CN111496275A - 一种数控车床上的导轨式自动化上下料机构 - Google Patents

一种数控车床上的导轨式自动化上下料机构 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种数控车床上的导轨式自动化上下料机构，涉及数控加工技术领域，以解决在数控机床的加工过程中，通常需要至少两个驱动电器元件，而且控制逻辑限制条件较多，导致设备的制造成本增加，而且为保证精准度，需要时常维护，维护的部件也较多，造成维护成本增加的问题，包括底座；所述底座顶部平面的上分别纵向左右相错固定安装有输送机A和输送机B，其输送机A的安装位置低于输送机B的位置，并且输送机A与车床外部相对接，而输送机B则与车床内部相对接。本发明中由于气动夹爪顶部平面的中部垂直向上固定安装有导向杆，动作精确，可只通过一个电机完成由下往上输送物料的动作，减少了动力电器的使用，降低制造成本和维护成本。

Description

一种数控车床上的导轨式自动化上下料机构
技术领域
本发明涉及数控加工技术领域，更具体地说，特别涉及一种数控车床上的导轨式自动化上下料机构。
背景技术
数控车床是目前使用较为广泛的数控机床之一，它主要用于轴类零件或盘类零件的内外圆柱面、任意锥角的内外圆锥面、复杂回转内外曲面和圆柱、圆锥螺纹等切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔及镗孔等，数控机床是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工，我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数以及辅助功能，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这程序单中的内容记录在控制介质上，然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。
而数控车床在机械加工中是最为常见的设备，一方面目前的数控车床绝大部分都是靠人工去完成工件的上下料，其劳动强度大，效率低，成本高，另一方面极少部分的数控车床具有自动化上下料的机构，如专利申请书CN201920149433.1中一种数控车床自动化上下料机构，属于数控加工技术领域，一种数控车床自动化上下料机构，包括工作台，工作台上端固定连接有Y向电动滑台，Y向电动滑台的滑动端固定连接有立柱，立柱上端固定连接有横梁，横梁前端固定连接有X向电动滑台，X向电动滑台的滑动端固定连接有滑移板，滑移板前端固定连接有Z向电动滑台，Z向电动滑台的滑动端固定连接有连接柱，连接柱下端固定连接有固定板，固定板下侧设有四个均匀分布的延伸杆，且延伸杆与固定板之间通过调整单元连接，延伸杆下端固定连接有真空吸盘，可以实现方便对盘类零件的自动化上下料，同时可以针对盘类零件的尺寸进行调整。
在数控机床的加工过程中由于车床和输送机之间的高低台之间存在落差，致使其自动化上下料机构在使用过程需要完成移动和升降的动作，通常需要至少两个驱动电器元件，而且控制逻辑限制条件较多，导致设备的制造成本增加，而且为保证精准度，需要时常维护，维护的部件也较多，造成维护成本增加。
于是，有鉴于此，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种数控车床上的导轨式自动化上下料机构，以期达到更具有更加实用价值性的目的。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种数控车床上的导轨式自动化上下料机构，以解决在数控机床的加工过程中由于车床和输送机之间的高低台之间存在落差，致使其自动化上下料机构在使用过程需要完成移动和升降的动作，通常需要至少两个驱动电器元件，而且控制逻辑限制条件较多，导致设备的制造成本增加，而且为保证精准度，需要时常维护，维护的部件也较多，造成维护成本增加的问题。
本发明数控车床上的导轨式自动化上下料机构的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：
一种数控车床上的导轨式自动化上下料机构，包括底座；所述底座顶部平面的上分别纵向左右相错固定安装有输送机A和输送机B，其输送机A的安装位置低于输送机B的位置，并且输送机A与车床外部相对接，而输送机B则与车床内部相对接；所述底座顶部平面的中部横向安装有门状的桁架；所述桁架右端侧壁的上端固定安装有控制器；
所述桁架前端侧壁中滑动安装有移动机构，而移动机构安装处的桁架上横向安装有驱动机构；所述移动机构的下端竖向滑动安装有气动夹爪；所述气动夹爪的上端固定连接有引导机构；所述桁架的上端横向固定安装有引导轨，而引导机构的后端底部则与引导轨滑动相连接。
所述桁架包括轨槽和压力传感器，所述桁架的前端侧壁中开设有横向V状的轨槽，所述轨槽的左端和右端边缘处分别固定内置有压力传感器，其压力传感器与控制器通过电性相连接。
进一步的，所述引导轨包括轮槽，所述引导轨整体为左端高右端的弯折结构，所述引导轨的弯折处恰好对应下方的输送机A和输送机B之间的间隔位置，所述引导轨的上端沿表面开设有下凹的轮槽。
进一步的，所述移动机构包括挡耳、轴套和卡块，所述移动机构背部平面上横向固定安装有两个对称的外扩的卡块，其卡块与桁架上的轨槽相适应，所述移动机构前端侧壁的中部固定安装有挡耳，其挡耳与气动夹爪的中部突出部分滑动相连接，所述挡耳左右两侧移动机构的侧壁上分别竖向固定安装有轴套，其轴套中滑动套接有引导机构的下端部分结构。
进一步的，所述驱动机构包括电机和丝杆，所述驱动机构的右端横向固定安装有电机，其电机的左端通过联轴器横向转动连接有丝杆，所述丝杆的左端通过轴承环转动安装在桁架的左端，而丝杆则螺接穿过移动机构。
进一步的，所述气动夹爪包括导向杆、弹簧和红外传感器，所述气动夹爪顶部平面的中部垂直向上固定安装有导向杆，且导向杆的上端滑动穿过上方的挡耳，其挡耳下方的导向杆上套装有弹簧，所述气动夹爪上的两个夹爪的内侧壁中部靠下处分别内置有相对的红外传感器，其红外传感器与控制器通过电性相连接。
进一步的，所述引导机构包括引导轮和挂杆，所述引导机构的后端底部转动安装有与下方的引导轨上的轮槽相切的引导轮，所述引导机构的前端两个边角处分别垂直向下固定安装有挂杆，其挂杆滑动穿过移动机构上的轴套并与下方的气动夹爪固定相连接，而气动夹爪上的导向杆的上端也滑动穿过引导机构的前端中部。
进一步的，所述引导轨中部弯折处的高度差与输送机A和输送机B之间的高度差相一致。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
由于气动夹爪顶部平面的中部垂直向上固定安装有导向杆，且导向杆的上端滑动穿过上方的挡耳，其挡耳下方的导向杆上套装有弹簧，气动夹爪上的两个夹爪的内侧壁中部靠下处分别内置有相对的红外传感器，其红外传感器与控制器通过电性相连接，当移动到输送机A 上方时，而移动机构的右端则同时挤压到对应的压力传感器，压力传感器将传送信号至控制器，控制器将控制输送机A转动，当输送机A上的物料经过气动夹爪的夹爪之间时，通过气动夹爪上的红外传感器探测到物料，传送信号至控制器，使得输送机A停止输送，气动夹爪夹紧，并且使得驱动机构运转，使得移动机构随驱动机构向左移动，而引导机构沿引导轨移动，使得气动夹爪随之上升，当到达输送机B上方时，触碰到左端的压力传感器，传送信号至控制器，电机待机秒后反向旋转，气动夹爪松开，物料落下，使得左侧的输送机B运转秒，移动机构上的部分结构复位，完成一次输送，整个流程动作连贯，控制逻辑简单有序，动作精确，可只通过一个电机完成由下往上输送物料的动作，减少了动力电器的使用，降低制造成本和维护成本。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1是本发明的右前上方轴视结构示意图。
图2是本发明的左后上方轴视结构示意图。
图3是本发明的主视结构示意图。
图4是本发明的俯视结构示意图。
图5是本发明的移动机构和气动夹爪部分前轴视结构示意图。
图6是本发明的移动机构和气动夹爪部分后轴视结构示意图。
图7是本发明的移动机构部分轴视结构示意图。
图8是本发明的系统结构框图。
图中，部件名称与附图编号的对应关系为：
1、底座；2、输送机A；3、输送机B；4、桁架；401、轨槽；402、压力传感器；5、控制器；6、引导轨；601、轮槽；7、移动机构；701、挡耳；702、轴套；703、卡块；8、驱动机构；801、电机；802、丝杆；9、气动夹爪；901、导向杆；902、弹簧；903、红外传感器；10、引导机构；1001、引导轮；1002、挂杆。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例：
如附图1至附图8所示：
本发明提供一种数控车床上的导轨式自动化上下料机构，包括底座1；底座1顶部平面的上分别纵向左右相错固定安装有输送机A2和输送机B3，其输送机A2的安装位置低于输送机B3的位置，并且输送机A2与车床外部相对接，而输送机B3则与车床内部相对接；底座1顶部平面的中部横向安装有门状的桁架4；桁架4右端侧壁的上端固定安装有控制器 5；
桁架4前端侧壁中滑动安装有移动机构7，而移动机构7安装处的桁架4上横向安装有驱动机构8；移动机构7的下端竖向滑动安装有气动夹爪9；气动夹爪9的上端固定连接有引导机构10；桁架4的上端横向固定安装有引导轨6，而引导机构10的后端底部则与引导轨6滑动相连接。
桁架4包括轨槽401和压力传感器402，桁架4的前端侧壁中开设有横向V状的轨槽401，轨槽401的左端和右端边缘处分别固定内置有压力传感器402，其压力传感器402与控制器5通过电性相连接。
其中，引导轨6包括轮槽601，引导轨6整体为左端高右端的弯折结构，引导轨6的弯折处恰好对应下方的输送机A2和输送机B3之间的间隔位置，引导轨6的上端沿表面开设有下凹的轮槽601，可通过引导轨6引导气动夹爪9部分在输送机A2和输送机B3之间进行传送输料。
其中，移动机构7包括挡耳701、轴套702和卡块703，移动机构7背部平面上横向固定安装有两个对称的外扩的卡块703，其卡块703与桁架4上的轨槽401相适应，移动机构 7前端侧壁的中部固定安装有挡耳701，其挡耳701与气动夹爪9的中部突出部分滑动相连接，挡耳701左右两侧移动机构7的侧壁上分别竖向固定安装有轴套702，其轴套702中滑动套接有引导机构10的下端部分结构，移动机构7可通过驱动机构8中的电机801旋转移动，从而完成物料的上下传送。
其中，驱动机构8包括电机801和丝杆802，驱动机构8的右端横向固定安装有电机801，其电机801的左端通过联轴器横向转动连接有丝杆802，丝杆802的左端通过轴承环转动安装在桁架4的左端，而丝杆802则螺接穿过移动机构7。
其中，气动夹爪9包括导向杆901、弹簧902和红外传感器903，气动夹爪9顶部平面的中部垂直向上固定安装有导向杆901，且导向杆901的上端滑动穿过上方的挡耳701，其挡耳701下方的导向杆901上套装有弹簧902，气动夹爪9上的两个夹爪的内侧壁中部靠下处分别内置有相对的红外传感器903，其红外传感器903与控制器5通过电性相连接，当移动到输送机A2上方时，而移动机构7的右端则同时挤压到对应的压力传感器402，压力传感器402将传送信号至控制器5，控制器5将控制输送机A2转动，当输送机A2上的物料经过气动夹爪9的夹爪之间时，通过气动夹爪9上的红外传感器903探测到物料，传送信号至控制器5，使得输送机A2停止输送，气动夹爪9夹紧，并且使得驱动机构8运转，使得移动机构7随驱动机构8向左移动，而引导机构10沿引导轨6移动，使得气动夹爪9随之上升，当到达输送机B3上方时，触碰到左端的压力传感器402，传送信号至控制器5，电机 801待机4秒后反向旋转，气动夹爪9松开，物料落下，使得左侧的输送机B3运转3秒，移动机构7上的部分结构复位，完成一次输送，整个流程动作连贯，控制逻辑简单有序，动作精确，可只通过一个电机801完成由下往上输送物料的动作，减少了动力电器的使用，降低制造成本和维护成本。
其中，引导机构10包括引导轮1001和挂杆1002，引导机构10的后端底部转动安装有与下方的引导轨6上的轮槽601相切的引导轮1001，引导机构10的前端两个边角处分别垂直向下固定安装有挂杆1002，其挂杆1002滑动穿过移动机构7上的轴套702并与下方的气动夹爪9固定相连接，而气动夹爪9上的导向杆901的上端也滑动穿过引导机构10的前端中部，可通过引导轮1001沿引导轨6的上表面移动，从而带动气动夹爪9进行上下移动，进而完成不同高度的输送平台之间的物料传递。
其中，引导轨6中部弯折处的高度差与输送机A2和输送机B3之间的高度差相一致，从而能够精准完成高低输送台之间的传递。
本实施例的具体使用方式与作用：
在使用时，由于桁架4的前端侧壁中开设有横向V状的轨槽401，轨槽401的左端和右端边缘处分别固定内置有压力传感器402，其压力传感器402与控制器5通过电性相连接，气动夹爪9顶部平面的中部垂直向上固定安装有导向杆901，且导向杆901的上端滑动穿过上方的挡耳701，其挡耳701下方的导向杆901上套装有弹簧902，气动夹爪9上的两个夹爪的内侧壁中部靠下处分别内置有相对的红外传感器903，其红外传感器903与控制器5通过电性相连接，当移动到输送机A2上方时，而移动机构7的右端则同时挤压到对应的压力传感器402，压力传感器402将传送信号至控制器5，控制器5将控制输送机A2转动，当输送机A2上的物料经过气动夹爪9的夹爪之间时，通过气动夹爪9上的红外传感器903探测到物料，传送信号至控制器5，使得输送机A2停止输送，气动夹爪9夹紧，并且使得驱动机构8运转，使得移动机构7随驱动机构8向左移动，而引导机构10沿引导轨6移动，使得气动夹爪9随之上升，当到达输送机B3上方时，触碰到左端的压力传感器402，传送信号至控制器5，电机801待机4秒后反向旋转，气动夹爪9松开，物料落下，使得左侧的输送机B3运转3秒，移动机构7上的部分结构复位，完成一次输送，整个流程动作连贯，控制逻辑简单有序，动作精确，可只通过一个电机801完成由下往上输送物料的动作，减少了动力电器的使用，降低制造成本和维护成本；
特别的是，引导轨6整体为左端高右端的弯折结构，引导轨6的弯折处恰好对应下方的输送机A2和输送机B3之间的间隔位置，引导轨6的上端沿表面开设有下凹的轮槽601，可通过引导轨6引导气动夹爪9部分在输送机A2和输送机B3之间进行传送输料，而引导机构10的后端底部转动安装有与下方的引导轨6上的轮槽601相切的引导轮1001，引导机构10的前端两个边角处分别垂直向下固定安装有挂杆1002，其挂杆1002滑动穿过移动机构7上的轴套702并与下方的气动夹爪9固定相连接，而气动夹爪9上的导向杆901的上端也滑动穿过引导机构10的前端中部，可通过引导轮1001沿引导轨6的上表面移动，从而带动气动夹爪9进行上下移动，进而完成不同高度的输送平台之间的物料传递；
在移动过程中，由于移动机构7包括挡耳701、轴套702和卡块703，移动机构7背部平面上横向固定安装有两个对称的外扩的卡块703，其卡块703与桁架4上的轨槽401相适应，移动机构7前端侧壁的中部固定安装有挡耳701，其挡耳701与气动夹爪9的中部突出部分滑动相连接，挡耳701左右两侧移动机构7的侧壁上分别竖向固定安装有轴套702，其轴套702中滑动套接有引导机构10的下端部分结构，移动机构7可通过驱动机构8中的电机801旋转移动，从而完成物料的上下传送。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (7)

1.一种数控车床上的导轨式自动化上下料机构，其特征在于：包括底座(1)；所述底座(1)顶部平面的上分别纵向左右相错固定安装有输送机A(2)和输送机B(3)，其输送机A(2)的安装位置低于输送机B(3)的位置，并且输送机A(2)与车床外部相对接，而输送机B(3)则与车床内部相对接；所述底座(1)顶部平面的中部横向安装有门状的桁架(4)；所述桁架(4)右端侧壁的上端固定安装有控制器(5)；
所述桁架(4)前端侧壁中滑动安装有移动机构(7)，而移动机构(7)安装处的桁架(4)上横向安装有驱动机构(8)；所述移动机构(7)的下端竖向滑动安装有气动夹爪(9)；所述气动夹爪(9)的上端固定连接有引导机构(10)；所述桁架(4)的上端横向固定安装有引导轨(6)，而引导机构(10)的后端底部则与引导轨(6)滑动相连接。
所述桁架(4)包括轨槽(401)和压力传感器(402)，所述桁架(4)的前端侧壁中开设有横向V状的轨槽(401)，所述轨槽(401)的左端和右端边缘处分别固定内置有压力传感器(402)，其压力传感器(402)与控制器(5)通过电性相连接。
2.如权利要求1所述数控车床上的导轨式自动化上下料机构，其特征在于：所述引导轨(6)包括轮槽(601)，所述引导轨(6)整体为左端高右端的弯折结构，所述引导轨(6)的弯折处恰好对应下方的输送机A(2)和输送机B(3)之间的间隔位置，所述引导轨(6)的上端沿表面开设有下凹的轮槽(601)。
3.如权利要求1所述数控车床上的导轨式自动化上下料机构，其特征在于：所述移动机构(7)包括挡耳(701)、轴套(702)和卡块(703)，所述移动机构(7)背部平面上横向固定安装有两个对称的外扩的卡块(703)，其卡块(703)与桁架(4)上的轨槽(401)相适应，所述移动机构(7)前端侧壁的中部固定安装有挡耳(701)，其挡耳(701)与气动夹爪(9)的中部突出部分滑动相连接，所述挡耳(701)左右两侧移动机构(7)的侧壁上分别竖向固定安装有轴套(702)，其轴套(702)中滑动套接有引导机构(10)的下端部分结构。
4.如权利要求1所述数控车床上的导轨式自动化上下料机构，其特征在于：所述驱动机构(8)包括电机(801)和丝杆(802)，所述驱动机构(8)的右端横向固定安装有电机(801)，其电机(801)的左端通过联轴器横向转动连接有丝杆(802)，所述丝杆(802)的左端通过轴承环转动安装在桁架(4)的左端，而丝杆(802)则螺接穿过移动机构(7)。
5.如权利要求1所述数控车床上的导轨式自动化上下料机构，其特征在于：所述气动夹爪(9)包括导向杆(901)、弹簧(902)和红外传感器(903)，所述气动夹爪(9)顶部平面的中部垂直向上固定安装有导向杆(901)，且导向杆(901)的上端滑动穿过上方的挡耳(701)，其挡耳(701)下方的导向杆(901)上套装有弹簧(902)，所述气动夹爪(9)上的两个夹爪的内侧壁中部靠下处分别内置有相对的红外传感器(903)，其红外传感器(903)与控制器(5)通过电性相连接。
6.如权利要求1所述数控车床上的导轨式自动化上下料机构，其特征在于：所述引导机构(10)包括引导轮(1001)和挂杆(1002)，所述引导机构(10)的后端底部转动安装有与下方的引导轨(6)上的轮槽(601)相切的引导轮(1001)，所述引导机构(10)的前端两个边角处分别垂直向下固定安装有挂杆(1002)，其挂杆(1002)滑动穿过移动机构(7)上的轴套(702)并与下方的气动夹爪(9)固定相连接，而气动夹爪(9)上的导向杆(901)的上端也滑动穿过引导机构(10)的前端中部。
7.如权利要求1所述数控车床上的导轨式自动化上下料机构，其特征在于：所述引导轨(6)中部弯折处的高度差与输送机A(2)和输送机B(3)之间的高度差相一致。
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