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—種用于加工中心的自動交替送料裝置

描述

本實(shí)用新型涉及一種用于加工中心的自動交替送料裝置，屬于數(shù)控機(jī)床在加工零 件時運(yùn)送零件的自動化描述，特別是在加工中心上使用托盤進(jìn)行自動交替運(yùn)送零件的裝直。

背景

加工中心是用于加工箱體類零件的數(shù)控加工設(shè)備，在制造行業(yè)被廣泛使用。加工 中心的零件安裝方式有多種，其中有相當(dāng)一部分加工中心的安裝方式是操作工用吊具將零 件直接吊放到加工區(qū)的工作臺上，這種安裝方式在生產(chǎn)過程中存在兩個問題：一是這種方 式存在重大的安全隱患，如果其他人員不小心碰到了機(jī)床啟動按鈕，很有可能會對加工區(qū) 中安裝零件的操作工造成傷害；二是這種方式生產(chǎn)效率低，就是當(dāng)托盤帶著零件在加工區(qū) 進(jìn)行加工的過程中，操作工不能進(jìn)行下一個零件的安裝工作，只有等待上一個零件加工完 成后，操作工才能進(jìn)行上一個零件的拆卸和下一個零件的安裝，這些輔助工作的時間并不 短（需要10分鐘），相當(dāng)于加工零件的時間的一半，生產(chǎn)效率低下。

內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是設(shè)計一種用于加工中心的的自動交替送料裝置，使用兩個托 盤交替帶著零件自動進(jìn)入到加工區(qū)中進(jìn)行加工，當(dāng)其中一個托盤帶著零件進(jìn)入到加工區(qū) 時，操作員可以同時在另一個托盤上完成零件的安裝，等加工區(qū)的零件加工完成后另一托 盤立即進(jìn)入加工區(qū)進(jìn)行加工，從而實(shí)現(xiàn)相鄰兩個零件加工的無縫對接，有效的提高生產(chǎn)效

率。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案：本實(shí)用新型的用于加工中心的自動交替送料裝置包括 輸送部分、信號檢測部分、電控部分，其輸送部分包括并行排列在加工中心工作臺前側(cè)的第 一輸送鏈和第二輸送鏈及第一輸送鏈驅(qū)動電機(jī)和第二輸送鏈驅(qū)動電機(jī)，位于加工中心工作 臺下部的滾輪及滾輪驅(qū)動電機(jī)，第一輸送鏈和第二輸送鏈的運(yùn)動方向與加工中心工作臺垂 直，第一輸送鏈和第二輸送鏈配備有第一托盤和第二托盤；信號檢測部分包括安裝在第一 托盤和第二托盤上的第一發(fā)信凸塊、第二發(fā)信凸塊，對應(yīng)第一發(fā)信凸塊的第一感應(yīng)開關(guān)安 裝在加工中心工作臺下的固定滑座的右端，對應(yīng)第二發(fā)信凸塊的第二感應(yīng)開關(guān)安裝在加工 中心工作臺下的固定滑座的左端，在第一輸送鏈和第二輸送鏈的一側(cè)輸送鏈上安裝第三發(fā) 信凸塊、第四發(fā)信凸塊，對應(yīng)的第三感應(yīng)開關(guān)和第四感應(yīng)開關(guān)固定在該輸送鏈對應(yīng)側(cè)旁、位 于輸送鏈后端；所有的感應(yīng)開關(guān)與電控部分相連，所有驅(qū)動電機(jī)與電控部分相連，電控部分 設(shè)有第一托盤和第二托盤的第一啟動按鈕和第二啟動按鈕。

所述的滾輪與第一輸送鏈或第二輸送鏈?zhǔn)峭竭\(yùn)動的。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：使用這樣的一種自動交替送料裝置進(jìn)行零件的安裝和運(yùn)送， 既保證了操作工的安全，又實(shí)現(xiàn)兩個相鄰零件加工的無縫對接，有效的提高了生產(chǎn)效率。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的側(cè)視圖。

圖3是本實(shí)用新型的電控部分硬件框圖。

實(shí)施

圖1、圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型是一種用于加工中心的自動 交替送料裝置，包括輸送部分、信號檢測部分、電控部分。輸送部分包括并行排列在加工中 心工作臺18前側(cè)的第一輸送鏈1和第二輸送鏈2及第一輸送鏈驅(qū)動電機(jī)3和第二輸送鏈 驅(qū)動電機(jī)4,位于加工中心工作臺18下部的滾輪20及滾輪驅(qū)動電機(jī)20a，第一輸送鏈1和 第二輸送鏈2的運(yùn)動方向與加工中心工作臺18垂直，第一輸送鏈1和第二輸送鏈2配備有 第一托盤5和第二托盤6 ;信號檢測部分包括安裝在第一托盤5和第二托盤6上的第一發(fā) 信凸塊7、第二發(fā)信凸塊8,對應(yīng)第一發(fā)信凸塊7的第一感應(yīng)開關(guān)9安裝在工作臺18下的固 定滑座23的右端，對應(yīng)第二發(fā)信凸塊8的第二感應(yīng)開關(guān)10安裝在工作臺18下的固定滑座 23的左端，在第一輸送鏈1和第二輸送鏈2的一側(cè)輸送鏈上安裝第三發(fā)信凸塊11、第四發(fā) 信凸塊12,對應(yīng)的第三感應(yīng)開關(guān)13和第四感應(yīng)開關(guān)14固定在該輸送鏈對應(yīng)側(cè)旁、位于輸 送鏈后端；所有的感應(yīng)開關(guān)與電控部分15相連，電控部分15設(shè)有第一托盤5和第二托盤6 上的的第一啟動按鈕16和第二啟動按鈕17。

所有驅(qū)動電機(jī)與電控部分15相連，滾輪20與處于運(yùn)動狀態(tài)的第一輸送鏈1或者 第二輸送鏈2是同步運(yùn)動的，以保證被驅(qū)動的第一托盤5或者第二托盤6能夠*移入和 移出到加工中心工作臺18上。

工作臺18上的舉升和裝夾機(jī)構(gòu)是加工中心原有的結(jié)構(gòu)和功能。舉升機(jī)構(gòu)可將第 一托盤5或者第二托盤6向上頂起使其脫離滾道20的表面，裝夾機(jī)構(gòu)可將脫離滾道20表 面的第一托盤5或者第二托盤6夾緊。

伺服電機(jī)19及其內(nèi)置位置編碼器是加工中心原有的結(jié)構(gòu)和功能。加工中心工作 臺18可在伺服電機(jī)19的驅(qū)動下在固定滑座23上縱向移動，伺服電機(jī)19內(nèi)置的位置編碼 器可實(shí)時檢測加工中心工作臺18的位置。

主軸22是加工中心上原有的結(jié)構(gòu)和功能，主軸22上安裝有刀具，用于對零件21 進(jìn)行切削加工。

工作原理：第一托盤5上的零件21安裝完成后，操作員按下第一啟動按鈕16,第 一托盤5帶著安裝好的零件21在第一輸送鏈驅(qū)動電機(jī)3和滾道電機(jī)20a的驅(qū)動下，通過第 一輸送鏈1和滾道20向加工中心工作臺18的右半邊移動，當(dāng)?shù)谝桓袘?yīng)開關(guān)9檢測到第一 發(fā)信凸塊7的到位信號時，第一輸送鏈1和滾道20同時停止運(yùn)動。此時加工中心工作臺18 上原有的舉升機(jī)構(gòu)將第一托盤5向上頂起使其脫離滾道20的表面，加工中心工作臺18上 原有的裝夾機(jī)構(gòu)將第一托盤5夾緊，然后加工中心工作臺18在伺服電機(jī)19的驅(qū)動下沿縱 向?qū)⒌谝煌斜P5和零件21移動到主軸22所對應(yīng)的加工位置，開始加工。

在第一托盤5上的零件21進(jìn)行加工的過程中，操作員在第二托盤6上進(jìn)行下一個 零件的安裝，安裝完成后按下第二啟動按鈕17,第二托盤6即處于等待進(jìn)入加工區(qū)的狀態(tài)， 等待狀態(tài)存儲在電控部分15的PLC中。

在第一托盤5上的零件21完成加工后，加工中心工作臺18在伺服電機(jī)19的驅(qū)動 下沿橫向?qū)⒌谝煌斜P5和零件21移動第一輸送鏈1所對應(yīng)的位置。此時加工中心工作臺 18上的裝夾機(jī)構(gòu)將第一托盤5松開，加工中心工作臺18上的舉升機(jī)構(gòu)將第一托盤5落下使 其放置到滾道20的表面。第一托盤5在滾道電機(jī)20a和第一輸送鏈驅(qū)動電機(jī)3的驅(qū)動下， 通過滾道20和第一輸送鏈1向離開加工中心工作臺18的方向移動，當(dāng)?shù)谌袘?yīng)開關(guān)13檢 測到第三發(fā)信凸塊11的原位信號后，滾道20和第一輸送鏈1停止運(yùn)動。

由于PLC中存儲有第二托盤6的等待狀態(tài)，于是PLC通知NC啟動伺服電機(jī)19驅(qū) 動加工中心工作臺18向第二輸送鏈2所對應(yīng)的位置移動，由伺服電機(jī)19內(nèi)置的位置編碼 器實(shí)時檢測加工中心工作臺18的位置。加工中心工作臺18移動到位后，第二托盤6帶著 安裝好的零件21在第二輸送鏈驅(qū)動電機(jī)4和滾道電機(jī)20a的驅(qū)動下，通過第二輸送鏈2和 滾道20向加工中心工作臺18左半邊移動，當(dāng)?shù)诙袘?yīng)開關(guān)10檢測到第二發(fā)信凸塊8的到 位信號時，第二輸送鏈2和滾道20同時停止運(yùn)動。此時加工中心工作臺18上原有的舉升 機(jī)構(gòu)將第二托盤6向上頂起使其脫離滾道20的表面，加工中心工作臺18上原有的裝夾機(jī) 構(gòu)將第二托盤6夾緊，然后加工中心工作臺18在伺服電機(jī)19的驅(qū)動下沿橫向?qū)⒌诙斜P 6和零件21移動到主軸22所對應(yīng)的加工位置，開始加工。

在第二托盤6上的零件21進(jìn)行加工的過程中，操作員又可在第一托盤5上進(jìn)行下 一個零件的安裝。

如此循環(huán)工作，實(shí)現(xiàn)了相鄰兩個零件加工的無縫對接。

圖3是本實(shí)用新型的電控部分15硬件框圖，包括PLC控制器、HMI人機(jī)界面、NC 數(shù)控系統(tǒng)、伺服放大器。PLC控制器用于接收感應(yīng)開關(guān)和啟動按鈕的檢測信號，以及控制驅(qū) 動電機(jī)的啟停，另外PLC還用于啟動NC程序；HMI人機(jī)界面用于選擇托盤上零件的加工程 序、設(shè)定加工參數(shù)、以及顯示當(dāng)前的加工狀態(tài)；NC數(shù)控系統(tǒng)用于運(yùn)行加工程序，并且發(fā)送控 制指令給伺服放大器以控制伺服電機(jī)19的運(yùn)動；伺服放大器是將來自于NC的指令進(jìn)行功 率放大，以驅(qū)動伺服電機(jī)19帶動工作臺前后移動，同時接收來自于伺服電機(jī)19內(nèi)置的位置 編碼器的實(shí)時檢測信號，并將位置檢測信號反饋給NC。

在HMI上設(shè)置托盤的NC加工程序，并進(jìn)入自動交替送料的方式；操作員在一個托 盤上完成零件的安裝后，按下啟動按鍵使托盤處于等待狀態(tài)；PLC控制器不斷掃描監(jiān)控NC 加工區(qū)的狀態(tài)，判斷加工區(qū)是否有零件在進(jìn)行加工，如果是的話該托盤就繼續(xù)等待，如果否 的話就由PLC啟動NC控制器；NC控制器運(yùn)行加工程序，工作臺移動到處于等待狀態(tài)的托盤 的對應(yīng)位置，由托盤帶著零件移動到工作臺上，在加工區(qū)中進(jìn)行加工，加工完成后托盤退回 原位；PLC控制器掃描托盤等待狀態(tài)，判斷是否有托盤處于準(zhǔn)備好的等待狀態(tài)，如果是的話 托盤繼續(xù)進(jìn)入加工區(qū)進(jìn)行加工，如果否的話整個加工過程結(jié)束。