CN117943874A - 一种具有导料道的数控机床 - Google Patents

Abstract

本发明属于数控机床领域，具体是一种具有导料道的数控机床，包括机体、上料机构、抓取机构和转移机构。本发明通过设置上料机构、抓取机构和转移机构，在机床内建立单向导料道，以确保坯料在机床上沿着预定的路径稳定地移动，减少了因为坯料位置不稳或者偏离轨迹而导致的生产线停机时间，同时可以准确地控制坯料在加工过程中的位置和姿态，减少因为坯料移动不稳定而导致的加工误差，从而提高加工精度，减少装夹和定位的时间，缩短加工周期，提高生产效率。

Description

一种具有导料道的数控机床

技术领域

本发明属于数控机床技术领域，具体是指一种具有导料道的数控机床。

背景技术

数控机床是一种通过计算机控制和数字信号控制的高精度自动化机械设备，它能够根据预先设定的程序和指令，实现对工件的自动加工和加工质量的高度稳定性。数控机床的工作原理是通过将加工工艺、切削参数和运动轨迹等信息输入计算机系统，再由计算机系统输出控制指令给机床，通过伺服电机和螺杆传动等方式控制工具或工件的运动。通常，数控机床由机床本体、数控装置、执行机构和传感器组成，具有高精度和稳定性、自动化程度高、灵活性和易操作性和生产效率高的特点。

数控机床在对零件进行加工时，需要及时放入新的坯料，如果不及时添加坯料，则无法继续加工，从而影响零件的加工效率，实际操作中，使用外接的机械臂进行坯料的运输转移，但是这种方式，需要机械臂多次伸入机床的加工区域内，存在撞机的风险；通过在机床内建立导料道，进行坯料的输送，可以避免碰撞问题，但是这种输送方式存在容易出现送料过多或者过少，无法将坯料单次单个送入数控机床内部，进而数控机床易出现送料不均匀的情况，并且在操作过程中存在一定的不稳定性和精度问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种具有导料道的数控机床，通过设置上料机构、抓取机构和转移机构，在机床内建立单向导料道，以确保坯料在机床上沿着预定的路径稳定地移动，减少了因为坯料位置不稳或者偏离轨迹而导致的生产线停机时间，同时可以准确地控制坯料在加工过程中的位置和姿态，减少因为坯料移动不稳定而导致的加工误差，从而提高加工精度，减少装夹和定位的时间，缩短加工周期，提高生产效率。

本发明采取的技术方案如下：本发明提供一种具有导料道的数控机床，包括机体、上料机构、抓取机构和转移机构，所述转移机构设于机体内，所述抓取机构设于机体内，所述上料机构设于转移机构一侧。

其中，所述上料机构包括上料底座、上料侧壁、分割板、上料滑板、上料支臂、升降平台、载料平台、上料气缸、运输带、同步带、运输电机和滑动限位臂，所述上料底座设于机体内，所述上料侧壁固接于上料底座上，所述分割板设于上料侧壁上，所述载料平台设于上料侧壁上，所述上料气缸的底部设于上料底座上，所述滑动限位臂的一端设于上料底座上，所述滑动限位臂的另一端设于分割板上，所述升降平台设于上料气缸的伸缩端上，所述上料支臂的一端设于升降平台上，所述上料滑板设于上料支臂的另一端上，所述上料滑板滑动设于分割板之间，所述升降平台与滑动限位臂滑动连接，所述运输带的外壳设于上料侧壁上，所述运输电机设于运输带的外壳下方，所述运输带的传动轴通过同步带与运输电机的输出端传动连接，设置上料机构，主要用于将坯料进行单个的分离以及运输，同时矫正坯料的方向，避免发生堵塞。

进一步地，所述抓取机构包括延伸外舱、顶部滑舱、抓取气缸、坯料抓臂、限位套轴、磁吸抓手A、随动滑轴和斜限位舱，所述延伸外舱设于机体上，所述延伸外舱上设有直角抓槽，所述顶部滑舱滑动设于延伸外舱上，所述斜限位舱滑动设于延伸外舱下方，所述斜限位舱上设有斜抓槽，所述抓取气缸设于延伸外舱上，所述抓取气缸的伸缩端固接于斜限位舱上，所述随动滑轴滑动设于顶部滑舱上，所述随动滑轴同时滑动设于斜限位舱上，所述坯料抓臂固接于随动滑轴的端部，所述限位套轴设于坯料抓臂上，所述磁吸抓手A设于坯料抓臂上。

作为本发明进一步优选地，所述限位套轴滑动设于直角抓槽上，所述限位套轴同时滑动设于斜抓槽上，利用抓取气缸推动斜限位舱滑动，在斜限位舱的带动下，坯料抓臂的运动轨迹与直角抓槽的轨迹相同，可以进行水平和竖直方向的移动，实现对坯料的抓取与释放，完成对坯料的抓取动作，代替人工进行重复性、繁琐的抓取操作，减轻操作员的劳动强度，避免人工抓取过程中的风险和伤害。

进一步地，所述转移机构包括转移轨道、转移底座、转移框架、斜转移舱和转移气缸，所述转移轨道设于机体上，所述转移底座设于转移轨道上，所述转移框架设于转移底座上，所述斜转移舱滑动设于转移框架上，所述转移气缸设于转移底座上，所述转移气缸的伸缩端固接于斜转移舱的底部，转移机构主要用于接取由抓取机构输送的坯料，并将坯料运输至机床的抓盘，可以精确地控制坯料的抓取位置和力度，避免了人工操作可能存在的误差和变动，提高了产品的一致性和准确性。

作为本发明进一步优选地，所述转移框架设有两组，所述转移框架左右对称设于斜转移舱两侧，所述转移框架包括三角框架、直角框架、抓取转臂和磁吸抓手B，所述三角框架固接于转移底座上，所述直角框架固接于转移底座上，所述抓取转臂同时与三角框架和直角框架滑动连接，所述磁吸抓手B设于抓取转臂的端部，磁吸抓手B和磁吸抓手A的工作原理相同，都是利用电磁吸附的方式，完成对坯料的吸附固定。

作为本发明进一步优选地，所述三角框架上设有三角转槽，所述直角框架上设有直角转槽，利用三角转槽和直角转槽的限位，可以让抓取转臂先竖直上下移动后，再旋转，之后水平移动，实现抓取转臂90度的旋转动作，进行坯料的转移，同时可以利用旋转，进行收缩动做，避免与机床内部发生碰撞。

作为本发明进一步优选地，所述抓取转臂的端部设有轨迹滑轴，所述轨迹滑轴滑动设于三角转槽内，所述抓取转臂的中部设有旋转滑轴，所述旋转滑轴滑动设于直角转槽内。

进一步地，所述斜转移舱上设有斜转移槽，所述旋转滑轴同时滑动设于斜转移槽内，通过斜转移槽的限位，在斜转移舱移动过程中，通过旋转滑轴带动抓取转臂移动，而抓取转臂则在三角框架和直角框架的限位下进行旋转，从而实现对坯料的转移动作。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：本方案提供的一种具有导料道的数控机床的有益效果如下：

（1）为解决机床内单个坯料在上料过程不稳定、不均匀、不准确的问题，通过在机床内建立导料道，设置上料机构、抓取机构和转移机构，通过将坯料以线性流程运输至机床夹盘位置，实现对坯料的自动上料，减少因为坯料移动不稳定而导致的加工误差，从而提高加工精度；

（2）稳定运输可以减少装夹和定位的时间，缩短加工周期，提高生产效率；减少了人工操作的需求，降低了人为错误的可能性，提高了生产线的自动化水平；

（3）降低了因为碰撞、偏离轨道等意外情况而导致的风险，提高了生产线的安全性；

（4）可以使得坯料在机床内的运输更加紧凑高效，优化了空间利用，提高了生产场地的利用效率。

附图说明

图1为本发明提出的一种具有导料道的数控机床的结构示意图；

图2为上料机构的部分结构示意图；

图3为上料机构的部分结构剖视图；

图4为抓取机构的正视图；

图5为抓取机构的后视图；

图6为抓取机构的部分结构示意图；

图7为抓取机构下降状态的部分结构示意图；

图8为转移机构的结构示意图；

图9为转移机构竖直状态的部分结构示意图；

图10为转移机构的部分结构爆炸图。

其中，1、机体，2、上料机构，3、抓取机构，4、转移机构，201、上料底座，202、上料侧壁，203、分割板，204、上料滑板，205、上料支臂，206、升降平台，207、载料平台，208、上料气缸，209、运输带，210、同步带，211、运输电机，212、滑动限位臂，301、延伸外舱，302、顶部滑舱，303、抓取气缸，304、坯料抓臂，305、限位套轴，306、磁吸抓手A，307、随动滑轴，308、斜限位舱，309、直角抓槽，310、斜抓槽，401、转移轨道，402、转移底座，403、转移框架，404、斜转移舱，405、转移气缸，406、三角框架，407、直角框架，408、抓取转臂，409、磁吸抓手B，410、轨迹滑轴，411、旋转滑轴，412、三角转槽，413、直角转槽，414、斜转移槽。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

具体实施方式

下面将结合本发明具体实施方式中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1、图2和图3所示本发明提供一种具有导料道的数控机床，包括机体1、上料机构2、抓取机构3和转移机构4，转移机构4设于机体1内，抓取机构3设于机体1内，上料机构2设于转移机构4一侧；上料机构2包括上料底座201、上料侧壁202、分割板203、上料滑板204、上料支臂205、升降平台206、载料平台207、上料气缸208、运输带209、同步带210、运输电机211和滑动限位臂212，上料底座201设于机体1内，上料侧壁202固接于上料底座201上，载料平台207设于上料侧壁202上，分割板203设于上料侧壁202上，滑动限位臂212的一端设于上料底座201上，滑动限位臂212的另一端设于分割板203上，上料气缸208的底部设于上料底座201上，升降平台206设于上料气缸208的伸缩端上，上料支臂205的一端设于升降平台206上，上料滑板204设于上料支臂205的另一端上，上料滑板204滑动设于分割板203之间，升降平台206与滑动限位臂212滑动连接，运输带209的外壳设于上料侧壁202上，运输电机211设于运输带209的外壳下方，运输带209的传动轴通过同步带210与运输电机211的输出端传动连接。

如图1、图4、图5、图6和图7所示，抓取机构3包括延伸外舱301、顶部滑舱302、抓取气缸303、坯料抓臂304、限位套轴305、磁吸抓手A306、随动滑轴307和斜限位舱308，延伸外舱301设于机体1上，顶部滑舱302滑动设于延伸外舱301上，斜限位舱308滑动设于延伸外舱301下方，抓取气缸303设于延伸外舱301上，抓取气缸303的伸缩端固接于斜限位舱308上，随动滑轴307滑动设于顶部滑舱302上，随动滑轴307同时滑动设于斜限位舱308上，坯料抓臂304固接于随动滑轴307的端部，磁吸抓手A306设于坯料抓臂304上，限位套轴305设于坯料抓臂304上，延伸外舱301上设有直角抓槽309，斜限位舱308上设有斜抓槽310，限位套轴305滑动设于直角抓槽309上，限位套轴305同时滑动设于斜抓槽310上。

如图1、图8、图9和图10所示，转移机构4包括转移轨道401、转移底座402、转移框架403、斜转移舱404和转移气缸405，转移轨道401设于机体1上，转移底座402设于转移轨道401上，转移框架403设有两组，转移框架403设于转移底座402上，斜转移舱404滑动设于转移框架403上，转移框架403同时左右对称设于斜转移舱404两侧，转移气缸405设于转移底座402上，转移气缸405的伸缩端固接于斜转移舱404的底部，转移框架403包括三角框架406、直角框架407、抓取转臂408和磁吸抓手B409，三角框架406固接于转移底座402上，直角框架407固接于转移底座402上，抓取转臂408同时与三角框架406和直角框架407滑动连接，磁吸抓手B409设于抓取转臂408的端部，三角框架406上设有三角转槽412，直角框架407上设有直角转槽413，抓取转臂408的端部设有轨迹滑轴410，轨迹滑轴410滑动设于三角转槽412内，抓取转臂408的中部设有旋转滑轴411，旋转滑轴411滑动设于直角转槽413内，斜转移舱404上设有斜转移槽414，旋转滑轴411同时滑动设于斜转移槽414内。

具体使用时，首先在上料机构2内放入坯料，开始上料操作，启动上料气缸208，上料气缸208伸长带动升降平台206上移，升降平台206上移通过上料支臂205带动上料滑板204一同上移，之后上料气缸208收缩复位，上料滑板204每进行一次上移动作，位于下层的坯料会被送到上一层的上料滑板204处，同时，在坯料移动过程中，可以对坯料的位置进行矫正，让坯料的轴线向方向与上料滑板204上表面平行，当坯料被运输至上料机构2顶部时，坯料由最上方的上料滑板204落入运输带209中，此时启动运输电机211，运输电机211通过同步带210带动运输带209转动，通过运输带209将坯料运输至抓取机构3下方；此时开始坯料的抓取，启动磁吸抓手A306，利用磁吸抓手A306上的电磁吸块吸附坯料，启动抓取气缸303，抓取气缸303伸长带动顶部滑舱302移动，顶部滑舱302移动带动斜限位舱308移动，斜限位舱308移动通过带动坯料抓臂304移动，限位套轴305在直角抓槽309的水平段的限位和斜抓槽310的上端的限位下，坯料抓臂304水平移动，随抓取气缸303的继续伸长，限位套轴305移动到直角抓槽309的竖直段，斜限位舱308继续移动，在直角抓槽309和斜抓槽310的共同限位下，限位套轴305在直角抓槽309的竖直段自上而下移动，坯料抓臂304此时一同自上而下移动，坯料抓臂304移动带动随动滑轴307向下移动，随坯料抓臂304的移动，坯料被转移到转移机构4的上方；此时，开始坯料的转移，磁吸抓手A306的电磁吸块关闭，磁吸抓手B409的电磁吸块启动，坯料被吸附于磁吸抓手B409上，启动转移气缸405，转移气缸405开始伸长，转移气缸405伸长带动斜转移舱404移动，斜转移舱404移动带动旋转滑轴411向下移动，之后，轨迹滑轴410移动到三角转槽412最下方，以轨迹滑轴410为轴心抓取转臂408旋转90度，之后，抓取转臂408以水平姿态继续移动，将坯料运输至机体1的抓盘处，由抓盘完成对坯料的固定，转移气缸405收缩复位。

以上便是本发明具体的工作流程，下次使用时重复此步骤即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解为在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种具有导料道的数控机床，其特征在于：包括机体（1）、上料机构（2）、抓取机构（3）和转移机构（4），所述转移机构（4）设于机体（1）内，所述抓取机构（3）设于机体（1）内，所述上料机构（2）设于转移机构（4）一侧；所述转移机构（4）包括转移轨道（401）、转移底座（402）、转移框架（403）、斜转移舱（404）和转移气缸（405），所述转移轨道（401）设于机体（1）上，所述转移底座（402）设于转移轨道（401）上，所述转移框架（403）设于转移底座（402）上，所述斜转移舱（404）滑动设于转移框架（403）上，所述转移气缸（405）设于转移底座（402）上，所述转移气缸（405）的伸缩端固接于斜转移舱（404）的底部；所述转移框架（403）包括三角框架（406）、直角框架（407）、抓取转臂（408）和磁吸抓手B（409），所述三角框架（406）固接于转移底座（402）上，所述直角框架（407）固接于转移底座（402）上，所述抓取转臂（408）同时与三角框架（406）和直角框架（407）滑动连接，所述磁吸抓手B（409）设于抓取转臂（408）的端部。

2.根据权利要求1所述的一种具有导料道的数控机床，其特征在于：所述三角框架（406）上设有三角转槽（412），所述抓取转臂（408）的端部设有轨迹滑轴（410），所述轨迹滑轴（410）滑动设于三角转槽（412）内。

3.根据权利要求2所述的一种具有导料道的数控机床，其特征在于：所述直角框架（407）上设有直角转槽（413）。

4.根据权利要求3所述的一种具有导料道的数控机床，其特征在于：所述抓取转臂（408）的中部设有旋转滑轴（411），所述旋转滑轴（411）滑动设于直角转槽（413）内。

5.根据权利要求4所述的一种具有导料道的数控机床，其特征在于：所述斜转移舱（404）上设有斜转移槽（414），所述旋转滑轴（411）同时滑动设于斜转移槽（414）内。

6.根据权利要求5所述的一种具有导料道的数控机床，其特征在于：所述抓取机构（3）包括延伸外舱（301）、顶部滑舱（302）、抓取气缸（303）、坯料抓臂（304）、限位套轴（305）、磁吸抓手A（306）、随动滑轴（307）和斜限位舱（308），所述延伸外舱（301）设于机体（1）上，所述顶部滑舱（302）滑动设于延伸外舱（301）上，所述斜限位舱（308）滑动设于延伸外舱（301）下方，所述抓取气缸（303）设于延伸外舱（301）上，所述抓取气缸（303）的伸缩端固接于斜限位舱（308）上，所述随动滑轴（307）滑动设于顶部滑舱（302）上，所述随动滑轴（307）同时滑动设于斜限位舱（308）上，所述坯料抓臂（304）固接于随动滑轴（307）的端部，所述磁吸抓手A（306）设于坯料抓臂（304）上，所述限位套轴（305）设于坯料抓臂（304）上。

7.根据权利要求6所述的一种具有导料道的数控机床，其特征在于：所述延伸外舱（301）上设有直角抓槽（309），所述限位套轴（305）滑动设于直角抓槽（309）上，所述斜限位舱（308）上设有斜抓槽（310），所述限位套轴（305）同时滑动设于斜抓槽（310）上。

8.根据权利要求7所述的一种具有导料道的数控机床，其特征在于：所述上料机构（2）包括上料底座（201）、上料侧壁（202）、分割板（203）、上料滑板（204）、上料支臂（205）、升降平台（206）、载料平台（207）、上料气缸（208）、运输带（209）、同步带（210）、运输电机（211）和滑动限位臂（212），所述上料底座（201）设于机体（1）内，所述上料侧壁（202）固接于上料底座（201）上，所述分割板（203）设于上料侧壁（202）上，所述载料平台（207）设于上料侧壁（202）上，所述上料气缸（208）的底部设于上料底座（201）上，所述滑动限位臂（212）的一端设于上料底座（201）上，所述滑动限位臂（212）的另一端设于分割板（203）上，所述升降平台（206）设于上料气缸（208）的伸缩端上，所述上料支臂（205）的一端设于升降平台（206）上，所述上料滑板（204）设于上料支臂（205）的另一端上，所述上料滑板（204）滑动设于分割板（203）之间，所述升降平台（206）与滑动限位臂（212）滑动连接，所述运输带（209）的外壳设于上料侧壁（202）上，所述运输电机（211）设于运输带（209）的外壳下方，所述运输带（209）的传动轴通过同步带（210）与运输电机（211）的输出端传动连接。

9.根据权利要求8所述的一种具有导料道的数控机床，其特征在于：所述转移框架（403）设有两组，所述转移框架（403）左右对称设于斜转移舱（404）两侧。