CN107081434A - 一种数控双工位轴承套圈自动车床 - Google Patents

一种数控双工位轴承套圈自动车床 Download PDF

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    • B23B3/30Turning-machines with two or more working-spindles, e.g. in fixed arrangement

Abstract

本发明公开了一种数控双工位轴承套圈自动车床,其包括床身、左工位、右工位和机械手臂组件,左工位和右工位相对设置在床身上,左工位包括相连接的第一主轴箱和卡盘,右工位包括相连接的第二主轴箱和内胀式夹具,机械手臂组件包括设置在左工位下方的左机械转臂、设置在左工位和右工位之间的移动机械臂和设置在右工位下方的右机械转臂,左机械转臂用于将毛坯件送至卡盘中,移动机械臂用于将卡盘中的工件移至内胀式夹具上,右机械转臂用于将内胀式夹具上加工完成的零件取下。本发明中采用在同一车床上设置双工位的方式,避免了现有技术中加工效率低下的问题;采用控制系统控制左工位、右工位、机械手臂组件的方式,使双工序加工的加工效率得到提高。

Description

一种数控双工位轴承套圈自动车床
技术领域
[0001] 本发明涉及数控加工技术领域,特别是涉及一种数控双工位轴承套圈自动车床。
背景技术
[0002] 在传统的机械加工工艺中,将一个环形零件车制成需要的几何形状,操作者需要 利用专用车床或数控车床,一步一步进行工序加工,此种加工方法的操作效率低、产品质量 难易达到统一标准、尺寸散差大,很难保证精度。
[0003] 为了提高了操作效率和精度,目前,数控车床普遍是一轴一工位的加工方式,这类 机床对同一工件加工时只能进行一个工序的加工,在进行其他工序的加工时需要操作人员 手动调整工件,由于增加了操作人员对工件调整的操作,不仅增大了操作人员的劳动强度, 还会导致加工效率低的问题。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种自动化程度高、加工效率高、加工精度高的数控双工位 轴承套圈自动车床,使得现有数控车床中存在的加工工序多导致的自动化程度低、加工效 率低以及加工精度低的问题得以解决。
[0005] 为实现上述目的,本发明提供了如下方案:本发明提供一种数控双工位轴承套圈 自动车床,包括床身、左工位、右工位和机械手臂组件,所述左工位和所述右工位相对设置 在所述床身上,所述左工位包括相连接的第一主轴箱和卡盘,所述右工位包括相连接的第 二主轴箱和内胀式夹具,所述机械手臂组件包括设置在所述左工位下方的左机械转臂、设 置在所述左工位和所述右工位之间的移动机械臂和设置在所述右工位下方的右机械转臂, 所述左机械转臂用于将毛坯件送至所述卡盘中,所述移动机械臂用于将所述卡盘中的工件 移至所述内胀式夹具上,所述右机械转臂用于将所述内胀式夹具上加工完成的零件取下。
[0006] 优选的,还包括控制系统,所述控制系统分别与所述左工位、所述右工位和所述机 械手臂组件相连接。
[0007] 优选的,还包括刀架组件,所述刀架组件安装在床身上,所述刀架组件包括相连接 的刀架和进给系统,所述进给系统位于所述刀架的下方,所述控制系统与所述进给系统相 连接,所述进给系统用于控制所述刀架的进给运动。
[0008] 优选的,所述刀架上设置有第一位置传感器,所述移动机械手臂上设置有第二位 置传感器,所述第一位置传感器和所述第二位置传感器均与所述控制系统相连接。
[0009] 优选的,所述左机械转臂上设置有第三位置传感器,所述右机械转臂上设置有第 四位置传感器,所述第三位置传感器和所述第四位置传感器均与所述控制系统相连接。
[0010] 优选的,所述床身的底部设置有左料槽和右料槽,所述左料槽用于存放待加工的 毛坯件,所述右料槽用于存放加工完成的零件。
[0011] 优选的,所述第一主轴箱包括第一主轴,所述第二主轴箱包括第二主轴,所述第一 主轴和所述第二主轴相对布置。
[0012]优选的,所述第一主轴和所述第二主轴同轴相对布置。
[0013] 本发明相对于现有技术取得了以下有益效果:
[0014] 1、本发明提供的数控双工位轴承套圈自动车床中采用在同一车床床身上设置双 工位的方式,使得待加工工件的加工过程可以在同一车床上完成,避免了现有技术中需要 更换机床或者更换夹具导致加工效率低下得到问题。
[0015] 2、本发明提供的数控双工位轴承套圈自动车床中采用控制系统控制左工位、右工 位以及机械手臂组件的方式,使得左机械转臂自动向左工位的卡盘中上料,移动机械臂自 动将卡盘中完成单工序加工的工件移至右工位的内涨式夹具上,右机械转臂自动将内涨式 夹具上完成双工序加工的零件取下,提高了双工序加工的自动化程度,使得双工序加工的 加工效率得到提尚。
[0016] 3、本发明提供的数控双工位轴承套圈自动车床中将左工位中的第一主轴和右工 位中的第二主轴相对同轴布置,使得移动机械臂在将所述卡盘中的工件移至所述内胀式夹 具上的过程中,仅通过平移即可以实现,采用平移的方式,不仅降低了移动机械臂的移动距 离,提高了加工效率,还避免了工件在内涨式夹具上安装时需要重新定位产生的安装误差 导致加工精度下降的问题。
[0017] 4、本发明提供的数控双工位轴承套圈自动车床中左机械转臂和右机械转臂在控 制系统的控制下,可以同时进行上料和下料的动作,与人工或者单一机械转臂分别单独进 行上下料相比节省了上料和下料的时间,进而提高了加工效率。
附图说明
[0018] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所 需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施 例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图 获得其他的附图。
[0019] 图1为本发明数控双工位轴承套圈自动车床的整体结构示意图;
[0020]其中,1-床身、2-第一主轴箱、3-第二主轴箱、4-卡盘、5-内胀式夹具、6-左机械转 臂、7-右机械转臂、8_移动机械臂、9-左料槽、1 〇-右料槽。
具体实施方式
[0021]下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例,都属于本发明保护的范围。
[0022]本发明的目的是提供一种自动化程度高、加工效率高、加工精度高的数控双工位 轴承套圈自动车床,使得现有数控车床中存在的加工工序多导致的自动化程度低、加工效 率低以及加工精度低的问题得以解决。
[0023]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实 施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0024]如图1所示,本发明提供一种数控双工位轴承套圈自动车床,包括床身i、左工位、 右工位和机械手臂组件,左工位和右工位相对设置在床身1上,左工位包括相连接的第一主 轴箱2和卡盘4,右工位包括相连接的第二主轴箱3和内胀式夹具5,机械手臂组件包括设置 在左工位下方的左机械转臂6、设置在左工位和右工位之间的移动机械臂8和设置在右工位 下方的右机械转臂7,左机械转臂6用于将毛坯件送至卡盘4中,移动机械臂8用于将卡盘4中 的工件移至内胀式夹具5上,右机械转臂7用于将内胀式夹具5上加工完成的零件取下。
[0025] 在本发明的数控双工位轴承套圈自动车床(以下简称数控车床)工作过程中,首先 将待加工的毛坯件放置在左机械转臂6上,通过左机械转臂6将待加工毛坯件送入车床左工 位的卡盘4中,卡盘4将待加工毛坯件夹紧,随后对卡盘4中的待加工毛坯件进行单面加工 (即进行第一工序的加工),单面加工完成后松开卡盘4,同时由设置在左工位和右工位之间 的移动机械臂8将完成单面加工的工件从卡盘4中取出,移动机械臂8将完成单面加工的工 件移至右工位的内胀式夹具5上,内胀式夹具5对工件进行内胀夹紧,随后对内胀式夹具5上 的工件的另外一面进行加工,即进行双面加工(即进行第二工序的加工),双面加工完成后 松开内胀式夹具5,同时由右机械转臂7将加工完成的零件取下。其中,加工物的命名遵循以 下规定,未加工时为毛坯件,加工过程中为工件,加工完成后为零件。本发明中在同一数控 车床的床身1上设置有左工位和右工位,使得待加工毛坯件加工过程中不同的加工工序,可 以在同一车床上完成,避免了现有技术中需要更换机床或者更换夹具导致加工效率低下得 到问题,提高了加工效率。
[0026] 为了进一步提高加工效率,并提高数控车床的自动化程度,本发明中还在数控车 床中设置有一控制系统,此控制系统的结构原理与现有技术中已有的机床控制系统相同, 如FANUC数控系统等,相对于现有技术中机床控制系统仅控制一个工位的工作来说,区别之 处在于本发明中控制系统分别与左工位、右工位和机械手臂组件相连接,即控制系统对左 工位、右工位和机械手臂组件均能进行控制。
[0027] 本发明中还包括用于加工工件的刀架组件,刀架组件安装在床身1上,刀架组件包 括相连接的刀架和进给系统,进给系统位于刀架的下方,控制系统与进给系统相连接,进给 系统用于控制刀架的进给运动。其中,优选的方式为刀架组件位于左工位和右工位之间,以 便于刀架对左工位或右工位进行加工;进给系统包括步进电机、滚珠丝杠副、导轨副、固定 板、滑板和工作台,其中,固定板安装在床身1上,导轨副安装在固定板与滑板之间,使得滑 板相对于固定板可以滑动,滑板的上表面安装有工作台,工作台上设置有刀架,工作台中还 设置有滚动丝杠副,滚动丝杠副包括丝杠螺母和滚动丝杠,丝杠螺母固定在工作台中,滚动 丝杠设置在床身1上并与通过链条或者齿形带与步进电机相连接,步进电机带动滚动丝杠 运动进而带动刀架随之运动,完成传动工作,刀架上固定的刀具随着传动运动的进行完成 对工件的加工。
[0028]同时,为了更加精确的控制移动机械臂8对工件的夹持工作,本发明中在刀架上设 置有第一位置传感器,在移动机械臂8上设置有第二位置传感器,第一位置传感器和第二位 置传感器均与控制系统相连接;控制系统实时接收第一位置传感器传来的刀架的位置信 息,当刀架上的刀具在左工位完成单面加工后,刀架的位置恢复至初始位置时,控制系统控 制移动机械臂8运动至左工位的卡盘4处,移动机械臂8上机械手卡持住工件,并迅速将工件 移动至右工位的内胀式夹具5上(在此过程中内胀式夹具5处于闭合状态),控制系统控制内 胀式夹具5的外径扩大,迅速将工件撑紧,把工件夹持住,当内胀式夹具5对工件夹持之后, 控制系统控制移动机械臂8回复到初始位置;控制系统实时接收第二位置传感器传来的移 动机械臂8的位置信息,当控制系统接收到第二位置传感器传来的移动机械臂8回复到初始 位置的信号后,控制系统控制刀架组件和右工位工作,对工件进行双面加工。
[0029]更进一步的,为了使得卡盘4或者内胀式夹具5及时、准确的对工件进行夹持工作, 本发明中在左机械转臂6上设置有第三位置传感器,右机械转臂7上设置有第四位置传感 器,第三位置传感器和第四位置传感器均与控制系统相连接;控制系统实时接收第三位置 传感器传递来的左机械转臂6的位置信息,当左机械转臂6处于预设位置时,控制系统及时 控制卡盘4夹紧工件;控制系统实时接收第四位置传感器传递来的右机械转臂7的位置信 息,当右机械转臂7处于预设位置时,控制系统及时控制内胀式夹具5松开工件,右机械转臂 7及时将加工完成的零件产品取下。
[0030] 本发明中床身1的底部设置有左料槽9和右料槽10,左料槽9用于存放待加工的毛 坯件,右料槽10用于存放加工完成的零件。其中,左料槽9位于左机械转臂6的下方,左机械 转臂6可以从左料槽9中将待加工的毛坯件取出;右料槽10位于右机械转臂7的下方,右机械 转臂7可以将加工完成的零件放入右料槽10中。
[0031] 本发明中第一主轴箱2包括第一主轴,第二主轴箱3包括第二主轴,第一主轴和第 二主轴相对布置,更进一步,第一主轴和第二主轴同轴相对布置;其中,第一主轴箱2和第二 主轴箱3均为现有技术中数控车床上已有的结构,两者除了夹紧工件方式(即卡盘和内胀式 夹具)的不同,其余均相同,将左工位中的第一主轴和右工位中的第二主轴相对同轴布置, 使得移动机械臂8在将卡盘4中的工件移至内胀式夹具5上的过程中,仅通过平移即可以实 现,采用平移的方式,不仅降低了移动机械臂8的移动距离,提高了加工效率,还避免了工件 在内胀式夹具5上安装时需要重新定位产生的安装误差导致加工精度下降的问题。
[0032]本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的 说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依 据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容 不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1. 一种数控双工位轴承套圈自动车床,其特征在于,包括床身、左工位、右工位和机械 手臂组件,所述左工位和所述右工位相对设置在所述床身上,所述左工位包括相连接的第 一主轴箱和卡盘,所述右工位包括相连接的第二主轴箱和内胀式夹具,所述机械手臂组件 包括设置在所述左工位下方的左机械转臂、设置在所述左工位和所述右工位之间的移动机 械臂和设置在所述右工位下方的右机械转臂,所述左机械转臂用于将毛坯件送至所述卡盘 中,所述移动机械臂用于将所述卡盘中的工件移至所述内胀式夹具上,所述右机械转臂用 于将所述内胀式夹具上加工完成的零件取下。
2. 根据权利要求1所述的数控双工位轴承套圈自动车床,其特征在于,还包括控制系 统,所述控制系统分别与所述左工位、所述右工位和所述机械手臂组件相连接。
3. 根据权利要求2所述的数控双工位轴承套圈自动车床,其特征在于,还包括刀架组 件,所述刀架组件安装在所述床身上,所述刀架组件包括相连接的刀架和进给系统,所述进 给系统位于所述刀架的下方,所述控制系统与所述进给系统相连接,所述进给系统用于控 制所述刀架的进给运动。
4. 根据权利要求3所述的数控双工位轴承套圈自动车床,其特征在于,所述刀架上设置 有第一位置传感器,所述移动机械手臂上设置有第二位置传感器,所述第一位置传感器和 所述第二位置传感器均与所述控制系统相连接。
5. 根据权利要求4所述的数控双工位轴承套圈自动车床,其特征在于,所述左机械转臂 上设置有第三位置传感器,所述右机械转臂上设置有第四位置传感器,所述第三位置传感 器和所述第四位置传感器均与所述控制系统相连接。
6. 根据权利要求1所述的数控双工位轴承套圈自动车床,其特征在于,所述床身的底部 设置有左料槽和右料槽,所述左料槽用于存放待加工的毛坯件,所述右料槽用于存放加工 完成的零件。
7. 根据权利要求1所述的数控双工位轴承套圈自动车床,其特征在于,所述第一主轴箱 包括第一主轴,所述第二主轴箱包括第二主轴,所述第一主轴和所述第二主轴相对布置。
8. 根据权利要求7所述的数控双工位轴承套圈自动车床,其特征在于,所述第一主轴和 所述第二主轴同轴相对布置。
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