CN111318736A - 一种自动上料及自动调头磁性材料打孔机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动上料及自动调头磁性材料打孔机,包括由夹紧工件及旋转主轴装置、十字工作台、退料气缸和夹紧气缸构成的打孔机主体，夹紧工件及旋转主轴装置的上板面上设有升降装置和用于将待加工材料推送至旋转机械手中的自动上料装置；旋转机械手固定安装在旋转器上，旋转器旋转驱动旋转机械手旋转实现待加工材料的自动调头，旋转器安装在升降装置上，升降装置带动旋转器实现待加工材料向预定高度位置处的输送，升降装置上还安装有顶料装置，顶料装置水平移动将旋转机械手中的待加工材料推送至夹紧工件及旋转主轴装置的夹紧工位中。本发明打孔效率高、生产成本低，并能使材料的两次加工在同一环境下进行。

Description

一种自动上料及自动调头磁性材料打孔机

技术领域

本发明属于机械加工的技术领域，特别是用于对磁性材料进行打孔的打孔机，具体地说是一种自动上料及自动调头磁性材料打孔机。

背景技术

目前，磁性材料例如钕铁硼、钐钴等由于其材料特性，打孔一般都是分两次进行，如果一次性打穿则很容易造成产品的崩口或断裂。因此，市面上的磁性材料打孔机一批材料都只能先打一头，一头打完后的半成品需要人工先收集起来，然后再重新上料打另一头，这样操作的弊端是：

1、加工精度低,产品在第二次加工过程中，无法保证是在与第一次加工相同环境下进行(如：同一台加工设备，同一把加工刀具)，从而无法保证其加工精度。

2、加工效率低下，先打一头，另一头需要另一台设备配套完成。

3、增加不良率，二次材料的收集筛选过程中，因为磁性材料有着脆和硬的特性，因此容易造成材料缺角、断裂，从而增加产品的不良率。

4、人工成本高，需要工人进行二次材料的收集和筛选，重新上料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的现状，而提供一种自动上料及自动调头磁性材料打孔机。该打孔机打孔效率高、生产成本低，并能使材料的两次加工在同一环境下进行。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种自动上料及自动调头磁性材料打孔机,包括由夹紧工件及旋转主轴装置、十字工作台、退料气缸和夹紧气缸构成的打孔机主体，夹紧工件及旋转主轴装置的上板面上设有能上下升降的升降装置和用于将待加工材料水平推送至旋转机械手中的自动上料装置；旋转机械手固定安装在旋转角限定为180度的旋转器上，该旋转器旋转驱动旋转机械手旋转实现待加工材料的自动调头，旋转器固定安装在升降装置上，该升降装置上下带动旋转器实现待加工材料向预定高度位置处的输送，并且该升降装置上还固定安装有顶料装置，顶料装置水平移动将位于旋转机械手中的待加工材料推送至夹紧工件及旋转主轴装置的夹紧工位中。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的升降装置由升降支架、升降导轨、升降气缸、导轨滑块和升降滑板组成；升降支架通过螺栓纵向固定安装在夹紧工件及旋转主轴装置的上板面，升降导轨纵向固定安装在升降支架的前板面上，导轨滑块固定安装在升降滑板的背面，该导轨滑块与升降导轨滑动卡装相配合，升降气缸的缸体固定安装在升降支架的上横板上，该升降气缸的伸缩杆的前端垂直穿过升降支架的上横板通过销轴与升降滑板相铰链。

上述的自动上料装置由进料导轨、导轨底座和进料气缸组成；导轨底座固定在夹紧工件及旋转主轴装置的上板面上，该导轨底座中设计有进料口，进料导轨的下端固定连接在导轨底座上，该进料导轨中成型有用于使从震动盘中滑落的待加工材料有序进入进料口中的进料滑槽；进料气缸的缸体通过进料气缸支架固定安装在夹紧工件及旋转主轴装置的上板面上，该进料气缸的进料顶杆能伸缩地将位于进料口中的待加工材料推送至旋转机械手中。

上述的升降滑板的前板面下端固定安装有呈L形的旋转器支架，旋转器纵向固定安装在旋转器支架的水平板上，该旋转器支架的水平板的底面与升降滑板的底端面在同一个水平面上；旋转器的旋转轴能转动地向下穿过旋转器支架的水平板，旋转机械手固定连接在旋转器的旋转轴前端。

上述的旋转机械手呈圆柱形结构，该旋转机械手上径向贯通地开有用于盛放待加工材料的容纳孔，容纳孔中套设有能防止待加工材料碰损的橡胶料套；旋转机械手的顶面加工有与旋转器的旋转轴套装相连的连接套。

上述的顶料装置由顶料气缸、顶料连接板和顶料杆组成；升降滑板的右侧面下端固定安装有顶料气缸支架，所述的顶料气缸的缸体水平固定安装在顶料气缸支架上，该顶料气缸的伸缩杆前端滑动地穿过顶料气缸支架与顶料连接板固定相连接，顶料杆水平固定在顶料连接板的侧面下端。

上述的旋转机械手上开有连通容纳孔用以实现顶料杆顶料通过的切口，并且旋转机械手的周面上位于容纳孔的两端均成型有圆弧形的凹入面。

上述的顶料气缸支架上固定安装有用于提高顶料连接板移动平稳性的导向滑杆，顶料连接板上开有导向滑孔，该导向滑孔中安装有与导向滑杆滑动套装配合的滑套。

上述的升降支架的背后设置有用于提高升降支架机械强度的三角形加强板。

上述的打孔机主体固定安装在控制机柜上。

与现有技术相比，本发明的打孔机由打孔机主体、自动上料装置、旋转机械手、旋转器、升降装置和顶料装置组成。自动上料装置能将待加工材料推送给旋转机械手，由旋转机械手利用开有的容纳孔抓取待加工材料。旋转机械手安装在旋转器上，使旋转机械手能在旋转器的带动作180度的旋转，从而实现待加工材料的自动调头。本发明的旋转器安装在升降装置上，并由升降装置将待加工材料输送至预定的高度位置。顶料装置则用于将处在预定高度位置的待加工材料推送给打孔机主体，由打孔机主体来夹紧待加工材料，并对待加工材料实施打孔作业。

本发明的优点在于：

1、提高加工精度，自动调头保证了第一次加工和第二次加工是在相同环境下(同一台设备及同一把刀具)进行的，避免了设备和刀具差异造成的精度丢失。

2、提高加工效率，只需一次上料，产品就能加工完成。无需多花时间和精力对产品进行二次收集和筛选。

3、降低不良率：自动调头一次上料就能加工完成，避免了二次材料收集，从而避免了在二次材料收集过程中造成产品缺角、断裂。

4、无需再花时间对材料进行二次收集，减低了工人的劳动时间和劳动强度，从而降低了人力成本。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图之一；

图2是本发明另一角度的立体结构示意图之二；

图3是本发明另一角度的立体结构示意图之三；

图4是本发明升降装置与顶料装置、旋转器的立体装配示意图之一；

图5是本发明升降装置与顶料装置、旋转器的立体装配示意图之二；

图6是本发明自动上料装置的立体结构示意图；

图7是本发明顶料装置、旋转器的立体装配示意图；

图8是本发明顶料装置的立体结构示意图；

图9是本发明旋转器和旋转机械手的装配示意图；

图10是本发明与控制机柜G的装配结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

图1至10是本发明的结构示意图。

其中的附图标记为：控制机柜G、打孔机主体1、夹紧工件及旋转主轴装置11、十字工作台12、退料气缸13、夹紧气缸14、储料槽15、升降装置2、升降支架21、升降导轨22、升降气缸23、导轨滑块24、升降滑板25、销轴26、加强板27、自动上料装置3、进料导轨31、进料滑槽31a、导轨底座32、进料口32a、进料气缸33、进料气缸支架34、旋转机械手4、容纳孔4a、切口4b、凹入面4c、连接套41、旋转器5、旋转器支架51、顶料装置6、顶料气缸61、顶料连接板62、顶料杆63、橡胶料套7、顶料气缸支架8、导向滑杆9、滑套91。

现有技术中，磁性材料例如钕铁硼、钐钴等由于其材料特性，在打孔时如果一次性打穿，则很容易造成产品的崩口或断裂，因此磁性材料一般都采用两次加工。传统的磁性材料打孔机由于都没有使待加工产品自动调头的功能，因此两次加工就需要二个批次来进行，这样不仅浪费时间，加工效率低，而且两次加工还有可能因为不是同在一台加工设备或刀具的环境差异下，造成加工精度的丢失。

本发明针对上述的技术问题，而提供一种自动上料及自动调头磁性材料打孔机,该打孔机具备了自动上料及自动调头的功能，它包括由夹紧工件及旋转主轴装置11、十字工作台12、退料气缸13和夹紧气缸14构成的打孔机主体1。打孔机主体1可以固定安装在控制机柜G上，这样就能使工作人员很方便通过控制机柜G来控制打孔机主体1的打孔作业。打孔机主体1为市面上传统的打孔机，其夹紧气缸14安装在夹紧工件及旋转主轴装置11的后板面上，夹紧气缸14能前后伸缩地通过驱动夹紧工件及旋转主轴装置11中的夹紧工装动作，将进入夹紧工装夹紧工位中的工件(即待加工材料)夹紧，夹紧工件及旋转主轴装置11中的旋转主轴装置能通过驱动主轴旋转，即通过打孔机主体1的主轴旋转完成对夹紧工位中待加工材料的打孔。退料气缸13能通过伸缩将处于夹紧工位中的待加工材料推出来。本发明的最大贡献是：在传统的打孔机的夹紧工件及旋转主轴装置11的上板面上安装有升降装置2和自动上料装置3，升降装置2具有上下升降的功能，而自动上料装置3能使从震动盘上落入的待加工材料有序排列，并将排列好的待加工材料按顺序水平推送至旋转机械手4中。由本发明的图9可以看出，本发明的旋转机械手4呈圆柱形结构，旋转机械手4上径向贯通地开有用于盛放待加工材料的容纳孔4a，从而使旋转机械手4能利用容纳孔4a抓取待加工材料。鉴于待加工材料有着脆和硬的特性，为了保证待加工材料不会碰损，本发明优选为在容纳孔4a中套设有能防止待加工材料碰损的橡胶料套7，以利用橡胶料套7作为放待加工材料的容器。

本发明将旋转机械手4固定安装在旋转角限定为180度的旋转器5上，旋转器5的旋转角被限定为180度，这样就不会旋转过量。旋转器5能驱动旋转机械手4旋转180度，从而实现待加工材料的自动调头。如图5和图7可以更清楚的看到，本发明的旋转器5固定安装在升降装置2上，这样升降装置2就能通过带动旋转器5来同步带动旋转机械手4上下移动，从而实现将待加工材料向预定的高度位置处输送目的。升降装置2上还固定安装有顶料装置6，使顶料装置6也能向旋转机械手4一样随升降装置2同步移动，顶料装置6能作水平伸缩移动，将位于旋转机械手4中的待加工材料推送至夹紧工件及旋转主轴装置11的打孔夹紧工位中。

如图4和图5所示，本发明的升降装置2由升降支架21、升降导轨22、升降气缸23、导轨滑块24和升降滑板25组成。升降支架21呈Z字型，升降支架21底部的下横板通过螺栓纵向固定安装在夹紧工件及旋转主轴装置11的上板面上，升降导轨22纵向固定安装在升降支架21的前板面上，用于为升降滑板25的升降提供导向，导轨滑块24固定安装在升降滑板25的背面，用于保证升降滑板25滑动的顺畅性。导轨滑块24与升降导轨22滑动卡装相配合，使导轨滑块24能在升降导轨22上升降滑动。升降导轨22保证了升降滑板25升降的平稳性，升降滑板25的升降移动是靠升降气缸23的驱动来实现的，升降气缸23的缸体固定安装在升降支架21的上横板上，升降气缸23的伸缩杆的前端向下垂直穿过升降支架21的上横板通过销轴26与升降滑板25相铰链。为了保证升降支架21的机械强度，防止升降支架21变形，升降支架21的背后固定安装有三角形的加强板27。

实施例中，由本发明的图7可以看出，升降滑板25的前板面下端固定安装有呈L形的旋转器支架51，L形旋转器支架51的纵向板通过螺栓固定在升降滑板25上，固定后，旋转器支架51的水平板的底面与升降滑板25的底端面在同一个水平面上。旋转器5纵向固定安装在旋转器支架51的水平板上，旋转器5的旋转轴能转动地向下穿过旋转器支架51的水平板。本发明的旋转机械手4的顶面加工有连接套41，旋转机械手4通过连接套41固定套装连接在旋转器5的旋转轴前端。

实施例中，如图2和图6所示，本发明的自动上料装置3由进料导轨31、导轨底座32和进料气缸33组成。导轨底座32固定在夹紧工件及旋转主轴装置11的上板面上，该导轨底座32中设计有进料口32a，进料口32a只能容纳一根待加工材料通过。进料导轨31的下端固定连接在导轨底座32上，该进料导轨31中成型有用于使从震动盘中滑落的待加工材料有序进入进料口32a中的进料滑槽31a。进料气缸33的缸体通过进料气缸支架34固定安装在夹紧工件及旋转主轴装置11的上板面上，该进料气缸33的伸缩杆即进料顶杆的前端，能滑动地穿过进料口32a，将位于进料口32a中的待加工材料推送至旋转机械手4的容纳孔4a中。

如图8是本发明的顶料装置处于原始状态位置时的立体结构示意图，如图所示，本发明的顶料装置6由顶料气缸61、顶料连接板62和顶料杆63组成。升降滑板25的右侧面下端固定安装有顶料气缸支架8，顶料气缸61的缸体水平固定安装在顶料气缸支架8上，该顶料气缸61的伸缩杆前端滑动地穿过顶料气缸支架8与顶料连接板62固定相连接，顶料杆63水平固定在顶料连接板62的侧面下端。顶料气缸61通过顶料连接板62带动顶料杆63直线运动，利用顶料杆63将旋转机械手4容纳孔4a中的待加工材料推送至夹紧工件及旋转主轴装置11的夹紧工位中。

实施例中，旋转机械手4上开有连通容纳孔4a的切口4b，切口4b用以实现顶料杆63在顶料时能够顺利通过。旋转机械手4的周面上位于容纳孔4a的两端均成型有圆弧形的凹入面4c。凹入面4c能够方便橡胶料套7的安装，同时凹入面4c还具有一定的导向作用，使待加工材料更容易进入到容纳孔4a中。

实施例中，为了提高顶料连接板62移动平稳性，保证顶料连接板62的移动在一条直线上，顶料气缸支架8上固定安装有导向滑杆9，顶料连接板62开有导向滑孔，该导向滑孔中安装有与导向滑杆9滑动套装配合的滑套91。

本发明磁性材料打孔机的打孔流程包括以下步骤：

1、加工循环开始，震动盘带动待加工材料通过进料导轨将待加工材料送到进料口中；

2、进料气缸运行，将进料口中的待加工材料送入旋转机械手的容纳孔；

3、升降气缸运行，通过升降滑板带动待加工材料下行到预定的高度位置；

4、顶料气缸运行，将旋转机械手中的待加工材料推送入打孔机主体的夹紧工位；

5、夹紧气缸运行，推动打孔机主体的夹紧工装将待加工材料夹紧固定；

6、顶料气缸运行，退回至初始位置；

7、升降气缸运行，通过升降滑板上行到设定位置；

8、主轴旋转，对待加工材料进行第一端加工；

9、主轴停止，待加工材料第一端加工完成；

10、升降气缸运行，通过升降滑板下行到预定的高度位置；

11、夹紧气缸运行，推动夹紧工装松开待加工材料；

12、退料气缸运行，将待加工材料送入旋转机械手；

13、旋转器运行，做 180°旋转，实现待加工材料调头；

14、顶料气缸运行，将旋转机械手中的待加工材料送入夹紧工位中；

15、夹紧气缸运行，夹紧工装夹紧待加工材料；

16、顶料气缸运行，退回至初始位置；

17、升降气缸运行，通过升降滑板上行到设定位置。

18、主轴启动，待加工材料进行另一端加工；

19、主轴停止，待加工材料另一端加工完成；

20、夹紧气缸运行，夹紧工装松开待加工材料；

21、退料气缸运行，将加工完成的产品从夹紧工位推送进储料槽，然后退回起始位置；

22、一次加工循环结束，重新启动加工循环。

实施例中，本发明的旋转器为电机或旋转气缸等可以实现转动变向的装置。旋转机械手可以采用橡胶或金属等材料制成。当然本发明使用的顶料气缸也可以使用电机、丝杆等可以实现进退的装置。本发明的导向滑杆和顶料杆都可以使用橡胶或金属等材料制成。

本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种自动上料及自动调头磁性材料打孔机,包括由夹紧工件及旋转主轴装置(11)、十字工作台(12)、退料气缸(13)和夹紧气缸(14)构成的打孔机主体(1)，其特征是：所述的夹紧工件及旋转主轴装置(11)的上板面上设有能上下升降的升降装置(2)和用于将待加工材料水平推送至旋转机械手(4)中的自动上料装置(3)；所述的旋转机械手(4)固定安装在旋转角限定为180度的旋转器(5)上，该旋转器(5)旋转驱动旋转机械手(4)旋转实现待加工材料的自动调头，所述的旋转器(5)固定安装在上述的升降装置(2)上，该升降装置(2)上下带动旋转器(5)实现待加工材料向预定高度位置处的输送，并且该升降装置(2)上还固定安装有顶料装置(6)，所述的顶料装置(6)水平移动将位于旋转机械手(4)中的待加工材料推送至夹紧工件及旋转主轴装置(11)的夹紧工位中。

2.根据权利要求1所述的一种自动上料及自动调头磁性材料打孔机，其特征是：所述的升降装置(2)由升降支架(21)、升降导轨(22)、升降气缸(23)、导轨滑块(24)和升降滑板(25)组成；所述的升降支架(21)通过螺栓纵向固定安装在夹紧工件及旋转主轴装置(11)的上板面，所述的升降导轨(22)纵向固定安装在升降支架(21)的前板面上，所述的导轨滑块(24)固定安装在升降滑板(25)的背面，该导轨滑块(24)与升降导轨(22)滑动卡装相配合，所述的升降气缸(23)的缸体固定安装在升降支架(21)的上横板上，该升降气缸(23)的伸缩杆的前端垂直穿过升降支架(21)的上横板通过销轴(26)与升降滑板(25)相铰链。

3.根据权利要求3所述的一种自动上料及自动调头磁性材料打孔机，其特征是：所述的自动上料装置(3)由进料导轨(31)、导轨底座(32)和进料气缸(33)组成；所述的导轨底座(32)固定在夹紧工件及旋转主轴装置(11)的上板面上，该导轨底座(32)中设计有进料口(32a)，所述的进料导轨(31)的下端固定连接在导轨底座(32)上，该进料导轨(31)中成型有用于使从震动盘中滑落的待加工材料有序进入进料口(32a)中的进料滑槽(31a)；所述的进料气缸(33)的缸体通过进料气缸支架(34)固定安装在夹紧工件及旋转主轴装置(11)的上板面上，该进料气缸(33)的进料顶杆能伸缩地将位于进料口(32a)中的待加工材料推送至旋转机械手(4)中。

4.根据权利要求3所述的一种自动上料及自动调头磁性材料打孔机，其特征是：所述的升降滑板(25)的前板面下端固定安装有呈L形的旋转器支架(51)，所述的旋转器(5)纵向固定安装在旋转器支架(51)的水平板上，该旋转器支架(51)的水平板的底面与升降滑板(25)的底端面在同一个水平面上；所述的旋转器(5)的旋转轴能转动地向下穿过旋转器支架(51)的水平板，所述的旋转机械手(4)固定连接在旋转器(5)的旋转轴前端。

5.根据权利要求4所述的一种自动上料及自动调头磁性材料打孔机，其特征是：所述的旋转机械手(4)呈圆柱形结构，该旋转机械手(4)上径向贯通地开有用于盛放待加工材料的容纳孔(4a)，所述的容纳孔(4a)中套设有能防止待加工材料碰损的橡胶料套(7)；所述的旋转机械手(4)的顶面加工有与旋转器(5)的旋转轴套装相连的连接套(41)。

6.根据权利要求5所述的一种自动上料及自动调头磁性材料打孔机，其特征是：所述的顶料装置(6)由顶料气缸(61)、顶料连接板(62)和顶料杆(63)组成；所述的升降滑板(25)的右侧面下端固定安装有顶料气缸支架(8)，所述的顶料气缸(61)的缸体水平固定安装在顶料气缸支架(8)上，该顶料气缸(61)的伸缩杆前端滑动地穿过顶料气缸支架(8)与顶料连接板(62)固定相连接，所述的顶料杆(63)水平固定在顶料连接板(62)的侧面下端。

7.根据权利要求6所述的一种自动上料及自动调头磁性材料打孔机，其特征是：所述的旋转机械手(4)上开有连通容纳孔(4a)用以实现顶料杆(63)顶料通过的切口(4b)，并且旋转机械手(4)的周面上位于容纳孔(4a)的两端均成型有圆弧形的凹入面(4c)。

8.根据权利要求7所述的一种自动上料及自动调头磁性材料打孔机，其特征是：所述的顶料气缸支架(8)上固定安装有用于提高顶料连接板(62)移动平稳性的导向滑杆(9)，所述的顶料连接板(62)上开有导向滑孔，该导向滑孔中安装有与导向滑杆(9)滑动套装配合的滑套(91)。

9.根据权利要求8所述的一种全自动磁性材料打孔机调头装置，其特征是：所述的升降支架(21)的背后设置有用于提高升降支架机械强度的三角形加强板(27)。

10.根据权利要求1所述的一种全自动磁性材料打孔机调头装置，其特征是：所述的打孔机主体(1)固定安装在控制机柜(G)上。

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