CN1404953A - 全数控石墨电极接头柔性自动加工线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种全数控石墨电极接头柔性自动加工线，属于机械加工技术领域。该加工线包括电极接头切断机床、数控电极接头平端面钻中心孔机床、数控电极接头双外锥车床、数控电极接头双螺纹梳加工机床、数控电极接头钻栓孔装栓铣槽机床，以上机床通过输送装置衔接，组成加工线。其控制***包括主控制***和专用机床控制***。专用机床控制***的下游通过控制线路与对应专用机床的电器相连，其上游通过输入输出接口模块与主控制***的对应端口相连。本发明既可以通过主控***监控加工线每台设备，又可以通过专用机床控制***对专用机床进行控制调整，并可以避开主控制***，直接单独调试专用机床控制***，从而明显增强加工线的适应性，使其更加柔性化。
Description
技术领域
本发明涉及一种电极自动加工线，尤其是一种电极接头的数控自动加工线，属于冶金电极加工技术领域。
背景技术
电极接头是一种两端均制有锥螺纹的工件，广泛应用于冶金行业。由于石墨电极在钢铁业中属消耗材料，因此需求量很大。为了解决原有电极接头螺纹加工机床存在的走刀传动误差大，加工冲击大，以及单铣刀铣削加工工效低等问题，本申请人曾设计了一种数控电极接头螺纹双梳刀加工机床，并申请了中国专利(99229426)。在不断的实践中本申请人越来越深切地感觉到，由于石墨电极接头加工工序较多、精度较高，尤其是其中的锥螺纹梳刀加工具有独特的工艺要求，因此传统的单机分步加工不仅工效低，而且工序之间衔接的不确定，对成品最终质量的保证十分不利，结果容易导致电极在使用中接触不理想、损耗增大、甚至折断脱落。查阅有关资料后发现，近年来美国英格索尔和日本不二越机床公司先后研制出了由电极接头切断机床、电极接头平端面钻中心孔机床、电极接头外锥车床、电极接头双螺纹梳加工机床、电极接头钻栓孔装栓铣槽机床，以及输送装置和控制***组成的石墨电极接头自动加工线。然而，这些国外的加工线不仅由于国内无竞争产品，进口价格十分昂贵，而且存在以下不足之处：一是整个加工线集中控制，无法根据每台设备的情况，灵活的单独调整，因此加工线的适应性较差，不够柔性化，难以满足电极接头加工既要集中控制、又需单独调整的特殊需要；二是工件采用平台式输送，需要反复升、降装夹，工件的工位转移和自动控制都不够方便，并且占地面积大。
发明内容
本发明的首要目的在于：针对现有进口加工线存在的不足，通过对控制***的创新设计、以及设备匹配的改进，提出一种可以满足电极接头加工特殊需要的全数控石墨电极接头柔性自动加工线。
本发明进一步的目的是：通过对输送装置的改进设计，提出一种工件转移、装夹方便，并且结构紧凑的全数控石墨电极接头柔性自动加工线，从而有助于提高自动化水平。
为了达到以上首要目的，本发明的全数控石墨电极接头柔性自动加工线包括控制***，以及分别由受控于控制***的伺服电机驱动的下列专用机床：A.电极接头切断机床；B.数控电极接头平端面、钻中心孔机床；C.数控电极接头双外锥车床；D.数控电极接头双螺纹梳加工机床；E.数控电极接头钻栓孔、装栓、铣槽机床；
以上机床通过输送装置衔接，组成加工线；其特征在于：所述控制***包括一个集中控制的主控制***和至少一个单独控制的专用机床控制***，所述专用机床控制***的下游通过控制线路与对应专用机床的电器相连，其上游通过输入输出接口模块与主控制***的对应端口相连。
这样，一方面，当加工大批量石墨电极接头时，既可以通过主控***监控加工线每台设备，又可以通过专用机床控制***对专用机床进行控制调整，十分方便；另一方面，当需要加工少量特殊规格的石墨电极接头，或者需要临时调用某台专用机床时，可以避开主控制***，直接在该专用机床处，单独调试专用机床控制***即可，从而明显增强加工线的适应性，使其更加柔性化。
为了达到进一步的目的，本发明的输送装置由支撑在龙门框架上的输送车、开合式机械手以及可以发出工件位置信号的电气控制***组成，所述机械手通过升降装置安装在输送车上。
本发明的加工线运行时，输送装置上的机械手夹持工件后，提升起来，输送到需装夹工件的专用机床处，并发出对应的位置信号，再降下工件。待工件装夹、加工后，又一次由机械手夹持、提升、转送到下一个专用机床，进行后续加工操作。依此类推，直至完成整个加工过程。与现有的平台式输送装置相比，无论是工件的升降转移，还是自动控制都更为灵活方便，并且工件的装夹与加工位置重合，占地面积明显减少。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明一个实施例的结构示意图。
图2是本发明控制***的结构框图。
具体实施方式
实施例一
本实施例的全数控石墨电极接头柔性自动加工线如图1所示，主要由电极接头切断机床1，电极接头平端面、钻中心孔机床2，电极接头外锥车床3，电极接头双螺纹梳加工机床4，电极接头钻栓孔、装栓、铣槽机床5，以及输送装置6和控制***7(图2)组成。每台专用机床均由受控于控制***7的伺服电机驱动。
输送装置6主要由龙门框架6-1、输送车6-2、五只开合式机械手6-3、液压驱动***、电气控制***组成。其具体结构为：交叉杠杆构成的五只开合式机械手6-3通过下横梁6-6相互固连，安装在下横梁6-6一端的开合驱动油缸6-7通过水平连杆6-8与五只开合式机械手6-3的交叉杠杆上端衔接，从而可以驱动五只开合式机械手6-3同时张开或夹紧。下横梁6-6通过两立接杆6-9与可以沿龙门框架6-1的立柱上下移动的上横梁6-10固连，上横梁6-10通过升降驱动油缸6-11与输送车6-2连接，因此在升降驱动油缸6-11的驱动下，机械手6-3得以实现升降运动。输送车6-2支撑在龙门框架6-1的上水平框上，与固定在龙门框架6-1上的平移驱动油缸6-12衔接，从而可以在其驱动下，实现所需的水平移动，进而带动机械手6-3完成工位的转移。
本实施例的输送装置不仅从工艺顺序的角度使整个加工线的各台机器设备有机串联在一起，构成一个完整的***，而且工件转移、装夹等各种操作的自动化控制十分方便，并且由于合理利用了空间，大大节省了占地面积，从多种角度提高了全数控石墨电极接头柔性自动加工线的水平和档次。
本实施例中控制***7的基本情况如图2所示，包括实现集中控制的主控制***——中央处理器(CP474)和三个可以单独控制专用机床的控制***——平端面钻中心孔机床数控***(CGK-24数控***)、双外锥车床数控***(CGK-26数控***)、接头双螺纹梳加工机床数控***(CGK-21数控***)。其中专用机床控制***(CGK-24数控***)、(CGK-26数控***)、(CGK-21数控***)的下游通过控制线路分别与对应专用机床的电器相连，其上游通过输入输出接口模块(DI435/DO435)分别与主控制***(CP474)的对应端口相连。这样，即可根据批量生产的需要，从主控制***(CP474)的1号操作面板集中调整控制，又可根据具体加工的实际需要，在专用机床处实时进行精密调整，既方便迅速，又灵活实际，大大增强了加工线的柔性化水平。
作为首道工序的电极接头切断加工，因其具有一定的特殊性，因此本实施例采用了采取了专用机床电器(CG-27、CG-29)通过输入输出接口模块(DI435/DO435)先与从处理器(EX470)连接，再通过CAN(Control Area Network)总线与主控制***(CP474)的对应端口相连，即使得CG-27和CG-29切断机床通过可以保证其独立性和适时性的两个从处理器，挂在CGK-28的主控制***上。这样，主控制***可以位于CGK-28机床电器上，而根据需要，可以扩展很多从处理器，并可将从处理器放到较远的地方，其相互之间用CAN总线相连，从而实现远程控制。
对于工步较多、而临时性加工调整较少的尾工序——电极接头钻栓孔、装栓、铣槽机床，本实施例则采取了专用机床电器(CGK-28)直接通过输入输出接口模块(DI435/DO435)与主控制***(CP474)的对应端口相连的方式，这样可使整个***较为简捷。
此外，本实施例中的集中控制的主控制***——中央处理器(CP474)还通过接口模块IF311.7、模拟量输入接口AI354分别与计算机和打印机，电流、电压传感器和称重装置连接，从而使整个加工线监控功能齐全，输出方便。
Claims (6)
1.一种全数控石墨电极接头柔性自动加工线，包括控制***，以及分别由受控于控制***的伺服电机驱动的下列专用机床：A.电极接头切断机床；B.数控电极接头平端面、钻中心孔机床；C.数控电极接头双外锥车床；D.数控电极接头双螺纹梳加工机床；E.数控电极接头钻栓孔、装栓、铣槽机床；
以上机床通过输送装置衔接，组成加工线；其特征在于：所述控制***包括一个集中控制的主控制***和至少一个单独控制的专用机床控制***，所述专用机床控制***的下游通过控制线路与对应专用机床的电器相连，其上游通过输入输出接口模块与主控制***的对应端口相连。
2.根据权利要求1所述全数控石墨电极接头柔性自动加工线，其特征在于：所述输送装置由支撑在龙门框架上的输送车、开合式机械手以及可以发出工件位置信号的电气控制***组成，所述机械手通过升降装置安装在输送车上。
3.根据权利要求2所述全数控石墨电极接头柔性自动加工线，其特征在于：所述控制***包括作为主控制***的中央处理器(CP474)和三个可以单独控制专用机床的控制***——平端面钻中心孔机床数控***(CGK-24数控***)、双外锥车床数控***(CGK-26数控***)、接头双螺纹梳加工机床数控***(CGK-21数控***)，其中专用机床控制***(CGK-24数控***、CGK-26数控***、CGK-21数控***)的下游通过控制线路分别与对应专用机床的电器相连，其上游通过输入输出接口模块(DI435/DO435)分别与主控制***(CP474)的对应端口相连。
4.根据权利要求3所述全数控石墨电极接头柔性自动加工线，其特征在于：所述电极接头切断加工专用机床电器(CG-27)通过输入输出接口模块(DI435/DO435)先与从处理器(EX470)连接，再通过CAN总线与主控制***(CP474)的对应端口相连。
5.根据权利要求3或4所述全数控石墨电极接头柔性自动加工线，其特征在于：所述电极接头钻栓孔、装栓、铣槽机床的机床电器(CGK-28)直接通过输入输出接口模块(DI435/DO435)与主控制***(CP474)的对应端口相连。
6.根据权利要求2所述全数控石墨电极接头柔性自动加工线，其特征在于：所述输送装置主要由龙门框架(6-1)、输送车(6-2)、五只开合式机械手(6-3)、液压驱动***、电气控制***组成，其中交叉杠杆构成的五只开合式机械手(6-3)通过下横梁(6-6)相互固连，安装在下横梁(6-6)一端的开合驱动油缸(6-7)通过水平连杆(6-8)与五只开合式机械手(6-3)的交叉杠杆上端衔接；所述下横梁(6-6)通过两立接杆(6-9)与可以沿龙门框架(6-1)的立柱上下移动的上横梁(6-10)固连，该上横梁(6-10)通过升降驱动油缸(6-11)与输送车(6-2)连接；所述输送车(6-2)支撑在龙门框架(6-1)的上水平框上，与固定在龙门框架(6-1)上的平移驱动油缸(6-12)衔接。
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