一种集上料和下料于一体的零件连续生产装置及方法

技术领域

本发明涉及回转体零件生产的技术领域，特别是一种集上料和下料于一体的零件连续生产装置及方法。

背景技术

某回转体零件由如图1所示的圆柱形毛坯加工而成，即通过机床在毛坯的端头处进行车削加工，以将毛坯的端头车削成所设计的形状，进而得到客户所需的成品回转体零件。车间内利用毛坯生产成品回转体零件的方法是：S1、工人先从料筐内拿出一个毛坯，而后将毛坯放入到机床的三爪卡盘内，并且确保毛坯的端头处于三爪卡盘的外部；S2、工人拧紧三爪卡盘，三爪卡盘的三个卡爪将毛坯夹持固定住，从而实现了毛坯的上料；S3、上料后，操作机床内的刀架上的车刀运动，车刀车削毛坯的端头，成型后，即可在毛坯的端头处车削出所设计的形状，进而得到第一个成品回转体零件；S4、成品回转体零件的取出：工人控制刀架复位，并且关闭整个机床，而后拧松三爪卡盘，三爪卡盘的三个卡爪松弛开来，此时工人即可将成型出的第一个成品回转体零件从三爪卡盘内取出；S5、如此重复S1~S4的操作，即可连续地生产出多个成品回转体零件。

然而，车间内的生产方法虽然能够利用毛坯生产出多个成品回转体零件，但是在技术上仍然存在以下技术缺陷：

I、在步骤S1~S2的上料操作时，人工需先将毛坯从料筐内拿取出来，而后再将毛坯填装到三爪卡盘内，整个操作都需要人工完成，这无疑是增加了工人的工作强度，此外，在步骤S4的下料操作中，工人需先关闭机床的动力（即驱动三爪卡盘停止转动），再手动将成品回转体零件从三爪卡盘内取出，整个操作也是由人工来完成，这进一步的增加了工人的工作强度。

II、在整个生产过程中，需要先停机，工人才能完成毛坯的上料，同时需要在停机状态下，工人才能将加工而成的成品回转体零件取出，取出后，加工下一件回转体零件时又需要重新启动机床（即驱动三爪卡盘转动），这频繁停机和启动机床，增加了回转体零件的生产时间，从而极大的降低了回转体零件的生产效率。因此，亟需一种极大减轻工人工作强度、极大提高成品回转体零件生产效率的连续生产装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、极大减轻工人工作强度、极大提高成品回转体零件生产效率、自动化程度高的集上料和下料于一体的零件连续生产装置及方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种集上料和下料于一体的零件连续生产装置，它包括设置于机床的机壳内的电动三爪卡盘和刀架，电动三爪卡盘旋转安装于机壳的后侧壁上，刀架安装于机壳的右侧壁上，机壳内还设置有位于电动三爪卡盘正上方的自动上料机构、设置于电动三爪卡盘左侧的自动下料机构；

所述机壳的后侧壁上固设有龙门架，龙门架的横梁上固设有纵向气缸，纵向气缸的活塞杆与电动三爪卡盘的内孔前后相对立；

所述自动上料机构包括固设于机壳后侧壁上的底座、固设于机壳右侧壁上的进料槽钢，底座的前端面上固设有垂向气缸，垂向气缸活塞杆的作用端上固设有升降块，升降块的左端面上焊接有立板，立板的底端部上焊接有位于电动三爪卡盘正上方的V形块，V形块的顶表面上开设有位于升降块正下方的V形槽，升降块的前端面上焊接有L板，L板的垂直板的外端面上固设有推送气缸，推送气缸的活塞杆贯穿L板的垂直板设置，且延伸端上连接有推板，推板与V形槽前后相对立设置；

所述进料槽钢向左倾斜向下设置，进料槽钢的右端口贯穿机壳的右侧壁设置，进料槽钢的左端口与V形槽左右相对立设置，进料槽钢左端口的底表面上开设有两个通孔，两个通孔处分别固设有第一升降气缸和第二升降气缸，第一升降气缸和第二升降气缸的活塞杆分别伸入于两个通孔内。

所述进料槽钢的槽宽与毛坯的长度相等，进料槽钢的槽深小于毛坯的直径。

所述自动下料机构包括摆动气缸、挡料气缸、平台、转接板和出料槽钢，平台固设于底座的左端面上，转接板的右端部经销轴I铰接于平台的底表面上，摆动气缸向左倾斜设置，且其缸筒固设于平台的顶表面上，摆动气缸的活塞杆贯穿平台设置，且活塞杆的延伸端上铰接有连杆，连杆的另一端经销轴II铰接于转接板上，销轴II设置于销轴I的左侧；

所述转接板的底表面上固设有接料盒，接料盒的左侧壁上开设有与其内腔相连通的出料槽，接料盒内腔的底壁为弧面，接料盒的后侧壁上开设有与其内腔相连通的通槽，所述转接板的左端部固设有支架，支架的顶部固设有挡料气缸，挡料气缸活塞杆的作用端上固设有遮挡住出料槽的挡板。

所述的出料槽钢固设于机壳的左侧壁上，出料槽钢向左倾斜向下设置，出料槽钢的右端口与接料盒的出料槽左右相对立设置，出料槽钢的左端口贯穿机壳的左侧壁设置。

所述平台的底表面上固设有支板，所述转接板的右端部经销轴I铰接于支板上。

所述底座的左端面上固设有连接板，所述平台的右端部经螺钉可拆卸连接于连接板上。

所述机壳的左右侧壁上均开设有开口，所述进料槽钢和出料槽钢分别焊接于两个开口内。

该连续生产装置还包括控制器，所述控制器与摆动气缸、垂向气缸、推送气缸、第一升降气缸、第二升降气缸、挡料气缸、纵向气缸经信号线电连接。

一种集上料和下料于一体的零件连续生产方法，它包括以下步骤：

S1、毛坯的预先安装：工人控制第一升降气缸的活塞杆伸出，活塞杆伸入到进料槽钢内，而后工人向进料槽钢内逐渐放入毛坯，位于首端的毛坯A被第一升降气缸的活塞杆挡住，以防止毛坯A从进料槽钢内脱出，随后毛坯A挡住后续放入到进料槽钢内的毛坯，从而实现了毛坯的预先安装，此时进料槽钢内停留有多个毛坯；

S2、毛坯A的上料，其具体操作步骤为：

S21、工人控制第二升降气缸的活塞杆伸出，第二升降气缸的活塞杆将与毛坯A相接触的毛坯B挡住；

S22、工人控制第一升降气缸的活塞杆缩回，此时毛坯A在自身重力下，从进料槽钢的左端口处向下落下来，而后毛坯A滚入到底座的V形槽内，从而实现了将进料槽钢内的毛坯A的取下；

S23、工人控制垂向气缸的活塞杆向下运动，活塞杆带动升降块向下运动，升降块带动立板、V形块、L板和推送气缸同步向下运动，V形块带动毛坯A同步向下运动，当垂向气缸的活塞杆完全伸出后，毛坯A刚好与电动三爪卡盘的内孔前后相对立；

S24、工人控制推送气缸的活塞杆伸出，活塞杆带动推板向后运动，推板将V形槽内的毛坯A推入到电动三爪卡盘的内孔中；推送后，控制推送气缸的活塞杆缩回，活塞杆带动推板复位，当推板复位后，控制垂向气缸的活塞杆向上缩回，活塞杆带动升降块、V形块和L板复位，复位后，控制电动三爪卡盘启动，电动三爪卡盘的三个卡爪将毛坯A工装固定住，从而最终实现了毛坯A的上料；

S3、上料后，操作机床内的刀架上的车刀运动，车刀车削毛坯A的端头，成型后，即可在毛坯A的端头处车削出所设计的形状，进而得到第一个成品回转体零件；

S4、成品回转体零件的取出，其具体的操作步骤为：

S41、工人控制刀架复位，并且控制电动三爪卡盘关闭，电动三爪卡盘的三个卡爪与成品回转体零件分离；

S42、工人控制摆动气缸的活塞杆向下伸出，活塞杆带动连杆向下运动，连杆带动转接板绕着销轴I向右旋转，转接板带动接料盒、支架、挡料气缸、挡板同步旋转，当摆动气缸的活塞杆完全伸出后，接料盒后侧壁上的通槽刚好与成品回转体零件前后相对立；

S43、控制纵向气缸的活塞杆伸出，活塞杆伸入到电动三爪卡盘的内孔中，在伸入过程中，纵向气缸的活塞杆将成品回转体零件向前推送，成品回转体零件穿过通槽而进入到接料盒的内腔中，从而将电动三爪卡盘内的成品回转体零件转移到接料盒的内腔中；

S44、工人控制摆动气缸的活塞杆缩回，活塞杆带动连杆向上运动，连杆带动转接板向上旋转，转接板绕着销轴I向左旋转，当摆动气缸的活塞杆完全缩回后，接料盒的出料槽与出料槽钢的右端口相对立；

S45、控制挡料气缸的活塞杆向上缩回，活塞杆带动挡板向上运动，挡板不再遮挡接料盒的出料槽，接料盒内的成品回转体零件沿着接料盒的弧面向下滚落，而后经出料槽进入到出料槽钢内，成品回转体零件沿着出料槽钢向左流出到机壳外部，从而最终实现了成品回转体零件的取出；

S5、取出后，控制第一升降气缸的活塞杆伸出，而后控制第二升降气缸的活塞杆缩回，此时毛坯B向下滚落并被第一升降气缸的活塞杆挡住，重复步骤S~S的操作，即可利用毛坯B生产出成品回转体零件；

S6、如此重复步骤S2~S5的操作，即可将进料槽钢内的毛坯全部加工成所需的成品回转体零件。

本发明具有以下优点：结构紧凑、极大减轻工人工作强度、极大提高成品回转体零件生产效率、自动化程度高。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图；

图2 为图1的A-A剖视图；

图3 为图2的B-B剖视图；

图4 为图2的I部局部放大示意图；

图5 为预先安装毛坯的示意图；

图6 为图5的II部局部放大示意图；

图7 为第二升降气缸的活塞杆将与毛坯A相接触的毛坯B挡住的示意图；

图8 为图7的III部局部放大示意图；

图9 为毛坯A滚入到V形块的V形槽内的示意图；

图10为图9的C-C剖视图；

图11为毛坯A下降到电动三爪卡盘内孔的前侧的示意图；

图12为图11的D-D剖视图；

图13为推板将毛坯A推送到电动三爪卡盘内孔的示意图；

图14为电动三爪卡盘将毛坯A固定住的示意图；

图15 为图14的E-E剖示意图；

图16 为接料盒后侧壁上的通槽运动到成品回转体零件前侧的示意图；

图17 为图16的F-F剖视图；

图18 为纵向气缸的活塞杆将成品回转体零件推入到接料盒内的示意图；

图19 为接料盒的出料槽运动到出料槽钢的右端口的示意图；

图20 为挡料气缸的活塞杆带动挡板向上运动的示意图；

图中，1-机壳，2-电动三爪卡盘，3-刀架，4-自动上料机构，5-自动下料机构，6-龙门架，7-纵向气缸，8-内孔，9-底座，10-进料槽钢，11-垂向气缸，12-升降块，13-立板，14-V形块，15-V形槽，16-L板，17-推送气缸，18-推板，19-第一升降气缸，20-第二升降气缸，21-摆动气缸，22-挡料气缸，23-平台，24-转接板，25-出料槽钢，26-销轴I，27-连杆，28-销轴II，29-接料盒，30-出料槽，31-通槽，32-挡板，33-毛坯，34-毛坯A，35-毛坯B，36-成品回转体零件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1~图4所示，一种集上料和下料于一体的零件连续生产装置，它包括设置于机床的机壳1内的电动三爪卡盘2和刀架3，电动三爪卡盘2旋转安装于机壳1的后侧壁上，刀架3安装于机壳1的右侧壁上，机壳1内还设置有位于电动三爪卡盘2正上方的自动上料机构4、设置于电动三爪卡盘2左侧的自动下料机构5； 所述机壳1的后侧壁上固设有龙门架6，龙门架6的横梁上固设有纵向气缸7，纵向气缸7的活塞杆与电动三爪卡盘2的内孔8前后相对立。

如图1~图4所示，所述自动上料机构4包括固设于机壳1后侧壁上的底座9、固设于机壳1右侧壁上的进料槽钢10，底座9的前端面上固设有垂向气缸11，垂向气缸11活塞杆的作用端上固设有升降块12，升降块12的左端面上焊接有立板13，立板13的底端部上焊接有位于电动三爪卡盘2正上方的V形块14，V形块14的顶表面上开设有位于升降块12正下方的V形槽15，升降块12的前端面上焊接有L板16，L板16的垂直板的外端面上固设有推送气缸17，推送气缸17的活塞杆贯穿L板16的垂直板设置，且延伸端上连接有推板18，推板18与V形槽15前后相对立设置；所述进料槽钢10向左倾斜向下设置，进料槽钢10的右端口贯穿机壳1的右侧壁设置，进料槽钢10的左端口与V形槽15左右相对立设置，进料槽钢10左端口的底表面上开设有两个通孔，两个通孔处分别固设有第一升降气缸19和第二升降气缸20，第一升降气缸19和第二升降气缸20的活塞杆分别伸入于两个通孔内，所述进料槽钢10的槽宽与毛坯的长度相等，进料槽钢10的槽深小于毛坯的直径。

如图1~图4所示，所述自动下料机构5包括摆动气缸21、挡料气缸22、平台23、转接板24和出料槽钢25，平台23固设于底座9的左端面上，转接板24的右端部经销轴I26铰接于平台23的底表面上，摆动气缸21向左倾斜设置，且其缸筒固设于平台23的顶表面上，摆动气缸21的活塞杆贯穿平台23设置，且活塞杆的延伸端上铰接有连杆27，连杆27的另一端经销轴II28铰接于转接板24上，销轴II28设置于销轴I26的左侧；所述转接板24的底表面上固设有接料盒29，接料盒29的左侧壁上开设有与其内腔相连通的出料槽30，接料盒29内腔的底壁为弧面，接料盒29的后侧壁上开设有与其内腔相连通的通槽31，所述转接板24的左端部固设有支架，支架的顶部固设有挡料气缸22，挡料气缸22活塞杆的作用端上固设有遮挡住出料槽30的挡板32，所述的出料槽钢25固设于机壳1的左侧壁上，出料槽钢25向左倾斜向下设置，出料槽钢25的右端口与接料盒29的出料槽30左右相对立设置，出料槽钢25的左端口贯穿机壳1的左侧壁设置。

所述平台23的底表面上固设有支板，所述转接板24的右端部经销轴I26铰接于支板上。所述底座9的左端面上固设有连接板，所述平台23的右端部经螺钉可拆卸连接于连接板上。所述机壳1的左右侧壁上均开设有开口，所述进料槽钢10和出料槽钢25分别焊接于两个开口内。该连续生产装置还包括控制器，所述控制器与摆动气缸21、垂向气缸11、推送气缸17、第一升降气缸19、第二升降气缸20、挡料气缸22、纵向气缸7经信号线电连接，通过控制器可控制摆动气缸21、垂向气缸11、推送气缸17、第一升降气缸19、第二升降气缸20、挡料气缸22、纵向气缸7活塞杆的伸出或缩回，具有自动化程度高的特点。

一种集上料和下料于一体的零件连续生产方法，它包括以下步骤：

S1、毛坯的预先安装：工人控制第一升降气缸19的活塞杆伸出，活塞杆伸入到进料槽钢10内，而后工人向进料槽钢10内逐渐放入毛坯33，位于首端的毛坯A34被第一升降气缸19的活塞杆挡住，以防止毛坯A34从进料槽钢10内脱出，随后毛坯A34挡住后续放入到进料槽钢10内的毛坯33，从而实现了毛坯的预先安装，如图5~图6所示，此时进料槽钢10内停留有多个毛坯33；

S2、毛坯A的上料，其具体操作步骤为：

S21、工人控制第二升降气缸20的活塞杆伸出，第二升降气缸20的活塞杆将与毛坯A34相接触的毛坯B35挡住，如图7~图8所示；

S22、工人控制第一升降气缸19的活塞杆缩回，此时毛坯A34在自身重力下，从进料槽钢10的左端口处向下落下来，而后毛坯A34滚入到底座9的V形槽15内，如图9~图10所示，从而实现了将进料槽钢10内的毛坯A34的取下；

S23、工人控制垂向气缸11的活塞杆向下运动，活塞杆带动升降块12向下运动，升降块12带动立板13、V形块14、L板16和推送气缸17同步向下运动，V形块14带动毛坯A34同步向下运动，当垂向气缸11的活塞杆完全伸出后，毛坯A34刚好与电动三爪卡盘2的内孔8前后相对立，如图11~图12所示；

S24、工人控制推送气缸17的活塞杆伸出，活塞杆带动推板18向后运动，推板18将V形槽15内的毛坯A34推入到电动三爪卡盘2的内孔8中，如图13所示；推送后，控制推送气缸17的活塞杆缩回，活塞杆带动推板18复位，当推板18复位后，控制垂向气缸11的活塞杆向上缩回，活塞杆带动升降块12、V形块14和L板16复位，复位后，控制电动三爪卡盘2启动，电动三爪卡盘2的三个卡爪将毛坯A34工装固定住，如图14~图15所示，从而最终实现了毛坯A34的上料；

其中，从该步骤S2可知，本零件连续生产装置通过自动上料机构4将进料槽钢10内的第一个毛坯A34先周转到V形块14的V形槽15内，而后通过垂向气缸11将毛坯A34下降到电动三爪卡盘2的内孔8的前侧，然后通过推送气缸17上的推板18将毛坯A34推送到电动三爪卡盘2的内孔8中，最后控制电动三爪卡盘2启动，电动三爪卡盘2的三个卡爪将毛坯A34工装固定住，以实现毛坯A的上料，因此相比传统的人工上料方式，实现了在线自动上料，从而极大的减轻了工人的工作强度。此外，在上料过程中，无需关闭机床的动力以使电动三爪卡盘2停转，当上料后，再驱动电动三爪卡盘2转动，因此无需频繁的停机和启动机床，缩短了回转体零件的生产时间，从而极大的提高了回转体零件的生产效率。

S3、上料后，操作机床内的刀架3上的车刀运动，车刀车削毛坯A34的端头，成型后，即可在毛坯A34的端头处车削出所设计的形状，进而得到第一个成品回转体零件；

S4、成品回转体零件的取出，其具体的操作步骤为：

S41、工人控制刀架复位，并且控制电动三爪卡盘2关闭，电动三爪卡盘2的三个卡爪与成品回转体零件36分离；

S42、工人控制摆动气缸21的活塞杆向下伸出，活塞杆带动连杆27向下运动，连杆27带动转接板24绕着销轴I26向右旋转，转接板24带动接料盒29、支架、挡料气缸22、挡板32同步旋转，当摆动气缸21的活塞杆完全伸出后，接料盒29后侧壁上的通槽31刚好与成品回转体零件36前后相对立，如图16~图17所示；

S43、控制纵向气缸7的活塞杆伸出，活塞杆伸入到电动三爪卡盘2的内孔中，在伸入过程中，纵向气缸7的活塞杆将成品回转体零件36向前推送，成品回转体零件36穿过通槽31而进入到接料盒29的内腔中，如图18所示，从而将电动三爪卡盘2内的成品回转体零件36转移到接料盒29的内腔中；

S44、工人控制摆动气缸21的活塞杆缩回，活塞杆带动连杆27向上运动，连杆27带动转接板24向上旋转，转接板24绕着销轴I26向左旋转，当摆动气缸21的活塞杆完全缩回后，接料盒29的出料槽30与出料槽钢25的右端口相对立，如图19所示；

S45、控制挡料气缸22的活塞杆向上缩回，活塞杆带动挡板32向上运动，挡板32不再遮挡接料盒29的出料槽30，如图20所示，接料盒29内的成品回转体零件36沿着接料盒29的弧面向下滚落，而后经出料槽30进入到出料槽钢25内，成品回转体零件36沿着出料槽钢25向左流出到机壳1外部，从而最终实现了成品回转体零件的取出；

其中，从该步骤S4可知，本零件连续生产装置通过自动下料机构5的摆动气缸21活塞杆的伸出，以将接料盒29的通槽31旋转到电动三爪卡盘2的前侧，而后通过纵向气缸7的活塞杆将电动三爪卡盘2内的成品回转体零件36经通槽31推送到接料盒29内，然后通过摆动气缸21活塞杆的缩回，将接料盒29转运到下料工位，然后控制挡料气缸22的活塞杆缩回，活塞杆带动挡板32向上运动，接料盒29的出料槽30露出来，此时接料盒29内的成品回转体零件36经出料槽30自动的进入到出料槽钢25内，最后产品从机壳1流出到外部，从而实现了产品的自动取料。因此，比传统的人工下料方式，实现了在线自动下料，从而极大的减轻了工人的工作强度。此外，在下料过程中，无需关闭机床的动力以使电动三爪卡盘2停转，再将电动三爪卡盘2内的产品取出，从而极大的缩短了回转体零件的生产时间，从而极大的提高了回转体零件的生产效率。

S5、取出后，控制第一升降气缸19的活塞杆伸出，而后控制第二升降气缸20的活塞杆缩回，此时毛坯B35向下滚落并被第一升降气缸19的活塞杆挡住，重复步骤S2~S4的操作，即可利用毛坯B35生产出成品回转体零件；

S6、如此重复步骤S2~S5的操作，即可将进料槽钢10内的毛坯全部加工成所需的成品回转体零件。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。