本实用新型属于数控车床技术领域，涉及一种数控车床自动送料装置。
背景技术：
随着科学技术的发展，以现代化、自动化装备提升传统产业，成为中国制造业产业优化升级的必然之选。数控车床效率高，加工质量稳定，这就要求数控车床配备一套自动送料机构。数控车床自动送料机，就是指给可连续循环加工物料的数控车床实现自动送料，从而提高设备的加工效率和自动化程度。采用数控车床自动送料，可以降低用工成本。
现有设备中有采用升降式的加载方法，这种加载方式会产生冲击，将损害储料器本身以及它的送料车床。更严重的是，在一定程度上，冲击将引起储料器设备和车床主轴箱之间的角度误差，从某一个时刻起，棒料会撞到车头，从而造成严重的损害。同时对于推进过程，现有的装置由两个气缸驱动，且所占空间较大。
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本实用新型提供一种数控车床自动送料机，该设备消除对储料器和送料车床的冲击，采用一个电机完成推进过程，实现了数控车床的自动送料功能，并提高了数控加工效率，降低了生产成本，节约了空间。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：
一种数控车床自动送料机包括加载装置，所述加载装置包括储料器、取料爪子、工作台和驱动单元，所述驱动单元驱动取料爪子按设定轨迹运行，所述设定轨迹至少包括向上运动过程和向下运动过程；
当驱动单元驱动取料爪子向上运动过程中，取料爪子与储料器最下端棒料接触并将其托起，在取料爪子托起并离开储料器的过程中，邻近最下端棒料的上一个棒料与取料爪子上的棒料接触或与取料爪子接触；
当驱动单元驱动取料爪子向下运动过程中，取料爪子将棒料放置于工作台上并与工作台脱离。
作为上述数控车床自动送料机的一种优选方案，所述驱动单元包括驱动轮、第一轴、第一连杆、第二轴和支撑板；
所述第一轴设置在驱动轮的中心位置，所述第一连杆的一端与第一轴固定连接，第一连杆的第二端与支撑板通过第二轴与支撑板转动连接；
所述取料爪子与支撑板固定连接。
作为上述数控车床自动送料机的一种优选方案，所述储料器和工作台相对设置，并且两者上部均设置有供取料爪子通过的插槽；
当驱动单元驱动取料爪子向上运动过程中，取料爪子通过储料器上的插槽与储料器上的棒料接触并完成托起；
当驱动单元驱动取料爪子向下运动过程中，取料爪子通过工作台上的插槽并将棒料放置在工作台上。
作为上述数控车床自动送料机的一种优选方案，还包括闭锁装置和推进装置；
所述推进装置包括长行程推进装置和短行程推进装置，所述长行程推进装置和短行程推进装置通过闭锁装置结合或分离。
作为上述数控车床自动送料机的一种优选方案，还包括驱动短行程推进装置移动的动力装置，当长行程推进装置和短行程推进装置分离时，短行程推进装置在动力装置的驱动下单独移动，当长行程推进装置和短行程推进装置结合时，短行程推进装置在动力装置的驱动下带动长行程推动装置的长推杆移动。
作为上述数控车床自动送料机的一种优选方案，所述长行程推进装置包括底座、支撑轴、支臂；
所述支撑轴可转动的设置在底座上，并且在支撑轴的两端分别固定设置有一个支臂；
在靠近数控机床一端的支臂上设置有导向板，远离数控机床一端的支臂上设置有推板，所述导向板上设置有通孔，长推杆的第一端可滑动的穿设在通孔内，长推杆的第二端与推板固定连接；
所述推板与支臂通过结合或分离的形式连接；
所述长推杆的轴线与数控机床主轴的轴线共线。
作为上述数控车床自动送料机的一种优选方案，所述短行程推进装置包括小车车体、轨道和电机，所述小车车体通过滑轮设置在轨道上，并在电机的驱动下沿轨道往复运动。
作为上述数控车床自动送料机的一种优选方案，所述闭锁装置包括闭锁块和连接块，所述闭锁块和连接块以插入的方式结合或分开，所述闭锁块与推板固定连接，连接块与小车车体固定连接。
作为上述数控车床自动送料机的一种优选方案，所述闭锁块上设置有与连接块相对应的凹槽，且凹槽内设置有芯轴，所述连接块上设置有插接槽，当闭锁块和连接块相结合时，芯轴插接在插孔内，并且两者在芯轴的插入方向可相对移动，在长推杆的推进方向相对固定。
作为上述数控车床自动送料机的一种优选方案，还包括连杆装置，所述连杆装置包括第二连杆、第三连杆、第四连杆、第三轴、第四轴、第五轴和第六轴；
第二连杆的第一端与支撑板的上端通过第三轴连接，第二连杆的中部与第三连杆的第一端通过第四轴连接，第三连杆的第二端与第四连杆的第一端通过第五轴连接，且第三连杆的上侧设置有限制第二连杆第二端向上移动位置的第一挡板；
第四连杆的第二端通过第六轴与第五连杆的第一端连接，第五连杆的第二端与支撑轴固定连接。
(三)有益效果
本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型采用加载棒料的装置，消除了对储料器挡肩和工作台的冲击，较少撞击与摩擦，提高使用寿命；(2)本实用新型可以提高数控车床的利用效率，从而降低生产成本，节约人力资源；(3)本实用新型通过设置闭锁装置，把长行程推进装置和短行程推进装置连接起来，实现了长行程推进装置和短行程推进装置供供一套动力系统，相比传统的两气缸的推进方式，减少了伺服电机的使用数目，也减少了占地空间。
附图说明
图1为本实用新型具体实施方式提供的数控车床自动送料机的结构示意图；
图2为本实用新型具体实施方式提供的当棒料加载0°时送料机的状态；
图3为本实用新型具体实施方式提供的当棒料加载60°时送料机的状态；
图4为本实用新型具体实施方式提供的当棒料加载133°时送料机的状态；
图5为本实用新型具体实施方式提供的当棒料加载195°时送料机的状态；
图6为本实用新型具体实施方式提供的当棒料加载315°时送料机的状态；
图7为本实用新型具体实施方式提供的棒料运行轨迹的结构示意图；
图8为本实用新型具体实施方式提供的长行程推进装置处于低位置的结构示意图；
图9为本实用新型具体实施方式提供的长行程推进装置处于高位置的侧视图；
图10为本实用新型具体实施方式提供的长行程推进装置处于高位置的俯视图。
【附图标记说明】
40：加载装置；60：连杆装置；70：长行程推进装置；80：闭锁装置；90：短行程推进装置；
22：工作台；24：储料器；24A：挡肩；27A：第一条棒料；27：储料器上的棒料；28：接触线；
41：支撑板；42：取料爪子；42A：侧边；43：取料槽；44：第一连杆；44A：第一轴线；45：第一轴；45A：第二轴线；46：圆周路径；47：链轮；48：链条；49：第二轴；
51：第三轴；55：第二点；56：第一点；58：曲线；
61：第二连杆；62：第三连杆；63：第四连杆；63B：第六轴；64：第四轴；63A：第五轴；65：弹簧；66：短轴；67A：第二挡板；67B：第一挡板；
71：支臂；72：底座；73：支撑轴；74：长推杆；75：导向板；76：推板；77：第五连杆；78：限位块；
81：闭锁块；83：闭锁芯轴；84：插槽；
91：电机；92：小车车体；94：连接块；97：轨道；98：滑轮。
具体实施方式
为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。
如图1至图10所示，在本实施方式中，提供了一种数控车床自动送料机，其包括加载装置40，加载装置40包括储料器24、取料爪子42、工作台22和驱动单元，驱动单元驱动取料爪子42按设定轨迹运行，设定轨迹至少包括向上运动过程和向下运动过程。
当驱动单元驱动取料爪子42向上运动过程中，取料爪子42与储料器24最下端棒料接触并将其托起，在取料爪子42托起棒料并离开储料器24的过程中，邻近最下端棒料的上一个棒料与取料爪子42上的棒料接触或与取料爪子42接触；
当驱动单元驱动取料爪子42向下运动过程中，取料爪子42将棒料放置于工作台22上并与工作台22脱离。
在取料过程中，通过取料爪子42将棒料托起，并且在取料爪子42托起棒料和离开储料器24的过程中，上一个棒料与取料爪子42内的棒料或与取料爪子42接触，此时，取料爪子42上的棒料或取料爪子42会对上一个棒料起到支撑的作用，使上一个棒料缓慢的落到储料器24的挡肩24A处，防止棒料下落过程中对挡肩24A的冲击，提高了储料器24的使用寿命。在取料爪子42向下运动过程中，取料爪子42将棒料放置于工作台22上，相对于现有的棒料滚落到工作台22上，减少了棒料对工作台22的冲击，防止工作台22与数控车床主轴箱之间出现偏差。
需要说明的是，上述取料爪子42的向上运动可以是竖直向上运动或倾斜向上运动，向下运动可以是竖直向下运动或倾斜向下运动。取料爪子42由向上运动转为向下运动的过程可以是沿弧形轨迹转变，也可以是沿水平轨迹转变。
具体的，驱动单元包括驱动轮(下文中叙述的链轮47)、第一轴45、第一连杆44、第二轴49和支撑板41。
第一轴45设置在驱动轮的中心位置，第一连杆44的第一端与第一轴45固定连接，第一连杆44的第二端与支撑板41的下端通过第二轴49转动连接，取料爪子42与支撑板41固定连接。
驱动轮为链轮47，电机通过链条48驱动链轮47的转动，支撑板41包括水平板和竖直板，水平板上侧设置有多个均匀分布的取料爪子42，取料爪子42的上端设置有与棒料的形状相适配的取料槽43，竖直板的第一端与第一连杆44的第二端通过第二轴49转动连接。
驱动轮和与其固定连接的第一连杆44形成类似凸轮状结构，其通过支撑板41可以带动取料爪子42至少能够向上或向下运动。支撑板41带动取料爪子42能够带动取料爪子42按设定的轨迹运动，支撑板41运行势必会受到限位结构的限位来使其按设定的轨迹运行，下文会对支撑板41具体的运行进行详细的说明。
储料器24和工作台22相对设置，并且两者上部均设置有供取料爪子42通过的插槽。
当驱动单元驱动取料爪子42向上运动过程中，取料爪子42穿过储料器24上的插槽与储料器24上的棒料接触并完成托起。
当驱动单元驱动取料爪子42向下运动过程中，取料爪子42通过工作台22上的插槽并将棒料放置在工作台22上。
数控车床自动送料机还包括闭锁装置80和推进装置。
推进装置包括长行程推进装置70和短行程推进装置90，长行程推进装置70和短行程推进装置90通过闭锁装置80结合或分离。
推进装置还包括驱动短行程推进装置90移动的动力装置，当长行程推进装置70和短行程推进装置90分离时，短行程推进装置90在动力装置的驱动下单独移动，当长行程推进装置70和短行程推进装置90结合时，短行程推进装置90在动力装置的驱动下带动长行程推动装置70的长推杆移动。
也就是说，长行程推进装置70和短行程推进装置90共用一套动力系统即可以实现驱动长行程推进装置70和短行程推进装置90的运动，相对于现有技术具有结构简单，制造成本低的优点。
参照图8，长行程推进装置70包括底座72、支撑轴73和支臂71，支撑轴73可转动的设置在底座72上，并且在支撑轴73的两端分别固定设置有一个支臂71。
在靠近数控机床一端的支臂71上设置有导向板75，远离数控机床一端的支臂71A上设置有推板76，导向板75上设置有通孔，长推杆74的第一端可滑动的穿设在通孔内，长推杆74的第二端与推板76固定连接。长推杆74的轴线与数控机床主轴的轴线共线，推板76与支臂71通过结合或分离的形式连接，此处推板76与支臂71固定通过结合或分离的形式连接，指的是推板76直接与支臂71以上述形式配合，或者通过其他结构与支臂71以上述形式配合。
参照图9、图10，短行程推进装置90包括小车车体92、轨道97和电机91，小车车体92通过滑轮98设置在轨道97上，并在电机91的驱动下沿轨道97往复运动。
闭锁装置80包括闭锁块81和连接块94，闭锁块81和连接块94以插入的方式结合或分开。
闭锁块81与推板76固定连接，推板76或闭锁块81与支臂71结合或分离的形式连接，具体的，支臂71上设置有限位块78，限位块78上设置有限位孔，闭锁块81上设置有与限位孔相配合的限位凸起。
连接块94与小车车体92固定连接。
闭锁块81和连接块94具体的配合关系为：闭锁块81上设置有与连接块相对应的插槽，且插槽内设置有闭锁芯轴，连接块94上设置有插接槽，当闭锁块81和连接块94相结合时，连接块94进入插槽内，闭锁芯轴83插接在插接槽95内，并且两者在芯轴的插入方向可相对移动，在长推杆74的推进方向相对固定。
长行程推进装置70和短行程推进装置90的结合与分离是通过闭锁块81和连接块94之间的结合和分离实现的。长行程推进装置70包括低位置和高位置两种状态，当长行程推进装置70位于低位置时，闭锁块81和连接块94结合，当长行程推进装置70位于高位置时，闭锁块81和连接块94分离。在低位置时，短行程推进装置70可以带动长行程推进装置90移动，此时，闭锁块81上的限位凸起从限位块的限位孔内脱离，需要说明的，除了短行程推进装置70带动长行程突进装置90移动过程中，其它情况下限位凸起均位于限位孔内。
数控车床自动送料机还包括连杆装置，连杆装置包括第二连杆61、第三连杆62、第四连杆63、第三轴51、第四轴64、第五轴63A和第六轴63B。
其中，第二连杆61的第一端与支撑板41的上端通过第三轴51连接。第二连杆61的中部与第三连杆62的第一端通过第四轴64连接，此处第二连杆61的中部可以指的第二连杆61的中间位置，第二连杆61除端部的其他位置，第二连杆61和第三连杆62的具体连接位置可以根据取料抓42的运行轨迹进行设定。
第三连杆62的第二端与第四连杆63的第一端通过第五轴63A连接，且第三连杆62的上侧设置有限制第二连杆61第二端向上移动位置的第一挡板67B。
第四连杆63的第二端通过第六轴63B与第五连杆77的第一端连接，第五连杆77的第二端与支撑轴73固定连接。
第三连杆62靠近其第二端的位置的连接有弹簧65，第三连杆62的下端设置有限定第三连杆62向下运动位置的第二挡板67A。
为了对上述数控车床自动送料机进行进一步的说明，本实施方式还提供了其具体的工作过程：
图2展示了加载装置40的明确的位置，棒料所处的位置为0°或360°，参考角度的意义将在图3中给出说明。为了说明其目的，以这个位置作为起始位置，起始位置指的是棒料所处的位置为0°。
本图作为一个侧视图，展示了加载装置40，长行程推进装置70和短行程推进装置90，长行程推进装置70和短行程推进装置90可以连接或是彼此分开，具体将在后面描述。连杆装置60的两端分别连接加载装置40和长行程推进装置70，以实现加载装置40和长行程推进装置70之间的联动。
连杆模块60包括第二连杆61、第三连杆62和与第二连杆61和第三连杆62转动连接的第四轴64。第四连杆63的下端通过第五轴63A连接第三连杆62的上端，通过其上端的第六转轴63B连接第五连杆77。在图2中，第四轴64通过第三连杆62的下端部分和第二连杆61的中心位置。
第三连杆62通过杆的上端短轴66连接有弹簧65，弹簧65为一个牵引装置，其能够带动第三连杆62运动，弹簧65的另一端被固定到连接在后边板(送料机护板)的轴上。在图2中，第二轴49在其最低位置，第二连杆61紧靠固定在第三连杆62上的第一挡板67B上。可以看出，第三连杆62可以停靠在第二挡板67A上。
在上述位置，所述的第一轴线44A，为穿过第一轴45和第二轴49的连线，其中，根据图2的所示，支撑板41侧板的对称轴线和第一转轴45的垂直第二轴线45A坐落在同一垂直平面，为了便于说明它们之间的相对旋转。由链条48(象征性地以一个虚线显示)将动力传递给链轮47(同样由虚线象征性地显示)带动第一转轴45按负方向旋转(箭头C方向)，以加载第一条棒料27A到工作台22上，位于第一条棒料27A上端的上端棒料27处于等待状态。
在按箭头C方向旋转过程中，第二轴49的中心的圆周路径46(象征性地采用细虚线，叠加在链轮47的图上表示)将被分解为几个阶段，以这样一种方式，加载操作会容易被理解，相应的取料爪子43和支撑板42展示了一个先上升后下降的运动。
在图3中，第一轴线44A和第二轴线45A形成的是角度为60°，即棒料的取料角度为60°。沿箭头方向旋转后，显而易见的是，由于连杆装置60的结构的特殊性，这个角可能大于或小于60°。也就是说此处的角度只是为了说明送料机床的工作过程进行的举例说明。
在这个位置，取料爪子42和支撑板41在倾斜方向上和棒料27A几乎是相对的。从0°开始旋转直到60°，由第一连杆44带动，通过第二转轴49、第三转轴51，和第二连杆61、第三连杆62可旋转地安装在第四转轴64上，这使得长行程推进装置70在弹簧65的作用下，按箭头H的方向向上抬起，直到第三连杆62被限制在其转动路径上(当60°)，即第三连杆62靠在了第二挡板67A上。同时可以看到，第二连杆61，
开始脱离第一挡板67B。需要说明的是：由于第一挡板67B和第二挡板67B，以及弹簧65的存在，在棒料加载到工作台22上的整个过程，长行程推进装置70一直处于抬起的状态，由此，长行程推进装置70不会对棒料的加载造成影响，且长行程推进装置70和短行程推进装置90处于分离状态，短行程推进装置90可以首先进行棒料的推进。
在图4中，随着链轮46的转动，第一轴线44A和第二轴线45A形成的是角度为133°。第一条棒料27A靠在每个取料爪子42的取料槽43上。在总加载路径中，从储料器24到工作工作台22上时，第一条棒料27A一直处于取料槽43的最佳支撑下，在取料爪子42带动棒料移动过程中，棒料不会脱离取料爪子42。
这里需要提醒的是，储料器24，以及工作台22，设有插槽，允许爪子自由通行。
在棒料的取料角度为60°时，取料爪子42向上抬起第一棒料27A，在接下来的运动中，邻近第一条棒料27A的上端棒料27将在重力作用下向下滚动，但其仍与第一条棒料27A之间存在压力，即两者之间一直存在接触线28。为便于说明，从图2至图4中，取料爪子42抓住了一个棒料，上端棒料27逐步降低，整个运动继续，在自身的重力作用和后面棒料的推力下棒料27B下移。
如图5所示，第一连杆44继续在负方向旋转，第一轴线44A和第二轴线45A形成的是角度为195°。从133°到195°之间的运动中，上端棒料27和第一条棒料27A的接触线28逐步平稳的过渡到取料爪子42的后方侧边42A上。
类似的方式，随着第一连杆44带动支撑板41和取料爪子42的转动，上端棒料27对侧边42A的接触线28已经过去，平稳的过渡到储料器24的挡肩24A上。
在图6中，随着第一连杆44继续旋转运动，取料爪子42开始下降，此时第一轴线44A和第二轴线45A形成的是角度为315°。根据图6显示的内容，第一条棒料27A已经放下到工作台22，此时，取料爪子42通过工作台22上的插槽，而棒料留在工作台22上，完成棒料的加载。
在这种加载方式下，现有设备的两处冲击，即后续棒料对棒料被取料爪子42运走之后对储料器24的挡肩24A的冲击，以及棒料落在工作台22上的冲击，是完全可以避免的。
在图2中可以看出(0°/360°)，长行程推进模块70处于低位置，而在图3到图6(位置60°到315°)，长行程推进模块70维持在高位。第三连杆62，可绕第四转轴64转动，在弹簧65的作用下倚靠在第二挡板67A上，而第二连杆61，绕着第四转轴64转动，并通过第三转轴51的连接跟着取料爪子42运动，脱离了第一挡板67B之后再向回运动。换句话说，长行程推进模块70通过连杆装置60与取料装置40联动，同时取料装置40的第一连杆44的动作和长行程推进装置70从一个低的位置进入一个高的位置的动作，相互结合。
应该补充的是，取料装置40的动作，这会导致连杆装置60的动作，其中，第一转轴45和第四转轴64的位置是固定的，而第二转轴49和第三转轴51的位置是可以移动的。
取料装置40的独特之处，在于它加载棒料不会对送料装置产生冲击。
图7显示了第一条棒料27的中心轨迹，描述了从储料器24装上工作台22的过程。
更确切地说，关于装载图7，这条曲线从第一点56(棒料27的中心，当它停在储料器24的挡肩24A上时)开始，根据在负方向的箭头，在第二点55(当它停在工作台22上时，相同棒料的中心)完成其运动。曲线从第一点56到第二点55段(总是在负方向)，展示了取料爪子42抓住储料器24上的棒料到取料爪子42把棒料放到工作工作台22上的所有的中间位置。
在棒料加载过程中，棒料产生的运动轨迹曲线58上每点的速度不一定是均匀的。事实上，它可以很容易地被这样一种方式编程，它在第二点55和第一点56区域附近是相对缓慢的，离开这些区域的路径是相对快速的。
此外，经过工作台22的中心的轴线，应位于车床主轴的轴线上。可以观察到，在加载一个棒料时，工作工作台22是不运动的。
上面所描述的装置，加载装置40达到了预期的结果，即消除冲击，用一个简单的平稳的方式把棒料放在工作台22上。
现在将详细描述棒料推进的方式，即从工作台推进棒料进入车床，到在车床完成机械加工的总过程。
参照图8至图10，长行程推进装置70和短行程推进模块90之间设置的闭锁装置80，这也是本申请的一个重点，能够实现长行程推进装置70和短行程推进模块90共用一套动力系统。
当加载装置40从60°的位置到315°的位置的过程中，相对于棒料的加载周期，长行程推进装置70处于高位置。
图中，显示了带有支臂71的长行程推进装置70。闭锁块81连接到支臂71上，推板76固定在闭锁块81上。从图中，还可以看出短行程推进装置90，其包括小车车体92和连接块94，小车车体92连接着滑轮98，并由电机91驱动，通过中间的轨道97引导。
需要补充的是，第一连杆44的旋转运动，它的速度可以是均匀或不均匀的，从0°到315°的位置。在315°这个位置，由于第一条棒料27被加载到工作台22上，加载装置40将停止在这。
当第一条棒料27被加载到工作台22上，加载装置停止之后，短行程推进装置90由电机91驱动移动，小车连接块94推动放在工作工作台22上的第一条棒料27向机床的方向移动。
当短行程推进装置90前进完成，即第一条棒料27完全脱离工作台22后，短行程推进装置90向后撤回，直到它回到之前的位置(初始位置)。
当短行程推进装置90回到初始位置之后，加载装置40继续运动，并通过连杆装置60带动长行程推进装置70进入低位置，并使小车连接块94穿进闭锁块81的插槽84中。
长行程推进装置70和短行程推进装置90，通过小车连接块94中的插接槽卡接在闭锁芯轴上进行结合，故此，长行程推进装置70和短行程推进装置90相结合。
当长行程推进装置70以这样的方式和短行程推进装置90结合后，后者推动前者朝向机床的方向运动，通过长推杆74推动第一条棒料27移动。
在闭锁装置80处于锁定状态下，由电机91驱动小车带动推力杆74将执行预先定义的动作，然后返回，完成一次棒料加载周期。
综上所述，这种新的集成了锁定装置的加载装置可以提高送料的效率，并且采用一个电机驱动短形成推进装置90和长推形成推进装置70。
对加载装置40和短行程推进装置90的操作是通过电子数据处理控制实现的，即通过计算机对上述装置进行操作，并通过屏幕显示。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型做其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。