CN112238266A - 数控滚齿机床 - Google Patents

Abstract

本申请涉及机械加工技术领域，尤其是涉及一种数控滚齿机床，其包括机架和安装在机架上的滚齿加工装置，所述机架上设置有进料机构、出料机构以及用于夹持和转运工件的机械手，所述进料机构和出料机构位于机架长度方向一端，所述滚齿加工装置位于机架长度方向另一端，所述机械手设置于滚齿加工装置顶部，且所述机械手位于进料机构和出料机构上方。本申请具有便于工人上料和下料，减轻工人劳动强度，提高加工效率的效果。

Description

数控滚齿机床

技术领域

本申请涉及机械加工技术领域，尤其是涉及一种数控滚齿机床。

背景技术

滚齿机是齿轮加工机床中应用最广泛的一种机床，其利用滚刀按展成法生产加工圆柱齿轮以及蜗轮等。而数控滚齿机床则是在滚齿机的基础上增加PLC控制***，以提高加工的精度，更加便于操控。

相关技术中数控滚齿机床通常包括机架和安装在机架上的滚齿加工装置，滚齿加工装置包括用于带动工件旋转的工作台和用于对工件进行滚切的滚刀机构，使用时，通过人工上料的方式将工件装夹固定到工作台上，利用PLC控制***控制工作台和滚刀机构运行对工件进行滚齿加工，加工完成后，再以人工下料的方式将加工好的工件取出。

针对上述中的相关技术，发明人发现采用人工上料和下料的方式不仅增加了工人的劳动强度，而且加工效率较低，影响生产进度。

发明内容

为了便于工人上料和下料，减轻工人的劳动强度，提高加工效率，本申请提供一种数控滚齿机床。

本申请提供的一种数控滚齿机床采用如下的技术方案：

一种数控滚齿机床，包括机架和安装在机架上的滚齿加工装置，所述机架上设置有进料机构、出料机构以及用于夹持和转运工件的机械手，所述进料机构和出料机构位于机架长度方向一端，所述滚齿加工装置位于机架长度方向另一端，所述机械手设置于滚齿加工装置顶部，且所述机械手位于进料机构和出料机构上方。

通过采用上述技术方案，利用机械手将进料机构内待加工工件夹持并转运至滚齿加工装置进行滚齿加工，加工完成后，再利用机械手将加工好的工件夹持并转运至出料机构，即可取出加工好的工件，由于进料机构与出料机构位于同侧，工人仅需在一个位置即可完成工件的上料和下料，极大地减轻了工人的劳动强度，提高了加工效率，保证生产进度顺利完成，且操控方便。

可选的，所述进料机构包括倾斜设置在机架上的进料板，所述进料板的高端为进料端，低端为出料端，且所述进料板的进料端沿机架宽度方向延伸出机架外，所述进料板上设置有沿其进料端向出料端方向延伸的进料通道。

通过采用上述技术方案，进料板采用倾斜的方式布置，方便工件进料，并通过进料通道对工件进行约束和导向，更加利于工件进料。

可选的，所述进料通道包括两个沿进料通道轴线对称设置的角钢以及位于两个角钢之间用于阻挡工件的挡板，所述挡板固定于进料板出料端，且挡板与角钢之间留有间隙空间。

通过采用上述技术方案，实现对工件进料的导向和定位，并且通过设置间隙空间，便于对工件进行夹取。

可选的，所述角钢以可调节的方式设置在进料板上。

通过采用上述技术方案，可通过调节角钢的安装位置，进而调节进料通道的宽度，以适应多种规格和尺寸的工件，适用范围更加广泛，通用性强。

可选的，所述机架靠近进料板出料端的一侧设置有用于夹持工件且能够沿机架高度方向升降的夹具，所述夹具包括支撑座、安装在支撑座上用于夹持工件的夹持部以及安装在机架上用于控制支撑座升降的第一升降气缸。

通过采用上述技术方案，在机械手夹取待加工的工件前，可通过夹具将待加工工件预先输送到一定的高度，以便于机械手进行夹持，缩短机械手在进料机构内夹持待加工工件的时间，提高工作效率。

可选的，所述出料机构位于进料机构与滚齿加工装置之间，所述出料机构包括设置在机架上的支撑架和设置在支撑架上的皮带输送组件，所述皮带输送组件的皮带的外表面沿长度方向等间距设置有多个凸棱，相邻两个凸棱之间形成工件放置位。

通过采用上述技术方案，通过设置工件放置位，便于机械手进行下料操作，且工件放置位能够对工件进行定位，避免工件在输送过程发生滚动，影响正常输送。

可选的，所述皮带输送组件的进料端与进料板的出料端位于同侧，皮带输送组件的出料端与进料板的进料端位于同侧，所述支撑架上靠近皮带输送组件出料端处设置有红外线传感器。

通过采用上述技术方案，既方便机械手进行上料和下料，也方便工人进行上料和下料，操作方便，提高了工作效率；同时通过设置红外线传感器，能够根据工人下料实际情况而控制皮带输送组件的启停，避免因工人来不及下料而造成工件散落的可能。

可选的，所述机械手包括固定于滚齿加工装置顶部且沿机架长度方向延伸的导轨、滑动连接于导轨上的滑动座、设置于滑动座上且能够沿机架高度方向升降的底座以及设置于底座上用于夹持工件的夹持组件。

通过采用上述技术方案，实现对工件的夹持和转运，便于机械手进行上料和下料操作。

可选的，所述滑动座上安装有第二升降气缸，所述第二升降气缸的活塞杆与底座固定连接；所述夹持组件包括转动连接于底座的转动座和设置在转动座上的卡盘，所述底座上安装有用于控制转动座转动的第一电机。

通过采用上述技术方案，通过设置第二升降气缸，实现滑动座的自动升降；通过设置转动座和第一电机，能够根据加工需要改变卡盘的角度，更加利于夹持和上下料操作。

可选的，所述机架上罩设有机壳，所述滚齿加工装置、进料板的出料端、皮带输送组件的进料端以及机械手位于机壳内，所述进料板的进料端和皮带输送组件的出料端位于机壳外。

通过采用上述技术方案，通过设置机壳，能够对整个加工过程进行防尘和降噪，同时进料板的进料端和皮带输送组件的出料端位于机壳外，不会对工人的上料和下料操作造成干涉，便于工人进行上料和下料。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.利用机械手将进料机构内待加工工件夹持并转运至滚齿加工装置进行滚齿加工，加工完成后，再利用机械手将加工好的工件夹持并转运至出料机构，即可取出加工好的工件，由于进料机构与出料机构位于同侧，工人仅需在一个位置即可完成工件的上料和下料，极大地减轻了工人的劳动强度，提高了加工效率，保证生产进度顺利完成，且操控方便；

2.进料板采用倾斜的方式布置，方便工件进料，并通过进料通道对工件进行约束和导向，更加利于工件进料；

3.通过设置夹具，在机械手夹取待加工的工件前，可通过夹具将待加工工件预先输送到一定的高度，以便于机械手进行夹持，缩短机械手在进料机构内夹持待加工工件的时间，提高工作效率；

4.通过设置工件放置位，便于机械手进行下料操作，且工件放置位能够对工件进行定位，避免工件在输送过程发生滚动，影响正常输送；

5.通过设置机壳，能够对整个加工过程进行防尘和降噪，同时进料板的进料端和皮带输送组件的出料端位于机壳外，不会对工人的上料和下料操作造成干涉，便于工人进行上料和下料。

附图说明

图1是本申请实施例的结构示意图（去机壳）；

图2是本申请实施例中进料机构的结构示意图；

图3是图2的A部放大示意图；

图4是本申请实施例中出料机构的结构示意图；

图5是本申请实施例中机械手的结构示意图；

图6是本申请实施例的结构示意图（带机壳）。

附图标记说明：1、机架；2、进料机构；21、进料板；211、进料通道；2111、角钢；2112、挡板；22、条形调节孔；3、出料机构；31、支撑架；311、红外线传感器；312、围挡；32、皮带输送组件；321、皮带；3211、凸棱；4、机械手；41、导轨；42、滑动座；43、第二升降气缸；44、底座；441、第一电机；45、夹持组件；451、转动座；452、卡盘；5、夹具；51、支撑座；52、夹持部；53、第一升降气缸；6、机壳；7、工作台；8、滚刀机构。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请中滚齿加工装置包括用于带动工件旋转的工作台7和用于对工件进行滚切的滚刀机构8，工作台7上安装有用于夹紧工件并带动工件旋转的夹持定位机构，滚刀机构8包括滚刀和安装在工作台上带动滚刀转动的滚刀箱，通过滚刀箱带动滚刀工作对工件进行滚齿加工。

本申请实施例公开一种数控滚齿机床。参照图1，数控滚齿机床包括机架1和安装在机架1上的滚齿加工装置，本实施例中机架1为长方体结构；机架1上设置有进料机构2、出料机构3以及用于夹持和转运工件的机械手4，进料机构2和出料机构3位于机架1长度方向一端，滚齿加工装置位于机架1长度方向另一端，机械手4设置于滚齿加工装置顶部，且机械手4位于进料机构2和出料机构3上方。

通过机械手4将进料机构2内待加工工件夹持并转运至滚齿加工装置进行滚齿加工，加工完成后，再利用机械手4将加工好的工件夹持并转运至出料机构3，即可取出加工好的工件，由于进料机构2与出料机构3位于同侧，工人仅需在一个位置即可完成工件的上料和下料，极大地减轻了工人的劳动强度，提高了加工效率，保证生产进度顺利完成，且操控方便。

参照图2和图3，进料机构2包括倾斜设置在机架1上的进料板21，进料板21的高端为进料端，低端为出料端，且进料板21的进料端沿机架1宽度方向延伸出机架1外，进料板21上设置有沿其进料端向出料端方向延伸的进料通道211。本实施例中进料板21为长方形板；机架1上垂直固定有三组支撑杆，每组支撑杆为两个，每组的两个支撑杆沿进料板21宽度方向对称设置，三组支撑杆中第一组支撑杆位于进料板21进料端处，第二组支撑杆位于进料板21出料端处，第三组支撑杆位于进料板21中部处，进料板21与各支撑杆均焊接固定，以确保对进料板21的支撑强度；进料通道211为两个，沿进料板21宽度方向并排设置，其中一个进料通道211为当前使用通道，另一个为备用通道，这样在当前使用通道受到损坏时，可以立即更换备用通道，不影响正常使用。

参照图3，进料通道211包括两个沿进料通道211轴线对称设置的角钢2111以及位于两个角钢2111之间用于阻挡工件的挡板2112，挡板2112焊接固定于进料板21出料端上表面，实现对工件进料的导向和定位，且挡板2112与角钢2111之间留有间隙空间，便于对工件进行夹取。角钢2111以可调节的方式设置在进料板21上，本实施例中角钢2111的水平段与进料板21通过锁紧螺栓和锁紧螺母连接固定，进料板21上开设有沿其宽度方向延伸的条形调节孔22，锁紧螺栓穿过条形调节孔22和角钢2111水平段上的过孔后与锁紧螺母配合，将角钢2111与进料板21连接固定，当需要调节进料通道211的宽度时，只需拧松锁紧螺母，即可移动角钢2111的位置，移动到所需位置后，重新拧紧锁紧螺母，即可实现角钢2111的位置调节，从而调节进料通道211的宽度，以适应多种规格和尺寸的工件，适用范围更加广泛，通用性强。

参照图3，机架1靠近进料板21出料端的一侧设置有用于夹持工件且能够沿机架1高度方向升降的夹具5，在机械手4夹取待加工的工件前，可通过夹具5将待加工工件预先输送到一定的高度，以便于机械手4进行夹持，缩短机械手4在进料机构2内夹持待加工工件的时间，提高工作效率。夹具5包括支撑座51，支撑座51为长方体结构，支撑座51的长度大于或等于进料板的宽度，支撑座51上安装有用于夹持工件的夹持部52，本实施例中夹持部52采用气动两爪卡盘，夹持部52的数量与进料通道211一一对应，夹持部52两个卡爪相向侧端部分别设有垂直于卡爪的定位柱，定位柱正好能够经挡板2112与角钢2111间的间隙空间***工件内，从而将工件夹紧。位于进料板21出料端的一组支撑杆上安装有控制支撑座51升降的第一升降气缸53，支撑座51与第一升降气缸53的活塞杆固定连接。

参照图4，出料机构3位于进料机构2与滚齿加工装置之间，出料机构3包括设置在机架1上的支撑架31和设置在支撑架31上的皮带输送组件32，皮带输送组件32包括主动辊、从动辊、套设在主动辊与从动辊之间的皮带321以及安装在支撑架31上带动主动辊工作的第二电机，其中主动辊和第二电机均位于皮带输送组件32的出料端，从动辊位于皮带输送组件32的进料端，皮带321的外表面沿长度方向等间距设置有多个凸棱3211，相邻两个凸棱3211之间形成工件放置位，通过设置工件放置位，便于机械手4进行下料操作，且工件放置位能够对工件进行定位，避免工件在输送过程发生滚动，影响正常输送。

参照图4，皮带输送组件32的进料端与进料板21的出料端位于同侧，皮带输送组件32的出料端与进料板21的进料端位于同侧，既方便机械手4进行上料和下料，也方便工人进行上料和下料，操作方便，提高了工作效率；支撑架31上靠近皮带输送组件32出料端处设置有红外线传感器311，通过红外线传感器311，能够根据工人下料实际情况而控制皮带输送组件32的启停，避免因工人来不及下料而造成工件散落的可能。本实施例中在支撑架31顶部还固定有围挡312，该围挡312在朝向皮带输送组件32出料端的一面敞开，这样既可对工件进行防护，又不会对工件出料进行妨碍，便于工人进行下料操作。

参照图5，机械手4包括固定于滚齿加工装置顶部且沿机架1长度方向延伸的导轨41，导轨41一端固定于工作台顶部一侧，导轨41一端穿过工作台顶部另一侧设有的让位口，悬空位于出料机构3和进料机构2上方，导轨41上滑动连接有滑动座42，滑动座42内安装有驱动滑动座42沿导轨41往复运动的驱动电机，滑动座42底部安装有第二升降气缸43，第二升降气缸43的活塞杆端部固定连接有底座44，底座44上安装有用于夹持工件的夹持组件45，实现对工件的夹持和转运。

参照图5，夹持组件45包括转动连接于底座44的转动座451和设置在转动座451上的卡盘452，底座44上安装有用于控制转动座451转动的第一电机441，通过第一电机441带动转动座451转动，进而改变卡盘452的角度，以便于夹持工件。本实施例中卡盘452可为气动两爪卡盘，卡盘452可设置为两个，两个卡盘452分别固定于转动座451顶面和底面，且两个卡盘452沿转动座451中心呈中心对称设置，这样使机械手在移动过程能够保持始终夹持住一个待加工工件，以提高加工效率。

参照图6，机架1上罩设有机壳6，滚齿加工装置、进料板21的出料端、皮带输送组件32的进料端以及机械手4位于机壳6内，使机壳6能够对整个加工过程进行防尘和降噪；进料板21的进料端和皮带输送组件32的出料端位于机壳6外，不会对工人的上料和下料操作造成干涉，便于工人进行上料和下料。本实施例中在机壳6的侧壁上对应滚齿加工装置、进料机构以及出料机构处分别开有观察窗口，观察窗口内安装有透明玻璃，以便于实时观察加工情况。

本申请实施例一种数控滚齿机床的实施原理为：将待加工工件装入进料通道中，机械手的夹持组件移动至进料通道上方，此时，夹具将待加工工件夹持并上升至机械手的夹持组件处，机械手的夹持组件将待加工工件夹持住，同时夹具松开工件复位，然后机械手将待加工工件转送至工作台的夹持定位机构处装夹固定，工作台和滚刀机构工作，对工件进行滚齿加工，在对工件进行滚齿加工时，机械手的夹持组件再次移动至进料通道上方，再次夹持一个待加工工件并移动至夹持定位机构上方，同时转动盘转动180度，使转动盘上未夹持工件的卡盘正对夹持定位机构，待滚齿加工好后，正对夹持定位机构的卡盘将加工好的工件夹持住，同时转动盘再次转动180度，将后一个待加工工件装夹至夹持定位机构处，进行后一个工件的滚齿加工，此时机械手的夹持组件移动至出料机构上方并转动180度，将加工好的工件放置到皮带输送组件上，进行下料操作，最后机械手的夹持组件继续移动至进料机构处，重新夹持一个新的待加工工件，重复以上操作，直至完成对所有工件的加工。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数控滚齿机床，包括机架(1)和安装在机架(1)上的滚齿加工装置，其特征在于：所述机架(1)上设置有进料机构(2)、出料机构(3)以及用于夹持和转运工件的机械手(4)，所述进料机构(2)和出料机构(3)位于机架(1)长度方向一端，所述滚齿加工装置位于机架(1)长度方向另一端，所述机械手(4)设置于滚齿加工装置顶部，且所述机械手(4)位于进料机构(2)和出料机构(3)上方。

2.根据权利要求1所述的数控滚齿机床，其特征在于：所述进料机构(2)包括倾斜设置在机架(1)上的进料板(21)，所述进料板(21)的高端为进料端，低端为出料端，且所述进料板(21)的进料端沿机架(1)宽度方向延伸出机架(1)外，所述进料板(21)上设置有沿其进料端向出料端方向延伸的进料通道(211)。

3.根据权利要求2所述的数控滚齿机床，其特征在于：所述进料通道(211)包括两个沿进料通道(211)轴线对称设置的角钢(2111)以及位于两个角钢(2111)之间用于阻挡工件的挡板(2112)，所述挡板(2112)固定于进料板(21)出料端，且挡板(2112)与角钢(2111)之间留有间隙空间。

4.根据权利要求3所述的数控滚齿机床，其特征在于：所述角钢(2111)以可调节的方式设置在进料板(21)上。

5.根据权利要求3所述的数控滚齿机床，其特征在于：所述机架(1)靠近进料板(21)出料端的一侧设置有用于夹持工件且能够沿机架(1)高度方向升降的夹具(5)，所述夹具(5)包括支撑座(51)、安装在支撑座(51)上用于夹持工件的夹持部(52)以及安装在机架(1)上用于控制支撑座(51)升降的第一升降气缸(53)。

6.根据权利要求2所述的数控滚齿机床，其特征在于：所述出料机构(3)位于进料机构(2)与滚齿加工装置之间，所述出料机构(3)包括设置在机架(1)上的支撑架(31)和设置在支撑架(31)上的皮带输送组件(32)，所述皮带输送组件(32)的皮带(321)的外表面沿长度方向等间距设置有多个凸棱(3211)，相邻两个凸棱(3211)之间形成工件放置位。

7.根据权利要求6所述的数控滚齿机床，其特征在于：所述皮带输送组件(32)的进料端与进料板(21)的出料端位于同侧，皮带输送组件(32)的出料端与进料板(21)的进料端位于同侧，所述支撑架(31)上靠近皮带输送组件(32)出料端处设置有红外线传感器(311)。

8.根据权利要求1所述的数控滚齿机床，其特征在于：所述机械手(4)包括固定于滚齿加工装置顶部且沿机架(1)长度方向延伸的导轨(41)、滑动连接于导轨(41)上的滑动座(42)、设置于滑动座(42)上且能够沿机架(1)高度方向升降的底座(44)以及设置于底座(44)上用于夹持工件的夹持组件(45)。

9.根据权利要求8所述的数控滚齿机床，其特征在于：所述滑动座(42)上安装有第二升降气缸(43)，所述第二升降气缸(43)的活塞杆与底座(44)固定连接；所述夹持组件(45)包括转动连接于底座(44)的转动座(451)和设置在转动座(451)上的卡盘(452)，所述底座(44)上安装有用于控制转动座(451)转动的第一电机(441)。

10.根据权利要求7所述的数控滚齿机床，其特征在于：所述机架(1)上罩设有机壳(6)，所述滚齿加工装置、进料板(21)的出料端、皮带输送组件(32)的进料端以及机械手(4)位于机壳(6)内，所述进料板(21)的进料端和皮带输送组件(32)的出料端位于机壳(6)外。

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