专利名称：数控伺服多工位送料装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种送料设备，具体涉及一种数控伺服多工位送料装置。
背景技术：
现有的送料装置，如
图1所示，夹钳2闭合夹住工件5，当前后夹板1送进一个工位 距后，夹钳2松开，然后前后夹板1返回。送料装置动作与主滑块运动相互协调，其工作循 环如图2、图3所示。 前后夹板1送进与返回常用的结构有凸轮传动和行星齿轮传动。凸轮轮廓和行星 齿轮节径决定了前后夹板1移动的距离，因此采用凸轮传动和行星齿轮传动，前后夹板1移 动的距离，即前后夹板1的工位距是固定不变，无法调整的。 夹钳2闭合和张开常用的结构有凸轮板驱动和凸轮驱动，其张开、闭合的距离只 能在很小范围内调整。 上述各种结构形式，其动力均来自于压力机的曲轴，彼此间通过机械结构联接，以 保证送料装置的动作与主滑块运动相互协调。因此其结构复杂，制造难度大，设备投资高， 并且工艺范围比较狭窄。 一旦中间环节某个零件损坏，将导致送料不到位。主滑块又继续 下行，会造成机床和模具的损坏。 此外，上述各种结构形式，由于传动链长，又受加工精度、累积误差的影响，所以其 送料精度一般、噪音偏大。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种数控伺服多工位送料装置，它可以实 现可变工位距。 为解决上述技术问题，本实用新型数控伺服多工位送料装置的技术解决方案为 包括前后夹板、夹钳、推料杆、X向伺服电机、X向滚珠丝杆、Y向伺服电机、Y向滚 珠丝杆；X向伺服电机通过X向滚珠丝杆及其上的X向滚珠螺母连接前后夹板，前后夹板通 过X向直线滚珠导轨滑块连接X向直线滚动导轨；X向伺服电机驱动X向滚珠螺母沿X向 滚珠丝杆移动，X向滚珠螺母带动前后夹板沿X向直线滚动导轨滑动，实现前后夹板在X方 向的送进与返回动作；Y向伺服电机通过Y向滚珠丝杆及其上的两个Y向滚珠螺母连接前 后夹板，前后夹板分别通过Y向直线滚珠导轨滑块连接Y向直线滚动导轨；Y向伺服电机驱 动两个Y向滚珠螺母沿Y向滚珠丝杆等距、反向移动，两个Y向滚珠螺母分别带动前后夹板 沿Y向直线滚动导轨等距、反向滑动，实现夹钳在Y方向的闭合与张开动作；前后夹板上设 置多个夹钳；前后夹板连接推料杆。 所述X向伺服电机、Y向伺服电机分别与电气控制系统电连接，电气控制系统与电 子凸轮电连接，电子凸轮与机床曲轴通过机械方式连接，与曲轴同步回转，所述送料装置设 置有夹板位置检测装置。 所述Y向滚珠丝杆包括左旋丝杆、右旋丝杆，左旋丝杆与右旋丝杆之间通过套筒联轴器联接，左旋丝杆与右旋丝杆的螺距相等；左旋丝杆、右旋丝杆分别通过Y向滚珠螺母 连接前后夹板。 所述X向滚珠丝杆通过X向滚珠螺母连接X向安全离合器，X向安全离合器与前 后夹板连接；所述X向安全离合器包括V形凸块、V形凹块、压力弹簧，压力弹簧设置于V形 凸块内，V形凸块通过X向联接板与前后夹板连接，V形凹块固定于X向滚珠螺母上，压力弹 簧使V形凸块紧压于V形凹块的缺口内。 所述X向安全离合器的V形凸块连接触动销，触动销连接微动开关。 所述V形凸块设置有防转螺钉。 所述前后夹板通过推料杆安全离合器连接推料杆，所述推料杆安全离合器包括V 形凸块、压縮弹簧，压縮弹簧设置于V形凸块内；推料杆上设有V形缺口，压縮弹簧将V形凸 块紧压在V形缺口内。 所述Y向伺服电机连接第一Y向滚珠丝杆，第一 Y向滚珠丝杆通过同步齿形带连 接第二Y向滚珠丝杆，第二Y向滚珠丝杆与第一 Y向滚珠丝杆平行设置；第一Y向滚珠丝杆 通过Y向滚珠螺母连接前后夹板的一端，第二 Y向滚珠丝杆通过另Y向滚珠螺母连接前后 夹板的另一端；Y向伺服电机带动第一Y向滚珠丝杆转动，并通过同步齿形带带动第二 Y向 滚珠丝杆同步转动。 所述Y向伺服电机通过Y向同步齿形带连接第一Y向滚珠丝杆，Y向同步齿形带 的一端通过Y向同步齿形带轮连接Y向伺服电机的输出轴，Y向同步齿形带的另一端通过Y 向同步齿形带轮连接Y向滚珠丝杆的一端，Y向同步齿形带轮与Y向滚珠丝杆之间设有胀 紧套。 所述X向伺服电机通过X向同步齿形带连接X向滚珠丝杆，X向同步齿形带的一端 通过X向同步齿形带轮连接X向伺服电机的输出轴，X向同步齿形带的另一端通过X向同 步齿形带轮连接X向滚珠丝杆的一端，X向同步齿形带轮与X向滚珠丝杆之间设有胀紧套。 所述前后夹板一端设有夹板凸台，X向联接板设有X向联接板长槽，前后夹板通过 夹板凸台与X向联接板长槽之间的配合与X向联接板实现连接。 本实用新型可以达到的技术效果是 本实用新型将伺服电机的回转运动分别通过X向滚珠丝杆、Y向滚珠丝杆转化为 送料装置的直线运动，而滚珠丝杆是精密、高效的传动元件，其传动糟度可达0. 02毫米。本 实用新型采用X向直线滚动导轨和Y向直线滚动导轨对前后夹板的运动方向进行导向，直 线滚动导轨是精密、高效的传动元件，其导向精度不低于0.02毫米。因此本实用新型送料 装置的传动和导向的精度高，并且运转平稳、高效、噪音低。 本实用新型采用伺服电机作为动力驱动，与压力机曲轴无任何机械联系，因此不 存在传动链长的弊端。通过设定伺服电机的加、减速时间，可使装置运转平稳，降低噪音。 本实用新型实现了工位距和夹钳闭合距离的大范围微量、精确调节，能够运送外 形尺寸相差较大的零件，因而可适应多品种生产的需要。 本实用新型用电子凸轮替代了繁锁的送料装置动作与主滑块运动相互协调的机 械联接系统，降低了设计、制造成本，縮短了制造周期。以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明
图1是现有技术送料装置的结构示意图2是现有技术送料装置的工作循环示意图3是现有技术的工作循环中前后夹板移动距离与曲轴转角对应的坐标图
图4是本实用新型数控伺服多工位送料装置的示意图5是本实用新型的前后夹板送进与返回机构的结构示意图6是本实用新型的前后夹板闭合与张开机构的结构示意图7是图5的俯视图8是图6的俯视图9是本实用新型X向安全离合器的结构示意
图10是图9的侧视图；
图11是图9中的A向视
图12是本实用新型推料杆安全离合器的结构示意
图13是
图12的侧视
图14是
图12中的A向视图。
图中附图标记说明
1为前后夹板，
3为推料杆， 5为工件，
12为X向同步齿形带， 13为X向滚珠丝杆， 141为滚珠螺母座， 151为微动开关， 153为V形凹块， 155为触动销， 161为X向联接板长槽，
2为夹钳， 4为毛坯，
11为X向伺服电机，
121、122为X向同步齿形带轮，
14为X向滚珠螺母， 15为X向安全离合器， 152为V形凸块，
154为压力弹簧， 16为X向联接板，
17为X向直线滚动导轨， 171为X向直线滚珠导轨滑块，18为推料杆安全离合器， 181为V形凸块， 182为V形缺口， 183为压縮弹簧， 21为Y向伺服电机，
22为Y向同步齿形带， 221、222、223为Y向同步齿形带轮，
231、232为Y向滚珠丝杆， 225为同步带张紧装置， 241、242、24为Y向滚珠螺母，25为Y向直线滚动导轨， 251为Y向直线滚珠导轨滑块，243为滚珠螺母座， 50为同步齿形带， 26为Y向联接板， 111为夹板凸台， 233为套筒联轴器，
10、20、30为胀紧套。
具体实施方式
本实用新型数控伺服多工位送料装置，包括送料装置、电气控制系统、电子凸轮， 电子凸轮与压力机(也可以是其它机床)曲轴通过机械方式连接，与压力机的曲轴同步回 转；电子凸轮与电气控制系统电连接，电气控制系统与送料装置的驱动电机X向伺服电机 11、 Y向伺服电机21电连接。 如图4所示，送料装置包括X向伺服电机11、X向滚珠丝杆13、前后夹板1、夹钳2、 Y向伺服电机21、 Y向滚珠丝杆、推料杆3 ; X向伺服电机11通过X向同步齿形带12连接X向滚珠丝杆13， X向滚珠丝杆13 沿X方向设置；X向滚珠丝杆13通过X向滚珠螺母14连接滚珠螺母座141，滚珠螺母座141 连接X向安全离合器15， X向安全离合器15连接X向联接板16， X向安全离合器15设有微 动开关151，如图5所示。X向联接板16上平行设置前后夹板l，前后夹板1上设置多个夹 钳2。前后夹板l的底座设置有夹板位置检测装置，用于检测前后夹板送进及返回、夹钳闭 合和张开的终点位置。 前后夹板1通过推料杆安全离合器18连接推料杆3，推料杆3与前后夹板1同步 运动。 Y向伺服电机21通过Y向同步齿形带22连接第一 Y向滚珠丝杆231，第一 Y向滚 珠丝杆231通过同步齿形带50连接第二 Y向滚珠丝杆232，第二 Y向滚珠丝杆232与第一 Y向滚珠丝杆231平行设置。第一 Y向滚珠丝杆231连接前后夹板1的一端，第二 Y向滚珠 丝杆232连接前后夹板1的另一端。Y向滚珠丝杆231、232沿Y方向设置。 本实用新型将前后夹板1两端的Y向滚珠丝杆231、232通过同步齿形带50连接， 传动比为一比一，能够实现前后夹板1两端的同步移动。 如图6所示，第一 Y向滚珠丝杆231通过Y向滚珠螺母241连接滚珠螺母座243， 滚珠螺母座243通过Y向联接板26连接前后夹板1。 Y向滚珠丝杆231、232包括左旋丝杆、右旋丝杆，左旋丝杆与右旋丝杆之间通过套 筒联轴器233联接，左旋丝杆与右旋丝杆的螺距相等。 左旋丝杆、右旋丝杆上分别设有Y向滚珠螺母24，第一 Y向滚珠丝杆231通过Y向 滚珠螺母241、242及Y向连接板26与Y向直线滚动导轨的Y向直线滚珠导轨滑块连接，第 二 Y向滚珠丝杆232通过Y向滚珠螺母24与Y向直线滚动导轨25的Y向直线滚珠导轨滑 块连接，Y向直线滚珠导轨滑块与前后夹板1连接。通过滚珠螺母在滚珠丝杆上的移动，带 动直线滚珠导轨滑块在直线滚动导轨上滑动，从而使前后夹板1沿Y向直线滚动导轨25移 动。 Y向同步齿形带22的一端通过Y向同步齿形带轮221连接Y向伺服电机21的输 出轴，Y向同步齿形带22的另一端通过Y向同步齿形带轮222连接第一 Y向滚珠丝杆231 的一端，Y向同步齿形带轮222与第一 Y向滚珠丝杆231之间设有胀紧套20，胀紧套20能 够消除间隙。 第一 Y向滚珠丝杆231的另一端通过胀紧套30与Y向同步齿形带轮223固定连 接。Y向同步齿形带轮222通过同步齿形带50与Y向同步齿形带轮223连接，Y向同步齿 形带轮222与Y向同步齿形带轮223作同步回转。同步齿形带50上设有两套同步带张紧 装置225，如图8所示，用于将同步齿形带50张紧。[0072] 如图5所示，X向同步齿形带12的一端通过X向同步齿形带轮121连接X向伺服电机11的输出轴，X向同步齿形带12的另一端通过X向同步齿形带轮122连接X向滚珠丝杆13的一端，X向同步齿形带轮122与X向滚珠丝杆13之间设有胀紧套10。调整X向伺服电机11的位置，可调整X向同步齿形带12的松紧。 X向直线滚动导轨17内设有X向直线滚珠导轨滑块171，前后夹板1与X向直线滚珠导轨滑块171刚性连接，通过X向直线滚珠导轨滑块171在X向直线滚动导轨17上的滑动，实现前后夹板1在X方向的滑动。 如图7所示，前后夹板1 一端设有夹板凸台lll，X向联接板16设有X向联接板长槽161，前后夹板1通过夹板凸台111与X向联接板长槽161之间的配合与X向联接板16实现连接，夹板凸台111带动前后夹板1在X向联接板长槽161中同步滑动。[0075] Y向直线滚动导轨25内设有Y向直线滚珠导轨滑块251，前后夹板1与Y向直线滚珠导轨滑块251连接，通过Y向直线滚珠导轨滑块251在Y向直线滚动导轨25上的滑动，实现前后夹板1在Y方向的滑动。 如图9、
图10、
图11所示，X向安全离合器15包括V形凸块152、V形凹块153、压力弹簧154，V形凹块153固定于X向滚珠螺母14上，V形凸块152与X向联接板16连接，V形凸块152的圆柱体部分，插入到X向联接板16的孔中。V形凸块152内设有压力弹簧154，压力弹簧154使V形凸块152紧压于V形凹块153的缺口内。压力弹簧154的一端设有压力弹簧座，压力弹簧座通过螺钉固定于X向联接板16，该螺钉可调节压力弹簧154的弹簧力。 V形凸块152的法兰设有键槽，键槽内设置有防转螺钉，螺钉用于防止V形凸块152转动。 V形凸块152的法兰顶面设有一斜面，该斜面与压力弹簧座的销155的顶端配合。[0079] 当前后夹板1正常运转时，V形凸块152与V形凹块153的凸凹面结合，X向安全离合器15处于结合状态。前后夹板1 一旦受阻，V形凸块152克服压力弹簧154的压力，使V形凸块152向上移动，从而导致凸凹面脱开，前后夹板1的移动停止。与此同时，V形凸块152的移动推动触动销155，触动微动开关151发出信号，Y向伺服电机21停止转动。[0080] 如
图12、
图13、
图14所示，推料杆安全离合器18包括V形凸块181、压縮弹簧183，V形凸块181内设有压縮弹簧183，推料杆3上设有V形缺口 182。压縮弹簧183将V形凸块181紧压在V形缺口 182内。当推料杆3正常运转时，V形凸凹面紧密结合；当推料杆3受阻时，V形凸块181克服压縮弹簧183的压力导致凸凹面脱开，推料杆3停止移动。[0081] 本实用新型所采用的同步齿形带50的轮齿节距的极限偏差为0. 03mm，即任意两个相邻齿之间的节距偏差不大于0. 03mm，经Y向滚珠丝杆231、232的转动变为前后夹板1的直线运动后，其误差就更小了，从而保证了前后夹板1两端同步移动。[0082] 本实用新型的工作原理是压力机的曲轴带动电子凸轮同步回转，电子凸轮通过电气控制系统向X向伺服电机11、 Y向伺服电机21发出电讯号。 根据电气控制系统的电讯号，X向伺服电机11通过X向同步齿形带12带动X向滚珠丝杆13转动，使X向滚珠螺母14沿X向滚珠丝杆13移动，X向滚珠螺母14通过X向安全离合器15带动X向联接板16沿X方向移动，X向联接板16进而带动前后夹板1及其上的夹钳2沿X向直线滚动导轨17运动，从而使前后夹板1实现X方向的送进与返回。[0084] 根据电气控制系统的电讯号，Y向伺服电机21通过Y向同步齿形带22带动第一Y向滚珠丝杆231转动，并通过同步齿形带50带动第二 Y向滚珠丝杆232随之转动，使Y向滚珠螺母241 、242、24分别沿Y向滚珠丝杆231 、232移动，并且Y向滚珠螺母241与Y向滚珠螺母242的移动方向相反；Y向滚珠螺母241及Y向滚珠螺母242随之通过Y向直线滚珠导轨滑块251带动前后夹板1沿Y向直线滚动导轨25移动，并且前后夹板1作等距、反向运动，从而使夹钳2实现在Y方向的闭合与张开动作。 本实用新型通过X向伺服电机11控制前后夹板1在X方向的移动，调整输给X向伺服电机11的脉冲数，能够控制X向伺服电机11的转数，从而控制X向滚珠丝杆13的转数，也就控制了前后夹板1在X方向的移动距离(即工位距)，实现了可变工位距。由于脉
冲当量数值是可以设定的，其值也很小(0.001,0. 01,0.02 .....)，所以工位距的调节
可以达到微量、精确。 本实用新型通过Y向伺服电机21控制前后夹板1在Y方向的移动，调整输给Y向伺服电机21的脉冲数，能够控制Y向伺服电机21的转数，从而控制Y向滚珠丝杆231、232的转数，也就控制了前后夹板1在Y方向的移动距离，即夹钳2闭合的距离，实现了夹钳2的闭合距离在更大范围的微量、精确调节。 本实用新型通过电子凸轮将压力机曲轴的信号传递给送料装置的驱动系统伺服电机11、21，实现曲轴的转动与送料装置动作的相互协调，从而实现送料装置动作与主滑块运动的相互协调。电子凸轮在回转的不同位置上向电气控制系统发出信号，电气控制系统检测前后夹板送进及返回，以及夹钳闭合和张开的信号，并根据检测信号决定下一动作的启动与否。当中间环节某个零件损坏，导致送料不到位时，夹板位置检测装置将发出停机信号，从而保护了夹钳和模具，防止了压力机的过载损坏。
权利要求一种数控伺服多工位送料装置，包括前后夹板(1)、夹钳(2)、推料杆(3)，其特征在于还包括X向伺服电机(11)、X向滚珠丝杆(13)、Y向伺服电机(21)、Y向滚珠丝杆；X向伺服电机(11)通过X向滚珠丝杆(13)及其上的X向滚珠螺母(14)连接前后夹板(1)，前后夹板(1)通过X向直线滚珠导轨滑块(171)连接X向直线滚动导轨(17)；X向伺服电机(11)驱动X向滚珠螺母(14)沿X向滚珠丝杆(13)移动，X向滚珠螺母(14)带动前后夹板(1)沿X向直线滚动导轨(17)滑动，实现前后夹板(1)在X方向的送进与返回动作；Y向伺服电机(21)通过Y向滚珠丝杆及其上的两个Y向滚珠螺母连接前后夹板(1)，前后夹板(1)分别通过Y向直线滚珠导轨滑块(251)连接Y向直线滚动导轨(25)；Y向伺服电机(21)驱动两个Y向滚珠螺母沿Y向滚珠丝杆等距、反向移动，两个Y向滚珠螺母分别带动前后夹板(1)沿Y向直线滚动导轨(25)等距、反向滑动，实现夹钳(2)在Y方向的闭合与张开动作；前后夹板(1)上设置多个夹钳(2)；前后夹板(1)连接推料杆(3)。
2. 根据权利要求1所述的数控伺服多工位送料装置，其特征在于所述X向伺服电机(II) 、Y向伺服电机(21)分别与电气控制系统电连接，电气控制系统与电子凸轮电连接，电 子凸轮与机床曲轴通过机械方式连接，与曲轴同步回转；所述送料装置设置有夹板位置检 测装置。
3. 根据权利要求1所述的数控伺服多工位送料装置，其特征在于所述Y向滚珠丝杆 包括左旋丝杆、右旋丝杆，左旋丝杆与右旋丝杆之间通过套筒联轴器(233)联接，左旋丝杆 与右旋丝杆的螺距相等；左旋丝杆、右旋丝杆分别通过Y向滚珠螺母连接前后夹板(1)。
4. 根据权利要求1所述的数控伺服多工位送料装置，其特征在于所述X向滚珠丝杆 (13)通过X向滚珠螺母(14)连接X向安全离合器(15) ，X向安全离合器(15)与前后夹板 (1)连接;所述X向安全离合器(15)包括V形凸块(152)、V形凹块(153)、压力弹簧(154)，压 力弹簧(154)设置于V形凸块(152)内，V形凸块(152)通过X向联接板(16)与前后夹板 (1)连接，V形凹块(153)固定于X向滚珠螺母(14)上，压力弹簧(154)使V形凸块(152) 紧压于V形凹块(153)的缺口内。
5. 根据权利要求4所述的数控伺服多工位送料装置，其特征在于所述X向安全离合 器(15)的V形凸块(152)连接触动销(155)，触动销(155)连接微动开关(151)。
6. 根据权利要求1所述的数控伺服多工位送料装置，其特征在于所述前后夹板(1) 通过推料杆安全离合器(18)连接推料杆(3)，所述推料杆安全离合器(18)包括V形凸块 (181)、压縮弹簧(183)，压縮弹簧(183)设置于V形凸块(181)内；推料杆(3)上设有V形 缺口 (182)，压縮弹簧(183)将V形凸块(181)紧压在V形缺口 (182)内。
7. 根据权利要求1所述的数控伺服多工位送料装置，其特征在于所述Y向伺服电机 (21)连接第一Y向滚珠丝杆(231)，第一Y向滚珠丝杆(231)通过同步齿形带(50)连接 第二 Y向滚珠丝杆(232)，第二 Y向滚珠丝杆(232)与第一 Y向滚珠丝杆(231)平行设置； 第一 Y向滚珠丝杆(231)通过Y向滚珠螺母连接前后夹板(1)的一端，第二 Y向滚珠丝杆 (232)通过另Y向滚珠螺母连接前后夹板(1)的另一端；Y向伺服电机(21)带动第一Y向滚珠丝杆(231)转动，并通过同步齿形带(50)带动第 二Y向滚珠丝杆(232)同步转动。
8. 根据权利要求7所述的数控伺服多工位送料装置，其特征在于所述Y向伺服电机 (21)通过Y向同步齿形带(22)连接第一Y向滚珠丝杆(231)，Y向同步齿形带(22)的一端 通过Y向同步齿形带轮(221)连接Y向伺服电机(21)的输出轴，Y向同步齿形带(22)的 另一端通过Y向同步齿形带轮(222)连接第一Y向滚珠丝杆(231)的一端，Y向同步齿形 带轮(222)与第一Y向滚珠丝杆(231)之间设有胀紧套(20)。
9. 根据权利要求1所述的数控伺服多工位送料装置，其特征在于所述X向伺服电机 (11)通过X向同步齿形带(12)连接X向滚珠丝杆(13)，X向同步齿形带(12)的一端通过 X向同步齿形带轮(121)连接X向伺服电机(11)的输出轴，X向同步齿形带(12)的另一端 通过X向同步齿形带轮(122)连接X向滚珠丝杆(13)的一端，X向同步齿形带轮(122)与 X向滚珠丝杆(13)之间设有胀紧套(10)。
10. 根据权利要求4所述的数控伺服多工位送料装置，其特征在于所述前后夹板(1) 一端设有夹板凸台(111) ，X向联接板(16)设有X向联接板长槽(161)，前后夹板(1)通过 夹板凸台(111)与X向联接板长槽(161)之间的配合与X向联接板(16)实现连接。
专利摘要本实用新型公开了一种数控伺服多工位送料装置，包括送料装置、电气控制系统、电子凸轮，电子凸轮与机床曲轴通过机械方式连接，与曲轴同步回转；电子凸轮与电气控制系统电连接，电气控制系统与送料装置的两个驱动电机电连接；送料装置包括X向伺服电机、X向滚珠丝杆、前后夹板、夹钳、Y向伺服电机、Y向滚珠丝杆、推料杆。本实用新型实现了工位距和夹钳闭合距离的大范围微量、精确调节，能够运送外形尺寸相差较大的零件，因而可适应多品种生产的需要。
文档编号B23Q7/00GK201455730SQ200920074349
公开日2010年5月12日 申请日期2009年7月31日 优先权日2009年7月31日
发明者王伟城 申请人:上海第二锻压机床厂