全自动卧式拉床

摘要

本发明提供一种全自动卧式拉床，包括拉床的拉刀卡的插入及脱开机构，在设备上安装有提升机、直线上料机械手、旋转上料机械手、拉刀夹紧机械手，机械手夹产品的进料及脱料机构、拉刀的断裂检测等。拉床液压泵、拉刀夹紧机械手和旋转上料机械手；在床身的一侧联线其它设备，产品通过提升机将毛坯输送给直线上料机械手；旋转上料机械手用于将产品毛坯安装在拉床工装上，拉刀机械手把拉刀送进零件内孔处，用拉刀卡紧气缸固定，液压系统驱动拉刀移动，与进零件内孔阐释切削完成加工。本发明的零件加工拉床通过控制器同时控制各个部件的工作，使整个加工过程实现了全自动化操作；节约了大量的人力成本，减少材料成本，生产也更安全、可靠。

权利要求

1.全自动卧式拉床，包括拉床床身（1）和控制器（2），其特征在于，在床身（1）上安装有直线上料机械手（4）、推料气缸（6）、旋转上料机械手（7）、拉刀夹紧机械手（8）、拉刀卡紧气缸（9）、拉床主轴座（10）、工装夹具（12）和拉床液压装置（13），所述旋转上料机械手（7）通过串联气缸（3）来移动水平距离和旋转，用于将待加工的产品安装在工装夹具（12）上面；

待加工的产品放置在直线上料机械手（4）上，或通过供料机输送给直线上料机械手（4），所述直线上料机械手（4）与旋转上料机械手（7）的接料工位对应配合，推料气缸（6）与直线上料机械手（4）配合设置，用于推动待加工的产品到旋转上料机械手（7）上面，旋转上料机械手（7）在接料工位与加工工位之间旋转；所述拉刀夹紧机械手（8）设置在拉床主轴座（10）的一侧，所述拉刀夹紧机械手（8）由气缸（11）把拉刀送到拉刀卡紧气缸（9）上的拉刀夹紧工位；所述拉刀卡紧气缸（9）用于将拉刀固定在拉床主轴座（10）上，拉床主轴座（10）与拉床液压装置（13）相连接，在拉床液压装置（13）带动下，拉刀与夹紧在工装夹具（12）上的待加工的产品在加工工位配合加工；加工后的产品通过旋转上料机械手（7）上方的推料气缸（6）落料至接料盒，或者先随同旋转上料机械手（7）旋转到接料工位再被推料气缸（6）落料至接料盒；拉床液压装置（13）反向移动，推动拉床主轴座（10）连同拉刀反向移动，再由气缸（11）、拉刀夹紧机械手（8）把拉刀复原。

2.根据权利要求1所述的全自动卧式拉床，其特征在于，所述的供料机，包括提升机（5），在提升机（5）上设置有主动提升链轮、从动提升链轮、提升链条、提升台阶和外层档块，提升链条设置在主动提升链轮与从动提升链轮之间，主动提升链轮在外接动力装置带动下旋转，带动提升链条在主动提升链轮与从动提升链轮之间往复运动；向外倾斜的提升台阶设置在提升链条上，跟随提升链条移动；待加工的产品放置在提升台阶与外层档块之间的空间；在外层档块对应直线上料机械手（4）的位置，设置有一个开口，待加工的产品被提升到该开口位置，从提升台阶向外滑落，通过滑道落到直线上料机械手（4）上。

3.根据权利要求1所述的全自动卧式拉床，其特征在于，所述直线上料机械手（4）固定在旋转上料机械手（7）左方，直线上料机械手（4）通过提升机（5）上料，用对应设置的感应开关去感应直线上料机械手（4）是否有料，当有料时，由推料气缸（6）推动产品到旋转上料机械手（7）上面。

4.根据权利要求1所述的全自动卧式拉床，其特征在于，所述旋转上料机械手（7）通过串联气缸（3）来移动水平距离，当待加工的产品被推料气缸（6）推入旋转上料机械手（7）上面用夹持的方式固定产品，由对应设置的感应开关控制串联气缸（3）水平移动脱离直线上料机械手（4），再由感应开关控制旋转上料机械手（7），旋转到加工工位，接着感应开关控制着串联气缸（3）水平移动将产品安装在拉床工装夹具（12）上面。

5.根据权利要求1所述的全自动卧式拉床，其特征在于，所述拉刀夹紧机械手（8）设置在拉床主轴座（10）的一侧，所述拉刀夹紧机械手（8）由夹紧气缸控制夹紧和放松，当待加工的产品由旋转气缸送到拉床工装夹具位置时，由拉刀夹紧机械手（8）把拉刀通过产品送到拉刀卡紧气缸（9）上，拉刀夹紧机械手（8）由气缸（11）推动感应开关控制移动距离。

说明书

全自动卧式拉床

技术领域

[0001] 本发明涉及不同产品进行机械加工加工的拉床，尤其是全自动卧式拉床；属于机械加工设备技术领域。

背景技术

[0002] 在机械加工中，齿轮是最常见的的动力传递元件之一，通过两个相配合设置的齿轮形成的齿轮副传递扭矩，被广泛应用在汽车或摩托车的动力传输上。而齿轮由于需要与齿轮轴配合，在齿轮的内圆上，都需要设置与轴的外圆面相配合的键槽、齿槽等，齿轮与齿轮轴之间才能相互带动，一起转动。目前在齿轮的内圆上加工键槽、齿槽等，是在拉床上，由工人手动将齿轮毛坯固定在拉床的工装上，然后把拉刀穿过齿轮的内圆孔，通过液压动力驱动拉刀工作，在齿轮的内圆孔上加工出键槽、齿槽等，加工完成后还需手动将成品和拉刀拆卸下来，然后装箱进入下一道工序。并且由于汽车和摩托车的齿轮零件在加工时批量很大，使用目前的拉床时，每一台拉床必须相应的配置一名工人，而且在加工过程中工人要连续的上料、下料以及控制拉床动作，这不仅使得工人的操作太繁琐，加工效率较低，而且劳动强度大，容易产生安全隐患。

发明内容

[0003] 针对现有技术中的上述不足，本发明的主要目的在于解决在普通轻型拉床操作时，传统的手动操作方式太复杂、加工效率较低，而且加工安全性较低等问题，提供一种无需工人操作、加工效率较高，还可以与其它设备进一步联线，实现一人操作多机的全自动卧式拉床。

[0004] 本发明的技术方案：全自动卧式拉床，包括拉床床身和控制器，其特征在于，在床身上安装有直线上料机械手、推料气缸、旋转上料机械手、拉刀夹紧机械手、拉刀卡紧气缸、主轴座、工装夹具和拉床液压装置，所述旋转上料机械手通过串联气缸来移动水平距离和旋转，用于将待加工的产品安装在工装夹具上面；待加工的产品通过供料机输送给直线上料机械手，所述直线上料机械手与旋转上料机械手的接料工位对应配合，推料气缸与直线上料机械手配合设置，用于推动待加工的产品到旋转上料机械手上面，旋转上料机械手在接料工位与加工工位之间旋转；所述拉刀夹紧机械手设置在拉床主轴座的一侧，所述拉刀夹紧机械手由气缸把拉刀送到拉刀卡紧气缸上的拉刀夹紧工位；所述拉刀卡紧气缸用于将拉刀固定在主轴座上，主轴座与拉床液压装置相连接，在拉床液压装置带动下，拉刀与夹紧在工装夹具上的待加工的产品在加工工位配合加工；加工后的产品通过旋转上料机械手上方的推料气缸落料，或者先随同旋转上料机械手旋转到接料工位被再推料气缸落料；拉床液压装置反向移动，推动主轴座连同拉刀反向移动，再由气缸、拉刀夹紧机械手把拉刀复原。

[0005] 进一步的特征是，所述的供料机，包括提升机，在提升机上设置有主动提升链轮、从动提升链轮、提升链条、提升台阶和外层档块，提升链条设置在主动提升链轮与从动提升链轮之间，主动提升链轮在外接动力装置带动下旋转，带动提升链条在主动提升链轮与从动提升链轮之间往复运动；向外倾斜的提升台阶设置在提升链条上，跟随提升链条移动；待加工的产品放置在提升台阶与外层档块之间的空间；在外层档块对应直线上料机械手的位置，设置有一个开口，待加工的产品被提升到该开口位置，从提升台阶向外滑落，通过滑道落到直线上料机械手的位置。

[0006] 所述直线上料机械手固定在旋转上料机械手左方，直线上料机械手通过提升机上料，用对应设置的感应开关去感应直线上料机械手是否有料，当有料时，由推料气缸推动产品到旋转上料机械手上面。

[0007] 所述旋转上料机械手通过串联气缸来移动水平距离，当待加工的产品被推料气缸推入旋转上料机械手上面用夹持的方式固定产品，由对应设置的感应开关控制串联气缸水平移动脱离直线上料机械手，再由感应开关控制旋转上料机械手，旋转到加工工位，接着感应开关控制着串联气缸水平移动将产品安装在拉床工装夹具上面。

[0008] 所述拉刀夹紧机械手设置在拉床主轴座的一侧，所述拉刀夹紧机械手由夹紧气缸控制夹紧和放松，当产品由旋转气缸送到拉床工装位子时，由拉刀夹紧机械手把拉刀通过产品送到拉刀卡紧气缸上，拉刀夹紧机械手由气缸推动感应开关控制移动距离。

[0009] 本发明的齿轮花键加工拉床使用的控制器为KND控制器（北京凯恩帝数控技术有限责任公司生产的一种成熟的车床数控系统，简称KND），该控制器可以同时控制提升机、直线上料机械手、旋转上料机械手、拉刀夹紧机械手、拉刀卡紧气缸、液压动力以及所有气缸的工作，使其形成一条协同工作的流水线，整个加工过程无需工人介入，从而达到了全自动化操作的目的。

[0010] 工作时，工人只需将待加工的产品毛坯放置在其它联线设备（供料机）上，然后让其根据控制程序自动加工，然后再从接料机上将加工好的产品卸下即可，当其它联线设备（供料机）上的齿轮毛坯加工完时，KND控制器将发出报警，工人可以听到报警后再给其它联线设备（供料机）添料。这样在整个加工过程中，工人不需要一直守候在机床旁边，从而减轻了工人的工作量，并且一名工人可以同时监控多台拉床工作，因此还节省了大量的人力成本。

[0011] 相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

[0012] 1、降低了加工难度，提高了加工效率：本发明的卧式拉床采用全自动化操作，从齿轮毛坯的上料→夹持定位→加工成型→下料输送均无需人工介入，整个加工过程流畅、快速，不仅节约了大量的人力，还使每名工人可以同时兼顾多台设备，进而使得产量大幅度提高。

[0013] 2、降低了生产成本，安全性能提高：由于采用全自动化控制，每个工人可同时控制多台拉床工作，节约了大量的人力成本；而且由于产品的报废率降低，还减少材料成本；整个过程无需人员手动上、下料，因此生产也更安全、可靠。

附图说明

[0014] 图1为本发明全自动卧式拉床的立体图；

[0015] 图2为本发明全自动卧式拉床的俯视图；

[0016] 图3为本发明全自动卧式拉床的右视图。

[0017] 图中，1—床身，2—控制器，3—串联气缸，4—直线上料机械手，5—提升机，6—推料气缸，7—旋转上料机械手，8—拉刀夹紧机械手，9—拉刀卡紧气缸，10—拉床主轴座，11—气缸，12—工装夹具，13—拉床液压装置。

具体实施方式

[0018] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

[0019] 实施例1：如图1、图2和图3所示，一种全自动卧式拉床，包括拉床床身1和控制器2，在床身1上安装有直线上料机械手4、旋转上料机械手7、拉刀夹紧机械手8和拉刀卡紧气缸9，在床身1的一侧设有供料机，待加工的产品（齿轮毛坯）直接放置在直线上料机械手4上，或通过供料机将待加工的产品（齿轮毛坯）输送给直线上料机械手4，所述直线上料机械手4设置在旋转上料机械手7的接料位置，通过相配合设置的推料气缸6把齿轮毛坯推进旋转上料机械手7上，所述旋转上料机械手7通过串联气缸3平移位置和旋转，在平移到位后再旋转到加工工位，把齿轮毛坯放进工装夹具12内；拉刀夹紧机械手8位于床身1的一端，在齿轮毛坯放置入工装夹具12内并由工装夹具12夹紧后，由拉刀夹紧机械手8把拉刀送进齿轮毛坯内，穿过齿轮毛坯的内孔，并进入拉床主轴座10内的对应位置；在拉刀夹紧机械手8把拉刀送进拉床主轴座10内后，启动配合设置的拉刀卡紧气缸9，由拉刀卡紧气缸9将拉刀固定在拉床主轴座10内，并将拉刀夹紧；拉床液压装置13与拉床主轴座10连接，拉床液压装置13在液压系统驱动下拉动拉床主轴座10在导轨上移动，拉床主轴座10带动拉刀工作，拉刀切削齿轮毛坯的内圆形成键槽、齿槽等；在拉刀切削工作时，齿轮毛坯在工装夹具12内卡紧是不动的，拉刀在拉床液压装置13带动下产生移动，在移动过程中与齿轮毛坯之间产生切削作用，拉刀全部移动到齿轮毛坯的另一端。拉刀完成工进后，由旋转上料机械手7连同加工后的齿轮毛坯，在串联气缸3作用下旋转复位，到位后由推料气缸6推出加工后的齿轮毛坯，加工后的齿轮毛坯沿落料滑道滑落，到料箱或者下一个工序；再由拉床液压装置13反向移动，推回拉刀，到拉刀夹紧机械手8复位到原位。所述提升机5、直线上料机械手4、推料气缸6、旋转上料机械手7、拉刀夹紧机械手8、拉刀卡紧气缸9以及液压装置13等均由控制器2控制动作。控制器2为现有设备，本发明采用的是KND控制器，在KND控制器内可根据需要灵活设置控制程序，进而实现各个部件的协同动作。

[0020] 本发明的串联气缸3，是将两个或三个气缸串联，一个气缸设置在另一个气缸的活塞杆上，其最大行程为几个气缸活塞杆伸长距离之和，能用较小行程的气缸达到较大的伸缩行程。当然，串联气缸3，也可以采用一个较大行程的气缸代替，也能实现本发明的目的。

[0021] 所述的供料机，可以是现有技术的输送带等输送装置，用输送装置将前一个工序与本发明的全自动拉床相连接，实现全自动输送料。图中，本发明的供料机，主要包括提升机5，在提升机5上设置有主动提升链轮、从动提升链轮、提升链条、提升台阶和外层档块，提升链条设置在主动提升链轮与从动提升链轮之间，主动提升链轮在外接动力装置带动下旋转，带动提升链条在主动提升链轮与从动提升链轮之间往复运动；向外倾斜的提升台阶设置在提升链条上，跟随提升链条移动，待加工的产品（齿轮毛坯）放置在提升台阶上，被外层档块限位，待加工的产品（齿轮毛坯）放置在提升台阶与外层档块之间的空间；在外层档块对应直线上料机械手4的位置，设置有开口，齿轮毛坯被提升到该开口位置，从带有斜度的提升台阶54向外滑落，通过滑道落到直线上料机械手4的位置。作为一种自动化程度较高的全自动拉床，可以通过在控制器2上设置自动运行编程，通过时间顺序来实现其自动运行，也可以在床身1上设置多个位置传感器（行程开关、感应开关），当移动部件移动到位后，该移动部件停止移动，并且给下个步骤的部件一个电信号，使下个步骤的部件移动或产生相应动作，同样能实现自动运行。

[0022] 所述直线上料机械手4固定在旋转上料机械手7左方，直线上料机械手4通过提升机5上料，用对应设置的感应开关去感应直线上料机械手4是否有料，当有料时，由推料气缸6推动待加工产品到旋转上料机械手7上面。推料气缸6为两个，设置在直线上料机械手4左、右两侧。

[0023] 本发明的旋转上料机械手7通过串联气缸3来移动水平距离，当待加工的产品被推料气缸6推入旋转上料机械手7上面用夹持的方式固定产品，由对应设置的感应开关控制串联气缸3水平移动脱离直线上料机械手4，再由感应开关控制旋转上料机械手7，旋转到加工工位，接着感应开关控制着串联气缸3水平移动将产品安装在拉床工装夹具12上面。

[0024] 本发明的拉刀夹紧机械手8设置在拉床主轴座10的一侧，所述拉刀夹紧机械手8由夹紧气缸控制夹紧和放松，当待加工的产品由旋转气缸送到拉床工装夹具12的位子时，由拉刀夹紧机械手8|把拉刀通过待加工产品的内孔，送到拉床主轴座10上，被拉刀卡紧气缸9卡紧，拉刀夹紧机械手8由气缸11推动感应开关控制移动距离。

[0025] 实施例2：是在实施例1的基础上，在所述其它联线设备（供料机）上设置用于检测齿轮毛坯存量的供料传感器，并且所述供料传感器通过KND的控制器2报警。这里设置供料传感器目的在于使工人可以远程监控拉床的工作状态，从而使得工人无需守候在拉床旁，有利于减轻工人的工作负担，并由原来的一人一台拉床的模式变为了一人多台拉床的工作模式，极大的降低了人力成本。

[0026] 本发明的工作过程：待加工的产品（齿轮毛坯）通过输送装置，进入提升机5，放置或输送到提升台阶54与外层档块55之间的空间，被输送到上料机械手4的位置；推料气缸6把齿轮毛坯推进旋转上料机械手7上（接料工位），通过串联气缸3平移位置，在平移到位后再旋转到加工工位，旋转上料机械手7把齿轮毛坯放进工装夹具12内并夹紧后；由拉刀夹紧机械手8把拉刀送进齿轮毛坯内，穿过齿轮毛坯的内孔，并进入拉床主轴座10内，启动配合设置的拉刀卡紧气缸9，由拉刀卡紧气缸9固定并将拉刀夹紧；拉床液压装置13在液压系统驱动下拉动拉床主轴座10和拉刀在导轨上移动（图1中的左向移动），拉刀在移动过程中，拉刀的加工刃口切削齿轮毛坯的内圆形成键槽、齿槽等；在拉刀切削工作时，齿轮毛坯在工装夹具12内卡紧是不动的，拉刀在产生移动，在移动过程中与齿轮毛坯之间产生切削作用。拉刀完成加工后，由旋转上料机械手7连同加工后的齿轮毛坯，在串联气缸3作用下旋转复位，从加工工位旋转到接料工位，到位后由推料气缸6推出加工后的齿轮毛坯，加工后的齿轮毛坯沿落料滑道滑落，到料箱或者下一个工序；再由拉床液压装置13反向移动，推回拉刀，到拉刀夹紧机械手8复位到原位。

[0027] 本发明的全自动卧式拉床在整个加工过程都不需要人工上料、下料、夹紧等动作，操作工的技术水平也不要求太高，只是进行巡视及排除设备异常故障、对产品的质量控制以及设备的润滑等工作，同单机相比，操作工的要求极大降低，还提升了生产效率，增加了产量。