CN114192818A - 一种车床用长轴类工件装夹测量机构 - Google Patents

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Abstract

为解决传统的倒立式车床在长轴类工件自动装夹过程中由于工件实际长度误差超过液压尾座的装夹范围而造成机床损坏的技术问题，本发明实施例提供一种车床用长轴类工件装夹测量机构，包括：主轴单元，用于装夹长轴类工件的一端和驱动长轴类工件旋转；液压尾座，用于顶紧长轴类工件的另一端；主轴升降单元，用于驱动主轴单元朝向或远离液压尾座运动并反馈主轴升降单元的位置信息；接近开关，用于监测液压尾座的伸缩位置；以及处理单元，用于响应接近开关的触发信号以当接近开关被触发时控制主轴升降单元停止运动。本发明实施例防止了工件实际长度误差超过液压尾座的装夹范围而造成机床损坏。

Description

一种车床用长轴类工件装夹测量机构
技术领域
本发明涉及一种车床用长轴类工件装夹测量机构。
背景技术
倒立式车床可用于细长轴类的加工，其装夹方式一般采用上部卡盘夹紧、下部顶尖顶紧的形式，夹持过程中需要保证工件既能有效顶紧，又不会因顶紧力过大导致工件弯曲，甚至损伤相关机构。
然而，传统的倒立式车床在长轴类工件自动装夹过程中，由于长轴类工件长度尺寸精度较低或者人工输入工件长度工艺参数错误，使得工件实际长度误差超过液压尾座的装夹范围，造成机床相关机构损坏的情况。
发明内容
为解决传统的倒立式车床在长轴类工件自动装夹过程中由于工件实际长度误差超过液压尾座的装夹范围而造成机床损坏的技术问题，本发明实施例提供一种车床用长轴类工件装夹测量机构。
本发明实施例通过下述技术方案实现：
本发明实施例提供一种车床用长轴类工件装夹测量机构，包括：
主轴单元，用于装夹长轴类工件的一端和驱动长轴类工件旋转；
液压尾座，用于顶紧长轴类工件的另一端；
主轴升降单元，用于驱动主轴单元朝向或远离液压尾座运动并反馈主轴升降单元的位置信息；
接近开关，用于监测液压尾座的伸缩位置；以及
处理单元，用于响应接近开关的触发信号以当接近开关被触发时控制主轴升降单元停止运动。
进一步的，所述处理单元，还用于接收主轴升降单元的位置信息，以根据接近开关被触发时主轴升降单元的位置信息换算出长轴类工件的长度。
进一步的，所述主轴单元包括：
第一液压缸，用于驱动液压卡盘装夹长轴类工件；
液压卡盘，用于装夹长轴类工件；
主轴箱，用于安装电主轴；以及
电主轴，电主轴的一端从主轴箱穿出后与液压卡盘连接，用于驱动液压卡盘装夹的长轴类工件旋转。
进一步的，所述主轴单元还包括：
拉杆，位于电主轴内，拉杆的一端与第一液压缸的液压杆连接，拉杆的另一端与液压卡盘连接；拉杆用于驱动液压卡盘装夹长轴类工件。
进一步的，所述主轴升降单元包括：
具有绝对式编码器的伺服电机，与主轴单元连接，用于驱动主轴单元朝向或远离液压尾座运动。
进一步的，液压尾座包括：
顶尖，设于第二液压缸的活塞杆的末端，用于顶紧轴类工件的另一端；以及
第二液压缸，用于为顶尖顶紧长轴类工件提供驱动力并平衡车削加工过程中长轴类工件的伸长量，第二液压缸的活塞杆上安装有接近开关感应块。
进一步的，所述液压尾座还包括液压尾座护罩。
进一步的，还包括：
立式车床立柱，用于安装主轴升降单元；以及
立式车床床身，与立式车床立柱连接，用于安装液压尾座。
进一步的，所述立式车床床身设有用于安装第二液压缸的安装槽。
进一步的，所述接近开关设于靠近第二液压缸的活塞杆的出口处。
本发明实施例与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明实施例的一种车床用长轴类工件装夹测量机构，通过主轴单元、液压尾座、主轴升降单元、接近开关以及处理单元，通过主轴升降单元和液压尾座的相互配合，平衡了长轴类工件的受力，通过接近开关与主轴升降单元和液压尾座的相互配合，防止了工件实际长度误差超过液压尾座的装夹范围而造成机床损坏；从而，避免了传统倒立式车床在长轴类工件自动装夹过程中由于工件实际长度误差超过液压尾座的装夹范围而造成机床损坏的缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为车床用长轴类工件装夹测量机构示意图。
图2为车床用长轴类工件装夹测量机构的内部结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-立式车床立柱，2-立式车床床身，3-主轴单元，4-主轴升降单元，5-液压尾座，6-长轴类工件，7-第一液压缸，8-拉杆，9-电主轴，10-主轴箱，11-液压卡盘，12-顶尖，13-液压尾座护罩，14-接近开关，15-第二液压缸。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例
为解决传统的倒立式车床在长轴类工件自动装夹过程中由于工件实际长度误差超过液压尾座的装夹范围而造成机床损坏的技术问题，本发明实施例提供一种车床用长轴类工件装夹测量机构，参考图1和2所示，包括：主轴单元3，用于装夹长轴类工件的一端和驱动长轴类工件6旋转；液压尾座5，用于顶紧长轴类工件的另一端；主轴升降单元4，用于驱动主轴单元朝向或远离液压尾座运动并反馈主轴升降单元的位置信息；接近开关14，用于监测液压尾座的伸缩位置；以及处理单元，用于响应接近开关的触发信号以当接近开关被触发时控制主轴升降单元停止运动。
从而，本发明实施例通过主轴单元、液压尾座、主轴升降单元、接近开关以及处理单元，通过主轴升降单元和液压尾座的相互配合，平衡了长轴类工件的受力，通过接近开关与主轴升降单元和液压尾座的相互配合，防止了工件实际长度误差超过液压尾座的装夹范围而造成机床损坏；避免了倒立式车床在长轴类工件自动装夹过程中由于工件实际长度误差超过液压尾座的装夹范围而造成机床损坏的缺陷。
本发明实施例的测量机构能够实现车削加工环境较为恶劣的情况下，对长轴类零件长度进行在机测量，基于该项发明的机床集成到自动化生产线，能够省去加工前长轴类工件的长度测量步骤。通过在机测量能够避免出现由于长轴类工件长度尺寸精度较低和人工输入长轴类工件长度工艺参数错误，使得工件实际长度误差超过液压尾座的装夹范围，造成机床相关机构损坏的情况。
随着自动化生产线的普及，在长轴类工件车削加工方面，对工件长度进行在机检测能够省去加工前长轴类工件的长度测量步骤，提高加工效率，并且对实际测量长度与输入的公称长度尺寸误差过大进行报警，保障长轴类工件在装夹过程中设备的安全性，能够广泛应用于长轴类工件自动化生产线的车削机床。
进一步的，所述处理单元，还用于接收主轴升降单元的位置信息，以根据接近开关被触发时主轴升降单元的位置信息换算出长轴类工件的长度。
从而，本发明实施例通过接近开关、主轴升降单元、液压尾座和处理单元，实现了对长轴类工件的长度的测量的同时防止了工件实际长度误差超过液压尾座的装夹范围而造成机床损坏。
进一步的，所述主轴单元包括：第一液压缸7，用于驱动液压卡盘装夹长轴类工件；液压卡盘11，用于装夹长轴类工件；主轴箱10，用于安装电主轴；以及电主轴9，电主轴的一端从主轴箱穿出后与液压卡盘连接，用于驱动液压卡盘装夹的长轴类工件旋转。
参考图1和2所示，主轴单元，用于装夹长轴类工件和驱动长轴类工件旋转；4是主轴升降单元，采用绝对式编码器的伺服电机为驱动元件，滚珠丝杠传递力矩，直线导轨滑块进行导向，驱动主轴单元向下运动，将液压卡盘装夹的长轴类工件末端顶在液压尾座的顶尖上，完成长轴类工件的自动装夹；主轴升降单元通过控制主轴单元的升降做到兼容加工不同长度尺寸的细长轴工件；液压尾座用于顶紧长轴类工件末端底孔，并通过液压缸活塞杆向下运动直至接近开关感应块触发接近开关时，由绝对式编码器的伺服电机位置信息换算出装夹的细长轴工件的长度。
第一液压缸，用于驱动液压卡盘装夹长轴类工件；拉杆，用于加长液压杆活塞驱动液压卡盘；电主轴，用于驱动液压卡盘装夹的长轴类工件旋转；主轴箱，用于安装电主轴；液压卡盘，用于装夹长轴类工件；顶尖，用于顶紧长轴类工件末端底孔；接近开关，用于感应液压缸活塞杆上安装的接近开关感应块；第二液压缸，为顶尖顶紧长轴类工件末端底孔提供驱动力，以及平衡车削加工过程中长轴类工件的伸长量。
进一步的，所述主轴单元还包括：拉杆8，位于电主轴内，拉杆的一端与第一液压缸7的液压杆连接，拉杆的另一端与液压卡盘连接；拉杆用于驱动液压卡盘装夹长轴类工件。
参考图2所示，主轴单元包括第一液压缸7、液压卡盘11、主轴箱10和电主轴9；第一液压缸7的活塞杆与拉杆8连接，拉杆8的上端用于与第一液压缸的活塞杆连接，延长活塞杆的长度以驱动液压卡盘装夹长轴类工件；拉杆8位于电主轴9内，电主轴设于主轴箱内，电主轴从主轴箱穿出后与液压卡盘连接；从而，液压卡盘随电主轴的转动而转动，拉杆通过液压卡盘将拉杆的上端固定。
进一步的，所述主轴升降单元包括：具有绝对式编码器的伺服电机，与主轴单元连接，用于驱动主轴单元朝向或远离液压尾座运动。
参考图2所示，主轴升降单元包括具有绝对式编码器的伺服电机，主轴单元的主轴箱外侧与绝对式编码器的伺服电机的滚珠丝杠连接，从而，在滚珠丝杠的旋转带动下实现主轴箱的升降运动。
为了便于主轴升降单元以及液压尾座的安装固定，测量机构还包括：立式车床立柱1，用于安装主轴升降单元；以及立式车床床身2，与立式车床立柱连接，用于安装液压尾座。
可选地，主轴升降单元固定在立式车床立柱1上；液压尾座安装在立式车床床身2上，液压尾座与主轴单元上的长轴类工件相对设置。
进一步的，液压尾座包括：顶尖12，设于第二液压缸的活塞杆的末端，用于顶紧轴类工件的另一端；以及第二液压缸，用于为顶尖12顶紧长轴类工件提供驱动力并平衡车削加工过程中长轴类工件的伸长量，第二液压缸15的活塞杆上安装有接近开关感应块。
参考图2所示，液压尾座包括第二液压缸，第二液压缸15的活塞杆的顶端设有顶尖12，顶尖与液压卡盘相对，顶尖和液压卡盘将长轴类工件顶紧。
进一步的，所述接近开关设于靠近第二液压缸的活塞杆的出口处。
液压尾座的接近开关感应块触发接近开关时，发出到位信号，处理单元由绝对式编码器的伺服电机位置信息换算出装夹的长轴类工件的长度，完成长轴类工件在机长度精确测量。
通过调节液压尾座液压缸的溢流阀的溢流压力值，控制主轴单元的液压卡盘和液压尾座的顶尖顶紧长轴类工件的顶紧力，从而用于平衡车削加工过程中的切削抗力和工件的伸长量。
通过调节液压尾座液压缸的溢流阀溢流压力值，控制主轴单元的液压卡盘和液压尾座的顶尖顶紧长轴类工件的顶紧力，用于平衡车削加工过程中的切削抗力和工件的伸长量。
进一步的，所述液压尾座还包括液压尾座护罩13。进一步的，所述立式车床床身设有用于安装第二液压缸的安装槽。
长轴类工件装夹测量机构的工作原理如下：
主轴单元的第一液压缸驱动液压卡盘在主轴升降单元的零点位置装夹长轴类工件，主轴升降单元的绝对式编码器的伺服电机驱动滚珠丝杠，驱动主轴单元向下运动；将液压卡盘装夹的长轴类工件末端顶在液压尾座的顶尖上，液压尾座的液压缸活塞杆被压迫向下运动直至接近开关感应块触发接近开关时，驱动主轴单元停止运动，处理单元由绝对式编码器的伺服电机位置信息换算出装夹的长轴类工件的长度，完成长轴类工件装夹测量。
本发明实施例的技术方案是以加工细长轴的倒立式车床为例，而具有主轴轴向运动和液压尾座触发接近开关结构的卧式车床，以及主轴轴向固定和液压尾座轴向运动且触发接近开关的卧式、立式车床，也能够实现长轴类工件长度在机测量。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车床用长轴类工件装夹测量机构，其特征在于，包括：
主轴单元，用于装夹长轴类工件的一端和驱动长轴类工件旋转；
液压尾座，用于顶紧长轴类工件的另一端；
主轴升降单元，用于驱动主轴单元朝向或远离液压尾座运动并反馈主轴升降单元的位置信息；
接近开关，用于监测液压尾座的伸缩位置；以及
处理单元，用于响应接近开关的触发信号以当接近开关被触发时控制主轴升降单元停止运动。
2.如权利要求1所述车床用长轴类工件装夹测量机构，其特征在于，所述处理单元，还用于接收主轴升降单元的位置信息，以根据接近开关被触发时主轴升降单元的位置信息换算出长轴类工件的长度。
3.如权利要求1或2所述车床用长轴类工件装夹测量机构，其特征在于，所述主轴单元包括：
第一液压缸，用于驱动液压卡盘装夹长轴类工件；
液压卡盘，用于装夹长轴类工件；
主轴箱，用于安装电主轴；以及
电主轴，电主轴的一端从主轴箱穿出后与液压卡盘连接，用于驱动液压卡盘装夹的长轴类工件旋转。
4.如权利要求3所述车床用长轴类工件装夹测量机构，其特征在于，所述主轴单元还包括：
拉杆，位于电主轴内，拉杆的一端与第一液压缸的液压杆连接，拉杆的另一端与液压卡盘连接；拉杆用于驱动液压卡盘装夹长轴类工件。
5.如权利要求4所述车床用长轴类工件装夹测量机构，其特征在于，所述主轴升降单元包括：
具有绝对式编码器的伺服电机，与主轴单元连接，用于驱动主轴单元朝向或远离液压尾座运动。
6.如权利要求5所述车床用长轴类工件装夹测量机构，其特征在于，液压尾座包括：
顶尖，设于第二液压缸的活塞杆的末端，用于顶紧轴类工件的另一端；以及
第二液压缸，用于为顶尖顶紧长轴类工件提供驱动力并平衡车削加工过程中长轴类工件的伸长量，第二液压缸的活塞杆上安装有接近开关感应块。
7.如权利要求6所述车床用长轴类工件装夹测量机构，其特征在于，所述液压尾座还包括液压尾座护罩。
8.如权利要求7所述车床用长轴类工件装夹测量机构，其特征在于，还包括：
立式车床立柱，用于安装主轴升降单元；以及
立式车床床身，与立式车床立柱连接，用于安装液压尾座。
9.如权利要求8所述车床用长轴类工件装夹测量机构，其特征在于，所述立式车床床身设有用于安装第二液压缸的安装槽。
10.如权利要求9所述车床用长轴类工件装夹测量机构，其特征在于，所述接近开关设于靠近第二液压缸的活塞杆的出口处。
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