一种自动送料的转塔式机床的制作方法

本实用新型属于自动化改造技术领域，涉及一种自动送料的转塔式机床。

背景技术：

转塔式机床通常用于加工轴类零件，一般包括机架、卡盘、转塔刀架以及数控加工系统，卡盘用于夹持工件，转塔刀架可以周向安装多个刀具，在数控加工系统的控制下，卡盘可带着工件转动，转塔刀架可周向转动以切换不同刀具，从而使机床一次装夹就能完成多个加工工序。

随着人工成本的不断升高，制造类企业对工业自动化的需求越来越迫切。为了提高生产效率，降低成本，现有大量企业通过自动化改造原有的数控机床，以实现自动上下料。

例如，一项申请号为201510557543.8的中国专利，公开了一种一种自动上料的棒料加工机床，包括机床本体、位于机床本体上的放料板，所述放料板位于机床本体的工作台上，工作台上设有放料板移动的移动导轨，放料板上方设有末端夹具，末端夹具通过移动装置带动移动；移动装置位于第一支柱上，第一支柱设有螺纹孔，螺纹孔内安装有丝杆，第一支柱通过丝杆带动第一支柱沿水平导轨移动；所述放料板设有若干个均布的放料孔，放料板下端延伸有凸台，凸台内设有螺纹孔，工作台上安装有第二齿轮轴，第二齿轮轴设有与螺纹孔配合的外螺纹，第二齿轮轴通过轴承固定在工作台上。

但是该技术方案中，工件的移动需要大量使用丝杆、导轨、电机等高成本部件，整体改造费用高。另外，整个上料装置需要精密安装才能保证加工精度，实施难度高。

因此需要设计一种自动化改造成本低且容易实施的自动送料的转塔式机床。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种自动化改造成本低且容易实施的自动送料的转塔式机床。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种自动送料的转塔式机床，包括机架、转塔刀架，还包括：

卡盘，其安装于机架上并用于夹持工件，卡盘可自动夹紧、顶出工件；

顶入装置，其安装于转塔刀架，顶入装置接收并定位工件并将工件顶入卡盘。

作为本实用新型的进一步改进，还包括上料装置，上料装置用于将机架外部的工件输送至顶入装置。

作为本实用新型的进一步改进，所述顶入装置包括安装于转塔刀架上的顶入气缸、定位座，定位座设有供工件嵌入的轴孔，顶入气缸用于将定位座上的工件顶入卡盘。

作为本实用新型的进一步改进，所述上料装置包括顶料装置，顶料装置包括安装于机架上的落料通道、料槽、顶出气缸，落料通道上端倾斜伸出机架，料槽与落料通道下端相连通，机架外的工件沿落料通道进入料槽，顶出气缸将料槽内的工件顶出至定位座。

作为本实用新型的进一步改进，所述料槽下端嵌设有定位块，定位块上端向下凹陷形成有定位槽，定位槽包括两个对称设置的倾斜面，两个倾斜面之间设有缺口。

作为本实用新型的进一步改进，所述上料装置还包括设于机架外部的举料装置，举料装置包括用于放置工件的振动盘、举料机构，举料机构一端与振动盘相连通，另一端与落料通道相连通，振动盘将工件按预定姿态输送至举料机构，举料机构将工件输送至落料通道。

作为本实用新型的进一步改进，所述振动盘设有向下倾斜的出料通道，所述举料机构包括举料通道，举料通道下端设有举料气缸并与出料通道相连通，举料通道上端与落料通道上端相连通，工件由重力下落至举料气缸上方并通过举料气缸提升至落料通道。

作为本实用新型的进一步改进，所述举料通道还设置有滑门，滑门上下滑动以开启或关闭出料通道，滑门下方设有复位弹簧，举料气缸带动滑门下滑并压缩复位弹簧。

作为本实用新型的进一步改进，举料通道内侧开口，举料通道开口用于连通出料通道，举料通道开口下方设有滑槽，滑门嵌设于滑槽内并可上下滑动以打开或关闭举料通道开口，滑门下侧向外凸起形成有下挡边，沿滑槽左右两侧分别向内凸起形成有限位凸起，限位凸起的高度小于下挡边，举料气缸上端连接有举料滑块，且举料滑块位于限位凸起的外侧，滑门下挡边伸入举料滑块下端。

作为本实用新型的进一步改进，所述卡盘包括安装于机架上的夹头座、嵌设于夹头座内的弹簧夹头，弹簧夹头包括内径可收缩或撑开的卡爪部，卡爪部与夹头座锥形配合以夹持工件，弹簧夹头内还设有顶出弹簧，弹簧夹头还同时连接有拉动机构、转动机构，拉动机构拉动弹簧夹头相对于夹头座滑动以夹紧或松开工件，转动机构带动弹簧夹头、夹头座转动。

基于上述技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果：

1.通过将顶入装置安装于转塔刀架上，使得转动转塔刀架后可带动顶入装置至预设接收位置以接收并定位工件，然后再次转动转塔刀架并带动顶入装置至预设顶入位置以将工件顶入卡盘，随后卡盘将工件自动夹紧，再次转动转塔刀架以使转塔刀架上的刀具可对工件进行加工，完成加工后卡盘再将工件自动顶出，如此重复上述步骤，即实现了机床的自动上下料，生产效率大大提高，且有效降低了人工成本。该方案中将顶入装置与转塔刀架结合利用以实现工件移动，无需使用电机、导轨、丝杆等高成本部件，构思巧妙且自动化改造成本低，并且，由于转塔刀架可周向转动调整顶入装置的位置，大大降低了顶入装置的安装精度要求，改造方案非常容易实施。

2.通过设置上料装置以将机架外部的工件输送至顶入装置，以便于工人在机床外持续地补充待加工工件，使得机床能够一次性加工更多数量的工件，进一步提高机床的自动化程度，生产效率更高。

3.拉动机构带动弹簧夹头伸出夹头座时，卡爪部的内径撑开，此时顶入装置可将工件顶入卡爪部并压缩顶出弹簧。然后拉动机构再带动弹簧夹头收拢于夹头座，卡爪部的内径收缩以夹紧工件，此时顶出弹簧出于压缩状态。随后转动机构整体带动弹簧夹头、夹头座、工件转动以实现工件的加工。工件加工完成后，拉动机构再带动弹簧夹头伸出夹头座，此时卡爪部松开，工件在顶出弹簧的作用下被顶出。从而实现卡盘的自动夹紧、顶出工件，结构简单且易于实现。

附图说明

图1是本实用新型一较佳实施例的结构示意图。

图2是图1中A处的局部放大图。

图3是图1的右视图。

图4是顶入装置的结构示意图。

图5是顶料装置的结构示意图。

图6是顶料装置的爆炸图。

图7是图6中B处的局部放大图。

图8是举料装置的结构示意图。

图9是举料装置的爆炸图。

图10是举料机构的爆炸图。

图11是图10中C处的局部放大图。

图12是卡盘的结构示意图。

图13是弹簧夹头的结构示意图。

100、机架；

200、卡盘；210、夹头座；220、弹簧夹头；221、卡爪部；221a、卡爪槽；230、螺套；240、顶出弹簧；250、拉杆；260、皮带轮；261、转接法兰；270、回转液压缸；271、回转部；280、供油组件；290、套筒，291、加长杆；

300、转塔刀架；

400、顶入装置；410、顶入气缸；420、定位座；421、轴孔；430、顶入气缸座；

500、顶料装置；510、落料通道；520、料槽；530、顶出气缸座；540、顶出气缸；550、定位块；551、定位槽；551a、缺口；

600、举料装置；610、振动盘；611、出料通道；620、举料机构；621、举料通道；621a、滑槽；621b、限位凸起；622、举料气缸；623、举料滑块；624、滑门；624a、下挡边；630、底座；631、护栏；640、支撑座。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1至图3所示，本自动送料的转塔式机床，包括机架100、转塔刀架300、卡盘200、顶入装置400、上料装置，卡盘200安装于机架100上并用于夹持工件，卡盘200可自动夹紧、顶出工件，顶入装置400安装于转塔刀架300上，且顶入装置400用于接收并定位工件以及将工件顶入卡盘200，上料装置用于将机架100外部的工件输送至顶入装置400。

其中，待加工的工件呈圆柱形，卡盘200、转塔刀架300、顶入装置400、上料装置均由机床的数控加工系统控制运动并实现联动。通过将顶入装置安装于转塔刀架300上，使得转动转塔刀架300后可带动顶入装置至预设接收位置以接收并定位工件，然后再次转动转塔刀架300并带动顶入装置至预设顶入位置以将工件顶入卡盘，随后卡盘将工件自动夹紧，再次转动转塔刀架300以使转塔刀架300上的刀具可对工件进行加工，完成加工后卡盘再将工件自动顶出，如此重复上述步骤，即实现了机床的自动上下料，生产效率大大提高，且有效降低了人工成本。该方案中将顶入装置与转塔刀架300结合利用以实现工件移动，无需使用电机、导轨、丝杆等高成本部件，构思巧妙且自动化改造成本低，并且，由于转塔刀架300可周向转动调整顶入装置的位置，大大降低了顶入装置的安装精度要求，改造方案非常容易实施。

另外，通过设置上料装置以将机架100外部的工件输送至顶入装置400，以便于工人在机床外持续地补充待加工工件，使得机床能够一次性加工更多数量的工件，进一步提高机床的自动化程度，生产效率更高。

如图4所示，顶入装置包括安装于转塔刀架300上的顶入气缸410、定位座420，定位座420设有供工件嵌入的轴孔421，顶入气缸410用于将定位座420上的工件顶入卡盘。

具体来说，顶入气缸410通过L形的顶入气缸座430安装至转塔刀架300上并且对准定位座420的轴孔421设置，工件嵌设于轴孔421内以形成定位，从而保证每次工件顶入时的姿态一致，加工后的产品一致性更好，提高加工质量。

此处值得说明的是，顶入气缸410还设置有磁性开关(图中未显示)，磁性开关用于检测气缸是否活动至预设位置，从而判断顶杆是否将工件完全顶入卡盘200。其中，磁性开关与数控加工系统电连接，机床只有在工件处于正确位置的时候才会加工，非正常情况下停止加工，从而提高加工的安全性。

如图5至图7所示，上料装置包括顶料装置500，顶料装置500包括安装于机架上的落料通道510、料槽520、顶出气缸，落料通道510上端倾斜伸出机架，料槽520与落料通道510下端相连通，机架外的工件沿落料通道510进入料槽520，顶出气缸将料槽520内的工件顶出至定位座420。

顶出气缸通过L形的顶出气缸座安装于卡盘的同一侧，倾斜设置的落料通道510用于接收机架100外的待加工工件，工件可在重力作用下沿落料通道510滚落，实际工作时，落料通道510、料槽520内紧密排满工件，当转塔刀架300带动定位座420至对准料槽520时，顶出气缸将料槽520内的工件顶出至定位座420的轴孔421，待顶出气缸收缩后，后续工件在重力作用下滚落并补充至料槽520内，从而实现顶料装置500按照加工节奏逐个自动顶料，结构简单且制造成本低，自动送料过程可靠。

其中，料槽520下端嵌设有定位块550，定位块550上端向下凹陷形成有定位槽551，定位槽551包括两个对称设置的倾斜面，两个倾斜面之间设有缺口551a。圆柱形的工件在自身重力作用下，可始终保持在定位槽551两个倾斜面的对称中心，其中，缺口551a用于避免工件发生过定位，提高定位精度。通过料槽520来定位工件，以保证每次工件从料槽520顶出时的姿态一致，从而使加工后的产品一致性更好，提高加工质量。

此处值得说明的是，落料通道510顶端设置有检测传感器(图中未显示)，用于检测对应位置是否存在工件，从而料槽520中的工件是否顶出，便于后续补充工件。其中，检测传感器与数控加工系统电连接，以便于数控加工系统整体控制加工节奏。

如图8至图11所示，上料装置还包括设于机架100外部的举料装置600，举料装置600包括用于放置工件的振动盘610、举料机构620，举料机构620一端与振动盘610相连通，另一端与落料通道510相连通，振动盘610可将工件按预定姿态输送至举料机构620，举料机构620可将工件输送至落料通道510。

通过设置振动盘610可将所有无序存放的待加工工件整理呈一致的姿态，以便于后续的定位输送，工人向上料装置补充工件也很方便。举料机构620可将工件提升至一定高度，使得工件在后续运料过程中自行滚动输送，无需额外的动力和能源，运料成本非常低。

具体来说，振动盘610设有向下倾斜的出料通道611，举料机构620包括举料通道621，举料通道621下端设有举料气缸622并与出料通道611相连通，举料通道621上端与落料通道510上端相连通，工件由重力下落至举料气缸622上方并通过举料气缸622提升至落料通道510。

即整理后的工件可沿出料通道611滚落至举料通道621，此时举料气缸622位于举料通道621下端，举料气缸622向上伸出后可提升工件至顶部，待工件滚出举料通道621后，举料气缸622收缩至初始状态，重复上述步骤即可实现工件的自动举料。

此处值得说明的是，出料通道611顶端设置有检测传感器(图中未显示)，用于检测对应位置是否存在工件，从而判断出料通道611下端位置的工件是否已经滚入举料通道621，便于后续补充工件。其中，检测传感器与数控加工系统电连接，以便于数控加工系统整体控制加工节奏。

举料通道621还设置有滑门624，滑门624可上下滑动以开启或关闭出料通道611，滑门624下方设有复位弹簧(图中未显示)，举料气缸622可带动滑门624下滑并压缩复位弹簧。

具体来说，举料通道621内侧开口，举料通道开口用于连通出料通道611，举料通道621开口下方设有滑槽621a，滑门624嵌设于滑槽621a内并可上下滑动以打开或关闭举料通道621开口，滑门624下侧向外凸起形成有下挡边624a，沿滑槽621a左右两侧分别向内凸起形成有限位凸起621b，限位凸起621b的高度小于下挡边624a，举料气缸622上端连接有举料滑块623，举料滑块623设于限位凸起621b的外出，滑门624下挡边624a伸入举料滑块623下端。

举料气缸622收缩时，举料滑块623可通过下挡边624a下压滑门624，此时举料通道621与出料通道611相连通，且复位弹簧压缩，举料气缸622伸出时，复位弹簧回弹以带动滑门624上滑并将举料通道621封闭，从而防止举料气缸622伸出时，工件掉入举料通道621内，提高举料机构620的实用性，且结构简单、制造成本低。

举料机构620还包括底座630、支撑座640，支撑座640竖直安装于底座630上方并与底座630的外侧齐平设置，举料通道621设于底座630外侧并与支撑座640固连，振动盘610设于底座630上。从而整体提高举料通道621的整体高度，便于在举料通道621下方安装举料气缸622。

优选的，底座630外侧还设置有护栏631，护栏631围设于举料气缸622的外侧，从而有效保护举料气缸622，举料装置600的安全性更佳。

如图12至图13所示，卡盘200包括安装于机架100上的夹头座210、嵌设于夹头座210内的弹簧夹头220，夹头座210轴向固定，弹簧夹头220包括内径可收缩或撑开的卡爪部221，卡爪部221与夹头座210锥形配合以夹持工件，弹簧夹头220内还设有顶出弹簧240，弹簧夹头220还同时连接有拉动机构、转动机构，拉动机构拉动弹簧夹头220相对于夹头座210轴向滑动以夹紧或松开工件，转动机构带动弹簧夹头220、夹头座210转动。

卡爪部221周向均匀设置有若干个长条状的卡爪槽221a，以使卡爪部221的内径可收缩或撑开。

拉动机构带动弹簧夹头220伸出夹头座210时，卡爪部221的内径撑开，此时顶入装置400可将工件顶入卡爪部221并压缩顶出弹簧240。然后拉动机构再带动弹簧夹头220收拢于夹头座210，卡爪部221的内径收缩以夹紧工件，此时顶出弹簧240出于压缩状态。随后转动机构整体带动弹簧夹头220、夹头座210、工件转动以实现工件的加工。工件加工完成后，拉动机构再带动弹簧夹头220伸出夹头座210，此时卡爪部221松开，工件在顶出弹簧240的作用下被顶出。从而实现卡盘200的自动夹紧、顶出工件，结构简单且易于实现。

具体的，拉动机构包括回转液压缸270、拉杆250、螺套230、套筒290，回转液压缸270包括回转部271，回转液压缸270可带动回转部271左右滑动，且回转部271可自由转动，拉杆250一端与回转部271相连接，另一端与螺套230相连接，套筒290同时嵌入螺套230、拉杆250并可相对于、螺套230、套筒290滑动，顶出弹簧240设置于套筒290与螺套230之间且顶出弹簧240一端抵住拉杆250，另一端与套筒290连接。工件顶入卡盘200时通过套筒290压缩顶出弹簧240，回转液压缸270通过拉杆250、螺套230拉动弹簧夹头220以夹持工件。

拉动机构还包括供油组件280，供油组件280与回转液压缸相连以驱动回转部轴向滑动。

转动机构包括皮带轮260、转接法兰261，转接法兰261一侧与皮带轮260相连，另一侧与回转部271相连，皮带轮260转动时通过转接法兰261带动回转部271转动，从而整体带动弹簧夹头220、夹头座210转动，以实现工件的转动加工。

优选的，套筒290一端还连接有加长杆291，通过加长杆291可以调整套筒290的整体长度以适应不同的工件，使卡盘200能够应用于各种尺寸的工件，兼容性更好。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。