CN111906391A - 一种大数据自动化连接件生产螺纹加工机及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种大数据自动化连接件生产螺纹加工机，包括主机、工件固定组件和刀具运动组件，所述刀具运动组件和工件固定组件均设置在主机的内部，且在所述工件固定组件的下方还设置有接料盒，所述刀具运动组件设置在工件固定组件的后方，其方法包括获取工件固定组件位置完成上料，上料结束后通过驱动涡杆使三爪卡盘夹紧工件，之后安装刀具并使工件的中线轴线与刀具刀尖位置处于同于Y轴竖直平面内，之后使刀具逐渐靠近工件进行预切圆对刀，通过CCD相机检测检废屑产生时，刀具停止进给并记录当前刀具位置，完成对刀，最后根据对刀数据完成工件的螺纹加工，在加工时，可同时对多个工件进行加工，可解决当前机器加工效率低的问题。

Description

一种大数据自动化连接件生产螺纹加工机及加工方法

技术领域

本发明实施例涉及连接件螺纹加工技术领域，具体涉及一种大数据自动化连接件生产螺纹加工机及加工方法。

背景技术

连接件是我们生活中一种最为常见的零件之一，用于构件与构件之间的连接及固定，以确保机械运行的稳定性，对于不同构件之间的连接对于其连接件的要求也不同，随之人们对于连接件也就越来越关注。

对于同一批次的螺纹加工来说，由于均具有相同的加工参数和工序，在实际加工中可以考虑通过大数据统筹的方式进行自动化生产，从而保证产品品质的一致性。然而在现有技术中，并没有考虑到应用大数据实行自动化的加工。

在对于一些圆柱形连接件进行螺纹加工时，其车螺纹是连接件螺纹加工中的一种常用方式，但是在进行车螺纹时，常常只能一个个的进行车削，在批量加工时，其加工的效率慢，不能满足生产的需求，而且在对工件夹紧时往往需要手动夹紧，很是不便，有待于我们解决。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种大数据自动化连接件生产螺纹加工机及加工方法，通过所设置的工件固定组件，可在工作时，可由在第二驱动电机的带动下固定多个工件，配合设置的刀具运动组件可实现多个工件的同时加工，以解决现有技术中车螺纹时，每次只能加工一个，加工效率低，且需要手动进行夹紧的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：

一种大数据自动化连接件生产螺纹加工机，包括主机、工件固定组件和刀具运动组件，所述刀具运动组件和工件固定组件均设置在主机的内部，且在所述工件固定组件的下方还设置有接料盒，所述刀具运动组件设置在工件固定组件的后方；

所述工件固定组件包括通过第一驱动电机驱动的卡盘组，所述卡盘组由若干个用于夹持工件的三爪卡盘组成，每个所述三爪卡盘上均套设有转动齿轮，相邻两个所述转动齿轮之间均通过连接齿轮啮合连接，在所述三爪卡盘的后方设置有用于带动三爪卡盘夹紧工件的驱动涡杆，所述驱动涡杆的一侧连接有第二驱动电机，所述三爪卡盘的下方还设置有通过第一电动推杆驱动用于对工件定位的定位板，所述定位板上开设有与三爪卡盘对应的通孔。

作为本发明的一种优选方案，所述三爪卡盘包括转动盘和三个卡爪，所述转动盘上设置有环形螺纹，且三个所述卡爪均通过环形螺纹啮合连接在转动盘上，且所述转动盘的外侧还套设有可与驱动涡杆啮合连接的涡轮。

作为本发明的一种优选方案，所述驱动涡杆与第二驱动电机之间设置有离合组件，所述离合组件包括连接盘、固定盘、固定套、连接杆、限位板和用于带动限位板运动的第二电动推杆，所述固定套和转动盘均设置在第二驱动电机的转动轴上，所述固定盘设置在驱动涡杆上且与连接盘对应设置，所述固定套设置在连接盘远离固定盘的一侧，所述固定盘上滑动连接有若干个滑动块，所述连接杆的一端转动连接在滑动块上，且所述连接杆的另一端转动连接在固定套上，所述固定套上还开设有环形凹槽，且所述限位板卡接在环形凹槽内。

作为本发明的一种优选方案，所述限位板上设置有若干个用于卡在环形凹槽内的固定块，所述固定块上设置有钢珠。

作为本发明的一种优选方案，所述卡爪上开设有安装嵌槽，所述安装嵌槽内通过调节弹簧固定安装有紧固块。

作为本发明的一种优选方案，所述刀具运动组件包括活动块、安装在活动块上的若干个刀具夹持组件和通过第一伺服电机驱动的升降丝杠，所述活动块安装升降丝杠上，且每个所述刀具夹持组件上均设置有螺套和定位杆，所述活动块上设置有与定位杆和丝杠套对应的定位套和调节丝杠，所述活动块上还设置有用于带动调节丝杠运动的第二伺服电机。

作为本发明的一种优选方案，所述刀具夹持组件包括调节块和开设在调节块上的刀具安装槽，所述刀具安装槽的顶部设置有若干个用于固定刀具的固定螺钉，且在所述刀具安装槽的内部左右两侧均设置有限位片，所述限位片上转动连接有调节螺钉。

作为本发明的一种优选方案，一种工业自动化连接件生产螺纹加工方法，包括如下步骤：

步骤一，获取工件固定组件位置，并通过外界上料装置完成上料；

步骤二，通过驱动涡杆使固定组件中的三爪卡盘夹紧工件；

步骤三，将刀具固定在刀具运动组件上，并使刀具刀尖位置与夹紧后工件的中心轴线处于同一Y轴竖直平面内；

步骤四，通过第二驱动电机带动刀具靠近工件进行切圆对刀，并由CCD相机检测切圆时所产生的废屑；

步骤五，CCD相机检测到飞屑，刀具停止进给，并记录刀具当前所处位置，完成对刀；

步骤六，根据对刀数据完成对工件的螺纹加工。

作为本发明的一种优选方案，根据步骤四，设定一个临近工件的位置点，由第二伺服电机带动刀具快速运动至设定的位置点，之后改变刀具进给，缓慢靠近工件。

本发明的实施方式具有如下优点：

(1)本发明，通过设置的工件固定组件可在加工时，同时对多个工件进行固定，可配合设置的刀具运动组件，实现同时加工多个工件，能有效提高工件的螺纹加工效率，更加实用。

(2)本发明，所设置的离合组件，可同时夹紧多个工件，且还可避免在三爪卡盘带动工件转动时，其会使三爪卡盘松开工件的问题，可有效的解决当前连接件螺纹加工需要工人手动夹紧的问题，而且还可有效的降低工人的劳动强度。

(3)本发明，通过设置的刀具夹持组件，可避免在同时加工多个工件时，刀具不容易对刀的问题，且配合所设置的调节螺钉，对于刀具的安装会更加的方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施方式的主视结构示意图；

图2为本发明实施方式的左视结构示意图；

图3为本发明实施方式中离合组件的结构示意图；

图4为本发明实施方式中限位板的结构示意图；

图5为本发明实施方式中三爪卡盘的结构示意图；

图6为本发明实施方式中三爪卡盘的俯视结构示意图；

图7为图1中A处的局部结构放大图；

图8为图1中B处的局部结构放大图。

图中：

1-主机；2-工件固定组件；3-刀具运动组件；4-接料盒；

201-第一驱动电机；202-卡盘组；203-三爪卡盘；204-转动齿轮；205-连接齿轮；206-驱动涡杆；207-第二驱动电机；208-第一电动推杆；209-定位板；210-通孔；211-转动盘；212-卡爪；213-环形螺纹；214-涡轮；215-离合组件；216-连接盘；217-固定盘；218-固定套；219-连接杆；220-限位板；221-第二电动推杆；222-滑动块；223-环形凹槽；224-固定块；225-钢珠；226-安装嵌槽；227-紧固块；

301-第一伺服电机；302-升降丝杠；303-活动块；304-刀具夹持组件；305-丝杠套；306-定位杆；307-定位套；308-调节丝杠；309-第二伺服电机；310-调节块；311-刀具安装槽；312-固定螺钉；313-限位片；314-调节螺钉。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。

在本发明提供的实施方式中，为了使其能够应用于批量化的自动化生产，在实际生产的过程中包括控制器和采集组，通过采集组收集加工过程中的数据，并将采集数据传输至控制器中进行分析，并利用分析结果进行加工路径的模拟，将模拟的结果应用于自动化加工过程中。

如图1至图8所示，本发明提供了一种大数据自动化连接件生产螺纹加工机，包括主机1、工件固定组件2和刀具运动组件3，所述刀具运动组件3和工件固定组件2均设置在主机1的内部，且在所述工件固定组件2的下方还设置有接料盒4，所述刀具运动组件3设置在工件固定组件2的后方，在主机1的底部设置有支撑脚，且在支撑脚的底部还设置有橡胶垫，以缓冲在该设备工作时，所产生的剧烈震动，接料盒4以滑动连接的形式设置在工件固定组件2的下方，便于工人收取加工好的工件。

所述工件固定组件2包括通过第一驱动电机201驱动的卡盘组202，所述卡盘组202由若干个用于夹持工件的三爪卡盘203组成，所述三爪卡盘203包括转动盘211和三个卡爪212，所述转动盘211上设置有环形螺纹213，且三个所述卡爪212均通过环形螺纹213啮合连接在转动盘211上，三爪卡盘203上设置有与卡爪212对应限位滑槽，以保证卡爪212在运动时，不会随着转动盘211的转动而转动，在运动时，通过旋转转动盘211，可由转动盘211的转动实现卡爪212在限位滑槽内的直线运动，从而实现对工件的夹紧和放开，三爪卡盘203其本身就具有对工件定心的功能，可避免工件出现位置偏差。

另外需要补充的是，卡爪212上开设有安装嵌槽226，所述安装嵌槽226内通过调节弹簧固定安装有紧固块227，调节弹簧选用高强度压缩弹簧，即在通过三爪卡盘203夹紧工件时，可避免同时夹紧多个工件时，会由于工件在生产毛坯时有一定的误差存在，导致有的工件夹不紧，而有的工件则会夹变形的问题出现，可通过高强度压缩弹簧来弥补各个工件之间的个体差异，夹紧会更加的方便。

每个所述三爪卡盘203上均套设有转动齿轮204，相邻两个所述转动齿轮204之间均通过连接齿轮205啮合连接，在所述三爪卡盘203的后方设置有用于带动三爪卡盘203夹紧工件的驱动涡杆206，所述驱动涡杆206的一侧连接有第二驱动电机207，且所述转动盘211的外侧还套设有可与驱动涡杆206啮合连接的涡轮214，通过齿轮之间力的传递，可避免三爪卡盘203在通过第一驱动电机201带动时，会出现三爪卡盘203转动方向不同的问题，驱动涡杆206与涡轮214的配合，可实现通过一个第二驱动电机207带动多个三爪卡盘203同时夹紧或松开工件，对于批量生产其操作会更加的简单便捷。

所述三爪卡盘203的下方还设置有通过第一电动推杆208驱动用于对工件定位的定位板209，所述定位板209上开设有与三爪卡盘203对应的通孔210，定位板209主要用于对工件露出三爪卡盘203的高度进行限位，避免在加工时，会出现加工的螺纹位置不一致的问题，而在加工完成后，由第一电动推杆208可带动定位板209，使定位板209的通孔210处于三爪卡盘203的正下方，进而在三爪卡盘203松开工件时，可直接通过通孔210落入至接料盒4中，操作会更加的方便。

本发明，所述驱动涡杆206与第二驱动电机207之间设置有离合组件215，所述离合组件215包括连接盘216、固定盘217、固定套218、连接杆219、限位板220和用于带动限位板220运动的第二电动推杆221，固定盘217为凹形结构，连接盘216设置在固定盘217的凹形结构内，且在固定盘217凹形结构部分的侧壁上设置有不规则的防滑花纹，所述固定套218和转动盘211均设置在第二驱动电机207的转动轴上，所述固定盘217设置在驱动涡杆206上且与连接盘216对应设置，所述固定套218设置在连接盘216远离固定盘217的一侧，所述固定盘217上滑动连接有若干个滑动块222，滑动块222上也设置有不规则的防滑花纹，即在进行使用时，其滑动块222抵住固定盘217，可避免连接盘216与固定盘217之间产生滑动，所述连接杆219的一端转动连接在滑动块222上，且所述连接杆219的另一端转动连接在固定套218上，所述固定套218上还开设有环形凹槽223，且所述限位板220卡接在环形凹槽223内。当第二电动推杆221带动限位板220运动时，限位板220会带动固定套218的运动，固定套218运动则会通过连接杆219使滑动块222运动，滑动块222运动则可低至固定盘217，从而使连接盘216和固定盘217连接在一起，因此在第二驱动电机207运动时，可带动驱动涡杆206的运动，从而可由驱动涡杆2026的运动使三爪卡盘203夹紧或松开工件，当第二电动推杆221未带动限位板220运动时，其连接盘216与固定盘217之间没有直接连接的部分，因此在第一驱动电机201带动三爪卡盘203转动时，不会带动第二驱动电机207的运动，因此可避免在带动工件旋转时，不会使三爪卡盘203将工件夹变形或松开工件。

需要补充的是，所述限位板220上设置有若干个用于卡在环形凹槽223内的固定块224，所述固定块224上设置有钢珠225，在连接盘226与固定盘217连接时，连接盘216、固定盘217和固定套218会同步运动，限位板220不能旋转，因此会与固定套218产生摩擦，而设置的钢珠225则可将限位板220与固定套218之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，可大大的降低在夹紧或松开工件时所需要的力，可有效的调高限位板220的使用寿命。

所述刀具运动组件3包括活动块303、安装在活动块303上的若干个刀具夹持组件304和通过第一伺服电机301驱动的升降丝杠302，所述活动块303安装升降丝杠302上，第一伺服电机301用于在加工时控制活动块303的高度位置，且每个所述刀具夹持组件304上均设置有丝杠套305和定位杆306，所述活动块303上设置有与定位杆306和丝杠套305对应的定位套307和调节丝杠308，所述活动块303上还设置有用于带动调节丝杠308运动的第二伺服电机309，调节丝杠308与丝杠套305可相互配合，因此在第二伺服电机309带动调节丝杠308运动时，可使刀具夹持组件304发生运动，而所设置的定位杆306和定位套307可相互配合，实现对刀具夹持组件304的支撑和限位，定位杆306和定位套307均设置有多个，可避免在车削螺纹时，其会出现剧烈震动的问题。

所述刀具夹持组件304包括调节块310和开设在调节块310上的刀具安装槽311，所述刀具安装槽311的顶部设置有若干个用于固定刀具的固定螺钉312，且在所述刀具安装槽311的内部左右两侧均设置有限位片313，所述限位片313上转动连接有调节螺钉314，在调节块310的前方设置有与限位片313对应的刻度尺，以空间坐标轴为例，第一伺服电机301用于控制刀具在Z轴上的位置，而通过两个限位片313则可快速的确定刀具所处的X轴位置，而第二伺服电机309则用于控制刀具所在的Y轴位置，便于实现高精度的螺纹加工。

另外，本发明提供了一种基于螺纹加工机的加工方法，通过采集组收集加工过程中的数据，并将采集数据传输至控制器中进行分析，并利用分析结果进行加工路径的模拟，将模拟的结果应用于自动化加工过程中，具体包括以下步骤：

步骤一，获取工件固定组件位置，并通过外界上料装置完成上料；

步骤二，通过驱动涡杆使固定组件中的三爪卡盘夹紧工件；

步骤三，将刀具固定在刀具运动组件上，并使刀具刀尖位置与夹紧后工件的中心轴线处于同一Y轴竖直平面内；

步骤四，通过第二驱动电机带动刀具靠近工件进行切圆对刀，并由CCD相机检测切圆时所产生的废屑；

步骤五，CCD相机检测到飞屑，刀具停止进给，并记录刀具当前所处位置，完成对刀；

步骤六，根据对刀数据完成对工件的螺纹加工。

CCD相机属于CCD视觉检测系统中的一个组件，用于采集对刀时，切圆所产生的废屑，便于实现自动化控制，而在检测对刀的同时，还可对工件夹紧的位置进行检测，避免在自动化加工时，会由于工件位置出现偏差，造成工件加工失败的问题，此装置上还设置用于吹飞废屑的气嘴，即在没次的螺纹加工完毕后，会启动气嘴吹飞工作台表面的所有废屑，以避免在下次的对刀检测中，会由于工作台表面残留有废屑，造成检测出现较大误差的问题。

根据步骤四，设定一个临近工件的位置点，由第二伺服电机带动刀具快速运动至设定的位置点，之后改变刀具进给，缓慢靠近工件，设定的位置点为快速进刀点，即在安全的位置点内不会出撞刀的问题，可实现快速移动，从而可避免对刀会浪费大量的时间，而之后的缓慢运动则可为检测系统提供足够的反映时间，可提高对刀时的精准度。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种大数据自动化连接件生产螺纹加工机，其特征在于，包括主机(1)、工件固定组件(2)和刀具运动组件(3)，所述刀具运动组件(3)和工件固定组件(2)均设置在主机(1)的内部，且在所述工件固定组件(2)的下方还设置有接料盒(4)，所述刀具运动组件(3)设置在工件固定组件(2)的后方；

所述工件固定组件(2)包括通过第一驱动电机(201)驱动的卡盘组(202)，所述卡盘组(202)由若干个用于夹持工件的三爪卡盘(203)组成，每个所述三爪卡盘(203)上均套设有转动齿轮(204)，相邻两个所述转动齿轮(204)之间均通过连接齿轮(205)啮合连接，在所述三爪卡盘(203)的后方设置有用于带动三爪卡盘(203)夹紧工件的驱动涡杆(206)，所述驱动涡杆(206)的一侧连接有第二驱动电机(207)，所述三爪卡盘(203)的下方还设置有通过第一电动推杆(208)驱动用于对工件定位的定位板(209)，所述定位板(209)上开设有与三爪卡盘(203)对应的通孔(210)。

2.根据权利要求1所述的一种大数据自动化连接件生产螺纹加工机，其特征在于，所述三爪卡盘(203)包括转动盘(211)和三个卡爪(212)，所述转动盘(211)上设置有环形螺纹(213)，且三个所述卡爪(212)均通过环形螺纹(213)啮合连接在转动盘(211)上，且所述转动盘(211)的外侧还套设有可与驱动涡杆(206)啮合连接的涡轮(214)。

3.根据权利要求1所述的一种大数据自动化连接件生产螺纹加工机，其特征在于，所述驱动涡杆(206)与第二驱动电机(207)之间设置有离合组件(215)，所述离合组件(215)包括连接盘(216)、固定盘(217)、固定套(218)、连接杆(219)、限位板(220)和用于带动限位板(220)运动的第二电动推杆(221)，所述固定套(218)和转动盘(211)均设置在第二驱动电机(207)的转动轴上，所述固定盘(217)设置在驱动涡杆(206)上且与连接盘(216)对应设置，所述固定套(218)设置在连接盘(216)远离固定盘(217)的一侧，所述固定盘(217)上滑动连接有若干个滑动块(222)，所述连接杆(219)的一端转动连接在滑动块(222)上，且所述连接杆(219)的另一端转动连接在固定套(218)上，所述固定套(218)上还开设有环形凹槽(223)，且所述限位板(220)卡接在环形凹槽(223)内。

4.根据权利要求3所述的一种大数据自动化连接件生产螺纹加工机，其特征在于，所述限位板(220)上设置有若干个用于卡在环形凹槽(223)内的固定块(224)，所述固定块(224)上设置有钢珠(225)。

5.根据权利要求2所述的一种大数据自动化连接件生产螺纹加工机，其特征在于，所述卡爪(212)上开设有安装嵌槽(226)，所述安装嵌槽(226)内通过调节弹簧固定安装有紧固块(227)。

6.根据权利要求1所述的一种大数据自动化连接件生产螺纹加工机，其特征在于，所述刀具运动组件(3)包括活动块(303)、安装在活动块(303)上的若干个刀具夹持组件(304)和通过第一伺服电机(301)驱动的升降丝杠(302)，所述活动块(303)安装在升降丝杠(302)上，且每个所述刀具夹持组件(304)上均设置有丝杠套(305)和定位杆(306)，所述活动块(303)上设置有与定位杆(306)和丝杠套(305)对应的定位套(307)和调节丝杠(308)，所述活动块(303)上还设置有用于带动调节丝杠(308)运动的第二伺服电机(309)。

7.根据权利要求6所述的一种大数据自动化连接件生产螺纹加工机，其特征在于，所述刀具夹持组件(304)包括调节块(310)和开设在调节块(310)上的刀具安装槽(311)，所述刀具安装槽(311)的顶部设置有若干个用于固定刀具的固定螺钉(312)，且在所述刀具安装槽(311)的内部左右两侧均设置有限位片(313)，所述限位片(313)上转动连接有调节螺钉(314)。

8.一种工业自动化连接件生产螺纹加工方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一，获取工件固定组件位置，并通过外界上料装置完成上料；

步骤二，通过驱动涡杆使固定组件中的三爪卡盘夹紧工件；

步骤三，将刀具固定在刀具运动组件上，并使刀具刀尖位置与夹紧后工件的中心轴线处于同一Y轴竖直平面内；

步骤四，通过第二驱动电机带动刀具靠近工件进行切圆对刀，并由CCD相机检测切圆时所产生的废屑；

步骤五，CCD相机检测到飞屑，刀具停止进给，并记录刀具当前所处位置，完成对刀；

步骤六，根据对刀数据完成对工件的螺纹加工。

9.一种工业自动化连接件生产螺纹加工方法，其特征在于：根据步骤四，设定一个临近工件的位置点，由第二伺服电机带动刀具快速运动至设定的位置点，之后改变刀具进给，缓慢靠近工件。

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