CN111468974A - 一种智能机械车床加工用夹持工装及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种智能机械车床加工用夹持工装及其使用方法，属于智能机械车床设备技术领域。本发明解决了现有的智能机械车床上的夹持工装易因滚珠丝杆结构沾染灰尘杂质而影响夹持工装的进给移动问题，以及现有夹持工装不能实现对工件位置的智能化微调，不利于后期工件对刀的问题。螺母的两端部各固接有挡尘处理组件，防尘垫圈固装在安装环与螺母端部之间，安装环内部沿周向布置有若干除尘毛刷，两个夹具单体对应通过两个第一液压杆实现其沿丝杆轴向的位移，两个夹具单体对应通过两个第二液压杆实现其沿垂直于丝杆轴向方向的位移。通过定位夹持组件实现工件夹持固定的自动进行，夹持过程中通过控制系统进行工件的智能化微调。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能机械车床加工用夹持工装及其使用方法，属于智能机械车床设备技术领域。
背景技术
随着现有市场上智能科技的快速发展，其中在机械车床上智能技术也得到广泛的使用，智能机械车床也简称智能机床，是对制造过程能够做出决定的机床；智能机床了解制造的整个过程，能够监控，诊断和修正在生产过程中出现的各类偏差；并且能为生产的最优化提供方案；此外，还能计算出所使用的切削刀具，主轴，轴承和导轨的剩余寿命，让使用者清楚其剩余使用时间和替换时间，现有智能机械车床上的夹持工装较为传统，夹持工装在车床上常通过滚珠螺座和丝杆配合进行进给移动，夹持工装上使用的滚珠丝杆结构较为传统，丝杠在车床上使用过程中容易沾染灰尘杂质，灰尘杂质容易进入到滚珠螺母中，容易造成滚珠丝杆结构的磨损，影响后期夹持工装的进给移动，市场上的夹持工装夹持结构较为简单，夹持过程中不能进行工件的智能化微调，不利于后期工件的对刀，因此设置一种智能机械车床加工用夹持工装是很有意义的。
发明内容
本发明是为了解决现有的智能机械车床上的夹持工装易因滚珠丝杆结构沾染灰尘杂质而影响夹持工装的进给移动问题，以及现有夹持工装不能实现对工件位置的智能化微调，不利于后期工件对刀的问题，进而提供了一种智能机械车床加工用夹持工装及其使用方法。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种智能机械车床加工用夹持工装，它包括安装座、夹持工作台、设置在夹持工作台上方的定位夹持组件以及设置在安装座上的控制系统，所述夹持工作台通过滚珠丝杠水平滑动设置在安装座上，其中滚珠丝杠中的丝杆水平穿装在夹持工作台上且其两端转动安装在安装座上，滚珠丝杠中的螺母固定穿装在夹持工作台上且与所述丝杆螺纹连接，安装座上还固装有进给电机，且通过进给电机控制丝杆的转动；
螺母的两端部各固接有挡尘处理组件，所述挡尘处理组件包括依次套设在丝杆上的防尘垫圈及安装环，其中所述防尘垫圈固装在安装环与螺母端部之间，安装环内部沿周向布置有若干除尘毛刷，除尘毛刷的刷毛与丝杆的外壁相接触；
所述定位夹持组件包括两个第一液压杆、两个第二液压杆及相对布置的两个夹具单体，两个夹具单体对应通过两个第一液压杆实现其沿丝杆轴向的位移，两个夹具单体对应通过两个第二液压杆实现其沿垂直于丝杆轴向方向的位移；
所述控制系统包括固装在安装座顶端的电控箱以及设置在电控箱内的电源模块、PLC控制器、位置反馈模块、夹持位置调节模块、夹持驱动模块及进给驱动模块，通过电源模块为夹持工装提供电源，夹持工作台顶端安装有与位置反馈模块对应的位置传感器，通过位置反馈模块进行工件位置信息的反馈，通过夹持位置调节模块及夹持驱动模块控制第一液压杆与第二液压杆的伸缩动作，PLC控制器通过进给驱动模块控制进给电机动作。
进一步地，安装座的顶部开设有移动安装槽，所述移动安装槽上相对设置的两侧内壁均水平加工有第一滑槽，夹持工作台的两侧分别固接有第一滑块且两个第一滑块对应配合滑动设置在两个第一滑槽内，夹持工作台通过第一滑块及第一滑槽滑动设置在移动安装槽内，第一滑块的滑动方向与丝杆的轴线方向平行，丝杆的两端部分别转动穿装在移动安装槽的两侧壁上，进给电机固装在安装座的一端且其输出轴穿过安装座与丝杆固接。
进一步地，第一滑块沿丝杆轴线方向的长度与夹持工作台沿丝杆轴线方向的长度相等。
进一步地，螺母的两端部分别一体加工有定位挡环，两个定位挡环上以及夹持工作台的两端对应位置均加工有至少两个固定螺孔，螺母通过固定螺栓及两个定位挡环固定安装在夹持工作台的两端。
进一步地，定位挡环的内壁沿其周向加工有凹环槽，防尘垫圈上靠近定位挡环的一端沿其周向加工有与凹环槽紧密配合的凸环。
进一步地，安装环的侧壁以及防尘垫圈的侧壁沿其轴向均开设有若干连接通孔，螺母的一端部开设有若干连接螺孔，安装环、防尘垫圈及螺母同时通过若干连接螺栓固接。
进一步地，所述防尘垫圈与所述凸环均为橡胶材质。
进一步地，所述除尘毛刷的数量为四个且均布在安装环内，除尘毛刷的刷毛与丝杆的外壁相接触。
进一步地，所述定位夹持组件还包括两个固定块、及两个移动座，其中两个固定块对称固装在夹持工作台的顶端，每个固定块上均水平开设有移动滑道，两个第一液压杆的轴线方向与丝杆的轴线方向平行，两个第二液压杆均垂直于第一液压杆布置，两个第一液压杆对应穿装在两个固定块的一端，两个第二液压杆对应固装在两个移动座上，两个移动座对应固接在两个第一液压杆的活动端且通过第一液压杆滑动装设在所述移动滑道内，两个夹具单体相对设置在两个固定块之间且对应固接在两个第二液压杆的活动端。
进一步地，固定块的上下两端均沿其长度方向开设有第二滑槽，所述第二滑槽与所述移动滑道连通设置，移动座的上下两端各固装有第二滑块，且所述第二滑块对应水平滑动设置在第二滑槽内。
进一步地，安装座的顶端开设有四个安装螺孔，且四个安装螺孔呈矩形布置。
上述夹持工装的使用方法，它包括如下步骤：
步骤一、将安装座配合安装到智能机械车床的工作台上，并进行进给电机、第一液压杆、第二液压杆与电源、液压泵以及智能机械车床控制电路之间的连接。
步骤二、夹持工装安装后，在进行工件夹持时，将工件放置到夹持工作台上，通过PLC控制器工作，夹持工作台上的位置传感器进行工件位置的检测，通过位置反馈模块进行位置信息的反馈，通过夹持位置调节模块控制第一液压杆工作及第二液压杆工作，带动夹具单体实现其沿丝杆轴向的纵向位移及垂直于丝杆轴向的横向位移，进而实现对工件的夹持；
步骤三、在夹持工装对工件夹持后，通过智能机械车床进行工件加工的过程中，PLC控制器通过进给驱动模块控制进给电机带动丝杆进行转动，通过丝杆配合的螺母带动夹持工作台进行工件的进给移动，且在丝杆与螺母的配合转动过程中，除尘毛刷和防尘垫圈配合实现对丝杆上沾染的灰尘进行扫出和隔离。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
本申请通过设置挡尘处理组件，能很好的避免灰尘杂质进入到滚珠丝杠中的螺母内，除尘毛刷能方便的对丝杆上沾染的灰尘杂质进行清扫去除，利于后期夹持工装在车床上更好的进给移动；
通过设置定位夹持组件，能实现工件夹持固定的自动进行，且夹持过程中能通过控制系统进行工件的智能化微调，利于后期工件的对刀。
附图说明
图1为本申请的立体结构示意图；
图2为图1的A处放大示意图；
图3为滚珠丝杠与夹持工作台的安装示意图；
图4为挡尘处理组件的爆炸示意图；
图5为定位夹持组件的立体结构示意图；
图6为控制系统的系统流程图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1～6说明本实施方式，一种智能机械车床加工用夹持工装，它包括安装座1、夹持工作台3、设置在夹持工作台3上方的定位夹持组件11以及设置在安装座1上的控制系统，所述夹持工作台3通过滚珠丝杠水平滑动设置在安装座1上，其中滚珠丝杠中的丝杆8水平穿装在夹持工作台3上且其两端转动安装在安装座1上，滚珠丝杠中的螺母7固定穿装在夹持工作台3上且与所述丝杆8螺纹连接，安装座1上还固装有进给电机10，且通过进给电机10控制丝杆8的转动；
螺母7的两端部各固接有挡尘处理组件9，所述挡尘处理组件9包括依次套设在丝杆8上的防尘垫圈91及安装环94，其中所述防尘垫圈91固装在安装环94与螺母7端部之间，安装环94内部沿周向布置有若干除尘毛刷98，除尘毛刷98的刷毛与丝杆8的外壁相接触；
所述定位夹持组件11包括两个第一液压杆116、两个第二液压杆117及相对布置的两个夹具单体118，两个夹具单体118对应通过两个第一液压杆116实现其沿丝杆8轴向的位移，两个夹具单体118对应通过两个第二液压杆117实现其沿垂直于丝杆8轴向方向的位移；
所述控制系统包括固装在安装座1顶端的电控箱12以及设置在电控箱12内的电源模块13、PLC控制器14、位置反馈模块15、夹持位置调节模块16、夹持驱动模块17及进给驱动模块18，通过电源模块13为夹持工装提供电源，夹持工作台3顶端安装有与位置反馈模块15对应的位置传感器，通过位置反馈模块15进行工件位置信息的反馈，通过夹持位置调节模块16及夹持驱动模块17控制第一液压杆116与第二液压杆117的伸缩动作，PLC控制器14通过进给驱动模块18控制进给电机10动作。
进给电机10的输出轴一端与丝杆8的一端固定连接。所述进给电机10为一种步进正反转电机。通过进给电机10的设置，利于后期夹持工作台3和夹具单体118的移动。
两个夹具单体118组成夹持工件的夹具。通过第一液压杆116与第二液压杆117调整夹具单体118的位置，两个夹具单体118组成夹持工件的夹具，将工件夹持好后，通过进给电机10控制滚珠丝杠实现工件加工位置的调整，然后通过定位夹持组件11实现对加工位置的微调节。
夹持工作台3上水平开设有安装通孔6，滚珠丝杠中的螺母7穿装在安装通孔6内。
通过在丝杆8转动时配合除尘毛刷98使用，能方便的实现丝杆8外壁上灰尘的清除。
防尘垫圈91的设置，能很好的避免灰尘杂质进入到滚珠丝杠的螺母7内。
电控箱12焊接在安装座1的顶端。
通过设置控制系统利于实现后期夹持工装的智能化进行。
夹持位置调节模块16属位置传感器的一种，即通过夹持位置调节模块16控制液压杆运动到某一个预定位置后停止，通过夹持驱动模块17驱动液压杆动作。
安装座1的顶部开设有移动安装槽2，所述移动安装槽2上相对设置的两侧内壁均水平加工有第一滑槽5，夹持工作台3的两侧分别固接有第一滑块4且两个第一滑块4对应配合滑动设置在两个第一滑槽5内，夹持工作台3通过第一滑块4及第一滑槽5滑动设置在移动安装槽2内，第一滑块4的滑动方向与丝杆8的轴线方向平行，丝杆8的两端部分别转动穿装在移动安装槽2的两侧壁上，进给电机10固装在安装座1的一端且其输出轴穿过安装座1与丝杆8固接。
如此设计，第一滑块4与夹持工作台3之间的固接方式为焊接。
第一滑块4沿丝杆8轴线方向的长度与夹持工作台3沿丝杆8轴线方向的长度相等。如此设计，使得第一滑块4在实现夹持工作台3的水平滑动作用的同时，保证其具有一定的支撑作用，进而保证对夹持工作台3上工件的有效支撑。
螺母7的两端部分别一体加工有定位挡环，两个定位挡环上以及夹持工作台3的两端对应位置均加工有至少两个固定螺孔19，螺母7通过固定螺栓20及两个定位挡环固定安装在夹持工作台3的两端。如此设计，通过穿装在固定螺孔19上的固定螺栓20以及两个定位挡环实现对螺母7位置的固定，保证螺母7与夹持工作台3之间的固定连接。定位挡环及其对应的夹持工作台3的一端上加工的固定螺孔19数量优选为对称布置的两个。
定位挡环的内壁沿其周向加工有凹环槽93，防尘垫圈91上靠近定位挡环的一端沿其周向加工有与凹环槽93紧密配合的凸环92。如此设计，凸环92与凹环槽93为配合构件，起到对螺母7与丝杆8之间进一步的密封作用。通过凸环92和凹环槽93的镶嵌贴合，使防尘垫圈91镶嵌安装更稳固。
安装环94的侧壁以及防尘垫圈91的侧壁沿其轴向均开设有若干连接通孔95，螺母7的一端部开设有若干连接螺孔96，安装环94、防尘垫圈91及螺母7同时通过若干连接螺栓97固接。如此设计，若干连接螺栓97的一端对应与若干连接螺孔96的内部螺合连接。
所述防尘垫圈91与所述凸环92均为橡胶材质。
所述除尘毛刷98的数量为四个且均布在安装环94内，除尘毛刷98的刷毛与丝杆8的外壁相接触。如此设计，除尘毛刷98的刷毛为软毛。
所述定位夹持组件11还包括两个固定块111及两个移动座113，其中两个固定块111对称固装在夹持工作台3的顶端，每个固定块111上均水平开设有移动滑道112，两个第一液压杆116的轴线方向与丝杆8的轴线方向平行，两个第二液压杆117均垂直于第一液压杆116布置，两个第一液压杆116对应穿装在两个固定块111的一端，两个第二液压杆117对应固装在两个移动座113上，两个移动座113对应固接在两个第一液压杆116的活动端且通过第一液压杆116滑动装设在所述移动滑道112内，两个夹具单体118相对设置在两个固定块111之间且对应固接在两个第二液压杆117的活动端。如此设计，两个夹具单体118形成用于夹持工件的夹具。通过第一液压杆116实现夹具单体118沿丝杆8轴线方向的移动，通过第二液压杆117实现夹具单体118沿垂直于丝杆8轴线方向的相对移动。第二液压杆117镶嵌安装在移动座113上。
固定块111的上下两端均沿其长度方向开设有第二滑槽115，所述第二滑槽115与所述移动滑道112连通设置，移动座113的上下两端各固装有第二滑块114，且所述第二滑块114对应水平滑动设置在第二滑槽115内。如此设计，通过第二滑块114及第二滑槽115起到对移动座113的导向作用。
安装座1的顶端开设有四个安装螺孔21，且四个安装螺孔21呈矩形布置。如此设计，通过安装螺孔21配合后期螺栓使用进行夹持工装的安装。
上述夹持工装的使用方法，它包括如下步骤：
步骤一、将安装座1配合安装到智能机械车床的工作台上，并进行进给电机10、第一液压杆116、第二液压杆117与电源、液压泵以及智能机械车床控制电路之间的连接。安装座1通过螺栓及安装螺孔21实现其在工作台上的固定。
步骤二、夹持工装安装后，在进行工件夹持时，将工件放置到夹持工作台3上，通过PLC控制器14工作，夹持工作台3上的位置传感器进行工件位置的检测，通过位置反馈模块15进行位置信息的反馈，通过夹持位置调节模块16控制第一液压杆116工作及第二液压杆117工作，带动夹具单体118实现其沿丝杆8轴向的纵向位移及垂直于丝杆8轴向的横向位移，进而实现对工件的夹持；
步骤三、在夹持工装对工件夹持后，通过智能机械车床进行工件加工的过程中，PLC控制器14通过进给驱动模块18控制进给电机10带动丝杆8进行转动，通过丝杆8配合的螺母7带动夹持工作台3进行工件的进给移动，且在丝杆8与螺母7的配合转动过程中，除尘毛刷98和防尘垫圈91配合实现对丝杆8上沾染的灰尘进行扫出和隔离。
Claims (12)
1.一种智能机械车床加工用夹持工装，其特征在于：它包括安装座(1)、夹持工作台(3)、设置在夹持工作台(3)上方的定位夹持组件(11)以及设置在安装座(1)上的控制系统，所述夹持工作台(3)通过滚珠丝杠水平滑动设置在安装座(1)上，其中滚珠丝杠中的丝杆(8)水平穿装在夹持工作台(3)上且其两端转动安装在安装座(1)上，滚珠丝杠中的螺母(7)固定穿装在夹持工作台(3)上且与所述丝杆(8)螺纹连接，安装座(1)上还固装有进给电机(10)，且通过进给电机(10)控制丝杆(8)的转动；
螺母(7)的两端部各固接有挡尘处理组件(9)，所述挡尘处理组件(9)包括依次套设在丝杆(8)上的防尘垫圈(91)及安装环(94)，其中所述防尘垫圈(91)固装在安装环(94)与螺母(7)端部之间，安装环(94)内部沿周向布置有若干除尘毛刷(98)，除尘毛刷(98)的刷毛与丝杆(8)的外壁相接触；
所述定位夹持组件(11)包括两个第一液压杆(116)、两个第二液压杆(117)及相对布置的两个夹具单体(118)，两个夹具单体(118)对应通过两个第一液压杆(116)实现其沿丝杆(8)轴向的位移，两个夹具单体(118)对应通过两个第二液压杆(117)实现其沿垂直于丝杆(8)轴向方向的位移；
所述控制系统包括固装在安装座(1)顶端的电控箱(12)以及设置在电控箱(12)内的电源模块(13)、PLC控制器(14)、位置反馈模块(15)、夹持位置调节模块(16)、夹持驱动模块(17)及进给驱动模块(18)，通过电源模块(13)为夹持工装提供电源，夹持工作台(3)顶端安装有与位置反馈模块(15)对应的位置传感器，通过位置反馈模块(15)进行工件位置信息的反馈，通过夹持位置调节模块(16)及夹持驱动模块(17)控制第一液压杆(116)与第二液压杆(117)的伸缩动作，PLC控制器(14)通过进给驱动模块(18)控制进给电机(10)动作。
2.根据权利要求1所述的一种智能机械车床加工用夹持工装，其特征在于：安装座(1)的顶部开设有移动安装槽(2)，所述移动安装槽(2)上相对设置的两侧内壁均水平加工有第一滑槽(5)，夹持工作台(3)的两侧分别固接有第一滑块(4)且两个第一滑块(4)对应配合滑动设置在两个第一滑槽(5)内，夹持工作台(3)通过第一滑块(4)及第一滑槽(5)滑动设置在移动安装槽(2)内，第一滑块(4)的滑动方向与丝杆(8)的轴线方向平行，丝杆(8)的两端部分别转动穿装在移动安装槽(2)的两侧壁上，进给电机(10)固装在安装座(1)的一端且其输出轴穿过安装座(1)与丝杆(8)固接。
3.根据权利要求2所述的一种智能机械车床加工用夹持工装，其特征在于：第一滑块(4)沿丝杆(8)轴线方向的长度与夹持工作台(3)沿丝杆(8)轴线方向的长度相等。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种智能机械车床加工用夹持工装，其特征在于：螺母(7)的两端部分别一体加工有定位挡环，两个定位挡环上以及夹持工作台(3)的两端对应位置均加工有至少两个固定螺孔(19)，螺母(7)通过固定螺栓(20)及两个定位挡环固定安装在夹持工作台(3)的两端。
5.根据权利要求4所述的一种智能机械车床加工用夹持工装，其特征在于：定位挡环的内壁沿其周向加工有凹环槽(93)，防尘垫圈(91)上靠近定位挡环的一端沿其周向加工有与凹环槽(93)紧密配合的凸环(92)。
6.根据权利要求1、2、3或5所述的一种智能机械车床加工用夹持工装，其特征在于：安装环(94)的侧壁以及防尘垫圈(91)的侧壁沿其轴向均开设有若干连接通孔(95)，螺母(7)的一端部开设有若干连接螺孔(96)，安装环(94)、防尘垫圈(91)及螺母(7)同时通过若干连接螺栓(97)固接。
7.根据权利要求5所述的一种智能机械车床加工用夹持工装，其特征在于：所述防尘垫圈(91)与所述凸环(92)均为橡胶材质。
8.根据权利要求1、2、3、5或7所述的一种智能机械车床加工用夹持工装，其特征在于：所述除尘毛刷(98)的数量为四个且均布在安装环(94)内，除尘毛刷(98)的刷毛与丝杆(8)的外壁相接触。
9.根据权利要求1、2、3、5或7所述的一种智能机械车床加工用夹持工装，其特征在于：所述定位夹持组件(11)还包括两个固定块(111)及两个移动座(113)，其中两个固定块(111)对称固装在夹持工作台(3)的顶端，每个固定块(111)上均水平开设有移动滑道(112)，两个第一液压杆(116)的轴线方向与丝杆(8)的轴线方向平行，两个第二液压杆(117)均垂直于第一液压杆(116)布置，两个第一液压杆(116)对应穿装在两个固定块(111)的一端，两个第二液压杆(117)对应固装在两个移动座(113)上，两个移动座(113)对应固接在两个第一液压杆(116)的活动端且通过第一液压杆(116)滑动装设在所述移动滑道(112)内，两个夹具单体(118)相对设置在两个固定块(111)之间且对应固接在两个第二液压杆(117)的活动端。
10.根据权利要求9所述的一种智能机械车床加工用夹持工装，其特征在于：固定块(111)的上下两端均沿其长度方向开设有第二滑槽(115)，所述第二滑槽(115)与所述移动滑道(112)连通设置，移动座(113)的上下两端各固装有第二滑块(114)，且所述第二滑块(114)对应水平滑动设置在第二滑槽(115)内。
11.根据权利要求1、2、3、5、7或10所述的一种智能机械车床加工用夹持工装，其特征在于：安装座(1)的顶端开设有四个安装螺孔(21)，且四个安装螺孔(21)呈矩形布置。
12.上述权利要求1～11中任一权利要求所述夹持工装的使用方法，它包括如下步骤：
步骤一、将安装座(1)配合安装到智能机械车床的工作台上，并进行进给电机(10)、第一液压杆(116)、第二液压杆(117)与电源、液压泵以及智能机械车床控制电路之间的连接。
步骤二、夹持工装安装后，在进行工件夹持时，将工件放置到夹持工作台(3)上，通过PLC控制器(14)工作，夹持工作台(3)上的位置传感器进行工件位置的检测，通过位置反馈模块(15)进行位置信息的反馈，通过夹持位置调节模块(16)控制第一液压杆(116)工作及第二液压杆(117)工作，带动夹具单体(118)实现其沿丝杆(8)轴向的纵向位移及垂直于丝杆(8)轴向的横向位移，进而实现对工件的夹持；
步骤三、在夹持工装对工件夹持后，通过智能机械车床进行工件加工的过程中，PLC控制器(14)通过进给驱动模块(18)控制进给电机(10)带动丝杆(8)进行转动，通过丝杆(8)配合的螺母(7)带动夹持工作台(3)进行工件的进给移动，且在丝杆(8)与螺母(7)的配合转动过程中，除尘毛刷(98)和防尘垫圈(91)配合实现对丝杆(8)上沾染的灰尘进行扫出和隔离。
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