一种用于数控车床自动上下料装置及其使用方法

技术领域

本发明属于数控车床技术领域，具体涉及一种用于数控车床自动上下料装置及其使用方法。

背景技术

数控车床是使用较为广泛的数控机床之一。它主要用于轴类零件或盘类零件的内外圆柱面、任意锥角的内外圆锥面、复杂回转内外曲面和圆柱、圆锥螺纹等切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔及镗孔等；

经检索，中国专利号CN109015075A公开了一种电机筒立式数控车床的自动上下料装置。该一种电机筒立式数控车床的自动上下料装置包括料仓装置、机械手装置、角度检测机构和机架；所述的料仓装置包括电机一、固定板、光轴、移动板一、定位杆一和滚珠丝杆副一；所述的机械手装置包括气缸二、气缸三、移动板二、移动板三、电机二、移动板四、滚轴丝杆副二、电机三、旋转轴、气爪和传动机构。

目前数控车床自动上下料装置通常使用机械爪来对加工完成后的成品进行下料和对料胚进行上料，但在下料时，机械爪首先需要将成品运送至成品放置的指定位置，完成后，机械爪再移动至料胚的指定位置抓取料胚，进行上料，不仅每次都需要对成品和料胚进行定位，还需要进行一次往复运动，才能完成数控车床上成品和料胚的更换，效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于数控车床自动上下料装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于数控车床自动上下料装置，包括工作台，所述工作台的顶部外壁上通过螺栓安装有支撑杆，且支撑杆的顶端通过螺栓安装有导轨，所述导轨的外部滑动连接有两个滑块，且滑块的外部通过轴承转动连接有转动环，所述转动环的侧面外壁上通过螺栓安装有两个悬臂，且两个悬臂的一端均通过焊接有安装板，所述安装板的一侧外壁上通过螺栓安装有旋转电机，且旋转电机的输出端通过螺栓安装有固定块，所述固定块的底部外壁上通过螺栓安装有电动伸缩杆，且电动伸缩杆的输出端通过螺栓安装有气动夹爪，所述滑块的内部一体成型有安装块，且安装块的内部开有安装槽，所述安装槽的内部通过螺栓安装有翻转电机，且翻转电机的输出端键连接有主动齿轮，所述安装块的内部通过轴承转动连接有传动齿轮，且传动齿轮与主动齿轮相互啮合，所述转动环的内部通过螺钉安装有齿圈，且齿圈与传动齿轮相互啮合，所述工作台的一侧外壁上通过螺钉安装有控制器，且控制器分别与旋转电机、电动伸缩杆、气动夹爪和翻转电机呈电性连接。

优选的，所述导轨的内部通过螺栓安装有驱动电机，且驱动电机与控制器呈电性连接。

优选的，所述驱动电机的两个输出端均通过螺栓安装有滚珠丝杠，且两个滚珠丝杠的螺纹旋向相反。

优选的，所述安装块的内部通过螺栓安装有滚珠丝套，且滚珠丝套螺纹连接在滚珠丝杠的外部。

优选的，所述工作台的一侧外壁上通过螺栓安装有上料架，且上料架的内部通过螺栓安装有上料输送带，所述上料输送带与控制器呈电性连接。

优选的，所述工作台的顶部外壁上通过螺栓安装有摆动电机，且摆动电机的输出端通过螺钉安装有挡板，所述工作台的顶部外壁上开有两个定位槽，且挡板位于两个定位槽之间，所述摆动电机与控制器呈电性连接。

优选的，所述工作台的一侧外壁上通过螺栓安装有下料架，且上料架的内部通过螺栓安装有下料输送带，所述下料输送带与控制器呈电性连接。

优选的，所述气动夹爪的一侧内壁上粘接有呈等距离分布的防护垫，且气动夹爪的一侧内壁上通过螺钉安装有电磁铁，所述电磁铁与控制器呈电性连接。

一种用于数控车床自动上下料装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：操作人员首先将工作台安装在两台数控车床之间，并使得两台数控车床卡盘的中心线和靠近下料架一侧的两个气动夹爪的中心线位于同一竖直平面上，接着将两台数控车床的控制装置与控制器通过数据线路进行连接，然后将上料输送带远离工作台的一端与上一步工序装置的输出端连接，将下料输送带远离工作台的一端与下一步工序装置的输入端连接，最后对数控车床和控制器进行运动程序编写；

S2：上一步工序装置的输出端将料胚放置在上料输送带上，上料输送带加工料胚输送至挡板处时，挡板在摆动电机的带动下向一侧运动，从而使得料胚进入另一侧的定位槽内部；

S3：在滑块返程时，控制器控制驱动电机启动，驱动电机带动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠通过滚珠丝套带动滑块从数控车床方向向工作台方向运动，在滑块带动两个气动夹爪到达上料输送带和下料输送带上方后，控制器控制电动伸缩杆启动，电动伸缩杆带动气动夹爪向下运动，之后控制器控制位于下料输送带上方带有成品的气动夹爪张开、电磁铁关闭，使得成品落在下料输送带上，被下料输送带传送至下一步工序装置的输入端内，同时控制器控制位于上料输送带上方空的气动夹爪闭合、电磁铁启动，从而将位于定位槽内部的料胚抓起，接着控制器控制电动伸缩杆启动，电动伸缩杆带动气动夹爪向上运动复位，最后控制器控制翻转电机和旋转电机启动，翻转电机通过主动齿轮、传动齿轮和齿圈带动转动环转动，从而使得两个气动卡爪的位置交换，而旋转电机则通过电动伸缩杆带动气动卡爪转动，使得气动卡爪最后朝向下方；

S4：在滑块进程时，控制器控制驱动电机启动，驱动电机带动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠通过滚珠丝套带动滑块从工作台方向向数控车床方向运动，在滑块带动空的气动夹爪到达数控车床的卡盘上方后，控制器控制电动伸缩杆启动，电动伸缩杆带动空的气动夹爪向下运动，空的气动夹爪运动至卡盘上的成品处后，控制器控制空的气动夹爪闭合、电磁铁启动，此时数控车床的卡盘配合松开，从而将卡盘上的成品抓起，之后控制器控制电动伸缩杆启动，使得电动伸缩杆带动气动夹爪向上运动复位，然后控制器控制翻转电机和旋转电机启动，翻转电机通过主动齿轮、传动齿轮和齿圈带动转动环转动，从而使得两个气动卡爪的位置交换，而旋转电机则通过电动伸缩杆带动气动卡爪转动，使得气动卡爪最后朝向下方，此时带有料胚的气动夹爪位于卡盘上方，控制器控制电动伸缩杆启动，电动伸缩杆带动带有料胚的气动夹爪向下运动，带有料胚的气动夹爪运动至卡盘处后，控制器控制带有料胚的气动夹爪张开、电磁铁关闭，此时数控车床的卡盘配合闭合，使得料胚被固定在数控车床的卡盘，最后控制器控制电动伸缩杆启动，使得电动伸缩杆带动气动夹爪向上运动复位；

S5：在持续加工过程中S2、S3与S4不断循环。

优选的，所述导轨两侧的结构和两个定位槽的位置以支撑杆为中心线呈镜像分布，且S2、S3和S4为装置其中一侧的运动过程，另一侧与上述步骤镜像后完全相同。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.通过设置的本装置，本装置能够同时进行成品放置和料胚取用的操作，并且在下料完成后，仅需将两个气动卡爪的方向进行翻转便能够进行上料操作，相较于传统的需要一次往复运动完成数控车床上成品和料胚的更换，仅单程便能够完成数控车床上成品和料胚的更换，利用加工时间来完成返程、成品放置和料胚取用的操作，能够大大节省上下料的时间，增加加工效率。

2.通过设置的上料输送带和下料输送带，上料输送带和下料输送带能够完成料胚和成品的输送操作，在上一步工序完成后，直接将料胚运送至数控车床处。在本道工序完成后，能够直接将成品运送至下一步工序，而无需经由人工进行转运，能够有效的节省成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的转动环结构示意图；

图3为本发明的转动环结构剖视图；

图4为本发明的导轨结构剖视图；

图5为本发明的气动夹爪结构示意图；

图中：1、工作台；2、控制器；3、定位槽；4、摆动电机；5、挡板；6、上料架；7、上料输送带；8、下料架；9、下料输送带；10、支撑杆；11、导轨；12、滑块；13、转动环；14、悬臂；15、安装板；16、旋转电机；17、固定块；18、电动伸缩杆；19、气动夹爪；20、齿圈；21、安装槽；22、翻转电机；23、主动齿轮；24、传动齿轮；25、安装块；26、滚珠丝套；27、防护垫；28、电磁铁；29、驱动电机；30、滚珠丝杠。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：一种用于数控车床自动上下料装置及其使用方法，包括工作台1，工作台1的顶部外壁上通过螺栓安装有支撑杆10，且支撑杆10的顶端通过螺栓安装有导轨11，导轨11的外部滑动连接有两个滑块12，且滑块12的外部通过轴承转动连接有转动环13，转动环13的侧面外壁上通过螺栓安装有两个悬臂14，且两个悬臂14的一端均通过焊接有安装板15，安装板15的一侧外壁上通过螺栓安装有旋转电机16，且旋转电机16的输出端通过螺栓安装有固定块17，固定块17的底部外壁上通过螺栓安装有电动伸缩杆18，且电动伸缩杆18的输出端通过螺栓安装有气动夹爪19，滑块12的内部一体成型有安装块25，且安装块25的内部开有安装槽21，安装槽21的内部通过螺栓安装有翻转电机22，且翻转电机22的输出端键连接有主动齿轮23，安装块25的内部通过轴承转动连接有传动齿轮24，且传动齿轮24与主动齿轮23相互啮合，转动环13的内部通过螺钉安装有齿圈20，且齿圈20与传动齿轮24相互啮合，工作台1的一侧外壁上通过螺钉安装有控制器2，且控制器2分别与旋转电机16、电动伸缩杆18、气动夹爪19和翻转电机22呈电性连接。

从上述描述可知，本发明具有以下有益效果本装置能够同时进行成品放置和料胚取用的操作，并且在下料完成后，仅需将两个气动卡爪19的方向进行翻转便能够进行上料操作，相较于传统的需要一次往复运动完成数控车床上成品和料胚的更换，仅单程便能够完成数控车床上成品和料胚的更换，利用加工时间来完成返程、成品放置和料胚取用的操作，能够大大节省上下料的时间，增加加工效率。

进一步地，可参阅图4，导轨11的内部通过螺栓安装有驱动电机29，且驱动电机29与控制器2呈电性连接，驱动电机29的两个输出端均通过螺栓安装有滚珠丝杠30，且两个滚珠丝杠30的螺纹旋向相反，安装块25的内部通过螺栓安装有滚珠丝套26，且滚珠丝套26螺纹连接在滚珠丝杠30的外部。

实施例二：

请参阅图1至图5所示，在实施例一的基础上，本发明提供一种技术方案：工作台1的一侧外壁上通过螺栓安装有上料架6，且上料架6的内部通过螺栓安装有上料输送带7，上料输送带7与控制器2呈电性连接，工作台1的顶部外壁上通过螺栓安装有摆动电机4，且摆动电机4的输出端通过螺钉安装有挡板5，工作台1的顶部外壁上开有两个定位槽3，且挡板5位于两个定位槽3之间，摆动电机4与控制器2呈电性连接，工作台1的一侧外壁上通过螺栓安装有下料架8，且上料架6的内部通过螺栓安装有下料输送带9，下料输送带9与控制器2呈电性连接。

采用上述技术方案，上料输送带7和下料输送带9，上料输送带7和下料输送带9能够完成料胚和成品的输送操作，在上一步工序完成后，直接将料胚运送至数控车床处。在本道工序完成后，能够直接将成品运送至下一步工序，而无需经由人工进行转运，能够有效的节省成本。

进一步地，可参阅图5，气动夹爪19的一侧内壁上粘接有呈等距离分布的防护垫27，且气动夹爪19的一侧内壁上通过螺钉安装有电磁铁28，电磁铁28与控制器2呈电性连接。

本发明的工作原理及使用流程：安装时，操作人员首先将工作台安装在两台数控车床之间，并使得两台数控车床卡盘的中心线和靠近下料架8一侧的两个气动夹爪19的中心线位于同一竖直平面上，接着将两台数控车床的控制装置与控制器2通过数据线路进行连接，然后将上料输送带7远离工作台1的一端与上一步工序装置的输出端连接，将下料输送带9远离工作台1的一端与下一步工序装置的输入端连接，最后对数控车床和控制器2进行运动程序编写；使用时，上一步工序装置的输出端将料胚放置在上料输送带7上，上料输送带7加工料胚输送至挡板5处时，挡板5在摆动电机4的带动下向一侧运动，从而使得料胚进入另一侧的定位槽3内部；在滑块12返程时，控制器2控制驱动电机29启动，驱动电机29带动滚珠丝杠30转动，滚珠丝杠30通过滚珠丝套26带动滑块12从数控车床方向向工作台1方向运动，在滑块12带动两个气动夹爪19到达上料输送带7和下料输送带9上方后，控制器2控制电动伸缩杆18启动，电动伸缩杆18带动气动夹爪19向下运动，之后控制器2控制位于下料输送带9上方带有成品的气动夹爪19张开、电磁铁28关闭，使得成品落在下料输送带9上，被下料输送带9传送至下一步工序装置的输入端内，同时控制器2控制位于上料输送带7上方空的气动夹爪19闭合、电磁铁28启动，从而将位于定位槽3内部的料胚抓起，接着控制器2控制电动伸缩杆18启动，电动伸缩杆18带动气动夹爪19向上运动复位，最后控制器2控制翻转电机22和旋转电机16启动，翻转电机22通过主动齿轮23、传动齿轮24和齿圈20带动转动环13转动，从而使得两个气动卡爪19的位置交换，而旋转电机16则通过电动伸缩杆18带动气动卡爪19转动，使得气动卡爪19最后朝向下方；在滑块12进程时，控制器2控制驱动电机29启动，驱动电机29带动滚珠丝杠30转动，滚珠丝杠30通过滚珠丝套26带动滑块12从工作台1方向向数控车床方向运动，在滑块12带动空的气动夹爪19到达数控车床的卡盘上方后，控制器2控制电动伸缩杆18启动，电动伸缩杆18带动空的气动夹爪19向下运动，空的气动夹爪19运动至卡盘上的成品处后，控制器2控制空的气动夹爪19闭合、电磁铁28启动，此时数控车床的卡盘配合松开，从而将卡盘上的成品抓起，之后控制器2控制电动伸缩杆18启动，使得电动伸缩杆18带动气动夹爪19向上运动复位，然后控制器2控制翻转电机22和旋转电机16启动，翻转电机22通过主动齿轮23、传动齿轮24和齿圈20带动转动环13转动，从而使得两个气动卡爪19的位置交换，而旋转电机16则通过电动伸缩杆18带动气动卡爪19转动，使得气动卡爪19最后朝向下方，此时带有料胚的气动夹爪19位于卡盘上方，控制器2控制电动伸缩杆18启动，电动伸缩杆18带动带有料胚的气动夹爪19向下运动，带有料胚的气动夹爪19运动至卡盘处后，控制器2控制带有料胚的气动夹爪19张开、电磁铁28关闭，此时数控车床的卡盘配合闭合，使得料胚被固定在数控车床的卡盘，最后控制器2控制电动伸缩杆18启动，使得电动伸缩杆18带动气动夹爪19向上运动复位；导轨11两侧的结构和两个定位槽3的位置以支撑杆10为中心线呈镜像分布，上述为装置其中一侧的运动过程，另一侧与上述步骤镜像后完全相同；在持续加工过程中上述步骤不断循环。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。