CN108746673B - 自动上料加工车床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动上料加工车床，其属于机床设备技术领域。它解决了现有技术中传统手动装夹工件存在的装夹困难、效率低、劳动强度大的缺陷。其主体结构包括床身、自动上料机构、自动夹紧机构、切削机构和落料机构，所述自动上料机构设于床身的一侧，自动夹紧机构和切削机构设于床身的上方，落料机构设于床身的底部。本发明主要用于液压油缸的缸体、石油管道接箍等圆柱形零件的外圆车削加工。

Description

自动上料加工车床

技术领域：

本发明属于机床设备技术领域，具体地说，尤其涉及一种自动上料加工车床。

背景技术：

目前油缸缸体或石油管道接箍的外圆粗车加工方法是：在车床上用卡盘卡爪内撑零件一端内孔，然后用锥形顶尖通过尾座辅助固定，然后进行车削加工。零件装夹完全靠手动操作，费时费力，尤其是中大型零件，装夹时更是困难，不仅效率较低，而且劳动强度大。

发明内容：

为了解决现有技术中传统手动装夹工件存在的装夹困难、效率低、劳动强度大的缺点，本发明提供了一种区别于现有技术的自动上料加工车床，其能达到油缸类零件的自动上料、自动装夹；保证零件的加工尺寸一致性，操作高效、省时省力。

为了实现上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：

一种自动上料加工车床，包括床身，还包括自动上料机构、自动夹紧机构、切削机构和落料机构，所述自动上料机构设于床身的一侧，自动夹紧机构和切削机构设于床身的上方，落料机构设于床身的底部。

进一步地，所述自动上料机构包括上料油缸、上料架、上料托架和上料板，所述上料架安装在床身的一侧，上料油缸安装在上料架上，上料托架安装在上料油缸的活塞杆顶端，上料板安装在上料架的上方。

进一步地，所述自动夹紧机构包括接近开关Ⅰ、夹紧油缸、尾座顶头、主轴顶头、主轴箱、主轴和尾座，接近开关Ⅰ安装在夹紧油缸的一端，另一端与尾座顶头连接；所述夹紧油缸安装固定在尾座上，尾座安装在床身上，主轴顶头与主轴连接，主轴安装在主轴箱上，主轴箱安装在床身上，所述尾座顶头与主轴顶头之间形成待夹紧区域。

进一步地，所述切削机构包括第一伺服电机、第一滚珠丝杠、滑板、刀架、第二滚珠丝杠、第二伺服电机和床鞍，第一伺服电机与第一滚珠丝杠连接，滑板通过螺母和螺母座安装在第一滚珠丝杠的上方，刀架安装在滑板上；所述第二伺服电机安装在床身上，第二伺服电机与第二滚珠丝杠连接，第二滚珠丝杠与床鞍连接，所述滑板安装在床鞍上，床鞍可滑动地安装在导轨上，所述导轨安装在床身上。

进一步地，所述落料机构包括落料轨道和接料箱，所述落料轨道设于床身的内腔，接料箱设于床身的外侧底部。

进一步地，所述接近开关Ⅰ设有两个。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过自动上料机构，能够保证零件的加工尺寸一致性，上料速度快，减少了装夹时间，省时省力；

2、通过自动夹紧机构和落料机构，可实现一人多机操作，提高了生产效率，降低了人工成本，同时降低了劳动强度；

3、一机多用途：上料板、尾座顶头和主轴顶头等可设计多种不同的尺寸，可为多种不同规格的工件加工；

4、本发明结构简单、维修方便。

附图说明：

图1为本发明的右视图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的俯视图；

图4为本发明的电气原理图一；

图5为本发明的电气原理图二；

图6为本发明的电气原理图三；

图7为本发明的电气原理图四。

图中：1、第一伺服电机；2、第一滚珠丝杠；3、滑板；4、刀架；5、待上料工件；6、上料油缸；7、上料架；8、上料托架；9、接料箱；10、液压站；11、接近开关Ⅰ；12、夹紧油缸；13、尾座顶头；14、主轴顶头；15、第二滚珠丝杠；16、第二伺服电机；17、床身；18、上料板；19、主轴箱；20、主轴；21、尾座；22、电机；23、皮带；24、床鞍；25、落料轨道；26、导轨；27、磁环；28、接近开关Ⅱ。

具体实施方式：

下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1-3所示，一种自动上料加工车床，包括床身17、自动上料机构、自动夹紧机构、切削机构和落料机构，所述自动上料机构设于床身17的一侧，自动夹紧机构和切削机构设于床身17的上方，落料机构设于床身17的底部。

实施例2：

一种自动上料加工车床，所述自动上料机构包括上料油缸6、上料架7、上料托架8和上料板18，所述上料架7安装固定在床身17的一侧，上料油缸6安装在上料架7上，上料托架8安装在上料油缸6的活塞杆顶端；上料板18安装在上料架7的上方，用于储存待上料工件5；上料架7由两块钢板构成，两块钢板平行放置，中间通过支撑板固定连接，上料油缸6通过四个螺栓固定在两块钢板上。

所述自动夹紧机构包括接近开关Ⅰ11、夹紧油缸12、尾座顶头13、主轴顶头14、主轴箱19、主轴20和尾座21，夹紧油缸12是双活塞杆油缸，接近开关Ⅰ11安装在夹紧油缸12的左端，右端的活塞杆与尾座顶头13连接；所述夹紧油缸12安装固定在尾座21上，尾座21安装在床身17上，主轴顶头14与主轴20连接，主轴20安装在主轴箱19上，主轴箱19安装在床身17上，皮带23与主轴箱19内的主轴20连接，皮带23又通过皮带轮与电机22连接，所述尾座顶头13与主轴顶头14之间形成待夹紧区域。

通过两个接近开关Ⅰ11控制夹紧油缸12的行程，夹紧油缸12的左侧活塞杆上安装有一个磁环27，当活塞杆左移时，尾座顶头13也向左移，磁环27到达左侧的接近开关Ⅰ11(即接近开关SQ4)下方时，接近开关Ⅰ11发出信号控制夹紧油缸12停止运动；活塞杆右移时正好处于夹紧状态，工件被顶紧，接近开关SQ3是顶尖最大伸出限位，起安全保护作用，正常工作时是处于非工作状态。

所述切削机构包括第一伺服电机1、第一滚珠丝杠2、滑板3、刀架4、第二滚珠丝杠15、第二伺服电机16和床鞍24，第一伺服电机1通过联轴器与第一滚珠丝杠2连接，第一滚珠丝杠2上有螺母，滑板3下方设有螺母座，滑板3通过螺母和螺母座安装在第一滚珠丝杠2的上方，第一滚珠丝杠2带动滑板3做直线运动，刀架4通过三个螺栓安装固定在滑板3上；所述第二伺服电机16安装在床身17上，第二伺服电机16通过联轴器与第二滚珠丝杠15连接，第二滚珠丝杠15通过丝杠螺母与床鞍24连接，第二滚珠丝杠15控制床鞍24实现左右运动，所述滑板3安装在床鞍24上，床鞍24可滑动地安装在导轨26上，床鞍24可沿导轨26左右滑动，所述导轨26安装固定在床身17上。

所述落料机构包括落料轨道25和接料箱9，所述落料轨道25设于床身17的内腔，接料箱9设于床身17的外侧底部，加工完的工件从落料轨道25滑落至接料箱9内。

所述上料油缸6上设有两处接近开关Ⅱ28，接近开关Ⅱ28的作用与接近开关Ⅰ11的作用类似。其他部分与实施例1相同。

本发明的工作原理为：

液压站10启动，上料油缸6的活塞杆伸出将待上料工件5送至待夹紧区域，通过接近开关Ⅱ28控制上料油缸6的行程，然后夹紧油缸12动作，通过尾座顶头13将待上料工件5推至尾座顶头13与主轴顶头14之间的待夹紧区域并顶紧，此时工件被夹紧，上料油缸6收到接近开关Ⅱ28的信号后缩回，待上料工件5处掉落一个未加工的工件待位，此时电机22启动通过皮带23带动主轴20旋转，主轴20旋转带动主轴顶头14旋转，再通过第一伺服电机1转动而带动滑板3实现前、后方向的进给切削工件，第二伺服电机16转动带动床鞍24，床鞍24带动刀架4实现左、右方向的进给切削，刀架4对工件的外圆进行切削加工；加工完成后，第一伺服电机1旋转带动刀架4退出，夹紧油缸12带动尾座顶头13缩回，加工完的工件顺着落料轨道25掉落至接料箱9中，滑板3复位，同时上料油缸6将下一个工件推至待夹紧区域，工件被夹紧，开始外圆切削加工，如此往复，进行自动送料，循环加工。

与本发明工作原理相对应的自动上、下料电气控制原理如下：

如图4-7所示，机床上电后，上料油缸6和夹紧油缸12的初始状态都是在缩回位置，系统自动运行时的电气控制过程如下：工件在重力作用下自动滚入上料托架8上，数控系统输出M71信号，控制继电器KA2吸合，继电器KA2的触点L13-210闭合，上料油缸电磁阀YV1通电，使上料油缸6伸出，将工件托起，托至主轴中心等高的位置时(即待夹紧区域)，接近开关SQ1发出到位信号，控制继电器KA10吸合，继电器KA10的常闭触点M71-501断开，使上料油缸电磁阀YV1断电，送料动作完成。同时继电器KA10的常开触点404-300吸合，接通数控系统上料油缸6伸出到位检测信号M12，数控系统接收到上料油缸6伸出到位检测信号后，即可输出M79信号，控制继电器KA3吸合，继电器KA3的触点L13-211闭合，夹紧油缸电磁阀YV4通电，使夹紧油缸12伸出，顶紧工件后，通过压力继电器SP1检测顶紧压力达到设定值后，压力继电器SP1的触点300-606闭合，使继电器KA12吸合，继电器KA12的触点407-300闭合，接通数控系统顶紧压力检测信号M18，数控系统接收到顶紧压力检测信号后，工件顶紧动作完成；数控系统输出M10信号，控制继电器KA8吸合，继电器KA8的触点L13-213闭合，上料油缸电磁阀YV2通电，使上料油缸6缩回，缩回到接近开关SQ2位置时，接近开关SQ2发出到位信号，控制继电器KA11吸合，继电器KA11的常闭触点M10-504断开，继电器KA8断电，使上料油缸电磁阀YV2断电，上料油缸6缩回动作完成；同时继电器KA11的405-300触点接通数控系统上料油缸6缩回到位检测信号M14。此时系统输出一系列指令控制机床根据程序加工工件，工件加工完成后，数控系统输出M73信号，控制继电器KA9吸合，继电器KA9的触点L13-212闭合，夹紧油缸电磁阀YV3通电，使夹紧油缸12缩回，工件被松开，同时通过接近开关SQ4控制继电器KA6吸合，接通数控系统顶尖缩回到位信号M28，至此，完成一个全部机床动作循环。本发明通过数控系统控制液压及伺服进给，实现机、电、液系统的有机结合。

Claims (4)

1.一种自动上料加工车床，包括床身（17），还包括自动上料机构、自动夹紧机构、切削机构和落料机构，所述自动上料机构设于床身（17）的一侧，自动夹紧机构和切削机构设于床身（17）的上方，落料机构设于床身（17）的底部；所述自动上料机构包括上料油缸（6）、上料架（7）、上料托架（8）、上料板（18）和接近开关Ⅱ（28），所述上料架（7）安装在床身（17）的一侧，上料油缸（6）安装在上料架（7）上，上料托架（8）安装在上料油缸（6）的活塞杆顶端，上料板（18）安装在上料架（7）的上方，其特征在于：所述自动夹紧机构包括接近开关Ⅰ（11）、夹紧油缸（12）、尾座顶头（13）、主轴顶头（14）、主轴箱（19）、主轴（20）和尾座（21），接近开关Ⅰ（11）安装在夹紧油缸（12）的一端，另一端与尾座顶头（13）连接；所述夹紧油缸（12）安装固定在尾座（21）上，尾座（21）安装在床身（17）上，主轴顶头（14）与主轴（20）连接，主轴（20）安装在主轴箱（19）上，主轴箱（19）安装在床身（17）上，所述尾座顶头（13）与主轴顶头（14）之间形成待夹紧区域，夹紧油缸（12）的左侧活塞杆上安装有一个磁环（27）；自动上、下料电气控制原理为：

机床上电后，上料油缸（6）和夹紧油缸（12）的初始状态都是在缩回位置，系统自动运行时的电气控制过程如下：工件在重力作用下自动滚入上料托架（8）上，数控系统输出M71信号，控制继电器KA2吸合，继电器KA2的触点L13-210闭合，上料油缸电磁阀YV1通电，使上料油缸（6）伸出，将工件托起，托至主轴中心等高的位置时，接近开关Ⅱ（28）中的接近开关SQ1发出到位信号，控制继电器KA10吸合，继电器KA10的常闭触点M71-501断开，使上料油缸电磁阀YV1断电，送料动作完成；同时继电器KA10的常开触点404-300吸合，接通数控系统上料油缸（6）伸出到位检测信号M12，数控系统接收到上料油缸（6）伸出到位检测信号后，即可输出M79信号，控制继电器KA3吸合，继电器KA3的触点L13-211闭合，夹紧油缸电磁阀YV4通电，使夹紧油缸（12）伸出，顶紧工件后，通过压力继电器SP1检测顶紧压力达到设定值后，压力继电器SP1的触点300-606闭合，使继电器KA12吸合，继电器KA12的触点407-300闭合，接通数控系统顶紧压力检测信号M18，数控系统接收到顶紧压力检测信号后，工件顶紧动作完成；数控系统输出M10信号，控制继电器KA8吸合，继电器KA8的触点L13-213闭合，上料油缸电磁阀YV2通电，使上料油缸（6）缩回，缩回到接近开关Ⅱ（28）中的接近开关SQ2位置时，接近开关SQ2发出到位信号，控制继电器KA11吸合，继电器KA11的常闭触点M10-504断开，继电器KA8断电，使上料油缸电磁阀YV2断电，上料油缸（6）缩回动作完成；同时继电器KA11的405-300触点接通数控系统上料油缸（6）缩回到位检测信号M14；此时系统输出一系列指令控制机床根据程序加工工件，工件加工完成后，数控系统输出M73信号，控制继电器KA9吸合，继电器KA9的触点L13-212闭合，夹紧油缸电磁阀YV3通电，使夹紧油缸（12）缩回，工件被松开，同时通过接近开关Ⅰ（11）中的接近开关SQ4控制继电器KA6吸合，接通数控系统顶尖缩回到位信号M28，至此，完成一个全部机床动作循环。

2.根据权利要求1所述的自动上料加工车床，其特征在于：所述切削机构包括第一伺服电机（1）、第一滚珠丝杠（2）、滑板（3）、刀架（4）、第二滚珠丝杠（15）、第二伺服电机（16）和床鞍（24），第一伺服电机（1）与第一滚珠丝杠（2）连接，滑板（3）通过螺母和螺母座安装在第一滚珠丝杠（2）的上方，刀架（4）安装在滑板（3）上；所述第二伺服电机（16）安装在床身（17）上，第二伺服电机（16）与第二滚珠丝杠（15）连接，第二滚珠丝杠（15）与床鞍（24）连接，所述滑板（3）安装在床鞍（24）上，床鞍（24）可滑动地安装在导轨（26）上，所述导轨（26）安装在床身（17）上。

3.根据权利要求2所述的自动上料加工车床，其特征在于：所述落料机构包括落料轨道（25）和接料箱（9），所述落料轨道（25）设于床身（17）的内腔，接料箱（9）设于床身（17）的外侧底部。

4.根据权利要求3所述的自动上料加工车床，其特征在于：所述接近开关Ⅰ（11）设有两个。