直推式数控车床辅助上下料系统.pdf

本发明涉及一种机械制造设备，特别涉及数控车床的自动上下料系统。一种直推式数控车床辅助上下料系统，包括：振动盘、上料机构、下料机构、直线导轨、升降气缸、支架；所述支架固连于数控车床，所述直线导轨活动连接于所述支架上，所述直线导轨的末端固连升降板，所述升降气缸固连于所述支架上，所述升降气缸的活塞杆固连所述升降板；所述上料机构固连于所述升降板上。本发明公开了一种实现数控车床自动上下料的技术，本发明直推式数控车床辅助上下料系统抛弃了业界广泛使用的夹爪，开发了更简单、更耐用的直推式机构，实现工件在数控车床夹头上的上料过程和下料过程。上料过程，动作准确；下料过程，速度迅速。

1.  一种直推式数控车床辅助上下料系统，其特征在于组成如下，包括：振动盘、上料机构、下料机构、直线导轨、升降气缸、支架；所述支架固连于数控车床，所述直线导轨活动连接于所述支架上，所述直线导轨的末端固连升降板，所述升降气缸固连于所述支架上，所述升降气缸的活塞杆固连所述升降板；所述上料机构固连于所述升降板上；
所述上料机构，包括：料槽、喂料气缸、下板、上板、弹簧、导柱；所述料槽的内部设置有和所述工件相匹配的滑道，所述料槽的一端固连所述喂料气缸，所述料槽的另一端活动连接所述下板、上板、弹簧、导柱，所述下板位于所述料槽的下部，所述上板位于所述料槽的上部，所述弹簧套于所述导柱上，所述导柱依次穿过所述弹簧、上板、料槽、下板、螺母；所述弹簧的一端顶在所述导柱上，另一端顶在所述上板上，所述弹簧处于压缩状态；所述上板上设置上喇叭口，所述下板上设置下喇叭口，所述上喇叭口和所述下喇叭口构成的弹性通道；
所述数控车床的主轴的一端设置夹头，所述下料机构连接于所述夹头内部；所述夹头的内部设置有用于夹持工件的夹持空间，所述夹持空间的内径与所述工件的外径相匹配；所述下料机构包括：下料弹簧、下料推杆，所述下料弹簧处于压缩状态，所述下料弹簧的一端顶在所述下料推杆上；所述下料推杆的一端位于所述夹持空间中。

直推式数控车床辅助上下料系统
技术领域
本发明涉及一种机械制造设备，特别涉及数控车床的自动上下料系统。
背景技术
21世纪的到来，带动了科技日新月异的发展，同时也使得人类制造业走向了更高的层次，机械手、工业机器人的应用使得制造业更加趋于自动化，各式各样机械手的开发和应用使得我们国家制造业走向了世界的前列。
在现有的机械生产中，机械手用于代替人工操作，实现生产的机械化和自动化，保证操作工人身安全，因而得到广泛的应用。目前用于数控车床的机械手，一般均有使夹爪前后、左右、上下移动的功能，夹爪从上料架上夹料，再移动送料。
机械手手腕部分是整个机械手的核心部分，其结构的优略直接关系着整个机械手的性能。数机车床加工的零件有许多长轴类的零件，用目前标准的90度转位手腕加两个两指夹爪抓取零件时，由于干涉距离较大无法在机床内完成卸料、上料的动作，只能在机外完成，由此增加了辅助加工时间，影响了加工的效率。
综上所述，可以发现，现有的数控车床上料系统存在五大问题。第一，为实现上料，必须使夹爪前后、左右、上下移动，以将工件对准车床夹头，动作复杂；第二，上料系统的夹持必须依靠夹爪(气动手指)来实现；第三，目前标准的90度转位手腕加两个两指夹爪，结构复杂、体积庞大，容易发生干涉；第四，工件的下料，也需依靠 夹爪实现，速度慢；第五，夹爪(气动手指)为精密部件，容易因磨损而损坏，且夹爪动作依赖电气控制。以上五大缺点，制约了机械手在数控车床自动上下料领域的发展，由于首次投资成本大、更换夹爪成本大，使很多企业对该技术望而却步。本发明针对以上五大缺点，开创性地提出了直推式数控车床辅助上下料系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种直推式数控车床辅助上下料系统，本发明公开了一种实现数控车床自动上下料的技术，本发明直推式数控车床辅助上下料系统抛弃了业界广泛使用的夹爪，开发了更简单、更耐用的直推式机构，实现工件在数控车床夹头上的上料过程和下料过程。上料过程，动作准确；下料过程，速度迅速。
为了实现上述目的，本发明公开了一种直推式数控车床辅助上下料系统，包括：振动盘、上料机构、下料机构、直线导轨、升降气缸、支架；所述支架固连于数控车床，所述直线导轨活动连接于所述支架上，所述直线导轨的末端固连升降板，所述升降气缸固连于所述支架上，所述升降气缸的活塞杆固连所述升降板；所述上料机构固连于所述升降板上；
所述上料机构，包括：料槽、喂料气缸、下板、上板、弹簧、导柱；所述料槽的内部设置有和所述工件相匹配的滑道，所述料槽的一端固连所述喂料气缸，所述料槽的另一端活动连接所述下板、上板、弹簧、导柱，所述下板位于所述料槽的下部，所述上板位于所述料槽的上部，所述弹簧套于所述导柱上，所述导柱依次穿过所述弹簧、上板、料槽、下板、螺母；所述弹簧的一端顶在所述导柱上，另一端顶在所述上板上，所述弹簧处于压缩状态；所述上板上设置上喇叭口，所述下板上设置下喇叭口，所述上喇叭口和所述下喇叭口构成的弹性通道；
所述数控车床的主轴的一端设置夹头，所述下料机构连接于所述夹头内部；所述夹头的内部设置有用于夹持工件的夹持空间，所述夹持空间的内径与所述工件的外径相匹配；所述下料机构包括：下料弹簧、下料推杆，所述下料弹簧处于压缩状态，所述下料弹簧的一端顶在所述下料推杆上；所述下料推杆的一端位于所述夹持空间中。
和传统技术相比，本发明直推式数控车床辅助上下料系统具有以下有益效果：
传统的机械手、工业机器人都依靠夹爪实现对工件的抓取，夹爪本身具有精密的机械结构，夹爪在频繁的使用过程中容易损坏。上料过程，需要夹爪抓取工件，再将工件送至夹头中；下料过程，需要夹爪抓取工件，将工件从夹头中取出。本发明直推式数控车床辅助上下料系统完全抛弃了夹爪，使上料和下料过程更加简洁、快速。
上料过程：所述振动盘将所述工件输送至所述滑道中，所述工件在重力的作用下，自所述滑道滑入所述料槽中。所述升降气缸下降，使所述料槽位于所述夹头的前端。所述喂料气缸的活塞杆伸出，推动所述工件向所述夹头移动。所述工件到达所述上喇叭口和下喇叭口处，所述工件进入所述上喇叭口和下喇叭口的中间位置，并向上推动所述上板向上运动一段距离，推动所述下板向下运动一段距离。所述上喇叭口和下喇叭口在所述弹簧的压力下，紧贴于所述工件的外径，自动适应所述工件的外径尺寸，并对所述工件起到导向的作用，使所述工件可以进入所述夹持空间中。所述工件在所述喂料气缸的推动下，进入所述夹持空间中，同时，推动所述下料推杆往内部缩，所述下料弹簧进一步压缩，所述数控车床驱动所述夹头夹住所述工件。所述升降气缸缩回带动所述上料机构上升。
所述数控车床完成对所述工件的数控车削加工。
下料过程：所述数控车床驱动所述夹头松开，由于所述下料弹簧 处于压缩状态，所述下料弹簧推动所述下料推杆进入所述夹持空间中，所述下料推杆推动所述工件离开所述夹头。
本发明直推式数控车床辅助上下料系统完全抛弃了夹爪，使上料和下料过程更加简洁、快速。上料时，所述喂料气缸推动所述工件，使所述工件由所述料槽直接运动至所述夹头中。所述工件在运动过程由所述上喇叭口和下喇叭口自动导正，所述工件一边往所述夹头方向运动，一边完成导正，然后进入所述夹头中。下料时，所述夹头松开，所述下料弹簧释放弹力，将所述工件弹出。
本发明直推式数控车床辅助上下料系统完全抛弃了传统机械手、工业机器人的复杂结构，其主要的气缸只有所述升降气缸一个。更少的气缸，使得动作更少，效率更高，对电气系统的要求也更低，系统的稳定性更高，系统的故障率更低。
本发明直推式数控车床辅助上下料系统开启了数控车床上下料的新模式，将不再依赖夹爪由抓取的方式进行上下料，而是由直推的方式进行上下料，大大简化了上下料的方式。上料时，所述工件由所述喂料气缸直接推入；下料时，所述工件由所述下料推杆直接推出。
附图说明
图1是本发明直推式数控车床辅助上下料系统安装于数控车床上的结构示意图；
图2、3是本发明直推式数控车床辅助上下料系统的结构示意图；
图4是本发明直推式数控车床辅助上下料系统的所述上料机构的结构示意图；
图5是本发明直推式数控车床辅助上下料系统的所述上料机构在拆装状态下的结构示意图；
图7、8、9是本发明直推式数控车床辅助上下料系统的所述上料 机构的上料过程的结构示意图；
图10是本发明直推式数控车床辅助上下料系统的所述下料机构的下料过程的结构示意图。
12支架、13直线导轨、14升降气缸、15夹头、16升降板、17料槽、18喂料气缸、19下板、20上板、21弹簧、22导柱、23上料机构、1数控车床、2振动盘、3滑道、24上喇叭口、25下喇叭口、26工件、27下料弹簧、28下料推杆、29夹持空间。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本发明的任何限制，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本发明提供了一种直推式数控车床辅助上下料系统，使其结构简单并更加易于操作和使用。
图1是本发明直推式数控车床辅助上下料系统安装于数控车床上的结构示意图，图2、3是本发明直推式数控车床辅助上下料系统的结构示意图，图4是本发明直推式数控车床辅助上下料系统的所述上料机构的结构示意图，图5是本发明直推式数控车床辅助上下料系统的所述上料机构在拆装状态下的结构示意图，图7、8、9是本发明直推式数控车床辅助上下料系统的所述上料机构的上料过程的结构示意图，图10是本发明直推式数控车床辅助上下料系统的所述下料机构的下料过程的结构示意图。
一种直推式数控车床辅助上下料系统，包括：振动盘2、上料机构23、下料机构、直线导轨13、升降气缸14、支架12；所述支架12固连于数控车床1，所述直线导轨13活动连接于所述支架12上，所述直线导轨13的末端固连升降板16，所述升降气缸14固连于所述支架12上，所述升降气缸14的活塞杆固连所述升降板16；所述上料机构23固连于所述升降板16上；
所述上料机构23，包括：料槽17、喂料气缸18、下板19、上板20、弹簧21、导柱22；所述料槽17的内部设置有和所述工件26相匹配的滑道，所述料槽17的一端固连所述喂料气缸18，所述料槽的另一端活动连接所述下板19、上板20、弹簧21、导柱22，所述下板19位于所述料槽17的下部，所述上板20位于所述料槽17的上部，所述弹簧21套于所述导柱22上，所述导柱22依次穿过所述弹簧21、上板20、料槽17、下板19、螺母30；所述弹簧21的一端顶在所述导柱22上，另一端顶在所述上板20上，所述弹簧21处于压缩状态；所述上板20上设置上喇叭口24，所述下板19上设置下喇叭口25，所述上喇叭口24和所述下喇叭口25构成的弹性通道；
所述数控车床1的主轴的一端设置夹头15，所述下料机构连接于所述夹头15内部；所述夹头15的内部设置有用于夹持工件26的夹持空间29，所述夹持空间29的内径与所述工件26的外径相匹配；所述下料机构包括：下料弹簧27、下料推杆28，所述下料弹簧27处于压缩状态，所述下料弹簧27的一端顶在所述下料推杆28上；所述下料推杆的一端位于所述夹持空间29中。
以下结合图1至10，进一步描述本发明直推式数控车床辅助上下料系统的工作过程和工作原理：
传统的机械手、工业机器人都依靠夹爪实现对工件的抓取，夹爪本身具有精密的机械结构，夹爪在频繁的使用过程中容易损坏。上料过程，需要夹爪抓取工件，再将工件送至夹头中；下料过程，需要夹爪抓取工件，将工件从夹头中取出。本发明直推式数控车床辅助上下料系统完全抛弃了夹爪，使上料和下料过程更加简洁、快速。
上料过程：所述振动盘2将所述工件26输送至所述滑道3中，所述工件26在重力的作用下，自所述滑道3滑入所述料槽17中。所述升降气缸14下降，使所述料槽17位于所述夹头15的前端。所述 喂料气缸18的活塞杆伸出，推动所述工件26向所述夹头15移动。所述工件26到达所述上喇叭口24和下喇叭口25处，所述工件26进入所述上喇叭口24和下喇叭口25的中间位置，并向上推动所述上板20向上运动一段距离，推动所述下板19向下运动一段距离。所述上喇叭口24和下喇叭口25在所述弹簧21的压力下，紧贴于所述工件26的外径，自动适应所述工件26的外径尺寸，并对所述工件26起到导向的作用，使所述工件26可以进入所述夹持空间29中。所述工件26在所述喂料气缸18的推动下，进入所述夹持空间29中，同时，推动所述下料推杆28往内部缩，所述下料弹簧27进一步压缩，所述数控车床1驱动所述夹头15夹住所述工件26。所述升降气缸14缩回带动所述上料机构23上升。
所述数控车床1完成对所述工件26的数控车削加工。
下料过程：所述数控车床1驱动所述夹头15松开，由于所述下料弹簧27处于压缩状态，所述下料弹簧27推动所述下料推杆28进入所述夹持空间29中，所述下料推杆28推动所述工件26离开所述夹头15。
本发明直推式数控车床辅助上下料系统完全抛弃了夹爪，使上料和下料过程更加简洁、快速。上料时，所述喂料气缸18推动所述工件26，使所述工件26由所述料槽17直接运动至所述夹头15中。所述工件26在运动过程由所述上喇叭口24和下喇叭口25自动导正，所述工件26一边往所述夹头15方向运动，一边完成导正，然后进入所述夹头15中。下料时，所述夹头15松开，所述下料弹簧27释放弹力，将所述工件26弹出。
本发明直推式数控车床辅助上下料系统完全抛弃了传统机械手、工业机器人的复杂结构，其主要的气缸只有所述升降气缸14一个。更少的气缸，使得动作更少，效率更高，对电气系统的要求也更低， 系统的稳定性更高，系统的故障率更低。
本发明直推式数控车床辅助上下料系统开启了数控车床上下料的新模式，将不再依赖夹爪进行上下料，同时，大大简化了上下料的方式。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。