CN103506856B

CN103506856B - 卧式加工中心多工作台自动交换装置

Info

Publication number: CN103506856B
Application number: CN201310472925.1A
Authority: CN
Inventors: 石鑫江; 汤海锋
Original assignee: ZHEJIANG RIFA PRECISION MACHINERY Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Rifa Precision Machine Tool Co., Ltd.
Priority date: 2013-10-11
Filing date: 2013-10-11
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2033-10-11
Also published as: CN103506856A

Abstract

卧式加工中心多工作台自动交换装置，属于加工中心附属装置领域。现有卧式加工中心只有单工作台或交换双工作台，在需频繁更换工件时产生加工等待时间而影响生产效率。本发明包括工作台输送装置和设置于床身的工作台回转装置，将多个准备工作台设置于工作台输送装置两侧形成准备区、在工作台输送装置前侧设置装夹工作台过程装夹区，以及机床非加工区形成不间断的工作台交换，通过工作台回转装置使工作台交替进入加工区，通过工作台输送装置输送工作台至加工区、准备区和装夹区，可实现装夹、交换和加工同步进行，缩短工件加工对工作台交换的等待时间，提高生产效率，并且多个准备工作台也可以装夹不同的待加工零件，提高机床产品适应性和生产效率。

Description

卧式加工中心多工作台自动交换装置

技术领域

本发明属于加工中心附属装置领域，尤其与卧式加工中心多工作台自动交换装置有关。

背景技术

随着机械零部件种类越来越多，工艺越来越复杂，对机械加工数控机床的要求越来越高。现有卧式数控加工中心通常为单工作台或支撑臂支撑180度旋转的交换双工作台，以支撑臂旋转中心为中心，在机床Z轴方向上靠近机床主轴头一侧为机床加工区，另一侧作为非加工区，这样的工作台只能满足一种或两种零件的加工，使得加工零件的种类和数量少，而且在需频繁更换工件时，由于在工件加工前后需要花一定时间进行装夹和拆卸工件，就会使工件装夹无法及时满足加工节拍，产生一定的加工等待时间，影响生产效率。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有卧式加工中心只有单工作台或交换双工作台，在需频繁更换工件时产生加工等待时间而影响生产效率的缺陷，提供一种适用于卧式加工中心并能有效满足加工节拍的多工作台自动交换装置。

为此，本发明采用以下技术方案：卧式加工中心多工作台自动交换装置，包括设置于床身的工作台回转装置，工作台回转装置包括回转机构和工作台交换臂，回转机构安装于所述工作台交换臂的中心，工作台交换臂两端分别安装工作台，通过回转机构可以驱动工作台交换臂旋转，使两端的工作台交替进入机床加工区；其特征是，所述的多工作台自动交换装置还包括工作台输送装置，该工作台输送装置包括输送机构、准备工作台支撑机构和装夹工作台支撑机构，所述的输送机构位于机床非加工区前侧，所述的输送机构包括固定底座、滑移装置、旋转装置、伸缩装置和工作台托盘装置，所述的滑移装置包括滑移座、滑移导向机构和滑移驱动机构，滑移导向机构为导轨副机构，包括左右相隔一定距离分设的两个导轨副，导轨副的导轨固定安装于所述固定底座上，滑移座固定于导轨副的滑块，滑移驱动机构包括第一伺服电机和相互啮合的第一齿轮、第一齿条，第一伺服电机固定安装于所述滑移座，第一齿轮安装于第一伺服电机转轴，第一齿条固定安装于所述的固定底座，且第一齿条的轴向与所述导轨的轴向一致；所述的旋转装置包括旋转座和旋转驱动机构，旋转驱动机构包括第二伺服电机和相互啮合的第二齿轮、第三齿轮，旋转座通过轴支撑安装于所述的滑移座，第二伺服电机固定安装于所述滑移座，第二齿轮固定安装于第二伺服电机的转轴，第三齿轮固定安装于旋转座并与所述的轴同轴；所述的伸缩装置包括伸缩臂和油缸，伸缩臂通过限位导向机构支撑限位安装于旋转座，油缸缸体安装于旋转座，油缸活塞杆与伸缩臂连接；工作台托盘装置包括升降油缸和工作台托盘，升降油缸固定安装于伸缩臂，升降油缸活塞杆与工作台托盘固定连接，该升降油缸活塞杆呈竖向设置；所述准备工作台支撑机构包括至少两个工作台托架和设置于每一个工作台托架侧方的感应器，工作台托架分设于所述的固定底座的两侧，固定底座每一侧的准备工作台支撑机构的工作台托架沿机床Z轴方向上直线布置；所述的装夹工作台支撑机构包括一个工作台托架和设置于工作台托架侧方的感应器，装夹工作台支撑机构的工作台托架设置于固定底座在机床Z轴方向上的前侧；所述的工作台回转装置和工作台输送装置由机床数控系统集中统一控制。

本发明使用时，数控系统和编码器共同作用能使第二伺服电机驱动旋转座精确90度、180度、270度和360度，带同伸缩臂上的工作台托盘在定位在90度、180度、270度和360度位置，使工作台托盘承托工作台准确到达工作台回转装置的工作台交换臂的交接位置、准备工作台支撑机构的工作台托架位置和装夹工作台支撑机构的工作台托架位置。在启动加工中心前，可以预先在每个工作台上装夹上待加工工件。处于加工区的工作台上工件加工完毕后，工作台交换臂旋转180度，将处于非加工区一端的工作台送入加工区，工作台输送装置的滑移座在固定底座上滑移到靠近机床非加工区前侧，伸缩臂伸出使工作台托盘位于非加工区工作台的下方，升降油缸活塞杆上升驱动工作台托盘上升，顶起非加工区的工作台，伸缩臂缩回，同时滑移座在固定底座上滑移到靠近装夹工作台支撑机构一侧，旋转座旋转180度，使伸缩臂对准装夹工作台支撑机构的工作台托架，伸缩臂伸出，将工作台移送到工作台托架上方，升降油缸活塞杆下降，工作台被置放在工作台托架上，工人可以进行装卸工件；在装卸工件同时，工作台输送装置滑移座滑移到其中一个准备工作台支撑机构对应位置，旋转座旋转90度或270度，使伸缩臂对准工作台托架，伸缩臂伸出，托起准备工作台支撑机构上的工作台，将该工作台送入机床非加工区的工作台交换臂上。

使用本发明可以达到以下有益效果：通过将多个准备工作台设置于工作台输送装置两侧形成准备区、在工作台输送装置前侧设置装夹工作台过程装夹区，和机床非加工区形成不间断的工作台交换，可以实现装夹、交换和加工同步进行，缩短工件加工对工作台交换的等待时间，提高生产效率，并且多个准备工作台也可以装夹不同的待加工零件，快速适应需经常更换种类的小批量零件加工，提高机床产品适应性和生产效率。

附图说明

图1是本发明示意图。

图2是本发明所述的工作台输送装置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。

如图1和图2所示，本发明包括工作台回转装置和工作台输送装置，工作台回转装置设置于床身1，工作台回转装置包括回转机构4和工作台交换臂5，回转机构4安装于所述工作台交换臂5的中心，工作台交换臂5两端分别安装工作台3，通过回转机构4可以驱动工作台交换臂5旋转，使两端的工作台3交替进入机床加工区2；工作台输送装置包括输送机构、准备工作台支撑机构和装夹工作台支撑机构，所述的输送机构位于机床非加工区6前侧，所述的输送机构包括固定底座10、滑移装置、旋转装置、伸缩装置和工作台托盘装置，所述的滑移装置包括滑移座12、滑移导向机构和滑移驱动机构，滑移导向机构为导轨副机构，包括左右相隔一定距离分设的两个导轨副9，导轨副9的导轨固定安装于所述固定底座10上，所述的滑移座12固定于导轨副9的滑块，滑移驱动机构包括第一伺服电机15和相互啮合的第一齿轮13、第一齿条14，第一伺服电机15固定安装于滑移座12，第一齿轮13安装于第一伺服电机15转轴，第一齿条14固定安装于固定底座10，且第一齿条14的轴向与所述导轨的轴向一致，驱动第一伺服电机15，带动滑移座12在滑移导轨上作相对于固定底座10的Z轴方向上直线滑移；所述的旋转装置包括旋转座20和旋转驱动机构，旋转驱动机构包括第二伺服电机16和相互啮合的第二齿轮17、第三齿轮18，旋转座20通过轴支撑安装于所述的滑移座12，第二伺服电机16固定安装于所述滑移座12，第二齿轮17固定安装于第二伺服电机16的转轴，第三齿轮18固定安装于所述旋转座20并与所述的轴同轴；所述的伸缩装置包括伸缩臂21和油缸19，伸缩臂21通过限位导向机构支撑限位安装于所述的旋转座20，油缸19缸体安装于旋转座20，油缸19活塞杆与伸缩臂21连接，油缸19驱动伸缩臂21在限位导向机构的限位导向下作悬伸移动；工作台托盘装置包括升降油缸22和工作台托盘11，升降油缸22固定安装于所述伸缩臂21，所述升降油缸22活塞杆与所述工作台托盘11固定连接，该升降油缸22活塞杆呈竖向设置，当工作台托盘11通过所述伸缩装置输送至工作台下方，升降油缸22活塞杆运动，带动工作台托盘11上下运动，从而实现托起或放下工作台；所述准备工作台支撑机构包括六个工作台托架7和设置于每一个工作台托架7侧方的感应器8，工作台托架7分设于所述的固定底座10的两侧，每侧设有三个工作台托架7，固定底座10每一侧的准备工作台支撑机构的工作台托架7沿机床Z轴方向上直线布置；所述的装夹工作台支撑机构包括一个工作台托架7和设置于工作台托架7侧方的感应器8，装夹工作台支撑机构的工作台托架7设置于固定底座10在机床Z轴方向上的前侧；所述的工作台回转装置和工作台输送装置由机床数控系统集中统一控制。

本发明使用时，数控系统和编码器共同作用能使第二伺服电机16驱动旋转座20精确90度、180度、270度和360度，带同伸缩臂21上的工作台托盘11在定位在90度、180度、270度和360度位置，使工作台托盘11承托工作台3准确到达工作台回转装置的工作台交换臂5的交接位置、准备工作台支撑机构的工作台托架7位置和装夹工作台支撑机构的工作台托架7位置。在启动加工中心前，可以预先在每个工作台3上装夹上待加工工件。处于加工区2的工作台3上工件加工完毕后，工作台交换臂5旋转180度，将处于非加工区6一端的工作台3送入加工区2，工作台输送装置的滑移座12在固定底座10上滑移到靠近机床非加工区6前侧，伸缩臂21伸出使工作台托盘11位于非加工区6的工作台3的下方，升降油缸22活塞杆上升驱动工作台托盘11上升，顶起非加工区6的工作台3，伸缩臂21缩回，同时滑移座12在固定底座10上滑移到靠近装夹工作台支撑机构一侧，旋转座20旋转180度，使伸缩臂21对准装夹工作台支撑机构的工作台托架7，伸缩臂21伸出，将工作台3移送到工作台托架7上方，升降油缸22活塞杆下降，工作台3被置放在工作台托架7上，工人可以进行装卸工件；在装卸工件同时，工作台输送装置滑移座12滑移到其中一个准备工作台支撑机构对应位置，旋转座20旋转90度或270度，使伸缩臂21对准工作台托架7，伸缩臂21伸出，托起准备工作台支撑机构上的工作台3，将该工作台3送入机床非加工区6的工作台交换臂5上。

Claims

1.卧式加工中心多工作台自动交换装置，包括设置于床身（1）的工作台回转装置，工作台回转装置包括回转机构（4）和工作台交换臂（5），回转机构（4）安装于所述工作台交换臂（5）的中心，工作台交换臂（5）两端分别安装工作台（3）；其特征在于：所述的多工作台自动交换装置还包括工作台输送装置，该工作台输送装置包括输送机构、准备工作台支撑机构和装夹工作台支撑机构，所述的输送机构位于机床非加工区（6）前侧，所述的输送机构包括固定底座（10）、滑移装置、旋转装置、伸缩装置和工作台托盘装置，所述的滑移装置包括滑移座（12）、滑移导向机构和滑移驱动机构，滑移导向机构为导轨副机构，包括左右相隔一定距离分设的两个导轨副（9），导轨副（9）的导轨固定安装于所述固定底座（10）上，滑移座（12）固定于导轨副（9）的滑块，滑移驱动机构包括第一伺服电机（15）和相互啮合的第一齿轮（13）、第一齿条（14），第一伺服电机（15）固定安装于所述滑移座（12），第一齿轮（13）安装于第一伺服电机（15）转轴，第一齿条（14）固定安装于所述的固定底座（10），且第一齿条（14）的轴向与所述导轨的轴向一致；所述的旋转装置包括旋转座（20）和旋转驱动机构，旋转驱动机构包括第二伺服电机（16）和相互啮合的第二齿轮（17）、第三齿轮（18），旋转座（20）通过轴支撑安装于所述的滑移座（12），第二伺服电机（16）固定安装于所述滑移座（12），第二齿轮（17）固定安装于第二伺服电机（16）的转轴，第三齿轮（18）固定安装于旋转座（20）并与所述的轴同轴；所述的伸缩装置包括伸缩臂（21）和油缸（19），伸缩臂（21）通过限位导向机构支撑限位安装于旋转座（20），油缸（19）缸体安装于旋转座（20），油缸（19）活塞杆与伸缩臂（21）连接；工作台托盘装置包括升降油缸（22）和工作台托盘（11），升降油缸（22）固定安装于伸缩臂（21），升降油缸（22）活塞杆与工作台托盘（11）固定连接，该升降油缸（22）活塞杆呈竖向设置；所述准备工作台支撑机构包括至少两个工作台托架（7）和设置于每一个工作台托架（7）侧方的感应器（8），工作台托架（7）分设于所述的固定底座（10）的两侧，固定底座（10）每一侧的准备工作台支撑机构的工作台托架（7）沿机床Z轴方向上直线布置；所述的装夹工作台支撑机构包括一个工作台托架（7）和设置于工作台托架（7）侧方的感应器（8），装夹工作台支撑机构的工作台托架（7）设置于固定底座（10）在机床Z轴方向上的前侧；所述的工作台回转装置和工作台输送装置由机床数控系统集中统一控制。