CN220547886U - 一种全自动药柱加工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种全自动药柱加工装置，包括外侧具有定料工位的机架，机架于定料工位底侧设置转料夹持机构，机架于转料夹持机构正上方顺次设置顶尖夹紧机构、卡盘夹紧机构，顶尖夹紧机构由顶尖升降机构驱动连接，顶尖升降机构连接顶尖配重机构，卡盘夹紧机构由卡盘升降机构驱动连接，卡盘升降机构连接卡盘配重机构；定料工位的旁侧设置切削机构，切削机构由切削升降机构驱动连接，切削升降机构连接切削配重机构，切削机构包括至少一组进刀组件，进刀组件上设置清屑组件和至少一把刀具。本装置可实现药柱外圆、药柱侧槽、药柱椭球面的自动加工，减小了人工劳动强度，降低了工人安全隐患，提高了生产效率，优化加工效果，增加产能收益。

Description

一种全自动药柱加工装置

技术领域

本实用新型属于机械技术领域，涉及一种自动切削加工装置，特别是一种全自动药柱加工装置。

背景技术

药柱是一种具有几何形状和尺寸的固体推进剂，目前药柱外表面加工过程基本采用手工机床作业，需要多名员工现场操作，作业过程主要包括上料、产品装夹、机床加工、产品翻身、卸料等多个步骤，工艺技术落后，劳动强度大，生产效率低，同时此产品加工工具有一定的危险性，行业卫生及安全隐患问题突出。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种根据药柱多项特征加工要求，合理设置调位、切削结构及加工程序，提升加工效率且优化加工效果的全自动药柱加工装置。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种全自动药柱加工装置，包括外侧具有定料工位的机架，所述机架于所述定料工位底侧设置转料夹持机构，所述机架于所述转料夹持机构正上方顺次设置顶尖夹紧机构、卡盘夹紧机构，所述顶尖夹紧机构由顶尖升降机构驱动连接，所述顶尖升降机构连接顶尖配重机构，所述卡盘夹紧机构由卡盘升降机构驱动连接，所述卡盘升降机构连接卡盘配重机构；所述定料工位的旁侧设置切削机构，所述切削机构由切削升降机构驱动连接，所述切削升降机构连接切削配重机构，所述切削机构包括至少一组进刀组件，所述进刀组件上设置清屑组件和至少一把刀具。

在上述的全自动药柱加工装置中，所述转料夹持机构包括固装于所述机架底部的转台，所述转台内呈竖向铰接转轴，所述转轴伸出所述转台顶面固连支撑卡盘，所述支撑卡盘沿周圈环形阵列若干气动夹爪，所述转轴上固套大带轮，所述机架内固装旋转电机，所述旋转电机的转轴上固套小带轮，所述小带轮与所述大带轮之间张紧套接皮带。

在上述的全自动药柱加工装置中，所述顶尖夹紧机构包括顶尖座，所述顶尖座上装设顶尖压紧气缸，所述顶尖压紧气缸朝下的压紧杆末端呈转动套接顶尖压筒。

在上述的全自动药柱加工装置中，所述顶尖升降机构包括固装于所述机架上的顶尖电机，所述顶尖电机连接顶尖丝杠，所述顶尖丝杠外周套接顶尖螺母形成螺纹啮合连接，所述顶尖螺母固连顶尖升降板，所述机架上固设竖轨一，所述顶尖升降板对应设置竖块一，所述竖块一卡接所述竖轨一形成导滑连接，所述顶尖升降板上固装所述顶尖座。

在上述的全自动药柱加工装置中，所述顶尖配重机构包括呈水平铰接于所述机架上的两对顶尖链轮，每对所述顶尖链轮通过齿啮合连接一条顶尖链条，所述顶尖链条的一端吊接位于机架内的顶尖配重组，所述顶尖链条的另一端连接顶尖升降板。

在上述的全自动药柱加工装置中，所述卡盘夹紧机构包括卡盘支架，所述卡盘支架上设置中空卡盘，所述中空卡盘具有中心通口，绕所述中心通口外周环形阵列若干气动夹爪。

在上述的全自动药柱加工装置中，所述卡盘升降机构包括固装于所述机架上的卡盘电机，所述卡盘电机连接卡盘丝杠，所述卡盘丝杠外周套接卡盘螺母形成螺纹啮合连接，所述卡盘螺母固连卡盘升降板，所述卡盘升降板上设置竖块二，所述竖块二对应卡接所述竖轨一形成导滑连接，所述卡盘升降板上固装所述卡盘支架。

在上述的全自动药柱加工装置中，所述卡盘配重机构包括呈水平铰接于所述机架上的两对卡盘链轮，每对所述卡盘链轮通过齿啮合连接一条卡盘链条，所述卡盘链条的一端吊接位于机架内的卡盘配重组，所述卡盘链条的另一端连接卡盘升降板。

在上述的全自动药柱加工装置中，所述切削机构包括切削底板，所述切削底板上并列设置两组所述进刀组件，所述进刀组件包括进给电机，所述进给电机连接进给丝杠，所述进给丝杠外周套接进给螺母形成螺纹啮合连接，所述进给螺母固连进给座，所述切削底板上固设横轨，所述进给座对应设置横块，所述横块卡接所述横轨形成导滑连接；所述清屑组件为固设于所述进给座上的吸尘管，所述吸尘管的管口朝向所述定料工位；所述刀具包括拉槽刀、车圆刀、R刨刀中的至少一把。

在上述的全自动药柱加工装置中，所述切削升降机构包括固装于所述机架上的切削电机，所述切削电机连接切削丝杠，所述切削丝杠外周套接切削螺母形成螺纹啮合连接，所述切削螺母固连所述切削底板，所述机架上固设竖轨二，所述切削底板对应设置竖块三，所述竖块三对应卡接所述竖轨二形成导滑连接；所述切削配重机构包括呈水平铰接于所述机架上的两对切削链轮，每对所述切削链轮通过齿啮合连接一条切削链条，所述切削链条的一端吊接位于机架内的切削配重组，所述切削链条的另一端连接切削底板。

与现有技术相比，本全自动药柱加工装置具有以下有益效果：

1、本装置可实现药柱外圆、药柱侧槽、药柱椭球面的自动加工，减小了人工劳动强度，降低了工人安全隐患，提高了生产效率，优化加工效果，增加产能收益。

2、采用配重方式实现两端重量平衡，在升降运行过程中使两端重量差保持在一定限额内，以保证机构传动正常。因升降驱动采用伺服动力，由于两端重量基本相等，此时动力元件只需克服摩檫力做功，即可带动配重进行上下运动，从而减小动力元件负载，确保升降到位精准，延长整体装置的使用寿命。

附图说明

图1是本全自动药柱加工装置的整体结构图。

图2是本全自动药柱加工装置中转料夹持机构的立体结构图。

图3是本全自动药柱加工装置中转料夹持机构的剖视结构图。

图4是本全自动药柱加工装置中顶尖夹紧机构的立体结构图。

图5是本全自动药柱加工装置中卡盘夹紧机构的立体结构图。

图6是本全自动药柱加工装置的内部立体结构图。

图7是本全自动药柱加工装置的内部局部主视结构图。

图8是本全自动药柱加工装置的内部局部侧视结构图。

图9是本全自动药柱加工装置中切削机构的立体结构图。

图中，1、机架；2、转台；3、转轴；4、支撑卡盘；5、旋转电机；6、小带轮；7、大带轮；8、顶尖座；9、顶尖压紧气缸；10、顶尖压筒；11、卡盘支架；12、中空卡盘；13、顶尖电机；14、顶尖丝杠；15、顶尖链轮；16、顶尖链条；17、顶尖配重组；18、卡盘电机；19、卡盘丝杠；20、卡盘链轮；21、卡盘链条；22、卡盘配重组；23、切削底板；24、进给电机；25、进给丝杠；26、横轨；27、挡板；28、进给座；29、拉槽刀；30、车圆刀；31、R刨刀；32、吸尘管；33、摄像头一；34、摄像头二；35、摄像头三；36、切削电机；37、切削丝杠；38、切削链条。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本全自动药柱加工装置，包括外侧具有定料工位的机架1，机架1于定料工位底侧设置转料夹持机构，机架1于转料夹持机构正上方顺次设置顶尖夹紧机构、卡盘夹紧机构，顶尖夹紧机构由顶尖升降机构驱动连接，顶尖升降机构连接顶尖配重机构，卡盘夹紧机构由卡盘升降机构驱动连接，卡盘升降机构连接卡盘配重机构；定料工位的底部旁侧设置上料检测组件，定料工位的顶部旁侧设置槽位检测组件，定料工位的旁侧设置切削机构，切削机构由切削升降机构驱动连接，切削升降机构连接切削配重机构，切削机构包括至少一组进刀组件，进刀组件上设置切削检测组件、清屑组件和至少一把刀具，刀具上设置热电偶传感器。吸尘管32的末端具有一定弯折角度，可提高吸渣效果。热电偶传感器具体安装在刀具的刀把上。

如图2和3所示，转料夹持机构包括固装于机架1底部的转台2，转台2内呈竖向铰接转轴3，转轴3伸出转台2顶面固连支撑卡盘4，支撑卡盘4沿周圈环形阵列若干气动夹爪，转轴3上固套大带轮7，机架1内固装旋转电机5，旋转电机5的转轴上固套小带轮6，小带轮6与大带轮7之间张紧套接皮带。将药柱放置在支撑卡盘4上，通过若干气动夹爪沿周向抱紧药柱形成夹持固定。启动旋转电机5驱动小带轮6定向旋转，通过皮带摩擦传动带动大带轮7旋转，从而同步驱使支撑卡盘4带动药柱定向均速自转。

如图4所示，顶尖夹紧机构包括顶尖座8，顶尖座8上装设顶尖压紧气缸9，顶尖压紧气缸9朝下的压紧杆末端呈转动套接顶尖压筒10。当药柱的底端夹持固定后，顶尖座8下降至适当位置，顶尖压紧气缸9朝下伸出压紧杆，直至顶尖压筒10压制于药柱顶端上，对药柱形成上下夹持固定。

如图6至图8所示，顶尖升降机构包括固装于机架1上的顶尖电机13，顶尖电机13连接顶尖丝杠14，顶尖丝杠14外周套接顶尖螺母形成螺纹啮合连接，顶尖螺母固连顶尖升降板，机架1上固设竖轨一，顶尖升降板对应设置竖块一，竖块一卡接竖轨一形成导滑连接，顶尖升降板上固装顶尖座8；启动顶尖电机13驱动顶尖丝杠14自转，通过螺纹啮合传动驱使顶尖升降板沿竖轨一上下滑移，同步带动顶尖夹紧机构上下位移。

顶尖配重机构包括呈水平铰接于机架1上的两对顶尖链轮15，每对顶尖链轮15通过齿啮合连接一条顶尖链条16，顶尖链条16的一端吊接位于机架1内的顶尖配重组17，顶尖链条16的另一端连接顶尖升降板。在顶尖升降板上下移动过程中，同步拉动顶尖链条16与顶尖链轮15形成齿啮合往复运动，从而同步拉动顶尖配重组17上下移动，起到平衡配重作用。

如图5所示，卡盘夹紧机构包括卡盘支架11，卡盘支架11上设置中空卡盘12，中空卡盘12具有中心通口，绕中心通口外周环形阵列若干气动夹爪。使药柱贯穿中空卡盘12的中心通口，通过若干气动夹爪沿周向抱紧药柱形成夹持固定。中空卡盘12内装设平面轴承，通过平面轴承的滚滑连接，使中空卡盘12由外力带动自转。

如图6至图8所示，卡盘升降机构包括固装于机架1上的卡盘电机18，卡盘电机18连接卡盘丝杠19，卡盘丝杠19外周套接卡盘螺母形成螺纹啮合连接，卡盘螺母固连卡盘升降板，卡盘升降板上设置竖块二，竖块二对应卡接竖轨一形成导滑连接，卡盘升降板上固装卡盘支架11；启动卡盘电机18驱动卡盘丝杠19自转，通过螺纹啮合传动驱使卡盘升降板沿竖轨一上下滑移，同步带动卡盘夹紧机构上下位移。

卡盘配重机构包括呈水平铰接于机架1上的两对卡盘链轮20，每对卡盘链轮20通过齿啮合连接一条卡盘链条21，卡盘链条21的一端吊接位于机架1内的卡盘配重组22，卡盘链条21的另一端连接卡盘升降板。在卡盘升降板上下移动过程中，同步拉动卡盘链条21与卡盘链轮20形成齿啮合往复运动，从而同步拉动卡盘配重组22上下移动，起到平衡配重作用。

顶尖电机13与顶尖丝杠14由上向下设置，卡盘电机18与卡盘丝杠19由下向上设置，两者首位相对错位布设，卡盘配重机构布设于顶尖配重机构的外圈，顶尖升降机构与卡盘升降机构共用同一竖轨一结构，由此排布组装合理利用机架1布局空间，使顶尖升降机构与卡盘升降机构相互独立运作且互不干扰。

如图1所示，上料检测组件包括检测支架一，检测支架一上装设摄像头一33及光源一；槽位检测组件包括检测支架二，检测支架二上装设摄像头二34及光源二。

如图9所示，切削机构包括切削底板23，切削底板23上并列设置两组进刀组件，进刀组件包括进给电机24，进给电机24连接进给丝杠25，进给丝杠25外周套接进给螺母形成螺纹啮合连接，进给螺母固连进给座28，切削底板23上固设横轨26，进给座28对应设置横块，横块卡接横轨26形成导滑连接；切削检测组件为固设于进给座28上的摄像头三35及光源三；清屑组件为固设于进给座28上的吸尘管32，吸尘管32的管口朝向定料工位；刀具包括拉槽刀29、车圆刀30、R刨刀31中的至少一把。

启动进给电机24驱动进给丝杠25自转，通过螺纹啮合传动驱使进给座28沿横轨26水平滑移，同步带动刀具调节进给距离。横轨26的两端设置挡板27，对进给座28形成极端限位阻挡，实现挡停作用。在切削过程中，通过吸尘管32的抽吸作用将切削废料吸除。

如图1和图6至图8所示，切削升降机构包括固装于机架1上的切削电机36，切削电机36连接切削丝杠37，切削丝杠37外周套接切削螺母形成螺纹啮合连接，切削螺母固连切削底板23，机架1上固设竖轨二，切削底板23对应设置竖块三，竖块三对应卡接竖轨二形成导滑连接；切削配重机构包括呈水平铰接于机架1上的两对切削链轮，每对切削链轮通过齿啮合连接一条切削链条38，切削链条38的一端吊接位于机架1内的切削配重组，切削链条38的另一端连接切削底板23。

启动切削电机36驱动切削丝杠37自转，通过螺纹啮合传动驱使切削底板23沿竖轨二上下滑移，同步带动切削机构上下位移。在切削底板23上下移动过程中，同步拉动切削链条38与切削链轮形成齿啮合往复运动，从而同步拉动切削配重组上下移动，起到平衡配重作用。

一种全自动药柱加工装置的切削方法，包括以下步骤：

S1、药柱上料：

1)、夹持药柱并移放至支撑卡盘4上，摄像头一33和摄像头二34检测药柱到位，启动若干气动夹爪沿周向抱紧药柱形成底端夹持固定；

2)、启动顶尖电机13驱动顶尖丝杠14正转，驱使顶尖座8下降，顶尖压紧气缸9朝下伸出压紧杆，使顶尖压筒10穿过中空卡盘12压制药柱形成顶端压持固定；

S2、拉槽作业：

1)、通过摄像头二34拍摄药柱的第一拉槽位置，启动旋转电机5驱动支撑卡盘4带动药柱旋转至第一拉槽位置；

2)、启动进给电机24驱动进给丝杠25正转，同步带动拉槽刀29前移至设定进给距离；

3)、启动切削电机36驱动切削丝杠37正转，驱使拉槽刀29于药柱表面由上至下切削第一拉槽；启动进给电机24驱动进给丝杠25反转，同步带动拉槽刀29后移退刀，启动切削电机36驱动切削丝杠37反转，驱使拉槽刀29上升复位；

4)、重复步骤S2的1)至3)，完成第二拉槽切削，依次完成设定数量的拉槽切削；

5)、在切削过程中，开启吸尘管32将切削废料抽吸收集，通过热电偶传感器监测拉槽刀29温度；

S3、车圆作业：

1)、启动切削电机36驱动切削丝杠37反转，带动车圆刀30上升至药柱上端的加工原点位置，启动进给电机24驱动进给丝杠25正转，同步带动车圆刀30前移至设定进给距离；

2)、启动旋转电机5驱动支撑卡盘4带动药柱持续旋转，通过车圆刀30切削药柱周向表面至加工尺寸；

3)、启动进给电机24驱动进给丝杠25反转，同步带动车圆刀30后移退刀，启动切削电机36驱动切削丝杠37正转，驱使车圆刀30下降复位；

4)、在切削过程中，开启吸尘管32将切削废料抽吸收集，通过热电偶传感器监测车圆刀30温度；

S4、车椭球面作业：

1)、启动卡盘电机18驱动卡盘丝杠19正转，带动中空卡盘12下移至装夹面，启动若干气动夹爪沿周向抱紧药柱形成上部夹持固定；顶尖压紧气缸9回缩压紧杆，使顶尖压筒10离开药柱顶端，启动顶尖电机13驱动顶尖丝杠14反转，驱使顶尖座8上升复位；

2)、启动切削电机36驱动切削丝杠37反转，驱使R刨刀31上升至药柱顶部，启动进给电机24驱动进给丝杠25正转，同步带动R刨刀31前移至药柱的顶部端面，启动旋转电机5驱动支撑卡盘4带动药柱持续旋转，R刨刀31按照圆弧线走刀路径将药柱顶端切削成椭球面；

3)、启动进给电机24驱动进给丝杠25反转，同步带动R刨刀31后移退刀，启动切削电机36驱动切削丝杠37正转，驱使R刨刀31下降复位；

4)、在切削过程中，开启吸尘管32将切削废料抽吸收集，通过热电偶传感器监测R刨刀31温度。

与现有技术相比，本全自动药柱加工装置具有以下有益效果：

1、本装置可实现药柱外圆、药柱侧槽、药柱椭球面的自动加工，减小了人工劳动强度，降低了工人安全隐患，提高了生产效率，优化加工效果，增加产能收益。

2、采用配重方式实现两端重量平衡，在升降运行过程中使两端重量差保持在一定限额内，以保证机构传动正常。因升降驱动采用伺服动力，由于两端重量基本相等，此时动力元件只需克服摩檫力做功，即可带动配重进行上下运动，从而减小动力元件负载，确保升降到位精准，延长整体装置的使用寿命。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

Claims (10)

1.一种全自动药柱加工装置，包括外侧具有定料工位的机架，其特征在于，所述机架于所述定料工位底侧设置转料夹持机构，所述机架于所述转料夹持机构正上方顺次设置顶尖夹紧机构、卡盘夹紧机构，所述顶尖夹紧机构由顶尖升降机构驱动连接，所述顶尖升降机构连接顶尖配重机构，所述卡盘夹紧机构由卡盘升降机构驱动连接，所述卡盘升降机构连接卡盘配重机构；所述定料工位的旁侧设置切削机构，所述切削机构由切削升降机构驱动连接，所述切削升降机构连接切削配重机构，所述切削机构包括至少一组进刀组件，所述进刀组件上设置清屑组件和至少一把刀具。

2.如权利要求1所述的全自动药柱加工装置，其特征在于，所述转料夹持机构包括固装于所述机架底部的转台，所述转台内呈竖向铰接转轴，所述转轴伸出所述转台顶面固连支撑卡盘，所述支撑卡盘沿周圈环形阵列若干气动夹爪，所述转轴上固套大带轮，所述机架内固装旋转电机，所述旋转电机的转轴上固套小带轮，所述小带轮与所述大带轮之间张紧套接皮带。

3.如权利要求1所述的全自动药柱加工装置，其特征在于，所述顶尖夹紧机构包括顶尖座，所述顶尖座上装设顶尖压紧气缸，所述顶尖压紧气缸朝下的压紧杆末端呈转动套接顶尖压筒。

4.如权利要求3所述的全自动药柱加工装置，其特征在于，所述顶尖升降机构包括固装于所述机架上的顶尖电机，所述顶尖电机连接顶尖丝杠，所述顶尖丝杠外周套接顶尖螺母形成螺纹啮合连接，所述顶尖螺母固连顶尖升降板，所述机架上固设竖轨一，所述顶尖升降板对应设置竖块一，所述竖块一卡接所述竖轨一形成导滑连接，所述顶尖升降板上固装所述顶尖座。

5.如权利要求4所述的全自动药柱加工装置，其特征在于，所述顶尖配重机构包括呈水平铰接于所述机架上的两对顶尖链轮，每对所述顶尖链轮通过齿啮合连接一条顶尖链条，所述顶尖链条的一端吊接位于机架内的顶尖配重组，所述顶尖链条的另一端连接顶尖升降板。

6.如权利要求4所述的全自动药柱加工装置，其特征在于，所述卡盘夹紧机构包括卡盘支架，所述卡盘支架上设置中空卡盘，所述中空卡盘具有中心通口，绕所述中心通口外周环形阵列若干气动夹爪。

7.如权利要求6所述的全自动药柱加工装置，其特征在于，所述卡盘升降机构包括固装于所述机架上的卡盘电机，所述卡盘电机连接卡盘丝杠，所述卡盘丝杠外周套接卡盘螺母形成螺纹啮合连接，所述卡盘螺母固连卡盘升降板，所述卡盘升降板上设置竖块二，所述竖块二对应卡接所述竖轨一形成导滑连接，所述卡盘升降板上固装所述卡盘支架。

8.如权利要求7所述的全自动药柱加工装置，其特征在于，所述卡盘配重机构包括呈水平铰接于所述机架上的两对卡盘链轮，每对所述卡盘链轮通过齿啮合连接一条卡盘链条，所述卡盘链条的一端吊接位于机架内的卡盘配重组，所述卡盘链条的另一端连接卡盘升降板。

9.如权利要求1所述的全自动药柱加工装置，其特征在于，所述切削机构包括切削底板，所述切削底板上并列设置两组所述进刀组件，所述进刀组件包括进给电机，所述进给电机连接进给丝杠，所述进给丝杠外周套接进给螺母形成螺纹啮合连接，所述进给螺母固连进给座，所述切削底板上固设横轨，所述进给座对应设置横块，所述横块卡接所述横轨形成导滑连接；所述清屑组件为固设于所述进给座上的吸尘管，所述吸尘管的管口朝向所述定料工位；所述刀具包括拉槽刀、车圆刀、R刨刀中的至少一把。

10.如权利要求9所述的全自动药柱加工装置，其特征在于，所述切削升降机构包括固装于所述机架上的切削电机，所述切削电机连接切削丝杠，所述切削丝杠外周套接切削螺母形成螺纹啮合连接，所述切削螺母固连所述切削底板，所述机架上固设竖轨二，所述切削底板对应设置竖块三，所述竖块三对应卡接所述竖轨二形成导滑连接；所述切削配重机构包括呈水平铰接于所述机架上的两对切削链轮，每对所述切削链轮通过齿啮合连接一条切削链条，所述切削链条的一端吊接位于机架内的切削配重组，所述切削链条的另一端连接切削底板。