专利名称：自动上料装置及数控机床的制作方法
技术领域：
本发明涉及轴类零件加工技术领域，尤其涉及一种数控机床自动上料装置，具体地是在数控机床上对轴类零件进行精加工的自动上料装置。
背景技术：
目前，随着我国经济的不断高速发展，汽车行业已经成为我国经济发展的重点行业之一，汽车的组成需要成千上万的零部件，各个零部件(尤其是轴类零件)的加工需要很多种设备，需要大量的人员，而随着加工设备的不断更新换代，人员的技能也需要大幅提高。随着我国经济的发展，人员需求不断提高，随着近几年的用工荒，各个公司为了减少用工数量、降低成本、提升品质、提高效率、降低工人的劳动强度及提高安全性，所用企业都在朝着自动化、少人化的方向发展。而数控等加工设备的出现，大大提高了产品的品质，人员技能也需进一步的提高，但数控设备的加工，一般都是纯加工设备，而上料部分没有改变人工的形式，一般都是一名操作工操作一台设备或是两台设备，并没有实现无人化操作，数控只实现了纯加工，人员上料并没有减少，而人员每天的成千上万次的上料，品质并不一定能够保证，且安全也不容乐观，由于员工的操作失误，经常会出现人身安全事故，自动上料机构是制约我国减少工厂操作人员、提高品质、减少事故的重中之重。随着汽车行业的发展，零部件的市场需求的也在稳步增长，各个零部件公司在成本、安全、效率、品质等方面也必须提升，球销类产品是安全件、生命件，它的品质直接关系着人身安全，它控制着汽车车轮的方向，它的加工是使用数控来完成，上料、下料都需要操作工完成，手工操作有以下缺点:第一、上、下料时操作工的手需要伸入数控设备，数控在压紧工件时，容易造成安全事故；第二、由于数控加工时，需要切削油冷却，切削油容易贱到操作者身上，引起过敏及腐烂，而每天成千上万次的动作容易弓I起职业病的困扰；第三、人手安装有时装夹不到位，而数控是沿着固定的程序行走，容易造成数控撞车，造成数控精度降低，减少数控寿命；第四、人手上料的一致性不容易保证，经常造成产品报废，且效率低下。因此，针对以上不足，本发明提供了一种数控机床自动上料装置。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是解决现有机床上料时需要手工操作，装夹不到位，易造成撞车等安全事故，使得机床精度降低，使用寿命减少；且人手上料的一致性不易保证，易造成产品报废，效率低下的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自动上料装置，所述自动上料装置包括输送机构、排序找正机构、抓紧旋转换位机构、移动机构及控制装置，所述输送机构连接排序找正机构、且向排序找正机构逐一提供工件，所述抓紧旋转换位机构位于排序找正机构的上方、且将来自排序找正机构的工件抓紧并输送至主轴卡盘，所述移动机构为抓紧旋转换位机构的移动提供动力，所述输送机构、排序找正机构、抓紧旋转换位机构及移动机构均与控制装置相连接。其中，所述输送机构包括振动盘，所述振动盘通过轨道与排序找正机构连接，振动盘与所述控制装置相连接。其中，所述轨道上设有检测单元及执行单元，所述检测单元检测所述振动盘中是否有工件，所述执行单元保证工件逐一通过，所述检测单元及执行单元均与所述控制装置连接。其中，所述检测单元包括第一接近开关及第二接近开关，所述执行单元为分选气缸。其中，所述振动盘及轨道倾斜设置、且高于所述排序找正机构。其中，所述排序找正机构包括排序找正气缸及排序顶起气缸，所述排序找正气缸将单个工件找正，所述排序顶起气缸将找正好的工件向上顶起并供给所述抓紧旋转换位机构。其中，所述抓紧旋转换位机构包括上件机械夹及卸件机械夹，所述上件机械夹与卸件机械夹呈90°设置、且通过旋转气缸实现旋转换位。其中，所述移动机构包括上下移动气缸、前后移动单元及左右移动气缸，所述上下移动气缸一端与所述抓紧旋转换位机构连接、另一端与所述左右移动气缸连接，左右移动气缸还与所述前后移动单元连接。其中，所述移动机构还包括导向杆，导向杆与所述上下移动气缸连接，上下移动气缸的移动方向与所述导向杆的设置方向相同。 本发明还提供了 一种数控机床，其包括上述自动上料装置。(三)有益效果本发明的上述技术方案具有如下优点:本发明通过输送机构、排序找正机构、抓紧旋转换位机构及移动机构与控制装置相连接，实现了全自动的向数控机床进行上料及卸料，减少了操作人员，提高了装夹的一致性及精确度，保证了机床加工精度，避免了事故的发生，增加了机床的使用寿命，大大降低了产品报废率，提高了工作效率。
图1是本发明实施例数控机床自动上料装置的结构示意图；图2是本发明实施例排序找正机构的结构示意图；图3是本发明实施例抓紧旋转换位机构的结构示意图。图中:1:数控机床；2:支架；3:振动盘；4:排序顶起气缸；5:排序找正气缸；6:分选气缸；7:第一接近开关；8:第二接近开关；9:旋转气缸；101:上件机械夹；102:卸件机械夹;11:王轴卡盘;12:导向杆；13:开门气缸；14:报警灯；15:上下移动气缸；16:如后移动单元；17:左右移动气缸；18:工件；19:轨道；A:输送机构；B:排序找正机构；C:抓紧旋转换位机构；D:移动机构。
具体实施例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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。如图1所示，本发明实施例提供的自动上料装置，该自动上料装置包括输送机构
A、排序找正机构B、抓紧旋转换位机构C、移动机构D及控制装置，所述输送机构A连接排序找正机构B、且向排序找正机构B逐一提供工件18，所述抓紧旋转换位机构C位于排序找正机构B的上方、且将来自排序找正机构B的工件18抓紧并输送至数控机床I的主轴卡盘11，所述移动机构D为抓紧旋转换位机构C的移动提供动力,所述输送机构A、排序找正机构
B、抓紧旋转换位机构C及移动机构D均与控制装置相连接。本发明实现了全自动的向数控机床进行上料及卸料，减少了操作人员，降低了劳动强度，提高了装夹的一致性及精确度，保证了机床加工精度，避免了事故的发生，增加了机床的使用寿命，大大降低了产品报废率，提高了工作效率。 优选地，所述输送机构A包括振动盘3，所述振动盘3通过轨道19与排序找正机构B连接，所述轨道19上设有检测单元及执行单元，所述检测单元检测所述振动盘3中是否有工件18,所述执行单元保证工件18逐一通过。更加优选地，所述检测单元包括第一接近开关7及第二接近开关8，所述执行单元为分选气缸6。优选地，所述振动盘3及轨道19采用倾斜设置、且高于所述排序找正机构B，这样利用工件18的自重即可实现向排序找正机构B提供工件18的功能。具体到本实施例中，所述振动盘3放置于支架2上。所述第一接近开关7、第二接近开关8、分选气缸6及振动盘3与控制装置连接。所述振动盘3振动出料，直至第二接近开关8感应到工件18时振动盘3停止振动，说明工件已满；当第一接近开关7接触不到工件时，说明工件18已用完需要重新启动振动盘3再次振动，直至第二接近开关8感应到工件已满为止。如图2所示,优选地,所述排序找正机构B包括排序找正气缸5及排序顶起气缸4,所述排序找正气缸5将单个工件18找正，所述排序顶起气缸4将找正好的工件18向上顶起并供给所述抓紧旋转换位机构C。所述排序找正气缸5及排序顶起气缸4均与控制装置连接。利用排序找正气缸5及排序顶起气缸4组成的排序找正机构B替代人手的动作，达到排序、上料的目的。如图3所示,优选地,所述抓紧旋转换位机构C包括上件机械夹101及卸件机械夹102，所述上件机械夹101与卸件机械夹102呈90°设置、且通过旋转气缸9实现旋转换位。所述旋转气缸9与控制装置连接。利用旋转气缸9、上件机械夹101及卸件机械夹102组成的抓紧旋转换位机构C替代人手拿取工件完得工件的安装及拆卸，降低了安全事故发生的概率，且避免了手臂、手等接触到切削油，进而避免造成过敏及腐烂。优选地，所述移动机构D包括上下移动气缸15、前后移动单元16、左右移动气缸17及导向杆12，所述上下移动气缸15 —端与所述抓紧旋转换位机构C连接、另一端与所述左右移动气缸17连接，左右移动气缸17还与所述前后移动单元16连接，所述导向杆12与所述上下移动气缸15连接，上下移动气缸15的移动方向与所述导向杆12的设置方向相同，保证上下移动气缸15只能进行上下移动，不会出现摆动等现象的发生。所述上下移动气缸15、前后移动单元16及左右移动气缸17均与控制装置连接。所述前后移动单元16可以为前后移动的单气缸，也可以是前后直线导轨及伺服电机组成的前后移动直线导轨副。利用上下移动气缸15、前后移动单元16、左右移动气缸17组成的移动机构D代替人手现实工件的上、下、左、右、前、后的移动，实现了全自动化操作。所述控制装置采用PLC编程控制，将整套动作与数控机床连接，所有动作不需要人工，可以实现无人化生产，减少操作人员，提高了效率和产品品质。本发明利用各种气缸、机械夹及振动盘等替代人手的动作，利用PLC控制整套动作完成移动、转位、旋转等，并且所有气缸均采用磁力环气缸，每步动作也可以设置有防错装置，如果每步动作有问题机器会自动停止，防止了问题的发生，动作一致性比较稳定，提高了产品品质，并且提高了工作效率，每台机床能节省至少一名操作人员，降低了操作人员的劳动强度和危险性，防止职业病的发生。本发明还提供了一种数控机床，该数控机床包括上述的自动上料装置。该数控机床还设有开门气缸13及报警灯14，所述开门气缸13用于将数控机床的门打开，所述报警灯14用于显示本机床的故障并提示操作者。本自动上料装置与数控机床本身连接，使用时，按下启动按钮，则振动盘3开始振动出料，直至第二接近开关8 一直感应到工件18时振动盘3停止振动，说明工件18已放满振动盘3 ;在工作过程中，当第一接近开关7接触不到工件18时，说明工件18已用完需要重新启动振动盘3再次振动，直至第二接近开关8感应到工件已满为止。这时分选气缸6放出一个工件(每次只放出一个)，放出的工件18由于自重滑到排序找正机构B，这时排序找正气缸5将工件18找正，排序顶起气缸4感应到上序动作完成后将工件18顶起，这时前后移动单元16带动左右移动气缸17及抓紧旋转换位机构C开始快速移动到排序顶起气缸4的上方，这时上件机械夹101感应到上序到达位置点时张开，而上下移动气缸15感应到上件机械夹101张开后往下移动至工件18的位置，上件机械夹101夹紧工件18，上下移动气缸15升起，前后移动单元16带动工件18向机床内移动至位置点，这时左右移动气缸17开始移动，将工件18移动到数控机床I的主轴卡盘11，并且卡盘夹紧工件18，左右移动气缸17带动上件机械夹101松开工件18并移除，前后移动单元16带动抓紧旋转换位机构C移出数控机床1，开门气缸13将数控机床I的门关闭，数控机床I开始加工工件18，这时前后移动单元16继续移动到排序找正机构B的上方，抓取工件并等待工件加工完，(在上序所用动作过程中,排序找正机构B同时将工件排好序并等待)这时工件加工完成,数控机床I的门打开，前后移动单元16带动抓紧旋转换位机构C进入到数控机床I内，利用卸件机械夹102将工件取出，并且旋转气缸9开始工作，将上件机械夹101及卸件机械夹102旋转换位，将上件机械夹101从门外抓取的工件安装到主轴卡盘11上夹紧工件，前后移动单元16移出数控机床门外，数控机床门关闭，机床开始加工，卸件机械夹102松开加工好的工件，工件掉落到指定位置，这时旋转气缸9开始工作，将上件机械夹101及卸件机械夹102旋转换位，前后移动单元16继续移动到排序找正机构B的上方，开始重复上序动作。单个循环过程，时间通常控制在20秒之内，效率非常高。综上所述，本发明通过输送机构、排序找正机构、抓紧旋转换位机构及移动机构与控制装置相连接，实现了全自动的向数控机床进行上料及卸料，减少了操作人员，提高了装夹的一致性及精确度，保证了机床加工精度，避免了事故的发生，增加了机床的使用寿命，大大降低了产品报废率，提高了工作效率。以上所述仅是本发明的一种优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种自动上料装置，其特征在于:包括输送机构(A)、排序找正机构(B)、抓紧旋转换位机构(C)、移动机构(D)及控制装置，所述输送机构(A)连接排序找正机构(B)、且向排序找正机构(B)逐一提供工件(18)，所述抓紧旋转换位机构(C)位于排序找正机构(B)的上方、且将来自排序找正机构(B)的工件(18)抓紧并输送至主轴卡盘(11)，所述移动机构(D)为抓紧旋转换位机构(C)的移动提供动力，所述输送机构(A)、排序找正机构(B)、抓紧旋转换位机构(C)及移动机构(D)均与控制装置相连接。
2.根据权利要求1所述的自动上料装置，其特征在于:所述输送机构(A)包括振动盘(3)，所述振动盘(3)通过轨道(19)与排序找正机构(B)连接，振动盘(3)与所述控制装置相连接。
3.根据权利要求2所述的自动上料装置，其特征在于:所述轨道(19)上设有检测单元及执行单元，所述检测单元检测所述振动盘(3)中是否有工件(18)，所述执行单元保证工件(18)逐一通过，所述检测单元及执行单元均与所述控制装置连接。
4.根据权利要求3所述的自动上料装置，其特征在于:所述检测单元包括第一接近开关(7)及第二接近开关(8)，所述执行单元为分选气缸(6)。
5.根据权利要求2-4任一项所述的自动上料装置，其特征在于:所述振动盘(3)及轨道(19)倾斜设置、且高于所述排序找正机构(B)。
6.根据权利要求1所述的自动上料装置，其特征在于:所述排序找正机构(B)包括排序找正气缸(5 )及排序顶起气缸(4 )，所述排序找正气缸(5 )将单个工件(18 )找正，所述排序顶起气缸(4)将找正好的工件(18)向上顶起并供给所述抓紧旋转换位机构(C)。
7.根据权利要求1所述的自动上料装置，其特征在于:所述抓紧旋转换位机构(C)包括上件机械夹(101)及卸件机械夹(102)，所述上件机械夹(101)与卸件机械夹(102)呈90°设置、且通过旋转气缸(9)实现旋转换位。
8.根据权利要求1所述的自动上料装置，其特征在于:所述移动机构(D)包括上下移动气缸(15)、前后移动单兀(16)及左右移动气缸(17),所述上下移动气缸(15) —端与所述抓紧旋转换位机构(C)连接、另一端与所述左右移动气缸(17)连接，左右移动气缸(17)还与所述前后移动单元(16)连接。
9.根据权利要求8所述的自动上料装置，其特征在于:所述移动机构(D)还包括导向杆(12)，导向杆(12)与所述上下移动气缸(15)连接，上下移动气缸(15)的移动方向与所述导向杆(12)的设置方向相同。
10.一种数控机床，其特征在于:包括如权利要求1-9任一项所述的自动上料装置。
全文摘要
本发明涉及轴类零件加工技术领域，尤其涉及一种数控机床自动上料装置，具体地是在数控机床上对轴类零件进行精加工的自动上料装置。该自动上料装置的输送机构连接排序找正机构、且向排序找正机构逐一提供工件，抓紧旋转换位机构位于排序找正机构的上方、且将来自排序找正机构的工件抓紧并输送至主轴卡盘，移动机构为抓紧旋转换位机构的移动提供动力，所述输送机构、排序找正机构、抓紧旋转换位机构及移动机构均与控制装置相连接。实现了全自动的向数控机床进行上料及卸料，提高了装夹的一致性及精确度，保证了机床加工精度，避免了事故的发生，增加了机床的使用寿命，大大降低了产品报废率，提高了工作效率。
文档编号B23Q7/00GK103170869SQ20131011425
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月29日 优先权日2013年3月29日
发明者刘成军 申请人:长城汽车股份有限公司