CN107877222A - 一种棒料装夹组件及自动送料装置及数控机床 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种棒料装夹组件及自动送料装置及数控机床，棒料装夹组件拥有着独特的装夹原理与结构，可直接通过控制气缸轴的运动来实现对棒料的夹紧与松开。同时，当与拔料组件结合时，可通过控制对应的旋转机构和平移机构，调整棒料装夹组件与自动送料装置间的相对位置，使得当棒料的一段加工完成后，拔料组件的夹持头可夹住并向外拔出棒料，使棒料后续的一段处于可被加工的状态，实现自动送料，直至整根棒料被加工完毕。在实际的CNC加工中，这样免去了现有技术中依靠人工手动来进行棒料更换的问题。
Description
技术领域
本发明涉及数控加工领域，尤其是指一种棒料装夹组件及自动送料装置及数控机床。
背景技术
目前珠宝产品的CNC加工胚料及型式因受材料价格限制，普遍采用的是倒模成型然后再上设备加工(以减少切削废料余量)，并且由于珠宝首饰定制性较高，款式更新换代较快，同款式或同类型只适合单件生产或小批量生产。现有技术中尚未有直接利用珠宝加工原材料，如贵金属棒料，来直接进行连续化加工且实现加工过程中的自动送料。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明首先公开了一种棒料装夹组件，该棒料装夹组件包括
轴承轴，轴承轴具有轴向通孔，轴承轴设于一固定的轴承中，轴承轴一端的内侧设有第一锥面；
装夹头，装夹头具有轴向通孔，装夹头的一端包括一可收缩和膨胀的夹持部，装夹头远离夹持部的一端插于轴承轴内，且装夹头可沿轴向移动，夹持部的外表面设有第二锥面，第二锥面与第一锥面相配合；
芯轴，芯轴具有轴向通孔，芯轴一端与装夹头插于轴承轴内的一端相连，芯轴与装夹头共轴，芯轴的另一端露于轴承轴之外，在芯轴露于轴承轴之外的部分上套设有一弹簧，弹簧一端与轴承轴接触，弹簧另一端与芯轴露于轴承轴之外的一端相连，弹簧处于压缩状态；以及
第一气缸，第一气缸靠近芯轴露于轴承轴之外的一端，第一气缸包括一具有轴向通孔的气缸轴，气缸轴与芯轴共轴，使得棒料可依次贯穿装夹头、芯轴和气缸轴，且气缸轴可推动芯轴和装夹头沿轴向移动。
进一步的，所述轴承轴内设有限位销，所述芯轴设有销孔，销孔和限位销相配合并限制芯轴的轴向移动位置。
进一步的，所述芯轴露于轴承轴之外的一端上螺纹连接有第一螺母，第一螺母与所述弹簧接触并使弹簧于第一螺母和所述轴承轴之间处于压缩状态。
进一步的，所述气缸轴一端露于第一气缸之外，气缸轴在该端设有气缸顶块；
当气缸轴向第一气缸外移动时，气缸顶块与所述芯轴露于轴承轴之外的一端接触并推动芯轴和所述装夹头沿轴向移动；
当气缸轴向第一气缸内移动时，芯轴在所述弹簧作用下沿第一气缸方向移动。
进一步的，在靠近所述装夹头夹持部的一端设有第一接近开关，可用于检测棒料余量；
所述轴承轴上套设第二螺母，在靠近第二螺母处设有第二接近开关，第二螺母上设有可被第二接近开关检测到的检测预留位。
进一步的，所述棒料装夹组件还包括一壳体，所述轴承轴、装夹头、芯轴位于壳体内，壳体两端设有供所述棒料穿过的通孔，在壳体靠近所述装夹头一端的通孔处设置有防油胶套，防油胶套上也开设有供所述棒料穿过的通孔。
进一步的，所述棒料装夹组件还包括驱动电机，驱动电机的电机轴连接第一同步带轮，所述轴承轴上套设有第二同步带轮，第一同步带轮与第二同步带轮通过同步带联动。
此外，还公开了一种自动送料装置，该装置包括上述棒料装夹组件和拔料组件；
拔料组件包括一可夹紧与松开所述棒料的夹持头，拔料组件连接有带动拔料组件平移的平移机构；
棒料装夹组件还连接一旋转机构，旋转机构带动棒料装夹组件于竖直平面内旋转，并可通过旋转机构与平移机构共同调整棒料装夹组件与拔料组件间相对位置而使得夹持头可夹住并拔出棒料。
进一步的，所述拔料组件还包括第二气缸，第二气缸的一端包括可收缩和张开的气缸运动部件，所述夹持头设于气缸运动部件上。
最后，还公开了一种数控机床，包括机床本体，机床本体包括刀具主轴和上述自动送料装置，所述拔料组件设置于刀具主轴的一侧并可随刀具主轴平移，所述棒料装夹组件设置于刀具主轴的下方并可随所述旋转机构于竖直平面内旋转至所述刀具主轴的一侧。
本发明公开了一种棒料装夹组件及自动送料装置及数控机床，棒料装夹组件拥有着独特的装夹原理与结构，可直接通过控制气缸轴的运动来实现对棒料的夹紧与松开。同时，当与拔料组件结合时，可通过控制对应的旋转机构和平移机构，调整棒料装夹组件与自动送料装置间的相对位置，使得拔料组件的夹持头可夹住并向外拔出棒料，实现自动送料。从而解决了现有技术中依靠人工来进行棒料更换的问题。
附图说明
下面结合附图详述本发明的具体结构
图1为一种棒料装夹组件的剖视图；
图2为一种棒料装夹组件与棒料的配合示意图；
图3为一种棒料装夹组件的装夹头结构示意图；
图4为一种拔料组件的结构示意图；
图5为一种数控机床的立体结构示意图；
图6为一种数控机床非拔料状态示意图；
图7为一种数控机床拔料状态示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
结合附图1、图2和图3所示，公开了一种棒料装夹组件300，该棒料装夹组件300包括
轴承轴330，轴承轴330具有轴向通孔，可供棒料390插入，同时，轴承轴330设于一固定的轴承332中并限制轴承轴330轴向移动，但未限制轴承轴330沿自身轴线的旋转运动，轴承轴330一端的内侧设有第一锥面；
装夹头340，装夹头340具有轴向通孔343，可供棒料390插入并夹紧，装夹头340的一端包括一可收缩和膨胀的夹持部341用于直接接触并夹持棒料390，装夹头340远离夹持部341的一端插于轴承轴330内，且装夹头340可沿轴向移动，夹持部341的外表面设有第二锥面342，第二锥面342与第一锥面相配合，即通过装夹头340沿轴向的移动，使得第一锥面与第二锥面342相互挤压，从而使得夹持部341收缩而夹紧棒料390；
芯轴320，芯轴320具有轴向通孔，芯轴320一端与装夹头340插于轴承轴330内的一端相连，芯轴320与装夹头340共轴，芯轴320的另一端露于轴承轴330之外，在芯轴320露于轴承轴330之外的部分上套设有一弹簧321，弹簧321一端与轴承轴330接触，弹簧321另一端与芯轴320露于轴承轴330之外的一端相连，弹簧321处于压缩状态，芯轴320主要起连接和传递力的作用，由于弹簧321处于压缩状态，则必然存在一弹性回复力，该弹性回复力促使芯轴320带动装夹头340向远离夹持部341一端轴向移动，从而使得第一锥面与第二锥面342趋于相互挤压地状态，似的夹持部341趋于收缩并将棒料390夹紧；以及
第一气缸310，第一气缸310靠近芯轴320露于轴承轴330之外的一端，第一气缸310包括一具有轴向通孔的气缸轴311，可供棒料390插入，气缸轴311与芯轴320共轴，使得棒料390可依次贯穿装夹头340、芯轴320和气缸轴311，且气缸轴311可推动芯轴320和装夹头340沿轴向移动，即第一气缸310可用于推动芯轴320及装夹头340向靠近夹持部341一端轴向移动，从而可解除第一锥面与第二锥面342间地相互挤压作用，并使得夹持部341自身膨胀并趋于非受力状态，从而夹持部341松开棒料390，使得棒料390可移动或更换。
此外，所述轴承轴330内设有限位销331，所述芯轴320设有销孔323，销孔323和限位销331相配合并限制芯轴320的轴向移动位置。轴承轴330上套设有固定的轴承332，同时再结合外垫圈333、垫片335、第二螺母336、轴承端盖334等将轴承轴330轴向固定而可自转。轴承轴330和限位销331轴向无法移动，配合销孔323后，芯轴320在轴向地移动距离则被限制在某一范围内，防止芯轴320尤其是装夹头340轴向的过度移动而滑出。
此外，所述芯轴320露于轴承轴330之外的一端上螺纹连接有第一螺母322，第一螺母322与所述弹簧321接触并使弹簧321于第一螺母322和所述轴承轴330之间处于压缩状态，使得在没有其它外力的情况下，第一锥面与第二锥面342间处于挤压状态，并使夹持部341夹紧棒料390。
此外，所述气缸轴311一端露于第一气缸310之外，气缸轴311在该端设有气缸顶块312；
当气缸轴311向第一气缸310外移动时，气缸顶块312与所述芯轴320露于轴承轴330之外的一端接触并推动芯轴320和所述装夹头340沿轴向移动；
当气缸轴311向第一气缸310内移动时，芯轴320在所述弹簧321作用下沿第一气缸310方向移动。本方案始终是依靠所述第一锥面与第二锥面342地挤压而使得装夹头340地夹持部341收缩，从而夹紧棒料390。位促使第一锥面与第二锥面342相互挤压，故有压缩弹簧321地设计，同时，为解除这种相互挤压，则有第一气缸310地设计。通过气缸轴311及气缸顶块312的推动，第一锥面与第二锥面342逐渐分离，并逐渐接触相互挤压的状态，从而使得装夹头340的夹持部341松开棒料390。
优选的，在靠近所述装夹头340夹持部341的一端设有第一接近开关361，可用于检测棒料390余量，如可在棒料390的末端某指定位置预留检测槽位，当接近开关检测到该槽位时，获得一感应信号，从而可获知棒料390的余量为多少；
所述轴承轴330上套设第二螺母336，在靠近第二螺母336处设有第二接近开关360，第二螺母336上设有可被第二接近开关360检测到的检测预留位，轴承轴330随同第二螺母336可沿自身轴线转动，转动过程中，第二接近开关360可通过检测第二圆螺母上的检测预留位(如可开设一小槽)，从而获取电机的旋转位置，再结合系统的坐标便可确定工件旋转的位置，并通过PLC及系统控制控制电机从而达到控制工件的旋转角度。
此外，对于轴承轴330的旋转需配合对应的驱动电机350，即所述棒料装夹组件300还可包括驱动电机350，驱动电机350的电机轴连接第一同步带轮351，所述轴承轴330上套设有第二同步带轮353，第一同步带轮351与第二同步带轮353通过同步带352联动。即驱动电机350通过同步带轮及同步带驱动轴承轴330以及所夹持的棒料390的旋转运动。
此外，所述棒料装夹组件300还包括一壳体370及其它密封件，如O型密封圈371、油封372、优力胶防护下盖板373、优力胶上压盖374等，且所述轴承轴330、装夹头340、芯轴320位于壳体内，壳体两端设有供所述棒料390穿过的通孔，在壳体靠近所述装夹头340一端的通孔处还设置有防油胶套375，防油胶套375上也开设有供所述棒料390穿过的通孔。
再结合图3-图6，还公开了一种自动送料装置，该装置包括上述棒料装夹组件300和拔料组件400，两者相互配合；
拔料组件400包括一可夹紧与松开所述棒料390的夹持头404，拔料组件400连接有带动拔料组件400平移的平移机构，即夹持头404可夹住棒料390，然后在平移机构的作用下，带动拔料组件400移动，从而可拔出棒料390至某特定长度；
棒料装夹组件300还连接一旋转机构380，如可具体直接设置于一旋转板381上，旋转机构380带动棒料装夹组件300于竖直平面内旋转，并可通过旋转机构380与平移机构共同调整棒料装夹组件300与拔料组件400间相对位置而使得夹持头404可夹住并拔出棒料390，即旋转机构380主要用于调整装夹组件或者说棒料390的位置，使得棒料390可很好地与拔料组件400相配合而夹住并拔出棒料390。
优选的，所述拔料组件400还包括第二气缸402，第二气缸402的一端包括可收缩和张开的气缸运动部件403，所述夹持头404设于气缸运动部件403上。即拔料组件400依靠气缸作为动力，来控制夹持头404夹住或松开棒料390。
最后，还公开了一种数控机床，包括机床本体100，机床本体100包括刀具主轴200和上述自动送料装置，所述拔料组件400通过一气缸固定板401设置于刀具主轴200的一侧并可随刀具主轴200平移，该种平移可以是横向移动机构412和纵向移动机构411相互配合，共同调整刀具主轴200和拔料组件400的位置。所述棒料装夹组件300设置于刀具主轴200的下方并可随所述旋转机构380于竖直平面内旋转至所述刀具主轴200的一侧。作为数控机床，可同时配合对应的控制系统，控制各个气缸、电机见的配合，从而在棒料390被加工一段后，通过拔料的方式来完成棒料390的自动送料。
本发明公开了一种棒料装夹组件及自动送料装置及数控机床，棒料装夹组件拥有着独特的装夹原理与结构，可直接通过控制气缸轴的运动来实现对棒料的夹紧与松开。同时，当与拔料组件结合时，可通过控制对应的旋转机构和平移机构，调整棒料装夹组件与自动送料装置间的相对位置，使得当棒料的一段被加工完成后，拔料组件的夹持头可夹住并向外拔出棒料，使得新的一段物料处于可加工的状态，从而实现自动送料，并解决了现有技术中依靠人工来进行棒料更换的问题。
需说明的是，此处第一、第二……只代表其名称的区分，不代表它们的重要程度和位置有什么不同。此处，上、下、左、右、前、后只代表其相对位置而不表示其绝对位置。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种棒料装夹组件，其特征在于：包括
轴承轴，轴承轴具有轴向通孔，轴承轴设于一固定的轴承中，轴承轴一端的内侧设有第一锥面；
装夹头，装夹头具有轴向通孔，装夹头的一端包括一可收缩和膨胀的夹持部，装夹头远离夹持部的一端插于轴承轴内，且装夹头可沿轴向移动，夹持部的外表面设有第二锥面，第二锥面与第一锥面相配合；
芯轴，芯轴具有轴向通孔，芯轴一端与装夹头插于轴承轴内的一端相连，芯轴与装夹头共轴，芯轴的另一端露于轴承轴之外，在芯轴露于轴承轴之外的部分上套设有一弹簧，弹簧一端与轴承轴接触，弹簧另一端与芯轴露于轴承轴之外的一端相连，弹簧处于压缩状态；以及
第一气缸，第一气缸靠近芯轴露于轴承轴之外的一端，第一气缸包括一具有轴向通孔的气缸轴，气缸轴与芯轴共轴，使得棒料可依次贯穿装夹头、芯轴和气缸轴，且气缸轴可推动芯轴和装夹头沿轴向移动。
2.如权利要求1所述的棒料装夹组件，其特征在于：所述轴承轴内设有限位销，所述芯轴设有销孔，销孔和限位销相配合并限制芯轴的轴向移动位置。
3.如权利要求2所述的棒料装夹组件，其特征在于：所述芯轴露于轴承轴之外的一端上螺纹连接有第一螺母，第一螺母与所述弹簧接触并使弹簧于第一螺母和所述轴承轴之间处于压缩状态。
4.如权利要求3所述的棒料装夹组件，其特征在于：所述气缸轴一端露于第一气缸之外，气缸轴在该端设有气缸顶块；
当气缸轴向第一气缸外移动时，气缸顶块与所述芯轴露于轴承轴之外的一端接触并推动芯轴和所述装夹头沿轴向移动；
当气缸轴向第一气缸内移动时，芯轴在所述弹簧作用下沿第一气缸方向移动。
5.如权利要求1所述的棒料装夹组件，其特征在于：在靠近所述装夹头夹持部的一端设有第一接近开关，可用于检测棒料余量；
所述轴承轴上套设第二螺母，在靠近第二螺母处设有第二接近开关，第二螺母上设有可被第二接近开关检测到的检测预留位。
6.如权利要求1所述的棒料装夹组件，其特征在于：还包括一壳体，所述轴承轴、装夹头、芯轴位于壳体内，壳体两端设有供所述棒料穿过的通孔，在壳体靠近所述装夹头一端的通孔处设置有防油胶套，防油胶套上也开设有供所述棒料穿过的通孔。
7.如权利要求1-6任一项所述的棒料装夹组件，其特征在于：还包括驱动电机，驱动电机的电机轴连接第一同步带轮，所述轴承轴上套设有第二同步带轮，第一同步带轮与第二同步带轮通过同步带联动。
8.一种自动送料装置，其特征在于：包括如权利要求1-7任一项所述的棒料装夹组件和拔料组件；
拔料组件包括一可夹紧与松开所述棒料的夹持头，拔料组件连接有带动拔料组件平移的平移机构；
棒料装夹组件还连接一旋转机构，旋转机构带动棒料装夹组件于竖直平面内旋转，并可通过旋转机构与平移机构共同调整棒料装夹组件与拔料组件间相对位置而使得夹持头可夹住并拔出棒料。
9.如权利要求8所述的自动送料装置，其特征在于：所述拔料组件还包括第二气缸，第二气缸的一端包括可收缩和张开的气缸运动部件，所述夹持头设于气缸运动部件上。
10.一种数控机床，其特征在于：包括机床本体，机床本体包括刀具主轴和如权利8或9所述的自动送料装置，所述拔料组件设置于刀具主轴的一侧并可随刀具主轴平移，所述棒料装夹组件设置于刀具主轴的下方并可随所述旋转机构于竖直平面内旋转至所述刀具主轴的一侧。
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