CN107081626A - 智能化机械制造工作站 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工业自动化设备，更具体地说，涉及一种用于实现全自动车削加工的机械装备。一种智能化机械制造工作站，包括：工作台、用于驱动工件实现高速转动的主轴机构、用于将所述工件固定于所述主轴机构上的顶尖机构、用于驱动车刀运动的拖板机构、用于实现自动化供料的供料机构、用于为所述供料机构提供所述工件的上料机构；所述主轴机构、顶尖机构、供料机构和拖板机构固连于所述工作台，所述主轴机构和顶尖机构构成同轴布置，所述上料机构的出料口连接至所述供料机构的料槽。本发明智能化机械制造工作站，用于实现工件的自动化车削作业，从而达到无人化制造加工的效果。
Description
技术领域
本发明涉及工业自动化设备，更具体地说，涉及一种用于实现全 自动车削加工的机械装备。
背景技术
轴类零件，尤其是工件类零件，在数控车削过程中普遍存在。
轴类零件的车削过程需要人工实现上下料，对于中间存在中心孔 的轴类零件，实现自动化的车削加工具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种智能化机械制造工作站，用于实现 工件的自动化车削，从而达到无人化车削加工的效果。
一种智能化机械制造工作站，包括：工作台、用于驱动工件实现 高速转动的主轴机构、用于将所述工件固定于所述主轴机构上的顶尖 机构、用于驱动车刀运动的拖板机构、用于实现自动化供料的供料机 构、用于为所述供料机构提供所述工件的上料机构；所述主轴机构、 顶尖机构、供料机构和拖板机构固连于所述工作台，所述主轴机构和 顶尖机构构成同轴布置，所述上料机构的出料口连接至所述供料机构 的料槽；
所述主轴机构包括：主轴箱、主轴、V带轮、V带、异步电机、 脱料气缸、脱料推杆、脱料板、脱料头、顶杆、中心轴，所述主轴箱 固连于所述工作台上，所述主轴活动连接于所述主轴箱，所述V带轮 固连于所述主轴，所述V带轮通过所述V带连接于所述异步电机；所 述脱料推杆活动连接于所述主轴箱，所述脱料气缸的气缸体固连于所 述工作台，所述脱料气缸的活塞杆的末端固连于所述脱料推杆的末 端；所述转动轴固连于所述主轴，所述中心轴固连于所述转动轴；所 述脱料头活动连接于所述中心轴的外部，所述脱料头固连于所述脱料 板，所述脱料板固连于所述脱料推杆；所述顶杆固连于所述转动轴的 末端；
所述顶尖机构包括：顶紧气缸、顶尖、工件、中心孔、支架、底 座、顶尖轴，所述底座固连于所述工作台，所述顶紧气缸的气缸体固 连于所述底座，所述顶尖轴活动连接于所述底座，所述顶尖轴的一端 活动连接于所述顶紧气缸的活塞杆的末端，所述顶尖轴的另一端固连 于所述顶尖；所述顶尖上设置有和所述中心轴相匹配的同心孔；
所述供料机构包括：闸板、弹簧、销轴、托料板、送料板、料槽、 供料支架、送料气缸、下落位置，所述供料支架固连于所述工作台， 所述料槽倾斜地固连于所述供料支架，所述工件容纳于所述料槽中； 所述送料气缸的气缸体固连于所述供料支架，所述送料板活动连接于 所述供料支架，所述送料气缸的活塞杆的末端固连于所述送料板；所 述料槽的末端设置设置有所述下落位置，所述下落位置连通于所述送 料板；所述送料板的末端设置有所述托料板，所述闸板通过所述销轴 活动连接于所述托料板，在所述闸板和托料板之间设置有弹簧，在所 述闸板和所述托料板之间设置有用于容纳一个所述工件的容纳空间；
所述上料机构包括：拖板、出料口、小滑板、料仓、链轮、链条， 所述链条活动连接于所述链轮，所述链条由低处向高处延伸，所述拖 板固连于所述链条，所述拖板的一端位于所述料仓处，在所述拖板的 一个侧边设置所述出料口，在所述拖板上设置有所述小滑板，所述出 料口的一端连接至所述料槽的一端。
优选地，所述主轴、顶尖、同心孔和中心轴同轴布置。
优选地，所述脱料推杆和主轴平行布置。
优选地，所述顶紧气缸的活塞杆的末端固连于有法兰盘、所述顶 尖轴和法兰盘之间设置有盖板，所述盖板固连于所述顶尖轴，所述法 兰盘活动连接于所述顶尖轴。
优选地，所述脱料推杆的数量为两个，所述脱料推杆布置于所述 主轴的两侧。
优选地，所述转动轴通过锥面配合固连于所述主轴。
优选地，所述顶尖通过锥面配合固连于所述所述顶尖轴。
优选地，所述工件的中心孔和所述中心轴相匹配。
优选地，所述料槽成倾斜布置，由所述下落位置的位置斜向上延 伸。
优选地，在所述上料机构上固连有导向板，所述导向板位于所述 小滑板的上部，所述小滑板用于限制所述小滑板上只能承载一个所述 工件。
优选地，所述小滑板成倾斜布置。
优选地，当所述送料气缸的活塞杆处于伸出状态的时候，位于所 述托料板上的所述工件的所述中心孔和所述主轴成同轴布置；当所述 送料气缸的活塞杆处于缩回状态的时候，所述托料板位于所述下落位 置的正下部。
和传统技术相比，本发明智能化机械制造工作站具有以下积极作 用和有益效果：
本发明智能化机械制造工作站，所述主轴机构、顶尖机构和拖板 机构固连于所述工作台，所述主轴机构和顶尖机构构成同轴布置。所 述供料机构用于将所述工件输送至所述主轴机构上。所述脱料气缸的 活塞杆处于缩回状态，所述中心孔和所述中心轴相匹配，所述顶紧气 缸的活塞杆伸出，所述顶尖机构将所述工件固连于所述主轴机构，所 述中心轴穿过所述中心孔进入所述同心孔中，所述主轴机构带动所述 工件做高速转动，所述托板机构上的车刀对所述工件实现车削加工。 通过这种方式，由所述中心轴保证所述工件和主轴的高度同轴，由所 述顶尖和顶杆对所述工件的两个侧面实现夹紧并固定。
所述上料机构的工作过程和工作原理：所述链轮在电机的驱动下 进行转动，所述链轮拖动所述链条从所述料仓处向高处运动。所述工 件堆放于所述料仓处，随着所述小滑板不断地从所述料仓处向上运 动，所述工件不断地被所述小滑板和拖板带起，并向上输送。
由于在所述小滑板上设置有导向板，所述导向板会不断刮掉位于 所述下滑板上的所述工件，使得最终只有一个所述工件位于所述小滑 板上。接着所述拖板继续上升，所述工件到达所述出料口所在位置。 由于所述小滑板成倾斜布置，所述工件在重力作用下滑向所述出料 口。所述工件进入所述出料口后，由于所述出料口是成倾斜布置的， 所述工件经过所述出料口后进入所述料槽。在所述料槽上设置有传感 器，当所述工件布满所述料槽后，所述传感器灯亮，标志着所述料槽 中全是所述工件，这时，所述上料机构停止工作。
所述供料机构的工作过程和工作原理：开始的时候，所述脱料气 缸、顶紧气缸的活塞杆处于缩回状态，所述送料气缸的活塞杆处于缩 回状态，所述托料板位于所述下落位置的正下部。所述工件从所述料 槽中在重力作用下滑落至所述托料板上。接着，需要将所述工件输送 至所述中心轴的前部。所述送料气缸的活塞杆伸出，所述工件在所述 托料板中进行输送，使所述工件的所述中心孔和所述主轴成同轴布 置。接着，所述主轴结构和顶尖机构共同将所述工件实现夹紧。接着， 所述送料气缸的活塞杆缩回，所述工件推动所述闸板克服所述弹簧的 拉力，使所述闸板绕所述销轴转动一定的角度，使所述闸板到达所述工件的下部，从而使所述托料板离开所述工件。从而完成供料过程。
所述托板机构完成对所述工件的车削加工后，所述顶紧气缸的活 塞杆缩回，所述顶尖脱离和所述工件的接触；接着，所述脱料气缸的 活塞杆伸出，所述脱料推杆推动所述脱料头向所述顶尖所在方向运 动，从而将所述工件从所述中心轴上脱离。从而完成对所述工件的自 动脱料。
附图说明
图1、2、3是本发明智能化机械制造工作站的结构示意图；
图4、5、6是本发明智能化机械制造工作站的供料机构的结构示 意图；
图7是本发明智能化机械制造工作站的上料机构的结构示意图。
1工作台、2主轴机构、3顶尖机构、4拖板机构、5主轴箱、 6主轴、7 V带轮、8 V带、9异步电机、10脱料气缸、11脱料推 杆、12脱料板、13脱料头、14顶杆、15中心轴、16顶紧气缸、17顶尖、18同心孔、19工件、20中心孔、21支架、22底座、23 顶尖轴、24法兰盘、25盖板、26转动轴、27供料机构、28闸板、 29弹簧、30销轴、31托料板、32送料板、33料槽、34供料支架、 35送料气缸、36下落位置、37传感器、38上料机构、39拖板、 40出料口、41小滑板、42导向板、43料仓、44链轮、45链条。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本发 明的任何限制，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述， 本发明提供了一种智能化机械制造工作站，用于实现工件的自动化供 料、同轴夹紧、自动化车削和自动化脱料。
图1、2、3是本发明智能化机械制造工作站的结构示意图，图4、5、6是本发明智能化机械制造工作站的供料机构的结构示意图，图7 是本发明智能化机械制造工作站的上料机构的结构示意图。
一种智能化机械制造工作站，包括：工作台1、用于驱动工件19 实现高速转动的主轴机构2、用于将所述工件19固定于所述主轴机 构2上的顶尖机构3、用于驱动车刀运动的拖板机构4、用于实现自 动化供料的供料机构27、用于为所述供料机构27提供所述工件19的上料机构38；所述主轴机构2、顶尖机构3、供料机构27和拖板 机构4固连于所述工作台1，所述主轴机构2和顶尖机构3构成同轴 布置，所述上料机构38的出料口40连接至所述供料机构27的料槽 33；
所述主轴机构2包括：主轴箱5、主轴6、V带轮7、V带8、异 步电机9、脱料气缸10、脱料推杆11、脱料板12、脱料头13、顶杆 14、中心轴15，所述主轴箱5固连于所述工作台1上，所述主轴6 活动连接于所述主轴箱5，所述V带轮7固连于所述主轴6，所述V 带轮7通过所述V带8连接于所述异步电机9；所述脱料推杆11活 动连接于所述主轴箱5，所述脱料气缸10的气缸体固连于所述工作 台1，所述脱料气缸10的活塞杆的末端固连于所述脱料推杆11的末端；所述转动轴26固连于所述主轴6，所述中心轴15固连于所述转 动轴26；所述脱料头13活动连接于所述中心轴15的外部，所述脱 料头3固连于所述脱料板12，所述脱料板12固连于所述脱料推杆11； 所述顶杆14固连于所述转动轴26的末端；
所述顶尖机构3包括：顶紧气缸16、顶尖17、工件19、中心孔 20、支架21、底座22、顶尖轴23，所述底座22固连于所述工作台1， 所述顶紧气缸16的气缸体固连于所述底座22，所述顶尖轴23活动 连接于所述底座22，所述顶尖轴23的一端活动连接于所述顶紧气缸 16的活塞杆的末端，所述顶尖轴23的另一端固连于所述顶尖17；所 述顶尖17上设置有和所述中心轴15相匹配的同心孔18；
所述供料机构27包括：闸板28、弹簧29、销轴30、托料板31、 送料板32、料槽33、供料支架34、送料气缸35、下落位置36，所 述供料支架34固连于所述工作台1，所述料槽33倾斜地固连于所述 供料支架34，所述工件19容纳于所述料槽33中；所述送料气缸35 的气缸体固连于所述供料支架34，所述送料板32活动连接于所述供 料支架34，所述送料气缸35的活塞杆的末端固连于所述送料板32； 所述料槽33的末端设置设置有所述下落位置36，所述下落位置36 连通于所述送料板32；所述送料板32的末端设置有所述托料板31， 所述闸板28通过所述销轴30活动连接于所述托料板31，在所述闸 板28和托料板31之间设置有弹簧29，在所述闸板28和所述托料板 31之间设置有用于容纳一个所述工件29的容纳空间；
所述上料机构38包括：拖板39、出料口40、小滑板41、料仓 43、链轮44、链条45，所述链条45活动连接于所述链轮44，所述 链条45由低处向高处延伸，所述拖板39固连于所述链条45，所述 拖板39的一端位于所述料仓43处，在所述拖板39的一个侧边设置 所述出料口40，在所述拖板39上设置有所述小滑板41，所述出料口 40的一端连接至所述料槽33的一端。
更具体地，所述主轴6、顶尖17、同心孔18和中心轴15同轴布 置。
更具体地，所述脱料推杆11和主轴6平行布置。
更具体地，所述顶紧气缸16的活塞杆的末端固连于有法兰盘24、 所述顶尖轴23和法兰盘24之间设置有盖板25，所述盖板25固连于 所述顶尖轴23，所述法兰盘24活动连接于所述顶尖轴23。
更具体地，所述脱料推杆11的数量为两个，所述脱料推杆11布 置于所述主轴6的两侧。
更具体地，所述转动轴26通过锥面配合固连于所述主轴6。
更具体地，所述顶尖17通过锥面配合固连于所述所述顶尖轴23。
更具体地，所述工件19的中心孔20和所述中心轴15相匹配。
更具体地，所述料槽33成倾斜布置，由所述下落位置36的位置 斜向上延伸。
更具体地，在所述上料机构38上固连有导向板42，所述导向板 42位于所述小滑板41的上部，所述小滑板41用于限制所述小滑板 41上只能承载一个所述工件19。
更具体地，所述小滑板41成倾斜布置。
更具体地，当所述送料气缸35的活塞杆处于伸出状态的时候， 位于所述托料板31上的所述工件19的所述中心孔20和所述主轴6 成同轴布置；当所述送料气缸35的活塞杆处于缩回状态的时候，所 述托料板31位于所述下落位置36的正下部。
以下结合图1至7，进一步描述本发明智能化机械制造工作站的 工作原理和工作过程：
本发明智能化机械制造工作站，所述主轴机构2、顶尖机构3和 拖板机构4固连于所述工作台1，所述主轴机构2和顶尖机构3构成 同轴布置。所述供料机构27用于将所述工件19输送至所述主轴机构 2上。所述脱料气缸10的活塞杆处于缩回状态，所述中心孔20和所 述中心轴15相匹配，所述顶紧气缸16的活塞杆伸出，所述顶尖机构 3将所述工件19固连于所述主轴机构2，所述中心轴15穿过所述中 心孔20进入所述同心孔18中，所述主轴机构2带动所述工件19做 高速转动，所述托板机构4上的车刀对所述工件19实现车削加工。 通过这种方式，由所述中心轴15保证所述工件19和主轴6的高度同 轴，由所述顶尖17和顶杆14对所述工件19的两个侧面实现夹紧并 固定。
所述上料机构38的工作过程和工作原理：所述链轮44在电机的 驱动下进行转动，所述链轮44拖动所述链条45从所述料仓43处向 高处运动。所述工件19堆放于所述料仓43处，随着所述小滑板41 不断地从所述料仓43处向上运动，所述工件19不断地被所述小滑板41和拖板39带起，并向上输送。
由于在所述小滑板41上设置有导向板42，所述导向板42会不 断刮掉位于所述下滑板41上的所述工件19，使得最终只有一个所述 工件19位于所述小滑板41上。接着所述拖板39继续上升，所述工 件19到达所述出料口40所在位置。由于所述小滑板41成倾斜布置，所述工件19在重力作用下滑向所述出料口40。所述工件19进入所 述出料口40后，由于所述出料口40是成倾斜布置的，所述工件19 经过所述出料口40后进入所述料槽33。在所述料槽33上设置有传 感器37，当所述工件19布满所述料槽33后，所述传感器37灯亮， 标志着所述料槽33中全是所述工件19，这时，所述上料机构38停 止工作。
所述供料机构27的工作过程和工作原理：开始的时候，所述脱 料气缸10、顶紧气缸16的活塞杆处于缩回状态，所述送料气缸35 的活塞杆处于缩回状态，所述托料板31位于所述下落位置36的正下 部。所述工件19从所述料槽33中在重力作用下滑落至所述托料板31上。接着，需要将所述工件19输送至所述中心轴15的前部。所 述送料气缸35的活塞杆伸出，所述工件19在所述托料板31中进行 输送，使所述工件19的所述中心孔20和所述主轴6成同轴布置。接 着，所述主轴结构2和顶尖机构3共同将所述工件19实现夹紧。接 着，所述送料气缸35的活塞杆缩回，所述工件19推动所述闸板28 克服所述弹簧29的拉力，使所述闸板28绕所述销轴30转动一定的 角度，使所述闸板28到达所述工件19的下部，从而使所述托料板 31离开所述工件19。从而完成供料过程。
所述托板机构4完成对所述工件19的车削加工后，所述顶紧气 缸16的活塞杆缩回，所述顶尖17脱离和所述工件19的接触；接着， 所述脱料气缸10的活塞杆伸出，所述脱料推杆11推动所述脱料头 13向所述顶尖17所在方向运动，从而将所述工件19从所述中心轴15上脱离。从而完成对所述工件19的自动脱料。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明智能化机械制造工作站 较有代表性的例子。显然，本发明智能化机械制造工作站不限于上述 实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明智能化机械制造工作站 的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均 应认为属于本发明智能化机械制造工作站的保护范围。
Claims (10)
1.一种智能化机械制造工作站，其特征在于，包括：工作台、用于驱动工件实现高速转动的主轴机构、用于将所述工件固定于所述主轴机构上的顶尖机构、用于驱动车刀运动的拖板机构、用于实现自动化供料的供料机构、用于为所述供料机构提供所述工件的上料机构；所述主轴机构、顶尖机构、供料机构和拖板机构固连于所述工作台，所述主轴机构和顶尖机构构成同轴布置，所述上料机构的出料口连接至所述供料机构的料槽；
所述主轴机构包括：主轴箱、主轴、V带轮、V带、异步电机、脱料气缸、脱料推杆、脱料板、脱料头、顶杆、中心轴，所述主轴箱固连于所述工作台上，所述主轴活动连接于所述主轴箱，所述V带轮固连于所述主轴，所述V带轮通过所述V带连接于所述异步电机；所述脱料推杆活动连接于所述主轴箱，所述脱料气缸的气缸体固连于所述工作台，所述脱料气缸的活塞杆的末端固连于所述脱料推杆的末端；所述转动轴固连于所述主轴，所述中心轴固连于所述转动轴；所述脱料头活动连接于所述中心轴的外部，所述脱料头固连于所述脱料板，所述脱料板固连于所述脱料推杆；所述顶杆固连于所述转动轴的末端；
所述顶尖机构包括：顶紧气缸、顶尖、工件、中心孔、支架、底座、顶尖轴，所述底座固连于所述工作台，所述顶紧气缸的气缸体固连于所述底座，所述顶尖轴活动连接于所述底座，所述顶尖轴的一端活动连接于所述顶紧气缸的活塞杆的末端，所述顶尖轴的另一端固连于所述顶尖；所述顶尖上设置有和所述中心轴相匹配的同心孔；
所述供料机构包括：闸板、弹簧、销轴、托料板、送料板、料槽、供料支架、送料气缸、下落位置，所述供料支架固连于所述工作台，所述料槽倾斜地固连于所述供料支架，所述工件容纳于所述料槽中；所述送料气缸的气缸体固连于所述供料支架，所述送料板活动连接于所述供料支架，所述送料气缸的活塞杆的末端固连于所述送料板；所述料槽的末端设置设置有所述下落位置，所述下落位置连通于所述送料板；所述送料板的末端设置有所述托料板，所述闸板通过所述销轴活动连接于所述托料板，在所述闸板和托料板之间设置有弹簧，在所述闸板和所述托料板之间设置有用于容纳一个所述工件的容纳空间；
所述上料机构包括：拖板、出料口、小滑板、料仓、链轮、链条，所述链条活动连接于所述链轮，所述链条由低处向高处延伸，所述拖板固连于所述链条，所述拖板的一端位于所述料仓处，在所述拖板的一个侧边设置所述出料口，在所述拖板上设置有所述小滑板，所述出料口的一端连接至所述料槽的一端。
2.根据权利要求1所述的智能化机械制造工作站，其特征在于，所述主轴、顶尖、同心孔和中心轴同轴布置。
3.根据权利要求1所述的智能化机械制造工作站，其特征在于，所述脱料推杆和主轴平行布置。
4.根据权利要求1所述的智能化机械制造工作站，其特征在于，所述顶紧气缸的活塞杆的末端固连于有法兰盘、所述顶尖轴和法兰盘之间设置有盖板，所述盖板固连于所述顶尖轴，所述法兰盘活动连接于所述顶尖轴。
5.根据权利要求1所述的智能化机械制造工作站，其特征在于，所述脱料推杆的数量为两个，所述脱料推杆布置于所述主轴的两侧。
6.根据权利要求1所述的智能化机械制造工作站，其特征在于，所述转动轴通过锥面配合固连于所述主轴。
7.根据权利要求1所述的智能化机械制造工作站，其特征在于，所述顶尖通过锥面配合固连于所述所述顶尖轴。
8.根据权利要求3所述的智能化机械制造工作站，其特征在于，所述工件的中心孔和所述中心轴相匹配。
9.根据权利要求3所述的智能化机械制造工作站，其特征在于，在所述上料机构上固连有导向板，所述导向板位于所述小滑板的上部，所述小滑板用于限制所述小滑板上只能承载一个所述工件。
10.根据权利要求3所述的智能化机械制造工作站，其特征在于，当所述送料气缸的活塞杆处于伸出状态的时候，位于所述托料板上的所述工件的所述中心孔和所述主轴成同轴布置；当所述送料气缸的活塞杆处于缩回状态的时候，所述托料板位于所述下落位置的正下部。
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