一种镜像运动复合切削的无人终端设备制造技术

一种镜像运动复合切削的无人终端设备，本发明专利技术涉及数控切削机床领域；一种主基架桌面设计有镜像复合切削结构的卡盘(主轴)，卡盘能够相向精准吻合夹取工件调换切削位置，既提高了型位的切削精度，又满足了可视面与不可视面的切削需要，还实现了镜像复合切削的同步加工，镜像卡盘（主轴）之间还设有镜像的车刀库、万能刀库、居间移载机械手等，构成了镜像式坐标系轨迹运动切削，除此，将卸工件机械手、进料机构、缓存机构、定长切割机构、传料机构、排料机构集成主机上下游的成套装备，在双运动控制系统与可编程逻辑控制器交互式控制下，真正实现了从毛坯到成品物流式的无人化切削，不仅效率显著提高，切削范围也进一步扩大，投入成本大幅降低，为高精度、高效能切削机床的制造提供了一种突破。

【技术实现步骤摘要】
一种镜像运动复合切削的无人终端设备
本专利技术涉及通用设备制造业，尤其是一种数控复合切削机床。
技术介绍
本专利技术申请日前（见查新报告）未见相同的技术，数控车铣等复合切削机床及上下工件的辅助设备可见技术特征是以夹持工件的卡盘为主轴向X坐标，其径向Z坐标设计有自动刀具组件，该刀具组件的切削使用有两种大同小异的方法，一种是把车，铣，钻等多种切削刀具排列安装在电动滑台组件上，根据工件切削工艺的需要由数控指令调用对应的刀具组件进行X、Y、Z轨迹运动，实现切削的目的，另一种方法是由数控指令调用刀具组件进行X、Y、Z轨迹运动，以关节旋转组合换刀的方式进行复合切削。此外，上料采用液压升降与推进系统构成的上料工装，上料机将料从中空的卡盘中推入，或者直接用机器人从操作门或机床（刀具组件）的上方将预切割的工件放入卡盘中完成上料，切削后的工件再由机器人或者人工抓取完成卸工件任务，如此反复十分繁锁。现有数控机床的切削技术在加工效率上比传统切削机床有了显著提升，降低了加工成本，切削的精度、速度、型位、外观等工艺质量也得到了明显提高，但是，现有技术的不足还在于无法满足同一工件全型面，高精度调头切削的需求，特别是双头要加工的工件，依现有技术的机床必须调头重新上工件后才能进行二次切削，这样不仅型位的高精度无法保证，更不用说无人操作的流水式切削加工了，切削效率不高，例如：车内外圆，铣型面，钻孔等切削工艺无一例外都是等当前切削任务完成再进入下一个切削任务，除此之外，市场可见的双工位复合切削机床也仅仅将多种刀具进行了集成安装，提高了切削速度而已，没有从根本上解决全型面与流水式切削的关键问题。现有数控机床周边的辅助设备上下料系统（含机器人）是将料送至中空的卡盘后再根据图纸的要求定长车割料或车端面，用机器人无论是上料还是抓取切削后的工件，卡盘（主轴）与刀具工位都必须停止等待，既不安全又占用了切削时间。另外，现有切削流程比如：上料，断料，卸工件，车，铣，钻等的加工时间都是错开的，无法做到物流式连惯性切削，实际的切削时间并没有得到充分利用，时间浪费严重，效率低。综上，现有数控机床多为独立切削单元，费人力，费时间，重复投资现象严重，占用厂房面积大，综合成本居高不下，对全型面切削或两头切削等工件难以保证切削精度与效率，不能实现连惯性切削加工，尤其是对数字控制系统、在线监测系统、切削工艺代码程序的依赖性难以克服，满足不了前瞻性物流式“无人化工厂”的切削需求。
技术实现思路
本专利技术将通过以下方法实现：即按照工件切削工艺的顺序步骤分解成料库（排料）、传料、断料、进料、车或铣或钻等复合切削、工件吻合调头换位置或机械手移载换位置、再车或铣或钻等复合切削、卸工件等工位。其中，工件吻合换位置不仅能够满足型位精度要求高的工件，还可以免去校验步骤，可有效保证同心度的准确性，从毛坯开始到成品结束的每个工艺单元既能独立进行，又互不影响，还能实现流水式的数控排料、传料、断料、进料、镜像车，铣，钻等复合切削、卸工件。本专利技术将参照迪卡尔坐标系（见附图1示意）进行说明。根据不同工件尺寸设计相适应型号的主基架、机壳护罩，主基架桌面，X轴向线（主轴线）上分别安装有镜像的卡盘（主轴）传动组件，两者之间设计有可避让轨迹运动的镜像尾座组件与居间移载机械手组件，主轴线的Z轴向分别设计了镜像的刀库组件，沿主基架桌面的主轴线（上游）进料方向由近到远，分别设计有进料机构、缓存机构、定长切割机构、传料机构、排料机构（料库），输出工件（下游）的方向设计有卸工件机械手组件或机器人。本专利技术以下将按照上述每个组成部分作进一步的叙述。镜像的卡盘传动组件，单一的卡盘传动组件由中空卡盘、中空法兰轴、中空导向筒、轴座、轴承组、传动轮、张力轮、传动带、伺服电机、锁紧螺母、滑台组件等五金件构成。两个卡盘传动组件在主基架桌面的X主轴线上呈现镜像的安装结构，两个组件能够相向轨迹运动（一个组件为固定，另一个组件可以进行相向地轨迹运动或两个都是固定）吻合工件调换切削位置，据此，简称为镜像主轴，驱动方式为伺服电机但不局限于此。镜像的卡盘传动组件之间设计了镜像尾座组件，安装在滑台组件上，可以作X轴向线的轨迹运动（当镜像的卡盘传动组件进行吻合工件调换切削位置时立即旋转或下潜隐蔽避让），作用于提高工件的同心度与长工件的切削支点，其同心轴不仅仅是被动传动，当工件切削需要时能够主动转动，起到辅助切削的效果，驱动方式为伺服电机但不局限于此。镜像的刀库组件，单一的刀库组件由X轴向滑台组件、Z1与Z2轴向滑台组件、万能刀库组件、车刀库组件、基架体、连接板等构成。两个刀库组件在主基架桌面的X主轴线的一侧也是呈现镜像的安装结构，两个刀库组件分别能够进行各自的X轴向或Z轴向运动。万能刀库组件又由Z1轴滑台组件、Y轴滑台组件、中空分度盘、电动刀座、基架体、连接板等构成，可以作Z轴向、Y轴向的轨迹运动，不同切削用途的电动刀座分度安装在中空分度盘上，可以作360角度的X轴向旋转换刀，驱动方式为伺服电机但不局限于此。车刀库组件由Z2轴滑台组件、自动刀塔（4-6刀位）、工件限位装置、缓存料架、连接板等构成，可以作Z轴向运动，车刀库组件的驱动方式为伺服电机但不局限于此。万能刀库组件与车刀库组件共用的X轴向滑台、Z1轴向滑台、Z2轴向滑台、Y轴向滑台构成一个空间坐标系的型位与点位轨迹运动或单一轨迹运动，驱动方式为伺服电机但不局限于此，也就是数控机床领域常见的三轴联动，其中Z轴分别由Z1与Z2组成。另外，镜像的车刀库组件其中的一个组件（进料方向），Z2轴的滑台主轴线方向安装有工件限位装置，装置上通过传感器确认卡盘中的进料位置，另一个组件（出工件方向），Z2轴的滑台主轴线方向安装有一个工件缓存架，缓存架作用于居间移载机械手把工件放置在上面缓存后推进至镜向的卡盘中。居间移载机械手组件由X轴滑台组件、滑台气缸、夹紧气缸、放转气缸、连接板组件、限位开关等构成，可以作X轴向、Z轴向、旋转与开合的逻辑动作，完成镜像中空卡盘上卸工件的居间移载，驱动方式为伺服电机但不局限于此。中空卡盘（输出工件方向）安装有卸工件机械手组件，该组件由X轴向滑台、Z轴向滑台、滑台气缸、夹紧气缸，基架体、连接板、安装支架、缓冲装置等构成，该机械手组件还可以由机器人代替，作用是夹取中空卡盘中的工件放到预置的物流箱中，驱动方式为电机或气缸组合但不局限于此。中空卡盘（进料方向）的进料机构由主传动机构、从传动机构组成，主传动机构用2个以上的传动轮、张紧轮、限位轮、料位板、传动带、电机、侧板、升降气缸等构成，安装在传送机架上，从传动机构由2个以上的自由轮、支架、升降气缸等构成，进料时主传动机构、从传动机构吻合棒料在电机的驱动下将棒料向前传动，经由中空导向筒导入到中空卡盘中夹紧定位，随后又作分离状态，避免工件旋转时的离心干涉。缓存机构由料位板、传动轮、张紧轮、限位轮、电机、定长检测组件、支架等组成，安装在传送机架上，位于定长割料机构与进料机构之间，其中的定长检测组件由气缸、传感器、支架、定长调节导轨、挡板等构成，安装于料位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镜像运动复合切削的无人终端设备，其特征在于主基架(30)、机壳护罩，主基架桌面(46)X轴向线(主轴线）上分别安装有卡盘（主轴）传动组件(6)、镜像的中空卡盘（主轴）传动组件（7）、该组件之间安装两条X轴向滑台组件，一条是镜像的中空卡盘（主轴）传动组件X轴向滑台（55），另外一条是镜像尾座X轴向滑台（63），镜像的中空卡盘（主轴）传动组件（7）在前者滑台上轨迹运动吻合夹取工件（48）调换切削位置、后者滑台上安装一个旋转座（35）、该座之上安装镜像尾座（10）、这个座既能轨迹运动又能旋转隐藏避让中空卡盘（主轴）传动组件（7）的轨迹运动，Z轴向安装刀库组件（8）与镜像的刀库组件（9）、相对位置安装居间移载机械手（18）、主基架桌面（46）之下放置弃料车（59）与切削液箱（64），主基架（30）的主轴线进料方向由近到远依次分别设计有进料机构(5)、缓存机构(4)、定长切割机构(3)、传料机构(2)、排料机构（料库）(1)，流出工件的方向设计有卸工件机械手(11)或机器人，连成一条流水式的成套装备，双运动控制系统(17)、可编程逻辑控制器(16)、MHI(12)人机界面组成交互式数字控制系统，也就是镜像运动复合切削系统。/n...

【技术特征摘要】
1.一种镜像运动复合切削的无人终端设备，其特征在于主基架(30)、机壳护罩，主基架桌面(46)X轴向线(主轴线）上分别安装有卡盘（主轴）传动组件(6)、镜像的中空卡盘（主轴）传动组件（7）、该组件之间安装两条X轴向滑台组件，一条是镜像的中空卡盘（主轴）传动组件X轴向滑台（55），另外一条是镜像尾座X轴向滑台（63），镜像的中空卡盘（主轴）传动组件（7）在前者滑台上轨迹运动吻合夹取工件（48）调换切削位置、后者滑台上安装一个旋转座（35）、该座之上安装镜像尾座（10）、这个座既能轨迹运动又能旋转隐藏避让中空卡盘（主轴）传动组件（7）的轨迹运动，Z轴向安装刀库组件（8）与镜像的刀库组件（9）、相对位置安装居间移载机械手（18）、主基架桌面（46）之下放置弃料车（59）与切削液箱（64），主基架（30）的主轴线进料方向由近到远依次分别设计有进料机构(5)、缓存机构(4)、定长切割机构(3)、传料机构(2)、排料机构（料库）(1)，流出工件的方向设计有卸工件机械手(11)或机器人，连成一条流水式的成套装备，双运动控制系统(17)、可编程逻辑控制器(16)、MHI(12)人机界面组成交互式数字控制系统，也就是镜像运动复合切削系统。


2.根据权利要求1所述的一种镜像切削加工及智能上下料成套装备，其特征还在于卡盘传动组件（6）、由中空卡盘(28)、中空法兰轴、中空导料筒（51）、轴座、轴承组、传动轮、张紧轮、传动带、伺服电机、锁紧螺母等构成。


3.根据权利要求1所述的一种镜像运动复合切削的无人终端设备，其特征还在于Z轴向安装刀库组件（8）由刀库X轴向滑台组件（33）、万能刀库组件（37）、车刀库组件（31）、骨架体、连接板等构成。


4.根据权利要求3所述的一种镜像运动复合切削的无人终端设备，其特征还在于万能刀库组件（37）、与车刀库组件（31）、分别平行安装在刀库X轴向滑台组件（33）的台面上，万能刀库组件（37）又由径向Z1轴组件（38）、Y轴向滑台组件（34）、中空分度盘（32）构成，中空分度盘（32）上分别安装铣刀A（52）、铣刀B（53）、铣刀C（54）等刀具构成，可以作任意角度的X轴向旋转换刀。


5.根据权利要求3、权利要求4所述的一种镜像运动复合切削的无人终端设备，其特征还在于车刀库组件（31）、由径向Z2轴组件（39）、车刀架（62）、连接板、工件缓存架（19-1）（输出工件位）、工件限位传感器（19-2）（进料工位）、支架等构成，可以作Z轴向轨迹运动，旋转换刀轨迹运动，再加上万能刀库组件（37）、构成X轴向、Z1向轴、Z2轴向、Y轴向坐标体系的组合轨迹运动或单一轨迹运动。


6.根据权利要求1所述的一种镜像运动复...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新昶，王晓明，寇圆圆，王洪平，徐文武，王剑，
申请(专利权)人：苏州新博源工业控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32