CN113290412B - 一种卧式拉床的自动取刀系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种卧式拉床的自动取刀系统，减少拉床劳动力投入，提高拉床生产效率。包括卧式拉床、滑竿接刀机构，卧式拉床具有拉头，拉头连接于拉头随动部件，拉头随动部件的下端滑动配合在滑动导轨上，滑竿接刀机构包括两根滑竿，两根滑竿的一端设于拉头随动部件的上方，且位于拉头的两侧，各滑竿上分别滑动配合有滑环，滑环通过连接螺栓固定在拉头随动部件上，两根滑竿的另一端分别固定有向下延伸的连接板，两连接板之间设有滑动块，滑动块通过连接螺栓与两连接板连接，滑动块的下端滑动配合在滑动导轨上，滑动块与两连接板组成接刀结构，用于接住拉刀的刀锋端，接刀结构用于与拉头配合，使拉刀的刀柄端、刀锋端位于水平面上。

Description

一种卧式拉床的自动取刀系统
技术领域
本发明涉及拉床技术领域，特别是涉及一种卧式拉床的自动取刀系统。
背景技术
涡轮盘的端齿是通过卧式拉床拉削而成，加工时将涡轮盘固定，拉刀做直线进给运动拉削，同一齿是由多把不同刃口的拉刀依序拉削而成，只允许拉刀往一个方向运动，每把刀拉削完成后需要将刀取出。涡轮盘的端齿数量较多，拉刀需多次提取，重复性劳动多。
拉刀本身较重，两次拉削间隔时间短，人工提取拉刀需要大量的体力劳动，对工人体能要求较高。同时拉床自动化程度低，生产效率低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种卧式拉床的自动取刀系统，实现卧式拉床自动化取刀，减少拉床劳动力投入，提高拉床生产效率。
本发明的目的是这样实现的：
一种卧式拉床的自动取刀系统，包括卧式拉床，所述卧式拉床具有拉头、导刀槽，所述拉头连接于拉头随动部件，拉头随动部件的下端滑动配合在滑动导轨上，
还包括滑竿接刀机构，所述滑竿接刀机构包括平行设置的两根滑竿，两根滑竿的一端设于拉头随动部件的上方，且位于拉头的两侧，各滑竿上分别滑动配合有滑环，所述滑环通过连接螺栓固定在拉头随动部件上，两根滑竿的另一端分别固定有向下延伸的连接板，两连接板之间设有滑动块，所述滑动块通过连接螺栓与两连接板连接，所述滑动块的下端滑动配合在滑动导轨上，所述滑动块与两连接板组成接刀结构，用于接住拉刀的刀锋端，接刀结构用于与拉头配合，使拉刀的刀柄端、刀锋端位于水平面上。
优选地，所述卧式拉床为液压卧式拉床。
优选地，所述滑动块的位置根据拉刀的长度设置。
优选地，所述两根滑竿对应拉头的一端通过锁紧法兰锁紧，锁紧法兰用于对滑环轴向限位。
优选地，还包括桁架机械手、推杆传送机构，所述推杆传送机构位于卧式拉床的一侧，所述推杆传送机构包括导轨，导轨上滑动配合有移动滑块，所述移动滑块用于装运拉刀，导轨的一端设有电动推杆，电动推杆与移动滑块连接，用于将移动滑块从零位移动到放刀位，推杆传送机构的零位与滑竿接刀机构的接刀位对应；
所述桁架机械手位于卧式拉床、推杆传送机构的上方，用于将滑竿接刀机构接住的拉刀转运到推杆传送机构的移动滑块上。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
不改变卧式拉床本体的基础上，将滑竿接刀机构、桁架机械手、推杆传送机构集成，组成一个新的自动取刀拉床系统。通过集中控制，将原液压拉床继电器控制方式升级为多机构系统联合控制。本发明的特点实现卧式拉床自动化取刀，减少拉床劳动力投入，提高拉床生产效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为滑竿接刀机构的结构示意图；
图3为桁架机械手的结构示意图；
图4为推杆传送机构的结构示意图；
图5为桁架机械手工作流程图；
图6为推杆传送机构工作流程图。
附图标记
附图中，1为卧式拉床，2为滑竿接刀机构，3为桁架机械手，4为护栏，5为控制板，6为工作区，7为刀具放置台，8为推杆传送机构；
101为拉头，102为拉头随动部件；
201为滑竿，202为滑动块，203、205为连接螺栓，204为滑环，206为锁紧法兰；
301为竖梁，302为齿轮电机，303为斜齿轮齿条机构，304为直线导轨，305为气动手指夹爪气缸；
401为推杆电机，402为推杆，403为移动滑块，404为底架。
具体实施方式
参见图1-图4，为一种卧式拉床的自动取刀系统，包括卧式拉床、滑竿接刀机构、桁架机械手、推杆传送机构，所述卧式拉床为液压卧式拉床。所述卧式拉床具有拉头、导刀槽，所述拉头连接于拉头随动部件，拉头随动部件的下端滑动配合在滑动导轨上。
所述滑竿接刀机构包括平行设置的两根滑竿201，两根滑竿201的一端设于拉头随动部件的上方，且位于拉头的两侧，各滑竿201上分别滑动配合有滑环204，所述滑环204通过连接螺栓205固定在拉头随动部件上，两根滑竿201的另一端分别固定有向下延伸的连接板，两连接板之间设有滑动块202，所述滑动块202通过连接螺栓203与两连接板连接，所述滑动块202的下端滑动配合在滑动导轨上，所述滑动块202与两连接板组成接刀结构，用于接住拉刀的刀锋端，接刀结构用于与拉头配合，使拉刀的刀柄端、刀锋端位于水平面上。所述滑动块202的位置根据拉刀的长度设置。所述两根滑竿201对应拉头的一端通过锁紧法兰206锁紧，锁紧法兰206用于对滑环204轴向限位。
所述推杆传送机构位于卧式拉床的一侧，所述推杆传送机构包括导轨，导轨上滑动配合有移动滑块，所述移动滑块用于装运拉刀，导轨的一端设有电动推杆，电动推杆与移动滑块连接，用于将移动滑块从零位移动到放刀位，推杆传送机构的零位与滑竿接刀机构的接刀位对应。
推杆传送机构如图4所示，安装在拉床旁边，桁架机械手下方，如图1所示。拉刀放置在传送机构的移动滑块403上，移动滑块403与推杆402相连，推杆402由推杆电机401正反转推出和收缩，推杆402直线动作带动移动滑块403往复运行，从而传送拉刀。
所述桁架机械手位于卧式拉床、推杆传送机构的上方，用于将滑竿接刀机构接住的拉刀转运到推杆传送机构的移动滑块上。
拉头的移动带动滑环204移动，滑杆201在滑环204内自由滑动。拉头拉削过程中，拉头与滑动块距离由近至远，最后拉刀落在拉头与滑动块上。通过限位开关限制拉头的行程，确保拉头每次拉削完成后停靠在固定点，便于桁架机械手记住拉刀刀柄的位置。
桁架机械手如图3所示，桁架机械手安装在拉床的正上方如图1所示，桁架整体采用两轴横梁+竖梁机械手结构(X/Z)伺服控制，由竖梁1支撑，X、Z轴传动结构均采用直线导轨304和斜齿轮齿条303，形成X、Z轴向的移动，机械手末端夹持器执行机构采用单工位双手爪平面夹具，使用气动手指夹爪气缸305，抓手整体由自制夹爪块、平行夹爪、机械手夹具连接座与桁架竖梁Z轴相连。两手爪的距离可调节，抓刀柄的手爪固定，抓刀刃的手爪可根据拉刀的长短调节与固定手爪的距离，以达到两爪平稳抓取拉刀。
主控制系统采用西门子S7-1200系列PLC模块，是整个控制系统的大脑，通过人机界面实现人工的操作、程序选择、参数设定以及各从站设备的工作状态显示、故障显示诊断等，所有控制指令都由其发出，桁架机械手、卧式液压拉床、推杆传送机构的操作信息、故障信息等均可以通过主控制系统在人机界面上显示。
如图5所示，桁架机械手控制流程如下：零位等待，拉头将拉刀完全拉出后，触发拉头限位开关，同时光电开关检测到有拉刀，桁架机械手沿Z轴方向下降到拉刀处，夹取拉刀并提升到零位后，机械手沿X轴运动到传送机构上方，判断传送机构上无拉刀且移动滑块处于位置上，机械手沿Z轴下降到传送机构放刀位并放刀，拉刀放置好之后机械手回零位，确保机械手已上升，传送机构动作，桁架机械手回到零位准备下次取刀。
如图6所示，推杆传送机构控制流程如下：检测拉刀在传送机构上且处于零位，推杆电机推出拉刀，减速限位开关触发，推杆减速，限位开关触发，推杆电机停止，检测到传送机构无拉刀后，开始返程，零位减速限位开关触发，推杆减速，零位限位开关触发，推杆停止，等待桁架机械手放刀。
本发明提供的滑竿接刀机构解决了以下两个问题，问题一拉头将拉刀拉出时，拉头夹住刀柄端，刀锋端无着力点，刀锋在离开导刀槽一瞬间人用手接住拉刀并提起来，需要对人与拉床的联动。问题二由于拉床长短不一，拉头行程需要匹配拉刀的长度，而拉头行程的由限位开关改变，因此需要人经常改变限位开关的位置。该装置提供拉刀另一个着力点，和拉头组成同一水平线上两个着力点，可使拉刀完全拉出导刀槽且不下落；除此之外将拉头的行程固定，滑竿接刀点可在拉床导轨上滑动，适应各种长度的拉刀。
桁架机械手采用龙门桁架机械手机构提取拉刀，目的是拉刀被拉出后，机械手抓取拉刀，将拉刀由拉床内取出并运输到推杆传送机构卸下拉刀。
推杆传送机构传送拉刀，目的是将机械手卸下的拉刀传送至拉床进刀端，操作人员能轻易的拿到拉刀。
联合控制系统，将拉头液压机构，机械手提刀机构，推杆传送机构集中协调控制，按时序分步骤的控制逻辑。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (4)

1.一种卧式拉床的自动取刀系统，包括卧式拉床，所述卧式拉床具有拉头、导刀槽，所述拉头连接于拉头随动部件，拉头随动部件的下端滑动配合在滑动导轨上，其特征在于：
还包括滑竿接刀机构，所述滑竿接刀机构包括平行设置的两根滑竿，两根滑竿的一端设于拉头随动部件的上方，且位于拉头的两侧，各滑竿上分别滑动配合有滑环，所述滑环通过连接螺栓固定在拉头随动部件上，两根滑竿的另一端分别固定有向下延伸的连接板，两连接板之间设有滑动块，所述滑动块通过连接螺栓与两连接板连接，所述滑动块的下端滑动配合在滑动导轨上，所述滑动块与两连接板组成接刀结构，用于接住拉刀的刀锋端，接刀结构用于与拉头配合，使拉刀的刀柄端、刀锋端位于水平面上；
还包括桁架机械手、推杆传送机构，所述推杆传送机构位于卧式拉床的一侧，所述推杆传送机构包括导轨，导轨上滑动配合有移动滑块，所述移动滑块用于装运拉刀，导轨的一端设有电动推杆，电动推杆与移动滑块连接，用于将移动滑块从零位移动到放刀位，推杆传送机构的零位与滑竿接刀机构的接刀位对应；
所述桁架机械手位于卧式拉床、推杆传送机构的上方，用于将滑竿接刀机构接住的拉刀转运到推杆传送机构的移动滑块上。
2.根据权利要求1所述的一种卧式拉床的自动取刀系统，其特征在于：所述卧式拉床为液压卧式拉床。
3.根据权利要求1所述的一种卧式拉床的自动取刀系统，其特征在于：所述滑动块的位置根据拉刀的长度设置。
4.根据权利要求1所述的一种卧式拉床的自动取刀系统，其特征在于：所述两根滑竿对应拉头的一端通过锁紧法兰锁紧，锁紧法兰用于对滑环轴向限位。
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