CN111890102B - 一种高自动化数控机床 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高自动化数控机床，涉及数控机床领域，其包括底座和床身，床身上转动连接有用于夹持工件的夹具，底座上滑动连接有用于加工工件的刀具，还包括水平设置于底座上方的支撑座，支撑座的下端面设置有用于对工件进行取放和翻转的驱动机构，并且床身的内侧壁设置有用于驱动支撑座沿竖直方向运动的气缸。本申请具有以下优点和效果：通过设置高自动化的数控机床，实现工件的自动取卸和自动翻转安装，从而实现加工位置的换向，并实现对工件两端的连续加工和单独加工，节省了人工，同时提高了对工件的加工效率。

Description

一种高自动化数控机床

技术领域

本申请涉及数控机床领域，特别涉及一种高自动化数控机床。

背景技术

数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床，数控机床经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，并按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。

中国专利CN206464911U公开了一种数控车床，其包括床身，床身上设置有操作口，床身内设置有用于夹取工具的夹具以及用于加工的刀具，床身对应操作口处滑移连接有门体。

相关技术中的数控车床在工作时，利用夹具对工件进行夹持，然后利用刀具对工件进行加工。但是当需要对工件的两端进行加工时，需要停机后，采用人工对工件进行取卸和翻转安装，自动化程度低，影响工件加工效率，有待改进。

发明内容

为了提高对工件的加工效率，本申请的目的是提供一种高自动化数控机床。

本申请提供的一种高自动化数控机床采用如下的技术方案：一种高自动化数控机床，包括底座和床身，所述床身上转动连接有用于夹持工件的夹具，所述底座上滑动连接有用于加工工件的刀具，还包括水平设置于所述底座上方的支撑座，所述支撑座的下端面设置有用于对工件进行取放和翻转的驱动机构，并且所述床身的内侧壁设置有用于驱动所述支撑座沿竖直方向运动的气缸。

通过采用上述技术方案，当使用上述机床对工件的两端进行加工时，利用夹具对工件进行夹持，然后对工件的一端进行加工。当该端加工完毕后，利用气缸驱动支撑座以及驱动机构向下运动，直至驱动机构对准工件时，对工件进行取卸，随后将工件水平旋转180°后，利用夹具对将工件加工完毕的一端进行重新夹持，此时利用气缸控制支撑座以及驱动机构复位，即可对未加工的一端进行加工。因此通过设置高自动化的数控机床，实现工件的自动取卸和自动翻转安装，从而实现加工位置的换向，并实现对工件两端的连续加工和单独加工，节省了人工，同时提高了对工件的加工效率。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述夹具包括转动盘，所述转动盘内侧壁的中心位置水平设置有定位孔，所述定位孔内水平滑动连接有定位杆，所述定位杆与所述定位孔底壁之间设置有弹簧，并且所述转动盘上设置有多个环绕所述定位杆的夹爪，并且所述底座上设置有收料机构。

通过采用上述技术方案，当安装工件时，利用工件驱动定位杆沿着定位孔向内滑移，并压动弹簧压缩，随后再利用夹爪对工件进行夹持固定。当需要对工件进行换向加工时，松开夹爪，此时弹簧弹开并驱动定位杆反向运动，此时即可利用定位杆将工件自动推送至驱动机构内，实现工件的自动推送。并且当工件的两端都加工完毕后，定位杆将工件自动推送至收料机构内，实现工件的自动卸料。因此通过设置弹簧与定位杆的配合，实现工件的自动推送和自动卸料，提高数控机床的自动化程度，提高对工件的加工效率。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动机构包括水平设置于所述支撑座下方的驱动杆，所述驱动杆上贯穿设置有供工件滑移嵌入的滑动孔，并且所述支撑座的下端面设置有用于控制所述驱动杆旋转的伺服电机；所述滑动孔内水平滑动连接有滑动杆，所述支撑座背离所述夹具的一端竖直设置有固定座，所述固定座上设置有用于驱动所述滑动杆水平滑移的电缸。

通过采用上述技术方案，当需要对工件进行换向时，控制驱动杆上的滑动孔对准工件，随后打开夹爪，使工件自动弹入滑动孔内。然后再利用伺服电机控制驱动杆旋转180°后，利用电缸控制滑动杆嵌入滑动孔内，并推动工件运动至夹具内，随后对工件进行夹持后，实现工件的换向。因此通过设置结构简洁，并且工作稳定的驱动机构，实现工件的全自动换向和高效换向，从而提高对工件的加工效率。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述床身上水平设置有上料管，所述上料管位于所述夹具的上方且用于连通所述滑动孔，并且所述床身的外壁设置有连通所述上料管的上料机构。

通过采用上述技术方案，当对工件进行连续加工时，利用上料机构将工件连续传输至上料管内，并使工件可以沿着上料管滑移至滑动孔内，随后即可利用驱动杆以及滑动杆的配合，实现工件的自动上料，从而实现大批量工件的连续加工和全自动化加工，提高数控机床的自动化程度，提高对工件的加工效率。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述上料机构包括上端开口的上料盒，所述上料盒固定于所述床身的外壁，并且所述上料盒靠近所述床身的一侧下端外壁贯穿设置有连通所述上料管的上料孔；所述上料盒背离所述上料孔的一侧下端外壁贯穿设置有对准所述上料孔的推料孔，所述推料孔内水平滑动连接有推料杆，并且所述上料盒的下端面设置有控制所述推料杆水平滑移的液压缸。

通过采用上述技术方案，当上料机构工作时，利用震动盘将工件有序的传输至上料盒的上方，使工件有序的滑移至上料盒内部。当对工件进行送料时，利用液压缸驱动推料杆往复运动，此时即可利用推料杆将工件自动推送至推料孔以及上料管内，实现工件的自动上料。通过设置高自动化的上料机构，实现工件的自动上料和稳定上料。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述收料机构包括设置于所述底座上的支架，所述支架上螺旋设置的导向管，所述导向管的上端水平设置有对准所述夹具的收集管，且下端竖直设置有清洁管，并且所述底座上设置有位于所述清洁管正下方的收纳盒，所述清洁管的下端面水平滑动连接有用于对其进行封堵的密封板，所述支架上设置有用于驱动所述密封板水平滑移的活塞缸。

通过采用上述技术方案，当对加工完毕的工件进行收集时，利用活塞缸驱动密封板对清洁管的下端进行封堵，随后工件被弹入收集管内，并沿着收集管滑移至导向管内后，再滑移至清洁管内。随后再利用清洁管对工件进行清洁后，利用活塞缸控制密封板反向运动，直至密封板脱离清洁管的下端面后，实现清洁管的开启，随后洁净的工件将掉落至收纳盒内，实现工件的清洁和收集。因此通过设置带有自动清洁功能的收料机构，实现工件的自动化清洁和自动化有序收集，提高对工件的加工效率。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述清洁管包括转动连接于所述导向管的上管和转动连接于所述上管的下管，所述上管和所述下管的内壁均设置有清洁布，且外壁均设置有从动锥齿轮，一对所述从动锥齿轮之间啮合设置有主动锥齿轮，并且所述支架上设置有用于驱动所述主动锥齿轮旋转的控制电机。

通过采用上述技术方案，当清洁管工作时，利用控制电机驱动主动锥齿轮旋转，此时主动锥齿轮带动一对从动锥齿轮朝向相反的方向旋转，此时一对从动锥齿轮带动上管、下管以及清洁布同步反向旋转，实现工件的清洁和擦拭。通过设置结构简洁，并且工作稳定的清洁管，实现工件的稳定清洁和自动化清洁。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述密封板的内部设置有空腔，所述密封板的上端面设置有连通所述空腔和所述下管的通孔，所述支架上设置有气泵，所述气泵的进气位置设置有连通所述空腔的柔性管。

通过采用上述技术方案，当对清洁管进行封堵后，工件掉落至密封板上，并对通孔进行覆盖，此时启动气泵，使得空腔内产生负压，并对工件进行吸附固定，使得工件被清洁时，可以稳定的固定于密封板上，实现工件的稳定清洁和高效清洁。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述密封板的上端面竖直设置有支撑管，所述支撑管环绕所述通孔，且上端设置有橡胶垫。

通过采用上述技术方案，通过设置支撑管对工件进行支撑，实现工件全方位的清洁，提高对工件的清洁效果。同时通过设置橡胶垫增大工价与支撑管之间的密封性，实现工件的稳定吸紧固定。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1.通过设置高自动化的数控机床，实现工件的自动取卸和自动翻转安装，从而实现加工位置的换向，并实现对工件两端的连续加工和单独加工，节省了人工，同时提高了对工件的加工效率；

2.通过设置弹簧与定位杆的配合，实现工件的自动推送和自动卸料，提高数控机床的自动化程度，提高对工件的加工效率；

3.通过设置结构简洁，并且工作稳定的驱动机构，实现工件的全自动换向和高效换向，从而提高对工件的加工效率；

4.通过设置高自动化的上料机构，并利用驱动杆以及滑动杆的配合，实现工件的自动上料，从而实现大批量工件的连续加工和全自动化加工；

5.通过设置带有自动清洁功能的收料机构，实现工件的自动化清洁和自动化有序收集，提高对工件的加工效率。

附图说明

图1是实施例的结构示意图；

图2是实施例的底座的结构示意图；

图3是实施例的床身的结构示意图；

图4是实施例的收料机构的结构示意图；

图5是实施例的清洁管的结构示意图。

附图标记：1、底座；11、刀具；2、床身；21、夹具；22、转动盘；23、定位孔；24、定位杆；25、弹簧；26、夹爪；27、气缸；28、上料管；3、收料机构；31、支架；32、导向管；33、收集管；34、清洁管；341、上管；342、下管；343、清洁布；344、从动锥齿轮；345、主动锥齿轮；346、控制电机；35、收纳盒；36、密封板；361、空腔；362、通孔；363、支撑管；364、橡胶垫；365、气泵；366、柔性管；37、活塞缸；4、支撑座；5、驱动机构；51、驱动杆；52、滑动孔；53、伺服电机；54、滑动杆；55、固定座；56、电缸；6、上料机构；61、上料盒；62、上料孔；63、推料孔；64、推料杆；65、液压缸。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

如图1、图2所示，一种高自动化数控机床，包括底座1和床身2，床身2上转动连接有用于夹持工件的夹具21，底座1上滑动连接有用于加工工件的刀具11。

当使用上述机床对工件的两端进行加工时，利用夹具21对工件进行夹持，然后利用刀具11对工件的一端进行加工。当该端加工完毕后，松开夹具21，然后将工件进行取卸后，利用夹具21对工件加工完毕的一端进行夹持后，即可利用刀具11对工件的另一端进行加工。直至工件的两端完全加工完毕后，对工件进行取卸和收集，即可实现工件两端的分别加工。

如图2、图3所示，夹具21包括转动盘22，转动盘22内侧壁的中心位置水平设置有定位孔23，定位孔23内水平滑动连接有定位杆24，定位杆24与定位孔23底壁之间设置有弹簧25。转动盘22上设置有多个环绕定位杆24的夹爪26，并且底座1上设置有收料机构3。

当安装工件时，利用工件驱动定位杆24沿着定位孔23向内滑移，并压动弹簧25压缩，随后再利用夹爪26对工件进行夹持固定。当需要对工件进行换向加工时，松开夹爪26，此时弹簧25弹开并驱动定位杆24反向运动，随后即可利用定位杆24将工件自动推出，实现工件的自动推送。并且当工件的两端都加工完毕后，定位杆24将工件自动推送至收料机构3内，实现工件的自动卸料。

如图2、图4所示，收料机构3包括设置于底座1上的支架31，支架31上螺旋设置的导向管32，导向管32的上端水平设置有对准夹具21的收集管33，且下端竖直设置有清洁管34。

如图2、图4所示，底座1上设置有位于清洁管34正下方的收纳盒35，清洁管34的下端面水平滑动连接有用于对其进行封堵的密封板36，支架31上设置有用于驱动密封板36水平滑移的活塞缸37。

当对加工完毕的工件进行收集时，利用活塞缸37驱动密封板36对清洁管34的下端进行封堵，随后工件被弹入收集管33内，并沿着收集管33滑移至导向管32内后，再滑移至清洁管34内。

随后再利用清洁管34对工件进行清洁后，利用活塞缸37控制密封板36反向运动，直至密封板36脱离清洁管34的下端面后，实现清洁管34的开启，随后洁净的工件将掉落至收纳盒35内，实现工件的清洁和收集。依次往复，实现工件的自动化清洁和自动化有序收集。

如图4、图5所示，清洁管34包括转动连接于导向管32的上管341和转动连接于上管341的下管342，上管341和下管342的内壁均设置有清洁布343，且外壁均设置有从动锥齿轮344。一对从动锥齿轮344之间啮合设置有主动锥齿轮345，并且支架31上设置有用于驱动主动锥齿轮345旋转的控制电机346。

如图4、图5所示，密封板36的内部设置有空腔361，密封板36的上端面设置有连通空腔361和下管342的通孔362。密封板36的上端面竖直设置有支撑管363，支撑管363环绕通孔362，且上端设置有橡胶垫364。支架31上设置有气泵365，气泵365的进气位置设置有连通空腔361的柔性管366。

当对清洁管34进行封堵后，工件将自动掉落至密封板36上的支撑管363上，并对通孔362进行封堵。此时启动气泵365，使得空腔361内产生负压，并对工件进行支撑以及吸附固定。

当清洁管34工作时，利用控制电机346驱动主动锥齿轮345旋转，此时主动锥齿轮345带动一对从动锥齿轮344朝向相反的方向旋转，此时一对从动锥齿轮344带动上管341、下管342以及清洁布343同步反向旋转，实现工件的清洁和擦拭。

如图2、图3所示，该数控机床还包括水平设置于底座1上方的支撑座4，支撑座4的下端面设置有用于对工件进行取放和翻转的驱动机构5，并且床身2的内侧壁设置有用于驱动支撑座4沿竖直方向运动的气缸27。

如图2、图3所示，驱动机构5包括水平设置于支撑座4下方的驱动杆51，驱动杆51上贯穿设置有供工件滑移嵌入的滑动孔52，并且支撑座4的下端面设置有用于控制驱动杆51旋转的伺服电机53。

如图2、图3所示，滑动孔52内水平滑动连接有滑动杆54，支撑座4背离夹具21的一端竖直设置有固定座55，固定座55上设置有用于驱动滑动杆54水平滑移的电缸56。

如图2、图3所示，床身2上水平设置有上料管28，上料管28位于夹具21的上方且用于连通滑动孔52，并且床身2的外壁设置有连通上料管28的上料机构6。

如图2、图3所示，上料机构6包括上端开口的上料盒61，上料盒61固定于床身2的外壁，并且上料盒61靠近床身2的一侧下端外壁贯穿设置有连通上料管28的上料孔62。

如图2、图3所示，上料盒61背离上料孔62的一侧下端外壁贯穿设置有对准上料孔62的推料孔63，推料孔63内水平滑动连接有推料杆64，并且上料盒61的下端面设置有控制推料杆64水平滑移的液压缸65。

当使用上述机床对工件的两端进行加工时，利用震动盘（图中未示出）将工件有序的传输至上料盒61的上方，使工件有序的滑移至上料盒61内部。当对工件进行送料时，利用液压缸65驱动推料杆64往复运动，此时即可利用推料杆64将工件自动推送至推料孔63以及上料管28内，实现工件的自动上料。

当利用上料机构6将工件连续传输至上料管28内后，工件可以沿着上料管28自动滑移至驱动杆51上的滑动孔52内。随后利用气缸27驱动支撑座4以及驱动杆51向下运动，直至驱动杆51对准夹具21时，利用电缸56控制滑动杆54嵌入滑动孔52内，并推动工件运动至夹具21内，随后对工件进行夹持后，实现工件的固定。

当需要对工件进行换向时，利用气缸27驱动支撑座4以及驱动杆51向下运动，直至驱动杆51对准夹具21时，打开夹爪26，并使工件自动弹入滑动孔52内。然后再利用伺服电机53控制驱动杆51旋转180°后，利用电缸56控制滑动杆54嵌入滑动孔52内，并推动工件运动至夹具21内，随后对工件进行夹持后，实现工件的换向。

工作原理：当机床工作时，利用上料机构6对工件进行连续送料，同时利用驱动机构5对工件进行承载后，将工件安装至夹具21上后，再利用刀具11对工件的一端进行加工。当该端加工完毕后，松开夹具21，利用驱动机构5对工件进行取卸和翻转换向后，利用夹具21对工件加工完毕的一端进行夹持，随后利用刀具11对工件的另一端进行加工。直至工件的两端完全加工完毕后，利用收料机构3对工件进行清洁和收集，即可实现工件两端的分别加工。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高自动化数控机床，包括底座(1)和床身(2)，所述床身(2)上转动连接有用于夹持工件的夹具(21)，所述底座(1)上滑动连接有用于加工工件的刀具(11)，其特征在于：还包括水平设置于所述底座(1)上方的支撑座(4)，所述支撑座(4)的下端面设置有用于对工件进行取放和翻转的驱动机构(5)，并且所述床身(2)的内侧壁设置有用于驱动所述支撑座(4)沿竖直方向运动的气缸(27)；

所述夹具(21)包括转动盘(22)，所述转动盘(22)内侧壁的中心位置水平设置有定位孔(23)，所述定位孔(23)内水平滑动连接有定位杆(24)，所述定位杆(24)与所述定位孔(23)底壁之间设置有弹簧(25)，所述转动盘(22)上设置有多个环绕所述定位杆(24)的夹爪(26)，并且所述底座(1)上设置有收料机构(3)；

所述收料机构(3)包括设置于所述底座(1)上的支架(31)，所述支架(31)上螺旋设置的导向管(32)，所述导向管(32)的上端水平设置有对准所述夹具(21)的收集管(33)，且下端竖直设置有清洁管(34)，并且所述底座(1)上设置有位于所述清洁管(34)正下方的收纳盒(35)，所述清洁管(34)的下端面水平滑动连接有用于对其进行封堵的密封板(36)，所述支架(31)上设置有用于驱动所述密封板(36)水平滑移的活塞缸(37)；

所述清洁管(34)包括转动连接于所述导向管(32)的上管(341)和转动连接于所述上管(341)的下管(342)，所述上管(341)和所述下管(342)的内壁均设置有清洁布(343)，且外壁均设置有从动锥齿轮(344)，一对所述从动锥齿轮(344)之间啮合设置有主动锥齿轮(345)，并且所述支架(31)上设置有用于驱动所述主动锥齿轮(345)旋转的控制电机(346)；

所述密封板(36)的内部设置有空腔(361)，所述密封板(36)的上端面设置有连通所述空腔(361)和所述下管(342)的通孔(362)，所述支架(31)上设置有气泵(365)，所述气泵(365)的进气位置设置有连通所述空腔(361)的柔性管(366)。

2.根据权利要求1所述的一种高自动化数控机床，其特征在于：所述驱动机构(5)包括水平设置于所述支撑座(4)下方的驱动杆(51)，所述驱动杆(51)上贯穿设置有供工件滑移嵌入的滑动孔(52)，并且所述支撑座(4)的下端面设置有用于控制所述驱动杆(51)旋转的伺服电机(53)；

所述滑动孔(52)内水平滑动连接有滑动杆(54)，所述支撑座(4)背离所述夹具(21)的一端竖直设置有固定座(55)，所述固定座(55)上设置有用于驱动所述滑动杆(54)水平滑移的电缸(56)。

3.根据权利要求2所述的一种高自动化数控机床，其特征在于：所述床身(2)上水平设置有上料管(28)，所述上料管(28)位于所述夹具(21)的上方且用于连通所述滑动孔(52)，并且所述床身(2)的外壁设置有连通所述上料管(28)的上料机构(6)。

4.根据权利要求3所述的一种高自动化数控机床，其特征在于：所述上料机构(6)包括上端开口的上料盒(61)，所述上料盒(61)固定于所述床身(2)的外壁，并且所述上料盒(61)靠近所述床身(2)的一侧下端外壁贯穿设置有连通所述上料管(28)的上料孔(62)；

所述上料盒(61)背离所述上料孔(62)的一侧下端外壁贯穿设置有对准所述上料孔(62)的推料孔(63)，所述推料孔(63)内水平滑动连接有推料杆(64)，并且所述上料盒(61)的下端面设置有控制所述推料杆(64)水平滑移的液压缸(65)。

5.根据权利要求1所述的一种高自动化数控机床，其特征在于：所述密封板(36)的上端面竖直设置有支撑管(363)，所述支撑管(363)环绕所述通孔(362)，且上端设置有橡胶垫(364)。

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