CN214979536U - 带有自动上下料装置的镜筒加工系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带有自动上下料装置的镜筒加工系统，包括机架、旋转主轴夹具、驱动部件以及切削刀具组件，其特征在于：还包括托盘装置、上下料装置，上下料装置包括镜筒夹持组件、X轴直线平移模组以及Z轴直线升降模组，所述镜筒夹持组件包括旋转气缸、旋转座以及上料夹爪气缸和下料夹爪气缸，上料夹爪气缸和下料夹爪气缸上均分别设有活动夹爪。本实用新型一种带有自动上下料装置的镜筒加工系统，该系统能替代人工手动上下料，降低机加工人员的工作强度，提高工作效率，而且产品的一致性高，还具有自动化程度高，便于推广使用的优点。

Description

带有自动上下料装置的镜筒加工系统

技术领域

本实用新型涉及镜筒的加工设备，特别为一种带有自动上下料装置的镜筒加工系统。

背景技术

目前，在镜头主筒的上料和下料的过程，都需要人工打开机床防护门，张开夹具人工送入镜头主筒到位后夹紧镜头主筒，然后关上防护门，启动CNC进行加工，加工完成后，又重复上述动作，这一过程劳动强度大，上下料动作简单，重复性高，劳动强度大，工人容易疲劳，作业麻烦，存在安全隐患，且浪费人工和时间，即提高了生产成本，又降低机器的生产效率，不适应现代化的生产需求，造成产品一致性差。

采用机器人进行上下料，固然可以，但其成本高、占用位置大，对于光学镜筒的简单上下料，须均衡其移动座结构的简单可靠性、定位的平稳准确性、响应的快速性、制造的成本等多种因素，因此，直接采用机器人用于光学镜筒的加工上下料的使用效果还不够理想。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：克服以上缺点提供一种带有自动上下料装置的镜筒加工系统，该系统能替代人工手动上下料，降低机加工人员的工作强度，提高工作效率，而且产品的一致性高。

本实用新型通过如下技术方案实现：一种带有自动上下料装置的镜筒加工系统，包括机架、安装在机架上且沿X轴方向延伸的用于夹持固定镜筒的旋转主轴夹具、与旋转主轴夹具相连接的用于驱动其转动的驱动部件、以及设置在旋转主轴夹具旁侧的切削刀具组件；

其特征在于：还包括设置在旋转主轴夹具的X轴方向一侧用于放置待加工镜筒的托盘装置、以及设于托盘装置和旋转主轴夹具之间的上下料装置，所述上下料装置包括镜筒夹持组件、安装在旋转主轴夹具和托盘装置上方之间的用于带动镜筒夹持组件沿X轴方向往复移动的X轴直线平移模组、以及连接在X轴直线平移模组和镜筒夹持组件之间用于带动镜筒夹持组件沿Z轴方向往复升降运动的Z轴直线升降模组；

所述镜筒夹持组件包括与Z轴直线升降模组相连接的旋转气缸、安装在旋转气缸上的能在旋转气缸驱动下相对旋转气缸旋转的旋转座、以及安装在旋转座上的上料夹爪气缸和下料夹爪气缸，所述旋转座位于旋转气缸朝向靠近旋转主轴夹具一侧的斜下方,且旋转座的旋转中心线与Z轴的夹角呈45度夹角；所述上料夹爪气缸和下料夹爪气缸安装在旋转座背离旋转气缸的一侧，上料夹爪气缸和下料夹爪气缸的夹持中心线与旋转座的旋转中心线呈45度夹角并且以旋转座的旋转中心线为对称中心对称分布在旋转座的旋转中心线的两侧；上料夹爪气缸和下料夹爪气缸上均分别设有两个以上能分别相对各自夹持中心线沿对应夹持中心线的径向方向实现夹持或分离动作的活动夹爪。

所述镜筒加工系统还包括分别与旋转气缸、上料夹爪气缸、下料夹爪气缸、X轴直线平移模组、Z轴直线升降模组、旋转主轴夹具的驱动部件、以及切削刀具组件连接的用来控制旋转气缸的旋转驱动工作、上料夹爪气缸和下料夹爪气缸的活动夹爪的夹持工作、X轴直线平移模组的直线平移工作、Z轴直线升降模组的升降工作、旋转主轴夹具的驱动部件的驱动工作以及切削刀具组件的切削工作的控制装置。

为了便于镜筒安装至旋转主轴夹具上，所述上料夹爪气缸上还设有活动顶针以及连接在活动顶针和上料夹爪气缸之间的活动连接组件，所述活动顶针包括同轴设置在上料夹爪气缸的夹持中心线位置的且沿轴线方向向远离上料夹爪气缸方向凸出设置的圆锥体以及两个以上绕上料夹爪气缸的夹持中心线的圆周方向间隔分布设置在圆锥体外周且沿径向方向向外延伸设置的延伸臂，所述圆锥体底面朝向上料夹爪气缸一侧且底面直径大于镜筒的内径，所述上料夹爪气缸的外周在与各延伸臂相对应的位置均设置有沿对应径向方向向外凸出设置的凸台座，所述活动连接组件的数量与延伸臂的数量相等并分别连接在对应延伸臂和凸台座之间，每个延伸臂上均设置沿平行上料夹爪气缸的夹持中心线方向延伸设置的通孔，每个活动连接组件均包括螺栓和缓冲弹簧，所述螺栓连接在对应延伸臂和凸台座之间，并且延伸臂通过其上的通孔能在螺杆上做轴向活动，所述缓冲弹簧套接在螺杆的外周并且轴向两端分别顶压在凸台座和延伸臂上。

优选地，所述X轴直线平移模组包括固定安装在机架上且沿X轴向方向延伸的X轴导杆、滑动连接在X轴导杆上的X轴滑块、用于驱动X轴滑块相对X轴导杆往复移动的X轴驱动装置；

所述Z轴直线升降模组包括固定安装在X轴滑块上且沿Z轴方向延伸的Z轴导杆、滑动连接在Z轴导杆上的Z轴滑块、用于驱动Z轴滑块相对Z轴导杆沿Z轴方向往复移动的Z轴驱动装置,所述镜筒夹持组件安装在Z轴直线升降模组的Z轴滑块上。

优选地，所述X轴驱动装置包括两个沿X轴方向间隔分布在X轴导杆上的X轴同步带轮、连接在两个X轴同步带轮之间的X轴同步带、以及用于驱动其中一个X轴同步带轮转动的X轴驱动电机，所述X轴滑块啮合传动连接在X轴同步带上。所述Z轴驱动装置包括两个沿Z轴方向间隔分布设置在Z轴导杆上的Z轴同步带轮、连接在两个Z轴同步带轮之间的Z轴同步带、以及用于驱动其中一个Z轴同步带轮转动的Z轴驱动电机，所述Z轴滑块啮合传动连接在Z轴同步带上。

为了便于配合上料，所述托盘装置包括用于存放物料的料盘、连接在料盘底部用于对料盘进行定位安装的托盘、以及用于带动托盘沿Y轴方向往复移动的Y轴直线移动模组；

所述料盘的上表面设有用于容纳镜筒的槽孔组,所述槽孔组包括多个沿着X轴和Y轴方向间隔阵列设置的且向下凹陷的槽孔，所述料盘安装在托盘的上方，所述托盘的上表面设有多个分别设在托盘四周且向上凸出设置的限位边框，在托盘中部还设有多个向下凹陷的定位槽，且料盘的底部设有能与各定位槽相对应的且向下凸出延伸的定位销；

所述Y轴直线移动模组包括安装在机架且沿Y轴向方向延伸的Y轴导杆、滑动连接在Y轴导杆上的Y轴滑块、用于驱动Y轴滑块相对Y轴导杆往复移动的Y轴驱动装置，所述托盘固定安装在Y轴滑块上。优选地，所述Y轴驱动装置为与X轴驱动装置相对应的同步带轮组件。

为了便于镜筒下料，在旋转主轴夹具和托盘装置之间的机架上还安装有下料导管，所述下料导管的上端入口位于旋转主轴夹具和托盘装置之间且位于镜筒夹持组件的夹持位置下方,所述下料导管的入口向出口方向延伸过程中沿着Y轴方向逐渐向下倾斜设置。

较之前技术而言，本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型一种带有自动上下料装置的镜筒加工系统，该系统能替代人工手动上下料，降低机加工人员的工作强度，提高工作效率，而且产品的一致性高。

2.本实用新型一种带有自动上下料装置的镜筒加工系统，该系统中的上料夹爪气缸设有活动顶针，该顶针便于对镜筒进行对中，保证镜筒的中心轴线能与旋转主轴夹具的中心线相重合，而且还设有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧在抓取和将镜筒送入旋转主轴夹具时起缓冲作用。

3.本实用新型一种带有自动上下料装置的镜筒加工系统还具有自动化程度高，便于推广使用的优点。

附图说明

图1为本实用新型的三维结构示意图；

图2为本实用新型中托盘装置和上下料装置的结构示意图；

图3为本实用新型中上下料装置的结构示意图；

图4为本实用新型中镜筒夹持组件的结构示意图；

图5为本实用新型中镜筒夹持组件的结构简化图；

图6为本实用新型中托盘装置的结构示意图；

图7为本实用新型中料盘的结构示意图。

标号说明：1-机架、2-旋转主轴夹具、3-切削刀具组件、4-托盘装置、41-料盘、411-槽孔、42-托盘、421-限位边框、422-定位槽、43-Y轴直线移动模组、431-Y轴导杆、432-Y轴驱动装置、5-上下料装置、51-X轴直线平移模组、511-X轴导杆、512-X轴滑块、513-X轴驱动装置、52-Z轴直线升降模组、522-Z轴滑块、523-Z轴驱动装置、53-旋转气缸、54-旋转座、55-上料夹爪气缸、551-凸台座、56-下料夹爪气缸、57-活动顶针、571-圆锥体、572-延伸臂、58-活动连接组件、581-螺栓、582-缓冲弹簧、59-活动夹爪、6-下料导管、a-镜筒。

具体实施方式

下面结合附图说明对本实用新型做详细说明：

如图1-7所示，一种带有自动上下料装置的镜筒加工系统，包括机架1、安装在机架1上且沿X轴方向延伸的用于夹持固定镜筒a的旋转主轴夹具2、与旋转主轴夹具2相连接的用于驱动其转动的驱动部件、以及设置在旋转主轴夹具2旁侧的切削刀具组件3；

其特征在于：还包括设置在旋转主轴夹具2的X轴方向一侧用于放置待加工镜筒的托盘装置4、以及设于托盘装置4和旋转主轴夹具2之间的上下料装置5，所述上下料装置5包括镜筒夹持组件、安装在旋转主轴夹具2和托盘装置4上方之间的用于带动镜筒夹持组件沿X轴方向往复移动的X轴直线平移模组51、以及连接在X轴直线平移模组51和镜筒夹持组件之间用于带动镜筒夹持组件沿Z轴方向往复升降运动的Z轴直线升降模组52；

所述镜筒夹持组件包括与Z轴直线升降模组52相连接的旋转气缸53、安装在旋转气缸53上的能在旋转气缸53驱动下相对旋转气缸53旋转的旋转座54、以及安装在旋转座54上的上料夹爪气缸55和下料夹爪气缸56，所述旋转座54位于旋转气缸53朝向靠近旋转主轴夹具2一侧的斜下方,且旋转座54的旋转中心线与Z轴的夹角呈45度夹角；所述上料夹爪气缸55和下料夹爪气缸56安装在旋转座54背离旋转气缸53的一侧，上料夹爪气缸55和下料夹爪气缸56的夹持中心线与旋转座54的旋转中心线呈45度夹角并且以旋转座54的旋转中心线为对称中心对称分布在旋转座54的旋转中心线的两侧；上料夹爪气缸55和下料夹爪气缸56上均分别设有两个以上能分别相对各自夹持中心线沿对应夹持中心线的径向方向实现夹持或分离动作的活动夹爪59。

所述镜筒加工系统还包括分别与旋转气缸53、上料夹爪气缸55、下料夹爪气缸56、X轴直线平移模组51、Z轴直线升降模组52、旋转主轴夹具2的驱动部件、以及切削刀具组件3连接的用来控制旋转气缸53的旋转驱动工作、上料夹爪气缸55和下料夹爪气缸56的活动夹爪59的夹持工作、X轴直线平移模组51的直线平移工作、Z轴直线升降模组52的升降工作、旋转主轴夹具2的驱动部件的驱动工作以及切削刀具组件3的切削工作的控制装置。

为了便于镜筒安装至旋转主轴夹具上，所述上料夹爪气缸55上还设有活动顶针57以及连接在活动顶针57和上料夹爪气缸55之间的活动连接组件58，所述活动顶针57包括同轴设置在上料夹爪气缸55的夹持中心线位置的且沿轴线方向向远离上料夹爪气缸55方向凸出设置的圆锥体571以及两个以上绕上料夹爪气缸55的夹持中心线的圆周方向间隔分布设置在圆锥体571外周且沿径向方向向外延伸设置的延伸臂572，所述圆锥体571底面朝向上料夹爪气缸55一侧且底面直径大于镜筒a的内径，所述上料夹爪气缸55的外周在与各延伸臂572相对应的位置均设置有沿对应径向方向向外凸出设置的凸台座551，所述活动连接组件58的数量与延伸臂572的数量相等并分别连接在对应延伸臂572和凸台座551之间，每个延伸臂572上均设置沿平行上料夹爪气缸55的夹持中心线方向延伸设置的通孔，每个活动连接组件58均包括螺栓581和缓冲弹簧582，所述螺栓581连接在对应延伸臂572和凸台座551之间，并且延伸臂572通过其上的通孔能在螺杆上做轴向活动，所述缓冲弹簧582套接在螺杆的外周并且轴向两端分别顶压在凸台座551和延伸臂572上。

优选地，所述X轴直线平移模组51包括固定安装在机架1上且沿X轴向方向延伸的X轴导杆511、滑动连接在X轴导杆511上的X轴滑块512、用于驱动X轴滑块512相对X轴导杆511往复移动的X轴驱动装置513；

所述Z轴直线升降模组52包括固定安装在X轴滑块512上且沿Z轴方向延伸的Z轴导杆、滑动连接在Z轴导杆上的Z轴滑块522、用于驱动Z轴滑块522相对Z轴导杆沿Z轴方向往复移动的Z轴驱动装置523,所述镜筒夹持组件安装在Z轴直线升降模组52的Z轴滑块522上。

优选地，所述X轴驱动装置513包括两个沿X轴方向间隔分布在X轴导杆511上的X轴同步带轮、连接在两个X轴同步带轮之间的X轴同步带、以及用于驱动其中一个X轴同步带轮转动的X轴驱动电机，所述X轴滑块512啮合传动连接在X轴同步带上。所述Z轴驱动装置523包括两个沿Z轴方向间隔分布设置在Z轴导杆上的Z轴同步带轮、连接在两个Z轴同步带轮之间的Z轴同步带、以及用于驱动其中一个Z轴同步带轮转动的Z轴驱动电机，所述Z轴滑块522啮合传动连接在Z轴同步带上。

为了便于配合上料，所述托盘装置4包括用于存放物料的料盘41、连接在料盘41底部用于对料盘41进行定位安装的托盘42、以及用于带动托盘42沿Y轴方向往复移动的Y轴直线移动模组43；

所述料盘41的上表面设有用于容纳镜筒a的槽孔组,所述槽孔组包括多个沿着X轴和Y轴方向间隔阵列设置的且向下凹陷的槽孔411，所述料盘41安装在托盘42的上方，所述托盘42的上表面设有多个分别设在托盘42四周且向上凸出设置的限位边框421，在托盘42中部还设有多个向下凹陷的定位槽422，且料盘41的底部设有能与各定位槽422相对应的且向下凸出延伸的定位销；

所述Y轴直线移动模组43包括安装在机架1且沿Y轴向方向延伸的Y轴导杆431、滑动连接在Y轴导杆431上的Y轴滑块、用于驱动Y轴滑块相对Y轴导杆431往复移动的Y轴驱动装置432，所述托盘42固定安装在Y轴滑块上。优选地，所述Y轴驱动装置432为与X轴驱动装置513相对应的同步带轮组件。

为了便于镜筒下料，在旋转主轴夹具2和托盘装置4之间的机架1上还安装有下料导管6，所述下料导管6的上端入口位于旋转主轴夹具2和托盘装置4之间且位于镜筒夹持组件的夹持位置下方,所述下料导管6的入口向出口方向延伸过程中沿着Y轴方向逐渐向下倾斜设置。

其工作原理和过程如下：如图1-7所示，摆好镜筒a的料盘41放于托盘42的定位槽422内，当料盘41的一列被夹取完成后，由步进电机行走一格，使料盘41前进一列，后不断重复上述过程，直至镜筒a被夹取加工完成。

上下料装置5通过控制装置运算镜筒a在料盘41的位置坐标，X轴直线平移模组51和Z轴直线升降模组52能带动镜筒夹持组件在X方向上往复平移和Z轴方向上上下升降。首先，镜筒夹持组件的上料夹爪气缸55移动至镜筒a的上方并向下运动将镜筒a夹持住，后升起并在X轴直线平移模组51的带动下向靠近旋转主轴夹具2的X轴方向移动，靠近旋转主轴夹具2时，镜筒夹持组件下降运动，后镜筒夹持组件的下料夹爪气缸56将旋转主轴夹具2上加工完成的镜筒夹持住并退出旋转主轴夹具2，随后旋转气缸53转动180°，使得上料夹爪气缸55旋转至旋转主轴夹具的水平位，随之镜筒a顶住旋转主轴夹具2的夹具台阶，同时弹簧缓冲，活动顶针57压到位，旋转主轴夹具2动作夹紧镜筒a，上料夹爪气缸55张开，完成镜筒a的加工交接，此时切削刀具组件3跟进进行切削工作，同时镜筒夹持组件升起并移动至下料导管6的上方，随后下降放下成品，后升起并驱动旋转气缸53反转180°，使得镜筒夹持组件的上料夹爪气缸55复位，随后继续进行镜筒a的抓取上料工作，直至料盘内镜筒加工完成。

尽管本实用新型采用具体实施例及其替代方式对本实用新型进行示意和说明，但应当理解，只要不背离本实用新型的精神范围内的各种变化和修改均可实施。因此，应当理解除了受随附的权利要求及其等同条件的限制外，本实用新型不受任何意义上的限制。

Claims (5)

1.一种带有自动上下料装置的镜筒加工系统，包括机架(1)、安装在机架(1)上且沿X轴方向延伸的用于夹持固定镜筒(a)的旋转主轴夹具(2)、与旋转主轴夹具(2)相连接的用于驱动其转动的驱动部件、以及设置在旋转主轴夹具(2)旁侧的切削刀具组件(3)；

其特征在于：还包括设置在旋转主轴夹具(2)的X轴方向一侧用于放置待加工镜筒的托盘装置(4)、以及设于托盘装置(4)和旋转主轴夹具(2)之间的上下料装置(5)，所述上下料装置(5)包括镜筒夹持组件、安装在旋转主轴夹具(2)和托盘装置(4)上方之间的用于带动镜筒夹持组件沿X轴方向往复移动的X轴直线平移模组(51)、以及连接在X轴直线平移模组(51)和镜筒夹持组件之间用于带动镜筒夹持组件沿Z轴方向往复升降运动的Z轴直线升降模组(52)；

所述镜筒夹持组件包括与Z轴直线升降模组(52)相连接的旋转气缸(53)、安装在旋转气缸(53)上的能在旋转气缸(53)驱动下相对旋转气缸(53)旋转的旋转座(54)、以及安装在旋转座(54)上的上料夹爪气缸(55)和下料夹爪气缸(56)，所述旋转座(54)位于旋转气缸(53)朝向靠近旋转主轴夹具(2)一侧的斜下方,且旋转座(54)的旋转中心线与Z轴的夹角呈45度夹角；所述上料夹爪气缸(55)和下料夹爪气缸(56)安装在旋转座(54)背离旋转气缸(53)的一侧，上料夹爪气缸(55)和下料夹爪气缸(56)的夹持中心线与旋转座(54)的旋转中心线呈45度夹角并且以旋转座(54)的旋转中心线为对称中心对称分布在旋转座(54)的旋转中心线的两侧；上料夹爪气缸(55)和下料夹爪气缸(56)上均分别设有两个以上能分别相对各自夹持中心线沿对应夹持中心线的径向方向实现夹持或分离动作的活动夹爪(59)。

2.根据权利要求1所述的带有自动上下料装置的镜筒加工系统，其特征在于：所述上料夹爪气缸(55)上还设有活动顶针(57)以及连接在活动顶针(57)和上料夹爪气缸(55)之间的活动连接组件(58)，所述活动顶针(57)包括同轴设置在上料夹爪气缸(55)的夹持中心线位置的且沿轴线方向向远离上料夹爪气缸(55)方向凸出设置的圆锥体(571)以及两个以上绕上料夹爪气缸(55)的夹持中心线的圆周方向间隔分布设置在圆锥体(571)外周且沿径向方向向外延伸设置的延伸臂(572)，所述圆锥体(571)底面朝向上料夹爪气缸(55)一侧且底面直径大于镜筒(a)的内径，所述上料夹爪气缸(55)的外周在与各延伸臂(572)相对应的位置均设置有沿对应径向方向向外凸出设置的凸台座(551)，所述活动连接组件(58)的数量与延伸臂(572)的数量相等并分别连接在对应延伸臂(572)和凸台座(551)之间，每个延伸臂(572)上均设置沿平行上料夹爪气缸(55)的夹持中心线方向延伸设置的通孔，每个活动连接组件(58)均包括螺栓(581)和缓冲弹簧(582)，所述螺栓(581)连接在对应延伸臂(572)和凸台座(551)之间，并且延伸臂(572)通过其上的通孔能在螺杆上做轴向活动，所述缓冲弹簧(582)套接在螺杆的外周并且轴向两端分别顶压在凸台座(551)和延伸臂(572)上。

3.根据权利要求1所述的带有自动上下料装置的镜筒加工系统，其特征在于：所述X轴直线平移模组(51)包括固定安装在机架(1)上且沿X轴向方向延伸的X轴导杆(511)、滑动连接在X轴导杆(511)上的X轴滑块(512)、用于驱动X轴滑块(512)相对X轴导杆(511)往复移动的X轴驱动装置(513)；

所述Z轴直线升降模组(52)包括固定安装在X轴滑块(512)上且沿Z轴方向延伸的Z轴导杆、滑动连接在Z轴导杆上的Z轴滑块(522)、用于驱动Z轴滑块(522)相对Z轴导杆沿Z轴方向往复移动的Z轴驱动装置(523),所述镜筒夹持组件安装在Z轴直线升降模组(52)的Z轴滑块(522)上。

4.根据权利要求1所述的带有自动上下料装置的镜筒加工系统，其特征在于：所述托盘装置(4)包括用于存放物料的料盘(41)、连接在料盘(41)底部用于对料盘(41)进行定位安装的托盘(42)、以及用于带动托盘(42)沿Y轴方向往复移动的Y轴直线移动模组(43)；

所述料盘(41)的上表面设有用于容纳镜筒(a)的槽孔组,所述槽孔组包括多个沿着X轴和Y轴方向间隔阵列设置的且向下凹陷的槽孔(411)，所述料盘(41)安装在托盘(42)的上方，所述托盘(42)的上表面设有多个分别设在托盘(42)四周且向上凸出设置的限位边框(421)，在托盘(42)中部还设有多个向下凹陷的定位槽(422)，且料盘(41)的底部设有能与各定位槽(422)相对应的且向下凸出延伸的定位销；

所述Y轴直线移动模组(43)包括安装在机架(1)且沿Y轴向方向延伸的Y轴导杆(431)、滑动连接在Y轴导杆(431)上的Y轴滑块、用于驱动Y轴滑块相对Y轴导杆(431)往复移动的Y轴驱动装置(432)，所述托盘(42)固定安装在Y轴滑块上。

5.根据权利要求1所述的带有自动上下料装置的镜筒加工系统，其特征在于：在旋转主轴夹具(2)和托盘装置(4)之间的机架(1)上还安装有下料导管(6)，所述下料导管(6)的上端入口位于旋转主轴夹具(2)和托盘装置(4)之间且位于镜筒夹持组件的夹持位置下方,所述下料导管(6)的入口向出口方向延伸过程中沿着Y轴方向逐渐向下倾斜设置。

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