CN105014164B - 自动伺服攻牙机及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动伺服攻牙机及其系统，所述自动伺服攻牙机，包括机架，所述机架包括龙门顶梁和升降支架，所述升降支架设在龙门顶梁上，所述升降支架包括升降系统和攻牙机输出轴，所述升降系统上设有治具放置区，所述治具在升降系统的作用下上下运动，并通过所述攻牙机输出轴对所述治具进行加工；所述自动伺服攻牙系统，包括多个自动伺服攻牙装置，所述自动伺服攻牙装置本发明的自动伺服攻牙机，还包括冲床和NX机械手；中空大空间拱形龙门设计机构，使得与机械人组合嵌套更能节省空间；可以在NX机械手中间和制程内攻牙，而不必是成品攻牙，攻牙种类、数量多，使用操作方便。

Description

自动伺服攻牙机及其系统

技术领域

本发明涉及一种攻牙机及其系统，具体涉及一种自动伺服攻牙机及其系统。

背景技术

在冲压行业，特别是300T以上的冲压件，若冲压件的产量又比较大时，在导入自动化生产时，很多公司都采用了NX机械手生产，这种机械手直线运动，速度比较快；相对那种传统的连杆式机械手，负载会更大，更稳定，所以得到了很多企业的爱戴。

NX机械手的特性为：1.机械上下左右运行的轨迹都是死的，不可调整；及上下轴运行的最低点都是固定的(只能靠NX机械手的手臂来调整因模具高度不同而造成吸盘手臂最低点的不同；由于这个特性实际生产中，模具的下模高度公差必须在手臂高度调整的范围内，但不同的模具下模高度可以有差别(在公差内)，这样以来，连接的攻牙机，也要要求治具可调整，以保证治具的高度与模具下模高度一致。2.此类设备所生产的部品都比较大，重；攻牙数量也比较多。

由于NX机械手本身的结构限制，为C型；造成传统的攻牙机无法放在NX机械手中间进行攻牙，及不可在制程内攻牙；必须是成品攻牙，及最后一工序攻牙，这样以来就给攻牙造成很大的困扰。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种自动伺服攻牙机及其系统，从而可以在NX机械手中间和制程内攻牙，而不必是成品攻牙，攻牙种类、数量多，使用操作方便。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种自动伺服攻牙机，包括机架，所述机架包括龙门顶梁和升降支架，所述升降支架设在龙门顶梁上，所述升降支架包括升降系统和攻牙系统，所述升降系统上设有治具放置区，所述治具在升降系统的作用下上下运动，并通过所述攻牙系统的攻牙机输出轴对所述治具进行加工。

本发明的自动伺服攻牙机，能够根据不同部品模具模高不同，通过升降支架相应调节攻牙平台高度；治具放置于升降系统上可适应外形各异产品攻牙治具码模时，大幅度调节范围可达0～1100mm，可以在NX机械手中间和制程内攻牙，而不必是成品攻牙，攻牙种类、数量多，使用操作方便。

作为优选的方案，所述升降系统包括两个调节横梁和两个升降横梁，所述两个升降横梁分别设在两个调节横梁两端，所述两个升降横梁的中间均设有高度调整丝杆，所述升降支架上还设有套装在高度调整丝杆上的丝杆螺母，所述治具放置区设在所述两个调节横梁间，所述两个调节横梁和两个升降横梁在所述高度调整丝杆的作用下上下运动。

采用上述优选的方案，转动高度调整丝杆，而丝杆螺母18是固定的，升降横梁和调节横梁就升降，从而治具就升降动作，调整一个合理的机械手爪取高度。

作为优选的方案，所述丝杆螺母上设有紧缚螺丝。

采用上述优选的方案，锁紧后及可保证高度调整丝杆不会以治具重力而转动。

作为优选的方案，所述两个升降横梁的两端均设有高度调整导向柱。

采用上述优选的方案，确保升降横梁在升降时的导向作用。

作为优选的方案，所述高度调整丝杆上还设有调节手轮。

采用上述优选的方案，通过手轮调节，可以随时调整，方便操作。

作为优选的方案，所述龙门顶梁上设有驱动系统和齿轮箱机构，所述驱动系统驱动所述齿轮箱系统的齿轮箱主轴转动，所述齿轮箱主轴通过齿轮啮合带动所述攻牙机输出轴转动，从而将所述治具放置区的治具攻牙。

作为优选的方案，所述驱动系统包括主动轮、从动轮和伺服电机，所述伺服电机驱动主动轮转动，所述主动轮通过同步皮带带动所述从动轮转动，所述从动轮带动所述齿轮箱系统的齿轮箱主轴转动，所述齿轮箱系统通过齿轮啮合带动所述攻牙机输出轴转动，从而将所述治具放置区的治具攻牙。

采用上述优选的方案，通过伺服电机可以绝对位置控制，一次回原点后，带有记忆功能。而且每次运行的轨迹，速度都可在触摸屏中进行调整，方便快捷；并可采用同步皮带，移出伺服马达以便避位等；而传统的攻牙机都是通过人力调整皮带进行调速的，不方便操作。

作为优选的方案，所述龙门顶梁上还设有供油系统，所述供油系统包括油箱，所述油箱上设有主动气缸和与其连通的从动气缸，所述主动气缸上设有气缸进气口，所述从动气缸上设有回气口和单向阀，所述单向阀上设有进油口和供油口。

采用上述优选的方案，攻牙牙针供油系统摈弃传统伺服马达方式，直接采用只直联式气缸，将两气缸头用活动接头联接，主气缸连气源，通过活动接头传向从动缸，将从动缸的支气管头，一分二式，其中一条气管伸入油箱，单向阀出油，另一条气管与单向阀配合向牙针及各分支供油；而传统的供油方式为油泵供油，此种方法成本高，油泵使用220V或380V不安全(油箱周围油比较多)供油不稳定，油泵易损坏。

作为优选的方案，所述龙门顶梁底部一侧还设有供油系统放置区，所述供油系统设于所述供油系统放置区中。

采用上述优选的方案，供油系统配合龙门顶梁，放置于龙门顶梁下面，节省空间。

作为优选的方案，所述龙门顶梁下部四周还设有四个定位脚座。

采用上述优选的方案，四角定位脚块定位销，兼具与机器人地轨相对位置销孔快速定位，重复定位精度达0.1～0.2mm。

另一方面，本发明还提供一种自动伺服攻牙系统，包括多个自动伺服攻牙装置，所述自动伺服攻牙装置包括本发明的自动伺服攻牙机，还包括冲床和NX机械手，所述自动伺服攻牙机放置于所述NX机械手的机面上中，所述龙门顶梁与所述NX机械手的机面的结构相适配。

本发明的自动伺服攻牙系统，中空大空间拱形龙门设计机构，使得与机械人组合嵌套更能节省空间，在设备总高度1150Mm的状况下，机架下面的空间能够让开NX机械手的低座；可以在NX机械手中间和制程内攻牙，而不必是成品攻牙，攻牙种类、数量多，使用操作方便。

附图说明

图1为本发明的自动伺服攻牙机的立体结构示意图；

图2为本发明的自动伺服攻牙机的主视图；

图3为图2的B-B截面示意图；

图4为本发明的自动伺服攻牙机中的供油系统的立体结构示意图；

图5为本发明的自动伺服攻牙机中的供油系统的主视图；

图6为本发明的自动伺服攻牙系统中的NX机械手的连接结构示意图；

图7为本发明的自动伺服攻牙系统中的自动伺服攻牙装置的结构示意图；

其中：

1.攻牙机输出轴基板，2.调节横梁，3.定位脚座，4.重载万向脚轮，5.升降横梁，6.治具，7.高度调整导向柱，8.从动轮，9.同步皮带，10.主动轮，11.伺服电机，12.供油装置放置区、13.齿轮箱机构，14.龙门顶梁，15.电箱，16.触摸屏，17.调节手轮，18.丝杆螺母，19.高度调整丝杆，20.齿轮箱主轴，21.自动伺服攻牙机，22.升降支架，23.油箱，24.主动气缸，25.从动气缸，27.回气口，29.进油口，30.供油口，31.NX机械手，32.机面，33.活动接头。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。

为了达到本发明的目的，如图1-3所示，本发明的自动伺服攻牙机，包括机架，所述机架包括龙门顶梁14和升降支架22，所述升降支架22设在龙门顶梁14上，所述升降支架22包括升降系统和攻牙系统，所述升降系统上设有治具放置区，所述治具6在升降系统的作用下上下运动，并通过所述攻牙系统的攻牙机输出轴对所述治具6进行加工。该自动伺服攻牙机，能够根据不同部品模具模高不同，通过升降支架相应调节攻牙平台高度；治具放置于升降系统上可适应外形各异产品攻牙治具码模时，大幅度调节范围可达0～1100mm，可以在NX机械手中间和制程内攻牙，而不必是成品攻牙，攻牙种类、数量多，使用操作方便。

为了进一步地优化本发明的实施效果，所述升降系统包括两个调节横梁2和两个升降横梁5，所述两个升降横梁5分别设在两个调节横梁2两端，所述两个升降横梁5的中间均设有高度调整丝杆19，所述升降支架22上还设有套装在高度调整丝杆19上的丝杆螺母18，所述治具放置区设在所述两个调节横梁2间，所述两个调节横梁2和两个升降横梁5在所述高度调整丝杆19的作用下上下运动。转动高度调整丝杆，而丝杆螺母是固定的，升降横梁和调节横梁就升降，从而治具就升降动作，调整一个合理的机械手爪取高度。

为了进一步地优化本发明的实施效果，所述丝杆螺母18上设有紧缚螺丝。锁紧后及可保证高度调整丝杆不会以治具重力而转动。

为了进一步地优化本发明的实施效果，所述两个升降横梁5的两端均设有高度调整导向柱7。确保升降横梁在升降时的导向作用。

为了进一步地优化本发明的实施效果，所述高度调整丝杆19上还设有调节手轮17。通过手轮调节，可以随时调整，方便操作。

为了进一步地优化本发明的实施效果，所述龙门顶梁14上设有驱动系统和齿轮箱机构，所述驱动系统驱动所述齿轮箱系统的齿轮箱主轴转动，所述齿轮箱主轴通过齿轮啮合带动所述攻牙机输出轴转动，从而将所述治具放置区的治具6攻牙。

为了进一步地优化本发明的实施效果，所述驱动系统包括主动轮10、从动轮8和伺服电机11，所述伺服电机11驱动主动轮10转动，所述主动轮10通过同步皮带9带动所述从动轮8转动，所述从动轮8带动所述齿轮箱主轴20转动，所述齿轮箱主轴20通过齿轮啮合带动所述攻牙机输出轴转动，从而将所述治具放置区的治具6攻牙。通过伺服电机可以绝对位置控制，一次回原点后，带有记忆功能。而且每次运行的轨迹，速度都可在触摸屏中进行调整，方便快捷；并可采用同步皮带，移出伺服马达以便避位等；而传统的攻牙机都是通过人力调整皮带进行调速的，不方便操作。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图4-5所示，所述龙门顶梁14上还设有供油系统，所述供油系统包括油箱23，所述油箱23上设有主动气缸24和与其连通的从动气缸25，所述主动气缸24上设有气缸进气口，所述从动气缸25上设有回气口27和两个单向阀，所述两个单向阀上分别设有与其相连通的进油口29和供油口30。攻牙牙针供油系统摈弃传统伺服马达方式，直接采用只直联式气缸，将两气缸头用活动接头联接，主气缸连气源，通过活动接头传向从动缸，将从动缸的支气管头，一分二式，其中一条气管伸入油箱，单向阀出油，另一条气管与单向阀配合向牙针及各分支供油；而传统的供油方式为油泵供油，此种方法成本高，油泵使用220V或380V不安全(油箱周围油比较多)供油不稳定，油泵易损坏。

为了进一步地优化本发明的实施效果，所述两个单向阀通过三通接头与所述从动气缸25相连。当主动气缸拉动从动气缸活塞杆时，及通到油箱管这侧的单向阀把油吸进从动气缸内，而三通的另一侧有单向阀，吸收不到空气；从动气缸里面的气体从回气口排出；当主动气缸推动时，则把从动气缸中的油挤出，只能从出油口供油，依次循环动作供油。

为了进一步地优化本发明的实施效果，所述主动气缸24和从动气缸25通过活动接头33相连通。

为了进一步地优化本发明的实施效果，所述龙门顶梁14底部一侧还设有供油系统放置区12，所述供油系统设于所述供油系统放置区12中。供油系统配合龙门顶梁，放置于龙门顶梁下面，节省空间。

为了进一步地优化本发明的实施效果，所述龙门顶梁14底部另一侧还设有电箱15，所述电箱15上方设有触摸屏16。

为了进一步地优化本发明的实施效果，所述龙门顶梁14下部四周还设有四个定位脚座3。四角定位脚块定位销，兼具与机器人地轨相对位置销孔快速定位，重复定位精度达0.1～0.2mm。

为了进一步地优化本发明的实施效果，所述龙门顶梁14底部四个角上还设有重载万向脚轮4。

为了进一步地优化本发明的实施效果，所述齿轮箱系统设在龙门顶梁14和升降支架22之间，所述供油系统放置区12设在龙门顶梁14底部一侧，所述齿轮箱系统通过齿轮箱主轴20与从动轮8连接。

为了进一步地优化本发明的实施效果，齿轮箱主轴20上安装有齿轮，通过齿轮啮合从而带动攻牙机输出轴转动；再通过套筒与攻牙治具上的牙杆连接。而丝锥是安装在牙杆前上，从而达到攻牙的目的。此装置采用的是三菱伺服，采用绝对位置控制，一次回原点后，带有记忆功能。而且每次运行的轨迹，速度都可在触摸屏中进行调整，方便快捷；传统的攻牙机都是通过人力调整皮带进行调速的，不方便操作。

为了进一步地优化本发明的实施效果，所述供油系统放置区12设在伺服电机11下方。

为了进一步地优化本发明的实施效果，所述升降支架22上还设有攻牙机输出轴基板1，所述攻牙机输出轴基板1设在升降系统下方，所述攻牙机输出轴设在攻牙机输出轴基板1上。

为了进一步地优化本发明的实施效果，齿轮箱系统主要是内布通过齿轮的转动，把转动的力传动到每个输出轴上，目前齿轮箱的结构都是基本相似的，只是里面的齿轮的排布不同而已。

为了达到本发明的目的，如图6-7所示，本发明的自动伺服攻牙系统，包括多个自动伺服攻牙装置，所述自动伺服攻牙装置包括本发明的自动伺服攻牙机21，还包括冲床和NX机械手31，所述自动伺服攻牙机21放置于所述NX机械手31的机面32上中，所述龙门顶梁14与所述NX机械手的机面24的结构相适配。该自动伺服攻牙系统，中空大空间拱形龙门设计机构，使得与机械人组合嵌套更能节省空间，在设备总高度1150Mm的状况下，机架下面的空间能够让开NX机械手的低座，并可以NX机械手实现快速定位；可以在NX机械手中间和制程内攻牙，而不必是成品攻牙，攻牙种类、数量多，使用操作方便；本机器系统为因就配合400T冲床与机器人联机大型化、无人化作业而开发设计。

本发明的自动伺服攻牙机21是为了配合NX机械手，而专门设计的龙门顶梁，一般攻牙机不会按这种方法进行设计的，包括上面的传动系统，也是为了配合此龙门型机架，及下面避空NX机台面，而专门设计的。在使用的过程中，只需用人工推攻牙机到NX机械手上面，然后通过定位脚座03与NX机械手固定，接上与NX机械手的连接线，及可连线作业。而传统的伺服攻牙机由于下面无让位，伺服马达不是通过皮带传动，在伺服攻牙机总的高度内，下面是无法壁位的。因此传统的伺服攻牙机，不能随NX机械手生产线作业的。

在工作中，此装置可与NX机械手固定在一起，而且高度与NX机械手的取料高度基本一至，并有200MM的可高整空间；即使是不同高度的模具，也可通过此装置来调整。

本发明的自动伺服攻牙系统具以下设计亮点：

(a)能够根据不同部品模具模高不同相应调节攻牙平台高度；

(b)可适应外形各异产品攻牙治具码模时，大幅度调节范围可达0～1100mm；

(c)四角定位脚块定位销，兼具与机器人地轨相对位置销孔快速定位，重复定位精度达0.1～0.2mm；

(d)中空大空间拱形龙门设计机构，使得与机械人组合嵌套更能节省空间；

(e)伺服电机同步带轮传输机构，大幅提升机械能传输效率，

(f)攻牙牙针供油系统摈弃传统伺服马达方式，直接采用2只直联式气缸，将两气缸头用活动接头联接，主气缸连气源，通过活动接头传向从动缸，将从动缸的1支气管头，一分二式，其中一条气管伸入油箱，单向阀出油，另一条气管与单向阀配合向牙针及各分支供油。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种自动伺服攻牙机，包括机架，其特征在于，所述机架包括龙门顶梁和升降支架，所述升降支架设在龙门顶梁上，所述升降支架包括升降系统和攻牙系统，所述升降系统上设有治具放置区，所述治具在升降系统的作用下上下运动，并通过所述攻牙系统的攻牙机输出轴对所述治具进行加工，所述龙门顶梁上还设有供油系统，所述供油系统包括油箱，所述油箱上设有主动气缸和与其连通的从动气缸，所述主动气缸上设有气缸进气口，所述从动气缸上设有回气口和单向阀，所述单向阀上设有进油口和供油口；

所述主动气缸的气缸头和所述从动气缸的气缸头通过活动接头相连通，所述主动气缸连接气源，通过所述活动接头传向所述从动气缸，将所述从动气缸的支气管头分成二条支管，其中一条气管伸入油箱，单向阀出油，另一气管与单向阀配合向牙针及各分支供油，所述单向阀通过三通接头与所述从动气缸相连。

2.根据权利要求1所述的自动伺服攻牙机，其特征在于，所述升降系统包括两个调节横梁和两个升降横梁，所述两个升降横梁分别设在两个调节横梁两端，所述两个升降横梁的中间均设有高度调整丝杆，所述升降支架上还设有套装在高度调整丝杆上的丝杆螺母，所述治具放置区设在所述两个调节横梁间，所述两个调节横梁和两个升降横梁在所述高度调整丝杆的作用下上下运动。

3.根据权利要求2所述的自动伺服攻牙机，其特征在于，所述两个升降横梁的两端均设有高度调整导向柱。

4.根据权利要求2所述的自动伺服攻牙机，其特征在于，所述高度调整丝杆上还设有调节手轮。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的自动伺服攻牙机，其特征在于，所述龙门顶梁上设有驱动系统和齿轮箱机构，所述驱动系统驱动所述齿轮箱系统的齿轮箱主轴转动，所述齿轮箱主轴通过齿轮啮合带动所述攻牙机输出轴转动，从而将所述治具放置区的治具攻牙。

6.根据权利要求5所述的自动伺服攻牙机，其特征在于，所述驱动系统包括主动轮、从动轮和伺服电机，所述伺服电机驱动主动轮转动，所述主动轮通过同步皮带带动所述从动轮转动，所述从动轮带动所述齿轮箱主轴转动，所述齿轮箱主轴通过齿轮啮合带动所述攻牙机输出轴转动，从而将所述治具放置区的治具攻牙。

7.根据权利要求6所述的自动伺服攻牙机，其特征在于，所述龙门顶梁底部一侧还设有供油系统放置区，所述供油系统设于所述供油系统放置区中。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的自动伺服攻牙机，其特征在于，所述龙门顶梁下部四周还设有四个定位脚座。

9.一种自动伺服攻牙系统，包括多个自动伺服攻牙装置，所述自动伺服攻牙装置包括权利要求1至8中任一项所述的自动伺服攻牙机，还包括冲床和NX机械手，所述自动伺服攻牙机放置于所述NX机械手的机面上中，所述龙门顶梁与所述NX机械手的机面的结构相适配。