CN219112913U - 一种精准对接换向机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种精准对接换向机构，目的是解决现有工件加工时，零件长度受限，无法满足换向，且零件换向后跳动误差大，无法满足零件加工要求的技术问题。该精准对接换向机构包括：机座；移动机构，安装于所述机座上；固定上料定位机构，安装于所述机座上，并位于所述移动机构的一端；活动上料定位机构，与所述固定上料定位机构相对设置，并与所述移动机构传动连接，所述移动机构驱动所述活动上料定位机构远离或靠近所述固定上料定位机构。本实用新型拓宽了车削自动化加工单元中零件换向的范围，同时解决了换向后零件跳动误差过大的弊端，车削自动化加工工艺得到简化，自动化程度更高，加工效率也相应得到提高。

Description

一种精准对接换向机构

技术领域

本实用新型涉及车削自动化加工技术领域，尤其是涉及一种精准对接换向机构。

背景技术

在车削自动化加工过程中，对于已车削了一端外圆需加工另一端外圆的情况，需对零件进行换向。已有技术采用的是机器人的机械手夹持已车削的外圆将其安放在固定的平行卡爪内夹持，机械手松开，夹持有零件的固定平行卡爪在水平面内旋转180度后，机械手重新过来夹持零件另一端，将零件重新安放于机床内。该方法存在以下弊端：零件长度受限，无法满足换向；另外零件换向后跳动误差大，无法满足零件加工要求。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种精准对接换向机构，应用于车削自动化加工单元，实现零件的精准换向，满足加工要求，解决了现有工件加工时，零件长度受限，无法满足换向，且零件换向后跳动误差大，无法满足零件加工要求的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种精准对接换向机构，包括：机座；移动机构，安装于所述机座上；固定上料定位机构，安装于所述机座上，并位于所述移动机构的一端；活动上料定位机构，与所述固定上料定位机构相对设置，并与所述移动机构传动连接，所述移动机构驱动所述活动上料定位机构远离或靠近所述固定上料定位机构。

本实用新型是车削柔性化自动加工单元的关键技术之一，拓宽了车削自动化加工单元中零件换向的范围，同时解决了换向后零件跳动误差过大的弊端，车削自动化加工工艺得到简化，自动化程度更高，加工效率也相应得到提高。

可选的，所述移动机构包括：滑轨安装座，安装于所述机座上；直线滑轨，安装于所述滑轨安装座上；丝杠组件，安装于两直线滑轨之间；其中，所述丝杠组件与所述活动上料定位机构底部传动连接，所述丝杠组件驱动活动上料定位机构沿直线滑轨往复移动。

可选的，所述丝杠组件包括：丝杠，沿所述直线滑轨长度方向设置，并位于两直线滑轨之间；螺母座，套设于所述丝杠上；其中，所述丝杠一端通过端座安装于所述机座上，另一端与驱动电机的动力输出端连接；所述活动上料定位机构底部与所述螺母座固定连接，所述驱动电机驱动丝杠转动，所述螺母座带动活动上料定位机构移动。

可选的，所述活动上料定位机构底部通过移动板与所述螺母座上表面固定连接，所述移动板两侧通过滑块与所述直线滑轨滑动连接。

可选的，所述移动板一侧上表面通过拖链支架连接有拖链，所述拖链通过线槽安装于所述机座上，所述线槽与所述直线滑轨长度方向一致。

可选的，所述移动机构上方设置有风琴防护罩和/或所述驱动电机上设置有电机防护罩。

可选的，所述固定上料定位机构的定位底座通过连接底座与机座固定连接，所述固定上料定位机构和活动上料定位机构的卡盘的夹持轴心线在一条直线上。

可选的，所述活动上料定位机构包括：定位底座；支座，安装于所述定位底座顶部；升降机构，安装于所述支座上；拧紧枪组件，与所述升降机构传动连接；零点快换机构，安装于所述定位底座一侧；卡盘，可拆卸地设置于所述零点快换机构上；其中，所述升降机构驱动所述拧紧枪组件向上或向下运动，所述拧紧枪组件对所述卡盘拧紧或松开以实现工件的夹紧或松开，所述零点快换机构用于对卡盘的夹紧或松开；所述固定上料定位机构与所述活动上料定位机构结构一致。

可选的，所述升降机构包括：升降气缸，通过气缸连接座安装于所述支座顶部；升降滑轨，安装于所述支座侧壁上；其中，所述升降气缸的输出端连接有滑板，所述滑板两侧通过升降滑块与所述升降滑轨滑动连接，所述拧紧枪组件与所述滑板固定连接。

可选的，所述拧紧枪组件包括：扭力枪连接板，一侧与所述滑板固定连接；扭力枪，安装于所述扭力枪连接板上，其拧紧连接头与所述卡盘相对设置。

本实用新型有益效果为：

本实用新型是车削柔性化自动加工单元的关键技术之一，拓宽了车削自动化加工单元中零件换向的范围，同时解决了换向后零件跳动误差过大的弊端，车削自动化加工工艺得到简化，自动化程度更高，加工效率也相应得到提高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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为本实用新型的结构示意图一。

图2为本实用新型的结构示意图二。

图3为本实用新型的正视图。

图4为本实用新型中移动机构的结构示意图。

图5为本实用新型中活动上料定位机构的结构示意图。

图6为本实用新型工件上料到卡盘再到车床的控制流程框图。

图7为本实用新型卡盘工件对接换向后再上料到机床的控制流程框图。

附图标记：1、机座；10、地脚板；2、移动机构；20、滑轨安装座；21、直线滑轨；22、丝杠组件；220、丝杠；221、螺母座；222、端座；223、驱动电机；23、移动板；24、滑块；25、电机防护罩；250、护罩安装板；26、拖链支架；27、拖链；28、线槽；29、护罩；290、护罩安装座；3、固定上料定位机构；30、连接底座；4、活动上料定位机构；40、定位底座；41、支座；410、底板；411、立板；412、顶板；413、加强筋；42、升降机构；420、升降气缸；421、升降滑轨；422、升降滑块；423、滑板；424、限位挡块；43、拧紧枪组件；430、扭力枪连接板；431、扭力枪；4310、拧紧连接头；44、零点快换机构；440、动力源；45、卡盘；5、工件。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型申请实施例的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本实用新型申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”、“端”、“侧”等指示的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实用新型申请实施例和简化描述，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实用新型申请实施例的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型申请实施例中的具体含义。

在本实用新型申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型申请实施例的不同结构。为了简化本实用新型申请实施例的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型申请实施例。此外，本实用新型申请实施例可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

如图1～图5所示，本实用新型申请实施例提供了一种精准对接换向机构，以解决上述问题。该包括：机座1，移动机构2，固定上料定位机构3及相对设置的活动上料定位机构4。移动机构2安装于机座1上；固定上料定位机构3安装于机座1上，并位于移动机构2的一端；活动上料定位机构4安装于移动机构2上，并与移动机构2传动连接，移动机构2驱动活动上料定位机构4远离或靠近固定上料定位机构3，即活动上料定位机构4可向固定上料定位机构3靠近或远离。

具体的，机座1呈长方体结构，其底部设置有多个地脚板10。机座1可采用铸铁结构，刚性强，结构稳定，不变形，确保换向精度。

移动机构2包括：滑轨安装座20、直线滑轨21、丝杠组件22、移动板23及滑块24。

滑轨安装座20沿机座1横向方向安装于机座1上，直线滑轨21安装于滑轨安装座20上表面，丝杠组件22安装于两直线滑轨21之间。直线滑轨21为两个，沿机座1长度方向相对称地设置于机座1两侧，固定上料定位机构3通过连接底座30安装于直线滑轨21的一端，活动上料定位机构4底部与丝杠组件22传动连接，丝杠组件22驱动活动上料定位机构4沿直线滑轨21往复移动，即丝杠组件22驱动活动上料定位机构4靠近或远离固定上料定位机构3。

进一步地，丝杠组件22包括：丝杠220、螺母座221、端座222及驱动电机223。丝杠220沿直线滑轨21长度方向设置，并位于两直线滑轨21之间，螺母座221套设于丝杠220上，丝杠220一端通过端座222安装于机座1上，另一端与驱动电机223的动力输出端连接。使用时，活动上料定位机构4底部通过螺母安装垫片与螺母座221上表面固定连接，驱动电机223通过电机安装板安装于机座1的一端，驱动电机223驱动丝杠220转动，螺母座221带动活动上料定位机构4移动。驱动电机223采用伺服电机驱动，保证工件轴向对接的精确度。

进一步地，活动上料定位机构4底部通过移动板23与螺母座221上表面固定连接，移动板23两侧通过滑块24与直线滑轨21滑动连接，即移动板23下表面中部位置处于螺母座221固定连接，两侧下表面与滑块24上表面连接。当丝杠220转动时，螺母座221和滑块24带动移动板23及固定于移动板23上的活动上料定位机构4移动。

可选的，驱动电机223上通过护罩安装板250安装有电机防护罩25。

可选的，移动板23一侧上表面通过拖链支架26连接有拖链27，拖链27通过线槽28安装于机座1上，线槽28靠近直线滑轨21设置，且与直线滑轨21长度方向一致。具体的，滑块24为四个，其靠近丝杠220的一侧上表面与移动板23侧边固定连接，拖链支架26与其中一个滑块24上表面相连，拖链支架26一端与滑块24远离丝杠220的一侧上表面固定连接，另一端与拖链27相连。

可选的，拖链支架26呈“Z”型结构。

可选的，移动机构2上方通过护罩安装座290安装有风琴护罩29，护罩安装座290位于直线滑轨21一端，零点快换机构44的下方。有利于对丝杆滑轨部件进行保护。

使用时，启动驱动电机223，丝杠220转动，从而通过移动板23带动活动上料定位机构4沿直线滑轨21向固定上料定位机构3靠近或远离。

进一步地，固定上料定位机构3与活动上料定位机构4结构一致。活动上料定位机构4包括：定位底座40、支座41、升降机构42、拧紧枪组件43、零点快换机构44及卡盘45。使用时，固定上料定位机构3的定位底座通过连接底座30与机座1固定连接，活动上料定位机构4的定位底座与移动板23固定连接，固定上料定位机构3和活动上料定位机构4的卡盘45的夹持轴心线在一条直线上，换向夹紧后轴心线在一条直线上。

支座41安装于定位底座40顶部，升降机构42安装于支座41侧壁，拧紧枪组件43与升降机构42传动连接，零点快换机构44安装于定位底座40一侧，且零点快换机构44位于拧紧枪组件43下方，即拧紧枪组件43与零点快换机构44相垂直，卡盘45可拆卸地设置于零点快换机构44上，卡盘45位于拧紧枪组件43正下方。

为零点快换机构44提供动力的动力源440安装于定位底座40一侧，动力源440使零点快换机构44能够执行夹紧或释放操作。可选的，定位底座40上开设有通孔，定位底座40的一端安装有动力源440，动力源440通过拉杆与零点快换机构44连接。零点快换机构44远离动力源440的一侧设置有可拆卸的卡盘45，卡盘45位于拧紧枪组件43正下方。升降机构42和动力源440用于给零点快换机构44的运行提供动力源，能保证零点快换机构44能够执行夹紧或释放操作。可选的，动力源440采用液压系统。可选的，动力源440采用薄型油压缸（嘉刚）。零点快换机构44用于快速锁紧卡盘45，可采用SMW的零点快换结构，便于与各类卡盘夹具实现快速切换定位，通过采用液压油缸驱动，实现卡盘的松开夹紧。拧紧枪组件43采用现有的电动伺服拧紧枪，对三爪卡盘夹具拧紧松开实现卡盘夹紧/松开工件。升降机构42带动拧紧枪组件43上升或下降。

进一步地，升降机构42包括：升降气缸420、升降滑轨421、升降滑块422及滑板423。升降气缸420通过气缸连接座安装于升降机构支座41顶部；升降滑轨421安装于支座41侧壁上，升降滑块422滑动安装于升降滑轨421上，升降气缸420的输出端于滑板423的一端固定连接，滑板423两侧与升降滑块422固定连接，拧紧枪组件43与滑板423固定连接。升降滑轨421两端固定有限位挡块424。

可选的，升降滑轨421采用两个，两个升降滑轨421上分别滑动安装有两个升降滑块422，升降气缸420的可动端位于两个升降滑轨421之间并与滑板423的一端固定连接，从而带动滑板423沿升降滑轨421运动，即远离或靠近零点快换机构44。

可选的，支座41包括固定于定位底座顶部的底板410、固定于底板410上的立板411及固定于立板411上的顶板412，升降滑轨421竖直安装于立板411的一侧壁上，立板411另一侧与底板410之间安装有两加强筋413。

拧紧枪组件43包括扭力枪连接板430和安装于扭力枪连接板430上的扭力枪431，扭力枪连接板430与滑板423固定连接，扭力枪431的拧紧连接头4310与卡盘45相对设置。

使用时，将加工工件5上料到固定上料定位机构3上（先通过机器人抓取空置卡盘，将空置卡盘装夹到固定上料定位机构3的零点快换机构上，零点快换机构锁紧卡盘），然后固定上料定位机构3上的拧紧枪组件对正卡盘，将卡盘松开到位，然后机器人抓取目标工件5，并将工件5装入该卡盘，然后拧紧枪锁紧卡盘45，从而夹紧工件5。当需要换向时，在活动上料定位机构4上的零点快换机构44上装夹空置卡盘45，活动上料定位机构4上的拧紧枪组件43将卡盘45松开到位，然后启动移动机构2，将活动上料定位机构4移动到目标对接位置，然后活动上料定位机构4上的拧紧枪组件43对正空置卡盘45，锁紧卡盘45夹爪，从而锁紧工件5，此时，工件5另一端拧紧枪（固定上料定位机构3的拧紧枪）对正卡盘，松开卡盘，从而松开工件5，最后，移动机构2退回初始位置，完成换向。

本实用新型精准对接换向机构主要用于机器人将加工工件对卡盘上料和工件调头换向夹持，拓宽了工件换向的范围，同时解决了换向后零件跳动误差过大的弊端。图2和图3为去掉风琴护罩后的结构示意图。可选的，本实用新型精准对接换向机构的外形尺寸2100×600×1600mm，活动端有效行程1000mm。

在实际使用时，本实用使用新型精准对接换向机构由1台S7-1200PLC独立控制，它和车削单元的PLC走PROFINET网络通信。精准对接换向机构在初始化时，Z轴会移动到固定的安全位置，同时发送待机信号给车削单元的PLC。车削单元的PLC会根据工控系统发送对应的换向加工程序给精准对接换向机构的操作系统。通过两者间的传递参数来完成整个换向动作。精准对接换向机构配备独立的电控柜，并配备HMI触摸屏显示器，以便查看和维护。在一实施方式中，工件5上料到卡盘再到车床的控制流程如图6所示；卡盘工件对接换向后再上料到机床的控制流程如图7所示。换向专机即本实用新型精准对接换向机构，拧紧枪即本实用新型拧紧枪组件。

本实施例中未作详细说明之处，为本领域公知的技术。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种精准对接换向机构，其特征在于，包括：

机座（1）；

移动机构（2），安装于所述机座（1）上；

固定上料定位机构（3），安装于所述机座（1）上，并位于所述移动机构（2）的一端；

活动上料定位机构（4），与所述固定上料定位机构（3）相对设置，并与所述移动机构（2）传动连接，所述移动机构（2）驱动所述活动上料定位机构（4）远离或靠近所述固定上料定位机构（3）。

2.根据权利要求1所述的精准对接换向机构，其特征在于，所述移动机构（2）包括：

滑轨安装座（20），安装于所述机座（1）上；

直线滑轨（21），安装于所述滑轨安装座（20）上；

丝杠组件（22），安装于两直线滑轨（21）之间；

其中，所述丝杠组件（22）与所述活动上料定位机构（4）底部传动连接，所述丝杠组件（22）驱动活动上料定位机构（4）沿直线滑轨（21）往复移动。

3.根据权利要求2所述的精准对接换向机构，其特征在于，所述丝杠组件（22）包括：

丝杠（220），沿所述直线滑轨（21）长度方向设置，并位于两直线滑轨（21）之间；

螺母座（221），套设于所述丝杠（220）上；

其中，所述丝杠（220）一端通过端座（222）安装于所述机座（1）上，另一端与驱动电机（223）连接；所述活动上料定位机构（4）底部与所述螺母座（221）固定连接，所述驱动电机（223）驱动丝杠（220）转动，所述螺母座（221）带动活动上料定位机构（4）移动。

4.根据权利要求3所述的精准对接换向机构，其特征在于，所述活动上料定位机构（4）底部通过移动板（23）与所述螺母座（221）上表面固定连接，所述移动板（23）两侧通过滑块（24）与所述直线滑轨（21）滑动连接。

5.根据权利要求4所述的精准对接换向机构，其特征在于，所述移动板（23）一侧上表面通过拖链支架（26）连接有拖链（27），所述拖链（27）通过线槽（28）安装于所述机座（1）上，所述线槽（28）与所述直线滑轨（21）长度方向一致。

6.根据权利要求3所述的精准对接换向机构，其特征在于，所述移动机构（2）上方设置有风琴防护罩（29）和/或所述驱动电机（223）上设置有电机防护罩（25）。

7.根据权利要求1所述的精准对接换向机构，其特征在于，所述固定上料定位机构（3）的定位底座通过连接底座（30）与机座（1）固定连接，所述固定上料定位机构（3）和活动上料定位机构（4）的卡盘的夹持轴心线在一条直线上。

8.根据权利要求1或7所述的精准对接换向机构，其特征在于，所述活动上料定位机构（4）包括：

定位底座（40）；

支座（41），安装于所述定位底座（40）顶部；

升降机构（42），安装于所述支座（41）上；

拧紧枪组件（43），与所述升降机构（42）传动连接；

零点快换机构（44），安装于所述定位底座（40）一侧；

卡盘（45），可拆卸地设置于所述零点快换机构（44）上；

其中，所述升降机构（42）驱动所述拧紧枪组件（43）向上或向下运动，所述拧紧枪组件（43）对所述卡盘（45）拧紧或松开以实现工件的夹紧或松开，所述零点快换机构（44）用于对卡盘（45）的夹紧或松开；所述固定上料定位机构（3）与所述活动上料定位机构（4）结构一致。

9.根据权利要求8所述的精准对接换向机构，其特征在于，所述升降机构（42）包括：

升降气缸（420），通过气缸连接座安装于所述支座（41）顶部；

升降滑轨（421），安装于所述支座（41）侧壁上；

其中，所述升降气缸（420）的输出端连接有滑板（423），所述滑板（423）两侧通过升降滑块（422）与所述升降滑轨（421）滑动连接，所述拧紧枪组件（43）与所述滑板（423）固定连接。

10.根据权利要求9所述的精准对接换向机构，其特征在于，所述拧紧枪组件（43）包括：

扭力枪连接板（430），一侧与所述滑板（423）固定连接；

扭力枪（431），安装于所述扭力枪连接板（430）上，其拧紧连接头（4310）与所述卡盘（45）相对设置。

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