CN110509076B - 一种铸件球窝用自动金加工生产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种球窝铸件用自动金加工生产线，包括依次分布的一号加工工位、二号加工工位、三号加工工位，在三个加工工位之间设置有一周转单元，所述周转单元包括一沿着三个加工工位的分布方向延伸的横梁，在横梁上安装有夹爪，所述夹爪由安装在横梁上的两轴驱动机构驱动在三个加工工位之间来回切换以及上下升降以实现取放球窝工件。本发明的优点在于：本发明中的生产线，采用一号加工工位、二号加工工位、三号加工工位与周转单元的配合，实现了球窝在不同加工机床的周转，减少了人工劳动，提高了工作效率，实现了球窝的自动化金加工。

Description

一种铸件球窝用自动金加工生产线

技术领域

本发明涉及球窝金加工领域，特别涉及一种铸件球窝用自动金加工生产线。

背景技术

复合绝缘子是由至少两种绝缘材料及金属附件构成的一种新型绝缘子。采用抗拉强度极高的玻璃纤维增强树脂引拨棒作为绝缘子芯棒，以承受机械负荷，负荷通过端部金具传递到芯棒上。芯棒外部有护套和伞裙（用耐老化性优异的聚合物材料制作），保护芯棒免受大气侵蚀，并提供所需的爬电距离。由于芯棒的玻璃纤维增强柳旨及伞裙聚合物材料优良的性能。使复合绝缘子在机械强度、耐污闪性能等方面都优于传统的瓷绝缘子。

复合绝缘子的结构与类型从整体上看，复合绝缘子由芯棒、护套（或无护套）、伞裙和端部金属附件四部分组成，端部金属附件包括球窝、球头等。

目前，对于复合绝缘子中的球窝，其大多为铸件，这类球窝在进行加工的过程中，首先，通过铸造模具先加工出球窝的大概形状，形成一个半成品，然后在将球窝半成品送至机床上进行金加工，这一过程中，包括球窝的钻孔、车平面、车压接外圆等金加工工序。传统的加工方式，是将球窝先送至第一台机床上进行车平面、钻中心孔，然后，再送至第二台机床上车压接外圆，最后再送至第三台机床上钻压接孔，三道工序顺利可调，采用这样的加工方式，需要经过三个时间段来实现球窝的金加工，加工周转时间长，工作效率不高，而且球窝在三个机床上周转时，需要人工配合周转小车或其他周转设备来实现球窝的周转，需要消耗大量的人工劳动力，自动化程度不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工作效率高、实现全自动加工的铸件球窝用自动金加工生产线。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种铸件球窝用自动金加工生产线，其创新点在于：包括

依次分布的一号加工工位、二号加工工位、三号加工工位，在三个加工工位之间设置有一周转单元，所述周转单元包括一沿着三个加工工位的分布方向延伸的横梁，在横梁上安装有夹爪，所述夹爪由安装在横梁上的两轴驱动机构驱动在三个加工工位之间来回切换以及上下升降以实现取放球窝工件；

所述一号加工工位处设置有第一加工机床，在第一加工机床上安装有卡具、钻头及平面加工刀具，所述卡具包括一卡盘，在卡盘上安装有三个呈品字形分布的卡爪，钻头、平面加工刀具均与卡具相对设置，且钻头的中心线与卡具的中心线为同一直线；

所述二号加工工位处设置有第二加工机床，所述第二加工机床与第一加工机床结构相同；

所述三号加工工位处设置有第三加工机床，在第三加工机床上安装有专用夹具、顶针及外圆加工刀具，所述专用夹具与顶针相对设置，在专用夹具靠近顶针的一侧具有一容球窝工件的端部嵌入的凹槽，专用夹具与顶针共同配合实现对球窝工件的夹紧，所述外圆加工刀具与顶针位于同一侧，在第三加工机床的旁侧还设置有一出料机构；

在一号加工工位与二号加工工位之间还设置有一工件坯料仓，在二号加工工位与三号加工工位之间还设置有一工件中转仓。

进一步的，所述两轴驱动机构为：在横梁上安装有移动小车，所述移动小车由一水平驱动机构驱动沿着横梁进行往复水平移动，从而带动夹爪在三个加工工位之间进行水平移动，在移动小车上安装有一竖直设置的升降板，夹爪设置于升降板上，并由安装在升降板上的竖直驱动机构驱动沿着升降板进行往复升降，从而实现取放球窝工件。

进一步的，在横梁的外侧还安装有覆盖整个横梁及移动小车的护栏。

进一步的，所述钻头与平面加工刀具安装在同一安装座上，所述安装座具有一倾斜向上延伸的斜面，在该斜面上具有至少两列并列分布的安装槽，且安装槽沿着斜面的延伸方向延伸，钻头与平面加工刀具均通过安装块安装在安装座的斜面上，安装块通过T形螺栓及螺母的配合与安装座相固定。

进一步的，所述出料机构包括一设置在第三加工机床与第二加工机床之间的出料通道及储料箱，所述出料通道倾斜设置，储料箱设置于出料通道的出料口。

进一步的，所述工件坯料仓包括一设置于第一加工机床与第二加工机床之间的工件缓存支架，在工件缓存支架上安装有一工件缓存平台，工件缓存平台与工件缓存支架之间活动配合，所述工件缓存平台上具有若干列沿着第一加工机床至第二加工机床的分布方向并列排布的工件缓存底座，在工件缓存底座上具有若干并列分布的球窝放置凹槽，且球窝放置凹槽的分布方向与横梁的延伸方向相垂直。

进一步的，所述工件缓存平台与工件缓存支架之间的连接为：在工件缓存支架上安装有一对活动导轨，该对活动导轨的延伸方向与横梁的延伸方向相垂直，在工件缓存平台的底端安装有与活动导轨相配合的活动滑块，所述工件缓存平台由安装在工件缓存支架上的驱动缸驱动沿着活动导轨的延伸方向进行往复移动。

进一步的，所述工件中转仓包括一设置于第二加工机床与第三加工机床之间的工中转立柱，在工中转立柱上安装有一工件暂存底板，所述工件暂存底板上安装有气动夹爪。

进一步的，在第一加工机床、第二加工机床及第三加工机床上还安装有喷液嘴。

本发明的优点在于：本发明中的生产线，采用一号加工工位、二号加工工位、三号加工工位与周转单元的配合，实现了球窝在不同加工机床的周转，减少了人工劳动，提高了工作效率，实现了球窝的自动化金加工。

通过将第一加工机床上的钻头的中心线与卡具的中心线设计为同一直线，从而为后续在进行钻孔的同时实现球窝的车平面的同步加工提供的基础，这样只需两个时间段即可实现球窝的钻孔、车平面、车压接外圆的加工，减少了整个球窝加工所需的时间，提高了工作效率。

对于第二加工机床的结构设计的与第一加工机床的结构相同，则是由于球窝的钻孔与车平面的时间要长于车压接外圆的时间，这样避免单独采用一台机床进行钻孔与车平面无法满足第三加工机床的加工速度，使得第三加工机床在加工中存在着长时间等待的现象，方便实现连续化加工，提高工作效率。

横梁外侧设置的护栏则是对横梁以及安装在横梁上的移动小车等部件进行保护，避免外界的硬物对其造成撞伤、磕伤等。

钻头与平面加工刀具的安装，通过安装座、安装槽、安装块的配合，实现了钻头、平面加工刀具与安装座的活动配合连接，方便对钻头、平面加工刀具的上下高度进行调节，以适用于不同尺寸的球窝的加工。

工件坯料仓的设置，通过工件缓存支架、工件缓存平台、工件缓存底座之间的配合，从而方便了一号加工工位与二号加工工位所加工完成的球窝坯料的暂时存放，避免出现一号加工工位、二号加工工位待料的现象，进而导致一号加工工位与二号加工工位中的至少一个会出现停机等待的现象，确保整个生产的连续化进行。

工件中转仓的设置，从而设置两个移动小车来实现球窝工件在三个工位之间的切换，同时也增加了第二夹爪，实现了加工时间的匹配，避免第三工位待料现象，通过两个移动小车的协同工作来提高工作效率，而且中转仓的设置，也解决了三号加工工位需要加工不同位置，从而更换抓取位置，实现工件的正确抓取。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的球窝铸件用自动金加工生产线的示意图。

图2为图1的A部放大示意图。

图3为本发明中第一加工机床的局部放大示意图。

图4为本发明中卡具、钻头及平面加工刀具的示意图。

图5为本发明中专用夹具、顶针及外圆加工刀具的示意图。

图6为本发明中的工件坯料仓的示意图。

图7为本发明中的工件中转仓的示意图。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1-图7所示的一种铸件球窝用自动金加工生产线，包括

依次分布的一号加工工位1、二号加工工位2、三号加工工位3，在三个加工工位之间设置有一周转单元4，周转单元4包括一沿着三个加工工位的分布方向延伸的横梁41，横梁41的下端通过数个沿着横梁41的长轴方向分布的立柱45进行支撑，在横梁41上安装有夹爪43，夹爪43一共有两个，在竖直方向上呈90°分布，两个夹爪43安装在同一夹爪座上，该夹爪座由一摆动油缸或摆动电机驱动进行摆动，从而实现两个夹爪43的切换使用，夹爪43由安装在横梁41上的两轴驱动机构驱动在三个加工工位之间来回切换以及上下升降以实现取放球窝工件。本实施例中的夹爪43为市场上常规的电动夹爪或气动夹爪，其具体结构与工作原理在此就不再详述。

两轴驱动机构为：在横梁41上安装有一对移动小车42，两个移动小车42分别由各自的水平驱动机构驱动沿着横梁41进行往复水平移动，从而带动夹爪43在三个加工工位之间进行水平移动，在本实施例中，水平驱动机构为：在横梁41上安装有沿着横梁41的长轴方向延伸的水平丝杠及水平导轨，同时在移动小车42上安装有与水平丝杠配合使用的丝杠螺母、与水平导轨配合使用的水平滑块，水平丝杠由安装在横梁41上的水平驱动电机驱动进行转动，并带动移动小车42沿着水平导轨的延伸方向进行水平往复移动。在本发明中，对于水平驱动机构的具体结构不仅仅局限于本实施例中的丝杠、丝杠螺母、导轨、滑块之间的配合，还可以采用液压缸、导轨、滑块之间的配合，电动推杆、导轨、滑块之间的配合，电机、齿轮、齿条、导轨、滑块之间的配合，等等类似的驱动机构。

在移动小车42上安装有一竖直设置的升降板44，夹爪43与夹爪座均设置于升降板44上，并由安装在升降板44上的竖直驱动机构驱动沿着升降板44进行往复升降，从而实现取放球窝工件，本实施例中，竖直驱动机构为：在升降板44上安装有沿着竖直方向衍生的升降导轨，在升降导轨上具有与之配合使用的升降滑块，在升降滑块上安装有一升降活动板，该升降活动板由安装在升降板44上的升降油缸驱动沿着升降导轨的延伸方向进行上下升降，摆动油缸或摆动电机安装在升降活动板上。在本发明中，对于竖直驱动机构的设置，也不仅仅局限于升降导轨、升降滑块的配合，也可以利用丝杠与丝杠螺母的配合，导轨、电动推杆、滑块的配合，等等类似的直线驱动机构。

在横梁41的外侧还安装有覆盖整个横梁41及移动小车42的护栏45，护栏45包括一长方体框架式结构，该框架式结构的尺寸大于横梁41的尺寸，在框架式结构上安装有网格状护网。在横梁41外侧设置的护栏45则是对横梁41以及安装在横梁41上的移动小车42等部件进行保护，避免外界的硬物对其造成撞伤、磕伤等。

在一号加工工位1处设置有第一加工机床11，在第一加工机床11上具有一加工空腔，在第一加工机床11的外侧还具有与该加工空腔相连通的开口12，同时在第一加工机床11上还设置有一覆盖整个开口的机门，在第一加工机床11上具有一对活动导轨，同时在机门上安装有与活动导轨相配合使用的活动滑块，机门由安装在第一加工机床11上的启闭油缸或气缸13推动沿着活动导轨进行往复移动，从而实现机门的启闭，启闭油缸或气缸13安装在开口12的一侧，在第一加工机床11上位于开口的另一侧还设置有一接近开关14，同时在启闭油缸或气缸13的活塞杆的顶端还安装有与接近开关14相配合的接近块15，如图3所示。

在第一加工机床11的加工空腔内安装有卡具、钻头及平面加工刀具，如图4所示，卡具包括一与第一加工机床11的主轴相连的卡盘16，且该卡盘16由主轴带动进行转动，在卡盘16上安装有三个呈品字形分布的卡爪17，在本发明中，卡盘16与主轴也可为一个整体，即将卡爪17直接安装在主轴上，本实施例中的卡爪17为市场上使用中的常规的气动卡爪，其具体结构及工作原理在此就不再详述。

钻头18、平面加工刀具19均与卡具相对设置，且钻头18的中心线与卡具的中心线为同一直线。通过将第一加工机床11上的钻头18的中心线与卡具的中心线设计为同一直线，从而为后续在进行钻孔的同时实现球窝的车平面的同步加工提供的基础，这样只需两个时间段即可实现球窝的钻孔、车平面、车压接外圆的加工，减少了整个球窝加工所需的时间，提高了工作效率。

钻头18与平面加工刀具19安装在同一安装座上，安装座由安装在第一加工机床11上的液压缸或其他类似的驱动执行机构驱动进行水平移动，从而带动钻头18与平面加工刀具19靠近或远离卡具，同时在第一加工机床11上具有一沿着卡具、钻头18的分布方向延伸的导轨，安装座活动安装在导轨上，安装座具有一倾斜向上延伸的斜面101，在该斜面101上具有至少两列并列分布的安装槽102，且安装槽102沿着斜面101的延伸方向延伸，钻头18与平面加工刀具19均通过安装块103安装在安装座的斜面101上，钻头18由对应的电机驱动进行移动，安装块103通过T形螺栓及螺母的配合与安装座的斜面101相固定，在安装时，将T形螺栓倒置于安装槽102内，将螺栓的螺杆段伸出安装槽102外，在安装块103上就有容螺栓的螺杆端穿过的通孔，螺栓从安装块103上的通孔中穿过后，利用螺母进行锁紧，从而实现了安装块103与斜面101之间的固定，采用这样的一种安装方式，使得钻头18、平面加工刀具19与安装座之间的相对位置可以进行上下调节，从而可根据需要加工的球窝的尺寸、位置等参数的不同，来调节钻头18、平面加工刀具19的位置，确保可以实现球窝的钻孔、车平面的加工的同时进行。

在二号加工工位2处设置有第二加工机床21，第二加工机床21与第一加工机床11结构相同，在此就不再详述。

在三号加工工位3处设置有第三加工机床31，第三加工机床31的机门结构与第一加工机床11的机门机构相同，在此就不再详述，第三加工机床31内具有一加工空腔，在第三加工机床31的加工空腔内安装有专用夹具32、顶针33及外圆加工刀具34，如图5所示，专用夹具32安装在第三加工机床31的主轴上，在专用夹具32靠近顶针33的一侧具有一容球窝工件的端部嵌入且与球窝端部的形状相仿形的凹槽，顶针33与专用夹具32相对设置，顶针33由安装在第三加工机床31上的液压缸或电动推杆或其他类似直线执行机构驱动靠近或远离专用夹具32，从而使得顶针33与专用夹具32共同配合实现对球窝工件的顶紧，外圆加工刀具34与顶针33位于同一侧，在第三加工机床31内也具有一容外圆加工刀具34安装的8工位安装座，外圆加工刀具34与该安装座的配合与第一加工机床11上的平面加工刀具19与安装座之间的配合相似，在此就不再详述。

在第三加工机床31的旁侧还设置有一出料机构，出料机构包括一设置在第三加工机床31与第二加工机床21之间的出料通道35及储料箱36，出料通道35倾斜设置，在出料通道35的两侧还设置有一对挡料板，以对在出料通道35上输送的球窝工件进行限位，避免其从出料通道35的两侧直接掉落，储料箱36设置于出料通道35的出料口，并用于接收从出料通道35上滑落的球窝工件。

在一号加工工位1与二号加工工位2之间还设置有一工件坯料仓，如图6所示的示意图可知，工件坯料仓包括一设置于第一加工机床11与第二加工机床21之间的工件缓存支架51，工件缓存支架51为一长方体框架式结构，工件缓存支架51的底端通过四个撑脚52支撑，在工件缓存支架51上安装有一工件缓存平台53，工件缓存平台53与工件缓存支架51之间活动配合，工件缓存平台53与工件缓存支架51之间的连接具体为：在工件缓存支架51上安装有一对水平设置的活动导轨54，且该对活动导轨54的延伸方向与横梁41的延伸方向相垂直，在工件缓存平台53的底端安装有与活动导轨54相配合的活动滑块55，工件缓存平台53由安装在工件缓存支架51上的液压缸驱动沿着活动导轨54的延伸方向进行往复移动。

在工件缓存平台53上具有若干列沿着第一加工机床11至第二加工机床21的分布方向并列排布的工件缓存底座56，在工件缓存底座56上具有若干并列分布的球窝放置凹槽，且球窝放置凹槽的分布方向与横梁41的延伸方向相垂直。

工件坯料仓的设置，通过工件缓存支架51、工件缓存平台53、工件缓存底座56之间的配合，从而方便了一号加工工位1与二号加工工位2所加工坯料的暂时存放，避免出现一号加工工位1、二号加工工位2与三号加工工位3的加工时间的不一致，进而导致一号加工工位1与二号加工工位2中的至少一个会出现停机等待的现象，确保整个生产的连续化进行；

在二号加工工位2与三号加工工位3之间还设置有一工件中转仓，工件中转仓包括一设置于第二加工机床21与第三加工机床31之间的工中转立柱上，在本实施例中工中转立柱与支撑横梁41的立柱45为同一跟立柱，从而减少所需的立柱的数量，在工中转立柱上安装有一工件暂存底板61，如图7所示，工件暂存底板61的侧端通过螺栓固定在工中转立柱上，在工件暂存底板61上安装有气动夹爪62，该气动夹爪62为市场上常用的气动夹爪，其具体结构和工作原理在此就不再详述，该气动夹爪62可由安装在工件暂存底板61上的旋转气缸或旋转电机驱动进行转动，从而实现夹持在气动夹爪62上的工件的方向的改变。工件中转仓的设置，从而设置两个移动小车来实现球窝工件在三个工位之间的切换，同时也增加了第二夹爪，实现了加工时间的匹配，避免第三工位待料现象，通过两个移动小车的协同工作来提高工作效率，而且中转仓的设置，也解决了三号加工工位需要加工不同位置，从而更换抓取位置，实现工件的正确抓取。

在第一加工机床11、第二加工机床21及第三加工机床31上还安装有喷液嘴，喷液嘴分别对着卡具、钻头18、专用夹具32，各个喷液嘴均接入切削液存储容器，从而在进行加工的工程中，喷出切削液来配合球窝工件的切削加工。

工作原理：首先，移动小车移动到坯料仓相应的位置，由夹爪下行抓取坯料，然后，夹爪43再上行，移动小车42进行水平移动，移动至第一加工机床11或第二加工机床21的上方，然后夹爪43再次下行，将球窝坯料下移至专用夹具的中心位置，移动小车42再次水平移动，使得球窝坯料移动至三个卡爪17的中心，旋转90°将前道工序生产好的球窝半成品抓取，卡不松开，夹爪43水平右移，再旋转90°左移，将坯料并由卡爪17的配合夹持住球窝，然后夹爪43上行，第一加工机床11或第二加工机床21的主轴开始转动，从而带动球窝旋转，当平面加工刀具19抵近球窝的端面时，此时，利用平面加工刀具19对球窝进行车平面的加工，再利用钻头18对球窝半成品进行钻孔加工，并随着钻头18的前进，钻孔结束后，钻孔退回，车平面及钻孔及车平面加工完成后，再由移动小车42上的夹爪来将该球窝半成品取走，送至中转仓处，更换抓位置并送至第三加工机床处，对球窝半成品进行车压接外圆加工，并在加工完成后，仍由该移动小车将球窝工件取走并输送至出料通道35处，使得球窝工件掉落至储料箱36。如此反复，形成连续化自动加工。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种铸件球窝用自动金加工生产线，其特征在于：包括

依次分布的一号加工工位、二号加工工位、三号加工工位，在三个加工工位之间设置有一周转单元，所述周转单元包括一沿着三个加工工位的分布方向延伸的横梁，在横梁上安装有夹爪，所述夹爪由安装在横梁上的两轴驱动机构驱动在三个加工工位之间来回切换以及上下升降以实现取放球窝工件；

所述一号加工工位处设置有第一加工机床，在第一加工机床上安装有卡具、钻头及平面加工刀具，所述卡具包括一卡盘，在卡盘上安装有三个呈品字形分布的卡爪，钻头、平面加工刀具均与卡具相对设置，且钻头的中心线与卡具的中心线为同一直线；

所述钻头与平面加工刀具安装在同一安装座上，所述安装座具有一倾斜向上延伸的斜面，在该斜面上具有至少两列并列分布的安装槽，且安装槽沿着斜面的延伸方向延伸，钻头与平面加工刀具均通过安装块安装在安装座的斜面上，安装块通过T形螺栓及螺母的配合与安装座相固定；

所述二号加工工位处设置有第二加工机床，所述第二加工机床与第一加工机床结构相同；

所述三号加工工位处设置有第三加工机床，在第三加工机床上安装有专用夹具、顶针及外圆加工刀具，所述专用夹具与顶针相对设置，在专用夹具靠近顶针的一侧具有一容球窝工件的端部嵌入的凹槽，专用夹具与顶针共同配合实现对球窝工件的夹紧，所述外圆加工刀具与顶针位于同一侧，在第三加工机床的旁侧还设置有一出料机构；

在一号加工工位与二号加工工位之间还设置有一工件坯料仓，在二号加工工位与三号加工工位之间还设置有一工件中转仓；

所述工件坯料仓包括一设置于第一加工机床与第二加工机床之间的工件缓存支架，在工件缓存支架上安装有一工件缓存平台，工件缓存平台与工件缓存支架之间活动配合，所述工件缓存平台上具有若干列沿着第一加工机床至第二加工机床的分布方向并列排布的工件缓存底座，在工件缓存底座上具有若干并列分布的球窝放置凹槽，且球窝放置凹槽的分布方向与横梁的延伸方向相垂直；

所述工件缓存平台与工件缓存支架之间的连接为：在工件缓存支架上安装有一对活动导轨，该对活动导轨的延伸方向与横梁的延伸方向相垂直，在工件缓存平台的底端安装有与活动导轨相配合的活动滑块，所述工件缓存平台由安装在工件缓存支架上的驱动缸驱动沿着活动导轨的延伸方向进行往复移动。

2.根据权利要求1所述的铸件球窝用自动金加工生产线，其特征在于：所述两轴驱动机构为：在横梁上安装有移动小车，所述移动小车由一水平驱动机构驱动沿着横梁进行往复水平移动，从而带动夹爪在三个加工工位之间进行水平移动，在移动小车上安装有一竖直设置的升降板，夹爪设置于升降板上，并由安装在升降板上的竖直驱动机构驱动沿着升降板进行往复升降，从而实现取放球窝工件。

3.根据权利要求2所述的铸件球窝用自动金加工生产线，其特征在于：在横梁的外侧还安装有覆盖整个横梁及移动小车的护栏。

4.根据权利要求1所述的铸件球窝用自动金加工生产线，其特征在于：所述出料机构包括一设置在第三加工机床与第二加工机床之间的出料通道及储料箱，所述出料通道倾斜设置，储料箱设置于出料通道的出料口。

5.根据权利要求1所述的铸件球窝用自动金加工生产线，其特征在于：所述工件中转仓包括一设置于第二加工机床与第三加工机床之间的工中转立柱，在工中转立柱上安装有一工件暂存底板，所述工件暂存底板上安装有气动夹爪。

6.根据权利要求1所述的铸件球窝用自动金加工生产线，其特征在于：在第一加工机床、第二加工机床及第三加工机床上还安装有喷液嘴。