CN107297644A - 用于精密数控机床中的自动化上料与收集机构 - Google Patents

用于精密数控机床中的自动化上料与收集机构 Download PDF

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周文斌
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Abstract

提供一种用于精密数控机床中的自动化上料与收集机构，在底座支架右上端设有上料装置且上料装置上端与位于底座支架右侧外部的震动盘上端固定连接，所述震动盘内的物料经上料装置运送至抓取区并定位后通过机械手其抓取至精密数控机床上，所述底座支架中部设有顶升机构且顶升机构上端面固定有周转箱，所述底座支架上端设有与顶升机构连接的调位机构并通过顶升机构与调位机构协同工作后实现工件向周转箱内的自动化收集，本发明通过设于底座支架上的上料机构将震动盘内的物料自动送入抓取区后定位，提高了上料效率，顶升机构与调位机构配合工作后，有效解决了工人摆料效率低、强度大和工件容量受限的问题，便于在收集过程中检验工件质量，使用价值高。

Description

用于精密数控机床中的自动化上料与收集机构
技术领域
本发明属于数控机床技术领域，具体涉及一种用于精密数控机床中的自动化上料与收集机构。
背景技术
目前，国内精密数控机床中安装的仓储机构必须在机械手抓区内实现自动化控制，由于机械手抓区有限，仓储机构多采用固式料盘结构，而采用固式料盘，工件存储量必然受到一定限制，因此增加了工人上、下料的频率，无法实现连续作业，降低了加工效率；此外，仓储机构必须安装于机床机械手抓区工作范围内，即位于机床内部，由于安装位置受限，不便工人就近取料，因此提出改进。
发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种用于精密数控机床中的自动化上料与收集机构，通过设于底座支架上的上料机构将震动盘内的物料自动送入抓取区后定位，提高了上料效率，顶升机构与调位机构配合工作后，有效解决了工人摆料效率低、强度大和工件容量受限的问题，使工件按照加工顺序整齐的收集至周转箱内，便于在收集过程中检验工件质量，使用价值高。
本发明采用的技术方案：用于精密数控机床中的自动化上料与收集机构，具有底座支架，所述底座支架右上端设有上料装置且上料装置上端与位于底座支架右侧外部的震动盘上端固定连接，所述震动盘内的物料经上料装置运送至抓取区并定位后通过机械手将上料装置上的物料抓取至精密数控机床上实现物料的上料，所述底座支架中部设有顶升机构且顶升机构上端面固定有周转箱，所述底座支架上端设有与顶升机构连接的调位机构并通过顶升机构与调位机构协同工作后实现工件向周转箱内的自动化收集。
其中，所述上料装置具有物料通道、安装板、定位平台、滑块、线轨、浮动预压块、弹簧、定位调整件和定位调整块，所述定位平台为L形结构且定位平台的内侧壁上固定有滑块，所述安装板固定于底座支架上端右侧的架体上且设于安装板上的线轨与滑块适配连接，所述定位平台和安装板之间设有弹簧且位于线轨下方的浮动预压块通过螺钉固定于定位平台下端，并通过调节螺钉调整弹簧的压缩量，所述定位平台两侧壁上均设有安装支架且用于检测物料的检测开关设于安装支架上，两块平行设置的定位调整块和位于定位调整块一端的定位调整件均设于定位平台上端面，所述物料通道上端与震动盘上端固定连接且物料通道下端位于定位调整块另一端外侧并与定位平台上平面持平后固定于底座支架上，所述震动盘内的物料经物料通道运送至定位平台上并通过定位调整块和定位调整件对物料定位后由机械手将物料抓取送至精密数控机床上实现物料的上料。
进一步地，所述调位机构具有线轨Ⅰ、齿条、电机、减速机和拖链，所述底座支架上端两侧均设有线轨Ⅰ且顶升机构中的滑块Ⅰ与线轨Ⅰ适配连接，所述底座支架上端设有齿条且齿条位于底座支架上端左侧线轨Ⅰ的右侧，所述减速机和拖链均安装于顶升机构中的滑动板上且减速机的输入端与位于减速机上方的电机输出端连接，所述减速机输出端设有齿轮且齿轮与齿条啮合并通过电机驱动齿轮转动后带动顶升机构沿齿条长度方向移动，所述底座支架左侧的线轨Ⅰ两端固定有带缓冲件的限位角铁，所述拖链端部设有与精密控制机床连接的角铁。
进一步地，所述顶升机构具有伺服电机、举升连接板、丝杆、螺母座、滑动导向板、立柱、柱体、导向柱板、滑动板和滑块Ⅰ，所述滑动板底面四角固定有与调位机构中线轨Ⅰ适配连接的滑块Ⅰ，所述滑动板下方依次设有导向柱板、滑动导向板和举升连接板且导向柱板位于滑动板的中心孔下端，所述举升连接板均布有多个立柱且立柱穿过滑动导向板与滑动板固定连接为一体，所述举升连接板底部设有电机座且伺服电机安装于电机座上，所述丝杆下部通过轴承支撑于电机座上且丝杠下端端部通过联轴器与伺服电机的输出轴固定连接，所述滑动导向板上设有螺母座且丝杆上部与螺母座适配连接，所述滑动导向板四角固定有导向柱且导向柱与设于滑动板上的直线轴承配合连接，所述滑动导向板上均布有多个柱体座且柱体座上固定有柱体，所述滑动板的中心孔上方固定有周转箱且柱体上端穿过周转箱底面伸入其内部，所述导向柱板上设有多个直线轴承Ⅰ且柱体与对应位置的直线轴承Ⅰ滑动配合，所述柱体上端与位于周转箱内的尼龙帽固定连接，所述导向柱板上设有若干个伸入周转箱内的导柱且位于周转箱内的工件料板穿过导柱置于尼龙帽上，所述滑动导向板上设有液压缓冲器且液压缓冲器位于导向柱板下方，所述滑动板前后两端均设有防止导向柱板落下的定位气缸且定位气缸活塞杆伸长后将上升至极限位置的导向柱板抵紧。
本发明与现有技术相比的优点：
1、通过设于底座支架右上端的上料装置与震动盘配合后可实现物料的连续送料，无需人工排料，大大降低了人工上料的工作强度和劳动时间，提高了上料效率；
2、通过浮动预压块调整设于定位平台与安装板之间弹簧的压缩量后，当异物阻止机械手向下抓取物料时，可对机械手起到缓冲保护的作用，大大降低了机械手抓取物料过程中的故障率；
3、设于底座支架上的顶升机构和调位机构配合后实现工件的举升式收集，可整齐有序的将工件收集至周转箱内，避免工件磕碰现象，能有效的对工件加工的合格性进行抽检；
4、本结构实现了震动盘内毛坯物料的上料定位和工件的收集工作，有效解决了工人摆料效率低、强度大和工件容量受限的问题，使工件按照加工顺序整齐的收集至周转箱内，便于在收集过程中检验工件质量，使用价值高。
附图说明
图1为本发明立体结构示意图；
图2为本发明结构主视图；
图3为图2中C-C处结构剖视图；
图4本发明结构俯视图；
图5为图4中B-B处结构剖视图；
图6为图1中A处局部方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图1-6描述本发明的一种实施例。
用于精密数控机床中的自动化上料与收集机构，具有底座支架1，所述底座支架1右上端设有上料装置2且上料装置2上端与位于底座支架1右侧外部的震动盘3上端固定连接，所述震动盘3内的物料经上料装置2运送至抓取区并定位后通过机械手将上料装置2上的物料抓取至精密数控机床上实现物料的上料，所述底座支架1中部设有顶升机构4且顶升机构4上端面固定有周转箱6，所述底座支架1上端设有与顶升机构4连接的调位机构5并通过顶升机构4与调位机构5协同工作后实现工件向周转箱6内的自动化收集；具体的，所述上料装置2具有物料通道201、安装板202、定位平台203、滑块204、线轨205、浮动预压块206、弹簧207、定位调整件208和定位调整块209，所述定位平台203为L形结构且定位平台203的内侧壁上固定有滑块204，所述安装板202固定于底座支架1上端右侧的架体上且设于安装板202上的线轨205与滑块204适配连接，所述定位平台203和安装板202之间设有弹簧207且位于线轨205下方的浮动预压块206通过螺钉210固定于定位平台203下端，并通过调节螺钉210调整弹簧207的压缩量，所述定位平台203两侧壁上均设有安装支架211且用于检测物料的检测开关212设于安装支架211上，两块平行设置的定位调整块209和位于定位调整块209一端的定位调整件208均设于定位平台203上端面，所述物料通道201上端与震动盘3上端固定连接且物料通道201下端位于定位调整块209另一端外侧并与定位平台203上平面持平后固定于底座支架1上，所述震动盘3内的物料经物料通道201运送至定位平台203上并通过定位调整块209和定位调整件208对物料定位后由机械手将物料抓取送至精密数控机床上实现物料的上料；具体的，所述调位机构5具有线轨Ⅰ501、齿条502、电机503、减速机504和拖链505，所述底座支架1上端两侧均设有线轨Ⅰ501且顶升机构4中的滑块Ⅰ410与线轨Ⅰ501适配连接，所述底座支架1上端设有齿条502且齿条502位于底座支架1上端左侧线轨Ⅰ501的右侧，所述减速机504和拖链505均安装于顶升机构4中的滑动板409上且减速机504的输入端与位于减速机504上方的电机503输出端连接，所述减速机504输出端设有齿轮且齿轮与齿条502啮合并通过电机503驱动齿轮转动后带动顶升机构4沿齿条502长度方向移动，所述底座支架1左侧的线轨Ⅰ501两端固定有带缓冲件506的限位角铁507，所述拖链505端部设有与精密控制机床连接的角铁508；具体的，所述顶升机构4具有伺服电机401、举升连接板402、丝杆403、螺母座404、滑动导向板405、立柱406、柱体407、导向柱板408、滑动板409和滑块Ⅰ410，所述滑动板409底面四角固定有与调位机构5中线轨Ⅰ501适配连接的滑块Ⅰ410，所述滑动板409下方依次设有导向柱板408、滑动导向板405和举升连接板402且导向柱板408位于滑动板409的中心孔下端，所述举升连接板402均布有多个立柱406且立柱406穿过滑动导向板405与滑动板409固定连接为一体，所述举升连接板402底部设有电机座411且伺服电机401安装于电机座411上，所述丝杆403下部通过轴承支撑于电机座411上且丝杠403下端端部通过联轴器与伺服电机401的输出轴固定连接，所述滑动导向板405上设有螺母座404且丝杆403上部与螺母座404适配连接，所述滑动导向板405四角固定有导向柱412且导向柱412与设于滑动板409上的直线轴承413配合连接，所述滑动导向板405上均布有多个柱体座414且柱体座414上固定有柱体407，所述滑动板409的中心孔上方固定有周转箱6且柱体407上端穿过周转箱6底面伸入其内部，所述导向柱板408上设有多个直线轴承Ⅰ416且柱体407与对应位置的直线轴承Ⅰ416滑动配合，所述柱体407上端与位于周转箱6内的尼龙帽415固定连接，所述导向柱板408上设有若干个伸入周转箱6内的导柱417且位于周转箱6内的工件料板418穿过导柱417置于尼龙帽415上，所述滑动导向板405上设有液压缓冲器419且液压缓冲器419位于导向柱板408下方，所述滑动板409前后两端均设有防止导向柱板408落下的定位气缸420且定位气缸420活塞杆伸长后将上升至极限位置的导向柱板408抵紧。
物料的上料：震动盘3内的物料经物料通道201送至定位平台203上，并由定位调整件208和定位调整块209对物料进行定位，检测开关212检测到定位平台203上有物料时，发出信号告知机械手可以抓料，之后机械手进行抓料，机械手在抓料过程中，当物料夹持位有异物阻止机械手向下时，通过定位平台203和安装板202之间的弹簧207向下缓冲起到保护机械手的作用，机械手未抓到物料的信息反馈到精密数控机床后精密数控机床停止工作，等待人工处理；
工件自动化举升收集：系统控制电机503旋转后带动滑动板409沿齿条502的长度方向前后移动，设于底座支架1两端的带缓冲间506的限位角铁507可对滑动板409移动的前后两端极限位置进行限定，为其提供安全可靠的工作条件，角铁508与机床相连，结构中的线缆位于拖链505中，使线缆可随滑动板409前后移动，滑动板409上放置工件周转箱6通过四个角铁块固定在滑动板409上，可限制周转箱6四个方向的位置，举升连接板402上连接有四个立柱406，四个立柱406与滑动板409相连接，滑动导向板405上连接有四根导向柱412，滑动板409上连接有四个直线轴承413，四根导向柱412与四个直线轴承413配合，可使滑动导向板405上下滑动，滑动导向板405上连接有九个立柱座414，每个立柱座414上均连接有柱体407，九个柱体407上端连接有九个尼龙帽415，九个柱体407的四条边线上每个中间位置的柱体407下端连接有聚氨酯垫，滑动导向板405上连接有螺母座404，螺母座404与丝杆403旋转配合，系统控制伺服电机401旋转带动丝杠403旋转，可驱动滑动导向板405上下移动；导向柱板408上连接有四十八根导柱417，导向柱板408上连接有四个直线轴承Ⅰ416，四个直线轴承Ⅰ416与柱体407滑动配合，使导向柱板408上下滑动，滑动板409上连接有两个定位气缸420，当丝杠403旋转带动滑动导向板405上升至上极限位置后，两个定位气缸420推出后将导向柱板408抵紧，可限制导向柱板408下落，导柱417可限制工件在周转箱6内倾倒混乱，工件料板418放置于九根带有尼龙帽415的柱体407之上，机械手放置工件满一层后，工件料板418可随滑动导向板405下降工件层高，机械手可继续放置工件，直至工件放置达到设定层数；当周转箱6内工件放满，两个定位气缸420收回，导向柱板408就会自由落下，连接于滑动导向板405上的液压缓冲器409可对导向柱板408进行缓冲；人工取下周转箱6，重新换一个空的周转箱6固定于滑动板409上，滑动导向板405上移至极限位置后，两个定位气缸420推出对导向柱板408定位后可继续收集工件；用于精密数控机床中的自动化上料与收集机构和精密数控机床的底座固定连接且位于机床外部，处于机床机械手抓区内。
通过设于底座支架1右上端的上料装置2与震动盘3配合后可实现物料的连续送料，无需人工排料，大大降低了人工上料的工作强度和劳动时间，提高了上料效率，通过浮动预压块206调整设于定位平台203与安装板202之间弹簧207的压缩量后，当异物阻止机械手向下抓取物料时，可对机械手起到缓冲保护的作用，大大降低了机械手抓取物料过程中的故障率，设于底座支架1上的顶升机构4和调位机构5配合后实现工件的举升式收集，可整齐有序的将工件收集至周转箱6内，避免工件磕碰现象，能有效的对工件加工的合格性进行抽检，本结构实现了震动盘3内毛坯物料的上料定位和工件的收集工作，有效解决了工人摆料效率低、强度大和工件容量受限的问题，使工件按照加工顺序整齐的收集至周转箱6内，便于在收集过程中检验工件质量，使用价值高
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (4)

1.用于精密数控机床中的自动化上料与收集机构，具有底座支架(1)，其特征在于：所述底座支架(1)右上端设有上料装置(2)且上料装置(2)上端与位于底座支架(1)右侧外部的震动盘(3)上端固定连接，所述震动盘(3)内的物料经上料装置(2)运送至抓取区并定位后通过机械手将上料装置(2)上的物料抓取至精密数控机床上实现物料的上料，所述底座支架(1)中部设有顶升机构(4)且顶升机构(4)上端面固定有周转箱(6)，所述底座支架(1)上端设有与顶升机构(4)连接的调位机构(5)并通过顶升机构(4)与调位机构(5)协同工作后实现工件向周转箱(6)内的自动化收集。
2.根据权利要求1所述的用于精密数控机床中的自动化上料与收集机构，其特征在于：所述上料装置(2)具有物料通道(201)、安装板(202)、定位平台(203)、滑块(204)、线轨(205)、浮动预压块(206)、弹簧(207)、定位调整件(208)和定位调整块(209)，所述定位平台(203)为L形结构且定位平台(203)的内侧壁上固定有滑块(204)，所述安装板(202)固定于底座支架(1)上端右侧的架体上且设于安装板(202)上的线轨(205)与滑块(204)适配连接，所述定位平台(203)和安装板(202)之间设有弹簧(207)且位于线轨(205)下方的浮动预压块(206)通过螺钉(210)固定于定位平台(203)下端，并通过调节螺钉(210)调整弹簧(207)的压缩量，所述定位平台(203)两侧壁上均设有安装支架(211)且用于检测物料的检测开关(212)设于安装支架(211)上，两块平行设置的定位调整块(209)和位于定位调整块(209)一端的定位调整件(208)均设于定位平台(203)上端面，所述物料通道(201)上端与震动盘(3)上端固定连接且物料通道(201)下端位于定位调整块(209)另一端外侧并与定位平台(203)上平面持平后固定于底座支架(1)上，所述震动盘(3)内的物料经物料通道(201)运送至定位平台(203)上并通过定位调整块(209)和定位调整件(208)对物料定位后由机械手将物料抓取送至精密数控机床上实现物料的上料。
3.根据权利要求1所述的用于精密数控机床中的自动化上料与收集机构，其特征在于：所述调位机构(5)具有线轨Ⅰ(501)、齿条(502)、电机(503)、减速机(504)和拖链(505)，所述底座支架(1)上端两侧均设有线轨Ⅰ(501)且顶升机构(4)中的滑块Ⅰ(410)与线轨Ⅰ(501)适配连接，所述底座支架(1)上端设有齿条(502)且齿条(502)位于底座支架(1)上端左侧线轨Ⅰ(501)的右侧，所述减速机(504)和拖链(505)均安装于顶升机构(4)中的滑动板(409)上且减速机(504)的输入端与位于减速机(504)上方的电机(503)输出端连接，所述减速机(504)输出端设有齿轮且齿轮与齿条(502)啮合并通过电机(503)驱动齿轮转动后带动顶升机构(4)沿齿条(502)长度方向移动，所述底座支架(1)左侧的线轨Ⅰ(501)两端固定有带缓冲件(506)的限位角铁(507)，所述拖链(505)端部设有与精密控制机床连接的角铁(508)。
4.根据权利要求1所述的用于精密数控机床中的自动化上料与收集机构，其特征在于：所述顶升机构(4)具有伺服电机(401)、举升连接板(402)、丝杆(403)、螺母座(404)、滑动导向板(405)、立柱(406)、柱体(407)、导向柱板(408)、滑动板(409)和滑块Ⅰ(410)，所述滑动板(409)底面四角固定有与调位机构(5)中线轨Ⅰ(501)适配连接的滑块Ⅰ(410)，所述滑动板(409)下方依次设有导向柱板(408)、滑动导向板(405)和举升连接板(402)且导向柱板(408)位于滑动板(409)的中心孔下端，所述举升连接板(402)均布有多个立柱(406)且立柱(406)穿过滑动导向板(405)与滑动板(409)固定连接为一体，所述举升连接板(402)底部设有电机座(411)且伺服电机(401)安装于电机座(411)上，所述丝杆(403)下部通过轴承支撑于电机座(411)上且丝杠(403)下端端部通过联轴器与伺服电机(401)的输出轴固定连接，所述滑动导向板(405)上设有螺母座(404)且丝杆(403)上部与螺母座(404)适配连接，所述滑动导向板(405)四角固定有导向柱(412)且导向柱(412)与设于滑动板(409)上的直线轴承(413)配合连接，所述滑动导向板(405)上均布有多个柱体座(414)且柱体座(414)上固定有柱体(407)，所述滑动板(409)的中心孔上方固定有周转箱(6)且柱体(407)上端穿过周转箱(6)底面伸入其内部，所述导向柱板(408)上设有多个直线轴承Ⅰ(416)且柱体(407)与对应位置的直线轴承Ⅰ(416)滑动配合，所述柱体(407)上端与位于周转箱(6)内的尼龙帽(415)固定连接，所述导向柱板(408)上设有若干个伸入周转箱(6)内的导柱(417)且位于周转箱(6)内的工件料板(418)穿过导柱(417)置于尼龙帽(415)上，所述滑动导向板(405)上设有液压缓冲器(419)且液压缓冲器(419)位于导向柱板(408)下方，所述滑动板(409)前后两端均设有防止导向柱板(408)落下的定位气缸(420)且定位气缸(420)活塞杆伸长后将上升至极限位置的导向柱板(408)抵紧。
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