CN111069712A - 一种数控铣齿机的弹夹式储料器系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数控铣齿机的弹夹式储料器系统，包括固定在工作平台上的齿坯储存板组机构，齿坯储存板组机构上具有若干条通道；齿坯输送机构，包括设置在所述通道正下方的输料板，输料板包括阻隔部以及凹槽部，及一驱动单元；气动顶针机构，包括设置在所述凹槽部运动路径上的顶针以及驱动该顶针在其轴向上往复运动的驱动机构，顶针的轴线与所述凹槽部的轴线平行且在同一平面，在所述顶针的正上方设置有在竖直方向上上下运动的电动推杆Ⅰ。能够在现有数控铣齿机的机壳内直接改装并高效地完成自动上下料，解决了现有的桁架式机械手和关节臂式机械手需要配置独立的储料架带来的占用空间大和上下料行程较大等问题。

Description

一种数控铣齿机的弹夹式储料器系统

技术领域

本发明涉及用于快速将齿坯加工成锥齿轮的设备，具体涉及一种数控铣齿机的弹夹式储料器系统。

背景技术

目前，随着工业化的不断发展，众多企业引入自动化上下料装置，其中大多数自动上下料装置的储料架为独立配置，放置在数控铣齿机的外部，占地面积较大，且数控铣齿机和储料架之间的行程较大，需要损耗大量时间在上料和下料的运输过程中，效率较低，此外大行程的上下料所引起的上下料精度问题，需要人工调整，增加人力的负担。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种数控铣齿机的弹夹式储料器系统，为一套可实现储存齿坯以及将齿坯单个取出功能的装置，其中齿坯储存板组机构为一套板块组合装置，可以竖直排放多个齿坯。齿坯输送机构为一套含步进电机、滚珠丝杠等部件的动装置，与齿坯储存板组机构紧密安装，实现将齿坯从齿坯储存板组机构中单个取出和将齿坯送往气动顶针机构处的功能；气动顶针机构为一套气动装置，与齿坯输送机构紧密安装，其顶针通过气动，将齿坯输送机构中的齿坯顶出，方便下一工序的上下料双机械手机构抓取齿坯，能够在现有数控铣齿机的机壳内直接改装并高效地完成自动上下料，解决了现有的桁架式机械手和关节臂式机械手需要配置独立的储料架带来的占用空间大和上下料行程较大等问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种数控铣齿机的弹夹式储料器系统，包括：

固定在工作平台上的齿坯储存板组机构，齿坯储存板组机构上具有若干条平行设置的供齿坯在自身重力作用下向下滑动的通道；

齿坯输送机构，包括设置在所述通道正下方的输料板，输料板包括阻隔部以及供齿坯自其中一条通道内落入的凹槽部，阻隔部与通孔下端之间的距离小于齿坯的直径，及

一用于驱动所述的输料板在通道的正下方延通道排列方向运动的驱动单元；

气动顶针机构，包括设置在所述凹槽部运动路径上的顶针以及驱动该顶针在其轴向上往复运动的驱动机构，顶针的轴线与所述凹槽部的轴线平行且在同一平面，

在所述顶针的正上方设置有在竖直方向上上下运动的电动推杆Ⅰ。

在上述方案的基础上，作为优选，齿坯储存板组机构包括固定板、齿坯底座、侧压板、挡块、齿坯导轨Ⅰ、齿坯导轨Ⅱ、前挡板Ⅰ、前挡板Ⅱ，

固定板通过螺栓悬挂在工作平台上，

侧压板为两块同型板，通过螺栓连接在固定板的两侧，

挡块为五块同型矩形板，通过螺栓均匀连接在固定板的下端，

齿坯底座可从上往下插入到固定板、侧压板、挡块所围成的空槽中，且紧贴在固定板上，并与侧压板滑动连接，

齿坯导轨Ⅰ和齿坯导轨Ⅱ通过螺栓连接在齿坯底座上，齿坯导轨Ⅰ为两块同型板，分别连接在齿坯底座的两侧上，齿坯导轨Ⅱ为三块同型板，均匀连接在齿坯底座的中间，

前挡板Ⅰ为两块板子，分别对应连接在两块齿坯导轨Ⅰ上，

前挡板Ⅱ为三块板子，分别对应连接在三块齿坯导轨Ⅱ上。

在上述方案的基础上，作为优选，齿坯输送机构还包括输料导轨、多孔连接板、梯形连接板、螺母座、螺母、输料导轨滑块、丝杠、联轴器、封尘盖Ⅰ、封尘盖Ⅱ、滚珠轴承、T型小导轨、T型挂件、L型连接板、步进电机、右侧连接板、直连电机板、斜拉固定板、支撑块，

输料导轨通过螺栓或者焊接在固定板的下端面上，

右侧连接板通过螺栓连接在输料导轨的右侧，

滚珠轴承安装在右侧连接板的后端圆孔中，间隙配合，滚动连接，

封尘盖Ⅰ和封尘盖Ⅱ分别连接在右侧连接板的后端圆孔的内外侧，

T型小导轨通过螺栓连接在右侧连接板的后端面上，

直连电机板后端面与T型小导轨的另一端相连，与右侧连接板配合来确保T型小导轨的水平度，直连电机板上端面与斜拉固定板通过焊接或者螺栓相连，

斜拉固定板通过焊接或者螺栓连接在固定板上，

步进电机通过螺栓连接在直连电机板的侧面，并通过平键与联轴器相连，

联轴器安装在直连电机板的中间圆孔中，通过平键与丝杠相连，将电机的旋转传至丝杠上，丝杠的另一端穿过封尘盖Ⅰ，与滚珠轴承间隙配合，并与封尘盖Ⅱ有1-2cm的间隙，所述右侧连接板和步进电机为水平安装，

螺母与丝杠通过螺纹啮合，螺母座通过螺栓连接在螺母上，螺母座的下端通过螺栓连接梯形连接板，梯形连接板的下端面通过焊接或者铆钉连接L型连接板，L型连接板的另一端通过螺栓与T型挂件相连，T型挂件与T型小导轨滑动连接中，只可左右滑动，不可上下移动，

梯形连接板的前端通过螺栓连接多孔连接板，多孔连接板的上端通过螺栓连接输料板和两块输料导轨滑块，输料板与输料导轨保持小间隙的平行位置关系，

输料导轨滑块与输料导轨滑动连接，

支撑块安装在输料导轨的左侧。

在上述方案的基础上，作为优选，气动顶针机构包括顶针、顶针气缸Ⅰ、顶针气缸Ⅱ、气缸连接组件、电动推杆Ⅰ、Z型连接件Ⅰ、活塞杆Ⅰ、活塞杆Ⅱ，顶针连接件。

气缸连接组件通过螺栓连接在固定板的侧面，

所述顶针气缸Ⅰ通过螺栓固定连接在气缸连接组件上，

顶针气缸Ⅱ在顶针气缸Ⅰ的下方且相互平行，且与顶针气缸Ⅰ的活塞杆Ⅰ固定连接，顶针气缸Ⅱ与气缸连接组件之间滑动配合，滑动方向为顶针气缸Ⅱ的活塞杆Ⅱ的轴线方向，

顶针通过铆钉或者焊接在与所述顶针气缸Ⅱ的活塞杆Ⅱ相连接的顶针连接件的端部，顶针连接件由与活塞杆Ⅱ固定连接竖杆向活塞杆Ⅱ缩进方向弯折90度形成，

Z型连接件Ⅰ通过螺栓连接在气缸连接组件上，

电动推杆Ⅰ通过螺栓连接在Z型连接件Ⅰ上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、弹夹式储料器系统为一套可实现储存齿坯以及将齿坯单个取出功能的装置，其中齿坯储存板组机构为一套板块组合装置，可以竖直排放多个齿坯。

2、齿坯输送机构为一套含步进电机、滚珠丝杠等部件的动装置，与齿坯储存板组机构紧密安装，实现将齿坯从齿坯储存板组机构中单个取出和将齿坯送往气动顶针机构处的功能；

3、气动顶针机构为一套气动装置，与齿坯输送机构紧密安装，其顶针通过气动，将齿坯输送机构中的齿坯顶出，方便下一工序的上下料双机械手机构抓取齿坯。

4、电动推杆Ⅰ用于压正齿坯，防止齿坯在被传递过程中因为倾斜而导致机构配合失效。

5、齿坯储存板组机构中的齿坯底座、齿坯导轨和前挡板可组合成一套，安装时只需直接垂直从上往下插入侧压板、挡块、固定板的组合件中，取出则从侧压板、挡块、固定板的组合件中垂直向上提出即可。

6、利用齿坯自身重力，使得齿坯在齿坯储存板组中有序排列。

7、五块齿坯导轨配合形成四条通道，且通道的截面稍大于齿坯截面，齿坯在通道中无明显左右晃动。

附图说明

图1为弹夹式储料器系统的三个子部件结构示意图；

图2为弹夹式储料器系统的详细前侧结构示意图图；

图3为弹夹式储料器系统的详细底侧结构示意图；

图4为弹夹式储料器系统的详细后侧结构示意图；

图5为弹夹式储料器系统中气动顶针机构示意图；

图6为弹夹式储料器系统中齿坯输送机构的补充说明结构示意图。

图7为为联轴器位置的结构示意图

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-7所示，一种数控铣齿机的弹夹式储料器系统，包括：

固定在工作平台上的齿坯储存板组机构，齿坯储存板组机构上具有若干条平行设置的供齿坯在自身重力作用下向下滑动的通道；

齿坯输送机构，包括设置在所述通道正下方的输料板，输料板包括阻隔部以及供齿坯自其中一条通道内落入的凹槽部，阻隔部与通孔下端之间的距离小于齿坯的直径，及

一用于驱动所述的输料板在通道的正下方延通道排列方向运动的驱动单元；

气动顶针机构，包括设置在所述凹槽部运动路径上的顶针以及驱动该顶针在其轴向上往复运动的驱动机构，顶针的轴线与所述凹槽部的轴线平行且在同一平面，

在所述顶针的正上方设置有在竖直方向上上下运动的电动推杆Ⅰ。

其中，在本发明的技术方案中，驱动单元步进电机，驱动机构指代下文的顶针气缸Ⅰ、Ⅱ，更为具体的：

齿坯储存板组机构31包括固定板311、齿坯底座312、侧压板313、挡块314、齿坯导轨Ⅰ315、齿坯导轨Ⅱ316、前挡板Ⅰ317、前挡板Ⅱ318、齿坯319。固定板311通过螺栓悬挂在工作平台1上，确保其垂直度。侧压板313为两块同型板，通过螺栓连接在固定板311的两侧。挡块314为五块同型矩形板，通过螺栓均匀连接在固定板311的下端。齿坯底座312可从上往下插入到固定板311、侧压板313、挡块314所围成的空槽中，且紧贴在固定板311上，并与侧压板313滑动连接。齿坯导轨Ⅰ315和齿坯导轨Ⅱ316通过螺栓连接或者焊接在齿坯底座312上，齿坯导轨Ⅰ315的两块同型板，分别连接在齿坯底座312的两侧，齿坯导轨Ⅱ316为三块同型板，均匀连接在齿坯底座312的中间。前挡板Ⅰ317的两块板子连接在齿坯导轨Ⅰ315上。前挡板Ⅱ318则连接在三条对应的齿坯导轨Ⅱ316上，

齿坯输送机构32包括输料导轨321、输料板322、多孔连接板323、梯形连接板324、螺母座325、螺母326、输料导轨滑块327、丝杠328、联轴器329、封尘盖Ⅰ3210、封尘盖Ⅱ3211、滚珠轴承3212、T型小导轨3213、T型挂件3214、L型连接板3215、步进电机3216、右侧连接板3217、直连电机板3218、斜拉固定板3219、支撑块3220。输料导轨321通过螺栓连接或者焊接在固定板311的下端面上，确保其水平度。右侧连接板3217通过螺栓连接在输料导轨321的右侧，确保其水平度，作为确保T型挂件3214和丝杠328水平度的连接件之一。滚珠轴承3212安装在右侧连接板3217的后端圆孔中，间隙配合，滚动连接。封尘盖Ⅰ3210和封尘盖Ⅱ3211分别连接在右侧连接板3217的后端圆孔的内外侧，用于确保滚珠轴承3212始终在孔中，并防止杂物进入，影响滚珠轴承3212的正常滚动。T型小导轨3213通过螺栓连接在右侧连接板3217的后端面上。直连电机板3218后端面与T型小导轨3213的另一端相连，与右侧连接板3217配合来确保T型小导轨3213的水平度，直连电机板3218上端面与斜拉固定板3219通过焊接或者螺栓相连。斜拉固定板3219通过焊接或者螺栓连接在固定板311上，确保直连电机板3218的水平度。步进电机3216通过螺栓连接在直连电机板3218的侧面，并通过平键与联轴器329相连。联轴器329安装在直连电机板3218的中间圆孔中，通过平键与丝杠328相连，将电机的旋转传至丝杠328上。丝杠328的另一端穿过封尘盖Ⅰ3210，与滚珠轴承3212间隙配合，并与封尘盖Ⅱ3211有1-2cm的间隙，所述右侧连接板3217和步进电机3216为水平安装，且将安装在中间的联轴器329、丝杠328均确保水平度。螺母326与丝杠328通过螺纹啮合。螺母座325通过螺栓连接在螺母326上，用于将螺母326的直线运动传递至其他连接零件上。螺母座325的下端通过螺栓连接梯形连接板324。梯形连接板324的下端面通过焊接或者铆钉连接L型连接板3215。L型连接板3215的另一端通过螺栓与T型挂件3214相连。T型挂件3214滑动连接在T型小导轨3213中，只可左右滑动，不可上下移动。由于T型小导轨3213为水平放置，即可确保T型挂件3214、L型连接板3215、螺母座325、螺母326的水平度。梯形连接板324的前端通过螺栓连接多孔连接板323，确保多孔连接板323的水平度。多孔连接板323的上端通过螺栓连接输料板322和两块输料导轨滑块327，确保输料板322和输料导轨滑块327的水平度。输料板322与输料导轨321保持平行的位置关系，且保持一定的小间隙，防止输料板322与输料导轨321之间的运动摩擦，影响工作的稳定性。输料导轨滑块327采用和所述X轴导轨滑块213、Y轴导轨滑块223、Z轴导轨滑块234相同类型的滑块，与输料导轨321滑动连接。支撑块3220安装在输料导轨321的左侧。

具体地，当步进电机3216工作时，带动联轴器329以及丝杠328旋转，所述丝杠328的旋转会带动螺母326和螺母座325的左右直线移动。而所述连接在螺母座325上的L型连接板3215和梯形连接板324均同步直线移动。而所述与L型连接板3215连接的T型挂件3214则在T型小导轨3213中滑动，同时所述与梯形连接板324连接的多孔连接板323和输料板322同步直线移动，所述输料导轨滑块327则在输料导轨321上同步滑动。当输料板322的前端空槽到达齿坯储存板组机构31的第一排齿坯槽时，第一排齿坯槽中的齿坯319会因为重力自动掉入输料板322的凹槽中，同时凹槽中的齿坯319会顶住在其上的齿坯319，当输料板322送出齿坯319时，输料板322的无空槽光滑表面会顶住其它齿坯319，阻止齿坯319下落，从而实现齿坯输送机构32从齿坯储存板组机构31中依次将齿坯单个取出的功能。

气动顶针机构33包括顶针331、顶针气缸Ⅰ332、顶针气缸Ⅱ333、气缸连接组件334、电动推杆Ⅰ335、Z型连接件Ⅰ336、活塞杆Ⅰ337、活塞杆Ⅱ338、顶针连接件339。气缸连接组件324通过螺栓连接在固定板311的侧面，用于确定气动顶针机构33中其他零件的位置。所述顶针气缸Ⅰ332通过螺栓固定在气缸连接组件334上，顶针气缸Ⅱ333在顶针气缸Ⅰ332的下方，且与顶针气缸Ⅰ332的活塞杆Ⅰ337固定连接，并相互平行且确保水平度，顶针气缸Ⅱ333与气缸连接组件334之间滑动配合，具体以顶针气缸Ⅱ333的活塞杆Ⅱ338的轴线为运动方向滑动，顶针331通过铆钉或者焊接在与所述顶针气缸Ⅱ333的活塞杆Ⅱ338相连接的顶针连接件339的端部，用于接触齿坯319并顶出，顶针连接件339由与活塞杆Ⅱ338固定连接竖杆向活塞杆Ⅱ338缩进方向弯折90度形成。Z型连接件Ⅰ336通过螺栓连接在气缸连接组件334上。电动推杆Ⅰ335通过螺栓连接在Z型连接件Ⅰ336上，用于将所述输料滑块322送来的齿坯的压正，以确保齿坯319的中心轴与顶针331的中心轴在同一条直线上。

具体地，当齿坯输送机构32将齿坯319送至气动顶针机构33处时，所述电动推杆Ⅰ335将处在凹槽中自由姿态的齿坯319压正，保证顶针331的中心轴与齿坯319的中心轴在同一条直线上。再由顶针气缸Ⅰ332带动活塞杆Ⅰ337的伸缩，并带动顶针气缸Ⅱ333的滑动，将顶针331和顶针气缸Ⅱ333均较快移动，当顶针331靠近齿坯319时，顶针气缸Ⅰ332停止，由顶针气缸Ⅱ333控制活塞杆Ⅱ337，以较慢的速度将顶针连接件339、顶针331靠紧齿坯319，防止顶针331移动速度过快，与齿坯319刚性碰撞和损坏，将齿坯319从输料板322的凹槽中顶出至下一工序中。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (4)

1.一种数控铣齿机的弹夹式储料器系统，其特征在于，包括：

固定在工作平台上的齿坯储存板组机构，齿坯储存板组机构上具有若干条平行设置的供齿坯在自身重力作用下向下滑动的通道；

齿坯输送机构，包括设置在所述通道正下方的输料板，输料板包括阻隔部以及供齿坯自其中一条通道内落入的凹槽部，阻隔部与通孔下端之间的距离小于齿坯的直径，及

一用于驱动所述的输料板在通道的正下方延通道排列方向运动的驱动单元；

气动顶针机构，包括设置在所述凹槽部运动路径上的顶针以及驱动该顶针在其轴向上往复运动的驱动机构，顶针的轴线与所述凹槽部的轴线平行且在同一平面，

在所述顶针的正上方设置有在竖直方向上上下运动的电动推杆Ⅰ。

2.如权利要求1所述的数控铣齿机的弹夹式储料器系统，其特征在于，齿坯储存板组机构包括固定板、齿坯底座、侧压板、挡块、齿坯导轨Ⅰ、齿坯导轨Ⅱ、前挡板Ⅰ、前挡板Ⅱ，

固定板通过螺栓悬挂在工作平台上，

侧压板为两块同型板，通过螺栓连接在固定板的两侧，

挡块为五块同型矩形板，通过螺栓均匀连接在固定板的下端，

齿坯底座可从上往下插入到固定板、侧压板、挡块所围成的空槽中，且紧贴在固定板上，并与侧压板滑动连接，

齿坯导轨Ⅰ和齿坯导轨Ⅱ通过螺栓连接在齿坯底座上，齿坯导轨Ⅰ为两块同型板，分别连接在齿坯底座上的两侧，齿坯导轨Ⅱ为三块同型板，均匀连接在齿坯底座的中间，

前挡板Ⅰ为两块板子，分别对应连接在两块齿坯导轨Ⅰ上，

前挡板Ⅱ为三块板子，分别对应连接在三块齿坯导轨Ⅱ上。

3.如权利要求2所述的数控铣齿机的弹夹式储料器系统，其特征在于，齿坯输送机构还包括输料导轨、多孔连接板、梯形连接板、螺母座、螺母、输料导轨滑块、丝杠、联轴器、封尘盖Ⅰ、封尘盖Ⅱ、滚珠轴承、T型小导轨、T型挂件、L型连接板、步进电机、右侧连接板、直连电机板、斜拉固定板、支撑块，

输料导轨通过螺栓或者焊接在固定板的下端面上，

右侧连接板通过螺栓连接在输料导轨的右侧，

滚珠轴承安装在右侧连接板的后端圆孔中，间隙配合，滚动连接，

封尘盖Ⅰ和封尘盖Ⅱ分别连接在右侧连接板的后端圆孔的内外侧，

T型小导轨通过螺栓连接在右侧连接板的后端面上，

直连电机板后端面与T型小导轨的另一端相连，与右侧连接板配合来确保T型小导轨的水平度，直连电机板上端面与斜拉固定板通过焊接或者螺栓相连，

斜拉固定板通过焊接或者螺栓连接在固定板上，

步进电机通过螺栓连接在直连电机板的侧面，并通过平键与联轴器相连，

联轴器安装在直连电机板的中间圆孔中，通过平键与丝杠相连，将电机的旋转传至丝杠上，丝杠的另一端穿过封尘盖Ⅰ，与滚珠轴承间隙配合，并与封尘盖Ⅱ有1-2cm的间隙，所述右侧连接板和步进电机为水平安装，

螺母与丝杠通过螺纹啮合，螺母座通过螺栓连接在螺母上，螺母座的下端通过螺栓连接梯形连接板，梯形连接板的下端面通过焊接或者铆钉连接L型连接板，L型连接板的另一端通过螺栓与T型挂件相连，T型挂件滑动连接在T型小导轨中，只可左右滑动，不可上下移动，

梯形连接板的前端通过螺栓连接多孔连接板，多孔连接板的上端通过螺栓连接输料板和两块输料导轨滑块，输料板与输料导轨保持小间隙的平行位置关系，

输料导轨滑块与输料导轨滑动连接，

支撑块安装在输料导轨的左侧。

4.如权利要求2所述的数控铣齿机的弹夹式储料器系统，其特征在于，气动顶针机构包括顶针、顶针气缸Ⅰ、顶针气缸Ⅱ、气缸连接组件、电动推杆Ⅰ、Z型连接件Ⅰ、活塞杆Ⅰ、活塞杆Ⅱ，顶针连接件

气缸连接组件通过螺栓连接在固定板的侧面，

所述顶针气缸Ⅰ通过螺栓固定连接在气缸连接组件上，

顶针气缸Ⅱ在顶针气缸Ⅰ的下方且相互平行，且与顶针气缸Ⅰ的活塞杆Ⅰ固定连接，顶针气缸Ⅱ与气缸连接组件之间滑动配合，滑动方向为顶针气缸Ⅱ的活塞杆Ⅱ的轴线方向，

顶针通过铆钉或者焊接在与所述顶针气缸Ⅱ的活塞杆Ⅱ相连接的顶针连接件的端部，顶针连接件由与活塞杆Ⅱ固定连接竖杆向活塞杆Ⅱ缩进方向弯折90度形成，

Z型连接件Ⅰ通过螺栓连接在气缸连接组件上，

电动推杆Ⅰ通过螺栓连接在Z型连接件Ⅰ上。

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