CN215394049U - 一种数控自动上料一体机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及数控车床技术领域，具体公开了一种数控自动上料一体机床，包括有机床底座、设在机床底座上的主轴箱及用于连接刀具的工作台，主轴箱上设置有两个沿第一水平方向间隔排列的装夹卡盘，主轴箱与工作台沿第二水平方向分布；数控自动上料一体机床还包括有用于带动两个装夹卡盘或刀具沿第一水平方向位移的第一移动机构，第一水平方向与第二水平方向相垂直。本实用新型提供的数控自动上料一体机床，通过第一移动机构与两个装夹卡盘，可以使上料、卸料与工件加工同步进行，将上料和卸料时的加工断隔时间有效利用，延长机床工作时间，降低机床闲置时长，显著提高加工效率和机床使用效率，降低闲置成本。

Description

一种数控自动上料一体机床

技术领域

本实用新型涉及数控车床技术领域，更具体地说，涉及一种数控自动上料一体机床。

背景技术

现有的加工机床上，如车床上，通常设置有一个用来安装加工刀具的工作台及一个用来固定工件的主轴箱，主轴箱固定在机床底座上不能移动，刀具工作台通过两个层叠的滑轨分别在水平面内的X向和Y向进行移动来调整工件加工长度及工件加工半径。现有技术中，加工时，由人工将工件装夹到主轴箱的卡盘上，待加工完毕，再由人工将工件卸下，然后重新装夹下一个工件。则进行装夹和卸料的时间段内，无法进行加工，机床闲置，影响了加工效率，也产生闲置成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种数控自动上料一体机床，通过第一移动机构与两个装夹卡盘，可以使上料、卸料与工件加工同步进行，将上料和卸料时的加工断隔时间有效利用，延长机床工作时间，降低机床闲置时长，显著提高加工效率和机床使用效率，降低闲置成本。

为实现上述目的，本实用新型提供的一种数控自动上料一体机床，包括有机床底座、设在所述机床底座上的主轴箱及用于连接刀具的工作台，所述主轴箱上设置有两个沿第一水平方向间隔排列的装夹卡盘，所述主轴箱与所述工作台沿第二水平方向分布；所述数控自动上料一体机床还包括有用于带动两个所述装夹卡盘或所述刀具沿所述第一水平方向位移的第一移动机构，所述第一水平方向与所述第二水平方向相垂直。

优选地，连接两个所述装夹卡盘的所述主轴箱整体通过所述第一移动机构沿所述第一水平方向位移，所述工作台通过第二移动机构沿所述第二水平方向产生靠近或远离所述主轴箱的位移。

优选地，所述工作台上设置有用于带动所述刀具升降位移的第一升降机构；

优选地，还包括用于夹取工件并将工件移动至所述装夹卡盘处的自动上料机构。

优选地，所述自动上料机构包括有抓料部件及带动所述抓料部件升降的第二升降机构。

优选地，所述自动上料机构还包括有带动所述抓料部件沿所述第一水平方向位移的第三移动机构。

优选地，所述自动上料机构还包括有带动所述抓料部件沿所述第二水平方向位移的第四移动机构。

优选地，所述自动上料机构还包括用于带动所述抓料部件转动的旋转机构。

优选地，还包括有用于放置物料的料盘。

优选地，所述抓料部件设置为气动三爪卡盘。

本实用新型提供的技术方案中，数控自动上料一体机床设有两个沿第一水平方向分布的装夹卡盘，用来连接刀具的工作台与这两个装夹卡盘沿第二水平方向间隔设置、以容纳所需加工的工件；同时，第一移动结构可以带动两个装夹卡盘或工作台沿第一水平位移，则通过移动可以将任意一个装夹卡盘都能够带着工件与工作台上的刀具相对应而进行加工。两个装夹卡盘可以轮流应用，进行无间隔性衔接，可以将人工装料、卸料的时间有效利用，解决了现有技术中上料和卸料时机床加工的断隔闲置问题，机床可以连续工作、持续加工，提高了加工效率，也降低了机床闲置时长。

本申请提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中数控自动上料一体机床的轴测图；

图2为本实用新型实施例中数控自动上料一体机床的侧视图；

图3为本实用新型实施例中机床主体的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中机床主体的俯视图；

图5为本实用新型实施例中自动上料机构的结构示意图。

图1-图5中：

1、机床底座；2、主轴箱；3、第一移动机构；31、第一直线导轨；32、第一传动块；33、第一动力；4、工作台；5、第二移动机构；51、第二直线导轨；52、第二传动块；53、第二动力；6、装夹卡盘；7、第一升降机构；71、第一升降导轨；72、第一升降块；73、第一升降动力；8、第三移动机构；9、第四移动机构；10、第二升降机构；11、抓料部件；12、料盘；13、主轴。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

本具体实施方式的目的在于提供一种数控自动上料一体机床，通过第一移动机构与两个装夹卡盘，可以使上料、卸料与工件加工同步进行，将上料和卸料时的加工断隔时间有效利用，延长机床工作时间，降低机床闲置时长，显著提高加工效率和机床使用效率，降低闲置成本。

以下，结合附图对实施例作详细说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型的内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。

请参考附图1-5，本实施例提供的一种数控自动上料一体机床，包括有机床底座1、设在机床底座1上的主轴箱2及工作台4，工作台4上设置有用于连接刀具的刀具安装座，主轴箱2上设置有两个沿第一水平方向间隔排列的装夹卡盘6，两个装夹卡盘6都可以装夹工件，同时，主轴箱2与工作台4沿第二水平方向分布，即两个装夹卡盘6都与工作台4上的刀具沿第二水平方向分布，第一水平方向与第二水平方向相垂直；同时，数控自动上料一体机床上还设置有用于带动两个装夹卡盘6或刀具沿第一水平方向位移的第一移动机构3，则通过第一移动机构3的位移调整，可以选择将两个装夹卡盘6中的任意一个与刀具相对正，而每个装夹卡盘6都与刀具具有相垂直的结构关系，刀具能对与其对正的任一个装夹卡盘6上的工件进行加工。

使用时，两个装夹卡盘6都能够装夹工件，与刀具对正而进行加工，在其中一个装夹卡盘6夹持工件进行加工时，即可对另一个装夹卡盘6进行上料装夹，在前一个工件加工完毕后，通过第一移动机构3调整位移，可立刻使刀具对另一个装夹卡盘6上的工件进行加工，在第二工件加工的同时，将第一个装夹卡盘6上已经加工好的工件卸下，然后装上新的待加工工件，以待加工，如此操作，两个装夹卡盘6轮流进行装夹加工，可以无间隔性衔接，工件加工与上料、卸料可以同步进行，将人工装料、卸料的时间进行了有效利用，解决了现有技术中上料和卸料时机床加工的断隔闲置问题，机床可以连续工作、持续加工，显著提高了机床有效工作时长和加工效率，增高机床使用效率，降低机床闲置时长，降低闲置成本；同时，主轴箱2上两根主轴13、两个装夹卡盘6，重量增大，利用自身重量可以减少加工过程工件所受的振动影响，降低振动对加工造成的加工尺寸精度影响。

第一移动机构3可以是带动两个装夹卡盘6位移，也可以是带动工作台4及刀具进行位移。本实施例中，如图2和图3所示，连接和固定两个装夹卡盘6的主轴箱2整体整体通过第一移动机构3沿第一水平方向位移，来让两个装夹卡盘6分别与工作台4上的刀具相对正。

工件装夹并与刀具对正之后，还需要调整刀具与工件的位置，来调整工件的加工长度和加工半径。本实施例中，工作台4通过第二移动机构5沿第二水平方向产生靠近或远离主轴箱2的位移，来调整刀具与工件之间的距离，调控工件的加工长度。

主轴箱2沿第一水平方向位移，可以调整第一水平方向上刀具与工件的距离，可以用来调整工件的加工半径。现有技术中，通常都是刀具在水平面内的两个相垂直的方向上移动，来调整加工半径与加工长度，然而，两个移动方向均处于水平面内，在进行其中一个方向上的位移调整时，容易引起另一个方向上的联动位移，影响对加工尺寸的控制程度，影响加工质量。故，进一步地，如图3所示，本实施例中，工作台4上设置有用于带动刀具升降位移的第一升降机构7，刀具在竖直方向升降位移来调整竖直方向与工件的距离，从而调整对工件的加工半径。如此设置，一方面，工件加工半径的调整方向在竖直面内，刀具在竖直面内沿竖直方向升降位移来调整加工半径，而刀具在水平面内第二水平方向的位移来调整加工长度，两个方向在竖直面内相垂直，第二移动机构5与第一升降结构的导轨在竖直面内呈垂直连接的结构关系，显著降低了两个位移方向的联动性，与现有技术中刀具在水平面内两个垂直方向上分别移动来调整加工长度与半径相比，结构的刚性更优，两个移动机构之间的联动影响很小，显著降低了一个方向位移对另一个方向的联动性影响，对尺寸的控制力度和效果更精准，尺寸稳定性更高，更提高了加工精度；另一方面，刀具竖直方向设置，工件沿水平面的第二水平方向设置，加工时，刀具位于工件上方，相比于现有技术中刀具位于工件一侧的结构，可以减少铁屑缠绕刀具、铁屑堆积的情况；再一方面，整个机床具有三个位移调节方向，竖直方向可以设为X向、用来调节加工半径，第一水平方向可以设为Y向、用来调节工件与刀具的对正位置，第二水平方向可以设为Z向、用来调节工件的加工长度，可调节性更强。

具体而言，主轴箱2可以是两个分开的箱体、分别带有一个主轴13及装夹卡盘6，也可以是一个整体的箱体、带有两个间隔的主轴13及和主轴13一一对应的装夹卡盘6。而第一移动机构3包括连接在机床底座1上的第一直线导轨31、连接在第一直线导轨31上的第一传动块32及提供动力的第一动力33，第一直线导轨31沿第一水平方向延伸。主轴箱2整体连接在第一传动块32上，在第一动力33的驱动下，主轴箱2跟随第一传动块32沿第一直线导轨31位移。第一动力33可以是电机，第一直线导轨31可以是丝杠，电机的动力输出轴与丝杠传动连接，第一传动块32套设在丝杠上并与丝杠螺纹连接；或者，第一动力33是气缸，第一直线导轨31为现有技术中的直线滑轨，第一传动块32滑动连接在滑轨上，气缸的活塞杆与第一传动块32传动连接。还可以是，第一移动机构3包括直线滑轨、滑动块、传动丝杆、传动块及电机，电机与传动丝杆传动连接，直线滑轨设置有两个并分别位于传动丝杠的两侧，主轴箱2连接在传动丝杠的传动块上，并同时与两个直线滑轨上的滑动块相连接。

第二移动机构5包括设在机床底座1上并沿第二水平方向延伸的第二直线轨道、连接在第二直线导轨51上的第二传动块52及提供动力的第二动力53，安装刀具的工作台4连接在第二传动块52上，并带着刀具在第二动力53的带动下沿第二直线导轨51的延伸方向移动。第二动力53也可以是电机，第二直线导轨51可以是丝杠，电机的动力输出轴与丝杠传动连接，第二传动块52套设在丝杠上并与丝杠螺纹连接；或者，第二动力53是气缸，第二直线导轨51为现有技术中的直线滑轨，第二传动块52滑动连接在滑轨上，气缸的活塞杆与第二传动块52传动连接。还可以是，第二移动机构5包括直线滑轨、滑动块、传动丝杆、传动块及电机，电机与传动丝杆传动连接，直线滑轨设置有两个并分别位于传动丝杠的两侧，主轴箱2连接在传动丝杠的传动块上，并同时与两个直线滑轨上的滑动块相连接。

第一升降机构7包括设置在工作台4上并沿竖直方向延伸的第一升降导轨71、连接在第一升降导轨71上的第一升降块72及提供动力的第一升降动力73，第一升降块72上设置有用于安装刀具的刀具安装座，刀具连接在第一升降块72上，第一升降动力73可以设为电机，第一升降导轨71可以设为丝杠，第一升降块72与丝杠螺纹连接，电机与丝杠传动连接；或者第一升降动力73设为气缸，第一升降导轨71设为滑轨，第一升降块72滑动连接在滑轨上，气缸与第一升降块72传动连接。

数控自动上料一体机床还设置有控制器及数控参数面板，控制器可以是现有技术中数控机床上的控制器，如型号为西门子smart-7系列的PLC。控制器与各个动力进行电路连接，根据参数面板上的输入信息控制各动力的启停运行。

如图1和图4所示，数控自动上料一体机床还包括用于夹取工件并将工件移动至装夹卡盘6处的自动上料机构。自动上料机构的动力与控制器电连接，通过自动上料机构，可以替代人工将工件夹取并移动到装夹卡盘6处，操作人员只需调节装夹卡盘6、直接装夹即可，明显节省人力，显著提高了上料和下料的速率；且与现有技术中操作人员一只手拿举工件、一只手调节装夹卡盘6相比，明显提高了操作便捷性、装夹便利性、装夹准确性和装夹一步到位性。自动上料机构与双装夹卡盘6结构相结合，不仅可以实现上下料与产品加工同步进行，提高了加工效率，且上下料流畅、平稳、快速、便捷。

具体地，自动上料机构包括有抓料部件11及带动抓料部件11升降的第二升降机构10。自动上料机构还包括有带动抓料部件11沿第一水平方向位移的第三移动机构8。自动上料机构还包括有带动抓料部件11沿第二水平方向位移的第四移动机构9。本实施例中的自动上料机构三个方向线性移动，相比于现有技术中机床外部加装单臂机械手进行上料，消除了单臂机械手存在的晃动性，解决了单臂机械手由于加装支点少结构不紧凑所造成的运行速度较慢、重复定位性差等问题，具有运行平稳快速、定位精准、故障率低的有益效果。

机床底座1上还可以设置有料盘12，待加工的工件批量集中放置在料盘12上，而加工完毕的工件，也可以集中放置在料盘12上，料盘12与自动上料机构对应设置，非常便于自动上料机构进行抓取和放置操作。

第二升降机构10包括沿竖直方向延伸的第二升降导轨、连接在第二升降导轨上的第二升降块及提供动力的第二升降动力，第三移动机构8包括沿第一水平方向延伸的第三直线导轨、连接在第三直线导轨上的第三传动块及提供动力的第三动力，第四移动机构9包括沿第二水平方向延伸的第四直线导轨、连接在第四直线导轨上的第四传动块及提供动力的第四动力。第三直线导轨与第四直线导轨二者中其中一者设置有两个并平行间隔连接在机床底座1上，另一者滑动连接在该其中一者上，如附图中所示，第四直线导轨设置有沿第一水平方向分布的两个，第三直线导轨架设在两个第四直线导轨上并与第四传动块连接，而第二升降导轨连接在第三传动块上，抓料部件11连接在第二升降块上。第二升降导轨、第三直线导轨及第四直线导轨均可以设置为丝杠，第二升降动力、第三动力及第四动力均设置为电机。

料盘12可以是铺设于主轴箱2上方，并处于两个第四直线导轨之间。第三直线导轨与料盘12沿第二水平方向分布、并位于工作台4附件，自动上料机构相当于位于主轴箱2上方，与主轴箱2、工作台4形成的加工区域及机床底座1形成上下分布，整个机床结构合理紧凑，占用空间小，与现有技术中的不带有自动上料机构的机床的占地尺寸基本一致。若现有技术中不带有自动上料机构的机床外部加装机械手来实现上下料，则会导致该机床占地尺寸增大，且增大尺寸接近一倍，产生成本。

进一步地，自动上料机构还包括有用于带动抓料部件11转动的旋转机构。旋转机构包括转动动力及转轴，转轴与第二升降块可转动地连接，且一端与转动动力传动连接、另一端与抓料部件11连接。转动动力可以设置为电机，带动抓料部件11转动。而转轴的转动中心线可以是沿竖直方向设置，也可以沿水平方向设置，如沿第一水平方向或第二水平方向，也可以是沿与水平面呈45度夹角的倾斜方向设置。

抓料部件11具体可以是现有技术中的机械手夹爪，或者是，气动三爪卡盘，也可以是电磁吸盘。优选方案中，抓料部件11设置有两个气动三爪卡盘。旋转机构还包括有连接座，连接座的中心套设在转轴上并随时转轴进行转动，而两个气动三爪卡盘分别设置在连接座的两端。且，连接座沿与水平面呈45度夹角方向倾斜设置，转轴的转动中心线倾斜设置，两个气动三爪卡盘一个沿竖直方向设置、另一个沿水平方向设置，两个卡盘的中心线相垂直。当转轴转动，两个卡盘轮流转动到垂直位置处，进行物料抓取，更便捷。

需要说明的是，本文所表述的“第一”“第二”等词语，不是对具体顺序的限制，仅仅只是用于区分各个部件或功能。所阐述的“水平”“竖直”“上”“下”“左”“右”是在该数控自动上料一体机床处于自然摆放状态时之所指。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。本实用新型提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不互相制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互结合，达到多个效果共同实现。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种数控自动上料一体机床，其特征在于，包括有机床底座(1)、设在所述机床底座(1)上的主轴箱(2)及用于连接刀具的工作台(4)，所述主轴箱(2)上设置有两个沿第一水平方向间隔排列的装夹卡盘(6)，所述主轴箱(2)与所述工作台(4)沿第二水平方向分布；所述数控自动上料一体机床还包括有用于带动两个所述装夹卡盘(6)或所述刀具沿所述第一水平方向位移的第一移动机构(3)，所述第一水平方向与所述第二水平方向相垂直。

2.如权利要求1所述的数控自动上料一体机床，其特征在于，连接两个所述装夹卡盘(6)的所述主轴箱(2)整体通过所述第一移动机构(3)沿所述第一水平方向位移，所述工作台(4)通过第二移动机构(5)沿所述第二水平方向产生靠近或远离所述主轴箱(2)的位移。

3.如权利要求1或2所述的数控自动上料一体机床，其特征在于，所述工作台(4)上设置有用于带动所述刀具升降位移的第一升降机构(7)。

4.如权利要求1所述的数控自动上料一体机床，其特征在于，还包括用于夹取工件并将工件移动至所述装夹卡盘(6)处的自动上料机构。

5.如权利要求4所述的数控自动上料一体机床，其特征在于，所述自动上料机构包括有抓料部件(11)及带动所述抓料部件(11)升降的第二升降机构(10)。

6.如权利要求5所述的数控自动上料一体机床，其特征在于，所述自动上料机构还包括有带动所述抓料部件(11)沿所述第一水平方向位移的第三移动机构(8)。

7.如权利要求5或6所述的数控自动上料一体机床，其特征在于，所述自动上料机构还包括有带动所述抓料部件(11)沿所述第二水平方向位移的第四移动机构(9)。

8.如权利要求7所述的数控自动上料一体机床，其特征在于，所述自动上料机构还包括有用于带动所述抓料部件(11)转动的旋转机构。

9.如权利要求1所述的数控自动上料一体机床，其特征在于，还包括有用于放置物料的料盘(12)。

10.如权利要求5所述的数控自动上料一体机床，其特征在于，所述抓料部件(11)设置为气动三爪卡盘。

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