CN110405229A - 汽车轮毂专用高性能柔性数控车床 - Google Patents

汽车轮毂专用高性能柔性数控车床 Download PDF

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CN110405229A CN201910746641.4A CN201910746641A CN110405229A CN 110405229 A CN110405229 A CN 110405229A CN 201910746641 A CN201910746641 A CN 201910746641A CN 110405229 A CN110405229 A CN 110405229A
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何建国
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Abstract

本发明公开了一种汽车轮毂专用高性能柔性数控车床，包括毛坯库、机床和自动取料装置，毛坯库呈方形框架结构，毛坯库上均匀布置有多个用于放置毛坯的储存位，自动取料机构包括轨道车、升降柱、升降台和用于抓取毛坯的机械手，机械手包括主轴、旋转电机、旋转臂和电磁铁，主轴转动安装在升降台上，旋转电机固定在升降台上并与主轴连接，旋转臂固定在主轴上，电磁铁固定在主轴上，升降柱与升降台间设置有升降装置。将毛坯装夹到机床上，在加工完成后，轨道车和机械手配合，将成品取下，换上新的毛坯，通过上述设置，无需人工搬运装夹毛坯，减少人工操作，降低劳动强度，且可避免人工操作失误，降低整体加工质量。

Description

汽车轮毂专用高性能柔性数控车床
技术领域
本发明涉及一种加工设备，更具体的说是涉及一种汽车轮毂专用高性能柔性数控车床。
背景技术
在汽车轮毂加工中，需要操作人员将轮毂毛坯装夹到机床夹具上，在加工完成后，需要操作人员拆卸。由于轮毂毛坯重量较大，操作人员装夹、拆卸毛坯需要较大的体力消耗，且装夹时，容易因为控制不好，产生些微偏差，降低整体的加工质量。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种汽车轮毂专用高性能柔性数控车床，自动装卸毛坯，无需人工操作。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种汽车轮毂专用高性能柔性数控车床，包括毛坯库、机床和自动取料装置，毛坯库呈方形框架结构，毛坯库上均匀布置有多个用于放置毛坯的储存位，自动取料机构包括轨道车、升降柱、升降台和用于抓取毛坯的机械手，机械手包括主轴、旋转电机、旋转臂和电磁铁，主轴转动安装在升降台上，旋转电机固定在升降台上并与主轴连接，旋转臂固定在主轴上，电磁铁固定在主轴上，升降柱与升降台间设置有升降装置。
作为本发明的进一步改进，升降装置包括升降电机、第一减速器、主动链轮、从动链轮和链条，链条的两端分别固定在升降台上，升降电机固定在轨道车上，第一减速器固定在轨道车上并与升降电机连接，主动链轮连接在第一减速器的输出端上，从动链轮转动安装在升降柱的顶部，链条套在主动链轮和从动链轮上。
作为本发明的进一步改进，毛坯库的顶部设置有发射器，升降柱的顶部设置有用于感应信号的感应器。
作为本发明的进一步改进，电磁铁有两个，旋转臂的中部与主轴连接，两个电磁铁对称设置在旋转臂的两端。
作为本发明的进一步改进，机床包括机架、主卡盘总成、车削机构、和铣削机构，车削机构、主卡盘总成和铣削机构设置在机架上，车削机构包括底座、可在底座上沿主卡盘总成的轴向移动的刀架，主卡盘总成设置在底座上，刀架上设置有自动转盘，自动转盘的端面上沿自动转盘的半径方向呈放射状的均匀固定有若干把车刀，刀架与自动转盘间设置有进刀机构。
作为本发明的进一步改进，自动转盘包括第一座、第一电机、蜗杆、蜗轮和安装盘，第一电机固定在第一座上，蜗杆转动安装在第一座上并与第一电机连接，安装盘转动安装在第一座上，蜗轮与安装盘同轴固定并与蜗杆啮合。
作为本发明的进一步改进，底座内设置有安装腔，底座的侧壁设置有导轨和与安装腔连通的呈长条状的导孔，刀架的底部设置有连接块和与导轨适配的导槽，安装腔内设置有移动机构，移动机构包括移动电机、第一丝杆，移动电机固定在安装腔内，第一丝杆转动安装在安装腔内并与移动电机连接，连接块穿过导孔伸入安装腔内，连接块上开设有螺纹孔，第一丝杆与螺纹孔啮合。
作为本发明的进一步改进，铣削机构包括底架、立架、升降架、安装架和铣刀组件，底架上设置有Y电机和Y丝杆，立架上设置有Y螺套，Y电机与Y丝杆连接，Y丝杆与Y螺套啮合，立架上设置有Z电机和Z丝杆，升降架上设置有Z螺套，Z电机与Z丝杆连接，Z丝杆与Z螺套啮合，升降架上设置有X电机和X丝杆，安装架上设置有X螺套，X电机与X丝杆连接，X螺套与X丝杆啮合，铣刀组件安装在安装架上。
作为本发明的进一步改进，铣削机构还包括刀库和自动换刀机构，刀库包括支架、若干个滚轮、呈带状的载具和带动滚轮转动的动力机构，若干个滚轮和动力机构设置在支架上，动力机构与其中一个滚轮连接，载具上均匀布置有若干个用于放置铣刀的放置孔，自动换刀机构包括叉架、叉轴、转动机构、翻转机构和平移机构，平移机构包括平移电机、平移板、平移丝杆，平移电机固定在支架上，平移丝杆设置在支架上并与平移电机连接，平移板与支架间设置有方向与平移丝杆相同的导向结构，平移板上固定有平移螺套，平移丝杆与平移螺套啮合，翻转机构包括翻转电机、第二减速器和翻转板，第二减速器和翻转电机固定在平移板上并相互连接，翻转板固定在第二减速器的输出端上，叉轴转动安装在翻转板上，转动机构包括转动电机、主动齿轮和从动齿轮，转动电机固定在翻转板上，主动齿轮固定在转动电机的输出端上，从动齿轮与叉轴同轴固定且与主动齿轮啮合。
本发明的有益效果，在加工前，操作人员先将毛坯按照需求放置在储存位上，而后启动设备，轨道车和升降装置配合，将机械手移动到抓取的毛坯处，而后旋转电机带动旋转臂转动，使电磁铁与毛坯接触，而后电磁铁启动，抓取毛坯。然后，升降机构带动毛坯升高，使毛坯脱离储存位，接着，旋转电机反向转动，带动旋转臂回位，避免毛坯碰撞毛坯库，然后，轨道车将毛坯移动到机床前，升降台将毛坯移动到合适的高度，旋转电机带动旋转臂转动，使毛坯移动到与机床配合的位置，将毛坯装夹到机床上，在加工完成后，轨道车和机械手配合，将成品取下，换上新的毛坯，通过上述设置，无需人工搬运装夹毛坯，减少人工操作，降低劳动强度，且可避免人工操作失误，降低整体加工质量。
附图说明
图1为本发明的整体结构图；
图2为自动取料机构的结构图；
图3为机床的结构图；
图4为车削机构和主卡盘总成的结构图；
图5为自动转盘的结构图；
图6为铣削机构、刀库和自动换刀机构的结构图；
图7为铣削机构的结构图；
图8为自动换刀机构的结构图。
具体实施方式
下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。
参照图1至图8所示，本实施例的一种汽车轮毂专用高性能柔性数控车床，包括毛坯库a1、机床a2和自动取料装置，毛坯库a1呈方形框架结构，毛坯库a1上均匀布置有多个用于放置毛坯的储存位，自动取料机构包括轨道车a3、升降柱a4、升降台a5和用于抓取毛坯的机械手a6，机械手a6包括主轴a61、旋转电机a62、旋转臂a63和电磁铁a64，主轴a61转动安装在升降台a5上，旋转电机a62固定在升降台a5上并与主轴a61连接，旋转臂a63固定在主轴a61上，电磁铁a64固定在主轴a61上，升降柱a4与升降台a5间设置有升降装置。
在加工前，操作人员先将毛坯按照需求放置在储存位上，而后启动设备，轨道车a3和升降装置配合，将机械手a6移动到抓取的毛坯处，而后旋转电机a62带动旋转臂a63转动，使电磁铁a64与毛坯接触，而后电磁铁a64启动，抓取毛坯。然后，升降机构带动毛坯升高，使毛坯脱离储存位，接着，旋转电机a62反向转动，带动旋转臂a63回位，避免毛坯碰撞毛坯库a1，然后，轨道车a3将毛坯移动到机床a2前，升降台a5将毛坯移动到合适的高度，旋转电机a62带动旋转臂a63转动，使毛坯移动到与机床a2配合的位置，将毛坯装夹到机床a2上，在加工完成后，轨道车a3和机械手a6配合，将成品取下，换上新的毛坯，通过上述设置，无需人工搬运装夹毛坯，减少人工操作，降低劳动强度，且可避免人工操作失误，降低整体加工质量。
作为改进的一种具体实施方式，升降装置包括升降电机a65、第一减速器a66、主动链轮a67、从动链轮a68和链条a69，链条a69的两端分别固定在升降台a5上，升降电机a65固定在轨道车a3上，第一减速器a66固定在轨道车a3上并与升降电机a65连接，主动链轮a67连接在第一减速器a66的输出端上，从动链轮a68转动安装在升降柱a4的顶部，链条a69套在主动链轮a67和从动链轮a68上。
在工作过程中，升降电机a65驱动减速器运行，带动主动链轮a67转动，主动链轮a67通过链条a69带动从动链轮a68转动，链条a69转动时带动升降台a5升降，从而带动毛坯升降。通过主动链轮a67、从动链轮a68和链条a69带动升降台a5升降，结构简单，容易制造。
作为改进的一种具体实施方式，毛坯库a1的顶部设置有发射器，升降柱a4的顶部设置有用于感应信号的感应器。
通过发生器和信号感应器配合，可以精确定位毛坯的装夹位置，避免在运行过程中产生偏差，降低加工质量。
作为改进的一种具体实施方式，电磁铁a64有两个，旋转臂a63的中部与主轴a61连接，两个电磁铁a64对称设置在旋转臂a63的两端。
通过两个电磁铁a64的设置，可在拆卸成品前，先将毛坯固定到一个电磁铁a64上，在拆下成品后，直接通过短距离的移动，将新的毛坯装上，无需来回转移，提高工作效率。
作为改进的一种具体实施方式，机床a2包括机架1、主卡盘总成2、车削机构3、和铣削机构4，车削机构3、主卡盘总成2和铣削机构4设置在机架1上，车削机构3包括底座31、可在底座31上沿主卡盘总成2的轴向移动的刀架32，主卡盘总成2设置在底座31上，刀架32上设置有自动转盘33，自动转盘33的端面上沿自动转盘33的半径方向呈放射状的均匀固定有若干把车刀34，刀架32与自动转盘33间设置有进刀机构。
作为改进的一种具体实施方式，自动转盘33包括第一座331、第一电机332、蜗杆333、蜗轮334和安装盘335，第一电机332固定在第一座331上，蜗杆333转动安装在第一座331上并与第一电机332连接，安装盘335转动安装在第一座331上，蜗轮334与安装盘335同轴固定并与蜗杆333啮合。
作为改进的一种具体实施方式，底座31内设置有安装腔，底座31的侧壁设置有导轨311和与安装腔连通的呈长条状的导孔312，刀架32的底部设置有连接块321和与导轨311适配的导槽322，安装腔内设置有移动机构，移动机构包括移动电机313、第一丝杆314，移动电机313固定在安装腔内，第一丝杆314转动安装在安装腔内并与移动电机313连接，连接块321穿过导孔312伸入安装腔内，连接块321上开设有螺纹孔，第一丝杆314与螺纹孔啮合。
在加工毛坯时，主卡盘总成2夹住毛坯，而后，移动电机313启动，带动第一丝杆314转动，带动刀架32移动，带动车刀34靠近毛坯，而后主卡盘总成2转动，进刀机构带动车刀34车削毛坯。在需要换刀时，第一电机332带动蜗杆333转动，蜗杆333带动蜗轮334转动，蜗轮334带动安装盘335转动，从而，使所需的车刀34移动到工作位置。通过上述设置，自动加工毛坯、自动换刀，无需人工操作，降低人工成本。
作为改进的一种具体实施方式，铣削机构4包括底架41、立架42、升降架43、安装架44和铣刀组件45，底架41上设置有Y电机51和Y丝杆52，立架42上设置有Y螺套，Y电机51与Y丝杆52连接，Y丝杆52与Y螺套啮合，立架42上设置有Z电机53和Z丝杆54，升降架43上设置有Z螺套，Z电机53与Z丝杆54连接，Z丝杆54与Z螺套啮合，升降架43上设置有X电机55和X丝杆56，安装架44上设置有X螺套，X电机55与X丝杆56连接，X螺套与X丝杆56啮合，铣刀组件45安装在安装架44上。
作为改进的一种具体实施方式，铣削机构4还包括刀库6和自动换刀机构7，刀库6包括支架61、若干个滚轮62、呈带状的载具63和带动滚轮62转动的动力机构，若干个滚轮62和动力机构设置在支架61上，动力机构与其中一个滚轮62连接，载具63上均匀布置有若干个用于放置铣刀的放置孔64，自动换刀机构7包括叉架71、叉轴72、转动机构、翻转机构和平移机构，平移机构包括平移电机75、平移板73、平移丝杆74，平移电机75固定在支架61上，平移丝杆74设置在支架61上并与平移电机75连接，平移板73与支架61间设置有方向与平移丝杆74相同的导向结构，平移板73上固定有平移螺套76，平移丝杆74与平移螺套76啮合，翻转机构包括翻转电机77、第二减速器78和翻转板79，第二减速器78和翻转电机77固定在平移板73上并相互连接，翻转板79固定在第二减速器78的输出端上，叉轴72转动安装在翻转板79上，转动机构包括转动电机80、主动齿轮81和从动齿轮82，转动电机80固定在翻转板79上，主动齿轮81固定在转动电机80的输出端上，从动齿轮82与叉轴72同轴固定且与主动齿轮81啮合。
在车削完以后，Y电机51带动Y丝杆52转动，带动立架42朝毛坯移动，X电机55带动X丝杆56转动，带动立架42朝毛坯移动，将铣刀组件45移动到毛坯的上方，而后铣刀组件45启动，Z电机53带动Z丝杆54转动，带动铣刀组件45加工毛坯。在需要换刀时，动力机构带动滚轮62转动，带动载具63转动，将需要的铣刀移动到换刀的位置上，而后，平移电机75带动平移板73移动，翻转电机77带动翻转板79翻转，将叉架71移动到铣刀的外侧，接着，旋转电机a62转动，使叉架71对准铣刀，然后平移电机75带动平移丝杆74反向转动，使叉架71叉住要更换的铣刀，叉住铣刀后，平移电机75再次反转，将铣刀从放置孔64内取出，然后，转动电机80带动叉架71转动，避免刀库6干涉换刀机构的移动，接着翻转电机77带动翻转板79翻转，使铣刀翻转到另一头，处于换刀位置，然后通过铣刀组件45的升降和平移运动的配合，完成换刀动作。叉架71的上可以设置两个工作为，从而可以在一次移动中，完成拆刀和换刀的工作，提高工作效率。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种汽车轮毂专用高性能柔性数控车床，其特征在于：包括毛坯库(a1)、机床(a2)和自动取料装置，所述毛坯库(a1)呈方形框架结构，所述毛坯库(a1)上均匀布置有多个用于放置毛坯的储存位，所述自动取料机构包括轨道车(a3)、升降柱(a4)、升降台(a5)和用于抓取毛坯的机械手(a6)，所述机械手(a6)包括主轴(a61)、旋转电机(a62)、旋转臂(a63)和电磁铁(a64)，所述主轴(a61)转动安装在升降台(a5)上，所述旋转电机(a62)固定在升降台(a5)上并与主轴(a61)连接，所述旋转臂(a63)固定在主轴(a61)上，所述电磁铁(a64)固定在主轴(a61)上，所述升降柱(a4)与升降台(a5)间设置有升降装置。
2.根据权利要求1所述的一种汽车轮毂专用高性能柔性数控车床，其特征在于：所述升降装置包括升降电机(a65)、第一减速器(a66)、主动链轮(a67)、从动链轮(a68)和链条(a69)，所述链条(a69)的两端分别固定在升降台(a5)上，所述升降电机(a65)固定在轨道车(a3)上，所述第一减速器(a66)固定在轨道车(a3)上并与升降电机(a65)连接，所述主动链轮(a67)连接在第一减速器(a66)的输出端上，所述从动链轮(a68)转动安装在升降柱(a4)的顶部，所述链条(a69)套在主动链轮(a67)和从动链轮(a68)上。
3.根据权利要求1所述的一种汽车轮毂专用高性能柔性数控车床，其特征在于：所述毛坯库(a1)的顶部设置有发射器，所述升降柱(a4)的顶部设置有用于感应信号的感应器。
4.根据权利要求1所述的一种汽车轮毂专用高性能柔性数控车床，其特征在于：所述电磁铁(a64)有两个，所述旋转臂(a63)的中部与主轴(a61)连接，两个所述电磁铁(a64)对称设置在旋转臂(a63)的两端。
5.根据权利要求1所述的一种汽车轮毂专用高性能柔性数控车床，其特征在于：所述机床(a2)包括机架(1)、主卡盘总成(2)、车削机构(3)、和铣削机构(4)，所述车削机构(3)、主卡盘总成(2)和铣削机构(4)设置在机架(1)上，所述车削机构(3)包括底座(31)、可在底座(31)上沿主卡盘总成(2)的轴向移动的刀架(32)，所述主卡盘总成(2)设置在底座(31)上，所述刀架(32)上设置有自动转盘(33)，所述自动转盘(33)的端面上沿自动转盘(33)的半径方向呈放射状的均匀固定有若干把车刀(34)，所述刀架(32)与自动转盘(33)间设置有进刀机构。
6.根据权利要求1所述的一种汽车轮毂专用高性能柔性数控车床，其特征在于：所述自动转盘(33)包括第一座(331)、第一电机(332)、蜗杆(333)、蜗轮(334)和安装盘(335)，所述第一电机(332)固定在第一座(331)上，所述蜗杆(333)转动安装在第一座(331)上并与第一电机(332)连接，所述安装盘(335)转动安装在第一座(331)上，所述蜗轮(334)与安装盘(335)同轴固定并与蜗杆(333)啮合。
7.根据权利要求5所述的一种汽车轮毂专用高性能柔性数控车床，其特征在于：所述底座(31)内设置有安装腔，所述底座(31)的侧壁设置有导轨(311)和与安装腔连通的呈长条状的导孔(312)，所述刀架(32)的底部设置有连接块(321)和与导轨(311)适配的导槽(322)，所述安装腔内设置有移动机构，所述移动机构包括移动电机(313)、第一丝杆(314)，所述移动电机(313)固定在安装腔内，所述第一丝杆(314)转动安装在安装腔内并与移动电机(313)连接，所述连接块(321)穿过导孔(312)伸入安装腔内，所述连接块(321)上开设有螺纹孔，所述第一丝杆(314)与螺纹孔啮合。
8.根据权利要求1所述的一种汽车轮毂专用高性能柔性数控车床，其特征在于：所述铣削机构(4)包括底架(41)、立架(42)、升降架(43)、安装架(44)和铣刀组件(45)，所述底架(41)上设置有Y电机(51)和Y丝杆(52)，所述立架(42)上设置有Y螺套，所述Y电机(51)与Y丝杆(52)连接，所述Y丝杆(52)与Y螺套啮合，所述立架(42)上设置有Z电机(53)和Z丝杆(54)，所述升降架(43)上设置有Z螺套，所述Z电机(53)与Z丝杆(54)连接，所述Z丝杆(54)与Z螺套啮合，所述升降架(43)上设置有X电机(55)和X丝杆(56)，所述安装架(44)上设置有X螺套，所述X电机(55)与X丝杆(56)连接，所述X螺套与X丝杆(56)啮合，所述铣刀组件(45)安装在安装架(44)上。
9.根据权利要求5所述的一种汽车轮毂专用高性能柔性数控车床，其特征在于：所述铣削机构(4)还包括刀库(6)和自动换刀机构(7)，所述刀库(6)包括支架(61)、若干个滚轮(62)、呈带状的载具(63)和带动滚轮(62)转动的动力机构，若干个所述滚轮(62)和动力机构设置在支架(61)上，所述动力机构与其中一个滚轮(62)连接，所述载具(63)上均匀布置有若干个用于放置铣刀的放置孔(64)，所述自动换刀机构(7)包括叉架(71)、叉轴(72)、转动机构、翻转机构和平移机构，所述平移机构包括平移电机(75)、平移板(73)、平移丝杆(74)，所述平移电机(75)固定在支架(61)上，所述平移丝杆(74)设置在支架(61)上并与平移电机(75)连接，所述平移板(73)与支架(61)间设置有方向与平移丝杆(74)相同的导向结构，所述平移板(73)上固定有平移螺套(76)，所述平移丝杆(74)与平移螺套(76)啮合，所述翻转机构包括翻转电机(77)、第二减速器(78)和翻转板(79)，所述第二减速器(78)和翻转电机(77)固定在平移板(73)上并相互连接，所述翻转板(79)固定在第二减速器(78)的输出端上，所述叉轴(72)转动安装在翻转板(79)上，所述转动机构包括转动电机(80)、主动齿轮(81)和从动齿轮(82)，所述转动电机(80)固定在翻转板(79)上，所述主动齿轮(81)固定在转动电机(80)的输出端上，所述从动齿轮(82)与叉轴(72)同轴固定且与主动齿轮(81)啮合。
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