CN116572047A - 全自动加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动加工设备，涉及加工设备技术领域，包括加工中心、第一夹持机构、第二夹持机构、第三夹持机构和直线运动机构，第一夹持机构用于夹持毛坯件的待加工段以供加工中心对毛坯件的加工段进行加工形成产品；加工中心的四轴机构用于驱动第一夹持机构翻转以实现所述产品和待加工段的翻转；第二夹持机构用于夹持经翻转的产品以供加工中心将产品和待加工段进行分离，且第二夹持机构用于夹持待加工段并在直线运动机构的驱动下将待加工段拉出预设距离以形成新的加工段；第三夹持机构用于在加工中心的三轴机构的驱动下对经分离的产品进行搬运。本发明全自动加工设备实现了自动加工和自动上下料，提高了生产效率，降低了生产成本。

Description

全自动加工设备

技术领域

本发明涉及加工设备技术领域，具体涉及一种全自动加工设备。

背景技术

加工中心是由机械设备与数控系统组成的适用于加工各种零部件产品的高效率自动化机床。

目前，利用加工中心加工零部件产品时，通常通过人工进行上下料，人工上下料虽然能够满足加工制程，但是，人工上下料不仅生产效率低，而且劳动强度大，生产成本高，难以满足现在市场的加工需求，同时，加工中心的性价比也无法有效体现和提升。

发明内容

针对现有技术存在的以上缺陷，本发明提供一种全自动加工设备，该全自动加工设备实现了自动加工和自动上下料，提高了生产效率，降低了生产成本。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

全自动加工设备，包括加工中心，还包括设置在所述加工中心的四轴机构上的第一夹持机构，设置在所述加工中心的工作台上的第二夹持机构和直线运动机构，以及设置在所述加工中心的三轴机构上的第三夹持机构，所述第二夹持机构由所述直线运动机构驱动进行直线往复运动；所述第一夹持机构用于夹持毛坯件的待加工段以供所述加工中心对所述毛坯件的加工段进行加工形成产品；所述四轴机构用于驱动所述第一夹持机构翻转以实现所述产品和所述待加工段的翻转；所述第二夹持机构用于夹持经翻转的所述产品以供所述加工中心将所述产品和所述待加工段进行分离，且所述第二夹持机构用于夹持经所述第一夹持机构松开的所述待加工段并在所述直线运动机构的驱动下将所述待加工段拉出预设距离以形成新的所述加工段；所述第三夹持机构用于在所述三轴机构的驱动下对经分离的所述产品进行搬运。

其中，所述第一夹持机构包括固定夹持块和由第一伸缩气缸驱动的活动夹持块，所述四轴机构上设置有旋转座，所述旋转座上设置有供所述毛坯件穿过的贯穿孔，所述固定夹持块和所述第一伸缩气缸设置在所述旋转座上，且所述固定夹持块和所述活动夹持块分别位于所述贯穿孔的相对两侧，所述活动夹持块用于在所述第一伸缩气缸的驱动下与所述固定夹持块配合以夹持或松开所述毛坯件。

其中，所述第一伸缩气缸设置在所述旋转座的一侧，所述第一伸缩气缸的伸缩杆穿过所述旋转座连接有铰接块，所述活动夹持块的相对两侧分别铰接有双连杆结构，两所述双连杆结构的两端分别铰接在所述铰接块和所述旋转座上。

其中，所述固定夹持块上设置有夹持槽，所述活动夹持块上设置有夹持防滑结构。

其中，所述第二夹持机构包括第一夹爪气缸和设置在所述第一夹爪气缸上的第一夹爪组件，所述直线运动机构包括第二伸缩气缸和设置在所述第二伸缩气缸上的连接座，所述第一夹爪气缸设置在所述连接座上。

其中，所述工作台上设置有位置可调的调节底座，所述调节底座上设置有滑动导向结构，所述第二伸缩气缸设置在所述调节底座上，所述连接座设置在所述滑动导向结构上。

其中，所述调节底座上设置有用于限定所述连接座滑动距离的第一限位结构和第二限位结构，所述第一限位结构与所述第二限位结构的间距等于所述预设距离，所述连接座位于所述第一限位结构和所述第二限位结构之间。

其中，所述第三夹持机构包括第二夹爪气缸和第二夹爪组件，所述第二夹爪气缸连接在所述三轴机构上，所述第二夹爪组件设置在所述第二夹爪气缸上。

其中，所述全自动加工设备还包括用于盛放产品料盘的料盘盛放机构。

其中，所述料盘盛放机构包括设置在四轴机构上的料盘定位座，设置在所述料盘定位座侧部的无杆气缸，以及设置在所述无杆气缸上的料盘盖板，所述料盘定位座用于对所述产品料盘进行定位，所述料盘盖板用于在所述无杆气缸的驱动下遮盖或打开所述产品料盘。

采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明提供的全自动加工设备，通过将加工中心、第一夹持机构、第二夹持机构、第三夹持机构和直线运动机构集成为一体，实现了全自动无人化管理，仅通过第一夹持机构夹持毛坯件的待加工段，由加工中心对毛坯件的加工段进行加工以形成产品，再由四轴机构驱动第一夹持机构翻转来实现产品和待加工段的翻转，然后通过第二夹持机构夹持经翻转的产品，由加工中心将产品和待加工段进行分离，再由三轴机构驱动第三夹持机构将经分离的产品进行搬运即可完成产品的加工及下料；待产品下料后，仅通过第二夹持机构夹持第一夹持机构上剩余的待加工段并在直线运动机构的驱动下将待加工段拉出预设距离形成新的加工段即可实现上料，然后再由四轴机构驱动第一夹持机构翻转以供加工中心对新的加工段进行加工，与现有技术相比，本发明全自动加工设备其结构设计巧妙合理，不仅自动化程度高，实现了自动加工、自动上下料，提高了加工效率，节省了人力，降低了生产成本，而且有效体现和提升了加工中心的性价比。

附图说明

图1是本发明全自动加工设备的部分结构示意图；

图2是图1的一个状态示意图；

图3是图1中第一夹持机构的结构示意图；

图4是图1中第二夹持机构和直线运动机构的结构示意图；

图5是图1中第三夹持机构的结构示意图；

图6是图1中料盘盛放机构的结构示意图；

图中：1、四轴机构；11、旋转座；2、工作台；21、调节底座；22、导轨；23、第一限位结构；24、T型槽；25、锁紧组件；26、第二限位结构；3、第一夹持机构；31、固定夹持块；311、夹持槽；32、活动夹持块；321、夹持防滑结构；33、第一伸缩气缸；34、铰接块；35、双连杆结构；4、第二夹持机构；41、第一夹爪气缸；42、第一夹爪组件；5、直线运动机构；51、第二伸缩气缸；52、连接座；6、第三夹持机构；61、第二夹爪气缸；62、第二夹爪组件；7、主轴；71、加工刀具；72、主轴箱；73、安装座；8、料盘盛放机构；81、料盘定位座；82、无杆气缸；83、料盘盖板；84、产品料盘；85、弹性压辊组件；9、毛坯件。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至图6共同所示，全自动加工设备，包括加工中心，还包括设置在加工中心的四轴机构1上的第一夹持机构3，设置在加工中心的工作台2上的第二夹持机构4和直线运动机构5，以及设置在加工中心的三轴机构上的第三夹持机构6，第二夹持机构4由直线运动机构5驱动进行直线往复运动；第一夹持机构3用于夹持毛坯件9的待加工段以供加工中心对毛坯件9的加工段进行加工形成产品；四轴机构1用于驱动第一夹持机构3翻转以实现产品和待加工段的翻转；第二夹持机构4用于夹持经翻转的产品以供加工中心将产品和待加工段进行分离，且第二夹持机构4用于夹持第一夹持机构3上剩余的待加工段并在直线运动机构5的驱动下将待加工段拉出预设距离以形成新的加工段；第三夹持机构6用于在三轴机构的驱动下对经分离的产品进行搬运。

本实施例中的全自动加工设备其结构设计巧妙合理，通过将加工中心、第一夹持机构3、第二夹持机构4、第三夹持机构6和直线运动机构5集成为一体，实现了全自动无人化管理，不仅自动化程度高，达到了自动加工、自动上下料的目的，提高了加工效率，节省了人力，降低了生产成本，而且有效体现和提升了加工中心的性价比。

如图1至图3所示，本实施例中的第一夹持机构3包括固定夹持块31和由第一伸缩气缸33驱动的活动夹持块32，四轴机构1上设置有旋转座11，旋转座11上设置有供毛坯件9穿过的贯穿孔(图中未示出)，固定夹持块31和第一伸缩气缸33设置在旋转座11上，且固定夹持块31和活动夹持块32分别位于该贯穿孔的相对两侧，活动夹持块32用于在第一伸缩气缸33的驱动下与固定夹持块31配合以夹持或松开毛坯件9。通过使用第一伸缩气缸33驱动活动夹持块32移动，提高了第一夹持机构3的夹持稳定性，保证了毛坯件9的加工精度，当然，第一伸缩气缸33也可以由油缸代替，本实施例对此不作限制。

具体地，旋转座11的一侧具有与贯穿孔相连通的安装腔，第一伸缩气缸33设置在该安装腔内，且第一伸缩气缸33的伸缩杆穿过旋转座11连接有铰接块34，活动夹持块32的相对两侧分别铰接有双连杆结构35，两个双连杆结构35的两端分别铰接在铰接块34和旋转座11上；固定夹持块31与活动夹持块32设置在旋转座11的同侧，且二者设置在贯穿孔的相对两侧。

为了进一步提高第一夹持机构3的夹持稳定性，本实施例在固定夹持块31上设置了与毛坯件9的待加工段相适配的夹持槽311，同时，在活动夹持块32上设置了锯齿形的夹持防滑结构321。

如图1至图3所示，本实施例中的第一夹持机构3能够同时夹持两个毛坯件9，采用这样的结构，进一步提高了加工效率，当然，也可以将第一夹持机构3设计为夹持更多的毛坯件9,具体根据实际需求进行设计，本实施例对此不作限制。

具体地，旋转座11上对应第一夹持机构3设置有两个贯穿孔，第一伸缩气缸33位于两个贯穿孔之间，第一伸缩气缸33上的铰接块34与旋转座11之间铰接有两个活动夹持块32，两个活动夹持块32位于所述铰接块34的相对两侧且分别靠近相应的贯穿孔；相应地，固定夹持块31也设置有两个，两个固定夹持块31分别设置在相应贯穿孔的侧部且分别与相应的活动夹持块32相对设置。

如图1至图3所示，进一步提高加工效率，本实施例在旋转座11上同时设置了两个第一夹持机构3，这样，可实现四个毛坯件9的同时装夹；当然，也可以设置更多的第一夹持机构3，本实施例对此不作限制。

如图1、图2和图4所示，本实施例中的第二夹持机构4包括第一夹爪气缸41和设置在第一夹爪气缸41上的第一夹爪组件42，直线运动机构5包括第二伸缩气缸51和设置在第二伸缩气缸51上的连接座52，第一夹爪气缸41设置在连接座52上。通过使用第二伸缩气缸51驱动第二夹持机构4移动，提高了第二夹持机构4运动的稳定性，保证了第二夹持机构4夹料的准确性，当然，第二伸缩气缸51也可以由油缸代替，本实施例对此不作限制。

如图1、图2和图4所示，本实施例中的工作台2上设置有位置可调的调节底座21，调节底座21上设置有滑动导向结构，第二伸缩气缸51设置在调节底座21上，连接座52设置在滑动导向结构上。通过设置调节底座21，使得第二夹持机构4位置可调，进一步保证了第二夹持机构4夹料的精准性；通过设置滑动导向结构，提高了第二夹持机构4运动的直线性，更进一步保证了第二夹持机构4夹料的精准性。

具体地，工作台2上设置有延伸方向与四轴机构1的中心轴线相平行的T型槽24，以及用于紧固调节底座21的锁紧组件25，锁紧组件25包括锁紧螺栓和锁紧螺母，锁紧螺栓的头部滑动设置在T型槽24内，锁紧螺栓的杆部穿过调节底座21后与锁紧螺母螺纹连接，当调节底座21调节好位置后，通过锁紧螺栓和锁紧螺母紧固在工作台2上；滑动导向结构包括两根与四轴机构1的中心轴线相垂直的导轨22，两根导轨22间隔设置，连接座52设置在两根导轨22上。

如图1、图2和图4所示，本实施例中的调节底座21上设置有用于限定连接座52滑动距离的第一限位结构23和第二限位结构26，第一限位结构23和第二限位结构26的间距等于预设距离，连接座52位于第一限位结构23和第二限位结构26之间。通过第一限位结构23和第二限位结构26限定连接座52的滑动距离，有利于第二夹持机构4在直线运动机构5的驱动下将第一夹持机构3上的待加工段拉出精准的预设距离以形成新的加工段，保证后序产品的加工精度。

具体地，第一限位结构23和第二限位结构26均包括两个限位块，两个限位块间隔设置在连接座52的同侧，当然，第一限位结构23和第二限位结构26也可以采用限位销、限位槽等，本实施例不作限制。

如图1、图2和图4所示，本实施例中第二夹持机构4与毛坯件9是一对一关系，为同时满足四个毛坯件9的使用需求，本实施例在连接座52上并排设置了四个第二夹持机构4。

如图1、图2和图5所示，本实施例中的第三夹持机构6包括第二夹爪气缸61和第二夹爪组件62，第二夹爪气缸61连接在三轴机构上，第二夹爪组件62设置在第二夹爪气缸61上。由于加工中心的三轴机构可进行横向、纵向和竖向三个方向的直线运动，因此，通过第三夹持机构6夹持产品并由三轴机构进行驱动，实现了产品的自动下料。

由于加工中心用于安装加工刀具71的主轴7通过主轴箱72连接在三轴机构上，为便于安装第三夹持机构6，本实施例将第三夹持机构6设置在了主轴箱72上，具体地，主轴箱72上设置有安装座73，第三夹持机构6的第二夹爪气缸61设置在安装座73上。

为提高产品下料效率，本实施例在安装座73上并排设置了两个第三夹持机构6，可同时对两个产品进行下料，当然，第三夹持机构6也可以同时设置四个，本实施对此不作限制。

如图1、图2和图6所示，本实施例中的全自动加工设备还包括用于盛放产品料盘84的料盘盛放机构8。通过设置料盘盛放机构8使得产品能够通过产品料盘84实现批量下料，减少了产品外观面的损伤，保证了产品的品质。

具体地，料盘盛放机构8包括设置在四轴机构1的座体上的料盘定位座81，设置在料盘定位座81侧部的无杆气缸82，以及设置在无杆气缸82上的料盘盖板83，料盘定位座81用于对产品料盘84进行定位，料盘盖板83用于在无杆气缸82的驱动下遮盖或打开产品料盘84。通过设置料盘盖板83，避免了加工碎屑进入产品料盘84损伤产品，保证了产品的质量。

为进一步保证产品料盘84的定位效果，本实施例在料盘定位座81的侧部设置了用于压紧产品料盘84的弹性压辊组件85，弹性压辊组件85包括弹簧伸缩销和转动设置在弹簧伸缩销上的压辊。

本实施例全自动加工设备的初始状态如图1所示，图中的第二夹持机构4由直线运动机构5驱动至远离第一夹持机构3的第一限位结构23处，以下简单介绍本实施例全自动加工设备的工作步骤：

S1、第一夹持机构3夹持毛坯件9的待加工段；

S2、加工中心的加工刀具71对毛坯件9的加工段进行加工以形成产品；

S3、四轴机构1驱动第一夹持机构3正向翻转90°以实现产品和待加工段的翻转，翻转后如图2所示；

S4、第二夹持机构4夹持经翻转的产品，由加工刀具71将产品和待加工段进行分离；

S5、三轴机构驱动第三夹持机构6将经分离的产品搬运至料盘盛放机构8内的产品料盘84内，至此完成产品的加工及下料；

S6、直线运动机构5驱动第二夹持机构4移动至第二限位结构26处，第一夹持机构3松开待加工段，第二夹持机构4夹持经松开的待加工段，直线运动机构5驱动第二夹持机构4移动至第一限位结构23处以将待加工段拉出预设距离形成新的加工段，第一夹持机构3夹持经拉料后的待加工段；

S7、四轴机构1驱动第一夹持机构3反向翻转90°以实现待加工段的翻转；

S8、重复执行步骤S2至S5，直至产品料盘84摆满产品，产品料盘84摆满后由机械手将摆满产品的产品料盘84搬走。

以上仅是本发明全自动加工设备的较佳实施例，还有更多的实施例在此不作赘述，由上述实施例可知，本发明全自动加工设备其结构设计巧妙合理，通过将加工中心、第一夹持机构3、第二夹持机构4、第三夹持机构6和直线运动机构5集成为一体，实现了全自动无人化管理，不仅自动化程度高，实现了自动加工、自动上下料，提高了加工效率，节省了人力，降低了生产成本，而且有效体现和提升了加工中心的性价比。

本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.全自动加工设备，包括加工中心，其特征在于，还包括设置在所述加工中心的四轴机构上的第一夹持机构，设置在所述加工中心的工作台上的第二夹持机构和直线运动机构，以及设置在所述加工中心的三轴机构上的第三夹持机构，所述第二夹持机构由所述直线运动机构驱动进行直线往复运动；

所述第一夹持机构用于夹持毛坯件的待加工段以供所述加工中心对所述毛坯件的加工段进行加工形成产品；所述四轴机构用于驱动所述第一夹持机构翻转以实现所述产品和所述待加工段的翻转；所述第二夹持机构用于夹持经翻转的所述产品以供所述加工中心将所述产品和所述待加工段进行分离，且所述第二夹持机构用于夹持经所述第一夹持机构松开的所述待加工段并在所述直线运动机构的驱动下将所述待加工段拉出预设距离以形成新的所述加工段；所述第三夹持机构用于在所述三轴机构的驱动下对经分离的所述产品进行搬运。

2.根据权利要求1所述的全自动加工设备，其特征在于，所述第一夹持机构包括固定夹持块和由第一伸缩气缸驱动的活动夹持块，所述四轴机构上设置有旋转座，所述旋转座上设置有供所述毛坯件穿过的贯穿孔，所述固定夹持块和所述第一伸缩气缸设置在所述旋转座上，且所述固定夹持块和所述活动夹持块分别位于所述贯穿孔的相对两侧，所述活动夹持块用于在所述第一伸缩气缸的驱动下与所述固定夹持块配合以夹持或松开所述毛坯件。

3.根据权利要求2所述的全自动加工设备，其特征在于，所述第一伸缩气缸设置在所述旋转座的一侧，所述第一伸缩气缸的伸缩杆穿过所述旋转座连接有铰接块，所述活动夹持块的相对两侧分别铰接有双连杆结构，两所述双连杆结构的两端分别铰接在所述铰接块和所述旋转座上。

4.根据权利要求2所述的全自动加工设备，其特征在于，所述固定夹持块上设置有夹持槽，所述活动夹持块上设置有夹持防滑结构。

5.根据权利要求1所述的全自动加工设备，其特征在于，所述第二夹持机构包括第一夹爪气缸和设置在所述第一夹爪气缸上的第一夹爪组件，所述直线运动机构包括第二伸缩气缸和设置在所述第二伸缩气缸上的连接座，所述第一夹爪气缸设置在所述连接座上。

6.根据权利要求5所述的全自动加工设备，其特征在于，所述工作台上设置有位置可调的调节底座，所述调节底座上设置有滑动导向结构，所述第二伸缩气缸设置在所述调节底座上，所述连接座设置在所述滑动导向结构上。

7.根据权利要求6所述的全自动加工设备，其特征在于，所述调节底座上设置有用于限定所述连接座滑动距离的第一限位结构和第二限位结构，所述第一限位结构与所述第二限位结构的间距等于所述预设距离，所述连接座位于所述第一限位结构和所述第二限位结构之间。

8.根据权利要求1所述的全自动加工设备，其特征在于，所述第三夹持机构包括第二夹爪气缸和第二夹爪组件，所述第二夹爪气缸连接在所述三轴机构上，所述第二夹爪组件设置在所述第二夹爪气缸上。

9.根据权利要求1所述的全自动加工设备，其特征在于，所述全自动加工设备还包括用于盛放产品料盘的料盘盛放机构。

10.根据权利要求9所述的全自动加工设备，其特征在于，所述料盘盛放机构包括设置在四轴机构上的料盘定位座，设置在所述料盘定位座侧部的无杆气缸，以及设置在所述无杆气缸上的料盘盖板，所述料盘定位座用于对所述产品料盘进行定位，所述料盘盖板用于在所述无杆气缸的驱动下遮盖或打开所述产品料盘。