CN111843583A - 机器人辅助数控车床全自动精密加工*** - Google Patents

机器人辅助数控车床全自动精密加工*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种棒类零件自动化加工的技术领域，尤其是机器人辅助数控车床全自动精密加工***。本发明所公开的机器人辅助数控车床全自动精密加工***，上料输送机构：第二上料滑道上设置有第二上料斜坡，推送板位于第一上料滑道的出料端口和第二上料滑道的进料端口之间，推送板的顶部设置有上料斜面；横向位移机构的滑块上固定有升降机构，升降机构的升降部安装有换位装置，换位装置上设置有旋转换位板，旋转换位板的相对应两端设置有取料机械手，一端的取料机械手与工件定位架和数控车床的自动装夹型工件夹具位置对应，另一端的取料机械手与出料位的位置对应。其实现加工效率的提升，生产线上的人工成本和劳动强度降低，同时本发明的***结构简单，组装方便。

Description

机器人辅助数控车床全自动精密加工***
技术领域
本发明涉及一种棒类零件自动化加工的技术领域，尤其是机器人辅助数控车床全自动精密加工***。
背景技术
目前，对于棒类零件在数控车床上的车削加工一般采用人工在取料后进行在工件夹具上手动装夹工件，然而在一件棒类零件加工完成后人工进行将工件夹具手动松开取料，从而此方式加工效率低下，且大批量生产时需要大量人工进行操作，因此人工成本较高和人工劳动强度较大，同时，也容易导致企业无法有效调配、利用人力资源。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种提升加工效率、以及降低工成本较高和人工劳动强度的机器人辅助数控车床全自动精密加工***。
本发明所设计的机器人辅助数控车床全自动精密加工***，包括上料输送机构和横向位移机构；
上料输送机构包括第一上料滑道、第二上料滑道、推送板和用于升降驱动的推送机构，第二上料滑道上设置有第二上料斜坡，推送板位于第一上料滑道的出料端口和第二上料滑道的进料端口之间，推送板的顶部设置有上料斜面，推送机构与推送板相互连接，推送板下降，上料斜面的进料端与第一上料滑道的出料端衔接，推送板上升，上料斜面的出料端与第二上料斜坡的进料端衔接，第二上料滑道的出料端设置有用于承接待加工工件的工件定位架，且工件定位架的位置与第二上料斜坡的出料端对应；
横向位移机构的滑块上固定有升降机构，升降机构的升降部安装有换位装置，换位装置上设置有旋转换位板，旋转换位板的相对应两端设置有取料机械手，一端的取料机械手与工件定位架和数控车床的自动装夹型工件夹具位置对应，另一端的取料机械手与出料位的位置对应，第二斜坡和上料斜面的倾斜方向相同，并且倾斜方向均朝工件定位架方向向下倾斜。
作为优选，第一上料滑道上设置有第一上料斜坡，推送板下降，上料斜面的进料端与第一上料斜坡的出料端衔接，第一斜坡、第二斜坡和上料斜面的倾斜方向相同，并且倾斜方向均朝工件定位架方向向下倾斜。
作为优选，第一滑道的一侧挡板内侧和第二滑道的一侧挡板内侧设置有活动挡板，且第一滑道的一侧挡板和第二滑道的一侧挡板均设置有导向孔，活动挡板上设置有导向杆，导向杆对应***导向孔内。
作为优选，工件定位架包括固定于第二滑道的出料端处的固定板、固定于固定板顶面上的工件定位块，工件定位块上设置有定位槽，在定位槽的槽口两侧平面均为斜面，且斜面向定位槽的槽内方向倾斜。
作为优选，固定板的相对应两端设置有侧安装板，一侧安装板上安装有推料气缸，推料气缸的活塞杆端部与定位槽内的圆棒型工件端面位置对应。
作为优选，还包括固定于数控车床上的机架，且第一上料滑道、第二上料滑道通过支架固定于机架上，位于推送板的左右两侧分别设置有固定架，固定架的内侧面设置直线滑轨，直线滑轨的滑块和轨道分别与固定架和推送板的侧部固定相连，且推送机构固定于机架上，推送机构的升降杆与推送板固定相连。
作为优选，还包括通过支架固定于机架上的出料滑道，出料滑道上设置有出料斜坡，横向位移机构横向固定于数控车床的顶部，且升降机构被位移至工件定位架上方后，旋转换位板上的一取料机械手位置与工件定位架位置对应，出料斜坡的位置与旋转换位板上的另一取料机械手位置对应。
作为优选，还包括放置平台，出料斜坡的出料端处设置有接料盒，接料盒定位放置于放置平台上。
作为优选，旋转换位板的两端底面分别设置有燕尾槽，燕尾槽内***有连接板，连接板的侧斜面与燕尾槽的侧斜面贴合，连接板的两端设置有左侧档杆和右侧档杆，且旋转换位板上一端位置处的左侧档杆与旋转换位板侧面之间抵触有弹簧，旋转换位板上另一端位置处的右侧档杆与旋转换位板侧面之间抵触有弹簧。
作为优选，旋转换位装置采用旋转气缸，旋转气缸的旋转轴与旋转换位板固定相连，且旋转气缸的旋转轴实现180°旋转，以使旋转换位板正反180°旋转进行两取料机械手的换位。
本发明所设计的机器人辅助数控车床全自动精密加工***，其对自动上料、取料、输送和装夹后的待加工的工件进行车削加工，且车削加工完成的工件进行自动取料和卸料，实现加工效率的提升，且大批量生产时应用于流水线生产的人工减少，降低生产线上的人工成本，且人工的劳动强度降低，使得企业可有效调配、利用人力资源，进一步提升企业的经济效益，同时本发明的***结构简单，组装方便。
附图说明
图1是实施例的整体结构示意图（一）；
图2是实施例的整体结构示意图（二）；
图3是实施例的第一斜坡、第二斜坡以及推送板上的上料斜面相互配合的结构示意图；
图4是实施例的工件夹具的结构示意图；
图5是实施例的旋转气缸与取料机械手结合的结构示意；
图6是实施例的局部视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
如图1-图6所示，本实施例所描述的机器人辅助数控车床全自动精密加工***，包括上料输送机构8和横向位移机构2；上料输送机构8包括第一上料滑道81、第二上料滑道82、推送板83和用于升降驱动的推送机构16，第二上料滑道82上设置有第二上料斜坡821，推送板83位于第一上料滑道81的出料端口和第二上料滑道82的进料端口之间，推送板83的顶部设置有上料斜面833，推送机构16与推送板83相互连接，第一上料滑道81上设置有第一上料斜坡811，推送板83下降，上料斜面833的进料端与第一上料斜坡811的出料端衔接，推送板83上升，上料斜面833的出料端与第二上料斜坡82的进料端衔接，第二上料滑道82的出料端设置有用于承接待加工工件的工件定位架19，且工件定位架19的位置与第二上料斜坡821的出料端对应；横向位移机构2的滑块上固定有升降机构3，升降机构3的升降部安装有换位装置4，换位装置4上设置有旋转换位板5，旋转换位板5的相对应两端设置有取料机械手6，一端的取料机械手6与工件定位架19和数控车床1的自动装夹型工件夹具10位置对应，另一端的取料机械手6与出料位的位置对应，第一斜坡811、第二斜坡821和上料斜面831的倾斜方向相同，并且倾斜方向均朝工件定位架方向向下倾斜。
其中，横向位移机构采用横向位移伺服滑台，升降机构采用垂直设置的丝杆滑台，旋转换位装置采用旋转气缸，取料机械手采用气缸夹爪；丝杠滑台的滑块与横向位移伺服滑台的滑块固定相连，旋转气缸固定于丝杠滑台的底端，旋转气缸的旋转轴与旋转换位板固定相连，数控车床的自动装夹型工件夹具采用自动装夹型三爪卡盘。
基于上述，在推送板下降，上料斜面的进料端与第一上料斜坡的出料端衔接的情况下，利用第一斜坡将横向放置在第一滑道上的圆棒型工件实现自动向第一斜坡出料端滚动或移动，且第一斜坡出料端处的圆棒型工件自动滚动或移动至上料斜面上，此时推送机构的升降杆上升进行上推推送板，直至上料斜面的出料端与第二上料斜坡的进料端衔接，而上料斜面上的圆棒型工件在倾斜面的作用下自动滚动或移动至第二滑道的第二上料斜坡上，第二上料斜坡上的圆棒型工件在倾斜面的作用下自动滚动或移动至工件定位架的定位槽内，同时，丝杠滑台在横向位移伺服滑台的滑块进行横向位移的情况下发生位移，并被位移至自动装夹型三爪卡盘上的工件位置处上方，此时将丝杠滑台下移，一未夹持工件的气缸夹爪被位移至自动装夹型三爪卡盘的装夹位前方，然后横向位移伺服滑台的滑块再向自动装夹型三爪卡盘方向位移一段距离后，气缸夹爪的夹爪部夹住自动装夹型三爪卡盘上的已加工完成工件，然后自动装夹型三爪卡盘自动松开卡盘，横向位移伺服滑台的滑块进行后退一段距离后丝杠滑台上升至上限位，然后横向位移伺服滑台的滑块持续后退，使得旋转换位板上两气动夹爪分别与工件定位架和出料斜坡位置对应，此时旋转换位板旋转180°后，已夹持有工件（加工完成）的气缸夹爪被位移至与出料斜坡位置对应，未夹持有工件的气缸夹爪被位移至与工件定位架位置对应，然后丝杠滑台下降，未夹持有工件的气缸夹爪进行夹持工件夹上的工件，已夹持有工件（加工完成）的气缸夹爪被放置于出料斜坡上，出料斜坡上的工件利用倾斜面的作用下进行下料滚动，此时丝杠滑台又上升至上限位，丝杠滑台又在横向位移伺服滑台的滑块进行横向位移的情况下发生位移，并被位移至自动装夹型三爪卡盘的前部上方，此时将丝杠滑台下移，已夹持工件的气缸夹爪被位移至自动装夹型三爪卡盘的装夹位前方，然后横向位移伺服滑台的滑块再向自动装夹型三爪卡盘方向位移一段距离后，待加工的工件***自动装夹型三爪卡盘的装夹位中，且待加工的工件内端面抵触自动装夹型三爪卡盘的装夹位台阶处限位，然后自动装夹型三爪卡盘将工件夹紧，该气缸夹爪松开，横向位移伺服滑台的滑块进行后退一段距离后丝杠滑台上升至上限位，此时数控车床的车刀对圆棒型工件进行车削加工，加工完成后依上述步骤进行再次自动化上料、下料运行，从而大批量加工时往复循环上述操作进行自动化加工。
优选地，旋转换位板5的两端底面分别设置有燕尾槽51，燕尾槽51内***有连接板7，连接板7的侧斜面与燕尾槽51的侧斜面贴合，连接板7的两端设置有左侧档杆71和右侧档杆72，且旋转换位板5上一端位置处的左侧档杆71与旋转换位板5侧面之间抵触有弹簧73，旋转换位板5上另一端位置处的右侧档杆72与旋转换位板5侧面之间抵触有弹簧73。其结构设置使得待加工工件内端面与装夹位的台阶接触实现弹性缓冲，发生冲击力较大导致硬性撞击工件夹具10的台阶102时连接板发生微动，从而防止台阶发生损坏的情况。
本实施例中，第一滑道81的一侧挡板内侧和第二滑道82的一侧挡板内侧设置有活动挡板11，且第一滑道的一侧挡板和第二滑道的一侧挡板均设置有两个导向孔13，活动挡板11上设置有两个导向杆12，导向杆对应***导向孔内。其结构可根据圆棒型工件的长短进行手动调整第一滑道和第二滑道的滑道宽度，以进一步使得对置于滑道内的工件进行更好的定位。
本实施例中，工件定位架19包括工件定位架包括固定于第二滑道的出料端处的固定板191、固定于固定板191顶面上的工件定位块192，工件定位块192上设置有定位槽193，在定位槽193的槽口两侧平面均为斜面194，且斜面194向定位槽193的槽内方向倾斜。其中，工件定位块可设置为三块，并且三块工件定位块相互间隔设置，从而当圆棒型工件置于定位槽内后，气缸夹爪的夹爪部可***至两工件定位块之间进行夹持定位槽内的工件，从而使得对待加工工件的夹持较为方便。
本实施例中，固定板191的相对应两端设置有侧安装板195，一侧安装板上安装有推料气缸196，推料气缸的活塞杆端部与定位槽内的圆棒型工件端面位置对应。其结构推料气缸的活塞杆伸出对落至定位槽内的工件进行推动，以使落至定位槽内的工件与未夹持有工件的气缸夹爪位置对应。
本实施例中，还包括固定于数控车床上的机架100，且第一上料滑道81、第二上料滑道82通过支架101固定于机架100上，位于推送板83的左右两侧分别设置有固定架832，固定架832的内侧面设置直线滑轨831，直线滑轨831的滑块和轨道分别与固定架832和推送板83的侧部固定相连，且推送机构16固定于机架100上，推送机构16的升降杆与推送板83固定相连。其结构的设置主要是为了推送板的升降位移较为平稳可靠，用于固定第二上料滑道的中间侧面固定有平板17，且平板17与推送板83贴合，从而在推送工件时使得上料斜面833上的工件被稳定的放置，以便于工件被推送至第二斜坡的进料端处，平板17的顶斜面171与第二斜坡821的进料端衔接。
本实施例中，还包括通过支架101固定于机架100上的出料滑道9，出料滑道9上设置有出料斜坡91，横向位移机构2横向固定于数控车床1的顶部，且升降机构3被位移至工件定位架9上方后，旋转换位板5上的一取料机械手6位置与工件定位架位置对应，出料斜坡91的位置与旋转换位板上的另一取料机械手6位置对应。其结构当加工完成的工件被放置出料斜坡上后，利用出料斜坡的倾斜面实现将圆棒型工件自动滚动至接料盒14内，以进行实现简化式出料，降低设备的制造成本。
本实施例中，还包括放置平台15，出料斜坡91的出料端处设置有接料盒14，接料盒14定位放置于放置平台15上。其结构是为了实现对出料斜坡的出料端出料的工件（已加工完成）进行盛料，且放置平台使得接料盒放置平稳。
上述中所有采用的固定可根据实际情况进行选择焊接和螺栓固定的任意一种。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.机器人辅助数控车床全自动精密加工***，其特征在于，包括上料输送机构和横向位移机构；
上料输送机构包括第一上料滑道、第二上料滑道、推送板和用于升降驱动的推送机构，第二上料滑道上设置有第二上料斜坡，推送板位于第一上料滑道的出料端口和第二上料滑道的进料端口之间，推送板的顶部设置有上料斜面，推送机构与推送板相互连接，推送板下降，上料斜面的进料端与第一上料滑道的出料端衔接，推送板上升，上料斜面的出料端与第二上料斜坡的进料端衔接，第二上料滑道的出料端设置有用于承接待加工工件的工件定位架，且工件定位架的位置与第二上料斜坡的出料端对应；
横向位移机构的滑块上固定有升降机构，升降机构的升降部安装有换位装置，换位装置上设置有旋转换位板，旋转换位板的相对应两端设置有取料机械手，一端的取料机械手与工件定位架和数控车床的自动装夹型工件夹具位置对应，另一端的取料机械手与出料位的位置对应；
第二斜坡和上料斜面的倾斜方向相同，并且倾斜方向均朝工件定位架方向向下倾斜。
2.根据权利要求1所述的机器人辅助数控车床全自动精密加工***，其特征在于，第一上料滑道上设置有第一上料斜坡，推送板下降，上料斜面的进料端与第一上料斜坡的出料端衔接，第一斜坡、第二斜坡和上料斜面的倾斜方向相同，并且倾斜方向均朝工件定位架方向向下倾斜。
3.根据权利要求1所述的机器人辅助数控车床全自动精密加工***，其特征在于，第一滑道的一侧挡板内侧和第二滑道的一侧挡板内侧设置有活动挡板，且第一滑道的一侧挡板和第二滑道的一侧挡板均设置有导向孔，活动挡板上设置有导向杆，导向杆对应***导向孔内。
4.根据权利要求1所述的机器人辅助数控车床全自动精密加工***，其特征在于，工件定位架包括固定于第二滑道的出料端处的固定板、固定于固定板顶面上的工件定位块，工件定位块上设置有定位槽，在定位槽的槽口两侧平面均为斜面，且斜面向定位槽的槽内方向倾斜。
5.根据权利要求4所述的机器人辅助数控车床全自动精密加工***，其特征在于，固定板的相对应两端设置有侧安装板，一侧安装板上安装有推料气缸，推料气缸的活塞杆端部与定位槽内的圆棒型工件端面位置对应。
6.根据权利要求5所述的机器人辅助数控车床全自动精密加工***，其特征在于，还包括固定于数控车床上的机架，且第一上料滑道、第二上料滑道通过支架固定于机架上，位于推送板的左右两侧分别设置有固定架，固定架的内侧面设置直线滑轨，直线滑轨的滑块和轨道分别与固定架和推送板的侧部固定相连，且推送机构固定于机架上，推送机构的升降杆与推送板固定相连。
7.根据权利要求6所述的机器人辅助数控车床全自动精密加工***，其特征在于，还包括通过支架固定于机架上的出料滑道，出料滑道上设置有出料斜坡，横向位移机构横向固定于数控车床的顶部，且升降机构被位移至工件定位架上方后，旋转换位板上的一取料机械手位置与工件定位架位置对应，出料斜坡的位置与旋转换位板上的另一取料机械手位置对应。
8.根据权利要求7所述的机器人辅助数控车床全自动精密加工***，其特征在于，还包括放置平台，出料斜坡的出料端处设置有接料盒，接料盒定位放置于放置平台上。
9.根据权利要求1所述的机器人辅助数控车床全自动精密加工***，其特征在于，旋转换位板的两端底面分别设置有燕尾槽，燕尾槽内***有连接板，连接板的侧斜面与燕尾槽的侧斜面贴合，连接板的两端设置有左侧档杆和右侧档杆，且旋转换位板上一端位置处的左侧档杆与旋转换位板侧面之间抵触有弹簧，旋转换位板上另一端位置处的右侧档杆与旋转换位板侧面之间抵触有弹簧。
10.根据权利要求1-9任一项所述的机器人辅助数控车床全自动精密加工***，其特征在于，旋转换位装置采用旋转气缸，旋转气缸的旋转轴与旋转换位板固定相连，且旋转气缸的旋转轴实现180°旋转，以使旋转换位板正反180°旋转进行两取料机械手的换位。
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