全自動臥式拉床的製作方法

2023-05-10 18:04:11 3

專利名稱：全自動臥式拉床的製作方法
技術領域：
本發明涉及不同產品進行機械加工加工的拉床，尤其是全自動臥式拉床；屬於機械加工設備技術領域。
背景技術：
在機械加工中，齒輪是最常見的的動力傳遞元件之一，通過兩個相配合設置的齒輪形成的齒輪副傳遞扭矩，被廣泛應用在汽車或摩託車的動力傳輸上。而齒輪由於需要與齒輪軸配合，在齒輪的內圓上，都需要設置與軸的外圓面相配合的鍵槽、齒槽等，齒輪與齒輪軸之間才能相互帶動，一起轉動。目前在齒輪的內圓上加工鍵槽、齒槽等，是在拉床上，由工人手動將齒輪毛坯固定在拉床的工裝上，然後把拉刀穿過齒輪的內圓孔，通過液壓動力 驅動拉刀工作，在齒輪的內圓孔上加工出鍵槽、齒槽等，加工完成後還需手動將成品和拉刀拆卸下來，然後裝箱進入下一道工序。並且由於汽車和摩託車的齒輪零件在加工時批量很大，使用目前的拉床時，每一臺拉床必須相應的配置一名工人，而且在加工過程中工人要連續的上料、下料以及控制拉床動作，這不僅使得工人的操作太繁瑣，加工效率較低，而且勞動強度大，容易產生安全隱患。

發明內容
針對現有技術中的上述不足，本發明的主要目的在於解決在普通輕型拉床操作時，傳統的手動操作方式太複雜、加工效率較低，而且加工安全性較低等問題，提供一種無需工人操作、加工效率較高，還可以與其它設備進一步聯線，實現一人操作多機的全自動臥式拉床。本發明的技術方案全自動臥式拉床，包括拉床床身和控制器，其特徵在於，在床身上安裝有直線上料機械手、推料氣缸、旋轉上料機械手、拉刀夾緊機械手、拉刀卡緊氣缸、主軸座、工裝夾具和拉床液壓裝置，所述旋轉上料機械手通過串聯氣缸來移動水平距離和旋轉，用於將待加工的產品安裝在工裝夾具上面；待加工的產品通過供料機輸送給直線上料機械手，所述直線上料機械手與旋轉上料機械手的接料工位對應配合，推料氣缸與直線上料機械手配合設置，用於推動待加工的產品到旋轉上料機械手上面，旋轉上料機械手在接料工位與加工工位之間旋轉；所述拉刀夾緊機械手設置在拉床主軸座的一側，所述拉刀夾緊機械手由氣缸把拉刀送到拉刀卡緊氣缸上的拉刀夾緊工位；所述拉刀卡緊氣缸用於將拉刀固定在主軸座上，主軸座與拉床液壓裝置相連接，在拉床液壓裝置帶動下，拉刀與夾緊在工裝夾具上的待加工的產品在加工工位配合加工；加工後的產品通過旋轉上料機械手上方的推料氣缸落料，或者先隨同旋轉上料機械手旋轉到接料工位被再推料氣缸落料；拉床液壓裝置反向移動，推動主軸座連同拉刀反向移動，再由氣缸、拉刀夾緊機械手把拉刀復原。
進一步的特徵是，所述的供料機，包括提升機，在提升機上設置有主動提升鏈輪、從動提升鏈輪、提升鏈條、提升臺階和外層檔塊，提升鏈條設置在主動提升鏈輪與從動提升鏈輪之間，主動提升鏈輪在外接動力裝置帶動下旋轉，帶動提升鏈條在主動提升鏈輪與從動提升鏈輪之間往復運動；向外傾斜的提升臺階設置在提升鏈條上，跟隨提升鏈條移動；待加工的產品放置在提升臺階與外層檔塊之間的空間；在外層檔塊對應直線上料機械手的位置，設置有一個開口，待加工的產品被提升到該開口位置，從提升臺階向外滑落，通過滑道落到直線上料機械手的位置。所述直線上料機械手固定在旋轉上料機械手左方，直線上料機械手通過提升機上料，用對應設置的感應開關去感應直線上料機械手是否有料，當有料時，由推料氣缸推動產品到旋轉上料機械手上面。所述旋轉上料機械手通過串聯氣缸來移動水平距離，當待加工的產品被推料氣缸推入旋轉上料機械手上面用夾持的方式固定產品，由對應設置的感應開關控制串聯氣缸水平移動脫離直線上料機械手，再由感應開關控制旋轉上料機械手，旋轉到加工工位，接著感應開關控制著串聯氣缸水平移動將產品安裝在拉床工裝夾具上面。 所述拉刀夾緊機械手設置在拉床主軸座的一側，所述拉刀夾緊機械手由夾緊氣缸控制夾緊和放鬆，當產品由旋轉氣缸送到拉床工裝位子時，由拉刀夾緊機械手把拉刀通過產品送到拉刀卡緊氣缸上，拉刀夾緊機械手由氣缸推動感應開關控制移動距離。本發明的齒輪花鍵加工拉床使用的控制器為KND控制器(北京凱恩帝數控技術有限責任公司生產的一種成熟的車床數控系統，簡稱KND),該控制器可以同時控制提升機、直線上料機械手、旋轉上料機械手、拉刀夾緊機械手、拉刀卡緊氣缸、液壓動力以及所有氣缸的工作，使其形成一條協同工作的流水線，整個加工過程無需工人介入，從而達到了全自動化操作的目的。工作時，工人只需將待加工的產品毛坯放置在其它聯線設備(供料機)上，然後讓其根據控制程序自動加工，然後再從接料機上將加工好的產品卸下即可，當其它聯線設備(供料機)上的齒輪毛坯加工完時，KND控制器將發出報警，工人可以聽到報警後再給其它聯線設備(供料機)添料。這樣在整個加工過程中，工人不需要一直守候在工具機旁邊，從而減輕了工人的工作量，並且一名工人可以同時監控多臺拉床工作，因此還節省了大量的人力成本。相對於現有技術，本發明具有以下有益效果
I、降低了加工難度，提高了加工效率本發明的臥式拉床採用全自動化操作，從齒輪毛坯的上料一夾持定位一加工成型一下料輸送均無需人工介入，整個加工過程流暢、快速，不僅節約了大量的人力，還使每名工人可以同時兼顧多臺設備，進而使得產量大幅度提高。2、降低了生產成本，安全性能提高由於採用全自動化控制，每個工人可同時控制多臺拉床工作,節約了大量的人力成本；而且由於產品的報廢率降低,還減少材料成本；整個過程無需人員手動上、下料，因此生產也更安全、可靠。


圖I為本發明全自動臥式拉床的立體圖；圖2為本發明全自動臥式拉床的俯視 圖3為本發明全自動臥式拉床的右視圖。圖中，I—床身，2—控制器，3 —串聯氣缸，4一直線上料機械手，5—提升機，6—推料氣缸，7一旋轉上料機械手，8 —拉刀夾緊機械手，9一拉刀卡緊氣缸，10一拉床主軸座，11一氣缸，12—工裝夾具，13—拉床液壓裝置。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步說明。
實施例I :如圖I、圖2和圖3所示，一種全自動臥式拉床，包括拉床床身I和控制器2，在床身I上安裝有直線上料機械手4、旋轉上料機械手7、拉刀夾緊機械手8和拉刀卡緊氣缸9，在床身I的一側設有供料機，待加工的產品(齒輪毛坯)直接放置在直線上料機械手4上，或通過供料機將待加工的產品(齒輪毛坯)輸送給直線上料機械手4，所述直線上料機械手4設置在旋轉上料機械手7的接料位置，通過相配合設置的推料氣缸6把齒輪毛坯推進旋轉上料機械手7上，所述旋轉上料機械手7通過串聯氣缸3平移位置和旋轉，在平移到位後再旋轉到加工工位，把齒輪毛坯放進工裝夾具12內；拉刀夾緊機械手8位於床身I的一端，在齒輪毛坯放置入工裝夾具12內並由工裝夾具12夾緊後，由拉刀夾緊機械手8把拉刀送進齒輪毛坯內，穿過齒輪毛坯的內孔，並進入拉床主軸座10內的對應位置；在拉刀夾緊機械手8把拉刀送進拉床主軸座10內後，啟動配合設置的拉刀卡緊氣缸9，由拉刀卡緊氣缸9將拉刀固定在拉床主軸座10內，並將拉刀夾緊；拉床液壓裝置13與拉床主軸座10連接，拉床液壓裝置13在液壓系統驅動下拉動拉床主軸座10在導軌上移動，拉床主軸座10帶動拉刀工作，拉刀切削齒輪毛坯的內圓形成鍵槽、齒槽等；在拉刀切削工作時，齒輪毛坯在工裝夾具12內卡緊是不動的，拉刀在拉床液壓裝置13帶動下產生移動，在移動過程中與齒輪毛坯之間產生切削作用，拉刀全部移動到齒輪毛坯的另一端。拉刀完成工進後，由旋轉上料機械手7連同加工後的齒輪毛坯，在串聯氣缸3作用下旋轉復位，到位後由推料氣缸6推出加工後的齒輪毛坯，加工後的齒輪毛坯沿落料滑道滑落，到料箱或者下一個工序；再由拉床液壓裝置13反向移動，推回拉刀，到拉刀夾緊機械手8復位到原位。所述提升機5、直線上料機械手4、推料氣缸6、旋轉上料機械手7、拉刀夾緊機械手8、拉刀卡緊氣缸9以及液壓裝置13等均由控制器2控制動作。控制器2為現有設備，本發明採用的是KND控制器，在KND控制器內可根據需要靈活設置控制程序，進而實現各個部件的協同動作。本發明的串聯氣缸3，是將兩個或三個氣缸串聯，一個氣缸設置在另一個氣缸的活塞杆上，其最大行程為幾個氣缸活塞杆伸長距離之和，能用較小行程的氣缸達到較大的伸縮行程。當然，串聯氣缸3，也可以採用一個較大行程的氣缸代替，也能實現本發明的目的。所述的供料機，可以是現有技術的輸送帶等輸送裝置，用輸送裝置將前一個工序與本發明的全自動拉床相連接，實現全自動輸送料。圖中，本發明的供料機，主要包括提升機5，在提升機5上設置有主動提升鏈輪、從動提升鏈輪、提升鏈條、提升臺階和外層檔塊，提升鏈條設置在主動提升鏈輪與從動提升鏈輪之間，主動提升鏈輪在外接動力裝置帶動下旋轉，帶動提升鏈條在主動提升鏈輪與從動提升鏈輪之間往復運動；向外傾斜的提升臺階設置在提升鏈條上，跟隨提升鏈條移動，待加工的產品(齒輪毛坯)放置在提升臺階上，被外層檔塊限位，待加工的產品(齒輪毛坯)放置在提升臺階與外層檔塊之間的空間；在外層檔塊對應直線上料機械手4的位置，設置有開口，齒輪毛坯被提升到該開口位置，從帶有斜度的提升臺階54向外滑落，通過滑道落到直線上料機械手4的位置。作為一種自動化程度較高的全自動拉床，可以通過在控制器2上設置自動運行編程，通過時間順序來實現其自動運行，也可以在床身I上設置多個位置傳感器(行程開關、感應開關)，當移動部件移動到位後，該移動部件停止移動，並且給下個步驟的部件一個電信號，使下個步驟的部件移動或產生相應動作，同樣能實現自動運行。所述直線上料機械手4固定在旋轉上料機械手7左方，直線上料機械手4通過提升機5上料，用對應設置的感應開關去感應直線上料機械手4是否有料，當有料時，由推料氣缸6推動待加工產品到旋轉上料機械手7上面。推料氣缸6為兩個，設置在直線上料機械手4左、右兩側。本發明的旋轉上料機械手7通過串聯氣缸3來移動水平距離，當待加工的產品被推料氣缸6推入旋轉上料機械手7上面用夾持的方式固定產品，由對應設置的感應開關控 制串聯氣缸3水平移動脫離直線上料機械手4，再由感應開關控制旋轉上料機械手7，旋轉到加工工位，接著感應開關控制著串聯氣缸3水平移動將產品安裝在拉床工裝夾具12上面。本發明的拉刀夾緊機械手8設置在拉床主軸座10的一側，所述拉刀夾緊機械手8由夾緊氣缸控制夾緊和放鬆，當待加工的產品由旋轉氣缸送到拉床工裝夾具12的位子時，由拉刀夾緊機械手8 I把拉刀通過待加工產品的內孔，送到主軸座10上，被拉刀卡緊氣缸9卡緊，拉刀夾緊機械手8由氣缸11推動感應開關控制移動距離。實施例2 :是在實施例I的基礎上，在所述其它聯線設備(供料機)上設置用於檢測齒輪毛坯存量的供料傳感器，並且所述供料傳感器通過KND的控制器2報警。這裡設置供料傳感器目的在於使工人可以遠程監控拉床的工作狀態，從而使得工人無需守候在拉床旁，有利於減輕工人的工作負擔，並由原來的一人一臺拉床的模式變為了一人多臺拉床的工作模式，極大的降低了人力成本。本發明的工作過程待加工的產品(齒輪毛坯)通過輸送裝置，進入提升機5，放置或輸送到提升臺階54與外層檔塊55之間的空間，被輸送到上料機械手4的位置；推料氣缸6把齒輪毛坯推進旋轉上料機械手7上(接料工位)，通過串聯氣缸3平移位置，在平移到位後再旋轉到加工工位，旋轉上料機械手7把齒輪毛坯放進工裝夾具12內並夾緊後；由拉刀夾緊機械手8把拉刀送進齒輪毛坯內，穿過齒輪毛坯的內孔，並進入拉床主軸座10內，啟動配合設置的拉刀卡緊氣缸9，由拉刀卡緊氣缸9固定並將拉刀夾緊；拉床液壓裝置13在液壓系統驅動下拉動拉床王軸座10和拉刀在導軌上移動(圖I中的左向移動)，拉刀在移動過程中，拉刀的加工刃口切削齒輪毛坯的內圓形成鍵槽、齒槽等；在拉刀切削工作時，齒輪毛坯在工裝夾具12內卡緊是不動的，拉刀在產生移動，在移動過程中與齒輪毛坯之間產生切削作用。拉刀完成加工後，由旋轉上料機械手7連同加工後的齒輪毛坯，在串聯氣缸3作用下旋轉復位，從加工工位旋轉到接料工位，到位後由推料氣缸6推出加工後的齒輪毛坯，加工後的齒輪毛坯沿落料滑道滑落，到料箱或者下一個工序；再由拉床液壓裝置13反向移動，推回拉刀，到拉刀夾緊機械手8復位到原位。本發明的全自動臥式拉床在整個加工過程都不需要人工上料、下料、夾緊等動作，操作工的技術水平也不要求太高，只是進行巡視及排除設備異常故障、對產品的質量控制以及設備的潤滑等工作，同單機相比，操作工的要求極大降低，還提升 了生產效率，增加了產量。
權利要求
1.全自動臥式拉床，包括拉床床身(I)和控制器(2)，其特徵在於，在床身(I)上安裝有直線上料機械手(4)、推料氣缸(6)、旋轉上料機械手(7)、拉刀夾緊機械手(8)、拉刀卡緊氣缸(9 )、主軸座(10 )、工裝夾具(12 )和拉床液壓裝置(13 )，所述旋轉上料機械手(7 )通過串聯氣缸(3)來移動水平距離和旋轉，用於將待加工的產品安裝在工裝夾具(12)上面；待加工的產品放置在直線上料機械手(4)上，或通過供料機輸送給直線上料機械手(4)，所述直線上料機械手(4)與旋轉上料機械手(7 )的接料工位對應配合，推料氣缸(6 )與直線上料機械手(4)配合設置，用於推動待加工的產品到旋轉上料機械手(7)上面，旋轉上料機械手(7)在接料工位與加工工位之間旋轉；所述拉刀夾緊機械手(8)設置在拉床主軸座(10)的一側，所述拉刀夾緊機械手(8)由氣缸(11)把拉刀送到拉刀卡緊氣缸(9)上的拉刀夾緊工位；所述拉刀卡緊氣缸(9)用於將拉刀固定在主軸座(10)上，主軸座(10)與拉床液壓裝置(13)相連接，在拉床液壓裝置(13)帶動下，拉刀與夾緊在工裝夾具(12)上的待加工的產品在加工工位配合加工；加工後的產品通過旋轉上料機械手(7)上方的推料氣缸(6)落料至接料盒，或者先隨同旋轉上料機械手(7)旋轉到接料工位被再推料氣缸(6)落料至接料盒；拉床液壓裝置(13 )反向移動，推動主軸座(10 )連同拉刀反向移動，再由氣缸(11 )、拉刀夾緊機械手(8)把拉刀復原。
2.根據權利要求I所述的全自動臥式拉床，其特徵在於，所述的供料機，包括提升機(5)，在提升機(5)上設置有主動提升鏈輪、從動提升鏈輪、提升鏈條、提升臺階和外層檔塊，提升鏈條設置在主動提升鏈輪與從動提升鏈輪之間，主動提升鏈輪在外接動力裝置帶動下旋轉，帶動提升鏈條在主動提升鏈輪與從動提升鏈輪之間往復運動；向外傾斜的提升臺階設置在提升鏈條上，跟隨提升鏈條移動；待加工的產品放置在提升臺階與外層檔塊之間的空間；在外層檔塊對應直線上料機械手(4)的位置，設置有一個開口，待加工的產品被提升到該開口位置，從提升臺階向外滑落，通過滑道落到直線上料機械手(4)上。
3.根據權利要求I所述的全自動臥式拉床，其特徵在於，所述直線上料機械手(4)固定在旋轉上料機械手(7)左方，直線上料機械手(4)通過提升機(5)上料，用對應設置的感應開關去感應直線上料機械手(4)是否有料，當有料時，由推料氣缸(6)推動產品到旋轉上料機械手(7)上面。
4.根據權利要求I所述的全自動臥式拉床，其特徵在於，所述旋轉上料機械手(7)通過串聯氣缸(3)來移動水平距離，當待加工的產品被推料氣缸(6)推入旋轉上料機械手(7)上面用夾持的方式固定產品，由對應設置的感應開關控制串聯氣缸(3)水平移動脫離直線上料機械手(4)，再由感應開關控制旋轉上料機械手(7)，旋轉到加工工位，接著感應開關控制著串聯氣缸(3 )水平移動將產品安裝在拉床工裝夾具(12 )上面。
5.根據權利要求I所述的全自動臥式拉床，其特徵在於，所述拉刀夾緊機械手(8)設置在拉床主軸座(11)的一側，所述拉刀夾緊機械手(8)由夾緊氣缸控制夾緊和放鬆，當待加工的產品由旋轉氣缸送到拉床工裝夾具位置時，由拉刀夾緊機械手(8| )把拉刀通過產品送到拉刀卡緊氣缸(9)上，拉刀夾緊機械手(8)由氣缸(11)推動感應開關控制移動距離。
全文摘要
本發明提供一種全自動臥式拉床，包括拉床的拉刀卡的插入及脫開機構，在設備上安裝有提升機、直線上料機械手、旋轉上料機械手、拉刀夾緊機械手，機械手夾產品的進料及脫料機構、拉刀的斷裂檢測等。拉床液壓泵、拉刀夾緊機械手和旋轉上料機械手；在床身的一側聯線其它設備，產品通過提升機將毛坯輸送給直線上料機械手；旋轉上料機械手用於將產品毛坯安裝在拉床工裝上，拉刀機械手把拉刀送進零件內孔處，用拉刀卡緊氣缸固定，液壓系統驅動拉刀移動，與進零件內孔闡釋切削完成加工。本發明的零件加工拉床通過控制器同時控制各個部件的工作，使整個加工過程實現了全自動化操作；節約了大量的人力成本，減少材料成本，生產也更安全、可靠。
文檔編號B23D41/06GK102814546SQ201210337999
公開日2012年12月12日 申請日期2012年9月13日 優先權日2012年9月13日
發明者邱川海, 向光世 申請人:重慶秋田齒輪有限責任公司機械設備分公司