CN103506635A - 车削中心自动上下料机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车削中心自动上下料机构。装有气动卡盘的主轴带轮安装在主轴壳体内，主轴壳体和推杆支架均安装在基座上，线性步进电机安装在推杆支架上，螺杆与线性步进电机采用螺母-螺杆副连接，靠近主轴壳体的螺杆伸出端与弹性推杆头连接，输料排列架位于主轴壳体和线性步进电机之间，输料排列架为一块长方形板压制成型的三段式的输料排列架，向下弯曲一段与机床床身连接，中间一段为斜坡滚道，向上弯曲另一段与中间一段的斜坡滚道最低段形成停料槽，停料槽的停料中心位置与弹性推杆头及主轴进料孔均在同一轴线上。本发明在不使用高成本机器人的前提下，实现自动化高效运行。为车削中心设计或原有数控车床自动化改造的提供有效解决方法。

Description

车削中心自动上下料机构
技术领域
本发明涉及上下料机构，尤其是涉及一种车削中心自动上下料机构。
背景技术
车削中心是进行回转体零件多工序车削加工的自动化设备，多工序车削加工的自动化极大提高了生产效率。然而，车削中心的上下料过程在很多应用中仍然采用人工实现，部分场合则采用关节机器人或桁架机器人等上下料机器人实现。虽然采用机器人实现自动化上下料具有一定的生产柔性，但是设备投入大，加工成本高。
车削加工的工件固定过程包括两个方面，一是将工件毛坯置于卡盘中心工作区域，二是确定轴向的合理安装位置，即实现径向与轴向的安装定位。径向定位与轴向定位最终依赖气动卡盘进行固定实现。
由于车削加工中心的加工对象一般是回转体零件，若基于一般回转体零件的几何形状相似性，采用振动盘等方式实现自动供料，并在卡盘中心区域实现排列，并利用自动推送机构实现轴向推送及安装定位，则可以在不降低上下料效率的同时，简化机构，降低设备成本。
发明内容
为了提高车削中心上下料过程的自动化程度，提高生产加工效率，同时避免采用上下料机器人等方式造成的成本增加，本发明的目的在于提供一种车削中心自动上下料机构，能够将滚道上的加工毛坯通过自动推杆，在主轴中心通孔中实现轴向定位，并利用气动卡盘实现毛坯固定的结构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
本发明包括螺杆，线性步进电机，主轴壳体，主轴带轮，气动卡盘，基座，推杆支架，弹性推杆头，输料排列架；其中：
主轴带轮孔内装有气动卡盘，主轴带轮安装在主轴壳体内，主轴壳体中心孔为主轴进料孔，主轴壳体安装在基座上；推杆支架安装在基座上，线性步进电机安装在推杆支架上，螺杆与线性步进电机采用螺母-螺杆副连接，靠近主轴壳体的螺杆伸出端与弹性推杆头连接，输料排列架位于主轴壳体和线性步进电机之间，输料排列架为一块长方形板压制成型的三段式的输料排列架，向下弯曲一段为输料排列架固定板与机床床身连接，中间一段为斜坡滚道，向上弯曲另一段与中间一段的斜坡滚道最低段形成停料槽，停料槽的停料中心位置与弹性推杆头及主轴进料孔均在同一轴线上。
本发明具有的有益效果是：
车削零件的上下料可以在不使用高成本机器人的前提下，实现自动化高效运行；同时结构简单，便于维护。本发明为新型车削中心设计或原有数控车床自动化改造的提供有效解决方法。
附图说明
图1 是本发明自动上下料机构整体安装示意图。
图2 是孔贯通式主轴结构图。
图3 是线性执行推杆结构图。
图4 是输料排列架结构图。
图5 是上料过程工作流程图。
图6 是下料过程工作流程图。
图中：1-螺杆，2-线性步进电机，3-斜坡滚道，4-主轴壳体，5-主轴带轮，6-气动卡盘，7-基座，8-推杆支架，9-主轴进料孔，10-弹性推杆头，11-输料排列架固定板，12-停料槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施过程对本发明作进一步的说明。
如图1、图2、图3、图4所示，本发明包括螺杆1，线性步进电机2，主轴壳体4，主轴带轮5，气动卡盘6，基座7，推杆支架8，弹性推杆头10，输料排列架；其中：
主轴带轮5孔内装有气动卡盘6，主轴带轮5安装在主轴壳体4内，主轴壳体4中心孔为主轴进料孔9，工件可以从主轴进料孔进入安装位置，并通过气动卡盘实现夹紧安装，主轴壳体安装在基座7上；推杆支架8安装在基座7上，线性步进电机2安装在推杆支架8上，螺杆1与线性步进电机2采用螺母-螺杆副连接，构成线性运动机构，可通过电机控制实现螺杆的转动，使其产生轴向移动，靠近主轴壳体4的螺杆1伸出端与弹性推杆头10连接，输料排列架位于主轴壳体4和线性步进电机2之间，输料排列架为一块长方形板压制成型为三段式的输料排列架，向下弯曲一段为输料排列架固定板11与机床床身连接，中间一段为斜坡滚道3，向上弯曲另一段与中间一段的斜坡滚道3最低段形成停料槽12，可将由振动盘等设备送出的工件毛坯滑送至停料槽12；停料槽12用于定向整理并放置待加工毛坯，停料槽12的停料中心位置与弹性推杆头10及主轴进料孔9均在同一轴线上，便于实现推送料及装夹。
整个上下料装置的运行均由数控系统控制，包括推杆的正反向运动、定位控制和卡盘的开闭等。输料排列架的前端供料可以采用振动盘等自动化工具实现，并且要求提供的毛坯工件在进入斜坡滑道时具有平行于加工轴的稳定方向。系统卡盘装夹前，可配备其他辅助装置进行卡盘工作面的清屑处理工作，以保证加工的精度和稳定性。机床主轴下需要配置成品工件回收箱。
本发明的具体工作过程分为上料和下料两个过程。
（一）上料过程具体如下：
1）送料过程开始前，气动卡盘6处于开口状态，螺杆1退回至最左端，此时弹性推杆头10在停料槽12的左侧，处于待工作状态；
2）送料开始时，启动外部送料装置（如振动供料盘等）将工件毛坯沿斜坡滚道3滑落至停料槽12上；
3）系统控制线性步进电机2工作，带动螺杆1旋转并沿轴线向右移动，由弹性推杆头2接触到工件毛坯后继续向右推进，使工件进入主轴进料孔9；工件进入的深度由线性步进电机2实现定位控制；
4）到达指定位置后，线性步进电机2反向运动，带动螺杆1向左返回至主轴壳体外，等待下料推进；
5）系统控制气动卡盘6实现对工件的夹紧固定，上料过程结束，开始加工。
上料过程如图5所示。
（二）下料过程具体如下：
1）车削完成后主轴停止，系统控制气动卡盘6松开，此时工件处于自由状态；
2）系统控制线性步进电机2工作，带动螺杆1旋转并沿轴线向右移动，由弹性推杆头2接触到工件后继续向右推进，使工件离开主轴落入成品回收箱；
3）线性步进电机2反向运动，带动螺杆1向左返回至最左端，使弹性推杆头10在停料槽12的左侧，准备下次上料推送。
下料过程如图6所示。

Claims (1)

1.一种车削中心自动上下料机构，其特征在于：包括螺杆（1），线性步进电机（2），主轴壳体（4），主轴带轮（5），气动卡盘（6），基座（7），推杆支架（8），弹性推杆头（10），输料排列架；其中：
主轴带轮（5）孔内装有气动卡盘（6），主轴带轮（5）安装在主轴壳体（4）内，主轴壳体（4）中心孔为主轴进料孔（9），主轴壳体安装在基座（7）上；推杆支架（8）安装在基座（7）上，线性步进电机（2）安装在推杆支架（8）上，螺杆（1）与线性步进电机（2）采用螺母-螺杆副连接，靠近主轴壳体（4）的螺杆（1）伸出端与弹性推杆头（10）连接，输料排列架位于主轴壳体（4）和线性步进电机（2）之间，输料排列架为一块长方形板压制成型的三段式的输料排列架，向下弯曲一段为输料排列架固定板（11）与机床床身连接，中间一段为斜坡滚道（3），向上弯曲另一段与中间一段的斜坡滚道（3）最低段形成停料槽（12），停料槽（12）的停料中心位置与弹性推杆头（10）及主轴进料孔（9）均在同一轴线上。
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