JP2022543857A - 材料を自動供給排出する５軸縦型加工システム - Google Patents

材料を自動供給排出する５軸縦型加工システム Download PDF

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Abstract

本発明は、数値制御工作機械と、ラムアセンブリの前方に設置され、原料を動かして数値制御工作機械のＸ軸及び／又はＹ軸に沿って移動させる搬送機構と、前記ラムアセンブリに固定され、前記数値制御工作機械のＺ軸に沿って移動し、前記原料を前記数値制御工作機械のクレードルアセンブリに動かす供給機構と、を含む材料を自動供給排出する５軸縦型加工システムを開示する。本発明は自動搬送が可能な搬送機構及び自動的に材料を供給する供給機構を組み合わせることで、自動的な材料供給排出機能を実現し、作業効率を向上させると同時に、労力を節約する。【選択図】図１

Description

本発明は工作機械分野に関し、特に材料を自動供給排出する５軸縦型加工システムに関する。
社会の需要量の増加に伴い、従来の人力ではその供給要件に応えることができない。工作機械による加工プロセスにおいて、従来の方式ではワーク原料をターンテーブルに手作業でクランプし、ワーク原料を加工し、加工完了後、加工されたワーク原料を手作業で取り外すが、このプロセスは、工作機械の休止時間が長すぎ、連続作業が不可能であり、生産効率やワーク加工精度の深刻な低下が生じ、且つ人の手による操作は機械の損傷や作業員のケガ等の問題を招く可能性がある。
本発明は、上記の技術的課題を克服する材料を自動供給する５軸縦型加工システムを提供する。
本発明は、数値制御工作機械と、ラムアセンブリの前方に設置され、原料を動かして前記数値制御工作機械のＸ軸及び／又はＹ軸に沿って移動させる搬送機構と、前記ラムアセンブリに固定され、前記数値制御工作機械のＺ軸に沿って移動し、前記原料を前記数値制御工作機械のクレードルアセンブリ上に動かす供給機構と、を含む。
さらに、前記搬送機構はモータと、取り付け板と、ピストンシリンダと、ピストンロッドと、クランプ装置と、を含む。前記ピストンシリンダは前記取り付け板に固定され、前記取り付け板は前記ラムアセンブリに設置され、前記モータの出力端は下向きであり、且つ前記ピストンシリンダの入力端に接続され、前記ピストンロッドの他端は前記クランプ装置に固定接続され、前記クランプ装置の上部は遷移板の底部に接続される。
さらに、リニア軸受と、固定板と、遷移板と、を含む。
前記固定板は前記取り付け板に固定され、前記リニア軸受は前記固定板の両側の円形レール内に設置され、前記リニア軸受の底端は前記遷移板の上部に接続され、前記ピストンロッドは前記固定板の両側の円形レールの間の貫通孔内を移動する。
さらに、前記搬送機構はベースと、接続板と、第１トレイセットと、駆動装置と、連動機構と、を含む。
前記ベースに接続板が設置され、前記接続板上に第１トレイセットが摺動可能に設置され、前記駆動装置はシリンダであり、シリンダは前記ベースの底部に設置され、前記連動機構はガイドレール及びスライダであり、前記スライダは前記接続板の底部に設置され、前記ガイドレールは前記ベース上に設置され、前記スライダは前記ガイドレール上で移動する。
前記シリンダは前記連動機構を駆動し、上方の接続板及び第１トレイセットを駆動して数値制御工作機械のＸ軸に沿って移動させ、前記第１トレイセットは前記接続板上に設置され、前記第１トレイセットの下方にマイクロシリンダが設置され、前記マイクロシリンダは前記第１トレイセットを駆動して数値制御工作機械のＹ軸に沿って摺動させる。
さらに、第２トレイセットを含み、前記第２トレイセットは前記接続板上に設置され、前記第２トレイセットの下方にマイクロシリンダが設置され、前記マイクロシリンダは前記第２トレイセットを駆動して数値制御工作機械のＹ軸に沿って摺動させる。
本発明は自動搬送が可能な搬送機構及び自動的に材料を供給する供給機構を組み合わせることで、自動的な材料供給排出機能を実現し、作業効率及び部品の加工精度を向上させると同時に、労力を節約する。
本発明の実施例又は従来技術における技術的解決手段をより明確に説明するために、以下に実施例又は従来技術の説明に必要な図面を簡単に紹介し、理解すべきことは、以下に示された図面は本発明のいくつかの実施例に過ぎず、当業者であれば、創造的な労力を要することなく、これらの図面に基づいて他の関連する図面を取得することができる。
本発明の初期状態の全体構造概略図である。 本発明の把持装置が原料を把持する概略図である。 本発明の把持装置が完成部品を把持する概略図である。 本発明の供給機構の全体構造概略図である。 本発明の搬送機構の初期状態の構造概略図である。 本発明の搬送機構の動作状態の構造概略図である。
本発明の実施例の目的、技術的解決手段及び利点をより明確にするために、以下に本発明の実施例における図面を参照しながら、本発明の実施例における技術的解決手段を明確、且つ完全に説明するが、明らかな点として、説明される実施例は本発明の一部の実施例であり、全ての実施例ではない。本発明の実施例に基づき、当業者が創造的な労力を要することなく取得した全ての他の実施例は、いずれも本発明の保護範囲に属する。
本発明の前記数値制御工作機械３は、いずれも従来の数値制御工作機械のレイアウトに応じて取り付けられるラムアセンブリ３－２と、サドルアセンブリ３－３と、スライドテーブルアセンブリ３－４と、ターンテーブルアセンブリと、クレードルアセンブリ３－５と、工作機械３－６と、を含む。
本発明は、数値制御工作機械３と、ラムアセンブリ３－２の前方に設置され、原料５を動かして前記数値制御工作機械３のＸ軸及び／又はＹ軸に沿って移動させる搬送機構１と、前記ラムアセンブリ３－２に固定され、前記数値制御工作機械３のＺ軸に沿って移動し、前記原料５を前記数値制御工作機械３のクレードルアセンブリ３－５上に動かす供給機構２と、を含む。
さらに、前記供給機構２はモータ２－１と、取り付け板２－２と、ピストンロッド２－３と、ピストンロッド２－６と、クランプ装置２－８と、を含む。前記ピストンシリンダ２－３は前記取り付け板２－２に固定され、前記取り付け板２－２は前記ラムアセンブリ３－２に設置され、前記モータ２－１の出力端は下向きであり、且つ前記ピストンシリンダ２－３の入力端に接続され、前記ピストンロッド２－６の他端は前記クランプ装置２－８に固定接続され、前記クランプ装置２－８の上部は遷移板２－７の底部に接続される。
さらに、リニア軸受２－４と、固定板２－５と、遷移板２－７と、を含む。
前記固定板２－５は前記取り付け板２－２に固定され、前記リニア軸受２－４は前記固定板２－５の両側の円形レール内に設置され、前記リニア軸受２－４の底端は前記遷移板２－７の上部に接続され、前記ピストンロッド２－６は前記固定板２－５の両側の円形レールの間の貫通孔内を移動する。
具体的には、前記搬送機構１はラムアセンブリ３－２の前方に設置され、前記搬送機構１は原料５を動かして前記数値制御工作機械３のＸ軸及び／又はＹ軸に沿って移動させる。前記供給機構２は前記ラムアセンブリ３－２に固定され、前記供給機構２は前記数値制御工作機械３のＺ軸に沿って移動し、前記原料５を前記数値制御工作機械３のクレードルアセンブリ３－５上に動かして加工を行う。図１及び図４に示すように、前記供給機構はモータ２－１と、取り付け板２－２と、ピストンシリンダ２－３と、リニア軸受２－４と、固定板２－５と、ピストンロッド２－６と、遷移板２－７と、クランプ装置２－８と、を含む。
前記ピストンシリンダ２－３は前記取り付け板２－２に固定され、前記モータ２－１の出力端は下向きであり且つ前記ピストンシリンダ２－３の入力端に接続され、前記モータ２－１は前記ピストンシリンダ２－３を駆動するために用いられる。前記ピストンロッド２－６の他端は前記クランプ装置２－８に固定接続され、前記クランプ装置２－８の上部は遷移板２－７の底部に接続される。前記固定板２－５は前記取り付け板２－２に固定され、前記リニア軸受２－４は２つであり、それぞれ前記固定板２－５の両側の円形レール内に設置され、２つの前記リニア軸受２－４の底端は前記遷移板２－７の上部に接続され、前記ピストンロッド２－６は前記固定板２－５の両側の円形レールの間の貫通孔内を移動する。前記リニア軸受２－４、固定板２－５及び遷移板２－７が協働することで、空気圧グリッパーが作動中にがたつくことを効果的に防止する。
さらに、前記搬送機構１はベース１－１と、接続板１－２と、第１トレイセット１－３と、駆動装置と、連動機構と、を含む。
前記ベース１－１に接続板１－２が設置され、前記接続板１－２上に第１トレイセット１－３が摺動可能に設置され、前記駆動装置はシリンダ１－１４であり、シリンダ１－１４は前記ベース１－１の底部に設置され、前記連動機構はガイドレール１－７及びスライダ１－６であり、前記スライダ１－６は前記接続板１－２の底部に設置され、前記ガイドレール１－７は前記ベース１－１上に設置され、前記スライダ１－６は前記ガイドレール１－７上で移動する。
前記シリンダ１－１４は前記連動機構１－６を駆動し、上方の接続板１－２及び第１トレイセット１－３を駆動して数値制御工作機械３のＸ軸に沿って移動させ、前記第１トレイセット１－３は前記接続板１－２上に設置され、前記第１トレイセット１－３の下方にマイクロシリンダが設置され、前記マイクロシリンダは前記第１トレイセット１－３を駆動して数値制御工作機械３のＹ軸に沿って摺動させる。
さらに、第２トレイセット１－４を含み、前記第２トレイセット１－４は前記接続板１－２上に設置され、前記第２トレイセット１－４の下方にマイクロシリンダが設置され、前記マイクロシリンダは前記第２トレイセット１－４を駆動して数値制御工作機械３のＹ軸に沿って摺動させる。
具体的には、図６に示すように、本実施例における前記第１トレイ群１－３の数は１つに限定されず、複数であってもよく、２つである場合、前記第１トレイ１－１２の下方に第１スライダ１－９が設置され、前記第１スライダ１－９は前記接続板１－２上に設置された第１ガイドレール１－８上を摺動し、前記接続板１－２の下方にスライダ１－６が設置され、前記スライダ１－６は前記ベース上に設置されたガイドレール１－７上を摺動し、前記駆動装置はシリンダ１－１４であり、シリンダ１－１４は前記ベース１－１の底部に設置され、前記連動機構はガイドレール１－６及びスライダ１－７であり、前記シリンダ１－１４は前記連動機構１－６を駆動し、上方の接続板１－２を駆動して数値制御工作機械３のＸ軸に沿って移動させる。
前記スライダ１－６は数値制御工作機械３のＸ軸に沿って移動し、前記第１スライダ１－９は数値制御工作機械３のＹ軸に沿って移動し、前記第２トレイ１－１３の固定形態は前記第１トレイ１－１２と同じであり、前記第１トレイの移動方向と同じであり、前記第１トレイ１－１２及び第２トレイ１－１３の下方にいずれもマイクロシリンダが設置され、前記第２トレイ上の原料５を数値制御工作機械のクレードルアセンブリ３－５に送って加工するために、それぞれスライダを駆動する（ここでは公開文献ＣＮ２０７９８２６６５Ｕに記載のマイクロシリンダの動作プロセスを参照し、本願はこれについて説明を省略する）。前記第２トレイセット１－４の構造及び取り付け方式は前記第１トレイセットと同じである。前記搬送機構を設置することで材料の自動供給機能を実現し、数値制御工作機械による原料５の加工をより容易にし、労力を節約する。
本発明の動作プロセスは以下のとおりである。図１及び図２に示すように、前記第１トレイセット１－３及び第２トレイセット１－４にいずれも原料が配置され、スライドテーブルアセンブリ３－４は数値制御工作機械のＹ軸上の限界位置まで前方へ移動し、この時、材料供給機構２が到達する位置をＡ点とする。図２に示すように、初期状態で、前記第１トレイセットは前記テーブルに対向し、図４及び図５に示すように、各トレイセットはいずれもマイクロシリンダによって駆動され、第１トレイセットの２つのトレイを前方へ移動させ、トレイ上の原料はＡ点の下方に到達し、この時に供給機構２のモータ２－１が作動して、ピストンシリンダ２－３が前記ピストンロッド２－６を下向きに動かすように駆動し、前記クランプ装置２－８（図中で使用される具体的な構造は空気圧グリッパーである）を駆動し、下向きに移動して前記原料をクランプする。空気圧グリッパーが原料を把持した後、モータ２－１が再び起動し、空気圧グリッパーを指定の高さ（トレイ面から離れるだけでよい）まで引き上げ、前記第１トレイセット１－３はリセットされる。この時、スライドテーブルアセンブリ３－４はＢ点（テーブル上方の位置）まで後方に移動し、空気圧グリッパーをターンテーブルアセンブリにおけるターンテーブル３－１と同心にする。この時、モータ２－１を再び起動し、原料を数値制御工作機械のターンテーブル３－１に降ろし、ターンテーブル３－１を介して自動的に位置決めして原料をクランプした後、供給機構２をリセットする。この時に数値制御工作機械のドアを閉じ、前記数値制御工作機械は前記原料を加工する。加工完了後、図３に示すように、ターンテーブル３－１は加工された完成品部品を緩めて、数値制御工作機械のドアを開き、スライドテーブルアセンブリ３－４はＢ点に移動し、供給機構２におけるモータ２－１を起動し、空気圧グリッパーは下向きに移動し、完成品部品を把持して、空気圧グリッパーは指定された高さまで上昇する。この時、前記第１トレイセットはＡ点に移動し、スライドテーブルアセンブリは前方へ移動して材料供給アセンブリをＡ点に到達させ、供給機構２におけるモータ２－１が起動し、空気圧グリッパーは完成品部品を前記トレイに置き、前記空気圧グリッパー及び前記トレイはリセットする。次いで、搬送機構の下方に取り付けられたエアシリンダ１－１４が起動し、接続板１－２を右に移動させ、第２トレイセット１－４を前記テーブルに対向させ、その後、これまでの一連の動作を繰り返す。
図６に示すように、前記接続板１－２の所定のストロークを保証し、それを予め設定された位置に正確に到達させるために、前記ベース１－１にストッパ１－１７が設置される。
最後に説明すべきことは、以上の各実施例は本発明の技術的解決手段を説明するためのものに過ぎず、それを制限するものではない。前記各実施例を参照して本発明を詳細に説明したが、当業者は以下のことを理解すべきである。それは依然として前記各実施例に記載の技術的解決手段を修正し、あるいはそのうち一部又は全部の技術的特徴を等価置換することができる。これらの修正又は置換は、対応する技術的解決手段の本質を本発明の各実施例の技術的解決手段の範囲から逸脱させるものではない。

Claims (5)

  1. 数値制御工作機械（３）と、
    ラムアセンブリ（３－２）の前方に設置され、原料（５）を動かして前記数値制御工作機械（３）のＸ軸及び／又はＹ軸に沿って移動させる搬送機構（１）と、
    前記ラムアセンブリ（３－２）に固定され、前記数値制御工作機械（３）のＺ軸に沿って移動し、前記原料（５）を前記数値制御工作機械（３）のクレードルアセンブリ（３－５）上に動かす供給機構（２）と、
    を含むことを特徴とする、材料を自動供給排出する５軸縦型加工システム。
  2. 前記供給機構（２）はモータ（２－１）と、取り付け板（２－２）と、ピストンシリンダ（２－３）と、ピストンロッド（２－６）と、クランプ装置（２－８）と、を含み、
    前記ピストンシリンダ（２－３）は前記取り付け板（２－２）に固定され、前記取り付け板（２－２）は前記ラムアセンブリ（３－２）に設置され、前記モータ（２－１）の出力端は下向きであり、且つ前記ピストンシリンダ（２－３）の入力端に接続され、前記ピストンロッド（２－６）の他端は前記クランプ装置（２－８）に固定接続され、前記クランプ装置（２－８）の上部は遷移板（２－７）の底部に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の材料を自動供給排出する５軸縦型加工システム。
  3. さらに、リニア軸受（２－４）と、固定板（２－５）と、遷移板（２－７）と、を含み、
    前記固定板（２－５）は前記取り付け板（２－２）に固定され、前記リニア軸受（２－４）は前記固定板（２－５）の両側の円形レール内に設置され、前記リニア軸受（２－４）の底端は前記遷移板（２－７）の上部に接続され、前記ピストンロッド（２－６）は前記固定板（２－５）の両側の円形レールの間の貫通孔内を移動することを特徴とする、請求項１に記載の材料を自動供給排出する５軸縦型加工システム。
  4. 前記搬送機構（１）はベース（１－１）と、接続板（１－２）と、第１トレイセット（１－３）と、駆動装置と、連動機構と、を含み、
    前記ベース（１－１）に接続板（１－２）が設置され、前記接続板（１－２）上に第１トレイセット（１－３）が摺動可能に設置され、前記駆動装置はシリンダ（１－１４）であり、シリンダ（１－１４）は前記ベース（１－１）の底部に設置され、前記連動機構はガイドレール（１－７）及びスライダ（１－６）であり、前記スライダ（１－６）は前記接続板（１－２）の底部に設置され、前記ガイドレール（１－７）は前記ベース（１－１）上に設置され、前記スライダ（１－６）は前記ガイドレール（１－７）上で移動し、
    前記シリンダ（１－１４）は前記連動機構を駆動し、上方の接続板（１－２）及び第１トレイセット（１－３）を駆動して数値制御工作機械（３）のＸ軸に沿って移動させ、前記第１トレイセット（１－３）は前記接続板（１－２）上に設置され、前記第１トレイセット（１－３）の下方にマイクロシリンダが設置され、前記マイクロシリンダは前記第１トレイセット（１－３）を駆動して数値制御工作機械（３）のＹ軸に沿って摺動させることを特徴とする、請求項３に記載の材料を自動供給排出する５軸縦型加工システム。
  5. さらに、第２トレイセット（１－４）を含み、
    前記第２トレイセット（１－４）は前記接続板（１－２）上に設置され、前記第２トレイセット（１－４）の下方にマイクロシリンダが設置され、前記マイクロシリンダは前記第２トレイセット（１－４）を駆動して数値制御工作機械（３）のＹ軸に沿って摺動させることを特徴とする、請求項４に記載の材料を自動供給排出する５軸縦型加工システム。
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