CN108115455B - 一种送料装置、车床及物料加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工件加工技术领域，公开了一种送料装置、车床及物料加工方法。其包括料斗、设置于料斗的限位机构以及驱动限位机构相对于料斗移动的驱动装置。料斗的容置空腔内可以一次性装入多个待加工的物料，避免多次人工上料。限位机构设置于出口处，用于在遮挡出口的遮挡位置以及敞开出口的敞开位置之间运动。驱动装置与料斗传动连接，用于驱动料斗在送料位置和收回位置之间运动。该送料装置可以自动进行送料和收回，并减少了多次上料的操作，加工效率高、稳定性好。本发明车床包括了该送料装置、卡盘、顶针以及加工装置等，本发明的物料加工方法包括使用该车床对物料进行加工，因此也具有上述的有益效果。

Description

一种送料装置、车床及物料加工方法

技术领域

本发明涉及工件加工技术领域，具体而言，涉及一种送料装置、车床及物料加工方法。

背景技术

数控车床对批量产品进行加工，没有自动上料装置，不能实现机床的自动上料、自动启动加工等自动控制功能，所有工步完全依靠人工完成，导致加工效率较低。同时，操作人员需频繁上料、卸料，不能解放劳动力，而且也存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种送料装置，其能够自动将待加工物料送至加工位置，并具有较高的送料效率以及稳定性。

本发明的另一目的在于提供一种车床，其能够高效地完成送料、物料固定等操作，方便加工。

本发明的再一目的在于提供一种物料加工方法，其加工效率更高，加工过程更加稳定可靠。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明提供的一种送料装置，其包括：

料斗，料斗具有用于储存物料的容置空腔，料斗的相对两端具有连通于容置空腔的入口和出口；

限位机构，限位机构可活动地设置于出口处，用于在遮挡出口的遮挡位置以及敞开出口的敞开位置之间运动；以及

驱动装置，驱动装置与料斗传动连接，用于驱动料斗在送料位置和收回位置之间运动；

其中，当料斗从送料位置运动至收回位置的过程中，限位机构能够从遮挡位置运动至敞开位置，再由敞开位置回到遮挡位置。

在本发明的一种实施例中：

限位机构包括与料斗可转动连接的限位件，限位件用于在遮挡位置和敞开位置之间运动。

在本发明的一种实施例中：

限位机构还包括驱动机构，带动限位件在遮挡位置和敞开位置之间运动。

在本发明的一种实施例中：

限位机构还包括与限位件连接的配重，配重能够给限位件提供从敞开位置转至遮挡位置的力矩。

在本发明的一种实施例中：

限位件包括与料斗转动连接的转动部以及用于遮挡出口的限位部，限位部与配重连接于转动部相对的两端，转动部的转动轴线位于配重与限位部之间。

在本发明的一种实施例中：

料斗为筒状，出口和入口分别位于料斗的两端；从入口至出口的方向为送料方向，容置空间在送料方向上的各截面尺寸相同。

在本发明的一种实施例中：

送料装置还包括固定座，料斗的出口所在一端与固定座转动连接。

在本发明的一种实施例中：

限位件包括与料斗可转动连接的转动部以及用于遮挡出口的限位部，转动部为条状，转动部的一端弯折形成限位部，限位部用于遮挡出口。

本发明提供的一种车床，其包括：

上述的送料装置；

相对的卡盘和顶针，当料斗位于送料位置时，出口位于卡盘和顶针之间，顶针用于将出口处的物料顶向卡盘并顶紧固定。

本发明提供的一种物料加工方法，其使用上述的车床实现，物料加工方法包括：

控制驱动装置驱动料斗运动至送料位置；

控制顶针顶紧，将出口处的物料送入卡盘；

控制驱动装置驱动料斗运动至收回位置；

控制卡盘卡紧；

对物料进行加工。

本发明实施例的有益效果是：

本发明提供的一种送料装置，其包括料斗、设置于料斗的限位机构以及驱动限位机构相对于料斗移动的驱动装置。料斗具有用于储存物料的容置空腔，料斗的相对两端具有连通于容置空腔的入口和出口，容置空腔内可以一次性装入多个待加工的物料，避免多次人工上料。限位机构设置于出口处，用于在遮挡出口的遮挡位置以及敞开出口的敞开位置之间运动。当限位机构在遮挡位置时，物料不会从出口处掉落；当限位机构在敞开位置时，物料能够被外部的拾取机构从开口处取走。驱动装置与料斗传动连接，用于驱动料斗在送料位置和收回位置之间运动，其中，当料斗从送料位置运动至收回位置的过程中，限位机构能够从遮挡位置运动至敞开位置，再由敞开位置回到遮挡位置。外部的拾取机构可以在料斗处于送料位置时对开口处的物料进行拾取(或者夹持、固定等)。当料斗被驱动装置移动至收回位置时，限位机构便从遮挡位置运动至敞开位置，以避免阻碍料斗的收回。当物料从出口位置脱离料斗后，限位机构又重新返回至遮挡位置，避免下一个待加工的物料从出口处落出。

本发明提供的车床，其包括了送料装置、相对的卡盘和顶针，当料斗位于送料位置时，出口位于卡盘和顶针之间，顶针用于将出口处的物料顶入卡盘，物料因此被卡盘固定。驱动装置再将料斗从送料位置移动至收回位置，便于接下来对物料进行加工。该车床能够自动地完成送料、装料等操作，提高了加工效率。

本发明提供的物料加工方法，使用了本发明提供的车床，其包括控制驱动装置驱动料斗运动至送料位置；控制顶针顶紧，将出口处的物料送入卡盘；控制驱动装置驱动料斗运动至收回位置；控制卡盘卡紧；对物料进行加工。利用上述的车床完成了送料、装料、加工的过程，该方法稳定且加工效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一个实施例中送料装置的结构示意图；

图2为本发明一个实施例中送料装置的在送料位置的示意图；

图3为本发明一个实施例中送料装置的在收回位置的示意图；

图4为图2中局部IV的放大图；

图5为本发明一个实施例中限位件处于敞开位置的示意图；

图6为本发明一个实施例中车床的结构示意图；

图7为本发明一个实施例中物料加工方法的流程示意图。

图标：100-送料装置；110-料斗；110a-入口；110b-出口；112-延伸板；114-承托板；116-出料空间；120-限位件；122-转动部；124-限位部；126-安装座；128-配重；130-固定座；140-驱动装置；150-物料；200-车床；210-底座；220-卡盘；230-顶针；240-加工装置；250-机壳。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

图1为本发明一个实施例中送料装置100的结构示意图；图2为本发明一个实施例中送料装置100的在送料位置的示意图；图3为本发明一个实施例中送料装置100的在收回位置的示意图。请参照图1至图3，本发明的一个实施例所提供的一种送料装置100，其包括固定座130、转动连接于固定座130的料斗110以及用于驱动料斗110在送料位置和收回位置之间移动的驱动装置140。在此实施例中，料斗110转动连接于固定座130，因此驱动装置140是驱动料斗110相对于固定座130转动来在两个位置之间进行移动。在本发明的另一些实施例中，料斗110也可以是滑动连接于固定座130，其相对于固定座130的移动方式为直线移动。

料斗110具有容置空间，并具有入口110a和出口110b，入口110a用于操作人员将待加工的物料150放入到料斗110内，待加工物料150从料斗110在出口110b处被外部的拾取机构所拾取(或夹持、固定)。在本发明的一种实施例中，料斗110为筒状，其内部的容置空间则为一个条形的通道。而入口110a和出口110b则位于料斗110的两端，即图2中所示的上端和下端。从入口110a至出口110b的方向为送料方向，容置空间在送料方向上的各位置的截面尺寸相同，使得物料150能够在送料方向上排列于容置空间内，而依次顺序地从出口110b移动出料斗110，并被外部的机构所拾取。具体的，在本实施例中，料斗110为一个矩形的筒体，送料方向的截面为长方形。为了方便描述，该截面的短边的延伸方向为料斗110的厚度方向，送料方向为料斗110和容置空间的长度方向，而截面的长边延伸方向为料斗110和容置空间的宽度方向。料斗110可以用来储存条状物料150，优选地，物料150的长度与容置空间的宽度相适配。物料150的厚度与容置空间的厚度相适配，使得物料150能够在容置空间内被限制地沿料斗110的长度方向移动，而不会在料斗110的厚度、宽度方向上随意窜动。

在本实施例中，料斗110的下端还具有一个出料口，出料口与入口110a正对，出料口是由料斗110在厚度方向上相对的两个侧面板、以及宽度方向上相对的两个侧面板所形成的。出料口一侧的一个侧面板向下延伸形成延伸板112，优选地，该侧面板为料斗110在厚度方向上相对的两个侧面板中的一个。延伸板112的自由端设置有一个垂直于延伸板112，并向延伸板112所在一侧的对侧延伸的承托板114，承托板114用于承托物料150，并承载送料方向的压力。承托板114、延伸板112以及出料口之间形成了一个出料空间116，出料空间116远离延伸板112的一侧开放，即为本实施例的出口110b，本实施例中的出口110b朝向料斗110的厚度方向。出料空间116在料斗110的宽度方向上的两侧开放，以方便外部的拾取机构从物料150的长度方向两端进行夹取。

在本实施例中，条状的物料150可由出料口进入到出料空间116中，然后在出料空间116中被外部机构固定，驱动装置140将料斗110收回，物料150便脱离料斗110，完成送料。所输送的物料150的宽度(垂直于物料150长度方向的尺寸)应当小于出口110b的宽度。在本实施例中，出口110b的上沿相对于延伸板112的上沿更靠近料斗110的入口110a，这样方便出料。

应当理解，在本发明的另一些实施例中，料斗110的具体形状可以改变。其容置空间的截面可以根据需要输送的物料150形状而进行选择，可以是圆形、梯形等其他形状。出料空间116的具体形状也可进行调整，包括延伸板112与承托板114之间的角度以及各自的形状。

在本实施例中，限位机构包括限位件120和配重128。限位件120转动连接于料斗110，用于在遮挡位置和敞开位置之间移动。当限位件120处于遮挡位置时，其能够至少部分地遮挡出口110b，防止物料150从出料空间116中落出；当限位件120处于敞开位置时，能够使得出口110b被打开，物料150能够通过出口110b被取出。

图4为图2中局部I V的放大图；图5为本发明一个实施例中限位件120处于敞开位置的示意图。请参照图4和图5，在本实施例中，限位件120包括转动部122和限位部124，转动部122为条状，其铰接于料斗110。具体的，料斗110在延伸板112背向出料空间116的一面上固定设置有安装座126，安装座126的自由端向下凸出，并超出于承托板114的下表面。在本实施例中，安装部位于料斗110宽度方向上的中间。转动部122铰接于安装座126的自由端。在遮挡位置下，转动部122的一端向出口110b所朝的方向延伸，并超出承托板114远离延伸板112的一侧，限位部124设置于此端，并向上弯折用于遮挡部分出口110b防止物料150从出口110b落出。

转动部122的另一端设置有配重128，转动部122的转动轴线位于配重128和限位部124之间，使得配重128始终能够提供一个趋使限位件120从敞开位置向遮挡位置转动的力矩。使得在从出料空间116中取出物料150后，限位部124能够自发地回到遮挡位置，继续防止物料150从出口110b落出。转动部122在位于遮挡位置时，其上侧与承托板114的下侧面抵接，承托板114限制转动部122在配重128作用下进一步转动。当从出料空间116中取料时，物料150通过向外移动，迫使限位件120从遮挡位置向敞开位置转动。出料完成后，限位件120又在配重128的作用下自发地回到遮挡位置。这样送料装置100可以使送料过程高效且稳定。

在本发明的另一些实施例中，配重128可以由驱动机构来替代，即可以是电机等其他驱动方式来使限位夹在遮挡位置和敞开位置之间移动。

在本实施例中，驱动装置140为气缸，气缸的活塞杆与料斗110的一个侧面板铰接，气缸的活塞筒用于固定在外部的其他机构上。优选地，驱动装置140传动连接于延伸板112所在的一侧。在驱动装置140的推、拉下，料斗110可在送料位置和收回位置间移动，当处于送料位置，外部的机构可以对位于出料空间116内的物料150进行固定，此时驱动装置140收回料斗110使料斗110向收回位置移动，限位机构打开出口110b，使得物料150能够脱离出料空间116，料斗110能够被收回。

固定座130与料斗110的入口110a位置附近铰接，使料斗110能够相对固定座130转动，其出口110b一端为摆动端。在本实施例中，固定座130为一个板状，料斗110铰接于它的下表面。固定座130对应料斗110入口110a的位置开设有一个缺口，以方便上料。固定座130用于固定于外部的机构，与气缸的活塞筒保持相对固定。在本发明的其他实施例中，料斗110也可以与固定座130滑动连接，使其在送料位置和收回位置之间滑动，在这种情况下，驱动装置140可以与料斗110固定连接而不必铰接。

图6为本发明一个实施例中车床200的结构示意图。请参见图6并结合图1至图5，在本发明的一个实施例中，车床200包括了底座210、卡盘220、顶针230、加工装置240、机壳250、送料装置100以及控制卡盘220、顶针230、送料装置100、加工装置240进行相应动作的控制器(图未示)。送料装置100的固定座130和驱动装置140的气缸活塞筒与机壳250固定，并且送料装置100整体位于底座210的上方。顶针230、卡盘220在底座210上形成一个夹持空间，顶针230可被一个驱动机构驱动朝向卡盘220运动。卡盘220上设置有卡爪用于夹紧物料150，卡盘220可以被另一个驱动机构所转动，因此使被夹持的物料150能够在多个角度下被加工装置240加工。在本实施例中，控制器为PLC。

在本发明的一个实施例中，卡盘220停止过程中，利用卡盘驱动机构中的变频器控制卡盘220转速保持在一个足够低的转速下，利用感应开关触发停止信号，实现卡盘220停止时的粗略定位。定位精度可控制在5度范围内。当驱动装置140将料斗110驱动至送料位置时，出料空间116中的条状物料150大致处于加工位置，此时顶针230能够从料斗110的宽度方向上将物料150的一端顶入卡盘220中，被卡盘220的卡爪夹紧，完成物料150固定。此时驱动装置140可以驱动料斗110返回至回收位置，返回过程中，限位件120从遮挡位置被迫转动至敞开位置；在物料150从出口110b送出时，又自发地回到遮挡位置。之后便可以控制加工装置240对物料150进行加工。

在本实施例中，加工装置240为刀具，在本发明的其他实施例中，加工装置240还可以是磨具、喷漆装置、电镀装置等其他加工工具。

图7为本发明一个实施例中物料加工方法的流程示意图。请参照图7并结合上述各附图，在本发明的一个实施例提供一种物料加工方法，其利用了上述实施例中的车床200，物料加工方法包括：

S1、送料装置送料

操作人员首先一次性把多件物料150置于料斗110内，并在送料方向上排列，位于最下端的物料150处于出料空间116内。优选地，出口110b在送料方向的尺寸应当大于物料150在该方向上的尺寸，但小于物料150在送料方向的尺寸的两倍。自动送料之前，卡盘220与顶针230之间的夹持空间大于物料150的尺寸。

控制器向驱动装置140发出送料的相关指令，驱动装置140把料斗110推送到送料位置，在此位置下，出料空间116中的物料150可直接推至卡盘220内。在一个可选地实施例中，气缸伸出到位后可以向控制器反馈一个已达到送料位置的信号，以便指示控制器进行下一步动作。

S2、装夹物料

在料斗110运动到送料位置并停止后(或PLC在检测到驱动装置140反馈的已到达送料位置的信号后)，发出向顶针230发送顶紧命令，顶针230将位于出料空间116内的物料150顶入卡盘220内，并控制卡盘220的卡爪将物料150卡紧。

S3、送料装置复位

当物料150被卡盘220固定后，送料装置100被驱动装置140收回到收回位置。在收回过程中，限位机构由遮挡位置转动到敞开位置以便物料150送出，物料150离开料斗110后，限位机构又重新回到遮挡位置，避免料斗110中的其余物料150落出。料斗110的收回操作可以是由控制器收到顶针230反馈的已压紧信号之后向驱动装置140下达收回指令来控制。

S4、加工物料

料斗110收回至收回位置后(或者PLC在检测到气缸反馈的已缩回的信号后)，向加工装置240发出加工指令，执行自动加工程序。

在本发明的一种实施例中，为了实现安全控制以及报警功能，车床200加工的停止按键和紧急停止按键仍然有效。在对各个输入信号检测时，若在延时后仍检测不到信号输入，则触发报警信号。可在此基础上，在程序方面，利用报警信号，接通原机床程序循环执行停止信号。在原机床紧急停止按钮基础上，添加一组辅助触点作为给PLC紧急停止信号，切断PLC所有输出。这样可以防止送料、装料、加工过程出现的异常情况可能带来的安全隐患。

综上所述，本发明提供的一种送料装置，其包括料斗、设置于料斗的限位机构以及驱动限位机构相对于料斗移动的驱动装置。料斗具有用于储存物料的容置空腔，料斗的相对两端具有连通于容置空腔的入口和出口，容置空腔内可以一次性装入多个待加工的物料，避免多次人工上料。限位机构设置于出口处，用于在遮挡出口的遮挡位置以及敞开出口的敞开位置之间运动。当限位机构在遮挡位置时，物料不会从出口处掉落；当限位机构在敞开位置时，物料能够被外部的拾取机构从开口处取走。驱动装置与料斗传动连接，用于驱动料斗在送料位置和收回位置之间运动，其中，当料斗从送料位置运动至收回位置的过程中，限位机构能够从遮挡位置运动至敞开位置，再由敞开位置回到遮挡位置。外部的拾取机构可以在料斗处于送料位置时对开口处的物料进行拾取(或者夹持、固定等)。当料斗被驱动装置移动至收回位置时，限位机构便从遮挡位置运动至敞开位置，以避免阻碍料斗的收回。当物料从出口位置脱离料斗后，限位机构又重新返回至遮挡位置，避免下一个待加工的物料从出口处落出。

本发明提供的车床，其包括了送料装置、相对的卡盘和顶针，当料斗位于送料位置时，出口位于卡盘和顶针之间，顶针用于将出口处的物料顶入卡盘，物料因此被卡盘固定。驱动装置再将料斗从送料位置移动至收回位置，便于接下来对物料进行加工。该车床能够自动地完成送料、装料等操作，提高了加工效率。

本发明提供的物料加工方法，使用了本发明提供的车床，其包括控制驱动装置驱动料斗运动至送料位置；控制顶针顶紧，将出口处的物料送入卡盘；控制驱动装置驱动料斗运动至收回位置；控制卡盘卡紧；对物料进行加工。利用上述的车床完成了送料、装料、加工的过程，该方法稳定且加工效率高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种送料装置，其特征在于，其包括：

料斗，所述料斗具有用于储存物料的容置空腔，所述料斗的相对两端具有连通于所述容置空腔的入口和出口；

限位机构，所述限位机构可活动地设置于所述出口处，用于在遮挡所述出口的遮挡位置以及敞开所述出口的敞开位置之间运动，所述限位机构包括与料斗可转动连接的限位件，限位件用于在遮挡位置和敞开位置之间运动，限位机构还包括与所述限位件连接的配重，所述配重能够给所述限位件提供从所述敞开位置转至所述遮挡位置的力矩，所述限位件包括与所述料斗转动连接的转动部以及用于遮挡所述出口的限位部，所述限位部与所述配重连接于所述转动部相对的两端，所述转动部的转动轴线位于所述配重与所述限位部之间，所述转动部为条状，所述转动部的一端弯折形成限位部，所述限位部用于遮挡所述出口；以及

驱动装置，所述驱动装置与所述料斗传动连接，用于驱动所述料斗在送料位置和收回位置之间运动；

还包括固定座，所述固定座与料斗的入口位置附近铰接，使料斗能够相对固定座转动，料斗的出口一端设为摆动端；

其中，当所述料斗从所述送料位置运动至所述收回位置的过程中，所述限位机构能够从所述遮挡位置运动至所述敞开位置，再由所述敞开位置回到所述遮挡位置。

2.根据权利要求1所述的送料装置，其特征在于：

所述料斗为筒状，所述出口和所述入口分别位于所述料斗的两端。

3.一种车床，其特征在于，其包括：

如权利要求1-2中任一项所述的送料装置；

相对的卡盘和顶针，当所述料斗位于所述送料位置时，所述出口位于所述卡盘和所述顶针之间，所述顶针用于将所述出口处的物料顶向所述卡盘并顶紧固定。

4.一种物料加工方法，其特征在于，所述物料加工方法使用如权利要求3所述的车床，所述物料加工方法包括：

控制所述驱动装置驱动所述料斗运动至所述送料位置；

控制所述顶针顶紧，将所述出口处的物料送入所述卡盘；

控制所述驱动装置驱动所述料斗运动至所述收回位置；

控制所述卡盘卡紧；

对物料进行加工。