CN107175512A - 一种综合工位分料系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种综合工位分料系统及方法，具有分料X轴驱动滑台、分料Z轴驱动滑台，分料X轴驱动滑台安装于分料Z轴驱动滑台上，形成十字形滑台结构；分料X轴驱动滑台上等距安装N个分料夹具，每个分料夹具通过分料X轴驱动滑台进行位置转换，通过分料Z轴驱动滑台与相对应的工位夹具对接。本发明可在一台设备上，通过综合分料系统完成多工序的加工及检测需求，设备使用数量少，人工成本低，加工效率高、定位准确、避免漏序、混序的可能，自动化程度高，可实现24小时连续生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种工位分料系统，具体地说是一种综合工位分料系统及方法。
背景技术
在机加行业，一些部品的加工需要多道工序配合完成。如铣削、钻孔、攻丝、在线检测等。现有技术中，通常是依靠不同工种，在不同设备上完成加工需求，每道工序加工完成后还要经过入库、清洗等辅助环节，对要求严格管控的部位还要进行100％检验，参与加工的设备种类多，人工成本高，劳动强度大，废品率高，且容易造成漏序、混序等不良现象。增加了企业生产成本。
发明内容
针对现有技术中需要多道工序定加工的部品不足现象，本发明要解决的技术问题是通过综合分料系统连续分料、实现上料、加工、在线监测、卸料、良品与不良品自动分选，且定位准确的综合工位分料系统及方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
本发明一种综合工位分料系统，其特征在于：具有分料X轴驱动滑台、分料Z轴驱动滑台，分料X轴驱动滑台安装于分料Z轴驱动滑台上，形成十字形滑台结构；分料X轴驱动滑台上等距安装N个分料夹具，每个分料夹具通过分料X轴驱动滑台进行位置转换，通过分料Z轴驱动滑台与相对应的工位夹具对接。
工位夹具也为N个，轴向平行设置，等距离分布，N个工位夹具前端夹紧部分按加工顺序排列在一条直线上，其中第一工位夹具安装于铣槽X轴驱动滑台上，第一工位夹具通过铣槽X轴驱动滑台进行位置转换，分别对应第一工位刀具和分料夹具中的第一分料夹具；第二～第N工位夹具为固定安装方式。
本发明综合工位分料系统的分料方法，N个工位夹具包括铣槽夹具、攻丝夹具、扩孔夹具以及孔径检测夹具；或者根据加工需要进行工位选择、扩展。
在铣槽夹具前端设有铣削装置，在攻丝夹具后端设有攻丝装置，在扩孔夹具后端设有扩孔装置，在孔径检测夹具后端设有孔径检测传感器。
N个分料夹具轴向平行设置，等距离分布，N个分料夹具前端夹紧部分排列在一条直线上；第N分料夹具通过分料X轴驱动滑台进行位置转换，通过分料Z轴驱动滑台与相对应的工位夹具对接。
N个分料夹具后端分别设有上料定位气缸、孔径检测传感器以及卸料气缸，执行不同工位的动作要求
通过卸料分料夹具拾取工件，将检测合格的工件放入成品接料装置；将检测不良品工件自动放入不良品回收装置。
对于一个部品，工艺步骤如下：
上料，部品通过上料系统自动完成上料工序；
第一工位加工，部品通过上料系统放入第一工位夹具上，在第一工位对应的驱动装置驱动下完成该工序加工后移动至第一工位的卸料工位；
第二工位加工，通过第一分料夹具取下第一工位夹具上的部品，放入第二工位夹具前端上，由该工位对应的驱动装置带动相应的工装完成第二工位的加工；以上述方式向下一工位传递部品，直到N个工位全部完成；
检测工位，通过第N－1分料夹具取下扩孔夹具上的部品，放入检测工位夹具前端上，通过检测传感器，对部品进行工艺质量检测；
卸料，通过第N分料夹具取下孔径检测夹具的部品，将检测合格的工件放入成品接料装置。
将检测不良品工件自动放入不良品回收装置。
对于多个部品，N个工位夹具和N个分料夹具同时动作，配合完成各工位的夹紧和分料加工及检测；
第二分料夹具后端通过上料定位装置，对部品每次上料进行定位。
本发明具有以下有益效果及优点：
1.本发明可在一台设备上，通过综合分料系统完成多工序的加工及检测需求，设备使用数量少，人工成本低，加工效率高、定位准确、避免漏序、混序的可能，自动化程度高，可实现24小时连续生产。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
其中，1为分料X轴驱动滑台，2为分料Z轴驱动滑台，3为分料X轴滑台气缸，4为分料Z轴滑台气缸，5为第二孔径检测传感器，6为扩孔工位上料气缸，7为卸料气缸，8为第一分料夹具，9为第二分料夹具，10为第三分料夹具，11为第四分料夹具，12为锯片式铣刀，13为铣槽夹具，14为攻丝夹具，15为扩孔夹具，16为孔径检测夹具，17为成品接料装置，18为铣槽X轴驱动滑台，19为铣槽驱动伺服电机，20为伺服攻丝器，21为扩孔Z轴滑台气缸，22为扩孔Z轴驱动滑台，23为扩孔变频动力主轴，24为第一孔径检测传感器，25为铣槽刀具动力主轴，26为铣槽刀具动力主轴调整座。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。
如图1所示，本发明一种综合工位分料系统，具有分料X轴驱动滑台1、分料Z轴驱动滑台2，分料X轴驱动滑台1安装于分料Z轴驱动滑台2上，形成十字形滑台结构；分料X轴驱动滑台1上等距安装N个分料夹具，每个分料夹具通过分料X轴驱动滑台1进行位置转换，通过分料Z轴驱动滑台2与相对应的工位夹具对接。
工位夹具也为N个，与分料治具对应，等距分布，N个工位夹具前端夹紧部分按加工顺序排列在一条直线上，其中第一工位夹具安装于铣槽X轴驱动滑台18上，第一工位夹具通过铣槽X轴驱动滑台18进行位置转换，在铣槽工位处，对工件外径进行铣槽加工，然后移至分料夹具中的第一分料夹具8；第二～第N工位夹具为固定安装方式。
N个分料夹具轴向平行设置，等距离分布，N个分料夹具前端夹紧部分排列在一条直线上；第N分料夹具通过分料X轴驱动滑台1进行位置转换，分别对应第N工位刀具和成品接料装置；N个分料夹具后端设有与对应工位配套的上料装置和检测装置。
本实施例中，共有四个工位夹具，第一工位夹具为铣槽夹具13，第二工位夹具为攻丝夹具14，第三工位夹具为扩孔夹具15，第四工位夹具为孔径检测夹具16；上述工位夹具可以根据加工需要进行工位选择、扩展。在铣槽夹具前端设有铣削装置(包括铣槽刀具动力主轴25、铣槽刀具动力主轴调整座26以及锯片式铣刀12)，在攻丝夹具后端设有攻丝装置即伺服攻丝器20，在扩孔夹具后端设有扩孔装置(包括扩孔变频动力主轴23、扩孔Z轴滑台气缸21、扩孔Z轴驱动滑台22)，在孔径检测夹具后端设有第一孔径检测传感器24。
与工位夹具对应，本实施例中有四个等距离分布的分料夹具即第一～四分料夹具8～11；第一分料夹具8在原始位置对应铣槽夹具13，通过分料X轴驱动滑台1与分料Z轴驱动滑台2在固定行程内的相互位移，将铣槽工位完成品工件运送至攻丝夹具14；第二分料夹具9在原始位置对应攻丝夹具14，通过分料X轴驱动滑台1与分料Z轴驱动滑台2在固定行程内的相互位移，将攻丝工位完成品工件运送至扩孔夹具15；第三分料夹具10在原始位置对应扩孔夹具15，通过分料X轴驱动滑台1与分料Z轴驱动滑台2在固定行程内的相互位移，将扩孔工位完成品工件运送至孔径检测夹具16；第四分料夹具11在原始位置对应孔径检测夹具16，通过分料X轴驱动滑台1与分料Z轴驱动滑台2在固定行程内的相互位移，将孔径检测工位完成品工件运送至成品接料装置17。
N个分料夹具后端分别设有满足工件加工要求的相关工装，本实施例包括安装于第一分料夹具8后端的定位气缸；安装于第二分料夹具9后端的扩孔工位上料气缸6，安装于第三分料夹具10后端的第二孔径检测传感器5以及安装于第四分料夹具11后端的卸料气缸7。第二孔径检测传感器5与第一孔径检测传感器24配合，共同完成扩孔工序后工件两端孔径的检测。
铣槽X轴驱动滑台18为铣槽夹具13设计，铣槽夹具13与铣槽X轴驱动滑台18固连，首先由上料机械手把毛坯工件放入铣槽夹具13，再移至铣槽加工位处进行加工，然后再移至第一分料夹具8原始位置处与之对应。
本发明综合工位分料系统中，分料X轴驱动滑台1、分料Z轴驱动滑台2分别通过分料X轴滑台气缸3和分料Z轴滑台气缸4带动分料治具(本发明为四套)做十字轨迹运动，完成各工位上料、卸料动作。各分料治具分别设有上料定位气缸即扩孔工位上料气缸6、第二孔径检测传感器5、卸料气缸7实现不同工位的动作要求。整套机构动作过程的执行单元由伺服电机与气缸在PLC控制系统的控制下完成。
本发明综合工位分料系统的分料方法包括以下步骤：
上料，部品通过上料系统自动完成上料工序；
第一工位加工，部品通过上料系统放入第一工位夹具上，在第一工位对应的驱动装置驱动下完成该工序加工后移动至第一工位的卸料工位；
第二工位加工，通过第一分料夹具取下第一工位夹具上的部品，放入第二工位夹具前端上，由该工位对应的驱动装置带动相应的治具完成第二工位的加工；按第一、二工位的换位方式向下一工位传递部品，直到N个工位全部完成；
检测工位，通过第N－1分料夹具取下扩孔夹具上的部品，放入检测工位夹具前端上，通过检测传感器，对部品进行工艺质量检测；
卸料，通过第N分料夹具取下孔径检测夹具的部品，将检测合格的部品放入成品接料装置。
以上是针对一个部品的分料及加工过程，对于多个部品，相当于在一个流水线上，N个工位夹具和N个分料夹具同时动作，配合完成各工位的夹紧和分料加工及检测。
本实施例中，共有六个工位，分别为上料工位、第一～四工位以及卸料工位；共有四个工位夹具，即第一工位夹具为铣槽夹具13，第二工位夹具为攻丝夹具14，第三工位夹具为扩孔夹具15，第四工位夹具为孔径检测夹具16；具体控制过程如下：
1)上料工位，部品通过上料系统自动完成上料工序；
2)在第一工位(本实施例为铣槽工位)进行铣削加工，部品通过上料系统放入铣槽夹具13上，在铣槽X轴驱动滑台18驱动下完成铣削工序后移动至铣槽卸料工位；
3)在第二工位(本实施例为攻丝工位)进行攻丝加工，通过第一分料夹具8取下铣槽夹具13上的部品，放入攻丝夹具14前端上，由伺服攻丝器带动丝锥由治具后端完成攻丝工序；
4)在第三工位(本实施例为扩孔工位)进行扩孔加工，通过第二分料夹具9取下攻丝夹具14上的部品，放入扩孔夹具14前端上，由扩孔变频动力主轴23带动扩孔钻从治具后端完成扩孔工序；
5)在第四工位(本实施例为检测工位)进行孔径检测，通过第三分料夹具10取下扩孔夹具15上的部品，放入孔径检测夹具16前端上，分别设于孔径检测夹具16后端的第一孔径检测传感器24与第三分料夹具10后端的第二孔径检测传感器5，对应扩孔后部品的两端孔径尺寸进行100％检测；
6)卸料工位，通过第四分料夹具11取下孔径检测夹具16的部品，将检测合格的工件放入成品接料装置，将检测不良品工件自动放入不良品回收装置。
本实施例中，在第一、第二分料夹具8、9后端的上料气缸作用下，对部品每次分料后进行定位上料。
Claims (10)
1.一种综合工位分料系统，其特征在于：具有分料X轴驱动滑台、分料Z轴驱动滑台，分料X轴驱动滑台安装于分料Z轴驱动滑台上，形成十字形滑台结构；分料X轴驱动滑台上等距安装N个分料夹具，每个分料夹具通过分料X轴驱动滑台进行位置转换，通过分料Z轴驱动滑台与相对应的工位夹具对接。
2.根据权利要求1所述的综合工位分料系统，其特征在于：工位夹具也为N个，轴向平行设置，等距离分布，N个工位夹具前端夹紧部分按加工顺序排列在一条直线上，其中第一工位夹具安装于铣槽X轴驱动滑台上，第一工位夹具通过铣槽X轴驱动滑台进行位置转换，分别对应第一工位刀具和分料夹具中的第一分料夹具；第二～第N工位夹具为固定安装方式。
3.根据权利要求2所述的综合工位分料系统，其特征在于：N个工位夹具包括铣槽夹具、攻丝夹具、扩孔夹具以及孔径检测夹具；或者根据加工需要进行工位选择、扩展。
4.根据权利要求3所述的综合工位分料系统，其特征在于：在铣槽夹具前端设有铣削装置，在攻丝夹具后端设有攻丝装置，在扩孔夹具后端设有扩孔装置，在孔径检测夹具后端设有孔径检测传感器。
5.根据权利要求1所述的综合工位分料系统，其特征在于：N个分料夹具轴向平行设置，等距离分布，N个分料夹具前端夹紧部分排列在一条直线上；第N分料夹具通过分料X轴驱动滑台进行位置转换，通过分料Z轴驱动滑台与相对应的工位夹具对接。
6.根据权利要求5所述的综合工位分料系统，其特征在于：N个分料夹具后端分别设有上料定位气缸、孔径检测传感器以及卸料气缸，执行不同工位的动作要求。
7.根据权利要求1所述的综合工位分料系统，其特征在于：通过卸料分料夹具拾取工件，将检测合格的工件放入成品接料装置；将检测不良品工件自动放入不良品回收装置。
8.根据权利要求1所述的综合工位分料系统的分料方法，其特征在于：对于一个部品，工艺步骤如下：
上料，部品通过上料系统自动完成上料工序；
第一工位加工，部品通过上料系统放入第一工位夹具上，在第一工位对应的驱动装置驱动下完成该工序加工后移动至第一工位的卸料工位；
第二工位加工，通过第一分料夹具取下第一工位夹具上的部品，放入第二工位夹具前端上，由该工位对应的驱动装置带动相应的工装完成第二工位的加工；以上述方式向下一工位传递部品，直到N个工位全部完成；
检测工位，通过第N－1分料夹具取下扩孔夹具上的部品，放入检测工位夹具前端上，通过检测传感器，对部品进行工艺质量检测；
卸料，通过第N分料夹具取下孔径检测夹具的部品，将检测合格的工件放入成品接料装置。
9.根据权利要求8所述的综合工位分料系统的分料方法，其特征在于：将检测不良品工件自动放入不良品回收装置。
10.根据权利要求8所述的综合工位分料系统的分料方法，其特征在于：对于多个部品，N个工位夹具和N个分料夹具同时动作，配合完成各工位的夹紧和分料加工及检测；
第二分料夹具后端通过上料定位装置，对部品每次上料进行定位。
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