CN211728451U - 自动车床及其固定机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自动车床及其固定机构，其中，所述固定机构用于设置在自动车床上并将待加工工件固定于可旋转的主轴的端面处，所述固定机构包括用于与所述主轴同轴设置并可将所述工件顶紧于所述主轴的端面上的顶芯轴和用于检测所述工件是否异常的检测元件。本实用新型提供的固定机构在定位固定工件的同时还可检测工件是否异常，从而可与自动车床中的分拣机构配合将异常的工件分拣出来，有效降低加工成本，提高生产流水线的整体效率。

Description

自动车床及其固定机构

技术领域

本实用新型涉及机械制造加工领域，尤其涉及一种固定机构和采用所述固定机构的自动车床。

背景技术

自动车床是一种高性能，高精度的车床，是一种可通过凸轮来控制加工程序的自动加工机床，另外也有一些数控自动车床与气动自动车床以及走心式自动车床，其基本核心是可以长时间自动加工同一种产品。但在现有技术中，自动车床中的固定机构只能实现固定工件的功能，无法配合其他机构实现对车削完成的工件进行分拣的工序，导致自动车床会将本身结构有异常或者车削出错的工件与正常工件均输送至下一工序继续加工，或者需要另外进行分拣作业，浪费人力物力，提高生产成本。

实用新型内容

本实用新型的首要目的旨在提供一种能检测工件是否异常的固定机构。

本实用新型的另一目的在于提供一种采用上述固定机构的自动车床。

为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

作为第一方面，本实用新型涉及一种固定机构，其用于设置在自动车床上并将待加工工件固定于可旋转的主轴的端面处，所述固定机构包括用于与所述主轴同轴设置并可将所述工件顶紧于所述主轴的端面上的顶芯轴和用于检测所述工件是否异常的检测元件。

优选地，所述顶芯轴沿其轴向开设有至少一个贯通两端的气孔，所述固定机构还包括气泵和气管，所述气泵通过所述气管与所述顶芯轴远离所述主轴的一端连接，且所述气管和所述气孔连通形成气道。

更优地，所述检测元件包括与所述气泵连接并用于检测所述气道内的气压的真空表。

优选地，所述固定机构还包括开设有连接孔的固定块和嵌设于所述连接孔内的轴承，所述气管和所述顶芯轴分别设与所述连接孔的两端密闭连接，所述顶芯轴嵌设于所述轴承内并可通过所述轴承相对所述固定块转动。

进一步地，所述固定机构还包括用于驱动所述顶芯轴沿其轴向往返移动的单作用气缸，所述单作用气缸的活塞杆与所述顶芯轴远离所述主轴的一端连接。

优选地，所述固定机构还包括沿所述顶芯轴的轴向设置的顶芯轴导轨、设于所述顶芯轴导轨上并可相对所述顶芯轴导轨滑动的顶芯轴滑块，所述顶芯轴设于所述顶芯轴滑块上。

优选地，所述检测元件包括设于所述顶芯轴端面处的图像检测单元和 /或红外检测单元。

作为第二方面，本实用新型还涉及一种自动车床，包括上述固定机构。

优选地，所述自动车床还包括用于根据所述检测元件的检测结果对车削完成的工件进行分拣的分拣机构。

优选地，所述分拣机构包括开设有一个入料口和两个出料口的分料盒、设于所述分料盒内并与所述分料盒铰接的挡板、用于驱动所述挡板转动的挡板驱动组件和用于控制所述挡板驱动组件的控制单元，以及一一对应分设于所述两个出料口下方的两个储料盒，所述控制单元与所述检测元件电连接，所述入料口位于所述固定机构的下方，所述挡板可通过转动将所述两个出料口中的其中一个与所述入料口连通。

相比现有技术，本实用新型的方案具有以下优点：

1.本实用新型提供的固定机构在定位固定工件的同时还可检测工件是否异常，从而可与自动车床中的分拣机构配合将异常的工件分拣出来，有效降低加工成本，提高生产流水线的整体效率。

2.本实用新型提供的固定机构通过气泵可将工件吸紧于顶芯轴的端面上，不仅能更好地固定工件，还能通过实时监测气压的大小判断工件的结构是否发生异常，检测准确率高。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例提供的自动车床的立体图；

图2为图1所示的自动车床去除保护罩后的立体图；

图3为图2所示的自动车床中的主轴机构的分解图；

图4为图2所示的自动车床中的固定机构的立体图；

图5为图2所示的自动车床中的车削机构的立体图；

图6为图2所示的自动车床中的分拣机构的立体图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、零/部件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、零/部件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称零/部件被“连接”到另一零/部件时，它可以直接连接到其他零/部件，或者也可以存在中间零/部件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

图1至图6共同示出了本实用新型实施例提供的自动车床，其可适用于例如智能锁具导磁板的工件的全自动车削加工，在实现大批量工件加工的同时，可将异常工件智能分拣出来，无需人工分拣或者采用其他分拣设备进行分拣，有效降低生产成本。

如图2所示，所述自动车床1000包括机架1、均设于所述机架1上的上料机构2、主轴机构3、固定机构4、车削机构5和分拣机构6，所述上料机构2可将待车削的工件2000(在图4中示出)输送至所述主轴机构3和所述固定机构4之间，所述固定机构4用于将所述工件2000固定于所述主轴机构3上，所述主轴机构3可驱动被固定好的工件2000旋转并通过所述车削机构5对旋转中的工件2000进行车削工序，所述分拣机构6用于分拣车削完成的工件2000。

具体地，所述上料机构2包括振动盘21和一端与所述振动盘21的出料口连接的传输滑道22，所述传输滑道22的另一端与所述固定机构4连接，通过所述振动盘21完成工件的出料步骤，使大量工件能实现自动有序的定向排列，整齐、准确地通过传输滑道22传递到下一机构。

如图3所示，所述主轴机构3包括设于所述机架1上的主轴电机31 和与所述主轴电机31连接并可由所述主轴电机31驱动旋转的主轴32，由所述上料机构2输送而来的工件2000可被所述固定机构4顶紧于所述主轴32上并被所述主轴32带动旋转。

优选地，所述主轴32内设有用于顶出加工完成的工件2000的顶出件 321，所述顶出件321的一端与所述主轴32弹性连接，另一端可在弹力作用下伸出所述主轴32的端面。

具体地，所述主轴32内部还设有弹簧322，所述弹簧322将所述顶出件321顶出一部分外露于所述主轴32的端面，当所述工件2000被所述固定机构4顶紧于所述主轴32上时，所述顶出件321被所述工件2000顶入所述主轴32的内部，在车削加工完成后，所述固定机构4退出，所述顶出件321在所述弹簧322弹力的作用下将所述主轴32端面处的工件 2000顶出，避免工件2000与主轴32粘连在一起，影响下一个工件的加工，保证加工大量工件时工件2000不会相互卡死。

优选地，所述主轴32的端部设有与所述工件2000适配的限位块323，在所述主轴32带动工件2000同步转动时，通过所述限位块323可避免由于所述工件2000发生错位而造成加工误差。

如图4所示，所述固定机构4包括与所述主轴32同轴设置的顶芯轴 41和用于驱动所述顶芯轴41沿其轴向往返移动的单作用气缸42，所述顶芯轴41与所述单作用气缸42的活塞杆421连接并可在所述单作用气缸 42的驱动下向前推动抵接所述主轴31，从而将所述工件2000顶紧于所述主轴31上。

优选地，所述顶芯轴41沿其轴向开设有至少一个贯通两端的气孔 411，所述固定机构4还包括气泵43和气管44，所述气泵43通过所述气管44与所述顶芯轴41远离所述主轴32的一端连接，且所述气管44和所述气孔411连通形成气道，位于所述顶芯轴41端面上的工件2000可在所述气泵43的吸气作用下被吸紧于所述顶芯轴41上，实现更好的固定效果。

更优地，所述固定机构4还包括与所述气泵43连接并用于检测所述气道内的气压的真空表(图未示，下同)，所述真空表可实时监测所述气道内的气压，从而根据气压的大小判断工件2000的结构是否发生异常，例如所述工件2000的端面不平整时、结构有缺陷时、车削位置有异常时，均会造成所述气道的漏气，从而影响所述气道内的气压，被所述真空表检测出来，进而为所述分拣机构6的分拣工序提供准确的检测结构作为分拣依据，通过所述真空表间接地检测所述工件2000，结构简单，成本较低且检测准确率高，保证分拣的准确性。

在其他实施方式中，所述真空表还可替换为其他检测元件，例如所述检测元件为设于所述顶芯轴41端面附近的图像检测单元、红外检测单元等，通过实时采集所述顶芯轴41端面上的工件2000的外形参数并与标准参数进行对比，判断所述工件2000的结构是否发生异常。

所述固定机构4还包括开设有连接孔的固定块45和嵌设于所述连接孔内的轴承(图未示，下同)，所述气管44和所述顶芯轴41分别设与所述连接孔的两端密闭连接，保证所述气道的密闭性，且所述顶芯轴41嵌设于所述轴承内并可通过所述轴承相对所述固定块45转动，通过所述固定块45实现所述气管44和所述顶芯轴41之间密闭连接的同时，使所述顶芯轴41在顶紧工件2000时可被所述主轴32带动同步旋转，且通过所述轴承可有效减小转动时的摩擦力，使所述顶芯轴41的转动更为顺畅。

优选地，所述固定机构4还包括顶芯轴导轨46和顶芯轴滑块47，所述顶芯轴导轨46沿所述顶芯轴41的轴向设置，所述顶芯轴滑块47设于所述顶芯轴导轨46上并可相对所述顶芯轴导轨46滑动，所述固定块45 设于所述顶芯轴滑块47上，通过所述顶芯轴导轨46和顶芯轴滑块47的配合导向可确保所述顶芯轴41位移的稳定性。

进一步地，所述传输滑道22开设有出料孔221，所述顶芯轴41穿设于所述出料孔221内并可在所述单作用气缸42的驱动下相对所述出料孔 221的轴向往返移动，从而将所述出料孔221内的工件逐个推出并顶紧于所述主轴32上进行车削加工。

如图5所示，所述车削机构5包括用于车削工件2000的车刀51和用于驱动所述车刀51靠近或者远离所述工件2000的车刀电机52。所述车刀51可在所述车刀电机52的驱动下靠近所述工件2000并开始对所述工件2000进行车削，并在车削加工完成后通过所述车刀电机52的驱动远离所述工件2000，待下一待加工工件固定好后，再重复以上步骤，实现多个工件2000有序地自动加工。

进一步地，所述车刀电机52可通过丝杆螺母组件的传动将其旋转运动转换成线性运动，从而带动所述车刀51直线移动，且由于丝杆螺母组件具有高精度、可逆性和高效率的特点，可提高传动效率。

优选地，所述车削机构5还包括车刀导轨53和嵌设于所述车刀导轨 53上并可沿所述车刀导轨53移动的车刀滑块54，所述车刀51设于所述车刀滑块54上，通过所述车刀导轨53和车刀滑块54的配合导向可确保所述车刀51位移的稳定性。

请参见图6并结合图2，所述分拣机构6包括分料盒61、挡板62、挡板驱动组件63和储料盒64，以及用于控制所述挡板驱动组件63的控制单元(图未示，下同)。所述分料盒61开设有相互连通的一个入料口 611和两个出料口，所述入料口611设于所述主轴32的下方，以接收在所述主轴32上加工完成后掉落的工件2000，所述挡板62设于所述分料盒61内并与所述分料盒61铰接，所述挡板驱动组件63用于驱动所述挡板62转动，所述挡板62可通过转动将所述两个出料口中的其中一个与所述入料口611连通，所述储料盒64设有两个，其一一对应分设于所述两个出料口的下方。

所述控制单元可通过所述真空表或者其他检测元件的实时检测结果控制所述挡板驱动组件63驱动所述挡板62转动，从而调整所述两个出料口中的其中一个与所述入料口611连通，进而可将掉落入所述入料口611 内的工件2000分拣入不同的储料盒64内，快速将异常的工件2000分拣出来，有效降低加工成本，提高生产流水线的整体效率。

优选地，所述储料盒64设为抽屉结构，以便取出工件2000。

具体地，所述挡板驱动组件63包括挡板驱动气缸631和摆动块632，所述摆动块632的两端分别于所述驱动气缸631的活塞杆和所述挡板62 的转轴铰接，通过所述摆动块632将所述挡板驱动气缸631的直线运动转换成旋转运动，从而可带动所述挡板62转动，结构简单，可有效降低所述自动车床1000的制造成本和在车削加工时的加工成本。

应当理解的是，在其他实施方式中，所述挡板驱动组件63还可设为电机或者旋转气缸，通过电机或者旋转气缸直接带动所述挡板62转动，同样能实现所述分拣机构6的分拣工序。

在图2中示出，所述自动车床1000还包括设于所述机架1上的控制中心7，所述控制中心7用于调节参数与操控设备的运行，且所述控制中心7上设有用于显示工作状况的指示灯71，以便实时了解设备的工作状况，确保生产系统的正常运行。

请结合图1和图2，所述机架1包括底座11和于所述底座11上的保护罩12，所述上料机构2、主轴机构3、固定机构4、车削机构5、分拣机构6和控制中心7均设于所述保护罩12内，以确保加工安全。

优选地，所述指示灯71的高度高于所述保护罩12的高度。

进一步地，所述底座11包括用于设置所述上料机构2、主轴机构3、固定机构4、车削机构5、分拣机构6和控制中心7的安装板111，所述安装板111对应所述主轴32的位置处开始有与所述入料口611连通的通孔1111，所述主轴32上加工完成的工件2000可通过所述通孔1111掉落至所述分拣机构6内。

本实用新型实施例提供的自动车床1000在实现大批量工件2000的全自动车削加工的同时，还可快速将不合格的工件2000分拣出来，具有较好的稳定性，可有效降低生产成本并提高生产流水线的整体效率。

以上所述仅是本实用新型的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种固定机构，用于设置在自动车床上并将待加工工件固定于可旋转的主轴的端面处，其特征在于，所述固定机构包括用于与所述主轴同轴设置并可将所述工件顶紧于所述主轴的端面上的顶芯轴和用于检测所述工件是否异常的检测元件。

2.根据权利要求1所述的固定机构，其特征在于，所述顶芯轴沿其轴向开设有至少一个贯通两端的气孔，所述固定机构还包括气泵和气管，所述气泵通过所述气管与所述顶芯轴远离所述主轴的一端连接，且所述气管和所述气孔连通形成气道。

3.根据权利要求2所述的固定机构，其特征在于，所述检测元件包括与所述气泵连接并用于检测所述气道内的气压的真空表。

4.根据权利要求2所述的固定机构，其特征在于，所述固定机构还包括开设有连接孔的固定块和嵌设于所述连接孔内的轴承，所述气管和所述顶芯轴分别设与所述连接孔的两端密闭连接，所述顶芯轴嵌设于所述轴承内并可通过所述轴承相对所述固定块转动。

5.根据权利要求1所述的固定机构，其特征在于，所述固定机构还包括用于驱动所述顶芯轴沿其轴向往返移动的单作用气缸，所述单作用气缸的活塞杆与所述顶芯轴远离所述主轴的一端连接。

6.根据权利要求5所述的固定机构，其特征在于，所述固定机构还包括沿所述顶芯轴的轴向设置的顶芯轴导轨、设于所述顶芯轴导轨上并可相对所述顶芯轴导轨滑动的顶芯轴滑块，所述顶芯轴设于所述顶芯轴滑块上。

7.根据权利要求1所述的固定机构，其特征在于，所述检测元件包括设于所述顶芯轴端面处的图像检测单元和/或红外检测单元。

8.一种自动车床，其特征在于，包括如权利要求1至7中任意一项所述的固定机构。

9.根据权利要求8所述的自动车床，其特征在于，还包括用于根据所述检测元件的检测结果对车削完成的工件进行分拣的分拣机构。

10.根据权利要求9所述的自动车床，其特征在于，所述分拣机构包括开设有一个入料口和两个出料口的分料盒、设于所述分料盒内并与所述分料盒铰接的挡板、用于驱动所述挡板转动的挡板驱动组件和用于控制所述挡板驱动组件的控制单元，以及一一对应分设于所述两个出料口下方的两个储料盒，所述控制单元与所述检测元件电连接，所述入料口位于所述固定机构的下方，所述挡板可通过转动将所述两个出料口中的其中一个与所述入料口连通。

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