CN207267292U - 一种碳棒电极加工用光谱电极车床 - Google Patents

Abstract

本实用新型设计一种碳棒电极加工用光谱电极车床，包括：机座、工作台、自动推料装置、储料箱、旋转接料装置和控制箱，本车床克服了传统碳棒电极加工设备操作不便、加工精度不够、自动化程度不高等缺点，将碳棒送入加工位时，是由传统的非加工端定位送料方式改为加工端送料，且：下料、送料、夹紧、车平端面、钻孔、车外圆、车槽、出料等全过程均是通过控制各单元连贯的自动完成，各装置参数设置可调，适用范围广，加工精度高，操作方便，有很好的实用效果。

Description

一种碳棒电极加工用光谱电极车床

技术领域

本实用新型涉及一种碳棒电极加工用光谱电极车床，具体涉及一种专用于光谱分析仪的阳极碳棒、阴极碳棒的专用加工设备，属光谱分析装置材料加工设备技术领域。

背景技术

阳极碳棒、阴极碳棒是光谱分析仪所需的专用附件，光谱分析是地质矿产部门专用于定性或定量分析矿物质元素成份的重要手段，成批量多批次加工并调配好的矿粉物质，在添加适量其它原料后，填充进碳棒的空腔内，再将碳棒置入光谱分析仪中即进入分析阶段，光谱分析广泛应用于科研机构、高等院校、相关企业应用于地质、冶金、化工等多种行业的实验与分析，所述的阳板碳棒或阴极碳棒实际上是一种碳素材料经高温碳化提纯后的小尺寸长条状圆形石墨电极，针对该碳棒的加工是在一种车床上进行，加工过程包括：平端面、钻孔、车外圆、车槽等工序(参考附图1，图1中B为加工出的用于填料的空腔)，由于原料碳棒直径在10mm左右，长度为80～120mm之间，长径比较大，且原料的适应车床加工性较差，另一方面，实验分析所需的成品碳棒只需对其中的某一端有较高加工质量要求，特别是对大批量加工后的碳棒精度及一致性要求高。

传统的碳棒电极加工用的光谱电极车床是使用通用型机械车床加工设备，其不足之处是：操作困难，加工效率低；近几年又出现较为先进的半自动化机电设备，它是自机床出料端送入碳棒，加工完成后再将碳棒又从出料端退出，无自动进料设置，因此同样存在加工精度不够，智能化程度低，加工的碳棒电极合格率偏低，工作效率低等问题，影响到光谱分析实验的效果。

发明内容

本实用新型的目的是针对背景技术所述问题，设计一种碳棒电极加工用光谱电极车床，包括：机座、工作台、自动推料装置、储料箱、旋转接料装置和控制箱，本车床克服了传统碳棒电极加工设备操作不便、加工精度不够、自动化程度不高等缺点，将碳棒送入加工位时，是由传统的非加工端定位送料方式改为加工端送料，且：下料、送料、夹紧、车平端面、钻孔、车外圆、车槽、出料等全过程均是通过控制各单元连贯的自动完成，各装置参数设置可调，适用范围广，加工精度高，操作方便，有很好的实用效果。

本实用新型的技术方案是：一种碳棒电极加工用光谱电极车床，包括：机座1、工作台2、自动推料装置3、储料箱4、旋转接料装置5、控制箱；所述工作台2包括上下两层移动平台，位于下层的是X轴移动平台，位于上层的是Y轴移动平台；所述旋转接料装置5安装在机座 1上；所述Y轴移动平台上有底板206，底板206下方依次有Y向滑块和Y向滑轨205，所述 Y向滑轨205下方依次有X向滑块和X向滑轨204，X向滑块通过X轴步进电机202驱动，Y 向滑块通过Y轴步进电机201驱动；所述底板206上部固连有刀具支架207；其特征在于：

所述自动推料装置3固连在Y向滑轨205侧部，所述储料箱4固连在底板206的Y向侧部；

所述储料箱4包括：隔板401、斜板402和出料槽208，所述料槽208上加工有V型槽，原料碳棒堆码在隔板401与斜板402之间，所述V型槽上每次承放一支待加工碳棒；

所述自动推料装置3包括：步进电机三301、安装板302、导向杆303、丝杆304、滑板305、导向板306、顶杆307；所述滑板305与导向杆303滑动配合，所述丝杆304与滑板305 丝杠螺纹配合，所述顶杆307固连在滑板305下端，所述步进电机三301用于驱动丝杆304，所述顶杆307用于沿X轴推动V型槽上待加工的碳棒；

所述旋转接料装置5包括：异步电机501、推板502、拐臂503、立轴504、锥状爪头506、主轴、主轴底座507；所述主轴前端是锥状爪头506，与锥状爪头506连为一体的是圆管状主轴本体，所述主轴本体通过轴承安装在主轴底座507中，主轴本体上还固连有滑盘505和从动轮508；所述主轴底座507上设置有用于嵌合锥状爪头506的锥套，所述锥状爪头506与所述锥套的锥度相同；所述异步电机501输出轴上固连有皮带轮，所述皮带轮用于通过皮带驱动从动轮508，所述推板502通过电磁铁驱动沿X轴往复动作，所述拐臂503的一端与推板502铰接，拐臂503的另一端与滑盘505的盘面接触，拐臂503动作时绕立轴504摆动；所述锥状爪头506用于夹持待加工碳棒；当电磁铁得电并驱动拐臂503动作时，所述锥状爪头506沿X轴正向伸出并松开所夹紧的碳棒。

如上所述一种碳棒电极加工用光谱电极车床，其特征在于：所述控制箱包括用于电机和电磁铁驱动的控制单元、位置检测单元和动作计数单元，分别为：X轴步进电机202控制单元、Y轴步进电机201控制单元、步进电机三301控制单元、异步电机501控制单元、电磁铁控制单元；还包括X轴移动平台和Y轴移动平台位置检测单元、顶杆307移动位置检测单元、顶杆307动作计数单元。

本实用新型一种碳棒电极加工用光谱电极车床在加工碳棒时的动作过程是：

1、储料箱4中的碳棒因重力作用自动滑至V型槽内，此时驱动Y轴步进电机201，让V型槽内的碳棒与顶杆307对正；

2、启动步进电机三301动作，位于V型槽内的碳棒在顶杆307作用下穿过锥状爪头506 被推入主轴内一个设定距离；再退回顶杆307至初始位置；

3、电磁铁失电，锥状爪头506将碳棒夹紧；Y轴步进电机201反向动作，加工刀具对准碳棒；

4、启动异步电机501，碳棒旋转，利用刀具支架207上安装的刀具对碳棒进行车平端面、钻孔、车外圆、车槽等全过程连续加工；

5、松开锥状爪头，再次移动顶杆307向锥状爪头506内推入第二根待加工碳棒，同时，已完成加工的碳棒随着第二根碳棒的推进而向主轴另一端推出，且该碳棒未加工端露出主轴外，以利人工取出；

6、锥状爪头506夹紧碳棒，进行第二根碳棒的自动加工；

7、重复以上过程1～6，完成批量碳棒的加工。

本实用新型的优点和有益效果是：

本实用新型“一种碳棒电极加工用光谱电极车床”克服了传统碳棒电极加工设备操作不便、加工精度不够、自动化程度不高等缺点，特别是将碳棒送入加工位时，是由非加工端定位送料方式改为加工端送料，送料、夹紧、车平端面、钻孔、车外圆、车槽、出料等全过程，均是通过控制各单元连贯的自动完成，参数设置可调，适用范围广，加工精度高，操作方便，有很好的实用效果。

附图说明

图1是利用本实用新型“一种碳棒电极加工用光谱电极车床”加工后的碳棒结构示意图；

图2是本实用新型“一种碳棒电极加工用光谱电极车床”示意图；

图3是图2主视图；

图4是图2俯视图；

图5是工作台结构示意图以及工作台与自动推料装置位置关系示意图；

图6是旋转接料装置结构示意图；

图7是储料箱内部结构示意图；

图8是储料箱外部结构示意图；

图9是自动推料装置结构示意图。

附图中的标记说明：

图2中:1—机座，2—工作台，3—自动推料装置，4—储料箱，5—旋转接料装置。

图3中:208—出料槽，301—步进电机三，303—导向杆，304—丝杆，506—锥状爪头。

图5～图9中：201—Y轴步进电机，202—X轴步进电机，204—X向滑轨，205—Y向滑轨， 206—底板，207—刀具支架，208—出料槽；301—步进电机三；302—安装板，303—导向杆， 304—丝杆，305—滑板，306—导向板，307—顶杆；401—隔板，402—斜板；501—异步电机， 502—推板，503—拐臂，504—立轴，505—滑盘，506—锥状爪头，507—主轴底座，508—从动轮。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例作进一步说明，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内，本技术方案中未详细述及的，均为公知技术。

参见图2～附图9，本实用新型一种碳棒电极加工用光谱电极车床，机座1、工作台2、自动推料装置3、储料箱4、旋转接料装置5、控制箱；所述工作台2包括上下两层移动平台，位于下层的是X轴移动平台，位于上层的是Y轴移动平台；所述旋转接料装置5安装在机座 1上；所述Y轴移动平台上有底板206，底板206下方依次有Y向滑块和Y向滑轨205，所述 Y向滑轨205下方依次有X向滑块和X向滑轨204，X向滑块通过X轴步进电机202驱动，Y 向滑块通过Y轴步进电机201驱动；所述底板206上部固连有刀具支架207。

参见图1、图7、图8：所述储料箱4包括：隔板401、斜板402和出料槽208，所述料槽208上加工有V型槽，加工过程中，原料碳棒堆码在隔板401与斜板402之间，所述V型槽上每次承放一支待加工碳棒；储料箱4固连在底板206的Y向侧部。

所述自动推料装置3包括：步进电机三301、安装板302、导向杆303、丝杆304、滑板305、导向板306、顶杆307；所述安装板302固连在Y向滑轨205的侧部；所述滑板305与导向杆303滑动配合，所述丝杆304与滑板305丝杠螺纹配合，所述顶杆307固连在滑板305 下端，所述步进电机三301用于驱动丝杆304，所述顶杆307用于沿X轴推动V型槽上待加工的碳棒；其动作过程是：当底板206在Y轴步进电机201带动下沿Y轴正负方向运动时，所述储料箱4以及料槽208亦随着底板206一起运动，每当需要向加旋转接料装置5的锥状爪头506中送料时，料槽208即沿Y轴正向运动至丝杆304的正下方，此时丝杆304在步进电机三301带动下，引导顶杆307沿X轴反向直线运动，从而将位于V型槽内的待加工碳棒推进锥状爪头506中。

所述旋转接料装置5包括：异步电机501、推板502、拐臂503、立轴504、锥状爪头506、主轴、主轴底座507；所述主轴前端是锥状爪头506，与锥状爪头506连为一体的是圆管状主轴本体，所述主轴本体通过轴承安装在主轴底座507中，主轴本体上还固连有滑盘505和从动轮508，本实用新型实施例中，所述主轴本体与主轴底座507之间还套装有压力弹簧，所述主轴底座(507)上设置有用于嵌合锥状爪头(506)的锥套，所述锥状爪头506与所述锥套的锥度相同；所述异步电机501输出轴上固连有皮带轮(图中未画出)。本实施例中，所述皮带轮通过V型皮带与从动轮508连接，当异步电机501旋转时，所述主轴以及主轴上固连的滑盘505和锥状爪头506同步旋转；所述推板502通过电磁铁驱动沿X轴往复动作，所述拐臂503的一端与推板502铰接，拐臂503的另一端与滑盘505的盘面接触但互不影响，拐臂503动作时绕立轴504摆动；所述锥状爪头506用于夹持待加工碳棒；当电磁铁得电并驱动拐臂503动作时，拐臂503顶住滑盘505，滑盘505克服主轴上压力弹簧的压力而带动主轴本体沿X轴正向移动一个位置，锥状爪头506同步的沿X轴正向伸出并松开所夹紧的碳棒，反之当电磁铁失电时，在压力弹簧作用下，锥状爪头506缩回至与主轴底座507上的锥套嵌合，并夹紧碳棒。

为确保碳棒在加工时有适当的夹紧力，本实施例中，所述压力弹簧的压力可通过人工连续调节。

所述控制箱(图中未画出)包括用于电机和电磁铁驱动的控制单元、位置检测单元和动作计数单元，分别为：X轴步进电机202控制单元、Y轴步进电机201控制单元、步进电机三301控制单元、异步电机501控制单元、电磁铁控制单元；还包括X轴移动平台和Y轴移动平台位置检测单元、顶杆307移动位置检测单元、顶杆307动作计数单元。

本实用新型一种碳棒电极加工用光谱电极车床实施例在加工碳棒时的动作过程如下：

1、储料箱4中的碳棒因重力作用自动滑至V型槽内，此时驱动Y轴步进电机201，让V型槽内的碳棒与顶杆307对正；

2、启动步进电机三301动作，位于V型槽内的碳棒在顶杆307作用下穿过锥状爪头506 被推入主轴内一个设定距离；再退回顶杆307至初始位置；

3、电磁铁失电，锥状爪头506将碳棒夹紧；Y轴步进电机201反向动作，加工刀具对准碳棒；

4、启动异步电机501，碳棒旋转，利用刀具支架207上安装的刀具对碳棒进行车平端面、钻孔、车外圆、车槽等全过程连续加工；

5、松开锥状爪头，再次移动顶杆307向锥状爪头506内推入第二根待加工碳棒，同时，已完成加工的碳棒随着第二根碳棒的推进而向主轴另一端推出，且该碳棒未加工端露出主轴外，以利人工取出；

6、锥状爪头506夹紧碳棒，进行第二根碳棒的自动加工；

7、重复以上过程1～6，完成批量碳棒的加工。

本实用新型“一种碳棒电极加工用光谱电极车床”克服了传统碳棒电极加工设备操作不便、加工精度不够、自动化程度不高等缺点，特别是将碳棒送入加工位时，是由非加工端定位送料方式改为加工端送料，送料、夹紧、车平端面、钻孔、车外圆、车槽、出料等全过程，均是通过控制各单元连贯的自动完成，参数设置可调，适用范围广，加工精度高，操作方便，有很好的实用效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固连”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

Claims (2)

1.一种碳棒电极加工用光谱电极车床，包括：机座（1）、工作台（2）、自动推料装置（3）、储料箱（4）、旋转接料装置（5）、控制箱；所述工作台（2）包括上下两层移动平台，位于下层的是X轴移动平台，位于上层的是Y轴移动平台；所述旋转接料装置（5）安装在机座（1）上；所述Y轴移动平台上有底板（206），底板（206）下方依次有Y向滑块和Y向滑轨（205），所述Y向滑轨（205）下方依次有X向滑块和X向滑轨（204），X向滑块通过X轴步进电机（202）驱动，Y向滑块通过Y轴步进电机（201）驱动；所述底板（206）上部固连有刀具支架（207）；其特征在于：

所述自动推料装置（3）固连在Y向滑轨（205）侧部，所述储料箱（4）固连在底板（206）的Y向侧部；

所述储料箱（4）包括：隔板（401）、斜板（402）和出料槽（208），所述料槽（208）上加工有V型槽，原料碳棒堆码在隔板（401）与斜板（402）之间，所述V型槽上每次承放一支待加工碳棒；

所述自动推料装置（3）包括：步进电机三（301）、安装板（302）、导向杆（303）、丝杆（304）、滑板（305）、导向板（306）、顶杆（307）；所述滑板（305）与导向杆（303）滑动配合，所述丝杆（304）与滑板（305）丝杠螺纹配合，所述顶杆（307）固连在滑板（305）下端，所述步进电机三（301）用于驱动丝杆（304），所述顶杆（307）用于沿X轴推动V型槽上待加工的碳棒；

所述旋转接料装置（5）包括：异步电机（501）、推板（502）、拐臂（503）、立轴（504）、锥状爪头（506）、主轴、主轴底座（507）；所述主轴前端是锥状爪头（506），与锥状爪头（506）连为一体的是圆管状主轴本体，所述主轴本体通过轴承安装在主轴底座（507）中，主轴本体上还固连有滑盘（505）和从动轮（508）；所述主轴底座（507）上设置有用于嵌合锥状爪头（506）的锥套，所述锥状爪头（506）与所述锥套的锥度相同；所述异步电机（501）输出轴上固连有皮带轮，所述皮带轮用于通过皮带驱动从动轮（508），所述推板（502）通过电磁铁驱动沿X轴往复动作，所述拐臂（503）的一端与推板（502）铰接，拐臂（503）的另一端与滑盘（505）的盘面接触，拐臂（503）动作时绕立轴（504）摆动；所述锥状爪头（506）用于夹持待加工碳棒；当电磁铁得电并驱动拐臂（503）动作时，所述锥状爪头（506）沿X轴正向伸出并松开所夹紧的碳棒。

2.如权利要求1所述一种碳棒电极加工用光谱电极车床，其特征在于：所述控制箱包括用于电机和电磁铁驱动的控制单元、位置检测单元和动作计数单元，分别为：X轴步进电机（202）控制单元、Y 轴步进电机（201）控制单元、步进电机三（301）控制单元、异步电机（501）控制单元、电磁铁控制单元；还包括X轴移动平台和Y轴移动平台位置检测单元、顶杆（307）移动位置检测单元、顶杆（307）动作计数单元。