CN105922059B

CN105922059B - 一种用于数控机床的双工位料道装置

Info

Publication number: CN105922059B
Application number: CN201610533421.XA
Authority: CN
Inventors: 孙纯君; 王鹤; 郭智春; 刘妍; 张晓明; 林剑峰; 王家兴; 曹铎
Original assignee: Shenyang Machine Group (hongkong) Co Ltd
Current assignee: Heath machine tool (Shenyang) Co., Ltd.
Priority date: 2016-07-07
Filing date: 2016-07-07
Publication date: 2018-01-19
Anticipated expiration: 2036-07-07
Also published as: CN105922059A

Abstract

本发明创造公开一种用于数控机床的双工位料道装置，具有主体框架，主体框架上具有运输工件的料道，所述主体框架上安装有上下料工位；所述上下料工位中的上料工位和下料工位分别位于料道的两侧；主体框架上还设有用于带动链条在上下料工位的上表面做循环平移运动的驱动单元和从动单元；链条上均布设有若干个与链条相铰接的托架，托架上设有托盘，所述托盘随链条在上下料工位的上表面沿料道做循环平移运动；所述上料工位和下料工位均为弹簧结构。解决现有单工位料道效率低，以及工件检测可靠性等问题。

Description

一种用于数控机床的双工位料道装置

技术领域

本发明创造涉及数控机床自动化上下料领域，具体为一种用于数控机床的双工位料道装置。

背景技术

将待加工工件送装到机床上的加工位置和将已加工工件从加工位置取下的自动或半自动机械装置称为自动上下料装置。大部分机床上下料装置的自动下料机构比较简单，或自动上料机构兼有自动下料的功能，所以机床的上下料装置也常被简称为上料装置。机床上下料装置是自动机床的一个组成部分。半自动机床加设上下料装置后，可使加工循环连续自动进行，成为自动机床。机床上下料装置用于效率高、机动时间短、工件装卸频繁的半自动机床，能显著地提高生产效率和减轻体力劳动。机床上下料装置也是组成自动生产线的必不可少的辅助装置。但是目前采用的大都是单工位料道装置。

例如专利ZL201210260428.0自动上料装置及正倒立车中的自动上料装置，工件放在托盘结构上，下料时机床将加工完成的工件放置抓料区的托盘上，电机带动托盘移动将等待区的托盘移动到抓料区，机床抓取该托盘上的待加工件。由于自动上料装置的托盘移动速度与机床进给轴的移动速度相比较慢，机床需要等待托盘从等待区移动到抓料区后才能进行下次上料，影响机床的加工效率。由于机械手或卡爪的快移速度远大于传送带的运行速度，因此对于单工位料道装置，在上料过程中机械手或卡爪需等待传送带送来毛坯零件再进行抓取，比较浪费时间，大幅增加了机床加工等待时间。

另，现有上料装置还具有当操作失误时，例如错把毛坯件放在了下料工位，或者放置了错误尺寸的毛坯，均有可能造成料道或机床等设备损坏的缺点。

发明内容

本发明创造针对现有技术不足，提供了一种用于数控机床的双工位料道装置，解决现有单工位料道效率低，以及工件检测可靠性等问题。

本发明创造采用的技术方案为：

一种用于数控机床的双工位料道装置，具有主体框架8，主体框架8上具有运输工件的料道，所述主体框架8上安装有上下料工位6；所述上下料工位6中的上料工位和下料工位分别位于料道的两侧；主体框架8上还设有用于带动链条2在上下料工位6的上表面做循环平移运动的驱动单元7和从动单元9；链条上均布设有若干个与链条相铰接的托架，托架上设有托盘，所述托盘随链条2在上下料工位6的上表面沿料道做循环平移运动；所述上料工位和下料工位均为弹簧式结构。

所述的一种用于数控机床的双工位料道装置，所述驱动单元7位于主体框架8的一端，所述驱动单元7设有主动链轮7.1和从动链轮Ⅰ7.2，所述主动链轮7.1的轴的下方穿过驱动单元下盖板7.3与齿轮减速器5直连，齿轮减速器5与电机4连接；从动链轮Ⅰ7.2的轴固定在驱动单元下盖板7.3上，所述链条2绕设在所述主动链轮7.1和从动链轮Ⅰ7.2上。

所述的一种用于数控机床的双工位料道装置，所述从动单元9位于主体框架8的另一端，所述从动单元9设有从动链轮Ⅱ9.1和从动链轮Ⅲ9.5，所述从动链轮Ⅱ9.1和从动链轮Ⅲ9.5的轴分别固定在从动单元下盖板9.4上，所述链条2绕设在从动链轮Ⅱ9.1和从动链轮Ⅲ9.5上。

所述的一种用于数控机床的双工位料道装置，所述主体框架8与从动单元下盖板9.4之间还设有固定板9.3；所述主体框架8上还设有用于将从动单元9向主体框架8的另一端顶紧的可调节胀紧机构9.2，所述可调节胀紧机构9.2具有胀紧螺栓，所述胀紧螺栓通过作用于从动单元下盖板9.4，从而将从动单元9向主体框架8的另一端顶紧，使得绕设在从动链轮Ⅱ9.1和从动链轮Ⅲ9.5上的链条被胀紧，随后通过固定板9.3将从动单元9固定在主体框架8上。

所述的一种用于数控机床的双工位料道装置，所述上料工位下方布置有传感器Ⅰ，在上料工位被按下时触发；所述下料工位上表面的设有两个传感器Ⅱ3，两个传感器Ⅱ3分别位于下料工位上表面的两侧，其中一传感器Ⅱ3发射端与另一传感器Ⅱ接收端的连线和料道长度方向成45°。

所述的一种用于数控机床的双工位料道装置，所述上下料工位6中上料工位和下料工位对称设置，其结构相同，具有位于工位上表面的固定盖板6.1和活动盖板6.2，位于工位下表面的工位下盖板6.6；所述固定盖板6.1的下表面设有销柱6.5，销柱6.5插到工位下盖板6.6中并可上下活动，作为导向装置；固定盖板6.1的周边与工位下盖板6.6之间连有若干个大弹簧6.4，大弹簧6.4的一端挂接在固定盖板6.1上，大弹簧6.4的另一端连接在工位下盖板6.6上，使得工位下盖板6.6被大弹簧6.4吊起，并可沿着四个销柱6.5上下活动；

活动盖板6.2下表面设有若干个支撑柱6.9，工位下盖板6.6上设有若干个凹孔，凹孔的底部设有螺钉6.7，所述支撑柱6.9的上端固接于活动盖板6.2下表面，所述支撑柱6.9下端面设有开孔，开孔中装有小弹簧6.8；所述支撑柱6.9的下端插入工位下盖板6.6的凹孔中与螺钉6.7连接，并且与凹孔的底部留有一定距离；所述小弹簧6.8套设螺钉6.7上。

所述的一种用于数控机床的双工位料道装置，所述固定盖板6.1为C型固定盖板6.1，所述活动盖板6.2为D型活动盖板6.2，所述活动盖板6.2位于固定盖板6.1内侧并与固定盖板6.1内侧形状相匹配，所述固定盖板6.1与活动盖板6.2拼接在一起。

所述的一种用于数控机床的双工位料道装置，所述上下料工位6两边各装有一挡块6.3，所述挡块6.3固定在固定盖板6.1上。

所述的一种用于数控机床的双工位料道装置，所述料道运送工件循环路径为环形路径；所述托盘的形状为两个相连六边形盘体。

所述的一种用于数控机床的双工位料道装置的使用方法，

1)当毛坯件被托架带动到上下料工位6时，若此时下料工位有工件，则传感器Ⅱ将信号传输给控制系统，控制系统控制该托架不进行上下料，直接行驶出上下工位6；

2)当数控机床主轴运动到上料位置时，主轴向下运动到夹持高度后，再向下运动5到10mm，触发上料工位底部的传感器Ⅰ；

2.1)若工件太长，则主轴在向下运动的过程中卡爪端面提前接触工件，从而提前触发传感器Ⅰ，控制系统报警；

2.2)若工件过短，则主轴向下运动会延后，甚至根本无法触发传感器Ⅰ，控制系统在主轴工作时延后接收或未接收到传感器Ⅰ发出的信号时，控制系统报警。

本发明创造具有以下有益效果：

本发明创造一种安装在数控机床的双工位料道装置，其结构是：在由型材拼接而成的主体框架的两端，分别装有两组链轮，其中一端的一个链轮由电机经减速器直接驱动，另一端的从动链轮组由胀紧装置使链轮上的链条胀紧；每隔一定距离有一个双工位托架与链条相连接，可随链条在装置的上表面推动工件平移；在对应机床主轴上下料工位的两个托盘通过弹簧和导向装置可上下往复移动；上料工位的托盘被按下时可触发安装在下面的传感器，用来确认工件长度是否合适；在下料工位两端装有传感器，用来检测下料工位是否有工件。通过该装置的使用，可以提高机床上下料的效率，有利于提高生产线自动化程度，并且由于保护装置的使用，可避免操作失误等原因造成的设备损坏。

由于机械手或卡爪的快移速度远大于传送带的运行速度，所以采用双工位的料道将大幅缩短机床加工的等待时间；双工位料道装置中胀紧机构的使用，可使链条始终处于伸直状态，增加了料道可靠性；上下料工位采用双层弹簧设计，可防止机床主轴或机械手下压过量而撞坏；上料工位的传感器配合机械手或卡爪可辨识毛坯件的正确尺寸以及是否正确夹取，下料工位的传感器布置可辨识工位上是否有工件摆放，避免操作失误造成机床损坏。

附图说明

图1为本发明创造一种用于数控机床的双工位料道装置的顶部视图；

图2为本发明创造一种用于数控机床的双工位料道装置的侧视图；

图3为本发明创造一种用于数控机床的双工位料道装置的底部视图；

图4为上下料工位6的三维示意图；

图5为上下料工位6的顶部视图；

图6为上下料工位6的剖视图；

图7为驱动单元7的示意图；

图8为从动单元9的示意图。

其中：1-托架；2-链条；3-传感器Ⅱ；4-电机；5-齿轮减速器；6-上下料工位；6.1-固定盖板；6.2-活动盖板；6.3-挡块；6.4-大弹簧；6.5-销柱；6.6-工位下盖板；6.7-螺钉；6.8-小弹簧；6.9-支撑柱；7-驱动单元；7.1-主动链轮；7.2-从动链轮Ⅰ；7.3-驱动单元下盖板；8-主体框架；9-从动单元；9.1-从动链轮；9.2-胀紧机构；9.3-固定板；9.4-从动单元下盖板；9.5-从动链轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明创造做进一步说明。如图1、2、3所示，本发明创造料道装置主要部件包括电机4，齿轮减速器5，驱动单元7，从动单元9，盖板，若干双工位托架1，以及上下料工位6。其具体结构如下：

在由型材拼接而成的长方形主体框架8上，一端装有料道的驱动单元7，其内部结构如图7所示，具有主动链轮7.1和从动链轮Ⅰ7.2，链条2绕设在所述主动链轮7.1和从动链轮Ⅰ7.2上。主动链轮7.1轴的下方穿过驱动单元下盖板7.3与齿轮减速器5直连，从动链轮Ⅰ7.2的轴固定在驱动单元下盖板7.3上，齿轮减速器5的另一端与电机4相连接。主体框架8的另一端装有从动单元9，其内部如图8所示，具有从动链轮Ⅱ9.1和从动链轮Ⅲ9.5，链条2绕设在从动链轮Ⅱ9.1和从动链轮Ⅲ9.5上。从动链轮Ⅱ9.1和从动链轮Ⅲ9.5的链轮轴均分别固定在从动单元下盖板9.6上，通过调节胀紧机构9.2上的螺栓位置，将从动单元9整体向右侧(即主体框架8的另一端)顶紧，链条2因此而被胀紧，随后拧紧固定板9.3上的螺钉将从动单元9固定。

上下料工位6安装在主体框架8的中间一侧，如图2、图4、图5所示，靠外侧的为上料工位，内侧为下料工位。两个工位结构类似：工位上表面的固定盖板6.1为C型，活动盖板6.2为D型，两种盖板刚好可拼接在一起；每个固定盖板6.1的两端通过螺钉分别装有两个销柱6.5，销柱6.5插到工位下盖板6.6中并可上下活动，作为导向装置；每个固定盖板6.1两端最外侧分别挂有两个大弹簧6.4，大弹簧6.4另一头挂在工位下盖板6.6上，这样每个工位下盖板6.6被四个大弹簧6.4吊起，并可沿着四个销柱6.5上下活动。

如图4、图6所示，每个活动盖板6.2通过螺钉6.7与四个支撑柱6.9连接在工位下盖板6.6上。支撑柱6.9的下端插入工位下盖板6.6中，并且与其底部留有一定距离，每个支撑柱6.9的下面开孔中装有小弹簧6.8，套在穿过工位下盖板6.6并拧在支撑柱6.9的螺钉6.7上。优选地，工位下盖板6.6上设有凹孔，凹孔的底部设有螺钉6.7，支撑柱6.9的上端固接于活动盖板6.2下表面，所述支撑柱6.9下端面设有开孔，开孔中装有小弹簧6.8；所述支撑柱6.9的下端插入工位下盖板6.6的凹孔中与螺钉6.7连接，并且与凹孔的底部留有一定距离；所述小弹簧6.8套设螺钉6.7上。

由于挂在固定盖板6.1上的大弹簧6.4刚度较大，正常工作时，活动盖板6.2连同支撑柱6.9被按下，工位下盖板6.6并不动，而后活动盖板6.2可被小弹簧6.8弹起复位，当下压过量时，活动盖板6.2连同支撑柱6.9被按到底，带动工位下盖板6.6可继续向下并拉伸大弹簧6.4，这样便可在下压过量等情况下对设备起到保护作用。为避免复位时活动盖板6.2弹起，上下料工位6两边各装有一挡块6.3，固定在固定盖板6.1上。

上料工位的传感器Ⅰ设置在其活动盖板6.2的下方，当活动盖板6.2被按下约5厘米时可将其触发；下料工位的两个传感器Ⅱ3分别设置在工位两端并且其连线与料道成45°角，如图1所示，其连线刚好且只穿过下料工位，当下料工位有工件时，信号被工件挡住，传感器Ⅱ3的接收器便接收不到信号。

以应用在一款主轴倒立式车削中心为例，上下料及工件检测的循环周期全过程如下：

1、毛坯件被托架带动到上料工位，若此时下料工位有工件，系统报警，该托架不进行上下料，直接行驶出上下料位置；

2、主轴运动到下料位置，将成品件放到料道上；

3、主轴运动到上料位置，同时主轴旋转60度，使卡爪正确定位；

4、主轴向下运动到夹持高度后，再向下运动5到10mm，触发上料工位底部的传感器，如果工件太长，则主轴在向下运动的过程中卡爪端面提前接触工件，从而提前触发传感器，系统报警，如果工件过短，则主轴的向下运动会延后甚至根本无法触发传感器，系统也会报警；

5、卡爪开始抓取工件，由于在卡爪液压缸的顶端装有测位传感器，用来检测卡爪行程，当毛坯直径大于规定值或小于规定值，则卡爪行程异于规定行程，系统报警，当毛坯直径等于规定值，卡爪正确夹持住毛坯件；

6、主轴返回加工空间，进行毛坯件加工。

本发明创造该将大幅提升倒立式车削中心的品质，将大大节省辅助时间，提高机床加工效率，并有较高的可靠性，便于广泛推广应用。

Claims

1.一种用于数控机床的双工位料道装置，具有主体框架（8），主体框架（8）上具有运输工件的料道，其特征在于，所述主体框架（8）上安装有上下料工位（6）；所述上下料工位（6）中的上料工位和下料工位分别位于料道的两侧；主体框架（8）上还设有用于带动链条（2）在上下料工位（6）的上表面做循环平移运动的驱动单元（7）和从动单元（9）；链条上均布设有若干个与链条相铰接的托架，托架上设有托盘，所述托盘随链条（2）在上下料工位（6）的上表面沿料道做循环平移运动；所述上料工位和下料工位均为弹簧式结构；

所述上下料工位（6）中上料工位和下料工位对称设置，其结构相同，具有位于工位上表面的固定盖板（6.1）和活动盖板（6.2），位于工位下表面的工位下盖板（6.6）；所述固定盖板（6.1）的下表面设有销柱（6.5），销柱（6.5）插到工位下盖板（6.6）中并可上下活动，作为导向装置；固定盖板（6.1）的周边与工位下盖板（6.6）之间连有若干个大弹簧（6.4），大弹簧（6.4）的一端挂接在固定盖板（6.1）上，大弹簧（6.4）的另一端连接在工位下盖板（6.6）上，使得工位下盖板（6.6）被大弹簧（6.4）吊起，并可沿着四个销柱（6.5）上下活动；

活动盖板（6.2）下表面设有若干个支撑柱（6.9），工位下盖板（6.6）上设有若干个凹孔，凹孔的底部设有螺钉（6.7），所述支撑柱（6.9）的上端固接于活动盖板（6.2）下表面，所述支撑柱（6.9）下端面设有开孔，开孔中装有小弹簧（6.8）；所述支撑柱（6.9）的下端插入工位下盖板（6.6）的凹孔中与螺钉（6.7）连接，并且与凹孔的底部留有一定距离；所述小弹簧（6.8）套设螺钉（6.7）上。

2.如权利要求1所述的一种用于数控机床的双工位料道装置，其特征在于，所述驱动单元（7）位于主体框架（8）的一端，所述驱动单元（7）设有主动链轮（7.1）和从动链轮Ⅰ（7.2），所述主动链轮（7.1）的轴的下方穿过驱动单元下盖板（7.3）与齿轮减速器（5）直连，齿轮减速器（5）与电机（4）连接；从动链轮Ⅰ（7.2）的轴固定在驱动单元下盖板（7.3）上，所述链条（2）绕设在所述主动链轮（7.1）和从动链轮Ⅰ（7.2）上。

3.如权利要求2所述的一种用于数控机床的双工位料道装置，其特征在于，所述从动单元（9）位于主体框架（8）的另一端，所述从动单元（9）设有从动链轮Ⅱ（9.1）和从动链轮Ⅲ（9.5），所述从动链轮Ⅱ（9.1）和从动链轮Ⅲ（9.5）的轴分别固定在从动单元下盖板（9.4）上，所述链条（2）绕设在从动链轮Ⅱ（9.1）和从动链轮Ⅲ（9.5）上。

4.如权利要求3所述的一种用于数控机床的双工位料道装置，其特征在于，所述主体框架（8）与从动单元下盖板（9.4）之间还设有固定板（9.3）；所述主体框架（8）上还设有用于将从动单元（9）向主体框架（8）的另一端顶紧的可调节胀紧机构（9.2），所述可调节胀紧机构（9.2）具有胀紧螺栓，所述胀紧螺栓通过作用于从动单元下盖板（9.4），从而将从动单元（9）向主体框架（8）的另一端顶紧，使得绕设在从动链轮Ⅱ（9.1）和从动链轮Ⅲ（9.5）上的链条被胀紧，随后通过固定板（9.3）将从动单元（9）固定在主体框架（8）上。

5.如权利要求1所述的一种用于数控机床的双工位料道装置，其特征在于，所述上料工位下方布置有传感器Ⅰ，在上料工位被按下时触发；所述下料工位上表面的设有两个传感器Ⅱ，两个传感器Ⅱ（3）分别位于下料工位上表面的两侧，其中一传感器Ⅱ（3）发射端与另一传感器Ⅱ接收端的连线和料道长度方向成45°。

6.如权利要求1所述的一种用于数控机床的双工位料道装置，其特征在于，所述固定盖板（6.1）为C型固定盖板（6.1），所述活动盖板（6.2）为D型活动盖板（6.2），所述活动盖板（6.2）位于固定盖板（6.1）内侧并与固定盖板（6.1）内侧形状相匹配，所述固定盖板（6.1）与活动盖板（6.2）拼接在一起。

7.如权利要求1所述的一种用于数控机床的双工位料道装置，其特征在于，所述上下料工位（6）两边各装有一挡块（6.3），所述挡块（6.3）固定在固定盖板（6.1）上。

8.如权利要求1所述的一种用于数控机床的双工位料道装置，其特征在于，所述料道运送工件循环路径为环形路径；所述托盘的形状为两个相连六边形盘体。

9.如权利要求5所述的一种用于数控机床的双工位料道装置的使用方法，其特征在于，

1）当毛坯件被托架带动到上下料工位（6）时，若此时下料工位有工件，则传感器Ⅱ将信号传输给控制系统，控制系统控制该托架不进行上下料，直接行驶出上下工位（6）；

2）当数控机床主轴运动到上料位置时，主轴向下运动到夹持高度后，再向下运动5-10mm，触发上料工位底部的传感器Ⅰ；

2.1）若工件太长，则主轴在向下运动的过程中卡爪端面提前接触工件，从而提前触发传感器Ⅰ，控制系统报警；

2.2）若工件过短，则主轴向下运动会延后，甚至根本无法触发传感器Ⅰ，控制系统在主轴工作时延后接收或未接收到传感器Ⅰ发出的信号时，控制系统报警。