一種新型自動接料裝置在全機能數控車床上的設計與應用

邵志騁

(大連機床集團 技術中心 數控車床研究所，遼寧 大連　116620)

一種新型自動接料裝置在全機能數控車床上的設計與應用

邵志騁

(大連機床集團 技術中心 數控車床研究所，遼寧 大連116620)

摘要：針對用戶使用全機能數控車床在進行多品種、多批次加工小軸零件時存在的問題，設計了一種新型自動接料裝置，構建了該裝置的整體結構，實現了接料裝置、收集裝置的設計，并分析了設計過程中注意的問題。經用戶使用，該新型裝置在提高勞動生產率、提高產品質量、降低勞動強度等方面具有積極意義。

關鍵詞：全機能數控車床；自動接料；同步帶輪；傳動比

0引言

傳統的機械加工模式難以滿足多品種、多批次的生產大綱，生產效率低下將會使企業利潤萎縮，越來越多的企業傾向于采用各種機械化、自動化生產設備。全機能數控車床具有效率高、柔性高、精度高、公差質量穩定、可靠性高等特點，得到了廣泛應用[1-2]。市場需求的變化和激烈的競爭，要求企業能夠快速地提供高質量、低成本的產品。根據全機能數控車床的結構特點，當加工批量較小的小軸零件時，能體現全機能數控車床的特點；但當多品種、多批次的加工時，全機能數控車床的高效率特性卻沒能夠更好的發揮出來，因為生產時所用的輔助時間多、生產效率低、勞動強度大。在調研多家用戶的基礎上，基于目前業內較為常見的車床自動接料裝置是氣缸帶動齒輪、齒條或氣缸帶動鏈輪、鏈條結構，這兩種結構制造工藝復雜且運行噪音大等問題，設計了一種采用氣缸帶動同步帶輪的新型自動接料裝置，通過車床CNC系統自動控制裝置接料、落料，有利于實現單機自動化。

1整體結構

如圖1所示，自動接料裝置由接料裝置和收集裝置組成，固定在機床防護上，其中接料裝置固定在床頭防護立板上，收集裝置固定在機床外防護裙板上。接料裝置接料后順時針轉動，將工件落入收集裝置內，等待操作者收集。

1.接料裝置 2.機床防護 3.收集裝置

2各部分結構設計

2.1接料裝置工作原理

1.氣缸 2.磁石 3.鉸鏈杠桿 4.軸承 5.鍵 6.轉軸 7.法蘭支架 8.銅滑套9.左擺臂 10.大帶輪 11.鍵 12.右擺臂 13.防護罩 14.齒形皮帶 15.小帶輪 16.銷 17. 銅滑套18.接料盒 19.擺軸

圖2原理示意圖

如圖2所示，進氣源通過氣動換向閥進入氣缸使其往復伸縮運動。氣缸帶動鉸鏈杠桿與轉軸繞軸承旋轉，鉸鏈杠桿與轉軸通過鍵連接，轉軸和右擺臂通過鍵連接，當轉軸帶動右擺臂旋轉時，左擺臂通過擺軸繞固定在床頭箱體上裝有銅滑套的法蘭支架與右擺臂同時旋轉，大帶輪與法蘭支架螺栓連接且固定不動，左右擺臂擺動的同時迫使小帶輪通過齒形皮帶繞大帶輪公轉和自轉，擺軸與小帶輪通過銷連接，銅滑套鑲裝在左右擺臂上，接料盒與擺軸螺栓固定，從而使接料盒轉動到收集裝置固定位置落料，防護罩能有有效地遮擋鐵屑進入裝置內[3]。機床系統通過上、下磁石檢測接料、落料信號是否到位，并將信號反饋給CNC系統，CNC系統接收信號后，執行下一動作[4-5]。

2.2接料裝置傳動比建立和使用實例

在設計過程中難點是確定大、小帶輪傳動比。傳動比不正確則影響接料和落料不能到達指定位置[6]。由圖3可以看出接料裝置運動軌跡的兩個工作位置即接料與落料，且接料與落料的夾角為A，選擇夾角A時應注意接料時接料盒不宜遠離卡盤中心，落料時接料盒不與收集裝置干涉。根據初選夾角A計算出兩個同步帶輪的傳動比K=A/(A+90)。計算出傳動比后在根據廠家選出兩個合適的同步帶輪齒數。理論中心距L應根據機床結構設計，將計算出的兩個同步帶輪齒數及理論中心距L選擇合適的皮帶長度[7]。圖4、圖5為三維設計和用戶使用實例。

圖3　運動軌跡示意圖

圖4　三維設計示意圖(接料)

圖5　用戶使用實例示意圖(落料)

2.3收集裝置

如圖6所示，收集裝置由蓋板、折頁、斜板、收集盒組成。斜板的作用是使工件有序地滾落至蓋板下方便于操作者取出。在設計過程中應注意將收集盒下端設有排水口，使流入收集盒內的切削液順利流回排屑器中。

1.蓋板 2.折頁 3.斜板4.收集盒

3結束語

本論文提出的新型自動接料裝置經用戶使用，能夠提高加工效率，降低操作者勞動強度。采用此新型自動接料裝置時，只需通過棒料輸送機裝卡一次原料，全機能數控車床就可以按照事先調試好的程序依次加工零件，操作者不需要每加工一個零件裝卡一次，可以離開車床，實現一人多機。

[參考文獻]

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[5] 劉燕,劉志.大型板料加工自動送料控制系統的設計與改進[J].組合機床與自動化加工技術,2011(11):78-80.

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[7] 馮辛安.機械制造裝備設計[M].2版.北京:機械工業出版社,2005.

(編輯趙蓉)

Engineering and Application of a New Automated Part Catcher on Multi-function CNC Lathe

SHAO Zhi-cheng

(CNC Lathes Institute,Technical Center,Dalian Machine Tool Group,Dalian Liaoning 116620,China)

Abstract：This paper introduces a new type automated part catcher designed to solve the problems rising from machining of small-size shaft parts in multi lots and types on the multi-function CNC lathes.The overall structure of the part catcher is established, the engineering of part pick-up section and collecting section is realized,and make analysis of the issues that should be focused on throughout the engineering process.By the use of customers,the new device has a positive significance in improving labor productivity,enhancing product quality and reducing labor intensity

Key words：multi-function CNC lathe;automatic pick-up;synchronous belt;transmission ratio

文章編號：1001-2265(2016)06-0144-02

DOI:10.13462/j.cnki.mmtamt.2016.06.039

收稿日期：2015-03-11；修回日期：2015-04-30

作者簡介：邵志騁(1983—)，男，遼寧大連人，大連機床集團工程師，主要從事數控車床的設計與研發工作，(E-mail)szc_19830320@163.com。

中圖分類號：TH165;TG659

文獻標識碼：A