一种用于加工轴类零件的智能化数控车削系统

摘要

本发明涉及智能车削领域，具体是涉及一种用于加工轴类零件的智能化数控车削系统，包括，车床主体；给料机构，设置在车床主体的一侧；送料机构，设置在车床主体的一侧，且送料机构位于给料机构的底部；移放料机构，包括有，安装架，设置在车床主体、给料机构和安装架之间；旋转轴，转动设置在安装架上，且旋转轴与车床主体的卡盘同轴向，且旋转轴位于车床主体的车削区、给料机构的出料端和送料机构的进料端的中心位置；第一夹轴臂和第二夹轴臂，第一夹轴臂和第二夹轴臂沿径向设置在旋转轴的圆周面上；回转驱动组件，设置在安装架上；推辊驱动组件，设置在安装架上，本发明能够实现轴类零件的自动化车削加工，其上料、卸料过程无需人工参与，自动化程度高。

说明书

技术领域

本发明涉及智能车削领域，具体是涉及一种用于加工轴类零件的智能化数控车削系统。

背景技术

车削是指车床加工是机械加工的一部分。车床加工主要用车刀对旋转的工件进行车削加工。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的回转体或非回转体工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床加工。

轴类零件，尤其是芯轴类零件，在数控车削过程中普遍存在。

由于轴类零件的重量大，尤其当数十根轴类零件放置在一起后，重量往往达到上百公斤，因此，工人需要花费大量的体力用于轴类零件的搬运，并将轴类零件装夹在车削机床上，这对体力的考验相当严酷，且工作效率较低，无法实现自动化生产。

发明内容

为解决上述技术问题，提供一种用于加工轴类零件的智能化数控车削系统。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于加工轴类零件的车削系统，包括：车床主体和上料机构，所述车床主体用于对轴类零件进行车削，所述上料机构用于将轴类零件上料到车床主体的卡盘上；

所述上料机构包括：

给料机构，用于沿着预定的方向输送待车削的轴类零件；

移料机构，用于将给料机构上的轴类零件移动到能够被车床主体的卡盘夹持的位置处或者将车削完成的轴类零件从所述卡盘取出；

送料机构，用于接收移料机构取出的车削完成的轴类零件并将接收的轴类零件沿着预定的方向移动。

所述移料机构包括：

安装架；

旋转轴，可旋转地设置在安装架上，且所述旋转轴的轴线与所述卡盘的轴线平行；

第一夹轴臂和第二夹轴臂，分别沿着垂直于所述旋转轴的轴线方向延伸，沿着旋转轴的轴线上观察时，所述第一夹轴臂与第二夹轴臂具有一定的夹角，所述夹角满足当第一夹轴臂在夹持到位于给料机构上的轴类零件时，第二夹轴臂能够夹持到位于卡盘上的轴类零件，并且当第一夹轴臂将夹持的轴类零件放入到卡盘中时，所述第二夹轴臂能够将夹持的轴类零件放到所述送料机构上。

优选地，所述给料机构包括双滚子链输送组件，俯视观察时，所述双滚子链输送组件相对于所述旋转轴位于与所述卡盘的轴线相反的一侧，所述双滚子链输送组件的靠近旋转轴一侧的高度低于远离旋转轴一侧的高度，并且双滚子链输送组件的较低一侧的高度高于旋转轴的高度，待车削的轴类零件放置在所述双滚子链输送组件上，所述双滚子链输送组件能够带动位于其上方的轴类零件向着靠近旋转轴的方向移动并在待车削的轴类零件移动到指定位置时停下，第一夹轴臂将位于指定位置的待车削的轴类零件夹住并取走。

优选地，在所述旋转轴上设置有两个安装盘，每个安装盘上均设置有一第一夹轴臂和第二夹轴臂，每个安装盘上的第一夹轴臂和第二夹轴臂分别沿着旋转轴的径向延伸且呈所述夹角，两个安装盘上的第一夹轴臂和第二夹轴臂沿着旋转轴的轴线方向分别一一对齐；所述第一夹轴臂和第二夹轴臂的结构相同，均包括伸缩气缸和夹爪气缸，所述伸缩气缸的缸体固定在所述安装盘上，所述伸缩气缸的伸缩杆沿着对应的第一夹轴臂或者第二夹轴臂的延伸方向伸缩，所述夹爪气缸的缸体设置在所述伸缩气缸的自由端上，所述夹爪气缸的夹爪相对于其缸体背离所述旋转轴，每个夹爪气缸的夹爪的夹持方向配置为能够夹住水平放置的轴类零件。

优选地，所述移料机构还包括用于驱动旋转轴来回旋转的回转驱动组件，所述回转驱动组件包括：

滑动架，沿着所述旋转轴的轴线方向可滑动地支撑在所述安装架上，所述旋转轴穿过所述安装架，所述旋转轴相对所述安装架可旋转但不可轴线移动；

第一齿轮，可旋转地设置在所述滑动架上；

第二齿轮，固定在所述旋转轴上且与所述第一齿轮啮合；

回转气缸，设置在所述滑动架上且输出端与所述第二齿轮连接，用于带动旋转轴旋转预定的角度。

优选地，所述移料机构还包括轴向驱动组件，用于沿着卡盘的轴线方向推送所述旋转轴移动进而带动被夹持在第一夹轴臂上的轴类零件移动以使轴类零件的一端能够插入到卡盘的卡槽中，所述轴向驱动组件包括：

滑动筒，与所述旋转轴同轴设置且沿着所述旋转轴的轴线方向可滑动地设置在所述安装架上，所述旋转轴的远离卡盘的一端可旋转地插入到所述滑动筒中；

推动气缸，设置在所述安装架上，用于驱动所述滑动筒沿着其轴线方向来回移动。

优选地，所述轴向驱动组件还包括缓冲结构，所述缓冲结构包括：

推动板，相对于所述旋转轴，位于与所述卡盘相反的一侧，所述推动板通过多个固定销与所述滑动筒连接，在所述滑动筒的靠近所述推动板的一端设置有凸环，多个所述固定销相对于所述滑动筒的轴线等角度的设置且每个固定销的背离所述推动板的一端穿过所述凸环，所述固定销相对所述凸环沿着旋转轴的轴线方向可滑动，在固定销的另一端设置有限位块，在每个固定销的位于凸环与推动板之间的部分上设置有弹簧，所述弹簧始终处于被压缩的状态，以使得推动板与所述滑动筒始终具有相互远离的趋势；相对于所述推动板，所述推动气缸位于与所述滑动筒相反的一侧，所述推动气缸的气缸杆固定在所述推动板。

优选地，在滑动筒上或者安装架上设置在距离传感器，用于检测推动板的移动距离，根据距离传感器检测到的推动板的移动距离能够判断轴类零件是否插入到卡盘中，当判断到轴类零件插入到所述卡盘中时，第一夹轴臂的夹爪气缸松开，伸缩气缸缩回；当判断到轴类零件未插入到卡盘中时，所述推动气缸缩回，旋转轴旋转，使第一夹轴臂竖直朝上设置，打开夹爪气缸，轴类零件在重力作用会自动地调整其在夹爪气缸中的位置，然后夹爪气缸夹紧，旋转轴带动第一夹轴臂旋转到使轴类零件的轴线与所述卡盘的轴线共线，推动气缸推动旋转轴向着卡盘移动。

优选地，所述车床主体为普通车床或者数控机床。

本发明还提供了一种用于加工轴类零件的车削系统，包括：车床主体和上料机构，所述车床主体用于对轴类零件进行车削，所述上料机构用于将轴类零件上料到车床主体的卡盘上，所述上料机构与车床主体可分离；

所述上料机构包括：

给料机构，用于沿着预定的方向输送待车削的轴类零件；

移料机构，用于将给料机构上的轴类零件移动到能够被车床主体的卡盘夹持的位置处或者将车削完成的轴类零件从所述卡盘取出；

送料机构，用于接收移料机构取出的车削完成的轴类零件并将接收的轴类零件沿着预定的方向移动。

所述移料机构包括：

安装架；

旋转轴，可旋转地设置在安装架上，且所述旋转轴的轴线与所述卡盘的轴线平行，所述旋转轴在安装架上的高度可调，其与给料机构在垂直于旋转轴的轴线的水平方向的距离可调；

第一夹轴臂和第二夹轴臂，分别沿着垂直于所述旋转轴的轴线方向延伸，沿着旋转轴的轴线上观察时，所述第一夹轴臂与第二夹轴臂具有一定的夹角，所述夹角满足当第一夹轴臂在夹持到位于给料机构上的轴类零件时，第二夹轴臂能够夹持到位于卡盘上的轴类零件，并且当第一夹轴臂将夹持的轴类零件放入到卡盘中时，所述第二夹轴臂能够将夹持的轴类零件放到所述送料机构上，第一夹轴臂与第二夹轴臂沿着其各自的伸展方向与所述旋转轴的距离可调。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1)本发明能够实现在车削加工中的自动上料以及下料，减小了人工参与，节省了人力，降低了人工成本；

2)本发明的上料机构与车床主体是分离的，这样可以根据需要将一台上料机构与不同的车床主体配合，一方面避免了针对每一种车床主体都设置一种规格的上料机构，另一方面用户可以根据需要购买上料机构，可以将上料机构在需要的车床使用，并且可以在后续的使用中任意的移动，进一步降低了使用成本。

附图说明

图1和图2为本发明在两种不同视角下的立体图；

图3为本发明的俯视图；

图4为本发明的正视图；

图5为图4的B-B截面处的剖视图；

图6为本发明的移放料机构的立体图；

图7为本发明的移放料机构的侧视图；

图8为图7的C-C截面处的剖视图；

图9为图8的D处局部放大图；

图10为本发明的给料机构、送料机构和移放料机构的立体图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

实施例一

一种用于加工轴类零件的车削系统，包括：车床主体100和上料机构200，所述车床主体100用于对轴类零件300进行车削，所述上料机构200用于将轴类零件300上料到车床主体100的卡盘上。

所述上料机构200包括：

给料机构1，用于沿着预定的方向输送待车削的轴类零件；

移料机构，用于将给料机构1上的轴类零件移动到能够被车床主体100的卡盘夹持的位置处或者将车削完成的轴类零件从所述卡盘取出；

送料机构2，用于接收移料机构取出的车削完成的轴类零件并将接收的轴类零件沿着预定的方向移动。

所述移料机构包括：

安装架3；

旋转轴4，可旋转地设置在安装架3上，且所述旋转轴4的轴线与所述卡盘的轴线平行；

第一夹轴臂5和第二夹轴臂6，分别沿着垂直于所述旋转轴4的轴线方向延伸，沿着旋转轴4的轴线上观察时，所述第一夹轴臂5与第二夹轴臂具有一定的夹角，所述夹角满足当第一夹轴臂5在夹持到位于给料机构1上的轴类零件时，第二夹轴臂6能够夹持到位于卡盘上的轴类零件，并且当第一夹轴臂5将夹持的轴类零件放入到卡盘中时，所述第二夹轴臂6能够将夹持的轴类零件放到所述送料机构2上。

所述给料机构1包括双滚子链输送组件1a，俯视观察时，所述双滚子链输送组件1a相对于所述旋转轴4位于与所述卡盘的轴线相反的一侧，所述双滚子链输送组件1a的靠近旋转轴4一侧的高度低于远离旋转轴4一侧的高度，并且双滚子链输送组件1a的较低一侧的高度高于旋转轴4的高度，待车削的轴类零件100放置在所述双滚子链输送组件1a上，所述双滚子链输送组件1a能够带动位于其上方的轴类零件300向着靠近旋转轴4的方向移动并在待车削的轴类零件100移动到指定位置时停下，第一夹轴臂5将位于指定位置的待车削的轴类零件100夹住并取走。

进一步，所述给料机构1还包括设置在双滚子链输送组件1a的链条的外环面上的多个限位块1a1，多个限位块1a1等间距的设置，当待车削的轴类零件100放置在双滚子链输送组件1a上时，轴类零件的两端能够抵靠在对应的所述限位块1a1上，此时轴类零件与所述卡盘的轴线平行。

在所述旋转轴4上设置有至少一个安装盘5d，每个安装盘5d上均设置有一第一夹轴臂5和第二夹轴臂6，每个安装盘5d上的第一夹轴臂5和第二夹轴臂6相对于分别沿着旋转轴4的径向延伸且呈所述夹角。优选地，所述安装盘5d具有两个，两个安装盘5d上的第一夹轴臂5和第二夹轴臂6沿着旋转轴4的轴线方向分别一一对齐。

所述第一夹轴臂5和第二夹轴臂6的结构相同，均包括伸缩气缸5a和夹爪气缸5b，所述伸缩气缸5a的缸体固定在所述安装盘5d上，所述伸缩气缸5a的伸缩杆沿着对应的第一夹轴臂5或者第二夹轴臂6的延伸方向伸缩，所述夹爪气缸5b的缸体设置在所述伸缩气缸5a的自由端上，所述夹爪气缸5b的夹爪相对于其缸体背离所述旋转轴4，每个夹爪气缸5b的夹爪的夹持方向配置为能够夹住水平放置的轴类零件300。每个夹爪气缸5b的两夹爪相对的一侧上设置有V型槽5c，通过V型槽5c能够便于夹持所述轴类零件。

所述移料机构还包括用于驱动旋转轴4来回旋转的回转驱动组件7。所述回转驱动组件7包括：

滑动架7a，沿着所述旋转轴4的轴线方向可滑动地支撑在所述安装架3上，所述旋转轴4穿过所述安装架3，所述旋转轴4相对所述安装架3可旋转但不可轴线移动；

第一齿轮7b，可旋转地设置在所述滑动架7a上；

第二齿轮7c，固定在所述旋转轴4上且与所述第一齿轮7b啮合；

回转气缸7d，设置在所述滑动架7a上且输出端与所述第二齿轮7c连接，用于带动旋转轴4旋转预定的角度。

所述移料机构还包括轴向驱动组件8，用于沿着卡盘的轴线方向推送所述旋转轴4移动进而带动被夹持在第一夹轴臂5上的轴类零件300移动以使轴类零件300的一端能够插入到卡盘的卡槽中。所述轴向驱动组件8包括：

滑动筒8a，与所述旋转轴4同轴设置且沿着所述旋转轴4的轴线方向可滑动地设置在所述安装架3上，所述旋转轴4的远离卡盘的一端可旋转地插入到所述滑动筒8a中；

推动气缸8c，设置在所述安装架3上，用于驱动所述滑动筒8a沿着其轴线方向来回移动。

所述旋转轴4通过轴承8b与所述滑动筒8a连接。

优选地，所述轴向驱动组件8还包括缓冲结构，所述缓冲结构包括：

推动板8d1，相对于所述旋转轴4，位于与所述卡盘相反的一侧，所述推动板8d1通过多个固定销8d2与所述滑动筒8a连接，在所述滑动筒8a的靠近所述推动板8d1的一端设置有凸环8a1，多个所述固定销8d2相对于所述滑动筒8a的轴线等角度的设置且每个固定销8d2的背离所述推动板8d1的一端穿过所述凸环8a1，所述固定销8d2相对所述凸环8a1沿着旋转轴4的轴线方向可滑动，在固定销8d2的另一端设置有限位块8d4，在每个固定销8d2的位于凸环8a1与推动板8d1之间的部分上设置有弹簧8d3，所述弹簧8d3始终处于被压缩的状态，以使得推动板8d1与所述滑动筒8a始终具有相互远离的趋势。相对于所述推动板8d1，所述推动气缸8c位于与所述滑动筒8a相反的一侧，所述推动气缸8c的气缸杆固定在所述推动板8d1，通过推动气缸8c的伸缩能够驱动旋转轴4的来回移动，进而能够将轴类零件300固定在卡盘或者从卡盘取出。

优选地，还可以在滑动筒8a上或者安装架3上设置在距离传感器，用于检测推动板8d1的移动距离，根据距离传感器检测到的推动板8d1的移动距离能够判断轴类零件300是否插入到卡盘中。当判断到轴类零件300插入到所述卡盘中时，第一夹轴臂5的夹爪气缸5b松开，伸缩气缸5a缩回。当判断到轴类零件300未插入到卡盘中时，此种情况可能是夹爪气缸5b未夹后，所述推动气缸8c缩回，旋转轴4反转，使第一夹轴臂5竖直朝上设置，打开夹爪气缸5b，轴类零件在重力作用会自动地调整其在夹爪气缸5b中的位置，然后夹爪气缸5b夹紧，旋转轴4正转，到位后，推动气缸8c再次推动旋转轴4移动，如果还不能进入到卡盘，此时系统报警，由人工处理。为了能够使第一夹轴臂5能够竖直朝上，可以采用电机代替回转气缸7d，在第一夹轴臂5需要停留的位置可以设置位置传感器。

所述给料机构1还包括距离传感器1b，距离传感器1b固定设置在双滚子链输送组件1a的靠近车床主体100的一端，用于检测其与轴类零件300的距离，当检测的距离与预设的距离一致时，说明轴类零件300到位，可以夹取，此时第一夹轴臂5旋转到位后，夹爪气缸5b打开，伸缩气缸5a伸出，然后夹爪气缸5b夹紧，旋转轴4旋转预定角度，第一夹轴臂5上的轴类零件的轴线与所述卡盘的轴线共线。

当需要将卡盘的轴类零件取下时，推动气缸8c伸出，第二夹轴臂6的夹爪气缸5b打开，伸缩气缸5a伸出，然后夹爪气缸5b夹紧，推动气缸8c缩回。当旋转轴4旋转时，第一夹轴臂5移动到其上的轴类零件的轴线与所述卡盘的轴线共线，第二夹轴臂6上的轴类零件位于所述送料机构2的正上方，此时第二夹轴臂6的夹爪气缸打开，轴类零件300落在送料机构2上。

送料机构2包括同步带滑台2a和引导板2b，所述同步带滑台2a水平设置在给料机构1的底部，同步带滑台2a用于水平向外输送成品轴类零件，引导板2b倾斜设置，较低的一端设置在同步带滑台2a的进料端并与同步带滑台2a的上侧表面平齐，引导板2b较高的一端位于移料机构的正下方，引导板2b用于使移料机构卸下的轴类零件缓慢滚动到同步带滑台2a的进料端。送料机构2还包括竖板2c和气弹簧2d，竖板2c沿竖直方向设置在同步带滑台2a的进料端，引导板2b较低的一端与竖板2c的上端铰接，且气弹簧2d的两端与引导板2b和竖板2c铰接，通过竖板2c和气弹簧2d能够使得引导板2b弹性设置在同步带滑台2a的进料端，进而能够缓冲成品轴类零件对引导板2b的冲击力。

所述车床主体100可以是普通车床也可以是数控车床。

实施例二

该实施例中，上料机构200与车床主体100设置成可拆卸，所述旋转轴4的高度可调节，所述旋转轴4相对于所述给料机构1在沿着垂直于所述卡盘的轴线的水平方向上的距离可调整，所述第一夹轴臂5和第二夹轴臂6在安装盘5d上沿着旋转轴4的径向上的位置可调整，这样上料机构就可以适用于不同的车床主体100，并且在更换不同的车床主体100时，只需要调整上料机构200与车床主体100的相对位置、旋转轴4的高度、旋转轴4与给料机构1的相对位置以及第一夹轴臂5、第二夹轴臂6在安装盘5d上的安装位置即可。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。