CN104384945A - 用于数控机床工件装夹的自动控制方法 - Google Patents

用于数控机床工件装夹的自动控制方法 Download PDF

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王卓为
张跃建
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Abstract

本发明公开了一种用于数控机床工件装夹的自动控制方法，属于数控机床工件夹紧技术领域，提供夹紧装置和液压控制装置，所述液压控制装置用于驱动夹紧装置完成工件定心夹紧的动作，同时在液压控制装置中各液压管路上安装有压力传感器，压力传感器用于检测工件与夹紧结构之间的压力，通过压力值判断定位夹紧工件的动作是否完成，确保了在加工过程中工件的位置准确固定可靠，达到了客户要求的加工精度，另外，所有的工件装夹工序都自动完成，无需人工参与，安全系数高，生产效率高。

Description

用于数控机床工件装夹的自动控制方法
技术领域
本发明涉及数控机床工件夹紧技术领域，具体是涉及一种用于数控机床工件装夹的自动控制方法。
背景技术
在我国生产制造行业中，数控设备得到广泛的应用，目前我国大部分的数控设备都是通过进口获得，先进的机床设备与落后的加工方法之间存在明显不匹配的现象，机床工作过程中辅助设备调整时间过长使得数控机床的利用率一直未能充分体现，机床实际的加工时间只占整个过程的不到60%，其余时间都在等待加工，其中以工件的装夹过程
最为耗时。
目前的数控机床夹具基本上还停留在原始的机械式手工安装、夹紧工件的方式上，这种方式最大的缺点是劳动强度大、使用效率低，时间长，已经很难满足产品制造的时间、效率和质量需求，还降低了数控机床的使用效率。同时，对于小批量多品种的零件，还需要制造大量的专用工装夹具使得成本大幅提高。
因此，需要提出适用于数控机床的工件装夹方法。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种高效率、高精度的用于数控机床工件装夹的自动控制方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明的用于数控机床工件装夹的自动控制方法，提供夹紧装置和液压控制装置，所述夹紧装置包括工件提升装置、工件定心装置、工件主夹紧装置和压杆，所述液压控制装置包括液压泵单元、液压油缸单元和电磁阀单元，所述液压泵单元与所述液压油缸单元之间通过所述电磁阀单元实现液压管路的连通，所述液压油缸单元包括工件提升缸、工件定心缸、工件主夹紧缸和压紧缸；所述工件提升缸用于驱动所述工件提升装置完成对工件的升起动作，所述工件定心缸用于驱动所述工件定心装置完成对工件的初步定心动作，所述工件主夹紧缸用于驱动所述工件主夹紧装置完成对工件的主夹紧动作，所述压紧缸用于驱动压杆压住工件侧面。所述方法包括以下步骤：
（1）工件在机床上自动就位；
（2）首先由所述工件提升缸驱动所述工件提升装置，完成对工件的升起动作；
（3）然后由所述工件定心缸驱动所述工件定心装置，完成对工件的初步定心动作；
（4）接着由所述工件主夹紧缸驱动所述工件主夹紧装置，完成对工件的主夹紧动作；
（5）最后由所述压紧缸驱动压杆压住工件侧面，压紧动作完成。
有益效果：本发明的用于数控机床工件装夹的自动控制方法，通过液压控制装置驱动夹紧装置完成对工件的定心和夹紧动作，所有的工件装夹工序都自动完成，无需人工参与，安全系数高，生产效率高，还满足了精度要求。
附图说明
图1为数控机床工件装夹的流程图；
图2为工件提升缸结构图；
图3为工件定心缸结构图；
图4为工件主夹紧缸结构图；
图5为压紧缸结构图；
图6为浮支缸结构图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作更进一步的说明。
本发明提出的一种用于数控机床工件装夹的自动控制方法，提供夹紧装置和液压控制装置，所述夹紧装置包括工件提升装置、工件定心装置、工件主夹紧装置和压杆，所述液压控制装置包括液压泵单元、液压油缸单元和电磁阀单元，所述液压泵单元与所述液压油缸单元之间通过所述电磁阀单元实现液压管路的连通，所述液压油缸单元包括工件提升缸、工件定心缸、工件主夹紧缸和压紧缸；所述工件提升缸用于驱动所述工件提升装置完成对工件的升起动作；所述工件定心缸用于驱动所述工件定心装置完成对工件的初步定心动作；所述工件主夹紧缸用于驱动所述工件主夹紧装置完成对工件的主夹紧动作；所述压紧缸用于驱动压杆压住工件侧面。所述液压控制装置中液压管路上安装有压力传感器，用于检测工件的状态。所述方法包括以下步骤：
（1）工件在机床上自动就位；
（2）首先由所述工件提升缸驱动所述工件提升装置，完成对工件的升起动作；
（3）然后由所述工件定心缸驱动所述工件定心装置，完成对工件的初步定心动作；
（4）接着由所述工件主夹紧缸驱动所述工件主夹紧装置，完成对工件的主夹紧动作；
（5）最后由所述压紧缸驱动压杆压住工件侧面，压紧动作完成。
在本发明实施例中，数控机床是从意大利进口的，采用适合本机床的工装，操作员将该工装吊运至机床工装准备位，机床转入自动控制模式，启动自动换工装程序，工装按照自动换工装程序命令自动从准备位运行至加工位，机床自动调用加工程序，工件通过输送辊道进入工件待加工位，机床检测到工件到达待加工位后启动拉杆将工件拉入加工工位，机床检测到工件定位，工装按照程序步骤开始自动定位装夹。数控机床工件紧锁的流程图如图1所示：
首先由工件提升装置完成对工件的升起动作，工件提升装置的结构图如图2所示，当液压控制装置中控制工件提升缸的电磁阀通电，连接工件提升缸的1号接口进油，7号接口又同时回油，因为油压力的作用工件提升缸内的活塞开始动作，活塞带动活塞杆动作，活塞杆从而带动工件运动，因此工件被提升。
优选的，在工件提升缸的液压管路上安装有压力传感器SP1，当压力传感器SP1检测到50bar的压力时，工件被提升动作完成，进入下一个动作。
然后由工件定心装置完成对工件的初步定心动作，工件定心装置的结构图如图3所示，当液压控制装置中控制工件定心缸的电磁阀通电后，连接工件定心缸的2号接口进油，4号接口同时回油，因为油压力的作用工件定心缸内的活塞开始动作，活塞驱动支撑杆升降缸，X和Z向自定心油缸同时动作，将压力作用于工件的相应部位。
优选的，在工件定心缸的液压管路上安装有压力传感器SP2，当油路中的压力传感器SP2检测到20bar的压力时，工件的定心动作完成，进入下一个动作。
接着由工件主夹紧装置完成对工件的主夹紧动作，工件主夹紧缸结构图如图4所示，当液压控制装置中控制工件主夹紧缸的电磁阀通电后，连接工件主夹紧缸的5号接口进油，4号接口又同时回油，因为油压力的作用，工件主夹紧油缸活塞开始动作，将压力作用于工。
优选的，在工件主夹紧缸的液压管路上安装有压力传感器SP3，当压力传感器SP3检测到50Bar的压力时，主夹紧动作完成，进入下一个动作。
最后，液压装置中控制压紧缸的电磁阀通电时，压紧缸的结构图如图5所示，连接压紧缸的3号接口进油，4号接口同时回油，油缸内产生压力，油缸活塞开始驱动压杆压住工件的侧面，可以很好地压紧工件防止工件横向移动。
优选的，在压紧缸的液压管路上安装有压力传感器SP4，当压力传感器SP4检测到20Bar的压力时，工件的定位压紧动作完成。
所述液压油缸单元还包括浮支缸，用于消除在加工过程中高速运动的刀具接触工件时工件产生的偏移。 
优选的，浮支缸为弹簧自复位，浮支缸的结构图如图6所示，当液压控制装置中控制浮支缸的电磁阀通电后，连接浮支缸的6号接口进油，压力通过油缸作用于工件，用于消除在加工过程中告诉运动的刀具接触工件时产生的偏移。
优选的，在浮支缸的液压管路上安装有压力传感器SP5，当压力传感器SP5检测到50Bar的压力时，浮支缸动作完成。
以上通过在液压控制装置中安装有压力传感器SP1、SP2、SP3、SP4和SP5，检查工件和夹紧结构之间的压力，通过预先设定的压力值确定工件的定位夹紧工作是否完成。这样可以确保工件在加工过程中位置更加准确，固定可靠，从而可以达到客户要求的加工精度，
在本发明实施例中，工件定位夹紧工作完成以后，机床开始对工件进行加工，加工完成以后，工装开始解锁。工装的解锁动作与工件定位夹紧的动作相反，工件加工完成后，用于驱动定位夹紧的电磁阀群补释放，首先压紧缸开始完成复位动作，然后由主夹紧缸完成复位动作，接着由工件定心缸完成定心复位工作，接着由浮支缸完成复位动作，最后工件提升缸完成复位动作，工件加工完成后工装自动解锁、复位，为下一个加工循环做准备。
优选的，本发明的一种用于数控机床工件装夹的自动控制方法，提供报警装置，当所述压力传感器未检测到工件状态信号时，报警器发出报警信息。
优选的，所述液压控制装置包括安全回路，所述安全回路由继电器组成。
本发明的一种用于数控机床工件装夹的自动控制方法，提供夹紧装置和液压控制装置，通过采用液压控制装置驱动夹紧装置完成工件的定心、夹紧动作，同时在液压控制装置中还安装有检测工件状态的压力传感器，确保了在加工过程中工件的位置准确固定可靠，从而满足了加工精度，另外所有装夹过程都是自动完成，无需人工参与，生产效率高，安全系数高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于数控机床工件装夹的自动控制方法，其特征在于：提供夹紧装置和液压控制装置，所述夹紧装置包括工件提升装置、工件定心装置、工件主夹紧装置和压杆，所述液压控制装置包括液压泵单元、液压油缸单元和电磁阀单元，所述液压泵单元与所述液压油缸单元之间通过所述电磁阀单元实现液压管路的连通，所述液压油缸单元包括工件提升缸、工件定心缸、工件主夹紧缸和压紧缸；所述工件提升缸用于驱动所述工件提升装置完成对工件的升起动作，所述工件定心缸用于驱动所述工件定心装置完成对工件的初步定心动作，所述工件主夹紧缸用于驱动所述工件主夹紧装置完成对工件的主夹紧动作，所述压紧缸用于驱动压杆压住工件侧面；所述方法包括以下步骤：
（1）工件在机床上自动就位；
（2）首先由所述工件提升缸驱动所述工件提升装置，完成对工件的升起动作；
（3）然后由所述工件定心缸驱动所述工件定心装置，完成对工件的初步定心动作；
（4）接着由所述工件主夹紧缸驱动所述工件主夹紧装置，完成对工件的主夹紧动作；
（5）最后由所述压紧缸驱动压杆压住工件侧面，压紧动作完成。
2.根据权利要求1所述的用于数控机床工件装夹的自动控制方法，其特征在于：所述液压油缸单元还包括浮支缸，用于消除在加工过程中高速运动的刀具接触工件时工件产生的偏移。
3.根据权利要求2所述的用于数控机床工件装夹的自动控制方法，其特征在于：工件定位夹紧工作完成以后，机床开始对工件进行加工，加工完成以后，工装开始解锁。
4.根据权利要求3所述的用于数控机床工件装夹的自动控制方法，其特征在于：所述液压控制装置中液压管路上安装有压力传感器，用于检测工件的状态。
5.根据权利要求4所述的用于数控机床工件装夹的自动控制方法，其特征在于：提供报警装置，当所述压力传感器未检测到工件状态信号时，报警器发出报警信息。
6.根据权利要求5所述的用于数控机床工件装夹的自动控制方法，其特征在于：所述液压控制装置包括安全回路，所述安全回路由继电器组成。
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