CN115284052A - 自动加工装置及自动加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动加工装置及自动加工方法，该自动加工装置包括加工台、上料夹料装置、收料装置、扳料装置和主轴组件，扳料装置可沿第一方向移动；扳料装置包括连接部、主体部和夹爪，主体部连接于连接部，多个夹爪沿第一方向排布于主体部上，夹爪铰接于主体部，夹爪的转动轴线为垂直于第一方向的第二方向。本发明的自动加工装置及自动加工方法，可以一次性装夹工件，三个角度一次性加工完成，尺寸稳定性好；加工过程中顶料、夹紧、加工、扳料、收料、松开和顶料形成一个自动循环系统，解决加工人员紧缺或人员富余问题；一次装夹可加工出多个产品，外观压伤划伤碰伤少；工件外观稳定性好，生产维护技术人力少；工件良率显著提高，降低产品成本。

Description

自动加工装置及自动加工方法

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别是涉及一种自动加工装置及自动加工方法。

背景技术

按键类产品通常需要在三个角度同时加工，在加工过程中，顶料、夹紧、加工、扳料、松开、顶料循环工作，容易碰到各类实际问题。数控机械加工过程中，通常小型化产品数控加工时采用单个物料手动批量装夹固定，批量连续生产加工时需要大量的操作人力进行装夹和拆卸，同时过多的人力操作产生装夹不稳定，导致产品品质良率和效率降低。

因此，需要一种能够定量连续、批量顶出物料及连续生产作业，具有通用性强、操作简单、提高生产效率及品质良率、降低生产人力的装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动加工装置及自动加工方法。

本发明实施例提供一种自动加工装置，包括加工台、上料夹料装置、收料装置、扳料装置和主轴组件，所述上料夹料装置和所述收料装置均设于所述加工台上，所述主轴组件设于所述加工台上方，所述扳料装置可沿第一方向移动；其中，所述扳料装置包括连接部、主体部和夹爪，所述主体部连接于所述连接部，多个所述夹爪沿所述第一方向排布于所述主体部上，且所述夹爪铰接于所述主体部，所述夹爪的转动轴线为垂直于所述第一方向的第二方向。

其中一实施例中，所述夹爪内开设有夹槽，所述夹槽的形状设计为产品仿形，所述夹爪包括相互扣合的两个子夹爪，两个所述子夹爪内分别开设有凹槽以在两个所述子夹爪扣合后形成所述夹槽。

其中一实施例中，所述扳料装置还包括卸料活塞缸，所述卸料活塞缸的活塞杆可沿所述第二方向伸缩，且连接于所述夹爪的其中一个所述子夹爪。

其中一实施例中，所述扳料装置的所述连接部连接于所述主轴组件。

其中一实施例中，所述上料夹料装置包括四轴桥板、底座、夹料活塞缸、滑块和导向块，所述四轴桥板相对所述加工台固定设置，所述底座固定在所述四轴桥板的顶部，所述底座内开设有容纳槽，所述容纳槽内设有可沿第三方向移动的所述导向块，所述夹料活塞缸设于所述四轴桥板的底部，并连接于所述导向块，以推动所述导向块沿所述第三方向移动，所述滑块也设于所述底座的所述容纳槽内，所述滑块背向所述导向块的一侧设有和所述滑块相邻的工件槽以放置原材；所述导向块包括第一配合面，所述滑块包括与所述第一配合面配合的第二配合面，所述第一配合面和所述第二配合面均为斜面，其中，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。

其中一实施例中，所述导向块的所述第一配合面上设有凸块，所述滑块的所述第二配合面上设有配合槽，所述凸块卡入所述配合槽。

其中一实施例中，所述上料夹料装置还包括拉板、齿条、第一弹块、第二弹块和推料活塞缸，所述拉板上设有用于放置原材的插孔，所述插孔的位置和所述底座上的所述工件槽对应，所述拉板可沿所述第三方向移动地设置，所述齿条固定连接于所述拉板，所述第一弹块固定于所述四轴桥板上，所述第二弹块设于所述推料活塞缸的活塞杆上，所述第一弹块和所述第二弹块可沿所述第一方向伸缩地设置，以卡入或脱出所述齿条的卡齿，所述推料活塞缸设置在所述四轴桥板的顶部，所述推料活塞缸的伸缩可带动所述齿条沿所述第三方向移动。

其中一实施例中，所述第一弹块包括可沿所述第一方向移动的第一卡块和第一弹簧，所述第一弹簧一端抵接所述第一卡块；所述第二弹块包括可沿所述第一方向移动的第二卡块和第二弹簧，所述第二弹簧一端抵接所述第二卡块，所述第一卡块和所述第二卡块朝向所述齿条的一侧为斜面。

其中一实施例中，所述收料装置包括接料盒、收料底座和收料活塞缸，所述接料盒可相对所述收料底座伸缩，所述收料活塞缸连接于所述接料盒，以驱动所述接料盒伸缩。

本发明实施例还提供一种自动加工方法，利用上述自动加工装置进行加工，所述自动加工方法包括：

将原材放置于所述拉板的所述插孔内，并使原材伸入底座的所述工件槽内，驱动所述夹料活塞缸伸出带动所述导向块沿所述第三方向移动以使所述滑块抵压原材而夹紧原材；

驱动所述主轴组件对原材进行加工得到产品；

驱动所述收料装置的所述接料盒伸出使所述接料盒对准所述扳料装置，再驱动所述扳料装置沿所述第一方向摆动，将产品从原材上分离，所述接料盒将产品接住，然后驱动所述收料装置的所述接料盒缩回；

驱动所述推料活塞缸沿所述第三方向移动，带动所述齿条和所述拉板沿所述第三方向移动，进而带动原材上移一定距离。

本发明实施例的自动加工装置及自动加工方法，可以一次性装夹工件，三个角度一次性加工完成，尺寸稳定性好；加工过程中顶料、夹紧、加工、扳料、收料、松开和顶料形成一个自动循环系统，解决加工人员紧缺或人员富余问题；一次装夹可加工出多个产品，外观压伤划伤碰伤少；工件外观稳定性好，生产维护技术人力少；工件良率显著提高，降低产品成本。

附图说明

图1为本发明一实施例的自动加工装置的结构示意图。

图2为图1所示自动加工装置的局部结构示意图。

图3为图1所示自动加工装置的后视图。

图4为图1所示自动加工装置的主轴及扳料装置的结构示意图。

图5为图1所示自动加工装置的扳料装置的结构示意图。

图6和图7分别为图5所示扳料装置的卡爪夹料前和夹料后的结构示意图。

图8为待扳产品结构示意图。

图9为图1所示自动加工装置的上料夹料装置的部分结构示意图。

图10为图9所示上料夹料装置的部分剖视结构示意图。

图11为图10中滑块的立体结构示意图。

图12为图1所示自动加工装置的上料夹料装置的另一部分结构示意图。

图13为图12中的局部放大图。

图14为图13中第一弹块和第二弹块的结构示意图。

图15为图1所示自动加工装置的收料装置开启状态的结构示意图。

图16为图15所示收料装置关闭状态的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

加工台10 四轴结构102 上料夹料装置30

四轴桥板31 拉板32 底座34

夹料活塞缸35 滑块36 第二配合面362

配合槽364 锯齿366 导向块37

第一配合面372 凸块374 齿条39

第一弹块41 第一卡块412 第一弹簧414

第二弹块43 第二卡块432 第二弹簧434

推料活塞缸45 限位螺丝47 收料装置50

接料盒52 收料底座54 收料活塞缸56

扳料装置70 连接部72 主体部74

夹爪76 卸料活塞缸78 主轴组件90

主轴主体92 主轴94 产品100

原材101。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参照图1和图3，本发明一实施例的自动加工装置包括加工台10、上料夹料装置30、收料装置50、扳料装置70和主轴组件90。上料夹料装置30和收料装置50均设于加工台10上，加工台10上设有四轴结构102。主轴组件90设于加工台10上方，扳料装置70连接于主轴组件90，扳料装置70可沿第一方向移动。其中，第一方向可为图3中的左右方向，即图1中的X轴方向。

本实施例中，请一并参照图4至图8，扳料装置70包括连接部72、主体部74和夹爪76。连接部72连接于主轴组件90，以使扳料装置70能随主轴组件90一起沿第一方向整体移动。主体部74连接于连接部72，多个夹爪76沿第一方向排布于主体部74上，且夹爪76铰接于主体部74，夹爪76的转动轴线为垂直于第一方向的第二方向。其中，第二方向为图3中的前后方向，即图1中的Y轴方向。当主轴组件90在原材上加工出图8所示的产品100后，夹爪76夹住产品100，主轴组件90带动扳料装置70沿第一方向摆动，摆动过程中夹爪76沿第二方向转动，从而扳动产品以模拟人手扳料的方式将产品100从原材上扳断，实现扳料。具体在本实施例中，上料夹料装置30同时夹持8个原材，因此主体部74上对应安装8个夹爪76，可以理解，上料夹料装置30上可夹持其他数量的原材，主体部74上的夹爪76的数量也可对应调整，根据需要设置即可。

具体地，夹爪76内开设有夹槽，夹槽的形状设计为产品仿形，即夹槽的截面形状和产品100的截面形状对应。更具体地，夹爪76包括相互扣合的两个子夹爪，两个子夹爪内分别开设有凹槽以在两个子夹爪扣合后形成夹槽。

具体地，扳料装置70还包括卸料活塞缸78，卸料活塞缸78的活塞杆可沿第二方向伸缩，且连接于夹爪76的其中一个子夹爪，以推动其中一个子夹爪，使被扳料装置70掰断的产品100从夹爪76的夹槽内掉出，实现自动卸料。具体地，卸料活塞缸78可为气缸，当然卸料活塞缸78也可为油缸。

本实施例中，将扳料装置70连接于主轴组件90，借助主轴组件90本身所具有的上下、左右、前后移动的功能即可，无需另外设置驱动机构。可以理解，扳料装置70也可不连接于主轴组件90，而另外设置驱动机构以带动扳料装置70在第一方向移动。

本实施例中，主轴组件90包括主轴主体92和主轴94，主轴主体92可上下、左右、前后移动，主轴94可绕垂直于第一方向和第二方向的第三方向转动，第三方向即上下方向，即图1中的Z轴方向。扳料装置70连接于主轴主体92，并设于主轴94一侧。

本实施例中，请参阅图1至图3以及图9至图11，上料夹料装置30包括四轴桥板31、底座34、夹料活塞缸35、滑块36和导向块37。四轴桥板31相对加工台10固定设置，底座34固定在四轴桥板31的顶部，底座34内开设有容纳槽，容纳槽内设有可沿第三方向移动的导向块37，夹料活塞缸35设于四轴桥板31的底部，并连接于导向块37，以推动导向块37沿第三方向上下移动。滑块36也设于底座34的容纳槽内，滑块36背向导向块37的一侧设有和滑块36相邻的工件槽以放置原材101（也就是说，滑块36的一侧面暴露在工件槽内）。导向块37包括第一配合面372，滑块36包括与第一配合面372配合的第二配合面362，第一配合面372和第二配合面362均为斜面。具体地，导向块37的形状为上大下小。将原材101放置在工件槽内时，通过夹料活塞缸35向上推动导向块37，可使滑块36斜切对放置在工件槽内的原材101形成更大的压持力，将原材101夹紧，防止其在加工过程中出现松动。具体地，滑块36朝向工件槽的一侧设有锯齿366或其他纹路，以进一步增加夹紧力度，确保原材101的各点都能被夹紧。具体地，夹料活塞缸35可为气缸，当然夹料活塞缸35也可为油缸。可以理解，导向块37的形状为也可为上小下大，这时夹料活塞缸35推动导向块37向上移动即可。

具体地，导向块37的数量为四个，滑块36的数量为八个，每个导向块37的两侧分别设有一个滑块36，并在每个滑块36背向导向块37的一侧均设置一个工件槽。这样，上料夹料装置30可同时夹紧8条原材101。可以理解，导向块37和滑块36的数量可为其他，根据需要夹持的原材101的数量确定即可。

具体地，导向块37的第一配合面372上设有凸块374，滑块36的第二配合面362上设有配合槽364，凸块374卡入配合槽364，以使导向块37和滑块36的相对移动更为稳定，避免出现前后左右的晃动。

本实施例中，请参阅图1至图3以及图12至图14，上料夹料装置30还包括拉板32、齿条39、第一弹块41、第二弹块43和推料活塞缸45。拉板32上设有用于放置原材101的插孔，插孔位置和底座34上的工件槽对应，拉板32可沿第三方向移动地设置，齿条39固定连接于拉板32。第一弹块41固定于四轴桥板31上，第二弹块43设于推料活塞缸45的活塞杆上，第一弹块41和第二弹块43可沿第一方向伸缩地设置，以卡入或脱出齿条39的卡齿。推料活塞缸45设置在四轴桥板31的顶部，推料活塞缸45的伸缩可带动齿条39沿第三方向上下移动。当推料活塞缸45伸出时，第一弹块41卡住齿条39使其保持在当前位置不动，而第二弹块43随之向下移动，当第二弹块43下降一定距离后第二弹块43沿第一方向伸出卡入齿条39的卡齿处，再将推料活塞缸45缩回第二弹块43即可带动齿条39和拉板32一起向上移动，在齿条39向上的过程中，第一弹块41在受齿条39的卡齿的挤压在第一方向上回缩，直到第一弹块41位置与下一个卡齿对应时再弹出再将齿条39卡住，如此往复即可将齿条39和拉板32一层层往上送，也就是将放置在拉板32的插孔内的原材101一层层往上送，每往上送一层，主轴94即可在每个原材101上加工一个产品100，加工完毕并通过扳料装置70将产品100掰下后再往上送一层，直到原材101全部耗尽。在本实施例中，一根原材101可以连续加工18个产品100，不需要每个产品装夹一次，控制了人力使用成本，也提高了生产效率。具体地，推料活塞缸45可为气缸，当然推料活塞缸45也可为油缸。

具体地，四轴桥板31上还设有限位螺丝47以限制推料活塞缸45每次向上回缩的距离，从而控制原材101每次的提升高度，以每次都露出合适高度的原材101便于加工。

具体地，第一弹块41包括可沿第一方向移动的第一卡块412和第一弹簧414，第一弹簧414一端抵接第一卡块412，以推动第一卡块412伸出；第二弹块43包括可沿第一方向移动的第二卡块432和第二弹簧434，第二弹簧434一端抵接第二卡块432，以推动第二卡块432伸出。第一卡块412和第二卡块432朝向齿条39的一侧为斜面。

本实施例中，请参图15和图16，收料装置50包括接料盒52、收料底座54和收料活塞缸56，接料盒52可相对收料底座54伸缩，收料活塞缸56连接于接料盒52，以驱动接料盒52伸缩。当产品100加工完成时，收料活塞缸56驱动接料盒52推出，产品100可以放入接料盒52中；当产品100正在加工时，收料活塞缸56驱动接料盒52收起，接料盒52可以挡住加工时产生的油和铁屑。具体地，收料底座54固定在加工台10上，收料活塞缸56的缸体固定在收料底座54上，接料盒52连接于收料活塞缸56的活塞杆。具体地，收料活塞缸56可为气缸，当然收料活塞缸56也可为油缸。

本发明实施例的自动加工装置可以一次性装夹工件，三个角度一次性加工完成，尺寸稳定性好；加工过程中顶料、夹紧、加工、扳料、收料、松开和顶料形成一个自动循环系统，解决加工人员紧缺或人员富余问题；一次装夹可加工出多个产品，外观压伤划伤碰伤少；工件外观稳定性好，生产维护技术人力少；工件良率显著提高，降低产品成本。

本发明还提供一种自动加工方法，利用上述自动加工装置进行加工，一实施例的自动加工方法包括以下步骤：

S11，将原材101放置于拉板32的插孔内，并使原材101伸入底座34的工件槽内，驱动夹料活塞缸35伸出带动导向块37沿第三方向移动以使滑块36抵压原材101而夹紧原材101。

S13，驱动主轴组件90对原材101进行加工得到产品100。

S15，驱动收料装置50的接料盒52伸出使接料盒52对准扳料装置70，再驱动扳料装置70沿第一方向摆动，将加工好的产品100从原材101上分离，接料盒52将产品100接住，然后驱动收料装置50的接料盒52缩回，避免后续加工的铁屑等落入接料盒52内。步骤S15中，还判断原材101是否被加工完，如果否，则进入步骤S17，如果是则结束本次加工。

S17，驱动推料活塞缸45沿第三方向移动，带动齿条39和拉板32沿第三方向移动，进而带动原材101上移一定距离。

重复S13、S15多次直到原材101的材料被加工完。

以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种自动加工装置，其特征在于，包括加工台（10）、上料夹料装置（30）、收料装置（50）、扳料装置（70）和主轴组件（90），所述上料夹料装置（30）和所述收料装置（50）均设于所述加工台（10）上，所述主轴组件（90）设于所述加工台（10）上方，所述扳料装置（70）可沿第一方向移动；其中，所述扳料装置（70）包括连接部（72）、主体部（74）和夹爪（76），所述主体部（74）连接于所述连接部（72），多个所述夹爪（76）沿所述第一方向排布于所述主体部（74）上，且所述夹爪（76）铰接于所述主体部（74），所述夹爪（76）的转动轴线为垂直于所述第一方向的第二方向。

2.如权利要求1所述的自动加工装置，其特征在于，所述夹爪（76）内开设有夹槽，所述夹槽的形状设计为产品仿形，所述夹爪（76）包括相互扣合的两个子夹爪，两个所述子夹爪内分别开设有凹槽以在两个所述子夹爪扣合后形成所述夹槽。

3.如权利要求2所述的自动加工装置，其特征在于，所述扳料装置（70）还包括卸料活塞缸（78），所述卸料活塞缸（78）的活塞杆可沿所述第二方向伸缩，且连接于所述夹爪（76）的其中一个所述子夹爪。

4.如权利要求1所述的自动加工装置，其特征在于，所述扳料装置（70）的所述连接部（72）连接于所述主轴组件（90）。

5.如权利要求1所述的自动加工装置，其特征在于，所述上料夹料装置（30）包括四轴桥板（31）、底座（34）、夹料活塞缸（35）、滑块（36）和导向块（37），所述四轴桥板（31）相对所述加工台（10）固定设置，所述底座（34）固定在所述四轴桥板（31）的顶部，所述底座（34）内开设有容纳槽，所述容纳槽内设有可沿第三方向移动的所述导向块（37），所述夹料活塞缸（35）设于所述四轴桥板（31）的底部，并连接于所述导向块（37），以推动所述导向块（37）沿所述第三方向移动，所述滑块（36）也设于所述底座（34）的所述容纳槽内，所述滑块（36）背向所述导向块（37）的一侧设有和所述滑块（36）相邻的工件槽以放置原材（101）；所述导向块（37）包括第一配合面（372），所述滑块（36）包括与所述第一配合面（372）配合的第二配合面（362），所述第一配合面（372）和所述第二配合面（362）均为斜面，其中，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。

6.如权利要求5所述的自动加工装置，其特征在于，所述导向块（37）的所述第一配合面（372）上设有凸块（374），所述滑块（36）的所述第二配合面（362）上设有配合槽（364），所述凸块（374）卡入所述配合槽（364）。

7.如权利要求5所述的自动加工装置，其特征在于，所述上料夹料装置（30）还包括拉板（32）、齿条（39）、第一弹块（41）、第二弹块（43）和推料活塞缸（45），所述拉板（32）上设有用于放置原材（101）的插孔，所述插孔的位置和所述底座（34）上的所述工件槽对应，所述拉板（32）可沿所述第三方向移动地设置，所述齿条（39）固定连接于所述拉板（32），所述第一弹块（41）固定于所述四轴桥板（31）上，所述第二弹块（43）设于所述推料活塞缸（45）的活塞杆上，所述第一弹块（41）和所述第二弹块（43）可沿所述第一方向伸缩地设置，以卡入或脱出所述齿条（39）的卡齿，所述推料活塞缸（45）设置在所述四轴桥板（31）的顶部，所述推料活塞缸（45）的伸缩可带动所述齿条（39）沿所述第三方向移动。

8.如权利要求7所述的自动加工装置，其特征在于，所述第一弹块（41）包括可沿所述第一方向移动的第一卡块（412）和第一弹簧（414），所述第一弹簧（414）一端抵接所述第一卡块（412）；所述第二弹块（43）包括可沿所述第一方向移动的第二卡块（432）和第二弹簧（434），所述第二弹簧（434）一端抵接所述第二卡块（432），所述第一卡块（412）和所述第二卡块（432）朝向所述齿条（39）的一侧为斜面。

9.如权利要求7所述的自动加工装置，其特征在于，所述收料装置（50）包括接料盒（52）、收料底座（54）和收料活塞缸（56），所述接料盒（52）可相对所述收料底座（54）伸缩，所述收料活塞缸（56）连接于所述接料盒（52），以驱动所述接料盒（52）伸缩。

10.一种自动加工方法，利用如权利要求9所述的自动加工装置进行加工，其特征在于，所述自动加工方法包括：

将原材（101）放置于所述拉板（32）的所述插孔内，并使原材（101）伸入底座（34）的所述工件槽内，驱动所述夹料活塞缸（35）伸出带动所述导向块（37）沿所述第三方向移动以使所述滑块（36）抵压原材（101）而夹紧原材（101）；

驱动所述主轴组件（90）对原材（101）进行加工得到产品（100）；

驱动所述收料装置（50）的所述接料盒（52）伸出使所述接料盒（52）对准所述扳料装置（70），再驱动所述扳料装置（70）沿所述第一方向摆动，将产品（100）从原材（101）上分离，所述接料盒（52）将产品（100）接住，然后驱动所述收料装置（50）的所述接料盒（52）缩回；

驱动所述推料活塞缸（45）沿所述第三方向移动，带动所述齿条（39）和所述拉板（32）沿所述第三方向移动，进而带动原材（101）上移一定距离。

Images