CN108655516B - 自动供料及装卸工件的车丝机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动供料及装卸工件的车丝机，本车丝机包括基座、进给机构、主传动机构、自动装夹机构、自动供卸料机构、刀架和控制器；基座提供整个设备的安装支撑平台，进给机构、主传动机构和刀架实现轴类工件的车丝加工作业，自动装夹机构实现轴类工件在车丝加工过程的装夹，自动供卸料机构实现轴类工件向自动装夹机构的自动供料，并且在车丝完成后自动卸料，控制器实现整个设备的联动控制。本车丝机实现螺纹加工工件的自动供料及装卸，有效提高了加工效率，确保产品质量及稳定性，降低了操作工人的劳动强度及机械加工生产成本。

Description

自动供料及装卸工件的车丝机

技术领域

本发明涉及一种自动供料及装卸工件的车丝机。

背景技术

随着工业技术的发展，加快了机械加工设备升级换代的节奏，使得机械加工效率得到不断提高。轴类零件上的螺纹通常使用普通车床、数控车床、车丝机、套丝等机械设备进行加工，当该类零件大批量生产时，为了能够降低工序复杂程度提高加工效率，通常采用工序分散加工原则，从而使螺纹加工成为一道单独的工序。目前，螺纹加工虽然能够实现自动车削和套丝，但是工件的装卸需要人工进行操作，由于加工工序分散后，单个工序操作变得简单，而工件装卸频繁，工件装卸时需要一定时间，降低了工件的加工效率；并且在工件人工装卸时，容易将工件表面碰伤，影响产品质量；同时长时间单一性操作也会增加工人的劳动强度。现有的大型机加工生产线采用柔性制造系统，虽然实现工件的自动供料和装卸，但是系统结构庞大，设备昂贵，维护成本高，不适合中小型机械加工工厂使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种自动供料及装卸工件的车丝机，本车丝机实现螺纹加工工件的自动供料及装卸，有效提高了加工效率，确保产品质量及稳定性，降低了操作工人的劳动强度及机械加工生产成本。

为解决上述技术问题，本发明自动供料及装卸工件的车丝机包括基座、进给机构、主传动机构、自动装夹机构、自动供卸料机构、刀架和控制器；

所述基座顶面间隔设有导轨和支架，所述进给机构包括纵向拖板、横向拖板、横向进给电机、纵向进给电机、纵向进给丝杆和横向进给丝杆，所述纵向拖板设于所述导轨，所述纵向进给电机设于所述基座，所述纵向进给丝杆分别连接所述纵向拖板和纵向进给电机并且驱动纵向拖板沿导轨移动，所述横向拖板设于所述纵向拖板顶面并且通过滑槽连接，所述横向进给电机设于所述横向拖板端面，所述横向进给丝杆分别连接所述横向拖板和横向进给电机并且驱动横向拖板沿垂直所述导轨的方向移动，所述刀架设于所述横向拖板顶面；

所述主传动机构包括变速箱、主电机和主轴卡盘，所述变速箱设于所述基座一侧，所述主电机设于所述变速箱箱体并且驱动轴连接所述变速箱的输入轴，所述主轴卡盘设于所述变速箱的输出轴并且位于所述刀架的行进方向，所述控制器设于所述变速箱的顶面；

所述自动装夹机构包括花键轴、移动丝杆、机械手、抓取气缸、移动电机、抓取钩和装夹动力箱，所述装夹动力箱设于所述基座顶面，所述花键轴一端连接所述装夹动力箱输出轴、另一端坐落于所述基座的支架上，所述移动丝杆平行所述花键轴设置，所述移动电机设于所述移动丝杆一端并且驱动移动丝杆旋转，所述机械手分别连接所述花键轴和移动丝杆，所述花键轴驱动所述机械手旋转，所述移动丝杆驱动机械手沿所述花键轴移动，所述抓取气缸设于所述机械手顶面，所述抓取钩连接所述抓取气缸的柱塞杆并且位于所述机械手的端面；

所述自动供卸料机构包括整理槽、传动槽、卸料槽、抓取定位钩、整理推料板、抓取推料板、推料气缸和接料口，所述整理槽衔接所述传动槽并且架设于所述变速箱顶面，所述传动槽出口位于所述机械手上方，所述整理推料板和抓取推料板分别设于所述整理槽和传动槽末端，所述推料气缸分别连接所述整理推料板和抓取推料板，所述抓取定位钩设于所述传动槽末端并且位于所述抓取推料板下方，所述卸料槽设于所述基座一侧，所述接料口设于所述基座上并且位于所述主轴卡盘下方，所述接料口衔接所述卸料槽。

进一步，所述自动供卸料机构还包括传送带、带轮和传动电机，所述传送带通过所述带轮分别设于所述传动槽和卸料槽底面，所述传动电机设于所述变速箱箱体并且驱动带轮带动传送带转动。

进一步，所述传送带表面间隔设有弧形凹槽。

进一步，所述整理槽的入料口高于出料口。

进一步，所述整理槽、传动槽和卸料槽分别设有宽度调节结构并且根据工件的长度分别调整整理槽、传动槽和卸料槽的宽度。

进一步，所述机械手设有长度调节结构并且根据工件的直径调整机械手长度。

进一步，所述装夹动力箱设有驱动所述花键轴的伺服电机。

进一步，所述接料口为设于所述基座的弧形板。

进一步，本车丝机还包括防护罩，所述防护罩通过所述支架设于所述花键轴一侧并且位于所述主轴卡盘与花键轴之间。

由于本发明自动供料及装卸工件的车丝机采用了上述技术方案，即本车丝机包括基座、进给机构、主传动机构、自动装夹机构、自动供卸料机构、刀架和控制器；基座提供整个设备的安装支撑平台，进给机构、主传动机构和刀架实现轴类工件的车丝加工作业，自动装夹机构实现轴类工件在车丝加工过程的装夹，自动供卸料机构实现轴类工件向自动装夹机构的自动供料，并且在车丝完成后自动卸料，控制器实现整个设备的联动控制。本车丝机实现螺纹加工工件的自动供料及装卸，有效提高了加工效率，确保产品质量及稳定性，降低了操作工人的劳动强度及机械加工生产成本。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明自动供料及装卸工件的车丝机结构示意图；

图2为图1中A向示意图；

图3为图1中B向示意图。

具体实施方式

实施例如图1、图2和图3所示，本发明自动供料及装卸工件的车丝机包括基座1、进给机构2、主传动机构3、自动装夹机构4、自动供卸料机构5、刀架6和控制器7；

所述基座1顶面间隔设有导轨11和支架12，所述进给机构2包括纵向拖板21、横向拖板22、横向进给电机23、纵向进给电机25、纵向进给丝杆26和横向进给丝杆24，所述纵向拖板21设于所述导轨11，所述纵向进给电机25设于所述基座1，所述纵向进给丝杆26分别连接所述纵向拖板21和纵向进给电机25并且驱动纵向拖板21沿导轨11移动，所述横向拖板22设于所述纵向拖板21顶面并且通过滑槽连接，所述横向进给电机23设于所述横向拖板22端面，所述横向进给丝杆24分别连接所述横向拖板22和横向进给电机23并且驱动横向拖板22沿垂直所述导轨11的方向移动，所述刀架6设于所述横向拖板22顶面；

所述主传动机构3包括变速箱31、主电机32和主轴卡盘33，所述变速箱31设于所述基座1一侧，所述主电机32设于所述变速箱31箱体并且驱动轴连接所述变速箱31的输入轴，所述主轴卡盘33设于所述变速箱31的输出轴并且位于所述刀架6的行进方向，所述控制器7设于所述变速箱31的顶面；

所述自动装夹机构4包括花键轴41、移动丝杆42、机械手43、抓取气缸44、移动电机45、抓取钩46和装夹动力箱47，所述装夹动力箱47设于所述基座1顶面，所述花键轴41一端连接所述装夹动力箱47输出轴、另一端坐落于所述基座1的支架12上，所述移动丝杆42平行所述花键轴41设置，所述移动电机45设于所述移动丝杆42一端并且驱动移动丝杆42旋转，所述机械手43分别连接所述花键轴41和移动丝杆42，所述花键轴41驱动所述机械手43旋转，所述移动丝杆42驱动机械手43沿所述花键轴41移动，所述抓取气缸44设于所述机械手43顶面，所述抓取钩46连接所述抓取气缸44的柱塞杆并且位于所述机械手43的端面；

所述自动供卸料机构5包括整理槽51、传动槽52、卸料槽53、抓取定位钩54、整理推料板55、抓取推料板56、推料气缸57、58和接料口59，所述整理槽51衔接所述传动槽52并且架设于所述变速箱31顶面，所述传动槽52出口位于所述机械手43上方，所述整理推料板55和抓取推料板56分别设于所述整理槽51和传动槽52末端，所述推料气缸57、58分别连接所述整理推料板55和抓取推料板56，所述抓取定位钩54设于所述传动槽52末端并且位于所述抓取推料板56下方，所述卸料槽53设于所述基座1一侧，所述接料口设于所述基座1上并且位于所述主轴卡盘33下方，所述接料口59衔接所述卸料槽53。

优选的，所述自动供卸料机构5还包括传送带511、带轮512和传动电机513，所述传送带511通过所述带轮512分别设于所述传动槽52和卸料槽53底面，所述传动电机513设于所述变速箱31箱体并且驱动带轮512带动传送带511转动。传动槽和卸料槽可通过传送带实现轴类工件的传递，其结构简单，安装方便并且便于进行控制。

优选的，所述传送带511表面间隔设有弧形凹槽。当轴类工件进入传送带后可落入弧形凹槽内，便于轴类工件在传送带上的定位及有序行进，尤其在卸料槽内可避免轴类工件的碰撞而损坏加工好的螺纹，从而有效提高成品的质量。

优选的，所述整理槽51的入料口高于出料口。轴类工件进入整理槽后可依靠重力有序进入传动槽，达到轴类工件归置整理的目的。

优选的，所述整理槽51、传动槽52和卸料槽53分别设有宽度调节结构并且根据工件的长度分别调整整理槽、传动槽和卸料槽的宽度。该宽度调节结构在机械领域为常规结构，如采用伸缩杆、伸缩板以及哈夫结构等，其目的为实现宽度可调，以适应不同长度轴类工件的车丝加工需求。

优选的，所述机械手43设有长度调节结构并且根据工件的直径调整机械手长度。当机械手与抓取钩抓取轴类工件时，由于轴类工件的直径不一致，使轴类工件无法准确的放入主轴卡盘内，通过调节机械手的长度，能够使被抓取的轴类工件轴线与主轴卡盘的轴线重合，从而实现工件的准确装夹，适用车削不同直径的轴类工件。

优选的，所述装夹动力箱47设有驱动所述花键轴41的伺服电机。通过伺服电机能够准确控制花键轴的转角，从而使得机械手能够实现轴类工件的准确定位，使轴类工件可准确送入主轴卡盘，提高轴类工件装夹的可靠性。

优选的，所述接料口59为设于所述基座1的弧形板。当加工完毕后的轴类工件从主轴卡盘投放到接料口时，通过圆弧板能够便于轴类工件在重力的作用下进入卸料槽内，避免轴类工件在接料口的堵塞。

优选的，本车丝机还包括防护罩48，所述防护罩48通过所述支架12设于所述花键轴41一侧并且位于所述主轴卡盘33与花键轴41之间。防护罩对花键轴提供有效保护，避免在车丝加工作业过程中轴类工件及其他杂物碰撞或嵌入花键轴，确保花键轴的可靠传动。

在轴类工件车丝作业时，首先将轴类工件依次排列放置在整理槽内，当轴类工件到达整理槽的末端时，整理推料板通过推料气缸推动轴类工件进入传动槽内，可以通过传送带将轴类工件送达抓取定位钩上，抓取推料板通过推料气缸推动轴类工件从抓取定位钩上移出传动槽，此时花键轴带动机械手顺时针转动，同时抓取气缸的柱塞杆伸出，使抓取钩与机械手端面之间处于张开状态，通过机械手旋转，使轴类工件进入抓取钩与机械手端面之间，然后抓取气缸的柱塞杆收缩，使轴类工件夹紧在抓取钩与机械手端面之间，当机械手旋转到轴类工件的轴线与主轴卡盘的轴线重合时，移动电机驱动移动丝杆动作，使机械手在花键轴上向主轴卡盘方向移动，轴类工件到达指定位置后，主轴卡盘夹住轴类工件，同时抓取气缸的柱塞杆伸出，使抓取钩与机械手端面之间处于张开状态，花键轴带动机械手逆时针转动指定角度；主电机通过变速箱带动主轴卡盘旋转，并且，通过纵向拖板和横向拖板的进给运动，使刀架上的螺纹车刀对轴类工件进行螺纹加工；加工完毕后，花键轴带动机械手顺时针转动，同时抓取气缸的柱塞杆伸出，使抓取钩与机械手端面之间处于张开状态，通过机械手旋转，使加工完毕后的轴类工件进入抓取钩与机械手端面之间，抓取气缸的柱塞杆收缩，使加工完毕后的轴类工件夹紧在抓取钩与机械手端面之间，机械手继续顺时针转动指定角度，将加工完毕后的轴类工件投放到接料口内，并在重力的作用下进入卸料槽。机械手通过花键轴、移动电机及移动丝杆复位进行再次取料循环，从而实现轴类工件的自动连续供料、装夹、车丝以及卸料作业，期间，控制器实现对整个设备的控制，包括对各电机、气缸以及动力箱的控制。

本车丝机具有结构简单可靠、工件定位精准的特点；通过自动供卸料部分能够将工件进行整理和排列，从而实现工件的自动装夹，可连续、快速和准确的抓取工件，减少工件装卸时间，替代人工装卸，降低人工的劳动强度，避免工件装卸过程中损坏，提高生产效率，并且能够使工件的加工质量更加稳定及提高。

Claims (9)

1.一种自动供料及装卸工件的车丝机，其特征在于：本车丝机包括基座、进给机构、主传动机构、自动装夹机构、自动供卸料机构、刀架和控制器；

所述基座顶面间隔设有导轨和支架，所述进给机构包括纵向拖板、横向拖板、横向进给电机、纵向进给电机、纵向进给丝杆和横向进给丝杆，所述纵向拖板设于所述导轨，所述纵向进给电机设于所述基座，所述纵向进给丝杆分别连接所述纵向拖板和纵向进给电机并且驱动纵向拖板沿导轨移动，所述横向拖板设于所述纵向拖板顶面并且通过滑槽连接，所述横向进给电机设于所述横向拖板端面，所述横向进给丝杆分别连接所述横向拖板和横向进给电机并且驱动横向拖板沿垂直所述导轨的方向移动，所述刀架设于所述横向拖板顶面；

所述主传动机构包括变速箱、主电机和主轴卡盘，所述变速箱设于所述基座一侧，所述主电机设于所述变速箱箱体并且驱动轴连接所述变速箱的输入轴，所述主轴卡盘设于所述变速箱的输出轴并且位于所述刀架的行进方向，所述控制器设于所述变速箱的顶面；

所述自动装夹机构包括花键轴、移动丝杆、机械手、抓取气缸、移动电机、抓取钩和装夹动力箱，所述装夹动力箱设于所述基座顶面，所述花键轴一端连接所述装夹动力箱输出轴、另一端坐落于所述基座的支架上，所述移动丝杆平行所述花键轴设置，所述移动电机设于所述移动丝杆一端并且驱动移动丝杆旋转，所述机械手分别连接所述花键轴和移动丝杆，所述花键轴驱动所述机械手旋转，所述移动丝杆驱动机械手沿所述花键轴移动，所述抓取气缸设于所述机械手顶面，所述抓取钩连接所述抓取气缸的柱塞杆并且位于所述机械手的端面；

所述自动供卸料机构包括整理槽、传动槽、卸料槽、抓取定位钩、整理推料板、抓取推料板、推料气缸和接料口，所述整理槽衔接所述传动槽并且架设于所述变速箱顶面，所述传动槽出口位于所述机械手上方，所述整理推料板和抓取推料板分别设于所述整理槽和传动槽末端，所述推料气缸分别连接所述整理推料板和抓取推料板，所述抓取定位钩设于所述传动槽末端并且位于所述抓取推料板下方，所述卸料槽设于所述基座一侧，所述接料口设于所述基座上并且位于所述主轴卡盘下方，所述接料口衔接所述卸料槽。

2.根据权利要求1所述的自动供料及装卸工件的车丝机，其特征在于：所述自动供卸料机构还包括传送带、带轮和传动电机，所述传送带通过所述带轮分别设于所述传动槽和卸料槽底面，所述传动电机设于所述变速箱箱体并且驱动带轮带动传送带转动。

3.根据权利要求2所述的自动供料及装卸工件的车丝机，其特征在于：所述传送带表面间隔设有弧形凹槽。

4.根据权利要求1、2或3所述的自动供料及装卸工件的车丝机，其特征在于：所述整理槽的入料口高于出料口。

5.根据权利要求4所述的自动供料及装卸工件的车丝机，其特征在于：所述整理槽、传动槽和卸料槽分别设有宽度调节结构并且根据工件的长度分别调整整理槽、传动槽和卸料槽的宽度。

6.根据权利要求4所述的自动供料及装卸工件的车丝机，其特征在于：所述机械手设有长度调节结构并且根据工件的直径调整机械手长度。

7.根据权利要求4所述的自动供料及装卸工件的车丝机，其特征在于：所述装夹动力箱设有驱动所述花键轴的伺服电机。

8.根据权利要求4所述的自动供料及装卸工件的车丝机，其特征在于：所述接料口为设于所述基座的弧形板。

9.根据权利要求4所述的自动供料及装卸工件的车丝机，其特征在于：本车丝机还包括防护罩，所述防护罩通过所述支架设于所述花键轴一侧并且位于所述主轴卡盘与花键轴之间。

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