，通过所述主控部分控制实现自动/手动操作切换。
本发明的有益效果在于：采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，更可以极大地提高劳动生产率。
附图说明
图1为本发明自动磨床第一实施例的布局示意图的立体图；
图2为图1的局部放大视图；
图3为图1的俯视图。
附图标号
自动给料机构10 挡板11
导槽12 凹口13
给料气缸14 给料活塞杆141
承接部15 自动送料机构20
送料孔21 送料气缸22
横向限位机构30 夹紧机构40
顶针41 顶紧气缸42
电机50 磨削刀具60
倾斜板70 自动出料机构80
出料活塞杆81 出料导轨82
齿轮a/b/c/d
具体实施方式
现结合附图与具体实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。
请参照图1至图3，为本发明一种自动磨床的第一实施例，用于齿轮磨削加工，包括安装于机床(未图示)上的机械部分和电气部分，所述机械部分包括自动给料机构10，自动送料机构20，夹紧机构40，加工机构，自动出料机构80。其中，所述自动给料机构10具有两个挡板11，于所述两个挡板11之间形成宽度与齿轮长度相匹配的导槽12，所述导槽12靠近所述加工机构的一侧设有一承接部15，所述两个挡板11靠近所述加工机构的一侧各设有一凹口13对应所述承接部15。
一给料气缸14，与所述自动送料机构20分别设于所述自动给料机构10两侧，所述给料气缸14主要部件为一给料气缸14；所述自动送料机构20设有送料孔21对应所述凹口13；所述给料气缸14的给料活塞杆141伸长，将齿轮送入所述送料孔21。
一横向限位机构30，与所述自动给料机构10分别位于所述自动送料机构20两侧，避免所述给料活塞杆141将齿轮顶出所述送料机构。
所述自动送料机构20与所述加工机构分别位于所述夹紧机构40两侧。
所述夹紧机构40一端与一电机50固定，用于驱动齿轮旋转，且该端具有一定位销用于固定和带动所述齿轮，另一端主要部件为活动构造，例如本实施例使用顶针41，通过移动所述顶针41进行夹紧和放松齿轮；所述加工机构包括磨削刀具60。所述夹紧机构40对应在齿轮下方设有一倾斜板70，齿轮脱落时沿所述倾斜板70运动至所述出料导轨82，所述倾斜板70可弹性旋转，当齿轮落在所述倾斜板70上时具有缓冲保护作用。
一自动出料机构80，由一出料气缸担任，所述出料气缸的出料活塞杆81杆沿所述出料导轨82延伸方向伸长，将齿轮沿所述出料导轨82送出加工区域。
电气部分分别有主控部分，驱动部分，输入部分，显示部分；在本实施例中，所述主控部分核心系统为51单片机；所述驱动部分由各种气缸担任，与所述机械部分的各个机构分别连接，驱动程序系统主要是MOS场效应管；所述输入部分为键盘；所述显示部分包括数码管和LED，用于实时显示工作状态。所述主控部分进行预编程，在自动/手动/调整三种工作状态之间进行切换。
加工操作方法步骤如下：
(1)将齿轮a、b、c、d依次放入所述自动给料机构10，启动总程序后系统进行初始化，初始化完成后，选择自动加工状态，启动加工程序；(2)所述自动给料机构10的给料活塞杆141伸长，将所述齿轮a从所述凹口13中推出，进入所述送料孔21，与所述横向限位机构30配合对所述齿轮a进行定位，以对准所述夹紧机构40；(3)定位完毕，所述给料活塞杆141缩回，所述齿轮b在重力作用下沿所述导槽12自动下滑填补所述齿轮a原先所占位置；(4)所述自动送料机构20在一送料气缸22推动下前进，将所述齿轮a输送至对准所述夹紧机构40；(5)所述顶针41在一顶紧气缸42推动下前进，顶紧所述齿轮a；(6)所述送料气缸22带动所述自动送料机构20复位；(7)所述电机50启动，带动所述齿轮a转动，同时所述磨削刀具60启动，按照程序设定开始加工；(8)所述给料活塞杆141伸长，将所述齿轮b从所述凹口13中推出，进入所述送料孔21，与所述横向限位机构30配合对所述齿轮b进行定位，以对准所述夹紧机构40；(9)定位完毕，所述给料活塞杆141缩回，所述齿轮c在重力作用下沿所述导槽12自动下滑填补所述齿轮b原先所占位置；(10)所述齿轮a加工完毕，所述电机50暂停，所述磨削刀具60暂停并复位，所述顶紧气缸42带动所述顶针41复位，所述齿轮a失去支撑，在重力作用下坠落至所述倾斜板70上，沿所述倾斜板70滑落至所述出料导轨82；(11)所述出料活塞杆81杆伸长，将所述齿轮a沿所述出料导轨82输送出加工区域；(12)重复步骤(4)～(11)，当所述齿轮d进入所述送料孔21，反馈系统检测所述导槽12内无齿轮，所述给料气缸14停止工作，当所述齿轮d进入所述夹紧机构40并被夹紧，所述送料孔21复位后，所述反馈系统检测所述送料孔21内无齿轮，所述自动送料机构20停止工作，直至将最后一个齿轮d加工完毕，加工程序全部结束，返回初始状态。
上述步骤中，步骤(8)、(9)可与步骤(7)同时进行以进一步节省工时，在每个步骤均设置反馈系统，一旦检测到故障或未正常进行，即可于显示界面显示出故障的工序和部位，并自动报警，操作人员可根据需要切换到手动/调整状态进行检修、测试和调整。
在其它实施例中(未图示)，所述主控部分还可以采用PLC。
在其它实施例中(未图示)，所述驱动部分也可以采用液压驱动，驱动力大，单成本比气动稍高。
在其它实施例中(未图示)，所述给料气缸14也可以是由气缸带动的其它形式的元件，比如直线轴承等。
在其它实施例中(未图示)，所述导槽12尺寸也可以是与所述齿轮的直径相匹配，具体以何种方式匹配主要取决于工件最终定位的方式和位置。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.主控部分采用51单片机，单片机重量轻，体积小，易于使用，价格较适宜，有很好的抗干扰性，在工业应用中，能够适应工业环境；
2.机床改造总投资极少，驱动执行采用气动方式，气动装置结构简单、轻便，不污染环境，成本低廉；
3.全程通过单片机精确控制，每个动作都是有条不絮地进行着，且工序高度集成，全面做到节省工时；
4.实现磨床启动、停止、故障停止、紧急停止，无料报警，自动送料，装夹，自动磨削，磨好后自动出料，再自动装料，整个过程一气呵成，无需人工干涉，达到了自动化的目的，并且一人可操作多台机床，经过实测，改造后生产效率提高了70％。
以上实施例仅用于介绍本发明，不应作为对本发明内容的限制，一般技术人员容易理解，在不脱离本发明精神的范围内，本发明中的结构、材料及每个组件的排列、组合等均可做出适当改变，本发明的保护范围应当以所提权利要求为准。
Claims (7)
1.一种自动磨床，包括安装于机床上的机械部分和电气部分，其特征在于：所述机械部分包括自动给料机构，自动送料机构，夹紧机构，加工机构，自动出料机构；电气部分分别有主控部分，驱动部分，输入部分，显示部分；所述驱动部分与所述机械部分的各个机构分别连接，在所述主控部分的控制下完成由所述输入部分输入的操作；所述显示部分用于实时显示工作状态；在所述主控部分控制下，所述自动给料机构将工件输送至所述自动送料机构，所述自动送料机构将所述工件输送至所述夹紧机构进行夹紧及定位，然后由所述加工机构对所述工件进行加工，加工完毕后，所述夹紧机构松开，所述自动出料机构将所述工件送出加工区域，然后循环前述步骤；一给料气缸，与所述自动送料机构分别设于所述自动给料机构两侧，所述给料气缸具有给料活塞杆；所述自动给料机构具有一导槽，所述导槽靠近所述加工机构的一侧设有一承接部；所述自动给料机构具有两个挡板，所述导槽形成于所述两个挡板之间，且宽度与工件尺寸相匹配，所述两个挡板靠近所述加工机构的一侧各设有一凹口对应所述承接部；所述自动送料机构设有送料孔对应所述凹口；所述给料活塞杆前进，将工件送入所述送料孔。
2.如权利要求1所述的一种自动磨床，其特征在于：一横向限位机构，与所述自动给料机构分别位于所述自动送料机构两侧，避免所述给料活塞杆将工件顶出所述送料机构。
3.如权利要求2所述的一种自动磨床，其特征在于：所述自动送料机构与所述加工机构分别位于所述夹紧机构两侧。
4.如权利要求3所述的一种自动磨床，其特征在于：所述夹紧机构一端与一电机固定，用于驱动工件旋转，另一端为活动构造，进行夹紧和放松动作；所述加工机构包括磨削刀具，当所述自动送料机构将工件送至所述夹紧机构时，所述夹紧机构夹紧，所述电机开始转动；同时所述磨削刀具转动并开始进给，接触所述工件并进行加工；加工完毕后，所述夹紧机构松开，所述工件自动脱落进入一出料导轨。
5.如权利要求4所述的一种自动磨床，其特征在于：所述夹紧机构对应工件下方设有一倾斜板，工件脱落时沿所述倾斜板运动至所述出料导轨。
6.如权利要求4所述的一种自动磨床，其特征在于：一自动出料机构，沿所述出料导轨延伸方向运动，将工件沿所述出料导轨送出加工区域。
7.如权利要求1所述的一种自动磨床，其特征在于：所述主控部分为51单片机，通过所述主控部分控制实现自动/手动操作切换。
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Denomination of invention: Automatic grinder Effective date of registration: 20210813 Granted publication date: 20161228 Pledgee: Yangdong sub branch of Yangjiang Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: YANGJIANG GRAND HARVEST INDUSTRIAL Co.,Ltd. Registration number: Y2021440000264 |
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Granted publication date: 20161228 Pledgee: Yangdong sub branch of Yangjiang Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: YANGJIANG GRAND HARVEST INDUSTRIAL Co.,Ltd. Registration number: Y2021440000264 |