CN114102225A - 用于机床棒料加工的辅助装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于机床棒料加工的辅助装置，包括上料组件；所述上料组件包括上料支撑架、推动单元、抓取单元以及变径套；所述推动单元和所述抓取单元分别安装于所述上料支撑架上，所述抓取单元用于抓取置于所述上料支撑架的待加工棒料，所述推动单元用于推动被抓取的待加工棒料沿轴向移动，进而插入所述变径套中。本申请实施例提供的用于机床棒料加工的辅助装置，可以解决大批量多工序下长棒料自动进给，以及将零件从加工区精确卸载到存放区的技术需求。

Description

用于机床棒料加工的辅助装置

技术领域

本申请涉及机床的技术领域，具体是涉及一种用于机床棒料加工的辅助装置。

背景技术

数控加工中心或车铣复合机床均旨在通过自动换刀或自动装夹来一次性完成零件的整个或大部分加工过程，以期减少换装夹、换机床阶段所需的辅助时间。然而，在上下料阶段，目前的人工操作方式仍然效率低下、作业精度低，不能保证良好的一致性，从而拖累了零件整个加工过程的效率提升。特别地，对于一段长棒料加工多个零件，其很难通过人工操作的方式去进给，人工操作的介入将严重影响整批零件加工的节拍。因此，自动化上下料装置可用来保证零件整体的加工效率。

目前比较简单的改加自动上下料装置有两种方案：安装旋转机构和安装机械手。安装旋转机构直接将零件卸载到接料器的方案虽然结构简单，也非常经济，但是其柔性不好，活动范围有限，且易破坏加工表面。安装工业机械手的方案则柔性较好，但是价格昂贵，且不适合夹持长棒料。

因此，可对长棒料自动进给，并能够将零件从加工区卸载到存放区的自动上下料装置在大批量多工序的生产模式下具有极大地需求。

发明内容

本申请实施例提供了一种用于机床棒料加工的辅助装置，包括上料组件；所述上料组件包括上料支撑架、推动单元、抓取单元以及变径套；所述推动单元和所述抓取单元分别安装于所述上料支撑架上，所述抓取单元用于抓取置于所述上料支撑架的待加工棒料，所述推动单元用于推动被抓取的待加工棒料沿轴向移动，进而插入所述变径套中。

本申请实施例提供的用于机床棒料加工的辅助装置，可以解决大批量多工序下长棒料自动进给，以及将零件从加工区精确卸载到存放区的技术需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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本申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1本申请用于机床棒料加工的辅助装置一实施例中上料组件的立体装配示意图；

图2是本申请实施例中变径套系列的立体零件示意图；

图3是本申请实施例中下料组件的立体装配示意图；

图4是本申请实施例中放置构件的立体装配示意图；

图5是本申请实施例中延伸构件的立体装配示意图；

图6是本申请实施例中夹持构件的立体装配示意图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。本申请实施例中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或组件。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

如图1-图6所示，本申请实施例提供的一种用于机床棒料加工的辅助装置，可以应用于棒料的上料与进给、加工完成零件的下料与放置托盘中。本实施例中的机床自动上下料装置可将棒料送入与机床横轴对中，并驱动棒料通过机床横轴的中空部分进行进给，待棒料头部加工完成后，可切断得到零件；进一步将零件运送到存放区，并放置在托盘的指定位置。在整个加工过程中无需人工介入调整棒料或零件，自动化程度高，从而生产效率提高并生产成本降低。该辅助装置包括上料组件和下料组件。

参见图1，本实施例提供的上料组件，其包括第一气缸2(推动单元)、上料支撑架3、第一夹爪4、第二气缸5(驱动单元)、变径套6。上料工作时，第一夹爪4张开，第二气缸5伸出，带动第一夹爪4到置于所述上料支撑架3的待加工棒料1；然后，闭合第一夹爪4，夹起棒料1，双夹爪同时平行运动，棒料1轴线到达与变径套6轴线同平面；接着，第二气缸5收回，带动棒料1运动到与变径套及第一气缸2对中的位置；这时，第一气缸2伸出，推动棒料1进给；棒料1穿入变径套6中，直到达到加工单个零件所需的长度；加工完成一个零件后，第一气缸2继续伸出，推动棒料1继续进给；重复所述动作，直至棒料加工完。其中，第一夹爪4和第二气缸5构成抓取单元，在一些其他实施例中，抓取单元还可以是其他结构，在本领域技术人员的理解范围内，此处不再一一列举并详述。

参见图2，本实施例提供一系列尺寸的变径套，变径套内径分别有6mm、8mm、10mm以及12mm，外径保持一致，变径套内径比对应棒料的直径大1mm。

所述上料组件采用平行式双开夹爪，对于不同直径的棒料可以起到对中的作用；采用的所述变径套具有外径不变，内径改变的特点，可以适应不同直径的棒料，从而无需更换夹具。所述延伸构件采用两级延伸，第一级延伸采用气缸，快速大范围地运动；第二级延伸采用电缸，平稳精准地移动；这样，所述延伸构件可实现带动所述夹持构件快速地在加工区与存放区之间移动，并能够在存放区内精准定位，放置已加工好的零件。

可选地，在一个实施例中，所述第一夹爪4可以带有V型槽，用于定位棒料1；V型槽、所述第一气缸2以及变径套6均与棒料1平行；并且，所述第一气缸2中心轴线、所述第一夹爪4闭合后的V型槽中心线以及所述变径套6轴线均在同一水平面上；所述第一气缸2中心轴线与所述变径套6轴线在同一一直线上；所述变径套6外径为固定，与机床的中空型主轴的内径一致；所述变径套6内径设计为一系列尺寸，与棒料尺寸对应，且大于棒料尺寸，以便棒料能够通过。可选地，所述上料支撑架3为铝合金中空型材支撑搭接形成。

参见图3，本实施例提供的自动下料组件，其包括放置构件7、下料支撑架8、延伸构件9以及夹持构件10。

参见图4，本实施例提供的放置构件7，其包括托盘11、第一安置板12、第二安置板13以及第一电缸14。托盘11上放置点以XY阵列方式布局，棒料加工成零件后，将其放置在指定的放置点上。通过第一电缸14驱动托盘移动到Y向指定位置。

即所述放置构件包括一个托盘11、一个驱动件(第一电缸14)以及两块安置板(第一安置板12、第二安置板13)；所述托盘11盛放加工完成的零件，与第一安置板12固定连接；所述驱动件为第一电缸14，所述第一电缸14带滑块，所述滑块与第一安置板12固定连接，带动所述托盘11纵向或Y向运动；所述放置构件7中的第二安置板13与下料支撑架8固定连接。

可选地，可以是通过紧固件将所述第二安置板13与所述下料支撑架8连接固定一起，所述延伸构件9和所述放置构件7均可安装在所述下料支撑架8上；下料支撑架8可以为铝合金中空型材支撑搭接形成；铝合金型材之间也通过紧固件紧固在一起；所述下料支撑架8的竖向部分采用双H型结构，支撑所述延伸构件9与所述夹持构件10的大范围移动。

参见图5，本实施例提供的延伸构件9，其包括第三安置板17、第三气缸15、滑轨16、第四安置板18以及第二电缸19。滑轨16包含两根滑轨，平衡受力。第三气缸15安装在滑轨16中间，第二电缸19侧向安装在第四安置板18上。下料作业时，第三气缸15伸出，驱动上面的滑轨16、第四安置板18以及第二电缸19移动，在X方向上快速地从存放区到加工区；接着，第二电缸19上的滑块向正X方向滑动，驱动上面安装的夹持构件10小距离运动，准确地调整到零件所在的X方向位置；夹持到零件后，第二电缸19上的滑块向负X方向滑动，驱动夹持构件10回复部分距离；进一步，第三气缸15收回，将第二电缸19和夹持构件10带回存放区；接着，第二电缸19工作，调整零件到托盘X向指定位置。

即所述延伸构件9包括两个驱动件(第三气缸15、第二电缸19)、两块安置板(第三安置板17、第四安置板18)以及两根滑轨16；所述驱动件包括一个气缸(第三气缸15)与一个电缸(第二电缸19)；所述第三气缸15具有长行程，带动所述第二电缸19与所述夹持构件10一同做横向或X向运动；所述第二电缸19侧向安装在第四安置板18上，所述第二电缸19的滑块与所述夹持构件10固定连接；第三安置板17与下料支撑架8固定连接；所述第四安置板18两侧上安装有两根所述滑轨16，支持所述夹持构件10的运动。

参见图6，本实施例提供的夹持构件10，其包括第四气缸20、第二夹爪21以及红外传感器22。由第四气缸20和第二电缸19工作使夹持构件10到零件的正上方后，首先将第二夹爪21张开；然后第四气缸20开始工作，驱动第二夹爪21到达零件所在位置并夹紧零件；在第四气缸20收回之前，红外传感器22启动，发射红外线检测第二夹爪中是否有零件；如果有，第四气缸20收回，否则继续调整位置；回到存放区后，由第一电缸14定位Y方向位置、第三气缸15和第二电缸19定位X方向位置后，第四气缸20工作定位Z方向位置，到达托盘上指定放置点，打开第二夹爪21放置零件，完成下料作业。

即夹持构件包括一个气缸(第四气缸20)、一个夹爪(第二夹爪21)和一个传感器(红外传感器22)；所述第四气缸20与所述第二夹爪21与所述红外传感器22固定连接，带动所述第二夹爪21和所述红外传感器22一同做竖向或Z向运动；所述第二夹爪21为双支点夹爪，用于夹持棒状零件；所述红外传感器22安装在所述第二夹爪21的侧向，发射出的红外线在第二夹爪21中间穿过，用于定位零件位置。

本申请的技术方案具有以下优点：所述上料组件采用平行式双开夹爪，对于不同直径的棒料可以起到对中的作用；采用的所述变径套具有外径不变，内径改变的特点，可以适应不同直径的棒料，从而无需更换夹具，降低了夹具成本与辅助时间。所述延伸构件采用两级延伸，第一级延伸采用气缸，快速大范围地运动；第二级延伸采用电缸，平稳精准地移动；这样，所述延伸构件可实现带动所述夹持构件快速地在加工区与存放区之间移动，并能够在存放区内精准定位，放置已加工好的零件。

本申请实施例提供的用于机床棒料加工的辅助装置，可以应用于棒料的上料与进给、加工完成零件的下料与放置托盘中。本实施例中的用于机床棒料加工的辅助装置可将棒料送入与机床横轴对中，并驱动棒料通过机床横轴的中空部分进行进给，待棒料头部加工完成后，可切断得到零件；进一步将零件运送到存放区，并放置在托盘的指定位置。在整个加工过程中无需人工介入调整棒料或零件，自动化程度高，从而生产效率提高并生产成本降低。

以上所述仅为本申请的部分实施例，并非因此限制本申请的保护范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于机床棒料加工的辅助装置，其特征在于，包括上料组件；所述上料组件包括上料支撑架、推动单元、抓取单元以及变径套；所述推动单元和所述抓取单元分别安装于所述上料支撑架上，所述抓取单元用于抓取置于所述上料支撑架的待加工棒料，所述推动单元用于推动被抓取的待加工棒料沿轴向移动，进而插入所述变径套中。

2.根据权利要求1所述的辅助装置，其特征在于，所述推动单元为第一气缸。

3.根据权利要求1所述的辅助装置，其特征在于，所述抓取单元包括第一夹爪以及驱动单元，所述驱动单元与所述第一夹爪连接，用于驱动所述第一夹爪。

4.根据权利要求1所述的辅助装置，其特征在于，所述辅助装置还包括下料组件；所述下料组件包括放置构件、下料支撑架、延伸构件以及夹持构件；所述放置构件、所述延伸构件以及所述夹持构件分别与所述下料支撑架连接。

5.根据权利要求4所述的辅助装置，其特征在于，所述放置构件包括托盘、第一安置板、第二安置板以及第一电缸；所述托盘上设置有呈矩阵式排列的放置点，棒料加工成零件后将被放置在指定的放置点上；所述第一电缸用于驱动所述托盘移动。

6.根据权利要求5所述的辅助装置，其特征在于，所述延伸构件包括第三安置板、第三气缸、滑轨、第四安置板以及第二电缸；所述第三气缸安装在所述滑轨中间，所述第二电缸侧向安装在所述第四安置板上；下料作业时，所述第三气缸用于驱动所述滑轨、所述第四安置板以及所述第二电缸移动。

7.根据权利要求6所述的辅助装置，其特征在于，所述夹持构件包括第四气缸、第二夹爪以及红外传感器；所述第四气缸和所述第二电缸工作使夹持构件移动到零件的上方，所述第二夹爪用于夹紧零件；所述红外传感器用于检测所述第二夹爪中是否有零件。

8.根据权利要求3所述的辅助装置，其特征在于，所述第一夹爪设有V型槽。

9.根据权利要求8所述的辅助装置，其特征在于，所述第一气缸的中心轴线、所述第一夹爪闭合后的V型槽中心线以及所述变径套轴线均在同一水平面上；所述第一气缸的中心轴线与所述变径套轴线在同一一直线上。

10.根据权利要求4所述的辅助装置，其特征在于，所述下料支撑架和所述上料支撑架均为铝合金中空型材支撑搭接形成。

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