一種數控車床自動送料系統的製作方法

2023-05-12 14:38:36 1

本發明涉及車床加工領域，更具體地說，它涉及一種數控車床自動送料系統。

背景技術：

數控車床是集機械、電氣、液壓、氣動、微電子和信息等多項技術為一體的機電一體化產品。機械製造設備中具有高精度、高效率、高自動化和高柔性化等優點的工作母機，在生產加工中，在由毛坯工件轉運到加工區，之後又加工區轉運到下料區的過程需要工人來操作，比較浪費人力並且效率低，自動化程度低。

技術實現要素：

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在於提供一種數控車床的送料系統，可以實現工件轉運的自動化，並且各部件之間的配合度高，節省了人力提高了效率。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種數控車床自動送料系統，包括加工中心，所述加工中心包括主軸，還包括用於提供毛坯的上料機構、對工件進行夾持運轉的運轉機構以及將加工完成的工件送出的下料機構，所述運轉機構包括轉動盤，所述轉動盤設置有呈九十度設置的第一機械手爪和第二機械手爪；

該系統的工作步驟如下：

（1）、將需要加工的毛坯件疊摞放置於所述上料機構，所述上料機構將毛坯件向上逐級頂出；

（2）、運轉機構的第一機械手爪將由上料機構頂出的毛坯工件進行夾持，之後第一機械手爪移動至主軸處，轉動盤轉動九十度後將第二機械手爪對準主軸上已加工完成的工件，將加工完成的工件取下後，轉動盤反向轉動九十度使得第一機械手爪對準主軸並將毛坯工件安裝到主軸上，完成下料和上料；

（3）、第二機械手爪夾持工件轉移到下料機構並整齊排列在下料機構上，下料機構將加工完成的工件送出，最後由人工收取。

通過採用上述技術方案，毛坯件在上料機構內疊摞好後，由上料機構向上逐級頂出，並由運轉機構將頂出的毛坯件進行夾取並移動，轉運機構包括第一機械手爪和第二機械手爪，第一機械手爪夾取毛坯件並移動到加工中心，通過第一機械手爪和第二機械手爪的轉動，通過第二機械手爪將主軸上已加工完成的工件取下，之後第一機械手爪轉動並將毛坯件安裝到主軸上進行加工，此時第二機械手爪帶動已加工完成的工件移動並放到下料機構上，下料機構將工件排列整齊並向外送出，整個過程不需要工人的參與，不僅節省了人力提高了效率，而且提高了自動化程度。

本發明進一步設置為：所述上料機構包括縱向設置的上料倉，所述上料倉下方設置有用於將毛坯件向上頂出的頂出裝置。

通過採用上述技術方案，上料倉縱向設置，使得工件能夠在上料倉內縱向疊摞，在上料倉的下方設置有頂出裝置，頂出裝置能夠上下移動並且頂出裝置的上端伸進料倉內牴觸在工件的下表面，這樣當料倉頂端的工件被取走時，頂出裝置將上料倉內的工件向上頂出實現物料補充，便於下次運轉機構的夾取，供料及時，提高了上料效率。

本發明進一步設置為：所述上料倉上端設置有用於感應有無工件的第一感應器，所述第一感應器電連接於所述頂出裝置。

通過採用上述技術方案，在上料倉的上端設置有第一感應器，第一感應器為紅外傳感器，紅外傳感器電連接在控制模塊的輸入端，控制模塊的輸出端電連接到頂出裝置，當紅外傳感器感應到料倉頂端沒有工件時，向控制模塊發出檢測信號，之後控制模塊根據檢測信號向驅動件發出控制信號以控制頂出裝置運行，將位於料倉內的工件向上頂出一定的高度，實現上料，這樣可以實時自動監控工件的有無，實現及時的上料，不需要工人一直上料，減輕了勞動強度。

本發明進一步設置為：所述第一機械手爪以及第二機械手爪均為三爪卡盤。

通過採用上述技術方案，第一機械手爪和第二機械手爪均為三爪卡盤，三爪卡盤可以通過三個卡塊的徑向移動實現對工件的夾取或放鬆，三招卡盤比較容易獲得並且安裝方便，應用靈活。

本發明進一步設置為：所述下料機構包括輸送帶，所述輸送帶上設置有圓形託盤。

通過採用上述技術方案，下料機構包括輸送帶，在輸送帶上設置有圓形託盤，第二機械手爪將夾取的工件放到輸送帶一端的圓形託盤內，由輸送帶帶動向前移動，實現向外輸出，並且圓形託盤可以適應圓形的工件，便於圓形工件的放置。

本發明進一步設置為：所述輸送帶末端設置有用於感應工件到達末端的第二感應器，所述第二感應器電連接有報警器。

通過採用上述技術方案，輸送帶的末端設置有第二感應器，第二感應器為紅外傳感器，紅外傳感器用來檢測工件是否已經到達輸送帶的末端，並且紅外傳感器電連接有報警器，在工件未到達輸送帶末端時，紅外傳感器不會感應到工件並且不會觸發報警器，當輸送帶上的工件移動到輸送帶的末端並擋住紅外傳感器的信號時，從而觸發報警器進行報警，當報警器響起即表示輸送帶上的工件已經排滿，此時需要工人將輸送帶上的工件取下，實現下料。

本發明進一步設置為：所述頂出裝置包括設置於所述上料倉下方的驅動件，所述驅動件連接有驅動杆並且控制驅動杆上升或下降，所述驅動杆頂端伸入上料倉並牴觸於工件。

通過採用上述技術方案，頂出裝置包括驅動件，驅動件上還設置有驅動杆，驅動件可以控制驅動杆的上升或下降，並且通過驅動杆的上升將工件向上頂起，保證物料的補充。

本發明進一步設置為：所述圓形託盤縱向截面呈t形設置。

通過採用上述技術方案，圓形託盤的縱向截面為t形，這樣在放置有些圓盤形的並且表面有凸起的工件時，將工件的凸出部分卡在t形的託盤內，使得放置更穩定。

綜上所述，本發明具有以下有益效果：

其一，通過頂出裝置將位於上料倉內的工件向上頂出，並且和第一感應器相配合，使得上料倉內的工件能夠持續向上輸送，保證了上料效率；

其二，通過設置可以發生九十度轉動的第一機械手爪和第二機械手爪，在對主軸處更換工件時，機械臂不需要移動過多的距離便可以實現下料和上料，節省工時。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖，主要用於表現運轉機構的結構；

圖2為上料機構的結構示意圖；

圖3為下料機構的結構示意圖。

圖中：1、加工中心；2、主軸；3、上料機構；4、運轉機構；5、下料機構；6、轉動盤；7、第一機械手爪；8、第二機械手爪；9、上料倉；10、頂出裝置；11、第一感應器；12、輸送帶；13、圓形託盤；14、第二感應器；15、驅動件；16、驅動杆；17、空腔；18、底盤；19、開口；20、頂出塊；21、上料臺；22、料杆。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明進行詳細描述。

一種數控車床自動送料系統，如圖1所示，包括加工中心1，此處的加工中心1即為數控車床的母機，包括主軸2，用於對工件進行切削、磨、銑等操作，還包括上料機構3，上料機構3用於將需要加工的毛坯件進行上料，之後通過運轉機構4將毛坯件夾取並運轉到加工中心1的主軸2處，先將主軸2上已加工完成的工件取下，之後將夾取的毛坯件安裝到主軸2，運轉機構4夾持已完成的工件移動到下料機構5，將工件放到下料機構5上後由下料機構5將工件傳輸運出，最後由人工將加工完成的工件取下，完成工件的自動運轉，不僅節省了人力、提高了效率，而且自動化程度更高，具有很高的市場推廣價值。

如圖2所示，其中上料機構3包括上料臺21，在上料臺21內設置有用於放置工件的上料倉9，上料倉9由三根縱向設置的料杆22組成，三根料杆22按三角形排布並在中間形成空腔17，在空腔17的底部設置有圓環形的底盤18，底盤18中部開有開口19，工件在空腔17內疊摞起來，上料倉9的下方設置有用於將工件向上頂出的頂出裝置10，頂出裝置10包括設置在上料倉9下方的驅動件15，驅動件15動力源可以為電機，驅動件15上設置有可以升降的驅動杆16，驅動杆16的頂端穿過開口19伸進上料倉9並牴觸在工件的底面，在驅動杆16的頂端設置有頂出塊20，頂出塊20的上表面與工件的下表面相牴觸，此處的驅動件15可以為多級氣缸，也可以為蝸輪蝸杆結構，即驅動件15為渦輪，驅動杆16為蝸杆，當驅動件15轉動時便可以帶動驅動杆16實現上升或下降，從而將疊摞在上料倉9內的工件依次向上頂出，實現上料，在上料倉9的上端設置有第一感應器11，第一感應器11為紅外傳感器，紅外傳感器電連接在控制模塊的輸入端，控制模塊的輸出端電連接到驅動件15，當紅外傳感器感應到上料倉9頂端沒有工件時，向控制模塊發出檢測信號，之後控制模塊根據檢測信號向驅動件15發出控制信號以控制驅動件15運行，帶動驅動杆16向上抬升一定的距離，將位於上料倉9內的工件向上頂出一定的高度，實現上料，此處的控制模塊為由plc為核心的控制電路。

如圖1所示，運轉機構4為桁架式機械手結構，包括桁架，在桁架上移動設置有機械臂，機械臂可以由電葫蘆或者無杆氣缸帶動沿桁架實現移動，在機械臂下端轉動設置有轉動盤6，轉動盤6由氣缸帶動實現相對於機械臂的轉動；在轉動盤6上設置有第一機械手爪7和第二機械手爪8，第一機械手爪7和第二機械手爪8之間呈九十度設置，並且第一機械手爪7和第二機械手爪8均為三爪卡盤，運轉機構4移動到上料倉9上端並且通過第一機械手爪7夾取毛坯件，第一機械手爪7夾取毛坯件並移動到加工中心1的主軸2處，轉動盤6轉動九十度並且使得第二機械手爪8對準主軸2，第二機械手爪8將位於主軸2上的已加工完成的工件取下，轉動盤6反向轉動九十度並使得第一機械手爪7對準主軸2，第一機械手爪7將毛坯件安裝到主軸2上，這樣便實現了上料和下料；第二機械手爪8將取下的工件移動到下料機構5處，通過下料機構5將加工完成的工件送出。

如圖3所示，下料機構5包括輸送帶12，輸送帶12由主動輪和從動輪帶動實現轉動，在輸送帶12上固定設置有間距相等的圓形託盤13，圓形託盤13的縱向截面呈t形設置，這樣第二機械手爪8將工件放到圓形託盤13上並由輸送帶12帶動向前移動，在輸送帶12的末端設置有第二感應器14，第二感應器14為紅外傳感器，紅外傳感器用來檢測工件是否已經到達輸送帶12的末端，並且紅外傳感器電連接有報警器，紅外傳感器包括設置在輸送帶12一側的信號發射端，還包括設置在輸送帶12另一側並且和信號發射端相對設置的信號接收端，在工件未到達輸送帶12末端時，信號接收端能夠接收到信號發射端所發出的信號並且不會觸發報警器，當輸送帶12上的工件移動到輸送帶12的末端並位於信號發射端和信號接收端之間時，信號接收端便無法接收到信號，從而觸發報警器進行報警，當報警器響起即表示輸送帶12上的工件已經排滿，此時需要工人將輸送帶12上的工件取下，實現下料。

綜上所述，該系統的工作步驟如下：

（1）、將需要加工的毛坯件疊摞放置於上料機構3，上料機構3將毛坯件向上逐級頂出；

（2）、運轉機構4的第一機械手爪7將由上料機構3頂出的毛坯工件進行夾持，之後第一機械手爪7移動至主軸2處，轉動盤6轉動九十度後將第二機械手爪8對準主軸2上已加工完成的工件，將加工完成的工件取下後，轉動盤6反向轉動九十度使得第一機械手爪7對準主軸2並將毛坯工件安裝到主軸2上，完成下料和上料；

（3）、第二機械手爪8夾持工件轉移到下料機構5並整齊排列在下料機構5上，下料機構5將加工完成的工件送出，最後由人工收取。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護範圍並不僅局限於上述實施例，凡屬於本發明思路下的技術方案均屬於本發明的保護範圍。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。