CN107984026A - 一种多功能数控倒角机 - Google Patents

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Abstract

本申请属于数控机床技术领域，具体涉及一种多功能数控倒角机；其包括机床座、倒角台、压料装置、工件厚度测量装置、多功能倒角装置和电控系统；机床座用于安装和承载其他装置或系统，倒角台用于放置待倒角的工件，压料装置用于压紧或松开放置在倒角台上的工件，工件厚度测量装置用于测量放置在倒角台上的工件的厚度，多功能倒角装置用于完成工件侧棱边、上棱边和下棱边的倒角作业，电控系统用于完成系统控制功能，其特征在于：多功能倒角装置包括进给滑座、上倒角机构和下倒角机构；进给滑座负责第一维度和第二维度的进给，上倒角机构负责侧棱边和上棱边的倒角，下倒角机构负责下棱边的倒角。本发明具有结构简洁、效率高、功耗低的技术特点。

Description

一种多功能数控倒角机
技术领域
本申请属于数控机床技术领域，具体涉及一种多功能数控倒角机。
背景技术
在需要对钢材进行模具加工的相关技术领域中，为了使钢材能够顺利的进入模具，一般会对钢材的棱角边进行倒角处理。为了降低钢材倒角作业的技术难度，提高倒角作业的精度和效率，生产厂家开发出了各种各样的倒角设备，典型的如申请号为201520844807.3的中国发明专利公开的钢材自动倒角机，该钢材自动倒角机通过上倒角机构、下倒角机构、第三倒角机构及其相应的导轨和驱动装置之间的协作配合，可以自动化完成钢材侧面上侧边和上下边的倒角作业，具有结构简单、实用方便、效率高和精度好的优点。但是，在机床的实际使用过程中，由于侧边的长度较小或者说侧边倒角的作业时间较短，负责侧边倒角的第三倒角机构基本上处于闲置状态，造成设备的浪费。另外，为了适应钢材的尺寸变化，该钢材自动倒角机的上倒角机构往往需要根据系统的指示做上下定位运动，以便将倒角刀头调整至适宜的高度；在上倒角机构做上下定位运动的过程中，倒角刀头并未实际做功，造成倒角机的功耗增加。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种多功能数控倒角机，以解决现有技术中存在的技术问题。
本发明为解决其技术问题而采用的技术方案为：
一种多功能数控倒角机，包括机床座、倒角台、压料装置、工件厚度测量装置、多功能倒角装置和电控系统；机床座用于安装和承载其他装置或系统；倒角台安装在机床座上，用于放置待倒角的工件；压料装置设置在倒角台上，用于压紧或松开放置在倒角台上的工件；工件厚度测量装置设置在倒角台上，用于测量放置在倒角台上的工件的厚度；多功能倒角装置用于完成倒角作业；电控系统用于完成多功能数控倒角机的系统控制功能，其特征在于：多功能倒角装置包括进给滑座、上倒角机构和下倒角机构；进给滑座包括滑座座体和与滑座座体之间紧固连接的竖向支架，滑座座体可滑动连接在机床座上；进给滑座可以在电控系统的控制下，沿着倒角台的第一维度做往复运动；上倒角机构包括上刀头和上刀头驱动电机，上刀头驱动电机可滑动连接在竖向支架上，上倒角机构可以在电控系统的控制下，沿着倒角台的第二维度做上下往复运动，第二维度垂直于第一维度；下倒角机构包括下刀头和下刀头驱动电机，下刀头驱动电机固定连接在进给滑座上；上倒角机构既可以在进给滑座的带动下，沿着倒角台的第一维度为工件的上棱边倒角，也可以沿着倒角台的第二维度为工件的侧棱边倒角；下倒角机构可以在进给滑座的带动下，沿着倒角台的第一维度为工件的下棱边倒角。
进一步地，在本申请提供的多功能数控倒角机中，滑座座体通过第一丝杠滑台模组建立和机床座之间的可滑动连接；第一丝杠滑台模组包括第一丝杠、第一丝杠驱动电机和与第一丝杠之间传动连接的第一滑台；第一丝杠和第一丝杠驱动电机安装在机床座上，滑座座体固定在第一滑台上。优选地，机床座上设置有用于安装第一丝杠的第一丝杠模腔和用于提高进给滑座运动时平稳性的滑座导轨；滑座座体上设置有用于配合滑座导轨的第一导轨滑块。
进一步地，在本申请提供的多功能数控倒角机中，上倒角机构还包括上刀头滑座，上刀头驱动电机固定安装在上刀头滑座上，上刀头滑座通过第二丝杠滑台模组可滑动连接在竖向支架上，也即上刀头驱动电机通过上刀头滑座建立和竖向支架之间的可滑动连接；第二丝杠滑台模组包括第二丝杠、第二丝杠驱动电机和与第二丝杠之间传动连接的第二滑台；第二丝杠和第二丝杠驱动电机安装在竖向支架上，上刀头滑座固定在第二滑台上。优选地，竖向支架上还设置有用于安装第二丝杠的第二丝杠模腔和用于提高上刀头驱动电机运行时平稳性的电机导轨；上刀头滑座上设置有用于配合电机导轨的第二导轨滑块。
进一步地，在本申请提供的多功能数控倒角机中，下倒角机构还包括下刀头固定座；下刀头驱动电机固定安装在下刀头固定座上，下刀头固定座固定连接在进给滑座上；下刀头驱动电机通过下刀头固定座建立和进给滑座之间的固定连接。
进一步地，在本申请提供的多功能数控倒角机中，压料装置包括压料杆、压料杆驱动装置、驱动装置固定架和安装在压料杆端部的压料块；驱动装置固定架设置在倒角台上，压料杆驱动装置安装在驱动装置固定架上；在压料杆驱动装置的作用下，压料块可以压紧或松开放置在倒角台上的工件。优选地，压料杆驱动装置为油缸或气缸。
进一步地，在本申请提供的多功能数控倒角机中，工件厚度测量装置采用光栅位移传感器组成测量系统，其包括标尺光栅和光栅读数头；标尺光栅安装在驱动装置固定架上，光栅读数头安装在压料块上。
进一步地，在本申请提供的多功能数控倒角机中，倒角台上还设置有用于固定工件的电磁吸盘。
进一步地，在本申请提供的多功能数控倒角机中，倒角台和竖向支架上还分别设置有用于辅助对工件进行定位的定位基准。
本发明相比现有技术有益的技术效果：
将需要倒角的钢材放置在倒角台上，调整好方位，启动多功能倒角机。先由压料装置将工件压紧，然后根据工件厚度测量装置测量到的工件厚度，将上倒角机构定位至适宜的高度。在上倒角机构做上下定位运动的过程中，上刀头在上刀头驱动电机的驱动下完成侧棱边的倒角。当上倒角机构完成侧棱边的倒角作业、到达目标位置后，控制系统启动第一丝杠驱动电机，指示进给滑座沿着倒角台的另一维度或工件上下棱边的延伸方向做进给运动，上下刀头分别在上下刀头驱动电机的驱动下完成上棱边和下棱边的倒角作业；然后倒角机复位。由以上描述可知，本发明仅使用两个倒角机构就可以实现现有机型中三个倒角机构才能完成的多维同步倒角功能，具有结构更简洁、效率更高、功耗更低的技术效果。
为使本发明的技术方案及技术效果更加清楚、明确，以下结合说明书附图和具体实施方式对本发明公开的多功能数控倒角机进行详细说明。
附图说明
图1：本发明全自动数控倒角机的后视立体结构图。
图2：本发明全自动数控倒角机的前视立体结构图。
图标说明：
1-机床座，2-倒角台，3-压料装置，4-工件厚度测量装置，5-多功能倒角装置，6-电控系统；
11-第一丝杠模腔，12-滑座导轨；
21-电磁吸盘；
31-压料杆，32-压料杆驱动装置，33-驱动装置固定架，34-压料块；
41-标尺光栅，42-光栅读数头；
51-进给滑座，52-上倒角机构，53-下倒角机构；
511-滑座座体，512-竖向支架，514-第一丝杠，515-第一丝杠驱动电机，516-第一滑台，517-第一导轨滑块，518-第二丝杠模腔，519-电机导轨；
521-上刀头，522-上刀头驱动电机；523-第二丝杠，524-第二丝杠驱动电机，525-上刀头滑座，526-第二导轨滑块；
531-下刀头，532-下刀头驱动电机，533-下刀头固定座。
具体实施方式
请参阅图1和图2，本申请公开的多功能数控倒角机包括机床座1、倒角台2、压料装置3、工件厚度测量装置4、多功能倒角装置5和电控系统6。机床座1用于安装和承载其他装置或系统，倒角台2、多功能倒角装置5和电控系统6安装在机床座1上，压料装置3和工件厚度测量装置4安装在倒角台2上。倒角台2用于放置和固定待倒角的工件，压料装置3用于压紧或松开放置在倒角台2上的工件，工件厚度测量装置4用于测量放置在倒角台2上的工件的厚度，多功能倒角装置5用于完成工件上棱边、下棱边和侧棱边的倒角作业，电控系统6用于提供数控倒角机的系统控制功能。
多功能倒角装置5包括进给滑座51、上倒角机构52和下倒角机构53。
进给滑座51包括滑座座体511和与滑座座体511之间紧固连接的竖向支架512，紧固连接方式可以是螺丝等紧固件连接和/或焊接和/或一体成型。滑座座体511通过第一丝杠滑台模组可滑动连接在机床座1上，进给滑座51可以在电控系统6的调控下，沿着倒角台2的第一维度D1做往复运动。具体地，第一丝杠滑台模组包括第一丝杠514、第一丝杠驱动电机515和与第一丝杠514之间传动连接的第一滑台516；机床座1上设置有用于安装第一丝杠514的第一丝杠模腔11以及设置于第一丝杠模腔11两侧的滑座导轨12，滑座座体511上设置有用于配合滑座导轨12的第一导轨滑块517，滑座导轨12和第一导轨滑块517可以提高进给滑座51运动时的平稳性；第一丝杠514安装在第一丝杠模腔11内，滑座座体511固定在第一滑台516上；进给滑座51可以在第一丝杠驱动电机515的驱动下，沿着倒角台2的第一维度D1做往复运动。
上倒角机构52包括上刀头521、上刀头驱动电机522和上刀头滑座525。上刀头驱动电机522安装在上刀头滑座525上，上刀头滑座525通过第二丝杠滑台模组可滑动连接在竖向支架512上，第二丝杠滑台模组包括第二丝杠523、第二丝杠驱动电机524和第二滑台(图中未示出)；竖向支架512上设置有用于安装第二丝杠523的第二丝杠模腔518和用于提高上刀头滑座525运动平稳性的电机导轨519，上刀头滑座525上设置有用于配合电机导轨519的第二导轨滑块526；第二丝杠523安装在第二丝杠模腔518内，上刀头滑座525固定在第二滑台上。在第二丝杠驱动电机524的驱动下，上刀头滑座525可以带动上刀头驱动电机522和安装在上刀头驱动电机522动力输出轴上的上刀头521沿着倒角台2的第二维度D2做往复运动；同时，还可以在进给滑座51的带动下，沿着倒角台2的第一维度D1做往复运动。其中D1是指倒角台2的长度方向，也即工件上棱边和下棱边的延伸方向，D2是指垂直于倒角台2的高度方向，也即工件上侧棱边的延伸方向。由于具有第一维度D1和第二维度D2的双维度定位功能，上倒角机构52既可以沿着倒角台的第一维度D1为工件的上棱边倒角，也可以沿着倒角台的第二维度D2为工件的侧棱边倒角。
下倒角机构53包括下刀头531、下刀头驱动电机532和下刀头固定座533；下刀头驱动电机532固定安装在下刀头固定座533上，下刀头固定座533固定连接在进给滑座51上，下刀头驱动电机532通过下刀头固定座533建立和进给滑座53之间的固定连接。下倒角机构53可以在进给滑座51的带动下，沿着倒角台2的第一纬度D1做往复运动，也即下倒角机构53可以沿着倒角台2的第一维度D1为工件的下棱边倒角。
压料装置3包括压料杆31、压料杆驱动装置32、驱动装置固定架33和安装在压料杆端部的压料块34；可以采用油缸或气缸作为本申请中的压料杆驱动装置32，本实施例中使用气缸作为压料杆驱动装置。驱动装置固定架33固定在倒角台2上，压料杆驱动装置32安装在驱动装置固定架33上；压料杆驱动装置32也即气缸的活塞杆的运动方向垂直于倒角台2的工作台面，压料杆驱动装置32的活塞杆伸出或缩回气缸缸体时，压料块34可以压紧或松开放置在倒角台2上的工件。
可以采用现有技术中各种类型的传感器或距离测量组件构成本申请中的工件厚度测量装置，比如红外测距装置、激光测距装置或者光栅位移传感器、接近开关、门磁开关、限位开关等等，只要能够实现检测工件厚度或者说需要倒角的侧棱边的高度的目的，即可实现本申请的技术方案，取得预期的技术效果。具体而言，本实施例中采用光栅位移传感器构成工件厚度测量装置4，其包括标尺光栅41和光栅读数头42；标尺光栅41安装在驱动装置固定架33上，光栅读数头42安装在压料块34上。
倒角台2上设置有用于固定工件的电磁吸盘21，倒角台2的台面下方设置有电控柜。为了方便工件放置时的定位，倒角台2和竖向支架512上还分别设置有用于辅助工件定位的定位基准；倒角台2上的定位基准优选设置在驱动装置固定架33上，竖向支架512上的定位基准优选设置在靠近倒角台2的一侧。进给滑座51复位到零点时，倒角台2和竖向支架512上的定位基准形成一个二维的定位框架，将工件放置在倒角台2上，并将需要倒角的一侧推送至靠紧二维定位基准，即可快速完成工件的放置和定位。
本发明提供的多功能数控倒角机一共有三种主要的工作模式，分别为侧棱边倒角模式、横棱边倒角模式和三头倒角模式；其中侧棱边倒角模式是由上倒角机构52对工件的侧棱边进行倒角加工，横棱边倒角模式是由上倒角机构52和/或下倒角机构53对工件的上棱边和/或下棱边进行倒角加工，三头倒角模式是由上倒角机构52和下倒角机构53分别对工件的侧棱边、上棱边和下棱边进行倒角加工。为节省篇幅起见，以下仅对三头倒角模式进行说明。
三头倒角模式操作说明：将需要倒角的钢材放置在倒角台上，并通过倒角台2和竖向支架512上的定位基准调整好方位，然后启动多功能倒角机。先由压料装置3将工件压紧，然后根据工件厚度测量装置4测量到的工件厚度或侧棱边高度，通过第二丝杠滑台模组将上倒角机构52定位至适宜的高度。在上倒角机构52做上下定位运动的过程中，上刀头521在上刀头驱动电机522的驱动下完成侧棱边的倒角。当上倒角机构52完成侧棱边的倒角作业、到达目标位置后，控制系统6启动第一丝杠驱动电机515，指示进给滑座51沿着倒角台2的另一维度D1或工件上下棱边的延伸方向做进给运动，上下刀头分别在上下刀头驱动电机的驱动下完成上棱边和下棱边的倒角作业；然后倒角机复位。由以上描述可知，本发明仅使用两个倒角机构就可以实现现有机型中三个倒角机构才能完成的三头同步倒角功能，具有结构更简洁、效率更高、功耗更低的技术效果。
另外，需要特别说明的是，本申请中使用第一、第二等序数词仅是为了区分相同或相似的组件或装置，并未对相应组件或装置的结构和功能构成限制。比如第一丝杠滑台模组、第二滑台丝杠模组、第一导轨滑块、第二导轨滑块等等，仅是为了区分设置在不同部位的相似部件、结构或装置，其命名并未暗示相应的模组或装置具有特殊的结构或功能；但凡现有技术中具有相应结构或功能的类似产品，比如滚珠丝杠模组等等，均可以作为第一丝杠滑台模组、第二滑台丝杠模组，构成本申请中进给滑座和上倒角机构的驱动装置；同样的，现有技术中的各种直线导轨，均可以用作本申请中的滑座导轨/第一导轨滑块和电机导轨/第二导轨滑块。
以上结合说明书附图对本发明的优选实施例进行了详细阐述，应该说明的是，本发明的保护范围包括但不限于上述实施例；说明书附图中公开的具体结构也只是本发明的较佳实施例；所述领域的技术人员还可以在此基础上开发出其他实施例，任何不脱离本发明创新理念的简单变形或等同替换，均涵盖于本发明，属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多功能数控倒角机，包括机床座(1)、倒角台(2)、压料装置(3)、工件厚度测量装置(4)、多功能倒角装置(5)和电控系统(6)；所述机床座(1)用于安装和承载其他装置或系统；所述倒角台(2)安装在所述机床座(1)上，用于放置待倒角的工件；所述压料装置(3)设置在所述倒角台(2)上，用于压紧或松开放置在所述倒角台(2)上的工件；所述工件厚度测量装置(4)设置在所述倒角台(2)上，用于测量放置在所述倒角台(2)上的工件的厚度；所述多功能倒角装置(5)用于完成倒角作业；所述电控系统(6)用于完成多功能数控倒角机的系统控制功能，其特征在于：
所述多功能倒角装置(5)包括进给滑座(51)、上倒角机构(52)和下倒角机构(53)；所述进给滑座(51)包括滑座座体(511)和与所述滑座座体(511)之间紧固连接的竖向支架(512)，所述滑座座体(511)可滑动连接在所述机床座(1)上，所述进给滑座(51)可以在所述电控系统(6)的控制下，沿着所述倒角台(2)的第一维度做往复运动；所述上倒角机构(52)包括上刀头(521)和上刀头驱动电机(522)，所述上刀头驱动电机(522)可滑动连接在所述竖向支架(512)上，所述上倒角机构(52)可以在所述电控系统(6)的控制下，沿着所述倒角台(2)的第二维度做上下往复运动，所述第二维度垂直于所述第一维度；所述下倒角机构(53)包括下刀头(531)和下刀头驱动电机(532)，所述下刀头驱动电机(532)固定连接在所述进给滑座(51)上；
所述上倒角机构(52)既可以在所述进给滑座(51)的带动下，沿着所述倒角台(2)的第一维度为工件的上棱边倒角，也可以沿着所述倒角台(2)的第二维度为工件的侧棱边倒角；所述下倒角机构(53)可以在所述进给滑座(51)的带动下，沿着所述倒角台(2)的第一维度为工件的下棱边倒角。
2.根据权利要求1所述的多功能数控倒角机，其特征在于：所述滑座座体(511)通过第一丝杠滑台模组建立和所述机床座(1)之间的可滑动连接；所述第一丝杠滑台模组包括第一丝杠(514)、第一丝杠驱动电机(515)和与所述第一丝杠(514)之间传动连接的第一滑台(516)；所述第一丝杠(514)和所述第一丝杠驱动电机(515)安装在所述机床座(1)上，所述滑座座体(511)固定在所述第一滑台(516)上。
3.根据权利要求2所述的多功能数控倒角机，其特征在于：所述机床座(1)上设置有用于安装所述第一丝杠(514)的第一丝杠模腔(11)和用于提高所述进给滑座(51)运动时平稳性的滑座导轨(12)；所述滑座座体(511)上设置有用于配合所述滑座导轨(12)的第一导轨滑块(517)。
4.根据权利要求1所述的多功能数控倒角机，其特征在于：所述上倒角机构(52)还包括上刀头滑座(525)；所述上刀头驱动电机(522)安装在所述上刀头滑座(525)上，所述上刀头滑座(525)通过第二丝杠滑台模组可滑动连接在所述竖向支架(512)上；所述第二丝杠滑台模组包括第二丝杠(523)、第二丝杠驱动电机(524)和与所述第二丝杠(523)之间传动连接的第二滑台；所述第二丝杠(523)和所述第二丝杠驱动电机(524)安装在所述竖向支架(512)上，所述上刀头滑座(525)固定在所述第二滑台上。
5.根据权利要求4所述的多功能数控倒角机，其特征在于：所述竖向支架(512)上设置有用于安装所述第二丝杠(523)的第二丝杠模腔(518)和用于提高所述上刀头驱动电机(522)运行时平稳性的电机导轨(519)；所述上刀头滑座(525)上设置有用于配合所述电机导轨(519)的第二导轨滑块(526)。
6.根据权利要求1所述的多功能数控倒角机，其特征在于：所述压料装置(3)包括压料杆(31)、压料杆驱动装置(32)、驱动装置固定架(33)和安装在所述压料杆端部的压料块(34)；所述驱动装置固定架(33)设置在所述倒角台(2)上，所述压料杆驱动装置(32)安装在所述驱动装置固定架(33)上；在所述压料杆驱动装置(32)的作用下，所述压料块(34)可以压紧或松开放置在所述倒角台(2)上的工件。
7.根据权利要求6所述的多功能数控倒角机，其特征在于：所述工件厚度测量装置(4)采用光栅位移传感器组成测量系统，包括标尺光栅(41)和光栅读数头(42)；所述标尺光栅(41)安装在所述驱动装置固定架(33)上，所述光栅读数头(42)安装在所述压料块(34)上。
8.根据权利要求6所述的多功能数控倒角机，其特征在于：所述压料杆驱动装置(32)为气缸或油缸。
9.根据权利要求1所述的多功能数控倒角机，其特征在于：所述下倒角机构(53)还包括下刀头固定座(533)；所述下刀头驱动电机(532)固定安装在所述下刀头固定座(533)上，所述下刀头固定座(533)固定连接在所述进给滑座(51)上。
10.根据权利要求1-9中任一项权利要求所述的多功能数控倒角机，其特征在于：所述倒角台(2)上还设置有用于固定工件的电磁吸盘(21)。
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