CN109664121A - 一种机床自动定位加工平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的是一种机床自动定位加工平台，属于智能制造机械设备技术领域，包括远程操作电脑、控制系统、底板、夹具、冷却系统、运动系统等部分组成。远程操作电脑可以方便在工作室完成对设备的操作、查看。控制系统实现对运动系统、冷却系统及传感器的控制，冷却系统通过喷头前端的测温探头实现对冷却流量的实时调整，运动系统完成对工件三个方向上运动距离实现。本发明专利可自动化的完成对工件的定位加工，解决了目前加工时工件定位操作耗时、耗力，加工依赖人工操作等问题。
Description
技术领域
本发明涉及机床加工平台，具体涉及一种机床自动定位加工平台，属于智能制造机械设备技术领域。
背景技术
机床的出现改变我们的生产方式，促进了人类工业技术的发展，在科技飞速发展的今天的制造业要不断走向自动化、智能化的趋势，高效机床夹具平台能很好的来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。 此外，随着机械产品精度的日益提高，而机床的加工平台对工件的加工精度有着直接的影响，势必需要越来越好的定位夹具，以前的手工操作存在人为的误差，使得定位不准确，加工粗糙，误差大，随着物联网、智能制造、自动化等技术的不断发展为机床加工平台的发展提供了有利的技术条件和应用背景。
发明内容
为了提高工件加工生产效率，减少工人的劳动强度，并降低在工件定位、加工时的人为误差，本发明设计了一种机床自动定位加工平台，旨在促进制造业不断自动化、智能化的趋势。
本发明提供的一种机床自动定位加工平台，包括远程操作电脑（1）、控制系统（2）、底板（3）、夹具（4）、冷却系统（5）、运动系统（6）。
所述的远程操作电脑（1）包括输入键盘（11）、开关（12）、显示屏（13）、Z轴方向位移调节旋钮（14）、X轴方向位移调节旋钮（15）、Y轴方向位移调节旋钮（18）、对比度调节旋钮（16）、亮度调节旋钮（17）、精度调节旋钮（19）。
所述控制系统（2）包括箱体（21）、电源插孔（22）、控制线接口（23）、支撑架（24）、摄像头（25）、电源指示灯（26）、电源开关（27）。
所述夹具（4）包括滑台（41）、螺杆（42）、夹台（43）、弹簧（45）、压力传感器（44）、位移传感器（46）。
所述冷却系统（5）包括控制阀体（51）、液体进口（52）、气体进口（53）、油量调节旋钮（54）、气量调节旋钮（55）、万向出口管（56）、温度探头（57）。
所述运动系统（6）包括Z轴方向运动模块（61）、X轴方向运动模块（62）、Y轴方向运动模块（63）。
所述Z轴方向运动模块（61）包括驱动电机（611）、框架（612）、螺套（613）。
所述X轴方向运动模块（62）包括无齿框架（621）、驱动模块A（622）、带齿框架A（623）、连接杆A（624）、从动模块A（625）。
所述驱动模块A（622）包括电机（6221）、连接板A（6222）、驱动齿轮（6223）、从动轮A（6224）。
所述从动模块（625）包括连接板B（6251）、从动齿轮（6252）、从动轮B（6253）。
所述Y轴方向运动模块（63）包括驱动模块B（631）、连接杆B（632）、带齿框架B（633）、从动模块B（634）。
远程操作电脑（1）与控系统（2）远程无线连接，输入键盘（11）与远程操作电脑主板电性连接，Z轴方向位移调节旋钮（14）与远程操作电脑主板电性相连，X轴方向位移调节旋钮（15）与远程操作电脑主板电性相连，Y轴方向位移调节旋钮（18）与远程操作电脑主板电性相连，精度调节旋钮（19）与远程操作电脑主板电性相连。
支撑架（24）固定连接在箱体（21）表面，摄像头（25）与支撑架（24）转动副连接，摄像头（25）与控制系统（2）电性连接，电源指示灯（26）和电源开关（27）安装在箱体表面上方，控制线接口（23）和电源插孔（22）位于箱体侧面和背面下侧。
滑台（41）与Y轴方向驱动模块B（631）和Y轴方向从动模块B（634）固定连接，夹台（43）与滑台（41）通过移动副连接，压力传感器（44）安装在滑台（41）上表面，滑台（41）与Y向运动模块（63）中的连接板A（6222）固定连接，位移传感器（46）安装在夹台（43）下表面，压力传感器（44）与控制系统（2）电性连接，位移传感器（46）与控制系统（2）电性连接，螺杆（42）与夹台（43）通过螺纹连接，弹簧（45）与螺杆（42）间隙配合。
油量调节旋钮（54）、气量调节旋钮（55）均位于控制阀体（51）上表面，液体进口（52）、气体进口（53）均位于控制阀体（51）侧面下方，液体进口（52）与冷却液箱体连接，气体进口（53）与气泵连接，万向出口管（56）与控制阀体（51）固定连接，温度探头（57）固定连接在万向出口管（56）喷头前方，温度探头（57）与控制系统（2）电性连接。
X轴方向运动模块（62）位于Z轴方向运动模块（61）上方，Y轴方向运动模块（63）位于X轴方向运动模块（62）上方，螺套（613）位于框架（612）的带齿框架（623）的孔中，所述的框架（612）即为带齿框架（623）与无齿框架（621）所拼成的框架，带齿框架（623）与无齿框架（621）固定连接，驱动电机（611）与螺套（613）通过丝杠连接进行传动，驱动电机（611）固定连接在底板（3）上，驱动模块A（622）与从动模块A（625）通过连接杆A（624）固定连接，驱动齿轮（6223）与带齿框架A（623）槽内上表面齿轮齿条连接，从动轮A（6224）与带齿框架（623）槽内下表面滚动副连接，从动齿轮（6252）与带齿框架A（623）槽内上表面齿轮齿条连接，从从动轮B（6253）与带齿框架A（623）槽内下表面滚动副连接，驱动齿轮（6223）与电机（6221）固定连接，连接板A（6222）与电机（6221）固定连接，从动轮A（6224）与连接板A（6222）转动副连接，从动齿轮（6252）与连接板B（6251）转动副连接，从动轮B（6253）与连接板B（6251）转动副连接，驱动模块A（622）与控制系统（2）电性连接，驱动电机（611）与控制系统（2）电性连接。
所述驱动模块B（631）组成与驱动模块A（622）组成部分相同，从动模块B（634）组成与从动模块A（625）的组成相同。
Y轴方向运动模块（63）与X轴方向运动模块（62）的安装形式相同。
本发明提供的一种机床自动定位加工平台具有结构简单、制造成本低、安装方便的优点，有益效果如下：远程操作电脑可在远处完成对设备的操作，摄像头可以实时监控到整个设备的工作情况，人可以不用亲临车间现场，可实现自动化的定位，达到定位准确、精度高。加工过程可通过三维度方向上的运动模块自动完成，冷却系统通过对实时温度的感应及时调整冷却液流量的大小，提高了冷却液的使用率。重力感应器通过对工件重量的实时反馈，从而及时调整运动速到，达到及时改变切削力大小的目的。大大改善了机械加工的自动化程度，实现了降低劳动强度的目的。
附图说明
图1为本发明的整体结构
图2为本发明的远程操作电脑
图3为本发明的控制系统
图4为本发明的夹具正面
图5为本发明的夹具背面
图6为本发明的冷却系统
图7为本发明的运动系统
图8为本发明的Z轴方向运动模块
图9为本发明的X轴方向运动模块
图10为本发明的驱动模块
图11为本发明的从动模块
图12为本发明的Y轴方向运动模块
附图的各个序号含义为：1—远程操作电脑、2—控制系统、3—底板、4—夹具、5—冷却系统、6—运动系统、11—键盘、12—开关、13—显示屏、14—Z轴方向位移调节旋钮、15—X轴方向位移调节旋钮、16—对比度调节旋钮、17—亮度调节旋钮、18—Y轴方向位移调节旋钮、19—精度调节旋钮、21—箱体、22—电源插孔、23—控制线插孔、24—支撑架、25—摄像头、26—电源指示灯、27—电源开关、41—滑台、42—螺杆、43—夹台、44—压力传感器、45—弹簧、46—位移传感器、51—控制阀体、52—液体进口、53—气体进口、54—油量调节旋钮、55—气量调节旋钮、56—万向出口管、57—温度探头、61—Z轴方向运动模块、62—X轴方向运动模块、63—Y轴方向运动模块、611—驱动电机、612—框架、613—螺套、621—无齿框架、622—驱动模块A、623—带齿框架A、624—连接杆A、625—从动模块A、6221—电机、6222—连接板A、6223—驱动齿轮、6224—从动轮A、6251—连接板B、6252—从动齿轮、6253—从动轮B、631—驱动模块B、632—连接杆B、633—带齿框架B、634—从动模块B。
具体实施方式
为了使本发明实现的结构功能、技术手段和工作过程便于了解，下面结合附图1—12进一步说明其具体的实施方式。
本发明提供的一种机床自动定位加工平台，包括远程操作电脑（1）、控制系统（2）、底板（3）、夹具（4）、冷却系统（5）、运动系统（6）。
所述的远程操作电脑（1）包括输入键盘（11）、开关（12）、显示屏（13）、Z轴方向位移调节旋钮（14）、X轴方向位移调节旋钮（15）、Y轴方向位移调节旋钮（18）、对比度调节旋钮（16）、亮度调节旋钮（17）、精度调节旋钮（19）。
所述控制系统（2）包括箱体（21）、电源插孔（22）、控制线接口（23）、支撑架（24）、摄像头（25）、电源指示灯（26）、电源开关（27）。
所述夹具（4）包括滑台（41）、螺杆（42）、夹台（43）、弹簧（45）、压力传感器（44）、位移传感器（46）。
所述冷却系统（5）包括控制阀体（51）、液体进口（52）、气体进口（53）、油量调节旋钮（54）、气量调节旋钮（55）、万向出口管（56）、温度探头（57）。
所述运动系统（6）包括Z轴方向运动模块（61）、X轴方向运动模块（62）、Y轴方向运动模块（63）。
所述Z轴方向运动模块（61）包括驱动电机（611）、框架（612）、螺套（613）。
所述X轴方向运动模块（62）包括无齿框架（621）、驱动模块A（622）、带齿框架A（623）、连接杆A（624）、从动模块A（625）。
所述驱动模块A（622）包括电机（6221）、连接板A（6222）、驱动齿轮（6223）、从动轮A（6224）。
所述从动模块（625）包括连接板B（6251）、从动齿轮（6252）、从动轮B（6253）。
所述Y轴方向运动模块（63）包括驱动模块B（631）、连接杆B（632）、带齿框架B（633）、从动模块B（634）。
远程操作电脑（1）与控系统（2）远程无线连接，输入键盘（11）与远程操作电脑主板电性连接，Z轴方向位移调节旋钮（14）与远程操作电脑主板电性相连，X轴方向位移调节旋钮（15）与远程操作电脑主板电性相连，Y轴方向位移调节旋钮（18）与远程操作电脑主板电性相连，精度调节旋钮（19）与远程操作电脑主板电性相连。
支撑架（24）固定连接在箱体（21）表面，摄像头（25）与支撑架（24）转动副连接，摄像头（25）与控制系统（2）电性连接，电源指示灯（26）和电源开关（27）安装在箱体表面上方，控制线接口（23）和电源插孔（22）位于箱体侧面和背面下侧。
滑台（41）与Y轴方向驱动模块B（631）和Y轴方向从动模块B（634）固定连接，夹台（43）与滑台（41）通过移动副连接，压力传感器（44）安装在滑台（41）上表面，滑台（41）与Y向运动模块（63）中的连接板A（6222）固定连接，位移传感器（46）安装在夹台（43）下表面，压力传感器（44）与控制系统（2）电性连接，位移传感器（46）与控制系统（2）电性连接，螺杆（42）与夹台（43）通过螺纹连接，弹簧（45）与螺杆（42）间隙配合。
油量调节旋钮（54）、气量调节旋钮（55）均位于控制阀体（51）上表面，液体进口（52）、气体进口（53）均位于控制阀体（51）侧面下方，液体进口（52）与冷却液箱体连接，气体进口（53）与气泵连接，万向出口管（56）与控制阀体（51）固定连接，温度探头（57）固定连接在万向出口管（56）喷头前方，温度探头（57）与控制系统（2）电性连接。
X轴方向运动模块（62）位于Z轴方向运动模块（61）上方，Y轴方向运动模块（63）位于X轴方向运动模块（62）上方，螺套（613）位于框架（612）的带齿框架（623）的孔中，所述的框架（612）即为带齿框架（623）与无齿框架（621）所拼成的框架，带齿框架（623）与无齿框架（621）固定连接，驱动电机（611）与螺套（613）通过丝杠连接进行传动，驱动电机（611）固定连接在底板（3）上，驱动模块A（622）与从动模块A（625）通过连接杆A（624）固定连接，驱动齿轮（6223）与带齿框架A（623）槽内上表面齿轮齿条连接，从动轮A（6224）与带齿框架（623）槽内下表面滚动副连接，从动齿轮（6252）与带齿框架A（623）槽内上表面齿轮齿条连接，从从动轮B（6253）与带齿框架A（623）槽内下表面滚动副连接，驱动齿轮（6223）与电机（6221）固定连接，连接板A（6222）与电机（6221）固定连接，从动轮A（6224）与连接板A（6222）转动副连接，从动齿轮（6252）与连接板B（6251）转动副连接，从动轮B（6253）与连接板B（6251）转动副连接，驱动模块A（622）与控制系统（2）电性连接，驱动电机（611）与控制系统（2）电性连接。
所述驱动模块B（631）组成与驱动模块A（622）组成部分相同，从动模块B（634）组成与从动模块A（625）的组成相同。
Y轴方向运动模块（63）与X轴方向运动模块（62）的安装形式相同。
本发明提供的一种机床自动定位加工平台的使用方法如下：远程操作电脑（1）实现对运动系统（6）的人性化操作，在夹台（43）上放置工件，通过拧紧螺杆（42）实现对工件的固定，然后通过键盘（1）输入需要确定的坐标位置运动系统（6）便可自动将工件调整至加工位置，Z轴方向位移调节旋钮（14）、X轴方向位移调节旋钮（15）、Y轴方向位移调节旋钮（18）都可根据实际需要方便进行对其进行某方向的调整，精度调节旋钮（19）可以对调整或运动时的量进行控制，从而达到控制精度的目的，工件定位好后根据加工要求在通过输入键盘（1）输入各方向的移动值，即可方便的完成对工件的加工，通过是摄像头（25）可以在显示屏（13）上随时观看整个加工过程，通过对比度调节旋钮（16）、亮度调节旋钮（17）可以随时对屏幕清晰度进行调整。
本发明提供的一种机床自动定位加工平台的具体工作原理如下：
远程操作电脑（1）通过物联网技术与控制系统（2）实现远程连接并对其进行控制；
控制系统（2）与X、Y轴方向上驱动模块A（622）的电机（6221）相连并对其进行控制，Z轴方向的驱动电机（611）也与控制箱相连受其控制；
工件Z轴方向的运动由驱动电机（611）通过丝杠与螺套（613）之间的配合进行传动；
X轴方向上的运动通过驱动模块A（622）和从动模块A（625）与带齿框架A（623）槽内上下面所形成的齿条副和移动副实现；
冷却系统（5）的温度探头（57）对加工温度进行实时采集并反馈到控制系统（2），控制系统（2）发出指令对油量和气量进行控制，从而实现对冷却液的控制；
夹台（43）与滑台（41）之间为滑动副，通过螺杆（42）的旋紧完成对工件的固定；
压力传感器（44）完成对工件质量的实时反馈，通过控制系统（2）完成对运动快慢的调节，从而实现改变切削力的目的；位移传感器（46）对实现对精度的实时反馈，便于及时调整；
在整个加工过程中，自动控制系统（2）协调整个加工过程的进行，并能实时显示切削力的变化、工件的质量、冷却液的流量、运动的精度、剩余加工时间，便于工作人员合理掌握加工过程。
Claims (3)
1.一种机床自动定位加工平台，包括远程操作电脑（1）、控制系统（2）、底板（3）、夹具（4）、冷却系统（5）、运动系统（6），其特征在于：
所述的远程操作电脑（1）包括输入键盘（11）、开关（12）、显示屏（13）、Z轴方向位移调节旋钮（14）、X轴方向位移调节旋钮（15）、Y轴方向位移调节旋钮（18）、对比度调节旋钮（16）、亮度调节旋钮（17）、精度调节旋钮（19）；
所述控制系统（2）包括箱体（21）、电源插孔（22）、控制线接口（23）、支撑架（24）、摄像头（25）、电源指示灯（26）、电源开关（27）；
所述夹具（4）包括滑台（41）、螺杆（42）、夹台（43）、弹簧（45）、压力传感器（44）、位移传感器（46）；
所述冷却系统（5）包括控制阀体（51）、液体进口（52）、气体进口（53）、油量调节旋钮（54）、气量调节旋钮（55）、万向出口管（56）、温度探头（57）；
所述运动系统（6）包括Z轴方向运动模块（61）、X轴方向运动模块（62）、Y轴方向运动模块（63）；
所述Z轴方向运动模块（61）包括驱动电机（611）、框架（612）、螺套（613）；
所述X轴方向运动模块（62）包括无齿框架（621）、驱动模块A（622）、带齿框架A（623）、连接杆A（624）、从动模块A（625）；
所述驱动模块A（622）包括电机（6221）、连接板A（6222）、驱动齿轮（6223）、从动轮A（6224）；
所述从动模块（625）包括连接板B（6251）、从动齿轮（6252）、从动轮B（6253）；
所述Y轴方向运动模块（63）包括驱动模块B（631）、连接杆B（632）、带齿框架B（633）、从动模块B（634）；
远程操作电脑（1）与控系统（2）远程无线连接，输入键盘（11）与远程操作电脑主板电性连接，Z轴方向位移调节旋钮（14）与远程操作电脑主板电性相连，X轴方向位移调节旋钮（15）与远程操作电脑主板电性相连，Y轴方向位移调节旋钮（18）与远程操作电脑主板电性相连，精度调节旋钮（19）与远程操作电脑主板电性相连；
支撑架（24）固定连接在箱体（21）表面，摄像头（25）与支撑架（24）转动副连接，摄像头（25）与控制系统（2）电性连接，电源指示灯（26）和电源开关（27）安装在箱体表面上方，控制线接口（23）和电源插孔（22）位于箱体侧面和背面下侧；
滑台（41）与Y轴方向驱动模块B（631）和Y轴方向从动模块B（634）固定连接，夹台（43）与滑台（41）通过移动副连接，压力传感器（44）安装在滑台（41）上表面，滑台（41）与Y向运动模块（63）中的连接板A（6222）固定连接，位移传感器（46）安装在夹台（43）下表面，压力传感器（44）与控制系统（2）电性连接，位移传感器（46）与控制系统（2）电性连接，螺杆（42）与夹台（43）通过螺纹连接，弹簧（45）与螺杆（42）间隙配合；
油量调节旋钮（54）、气量调节旋钮（55）均位于控制阀体（51）上表面，液体进口（52）、气体进口（53）均位于控制阀体（51）侧面下方，液体进口（52）与冷却液箱体连接，气体进口（53）与气泵连接，万向出口管（56）与控制阀体（51）固定连接，温度探头（57）固定连接在万向出口管（56）喷头前方，温度探头（57）与控制系统（2）电性连接；
X轴方向运动模块（62）位于Z轴方向运动模块（61）上方，Y轴方向运动模块（63）位于X轴方向运动模块（62）上方，螺套（613）位于框架（612）的带齿框架（623）的孔中，所述的框架（612）即为带齿框架（623）与无齿框架（621）所拼成的框架，带齿框架（623）与无齿框架（621）固定连接，驱动电机（611）与螺套（613）通过丝杠连接进行传动，驱动电机（611）固定连接在底板（3）上，驱动模块A（622）与从动模块A（625）通过连接杆A（624）固定连接，驱动齿轮（6223）与带齿框架A（623）槽内上表面齿轮齿条连接，从动轮A（6224）与带齿框架（623）槽内下表面滚动副连接，从动齿轮（6252）与带齿框架A（623）槽内上表面齿轮齿条连接，从从动轮B（6253）与带齿框架A（623）槽内下表面滚动副连接，驱动齿轮（6223）与电机（6221）固定连接，连接板A（6222）与电机（6221）固定连接，从动轮A（6224）与连接板A（6222）转动副连接，从动齿轮（6252）与连接板B（6251）转动副连接，从动轮B（6253）与连接板B（6251）转动副连接，驱动模块A（622）与控制系统（2）电性连接，驱动电机（611）与控制系统（2）电性连接。
2.按照权利要求1所述的机床自动定位加工平台，其特征在于：所述驱动模块B（631）组成与驱动模块A（622）组成部分相同，从动模块B（634）组成与从动模块A（625）的组成相同。
3.按照权利要求1~2所述的机床自动定位加工平台，其特征在于：Y轴方向运动模块（63）与X轴方向运动模块（62）的安装形式相同。
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2019
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