CN113894589B - 一种带刀库镗铣类数控机床用简易连续自动供料装置 - Google Patents

一种带刀库镗铣类数控机床用简易连续自动供料装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及镗铣类数控机床或者镗铣类加工中心用于连续自动供料的装置，特别是一种镗铣类数控机床用简易自动连续供料装置，本装置平时放在刀库中，使用时调入机床主轴锥孔内，在夹具内安放工件，然后把本装置调入刀库，加工用刀具调入主轴，对工件进行加工，加工结束后，并用一个没有工件的机械手进行工件的夹取及拆卸工件，然后把另一个内部存放有工件的机械手调入主轴，在夹具上安放工件，依次循环执行，实现连续的自动供料。本装置具有成本低廉，并且不需要机器人及立体仓库就能实现镗铣类数控机床连续自动供料、卸料的装置，操作方便实用性强。

Description

一种带刀库镗铣类数控机床用简易连续自动供料装置
【技术领域】
本发明涉及带刀库的镗铣类数控机床或者镗铣类加工中心用于实现连续 自加工时，在夹具上装卸并搬运工件一种简易连续自动供料装置。
【背景技术】
立式带刀库镗铣类数控机床或者镗铣类加工中心要实现连续的自动加工， 要依靠设置在机床外部的机器人，把设置在机床外部立体仓库内的工件，搬运 到机床工作台上的夹具内，以及把加工好的工件从夹具上取下放回零件仓库内， 由于机外的机器人具有3～4个自由度。有的还有滑轨，势必造成机外的机器人 体积庞大，机构复杂，造价高，操作复杂，与数控机床工作节拍配合的调整复 杂。而且由于机外的机器人设置在数控机床的外部，造成装卸工件时必须开关数控机床的防护门，增加了零件加工过程中的时间损失。而且由于机外的机器 人具有3～4个自由度。有的还有滑轨，当机器人抓取工件后经过3～4个自由度以 及滑轨的运动把工件安放到夹具上，使得机外的机器人装卸工件时时间变长， 能否设计一种体积小、成本低，拆装方便、使用简单，就是本发明要解决的问 题。
【发明内容】
本发明解决的技术问题是：设计一种体积小、成本低，拆装方便、使用 简单、不需要机器人，只需要对立式带刀库镗铣类数控机床或者镗铣类加工中 心进行简单的改造及加装简单的附件，就能实现立式带刀库镗铣类数控机床或 者镗铣类加工中心连续自动供料、卸料及自动加工的装置。
本发明的技术方案是：一种带刀库镗铣类数控机床用简易连续自动供料装 置，由刀柄、拉钉、夹持总成、滑动导电装置组成。
所述的刀柄的上部通过螺纹连接有拉钉，拉钉和刀柄共同拉紧在镗铣类 数控机床主轴锥孔内，在刀柄的下部延长杆的头部设有方形的榫块，在方形 榫块的内部设有方形的凹槽，在方形的凹槽的内部设有圆柱状的凸起，圆柱 状的凸起设有2～4个容纳导电线的导丝孔，所述的刀柄通过拉钉正好安装于 机床主轴的锥孔内，并且在刀柄的下部通过中间连接杆连接有导电装置支架。在导电装置支架顶部的孔内过盈或者是通过螺纹连接套筒，套筒下部为孔洞 结构，上部根据实际需要设有1～4个一字排列的孔，每个孔内安装有套有弹 簧的导电触头，并通过螺钉紧固在套筒上部的台阶孔内，当主轴机械手安装 到主轴的锥孔中时每个导电触头通过弹簧的作用压紧在对应的导电滑轨上。
所述的夹持总成由夹持底座、工件夹持装置、工件扶正装置及装料辅助 装置组成，所述的夹持底座的上部设有方形的连接槽与刀柄下部的方形榫块 相配，连接槽内部设有导线与刀柄圆柱状的凸起内的导丝孔内的导电线相连 接，并且与刀柄圆柱状的凸起内的导丝孔内的导电线的数量相等，导电线最 终用于机床数控装置与推拉式电磁铁连接，连接槽内的圆环形结构正好与刀柄的方形榫块内的圆柱状凸起相配。
所述的工件夹持装置由十字滑块、平头可伸缩夹持头、V型头可伸缩夹 持头或圆弧面可伸缩夹持头、可伸缩夹持头锁紧螺钉、十字滑块紧固螺钉、 推拉式电磁铁、 压板、推拉式电磁铁紧固螺钉组成，所述的夹持底座的矩形的本体的中部设 有容纳十字滑块的十字滑槽，矩形本体的侧面设有安装压板的与十字滑槽相 通的截面为阶梯状的压板滑槽，所述的推拉式电磁铁安装在夹持底座的十字 滑槽最大槽中并可以在其中滑动，其上表面的设有两个方形凸起的宽度与压 板滑槽的窄槽相等并且在其中滑动，方形凸块的高度小于压板滑槽的窄槽的高度0.03～0.08毫米，方形凸块的中部设有螺纹孔，并且可以通过压板和推 拉式电磁铁紧固螺钉紧固在压板滑槽的任意位置，所述的十字滑块的截面形 状与十字滑槽相一致，并且可以在其中滑动，在十字滑块的一端设有沉孔， 通过十字滑块紧固螺钉紧固在推拉杆的较细直径处，十字滑块的内部设有截面为十字形的凹槽，其内部滑动的装有平头可伸缩夹持头，平头可伸缩夹持 头可以根据工件安放的需要。伸出合适的长度，并通过可伸缩夹持头锁紧螺 钉进行锁紧，为夹持多个工件的十字滑块内侧面与平头可伸缩夹持头内侧面 为同一高度的平面，并且平头可伸缩夹持头的头部的平头可伸缩夹持头凸起 部位的平面高于平头可伸缩夹持头内侧面0.1～0.2毫米。
根据实际工件的形状，十字滑块内侧面也可以是V形或者是圆弧形，并 且十字滑块的内部凹槽也可以安装V型头可伸缩夹持头或圆弧面可伸缩夹持 头，安装后V型头可伸缩夹持头或圆弧面可伸缩夹持头的后部与十字滑块内 侧面内侧面平齐，并呈V形或圆弧形结构，并且V型头可伸缩夹持头的头部 的V型头可伸缩夹持头凸起部位高于其后部0.1～0.2毫米，圆弧面可伸缩夹 持头的头部的圆弧面可伸缩夹持头凸起部位高于其后部0.1～0.2毫米，用于 夹持工件时，保证最下边的工件受夹持力，其余工件均起到扶正作用，所述的平头可伸缩夹持头、V型头可伸缩夹持头或圆弧面可伸缩夹持头根据工件 的夹持需要可以成对也可以不成对的使用。
所述的十字滑块的内侧面可以是V形面与V型头可伸缩夹持头后部的V 形面齐平，所述的V型头可伸缩夹持头的下端部的V型头可伸缩夹持头凸起 部位高0.1-0.2毫米，所述的十字滑块的内侧面可以是圆弧面与圆弧面可伸 缩夹持头后部的圆弧面齐平，所述的圆弧面可伸缩夹持头的下端部的圆弧面 可伸缩夹持头凸起部位高0.1-0.2毫米。
所述的工件扶正装置由扶正燕尾块、扶正燕尾块紧固螺钉、端盖、调整 螺杆、端盖压紧螺钉、扶正竖杆、网纹衬块、衬块紧固螺钉组成，所述的扶 正燕尾块安装于夹持底座的中部的燕尾槽中，通过扶正燕尾块紧固螺钉紧固， 扶正竖杆的燕尾块部位安装于扶正燕尾块两侧的燕尾槽中，扶正燕尾块燕尾 槽端部凸起的调整螺杆安装座位于扶正竖杆的凹槽中，并在其中配合的滑动，调整螺杆穿过调整螺杆安装座中部的孔，并通过端盖及四个端盖压紧螺钉可 以滑动的压紧在调整螺杆安装座内的圆形的凹槽内，调整螺杆长杆的螺纹部与调整螺杆连接螺孔相配，所述的网纹衬块通过衬块紧固螺钉可以调整的固 定在扶正竖杆的长槽内，所述的工件扶正装置成对使用，用于对放置的多个 工件靠齐。
所述的装料辅助装置由装料拉钩A、装料拉钩B、装料拉钩把手、销轴 及装料拉钩调整螺钉组成，所述的装料拉钩A的一端为开口的圆形凹槽结构， 与十字滑块的装料拉钩卡钩部在进行装工件的时候进行卡钩，另一端设计有 扁长槽，与装料拉钩B的扁长槽通过装料拉钩调整螺钉可调整长度的紧固在一起，装料拉钩把手通过销轴铰接，并且在装工件时装料拉钩把手的两侧的 短轴卡在夹持底座的半圆形凹槽上。
本发明的一种带刀库镗铣类数控机床用简易连续自动供料装置平时放在 机床的刀库中。使用时换入机床主轴，并把放在其内的工件放置在夹具内， 气动或液压夹具夹紧工件后，把本装置换入机床主轴内，并把加工用刀具换 入主轴内，然后对工件进行加工，加工完成后，把另一个内部没有放置工件 的本装置换入主轴，然后取下夹具内的工件放置在工作台工件码放的位置， 依次循环执行，机床即可实现连续的自动加工。
本发明相对于传统的机外的机器人或机械手，具有体积小、成本低，拆装 方便、使用简单，不占用机床外部空间，并且可以直接通过数控程序实现对 本装置的操控及机床的连续自动装卸料及零件的自动加工等特点，操作方便 实用性强。
【附图说明】
图1是一种带刀库镗铣类数控机床用简易连续自动供料装置在机床主轴上 安装位置图
图2是图1A部局部放大图
图3是图4B部局部放大图
图4是一种带刀库镗铣类数控机床用简易连续自动供料装置整体轴测图
图5是一种带刀库镗铣类数控机床用简易连续自动供料装置部分零件轴测图
图6是一种带刀库镗铣类数控机床用简易连续自动供料装置部分零件轴测图
图7是图6C部局部放大图
图8是图6D部局部放大图
图9是装料辅助装置零件轴测图
图10是十字滑块及平头可伸缩夹持头零件轴测图
图11是图10F部局部放大图
图12是图10E部局部放大图
图13是工件扶正装置零件轴测图
图14是图13G部局部放大图
图15是图17H部局部放大图
图16是工件扶正装置部分零件轴测图
图17是工件扶正装置部分零件轴测图
图18是V型头可伸缩夹持头零件轴测图
图19是图18I局部放大图
图20是图21J部局部放大图
图21是圆弧面可伸缩夹持头轴测图
图22是锥柄零件轴测图
图23是图22A部局部放大图
图24是是一种带刀库镗铣类数控机床用简易连续自动供料装置机床安装轴 测图
图25是图24C部局部放大图
图26是刀柄零件轴测图
图27是图26A部局部放大图
图28是滑动导电装置整体轴测图
图29是滑动导电装置整体爆炸图
图30是夹持底座零件轴测图
图中：1、工作台 2、主轴箱 3、工件 4、主轴电机
5、主轴机械手 51、锥柄 51-1、导电装置支架
51-2、夹持装置连接头 52、拉钉 53、夹持总成
53-1、紧固螺钉 53-2、夹持底座 53-2-1、十字滑槽
53-2-2、压板滑槽 53-2-3、连接槽 53-2-4、导线
53-2-6、凹槽 53-2-5、燕尾槽 53-3、推拉式电磁铁紧固螺钉
53-4、压板 53-5、十字滑块 53-5-1、装料拉钩卡钩部
53-5-2、十字滑块内侧面 53-6、平头可伸缩夹持头
53-6-1、平头可伸缩夹持头凸起部位 53-6-2、平头可伸缩夹持头内侧面
53-7、推拉式电磁铁 53-8、推拉杆 53-9、十字滑块紧固螺钉
53-10、快换夹持头安装座 53-11、快换夹持头安装座紧固螺钉
53-12、快换夹持头安装座位置调整螺杆 53-13、快换夹持头快速锁紧销
53-14、压紧弹簧 53-15、十字滑块端盖 53-16、十字滑块端盖紧固螺钉
53-17、快换夹持头安装座位置调整螺杆端盖 53-18、网状面快换夹头
53-19、水平圆弧快换夹头 53-20、可伸缩夹持头锁紧螺钉
53-21、扶正燕尾块 53-21-1、调整螺杆安装座 53-22、扶正竖杆
53-22-1、调整螺杆连接螺孔 53-24、装料拉钩A 53-25、装料拉钩B
53-26、装料拉钩把手 53-27、装料拉钩调整螺钉 53-28、网纹衬块
53-29、开口销 53-30、销轴 53-31、扶正燕尾块紧固螺钉
53-32、端盖 53-33、调整螺杆 53-34、端盖压紧螺钉
53-35、衬块紧固螺钉 53-36、V型头可伸缩夹持头
53-36-1、V型头可伸缩夹持头凸起部位 53-37、圆弧面可伸缩夹持头
53-37-1、圆弧面可伸缩夹持头凸起部位 53-40、多夹持位夹持底座
53-40-5、凹槽 54、滑动导电装置 54-1、导电触头
54-2、弹簧 54-3、套筒 54-4、螺钉
【具体实施方式】
实施例一
结合附图描述本发明的实施例
一种带刀库镗铣类数控机床用简易连续自动供料装置，在实际机床实现连 续的自动加工时，可以使用多套本装置，但是有一套本装置的安放工件的位置 没有安放工件，用于卸下夹具内的工件并转移放置在工作台的工件码放位置。
当使用本装置时，把内部放置有工件的本装置通过数控程序的换刀命令 换入机床主轴，然后通过数控程序的刀具移动命令，把本装置移动到夹具的 工件安放位置上方1.5倍工件厚度处，两个相对的推拉电磁铁动作，工件落 入夹具的工件安放位置，由于本装置距离夹具有1.5倍的工件厚度，所以当 工件掉落入夹具中时，本装置内码放的所有工件依次掉落，但是由于本装置 距离夹具的工件安装位置有1.5倍的距离，所以夹具中放入一个工件后，相 邻的另一个工件刚好被，使用中的平头可伸缩夹持头或V型头可伸缩夹持头或圆弧面可伸缩夹持头的凸起部位夹紧。接着把本装置换入刀库后，把加工 刀具换入机床主轴并对工件进行加工，工件加工完成后，换入另外一个内部没有安放工件的本装置到机床主轴，并取下气动或液压夹具中的工件，然后 把另外一个内部安放有工件的本装置调入机床主轴并把工件放入夹具中，依 次执行，可以实现连续的自动加工。
当本装置调入机床主轴内时，应该控制主轴的转角以适应夹具内工件放置 的转角，并且机床主轴应该装有位置编码器。
当在本装置内部添加工件时，本装置既可以卸下添加工件，也可以在刀库 或主轴上添加工件，添加工件时应该使用装料辅助装置拉动十字滑块张开后 放入工件，还要调整两个相对的扶正竖杆张开的大小适合工件的宽度，调整 网纹衬块的伸出长度与平头可伸缩夹持头或V型头可伸缩夹持头或圆弧面可 伸缩夹持头的伸出长度相适应。
用作卸下工件的本装置使用的时候可以不安装工件扶正装置。

Claims (3)

1.一种带刀库镗铣类数控机床用简易连续自动供料装置，其特征在于：由刀柄(51)、拉钉(52)、夹持总成(53)、滑动导电装置组成；
所述的刀柄(51)的上部通过螺纹连接有拉钉(52)，拉钉(52)和刀柄(51)共同拉紧在镗铣类数控机床主轴锥孔内，在刀柄(51)的下部延长杆的头部设有方形的榫块，在方形榫块的内部设有方形的凹槽，在方形的凹槽的内部设有圆柱状的凸起，圆柱状的凸起设有2～4个容纳导电线的导丝孔，所述的刀柄(51)通过拉钉(52)正好安装于机床主轴的锥孔内，并且在刀柄(51)的下部通过中间连接杆连接有导电装置支架(51-1)，在导电装置支架(51-1)顶部的孔内过盈或者是通过螺纹连接套筒(54-3)，套筒(54-3)下部为孔洞结构，上部根据实际需要设有1～4个一字排列的孔，每个孔内安装有套有弹簧(54-2)的导电触头(54-1)，并通过螺钉(54-4)紧固在套筒(54-3)上部的台阶孔内，当主轴机械手安装到主轴的锥孔中时每个导电触头(54-1)通过弹簧(54-2)的作用压紧在对应的导电滑轨(2-1)上；
所述的夹持总成(53)由夹持底座(53-2)、工件夹持装置、工件扶正装置及装料辅助装置组成，所述的夹持底座(53-2)的上部设有方形的连接槽(53-2-3)与刀柄(51)下部的方形榫块相配，连接槽(53-2-3)内部设有导线(53-2-4)与刀柄(51)圆柱状的凸起内的导丝孔内的导电线相连接，并且与刀柄(51)圆柱状的凸起内的导丝孔内的导电线的数量相等，导电线最终用于机床数控装置与推拉式电磁铁(53-7)连接，连接槽(53-2-3)内的圆环形结构正好与刀柄(51)的方形榫块内的圆柱状凸起相配；
所述的工件夹持装置由十字滑块(53-5)、平头可伸缩夹持头(53-6)、V型头可伸缩夹持头(53-36)或圆弧面可伸缩夹持头(53-37)、可伸缩夹持头锁紧螺钉(53-20)、十字滑块紧固螺钉(53-9)、推拉式电磁铁(53-7)、压板(53-4)、推拉式电磁铁紧固螺钉(53-3)组成，所述的夹持底座(53-2)的矩形的本体的中部设有容纳十字滑块(53-5)的十字滑槽(53-2-1)，矩形本体的侧面设有安装压板(53-4)的与十字滑槽(53-2-1)相通的截面为阶梯状的压板滑槽(53-2-2)，所述的推拉式电磁铁(53-7)安装在夹持底座(53-2)的十字滑槽(53-2-1)最大槽中并可以在其中滑动，其上表面的设有两个方形凸起的宽度与压板滑槽(53-2-2)的窄槽相等并且在其中滑动，方形凸块的高度小于压板滑槽(53-2-2)的窄槽的高度0.03～0.08毫米，方形凸块的中部设有螺纹孔，并且可以通过压板(53-4)和推拉式电磁铁紧固螺钉(53-3)紧固在压板滑槽(53-2-2)的任意位置，所述的十字滑块(53-5)的截面形状与十字滑槽(53-2-1)相一致，并且可以在其中滑动，在十字滑块(53-5)的一端设有沉孔，通过十字滑块紧固螺钉(53-9)紧固在推拉杆(53-8)的较细直径处，十字滑块(53-5)的内部设有截面为十字形的凹槽，其内部滑动的装有平头可伸缩夹持头(53-6)，平头可伸缩夹持头(53-6)可以根据工件安放的需要，伸出合适的长度，并通过可伸缩夹持头锁紧螺钉(53-20)进行锁紧，为夹持多个工件的十字滑块内侧面(53-5-2)与平头可伸缩夹持头内侧面(53-6-2)为同一高度的平面，并且平头可伸缩夹持头(53-6)的头部的平头可伸缩夹持头凸起部位(53-6-1)的平面高于平头可伸缩夹持头内侧面(53-6-2)0.1～0.2毫米；
所述的工件扶正装置由扶正燕尾块(53-21)、扶正燕尾块紧固螺钉(53-31)、端盖(53-32)、调整螺杆(53-33)、端盖压紧螺钉(53-34)、扶正竖杆(53-22)、网纹衬块(53-28)、衬块紧固螺钉(53-35)组成，所述的扶正燕尾块(53-21)安装于夹持底座(53-2)的中部的燕尾槽(53-2-5)中，通过扶正燕尾块紧固螺钉(53-31)紧固，扶正竖杆(53-22)的燕尾块部位安装于扶正燕尾块(53-21)两侧的燕尾槽中，扶正燕尾块(53-21)燕尾槽端部凸起的调整螺杆安装座(53-21-1)位于扶正竖杆(53-22)的凹槽中，并在其中配合的滑动，调整螺杆(53-33)穿过调整螺杆安装座(53-21-1)中部的孔，并通过端盖(53-32)及四个端盖压紧螺钉(53-34)可以滑动的压紧在调整螺杆安装座(53-21-1)内的圆形的凹槽内，调整螺杆(53-33)长杆的螺纹部与调整螺杆连接螺孔(53-22-1)相配，所述的网纹衬块(53-28)通过衬块紧固螺钉(53-35)可以调整的固定在扶正竖杆(53-22)的长槽内，所述的工件扶正装置成对使用，用于对放置的多个工件靠齐；
所述的装料辅助装置由装料拉钩A(53-24)、装料拉钩B(53-25)、装料拉钩把手(53-26)、销轴(53-30)及装料拉钩调整螺钉(53-27)组成，所述的装料拉钩A(53-24)的一端为开口的圆形凹槽结构，与十字滑块(53-5)的装料拉钩卡钩部(53-5-1)在进行装工件的时候进行卡钩，另一端设计有扁长槽，与装料拉钩B(53-25)的扁长槽通过装料拉钩调整螺钉(53-27)可调整长度的紧固在一起，装料拉钩把手(53-26)通过销轴(53-30)铰接，并且在装工件时装料拉钩把手(53-26)的两侧的短轴卡在夹持底座(53-2)的半圆形凹槽(53-2-6)上。
2.如权利要求1所述的一种带刀库镗铣类数控机床用简易连续自动供料装置，其特征在于根据实际工件的形状，十字滑块内侧面(53-5-2)为V形，十字滑块(53-5)的内部凹槽安装V型头可伸缩夹持头(53-36)，十字滑块内侧面(53-5-2)为圆弧形，十字滑块(53-5)的内部凹槽安装圆弧面可伸缩夹持头(53-37)，安装后V型头可伸缩夹持头(53-36)或圆弧面可伸缩夹持头(53-37)的后部与十字滑块内侧面(53-5-2)内侧面平齐，并呈V形或圆弧形结构，并且V型头可伸缩夹持头(53-36)的头部的V型头可伸缩夹持头凸起部位(53-36-1)高于其后部0.1～0.2毫米，圆弧面可伸缩夹持头(53-37)的头部的圆弧面可伸缩夹持头凸起部位(53-37-1)高于其后部0.1～0.2毫米，用于夹持工件时，保证最下边的工件受夹持力，其余工件均起到扶正作用，所述的平头可伸缩夹持头(53-6)、V型头可伸缩夹持头(53-36)或圆弧面可伸缩夹持头(53-37)根据工件的夹持需要使用。
3.如权利要求1所述的一种带刀库镗铣类数控机床用简易连续自动供料装置，其特征在于，所述的十字滑块(53-5)与V型头可伸缩夹持头(53-36)相配时其内侧面为V形并且与V型头可伸缩夹持头(53-36)后部的V形面齐平，所述的V型头可伸缩夹持头(53-36)的下端部的V型头可伸缩夹持头凸起部位(53-36-1)高0.1-0.2毫米，所述的十字滑块(53-5)与圆弧面可伸缩夹持头(53-37)相配时其内侧面为V形并且与圆弧面可伸缩夹持头(53-37)后部的圆弧面齐平，所述的圆弧面可伸缩夹持头(53-37)的下端部的圆弧面可伸缩夹持头凸起部位(53-37-1)高0.1-0.2毫米。
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