CN102489725A - 数控倒立车床的物料传输*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种数控倒立车床的物料传输***，包括：机架和设置在机架上用于输送工件的输送机构；第一位置检测装置，用于检测工件的水平移动位置，当其检测到工件移动至预设位置时，数控倒立车床控制其卡盘的卡爪张开并与工件抵压接触，使工件纵向下移；第二位置检测装置，用于检测工件的纵向移动位置，当其检测到工件移动至预设位置时，数控倒立车床控制其主轴停止纵向移动，并控制卡盘的卡爪夹持工件。采用本发明的技术方案，主轴定位抓取精度高，结构简单且成本低。

Description

数控倒立车床的物料传输***

技术领域

本发明涉及机械加工领域，更具体地，涉及一种数控倒立车床的物料传输***。

背景技术

盘类和轴类等形状比较规则的工件的大批量自动化作业，多采用多个根据加工顺序排列的数控倒立车床以流水线方式加工。各数控倒立车床的主轴上设置有用于抓取工件的卡盘，被加工的工件通过物料传输***传输到下一个数控倒立车床的加工位置时，该处的数控倒立车床的主轴移动，其卡盘的卡爪定位抓取工件实现自动上下料。

物料传输***作为倒立车的重要辅助部件，其功能对实现数控倒立车床的无人化，高度自动化作业至关重要。其输送速度及定位精度对生产效率影响极高。现有技术中，物料传输***在输送加工工件的过程中，采用机械手定位，使工件能够被数控倒立车床的主轴卡盘定位抓取，但采用机械手定位的定位方式定位精度差，造成工件的实际位置与数控倒立车床的主轴定位抓取位置有偏差，影响抓取效率。另外，机械手定位存在定位时间长、结构复杂，制造成本高等缺点。

而且，目前的数控机床的物料传输***用于输送工件的装置主要有三种，分别为滚道输送装置、皮带轮输送装置和托盘输送装置。滚道输送装置结构简单，实现容易。但是滚道输送装置结构较大，对小型机床不适合，另一方面滚道输送装置定位精度低，输送速度慢，不适合高度自动化设备。皮带轮式输送装置结构比较简单，输送平稳，且不会产生很大的噪音。但由于其布局方式的特点，水平环绕布局方式无法实现。托盘式输送装置结构简单，运行速度快，且定位精度较高。但是托盘式运输采用的车轮轨道式结构，结构比较复杂，成本较高。

发明内容

本发明旨在提出一种数控倒立车床的物料传输***，以解决现有技术中数控倒立车床的物料传输***采用机械手定位，存在定位精度差的问题。

本发明提供了一种数控倒立车床的物料传输***，数控倒立车床的主轴上设有用于抓取工件的卡盘，数控倒立车床的物料传输***包括机架和设置在机架上用于输送工件的输送机构，该物料传输***还包括：第一位置检测装置，用于检测工件的水平移动位置，当其检测到工件移动至预设位置时，数控倒立车床控制其卡盘的卡爪张开并与工件抵压接触，使工件纵向下移；第二位置检测装置，用于检测工件的纵向移动位置，当其检测到工件移动至预设位置时，数控倒立车床控制其主轴停止纵向移动，并控制卡盘的卡爪夹持工件。

进一步地，输送机构包括用于带动工件沿输送方向移动的输送框；第二位置检测装置包括：活动件，可纵向滑动地设置在机架上，活动件的上端可由工件推动下移；回位机构，用于推动活动件上移回位；摆杆，其中部通过铰轴铰接于机架上，第一端与活动件连接；第一感应开关，设置在机架上，用于检测摆杆第二端的纵向位移。

进一步地，输送机构还包括：设置在机架上的多个链轮，各链轮水平设置，至少一个链轮由动力机构驱动；绕设在各链轮上的链条，链条通过连接轴连接输送框。

进一步地，第一位置检测装置为第二感应开关，设置于机架上，用于检测连接轴的水平移动位置。

进一步地，机架上设置有横向延伸的固定板；活动件设置在固定板上方；回位机构为弹簧，设置在固定板与活动件之间。

进一步地，活动件的下端设置有多个纵向的导向柱，固定板上设置有对应各导向柱的导向孔，各导向柱穿设在对应的导向孔中；弹簧为多个，分别套设在各导向柱上。

进一步地，活动件的下端设置有纵向延伸的连杆，连杆的下端设有用于与摆杆第一端铰接的长形孔。

进一步地，固定板上还设有通孔，连杆从通孔中穿出。

进一步地，铰轴安装在固定板上，机架上靠近摆杆第二端的位置还设置有容纳摆杆的凹槽。

进一步地，摆杆的第二端上设置有用于激发第一感应开关的撞块。

本发明提供的一种数控倒立车床的物料传输***，通过第一位置检测装置和第二位置检测装置相配合的技术方案实现数控倒立车床主轴卡盘的定位抓取，且定位精确可靠，克服了现有技术中采用机械手定位存在的定位精度差的问题，达到了提高数控倒立车床生产效率的效果。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了本发明的数控倒立车床的物料传输***的立体结构；

图2示意性示出了本发明的数控倒立车床的物料传输***的内部结构；

图3为图2为局部放大结构；

图4示意性示出了本发明中第二位置检测装置的结构；以及，

图5示意性示出了本发明中链条、连接轴与输送框的结构。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参见图1至图5，示出了本发明提供的一种数控倒立车床的物料传输***的优选实施例。该物料传输***100用于在多个数控倒立车床组成的柔性制造单元输送工件，实现柔性制造单元的高度自动化高效率的流水线作业。数控倒立车床的主轴上设有用于抓取工件的卡盘。由图1中可以看出，数控倒立车床的物料传输***100包括机架1和设置在机架1上用于输送工件的输送机构。当工件被物料传输***100输送至数控倒立车床的主轴卡盘抓取位置时，数控倒立车床的主轴动作，卡盘卡爪张开从物料传输***100上抓取工件，然后主轴带动工件缩回至该数控倒立车床的加工空间。当在该数控倒立车床的加工结束后，主轴带动工件伸出并将工件仍放置在物料传输***上，使工件沿输送方向继续运动。

该物料传输***还包括第一位置检测装置和第二位置检测装置，用于使主轴卡盘的抓取动作与工件的实时输送位置相匹配，实现主轴卡盘的定位抓取。其中，第一位置检测装置用于检测工件的水平移动位置，当其检测到工件移动至预设位置时(此时工件沿水平的输送方向移动至数控倒立车床主轴卡盘可抓取的位置)，第一位置检测装置通知数控倒立车床控制器，数控倒立车床控制其主轴带动卡盘动作，使卡盘的卡爪张开并与工件抵压接触，将工件容纳在卡爪的范围内，同时主轴在抵压的过程中推动工件纵向下移。工件在纵向下移的过程中，第二位置检测装置检测工件的纵向移动位置，当其检测到工件移动至预设位置时，此时卡盘抵压工件已下移一定距离可以确保工件已与卡盘基准充分贴紧，第二位置检测装置通知数控倒立车床控制器，数控倒立车床控制器控制其主轴停止纵向移动，并控制卡盘的卡爪夹持工件，实现主轴卡盘对工件的定位抓取。当卡爪夹持好工件后，主轴的卡盘在自身传感器作用下通知数控倒立车床控制主轴运行至加工空间。

本发明提供的数控倒立车床的物料传输***，通过第一位置检测装置和第二位置检测装置相配合的技术方案，实现数控倒立车床主轴卡盘的定位抓取，且定位精确可靠，克服了现有技术中采用机械手定位工件存在的定位精度差的问题，达到了提高数控倒立车床生产效率的效果。

结合参考图2和图5，示出了输送机构的一种优选实施方式。如图所示，输送机构为链传动机构，包括多个链轮30和依次绕设在各链轮30上的链条31(图2中只示意性示出了链条31的设置方式，未示出链条的实际结构)。各链轮30水平设置在机架上，并将链条31张紧，其中至少一个链轮30为由动力机构5驱动的主动链轮。动力机构5固定在机架1上，例如为相连接的电机和减速机，其中减速机的伸出轴与主动链轮连接，以驱动链轮30继而带动链条31水平移动。

见图5，链条31上设有销孔，销孔内安装有纵向的连接轴32，连接轴32上面连接输送框20，输送框20随链条31做水平移动，输送框20用于带动工件沿输送方向移动。在本实施例中，工件直接放置在机架1的支撑平面上，输送框20为一个六边形框，工件位于对应的六边形框内。当输送框20随链条水平移动时，拖动输送框20内部的工件也随之沿输送方向水平移动，以进入下一个加工工位。采用链传动机构运输工件，具有结构简单、定位精度高、成本低且能够水平环绕布局等优点。

优选地，第一位置检测装置为设置于机架1上的第二感应开关6(图2中示意性示出了第二感应开关6的设置位置，但并未示出第二感应开关6与机架1的连接关系)，用于检测连接轴32的水平移动位置。具体地，第二感应开关6例如为接近开关，通过感应连接轴32，得到连接轴32的水平移动位置信息并向数控倒立车床控制器发出信号，通知数控倒立车床由输送框20拖动的工件已经水平输送至数控倒立车床主轴卡盘定位抓取位置，数控倒立车床控制器控制其主轴带动卡盘动作，卡盘的卡爪张开将工件容纳在卡爪范围内，并抵压工件使工件纵向下移。

参见图3和图4，示出了第二位置检测装置的优选实施方式。该第二位置检测装置包括活动件21、回位机构22、摆杆23和第一感应开关24。其中，活动件21可纵向滑动地设置在机架1上，活动件21的上端可由工件推动，使活动件21整体下移。回位机构22用于推动活动件21上移回位。摆杆23的中部通过铰轴231铰接于机架1上，摆杆第一端与活动件21连接。第一感应开关24设置在机架1上，用于检测摆杆23第二端的纵向位移。

具体地，当卡盘抵压工件使之纵向下移时，工件推动活动件21下移，摆杆23的第一端随活动件21下移，摆杆23的第二端上翘，同时工件在回位机构的作用下被紧紧贴合在卡盘基准上。第一感应开关24通过感应到摆杆23第二端的纵向移动位置信息向数控倒立车床控制器发出信号，通知数控倒立车床其卡盘已与工件充分接触，数控倒立车床控制器控制主轴停止纵向移动，并控制卡盘的卡爪夹持工件，实现主轴卡盘的定位抓取。当卡爪夹持好工件后，主轴的卡盘在自身传感器作用下通知数控倒立车床控制器控制主轴运行至加工空间，输送框20则沿输料方向继续移动，活动件21也在回位机构22的作用下回复原位，同时带动摆杆23回复原位。优选地，摆杆23的第二端上设置有撞块232，撞块232随摆杆23第二端上翘，通过撞块232撞击第一感应开关24的方式激发第一感应开关24向数控倒立机床控制器发出信息。

由图4中还可以看出活动件21和回位机构22的优选实施方式。活动件21为框架式结构，包括上横板、下横板和连接上横板与下横板的竖板，以减轻重量。其中上横板在自然状态下与机架1的支撑平面基本平齐。在机架1上设置有横向延伸的固定板10，活动件21的下横板设置在固定板10上方。在活动件21的下端设置有多个纵向的导向柱211，固定板10上设置有对应各导向柱211的导向孔，各导向柱211穿设在对应的导向孔中，导向孔显然为通孔。回位机构22为设置在固定板10与活动件21之间的弹簧，多个弹簧分别套设在各导向柱211上。弹簧对活动件21形成弹性支撑作用，导向柱211起到引导活动件21纵向移动的作用。优选地，结合图2和图4，机架1包括安装链轮的固定支架部和安装第二位置检测装置的活动支架部。固定板10设置在活动支架部上，活动机架部可拆卸地安装在固定支架部上，以便于运输和装配。

优选地，在活动件21的下端设置有纵向延伸的连杆212，连杆212的下端设有长形孔，该长形孔与摆杆23第一端铰接。为了简化结构，优选地，在固定板10上还设有通孔，连杆212的下端从通孔102中穿出后与摆杆23第一端连接。优选地，铰轴231安装在固定板10上。在机架1上靠近摆杆23第二端的位置还设置有容纳摆杆23的凹槽12，以控制摆杆23只在纵向平面内摆动。

需要说明的是，上文中输送机构虽然以链传动机构和六边形框架的输送框为例进行说明，在其他实施例中，输送机构也可以采用其他结构，输送框20也可以为托盘式结构。当输送框20为托盘式结构时，工件放置输送框20上随输送框20移动，输送机构只要允许输送框20在输送过程中可以发生纵向移动，从而当工件纵向下移时通过输送框20间接推动活动件21，以触动第二位置检测装置向数控倒立车床发出信号，即可实现本发明的技术效果。另外，本发明中的机架可由多个高度可调节的支腿4支撑。

综上所述，本发明技术方案结合电器感应的方式，在输送中的工件与主轴卡盘定位抓取位置匹配时，主轴带动卡盘做抓取工件的动作，从而提供了一种结构简单，定位精确的数控倒立车床的物料传输***，在降低机床制造成本的同时提高了柔性制造单元的自动化水平。另外，输送机构采用链传动机构，驱动主动链轮运动的电机可以采用伺服电机，可以实现不同工件的快速更换，且链传动机构具备高速、高承载、维护方便的特性，满足现代机床的速度和性能的要求，也进一步简化了物料传输***的结构并降低了成本。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例的部分装置可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光碟等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数控倒立车床的物料传输***，所述数控倒立车床的主轴上设有用于抓取所述工件的卡盘，所述数控倒立车床的物料传输***(100)包括机架(1)和设置在所述机架(1)上用于输送工件的输送机构，其特征在于，该物料传输***还包括：

第一位置检测装置，用于检测所述工件的水平移动位置，当其检测到所述工件移动至预设位置时，所述数控倒立车床控制其卡盘的卡爪张开并与所述工件抵压接触，使所述工件纵向下移；

第二位置检测装置，用于检测所述工件的纵向移动位置，当其检测到所述工件移动至预设位置时，所述数控倒立车床控制其主轴停止纵向移动，并控制所述卡盘的卡爪夹持所述工件。

2.根据权利要求1所述的物料传输***，其特征在于，

所述输送机构包括用于带动所述工件沿输送方向移动的输送框(20)；

所述第二位置检测装置包括：活动件(21)，可纵向滑动地设置在所述机架(1)上，所述活动件(21)的上端可由所述工件推动下移；回位机构(22)，用于推动所述活动件(21)上移回位；摆杆(23)，其中部通过铰轴(231)铰接于所述机架(1)上，第一端与所述活动件(21)连接；第一感应开关(24)，设置在所述机架(1)上，用于检测所述摆杆(23)第二端的纵向位移。

3.根据权利要求1或2所述的物料传输***，其特征在于，所述输送机构还包括：

设置在所述机架上的多个链轮(30)，各所述链轮水平设置，至少一个所述链轮由动力机构驱动；

绕设在各所述链轮上的链条(31)，所述链条(31)通过连接轴(32)连接所述输送框(20)。

4.根据权利要求3所述的物料传输***，其特征在于，所述第一位置检测装置为第二感应开关，设置于所述机架(1)上，用于检测所述连接轴(32)的水平移动位置。

5.根据权利要求2所述的物料传输***，其特征在于，所述机架(1)上设置有横向延伸的固定板(10)；所述活动件(21)设置在所述固定板(10)上方；所述回位机构(22)为弹簧，设置在所述固定板(10)与所述活动件(21)之间。

6.根据权利要求5所述的物料传输***，其特征在于，所述活动件(21)的下端设置有多个纵向的导向柱(211)，所述固定板(10)上设置有对应各所述导向柱的导向孔，各所述导向柱(211)穿设在对应的所述导向孔中；所述弹簧为多个，分别套设在各所述导向柱(211)上。

7.根据权利要求5所述的物料传输***，其特征在于，所述活动件(21)的下端设置有纵向延伸的连杆(212)，所述连杆(212)的下端设有用于与所述摆杆(23)第一端铰接的长形孔。

8.根据权利要求7所述的物料传输***，其特征在于，所述固定板(10)上还设有通孔，所述连杆(212)从所述通孔(102)中穿出。

9.根据权利要求5所述的物料传输***，其特征在于，所述铰轴(231)安装在所述固定板(10)上，所述机架(1)上靠近所述摆杆(23)第二端的位置还设置有容纳所述摆杆的凹槽(12)。

10.根据权利要求2所述的物料传输***，其特征在于，所述摆杆(23)的第二端上设置有用于激发所述第一感应开关的撞块(232)。

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