CN111975432A - 一种机床自动上料装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机床自动上料装置，包括数控机床，数控机床中设置有用于夹紧料棒的三爪卡盘，数控机床为多台并呈线性分布，数控机床的上方设置有桁架，桁架上设置有上料机构，上料机构包括安装于桁架底部的横向线性模组，横向线性模组的滑座上安装有竖向线性模组，竖向线性模组的底部端安装有换料模块；所述桁架的下方设置有料架。本发明具可以同时对多台数控机床进行自动上下料，无需人工操作，提高了加工效率。

Description

一种机床自动上料装置

技术领域

本发明涉及机床设备技术领域，尤其是涉及一种机床自动上料装置。

背景技术

数控机床能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。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，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床。

现有技术中公开号为CN107263196B的中国专利，其公开了一种新型数控机床防护装置及应用该装置的数控机床，其中的新型数控机床防护装置包括气囊移动单元、防护气囊、检测器和控制器；气囊移动单元包括移动面板、限定移动面板运动轨迹且相互平行的两导轨、以及驱动移动面板沿着两导轨运动的驱动机构；移动面板的相对两侧分别设置于两导轨内；驱动机构与控制器电连接；防护气囊设置于移动面板的一侧，并与控制器电连接；检测器与控制器电连接，并将检测得到的检测信号输出至控制器；控制器根据检测信号控制防护气囊和驱动电机一的工作状态。当存在危险前，机床瞬间才进行开启，不会在平常状态下遮挡操作人员的视野和限制工作台的移动行程。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：在对机床进行上下料时，需要人工将机床中三爪卡盘上的加工件取出，再放置待加工的加工件，因而需要耗费人力和时间，影响加工效率。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种机床自动上料装置，可以同时对多台数控机床进行自动上下料，无需人工操作，提高了加工效率。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种机床自动上料装置，包括数控机床，所述数控机床中设置有用于夹紧料棒的三爪卡盘，所述数控机床为多台并呈线性分布，所述数控机床的上方设置有桁架，所述桁架的长度方向与多台所述数控机床的线性片排布方向一致，所述桁架上设置有上料机构，所述上料机构包括安装于所述桁架底部的横向线性模组，所述横向线性模组的滑座上安装有竖向线性模组，所述竖向线性模组的底部端安装有换料模块；所述换料模块包括固接于所述竖向线性模组的底部端的电机一，所述电机一的输出端盖上设置有与所述电机一输出端连接的传动组件，所述传动组件的输出轴线与所述电机一的输出轴线之间的夹角为135°，且所述传动组件的输出轴线向所述三爪卡盘一侧倾斜，所述传动组件的输出端连接有转动盘，所述转动盘远离所述传动组件的一侧固接有安装薄板，所述安装薄板的两侧固接有两个等腰转换块，两个所述等腰转换块的垂直面与所述安装薄板固接，且两个所述等腰转换块的两个斜面相互垂直，两个所述等腰转换块的斜面均安装有电动三爪夹爪，其中垂直朝向所述三爪卡盘的电动三爪夹爪的轴线与所述三爪卡盘的轴线共线；所述桁架的下方设置有料架。

通过采用上述技术方案，当需要对数控机床中的料棒进行换料时，利用其中一个竖直朝向料架的电动三爪夹爪夹取料架中的待加工料棒，再通过竖向线性模组和横向线性模组将换料模块移动至数控机床中，然后夹取三爪卡盘中已加工的料棒，再利用电机一带动传动组件工作，使得安装薄板转动180°，从而可以使得两个电动三爪夹爪调换位置，进而可以使得夹取待加工料棒的电动三爪夹爪垂直朝向三爪卡盘，然后将待加工的料棒置于三爪卡盘内，最后利用竖向线性模组和横向线性模组将已加工的料棒放置于料架中，由于横向线性模组下方放置多台数控机床，从而可以对多台数控机床进行自动上下料，换料过程中无需人工操作，提高了加工效率。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述传动组件包括固接于所述电机一输出端盖上的等腰罩盒，所述等腰罩盒内设置有与所述电机一输出端连接的锥齿轮，所述锥齿轮锥度为45°，所述等腰罩盒的斜面上转动设置有与所述锥齿轮啮合的直齿轮，所述直齿轮远离所述锥齿轮的一端与所述转动盘连接。

通过采用上述技术方案，电机一带动锥齿轮转动，锥齿轮带动直齿轮转动，直齿轮带动转动盘转动，进而能够对安装薄板进行转动，只利用锥齿轮和直齿轮进行传动，并密封在等腰罩盒内，减少了占用空间，有利于提高换料的便捷性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述料架包括位于所述桁架下方的支撑架，所述支撑架上设置料盘，所述料盘上开设有用于放置料棒的料槽，所述支撑架的顶面设置有驱动所述料盘沿垂直于所述桁架方向往复移动的线性驱动组件，所述线性驱动组件中设置有用于放置所述料盘的移动板。

通过采用上述技术方案，由于换料模块的下移面固定，而利用线性驱动组件可以带动料盘沿支撑架的长度方向进行移动，进而可以使得料盘的各个位置均能位于换料模块的下方，无需操作人员对料盘进行移动，进一步提高了工作效率。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述料盘包括左盘和右盘，所述左盘和所述右盘均位于所述移动板的上表面。

通过采用上述技术方案，通过程序设定，可以将换料模块中已加工的料棒放置于左盘或者右盘中，并将待加工的料棒放置于右盘或者左盘中，以便于操作人员快速识别待加工和已加工的料棒。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述移动板上表面的四个边角处均固接有限位销，所述料盘上开设有与所述限位销配合的销孔。

通过采用上述技术方案，利用限位销和销孔的配合，可以将料盘准确的固定于移动板上，以提高换料模块夹取或者放置料棒的准确度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述料架位于相邻两个所述数控机床之间。

通过采用上述技术方案，将料架置于相邻两个数控机床之间，能够在换料时减少换料模块与数控机床之间的移动路径，进而可以节约换料时间，有利于提高加工效率。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述桁架的底部固接有立柱，所述立柱上设置有转换机构，所述转换机构包括垂直固接于所述立柱侧壁上的支撑板，所述支撑板上固接有电机二，所述电机二的输出端固接有气动夹爪，所述三爪卡盘的轴线穿过所述气动夹爪的两个夹板之间。

通过采用上述技术方案，当需要对料棒的两端均进行加工时，利用换料模块将已加工的料棒移动至气动夹爪的一侧，然后将料棒移动至气动夹爪中并夹紧，然后利用电机二带动气动夹爪转动180°，可以将料棒的两端进行调换，再利用换料模块夹取料棒，最后将料棒移动至数控机床内，从而无需人员对料棒的两端进行调换，进一步提高了加工效率。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述转换机构位于靠近所述料架的一侧，且所述转换机构位于所述传动组件的输出轴线倾斜角度的一侧。

通过采用上述技术方案，将转换机构的位置设置于靠近料架的一侧，也能够减少换料模块与数控机床之间的移动路径，进而可以节约换料时间，有利于提高加工效率。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置桁架和上料机构，当需要对数控机床中的料棒进行换料时，利用其中一个竖直朝向料架的电动三爪夹爪夹取料架中的待加工料棒，再通过竖向线性模组和横向线性模组将换料模块移动至数控机床中，然后夹取三爪卡盘中已加工的料棒，再利用电机一带动传动组件工作，使得安装薄板转动180°，从而可以使得两个电动三爪夹爪调换位置，进而可以使得夹取待加工料棒的电动三爪夹爪垂直朝向三爪卡盘，然后将待加工的料棒置于三爪卡盘内，最后利用竖向线性模组和横向线性模组将已加工的料棒放置于料架中，由于横向线性模组下方放置多台数控机床，从而可以对多台数控机床进行自动上下料，换料过程中无需人工操作，提高了加工效率；

2.通过设置传动组件，电机带动锥齿轮转动，锥齿轮带动直齿轮转动，直齿轮带动转动盘转动，进而能够对安装薄板进行转动，只利用锥齿轮和直齿轮进行传动，并密封在等腰罩盒内，减少了占用空间，有利于提高换料的便捷性；

3.通过设置转换机构，当需要对料棒的两端均进行加工时，利用换料模块将已加工的料棒移动至气动夹爪的一侧，然后将料棒移动至气动夹爪中并夹紧，然后利用电机二带动气动夹爪转动180°，可以将料棒的两端进行调换，再利用换料模块夹取料棒，最后将料棒移动至数控机床内，从而无需人员对料棒的两端进行调换，进一步提高了加工效率。

附图说明

图1主要示意本发明中数控机床和上料装置的整体构造；

图2是图1的部分结构剖面示意图，主要示意换料模块的构造；

图3是图1的部分结构示意图，主要示意料架的构造；

图4是图3中料架的部分结构示意图，主要示意料盘的构造；

图5是图3中A部分的放大示意图，主要示意转换机构的构造。

图中，1、数控机床；11、三爪卡盘；2、桁架；3、上料机构；31、横向线性模组；32、竖向线性模组；33、换料模块；331、电机一；332、传动组件；3321、等腰罩盒；3322、锥齿轮；3323、直齿轮；333、转动盘；334、安装薄板；335、等腰转换块；336、电动三爪夹爪；4、料架；41、支撑架；42、料盘；4201、料槽；4202、销孔；421、左盘；422、右盘；43、线性驱动组件；431、移动板；4311、限位销；5、立柱；6、转换机构；61、支撑板；62、电机二；63、气动夹爪。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为发明公开的一种机床自动上料装置，包括数控机床1、桁架2、上料机构3以及料架4。数控机床1用于加工料棒，数控机床1中设置有用于夹紧料棒的三爪卡盘11，数控机床1可以为多个，多个数控机床1呈线性排布，每个数控机床1的三爪卡盘11轴线共线，且每个三爪卡盘11的朝向为同一方向。桁架2搭设于数控机床1的上方，且桁架2的长度方向与多个数控机床1的线性排布方向一致。上料机构3安装于桁架2上，上料机构3用于对数控机床1进行自动上下料。料架4用于放置料棒，相邻的两个数控机床1之间均设置有料架4。

如图1和图2所示，上料机构3包括横向线性模组31、竖向线性模组32以及换料模块33。横向线性模组31安装于桁架2的底部，横向线性模组31中滑座的移动方向与桁架2的长度方向一致。竖向线性模组32安装于横向线性模组31的滑座上，竖向线性模组32垂直于横向线性模组31，且竖向线性模组32中滑座的移动方向与桁架2的长度方向垂直。

如图2所示，换料模块33安装于竖向线性模组32中滑块底端的端部，换料模块33包括电机一331、传动组件332、转动盘333、安装薄板334、等腰转换块335以及电动三爪夹爪336。电机一331固接于竖向线性模组32中滑块底部的端面上，电机一331的输出轴竖直向下。传动组件332包括等腰罩盒3321、锥齿轮3322以及直齿轮3323。等腰罩盒3321为内部中空的密封盒状，等腰罩盒3321的截面呈等腰三角形。等腰罩盒3321其中一个垂直面与电机一331的输出端盖固接，且等腰罩盒3321的倾斜面朝向三角卡盘。锥齿轮3322位于等腰罩盒3321内，且锥齿轮3322与电机一331的输出轴固接。直齿轮3323位于等腰罩盒3321内，直齿轮3323与锥齿轮3322啮合，且直齿轮3323其中一端穿过等腰罩盒3321的倾斜面，另一端与远离等腰罩盒3321倾斜面一侧的侧壁转动连接。转动盘333为圆盘状，转动盘333位于等腰罩盒3321的外部，且转动盘333平行于等腰罩盒3321的倾斜面，转动盘333与直齿轮3323的端部固接。安装薄板334为长方形薄板，安装薄板334固接于转动盘333远离等腰罩盒3321的一面上。等腰转换块335为两个，等腰转换块335的截面呈等腰三角形，两个等腰转换块335的垂直面分别固接于安装薄板334两侧，且两个等腰转换块335的倾斜面相互垂直。电动三爪夹爪336能够夹取料棒，电动三爪夹爪336为两个，两个电动三爪夹爪336分别安装于两个等腰转换块335的两个倾斜面上，从而两个电动三爪夹爪336相互垂直，其中一个电动三爪夹爪336朝向三爪卡盘11，且朝向三爪卡盘11的电动三爪夹爪336的轴线与三爪卡盘11的轴线共线。料架4位于换料模块33的下方。

当需要对数控机床1中的料棒进行换料时，利用其中一个竖直朝向料架4的电动三爪夹爪336夹取料架4中的待加工料棒，再通过竖向线性模组32和横向线性模组31将换料模块33移动至数控机床1中，然后利用另一个电动三爪夹爪336夹取三爪卡盘11中已加工的料棒，再利用电机一331带动锥齿轮3322转动，锥齿轮3322带动直齿轮3323转动，直齿轮3323带动转动盘333转动，进而能够对安装薄板334进行转动，将安装薄板334转动180°，从而可以使得两个电动三爪夹爪336调换位置，进而可以使得夹取待加工料棒的电动三爪夹爪336垂直朝向三爪卡盘11，然后将待加工的料棒置于三爪卡盘11内，最后利用竖向线性模组32和横向线性模组31将已加工的料棒放置于料架4中，实现了自动换料，此外，由于横向线性模组31下方放置多台数控机床1，从而可以对多台数控机床1进行自动上下料，换料过程中无需人工操作，提高了加工效率。

如图3和图4所示，料架4包括支撑架41、料盘42以及线性驱动组件43。支撑架41位于相邻两个数控机床1之间，且支撑架41位于桁架2的下方，支撑架41为长方形状，支撑架41的长度方向与桁架2的长度方向一致。线性驱动组件43安装于支撑架41的上表面，线性驱动组件43的长度方向与支撑架41的长度方向一致，线性驱动组件43中有放置料盘42的移动板431（如图4所示），移动板431的上表面焊接有多个限位销4311。料盘42位于移动板431的上表面，料盘42包括左料盘42和右料盘42（如图4所示），左料盘42和右料盘42上均匀开设有料槽4201，料槽4201用于放置料棒，通过程序设定，可以将换料模块33中已加工的料棒放置于左盘421或者右盘422中，并将待加工的料棒放置于右盘422或者左盘421中，以便于操作人员快速识别待加工和已加工的料棒；此外，左料盘42和右料盘42的四个边角处均开设有与限位销4311过盈配合的限位孔，利用限位销4311和销孔4202的配合，可以将料盘42准确的固定于移动板431上，以提高换料模块33夹取料盘42中料棒的准确度。

由于换料模块33的下移面为固定面，换料模块33无法沿支撑架41的长度方向移动，而利用线性驱动组件43可以带动料盘42沿支撑架41的长度方向进行移动，通过与横向线性模组31的配合，可以使得料盘42的各个位置均能位于换料模块33的下方，无需操作人员对料盘42进行移动，进一步提高了工作效率。

如图3和图5所示，桁架2的底部固接有立柱5，立柱5远离桁架2的一端与底面固接，立柱5位于支撑架41和数控机床1之间，且立柱5位于等腰罩盒3321倾斜面朝向（如图2所示）的方向的一侧。立柱5上设置有转换机构6，转换机构6包括支撑板61、电机二62以及气动夹爪63。支撑板61为长方形板，支撑板61垂直固接于立柱5的侧壁上。电机二62安装于支撑板61的上表面，电机二62的输出轴线与立柱5的高度方向一致。气动夹爪63安装于电动二的输出轴上，气动夹爪63为两夹爪式，三爪卡盘11的轴线穿过气动夹爪63的两个夹板之间。

当需要对料棒的两端均进行加工时，利用换料模块33将已加工的料棒移动至气动夹爪63的一侧，然后将料棒移动至气动夹爪63中并夹紧，然后利用电机二62带动气动夹爪63转动180°，可以将料棒的两端进行调换，再利用换料模块33夹取料棒，最后将料棒移动至数控机床1内，从而无需人员对料棒的两端进行调换，进一步提高了加工效率。

本实施例的实施原理为：当需要对数控机床1中的料棒进行换料时，利用其中一个竖直朝向料盘42的电动三爪夹爪336夹取料盘42中的待加工料棒，再利用竖向线性模组32和横向线性模组31的配合将换料模块33移动至数控机床1中，然后利用未夹取料棒的电动三爪夹爪336夹取三爪卡盘11中已加工的料棒，使得已加工的料棒脱离三爪卡盘11，再利用电机一331带动传动组件332工作，使得安装薄板334转动180°，从而可以使得两个电动三爪夹爪336调换位置，进而可以使得夹取待加工料棒的电动三爪夹爪336垂直朝向三爪卡盘11，然后将待加工的料棒置于三爪卡盘11内，最后利用竖向线性模组32和横向线性模组31将已加工的料棒放置于料架4中，从而实现了自动换料，此外，由于横向线性模组31下方放置多台数控机床1，从而可以对多台数控机床1进行自动上下料，换料过程中无需人工操作，提高了加工效率。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种机床自动上料装置，包括数控机床（1），所述数控机床（1）中设置有用于夹紧料棒的三爪卡盘（11），其特征在于：所述数控机床（1）为多台并呈线性分布，所述数控机床（1）的上方设置有桁架（2），所述桁架（2）的长度方向与多台所述数控机床（1）的线性片排布方向一致，所述桁架（2）上设置有上料机构（3），所述上料机构（3）包括安装于所述桁架（2）底部的横向线性模组（31），所述横向线性模组（31）的滑座上安装有竖向线性模组（32），所述竖向线性模组（32）的底部端安装有换料模块（33）；所述换料模块（33）包括固接于所述竖向线性模组（32）的底部端的电机一（331），所述电机一（331）的输出端盖上设置有与所述电机一（331）输出端连接的传动组件（332），所述传动组件（332）的输出轴线与所述电机一（331）的输出轴线之间的夹角为135°，且所述传动组件（332）的输出轴线向所述三爪卡盘（11）一侧倾斜，所述传动组件（332）的输出端连接有转动盘（333），所述转动盘（333）远离所述传动组件（332）的一侧固接有安装薄板（334），所述安装薄板（334）的两侧固接有两个等腰转换块（335），两个所述等腰转换块（335）的垂直面与所述安装薄板（334）固接，且两个所述等腰转换块（335）的两个斜面相互垂直，两个所述等腰转换块（335）的斜面均安装有电动三爪夹爪（336），其中垂直朝向所述三爪卡盘（11）的电动三爪夹爪（336）的轴线与所述三爪卡盘（11）的轴线共线；所述桁架（2）的下方设置有料架（4）。

2.根据权利要求1所述的一种机床自动上料装置，其特征在于：所述传动组件（332）包括固接于所述电机一（331）输出端盖上的等腰罩盒（3321），所述等腰罩盒（3321）内设置有与所述电机一（331）输出端连接的锥齿轮（3322），所述锥齿轮（3322）锥度为45°，所述等腰罩盒（3321）的斜面上转动设置有与所述锥齿轮（3322）啮合的直齿轮（3323），所述直齿轮（3323）远离所述锥齿轮（3322）的一端与所述转动盘（333）连接。

3.根据权利要求1所述的一种机床自动上料装置，其特征在于：所述料架（4）包括位于所述桁架（2）下方的支撑架（41），所述支撑架（41）上设置料盘（42），所述料盘（42）上开设有用于放置料棒的料槽（4201），所述支撑架（41）的顶面设置有驱动所述料盘（42）沿垂直于所述桁架（2）方向往复移动的线性驱动组件（43），所述线性驱动组件（43）中设置有用于放置所述料盘（42）的移动板（431）。

4.根据权利要求3所述的一种机床自动上料装置，其特征在于：所述料盘（42）包括左盘（421）和右盘（422），所述左盘（421）和所述右盘（422）均位于所述移动板（431）的上表面。

5.根据权利要求3所述的一种机床自动上料装置，其特征在于：所述移动板（431）上表面的四个边角处均固接有限位销（4311），所述料盘（42）上开设有与所述限位销（4311）配合的销孔（4202）。

6.根据权利要求1所述的一种机床自动上料装置，其特征在于：所述料架（4）位于相邻两个所述数控机床（1）之间。

7.根据权利要求1所述的一种机床自动上料装置，其特征在于：所述桁架（2）的底部固接有立柱（5），所述立柱（5）上设置有转换机构（6），所述转换机构（6）包括垂直固接于所述立柱（5）侧壁上的支撑板（61），所述支撑板（61）上固接有电机二（62），所述电机二（62）的输出端固接有气动夹爪（63），所述三爪卡盘（11）的轴线穿过所述气动夹爪（63）的两个夹板之间。

8.根据权利要求7所述的一种机床自动上料装置，其特征在于：所述转换机构（6）位于靠近所述料架（4）的一侧，且所述转换机构（6）位于所述传动组件（332）的输出轴线倾斜角度的一侧。

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