机床上下料装置

6.3机床上下料装置设计6.3.1上料装置的特点6.3.2机床上料装置的类型6.3.3料仓式上料装置设计6.3.4料斗式上料装置6.3.5毛坯自动定向方法6.3.6装卸料机械手6.3.1上料装置的特点1)上料所消耗的时间应尽可能少，以缩短辅助时间和提高生产率；2)上料平稳，尽量减少冲击，避免送料挡块等送料机件过早地损坏；3)上料装置的构造应尽可能简单，工作可靠，以免因夹紧位置不正确或送料长度不足等产生废品或发生事故；4)上料装置应有一定的适用范围。对于棒料上料机构应能根据加21232件的直径和长度进行调整，件料上料机构应能适应一定尺寸范围内结构相似的工件。5)满足工件的一些特殊要求，例如用机器人搬运一些轻薄零件或易碎的零件时，机器人手爪部分应采用较软的材料和调整握紧力的大小，以免被夹持工件变形和破碎。6.3.2机床上料装置的类型按自动化程度，机床上料装置有人工上料和自动上料装置两种：按毛坯的种类及结构分类，可分棒料送料机构和件料送料机构。件料送料机构又分两类毛坯不便于自动定向而加工循环时间又较长、毛坯便于自动定向而加工循环时间极短。对于前者采用料仓送料机构，由人工按一定方向装入料仓中；对于后者，人工已来不及一个一个装料，而改用料斗送料机构，这时工人只需把毛坯倒人料斗中，要求毛坯能自动定向并依次送到加工部位。近年来兴起的机器人上料和自动托盘站上料，当属件料送料机构，且较适合于中小批量生产的场合。6.3.2机床上料装置的类型1.人工上料装置在普通机床上，上料过程由人工操作，往往需要较多的时间，同时也消耗体力。这种上料方式只适用于单件小批生产或者加工大型的或外形复杂的工件。对于质量较大的毛坯，送料过程虽然人工操作，但通常采用输送辊道或起重吊等设施；毛坯的夹紧则采用气动、液压或机械方式，以减少工人的体力劳动，缩短辅助时间。2.自动上料装置采用各种自动上料装置，使上料过程机械化，辅助时间进一步缩短，并且免除了繁重的体力劳动。自动上料装置接到上料指令后，上料机构自动松开已加工的工件，将其推走，然后将待加工的工件带到加工位置，进行定位和夹紧。6.3.3料仓式上料装置设计(一)料仓的功用和组成料仓式上料装置应用在大量和大批生产中，所运送的毛坯可以是锻件、铸件或由棒料加工成的毛坯和半成品。由于料仓式上料装置要手工加料，因此适于加工时间较长的零件，即加工时间为5～30s左右。加工时间较短(0.5～5s)的零件，人工加料将使工人十分紧张，影响生产率的提高。料仓式上料装置用于加工时间较长的零件，便于进行一人多机床操作，可明显地提高劳动生产率。6.3.3料仓式上料装置设计—料仓•料仓的作用是储存毛坯。料仓的大小决定于毛坯的尺寸及工作循环的长短。为了使工人能同时看管多台机床，毛坯的储存量应能保证机床连续工作10～30min。•按照毛坯在料仓中的送进方法可将料仓分为两类，即靠毛坯的白重送进和强制送进。•结构最简单。料仓系用薄钢板制成。料仓的导向槽表面要经过热处理使硬度达到45～50HRC，并具有较高的表面粗糙度。•通常料仓的两壁做成开式，以便观看毛坯运动及装料情况。料仓的侧壁往往做成可调节的，以适应不同长度的工件。料仓位置可以是垂直的或倾斜的。•在曲线式料仓(图b)中，·曲线的形状和倾斜角度的选择要考虑到装料的方便、最大的容量以及保证毛坯在料仓的槽中可靠而平稳地运动。•螺旋式的料仓(图c)多半用来送进圆锥体和具有轴肩的圆柱体。料仓由薄铜板制成，很少用铸件来做，螺旋式料仓的形状和大小决定于毛坯的尺寸和锥度。如果毛坯的锥度不大，而长度相当大时，则料仓可做成一圈螺旋的式样，如果送进短的圆锥体，螺旋式料仓可做成多圈的螺旋。•管式料仓(图d)用来送进平的圆盘料。制造这种料仓可用内表面经过很好加工的钢管。为了便于观察和便于装填毛坯，在管上做出两道纵向槽。管式料仓可以垂直或倾斜地装在机床上•料斗式料仓(图e)特点是能容纳大量的毛坯。由于料斗容积较大，每次人工装料可以间隔较长的时间。这类料仓的落料口处常有毛坯搅动机构，防止在落料口的上面，毛坯堆成拱形而堵塞出口。料斗式料仓侧壁的位置可以调节，以适用不同长度的毛坯。•料斗／料箱式料仓(图f)的特点是采用料箱进行装料，以加快装料的速度。事先将毛坯在料箱中按一定的方位装好，当料斗需要装料时，把装满的料箱放在料斗上，揭开料箱的活动底板，毛坯就从料箱落于料斗内。为了使毛坯有足够的储备量，以便长时间连续工作，一个料仓常配备几个料箱。6.3.3料仓式上料装置设计—料仓•当毛坯的质量较轻不能保证靠自重可靠地落到上料器中，或毛坯的形状较复杂不便靠自重送进时，采用强制送进的料仓。•用重锤的力量推送毛坯.•用弹簧力量推送毛坯。•图c的毛坯放在由两套三角带传动轮组成的V形槽内，靠皮带摩擦力进行推送。这类机构中具有驱动机构，机构较为复杂，常用于轴承加工机床上用来送进座圈、圆柱滚子和圆锥滚子等。’•图d的毛坯放在链条的凹槽上或钩子上，靠链条的传动把毛坯送到规定的位置。这类链式料仓常用在多轴自动机床和单轴转塔自动车床上，送进长的轴和套筒等。•图e为圆盘式料仓送料机构。其料仓是一个转盘，毛坯装在转盘周边的料槽中，圆盘间歇地旋转将毛坯对准接收槽，并沿接收槽滑到上料器中。这类送料机构常用以送圆盘、套筒、光轴和阶梯轴等零件。6.3.3料仓式上料装置设计—隔料器•作用是把待加工的毛坯(通常是一个)从料仓中的许多毛坯中隔离出来，使其自动地进入上料器，或由隔料器直接将其送到加工位置。在后一种情况下，隔料器兼有上料器的作用。如图6—4所示。1由上料器兼作隔料器•这类隔料器的构造最简单，如图a、b所示。当上料器送毛坯到加工位置的过程中，上料器的上表面将料仓的通道隔断，完成隔料功能。这类隔料方法的缺点是隔料时料槽内所有毛坯的质量都作用在上料器的上表面，使上料器运动阻力大，且易于磨损。•2.杆式隔料器•杆式隔料器如图c、d所示，隔料器作往复直线运动或往复摆动运动。隔料器每作一次往复运动，从料槽中分离出一个毛坯，由上料器将其送走。采用杆式隔料器，毛坯的质量不再压在上料器上。这类隔料器大多应用在中等生产率的情况下，即50～70件／min。当生产率更高时，隔料器每次往复的时间很短，工件因其惯性有可能进不了隔料位置，工作就不可靠.•由带有成形槽的圆盘或鼓轮做成，如图e所示。毛坯从送料槽落人圆盘的成形槽内，靠圆盘的转动将其送至上料器。圆盘或鼓轮的外圆面用来隔离送料槽中的毛坯。圆盘上的成形槽可很多，圆盘每转一周能送出相当多的毛坯。因此这种隔料器能在低速下保证平稳地工作，并能保证高的生产率和避免毛坯因受冲击而损坏。•图f所示的隔料器，可使装在两个送料槽中的毛坯，按一定的次序交替地送到下面的送料槽中，使两种毛坯在送料槽中按一定次序排列。6.3.3料仓式上料装置设计—上料器1.料仓兼作上料器•图a所示当料仓自水平位置摆动到倾斜位置时，其外弧面起隔料的作用，挡住料槽中的毛坯，而料仓中最下部的毛坯的轴线正好和主轴中心线重合，由顶料杆将其顶出料仓，放到机床主轴的夹具中。待顶料杆退还后，料仓即摆回原来的水平位置，料槽中的毛坯即往料仓补充。•这类上料器作往复运动，因惯性较大，生产率受到限制。2.槽式上料器•图b所示的上料器有容纳毛坯的槽，接受从料仓落下的毛坯。当上料器往左运动时，该毛坯即被送到机床加工位置。此时料仓中其它毛坯被上料器的上表面隔住。•由于槽式上料器作往复运动，生产率也受到一定限制。•3．圆盘式上料器•图c所示的上料器中的圆盘朝一个方向连续旋转，毛坯从料仓送人圆盘的孔中，由圆盘带到加工位置，加工完毕后工件又被推出。圆盘式上料器的生产率较前两种高，广泛地应用于磨床上料，例如磨滚子或轴承环的端面。•3．圆盘式上料器•d所示转塔自动车床，料仓固定在转塔刀架右方。转塔刀架的一个刀具孔中装有接收器。顶杆将料仓最下方的毛坯送给接受器，转塔刀架转位180‘，便将毛坯对准主轴轴线，转塔刀架再向左移动即将毛坯送人主轴的夹紧筒夹孔内。6.3.3料仓式上料装置设计—上料杆1)采用挡块来限制毛坯送进的位置，挡块可利用筒夹上的台肩。2)靠上料杆的行程使毛坯顶到所要求的位置，图6—6f所示的上料杆装在转塔刀架的工具孔中，•如图d和e所示，采用的上料杆应带有缓冲弹簧，上料杆行程略大于毛坯实际的送进长度，以便将具有较大长度误差的毛坯可靠地顶在挡块上。•采用挡块来限制毛坯送进的位置，挡块可装在主轴的内部(图6—6b)。转塔刀架带动上料杆将毛坯准确地顶人图c所示的主轴筒夹孔内。上料杆行程的准确度决定了毛坯送进的准确度。这里采用的上料杆是固定长度的，以保证送料的精度。6.3.3料仓式上料装置设计—下料杆•固定长度式卸料杆(图b)是一根装在主轴内部的杆子，可作往复直线运动。当毛坯被送入时，杆子后退；毛坯加工完毕后，筒夹松开，杆子把工件推出，然后再回到原位。带弹簧的卸料杆装在筒夹内部(图a.c)，当上料杆将毛坯顶人筒夹孔中时，毛坯靠在卸料杆上并将卸料杆往里推，压缩弹簧。加工完毕后，筒夹松开，在弹簧复位力作用下卸料杆将毛坯推出。6.3.4料斗式上料装置－（组成）(一）料斗式上料装置的组成料斗式上料装置包括装料和储料两部分机构。装料机构由料斗、搅动器、定向器、剔除器、分路器、送料槽、减速器等组成；储料机构由隔离器、上料器等组成。此外，在机床上还有工件的定位夹紧机构、推出器和排料机构等。6.3.4料斗式上料装置－（料斗）(1)回转钩式料斗•这类料斗常用于带孔的管套类零件，如螺母等。料斗中有一带定向钩子的回转圆盘。当圆盘回转时，钩子抓取工件并自然定向，送入送料槽。当送料槽充满工件时，通过安全离合器使圆盘停止旋转，以避免传动机构的损坏。(5)桨叶槽隙式料斗•料斗中有回转桨叶，拨动工件进入一定形状的槽隙而定向，并顺序进入送料槽。•(4)往复滑块式料斗•料斗底部有一上下垂直运动的滑块，滑块上根据工件的形状开有成形槽，使工件定向。滑块上升到图示最高位置时，滑块上的成形槽与送料槽对接，在重力作用下工件滑人送料槽。•(2)扇形块式料斗•常用于T字形零件。料斗中有一个作上下摆动的扇形块来获取工件，扇形块上有根据工件形状做的槽隙。扇形块上摆时工件落入槽隙中并自然定向，靠重力滑人送料槽。在送料槽人口处设有剔除器，避免未按要求定向的工件滑人送料槽。(3)沟槽圆盘式料斗•这种料斗一般是倾斜放置的，料斗中有一回转圆盘，圆盘上根据工件的的形状开有沟槽或成形孔，使工件定向；或开有径向格子，工件靠重心偏移而定向；也有靠圆盘的外圆和料斗的内壁形成一定形状的沟槽而使工件定向。料斗斜置是为了增加工件落人沟槽的机会(6)回转管式料斗料斗底部开口处有一回转管子，管子的内孔根据工件的状而定，使工件定向。管子转动时，工件即可定向落人，落人管子的工件通向送料槽。与此原理相同的方式是管子不回转，料斗回转。(7)往复管式料斗•料斗底部开口处有一往复运动的管子，其内孔根据工件形状而定，使工件定向。管子往复运动时，工件便可落人并滑人送料槽。•料斗是盛装工件的容器，工件在料斗中应完成定向过程，并按次序送到料斗的出口处，即送料槽，故在料斗中装有定向器。•为了防止工件在进入送料槽时产生阻塞，在料斗中常装有搅动器。剔除器的用途是剔除那些未按要求定向的工件，防止它们进入送料槽。6.3.4料斗式上料装置－（搅动器）•工件在料斗中由于互相挤住容易形成拱形而堵塞出口，如图a所示•摇摆的杠杆(图b)和转动的缺口盘(图c)主要用来破坏小拱形；•摇摆的隔板(图d)主要是破坏大拱形。•此外还可以利用上料器来进行搅动(图6e)以及和其它构件结合的办法来搅动工件，料斗中，扇形块既是定向器，也是搅动器。6.3.4料斗式上料装置（定向器）6.3.4料斗式上料装置－（剔除器）•剔除器的作用是剔除从料斗到送料槽中一些位置不正确的工件，保证进入送料槽的工作方位正确。被剔除的工件返回到料中。•剔除器有轮式、杠杆式等多种结构型式，6.3.4料斗式上料装置－（分路器）•分路器是把运动的工件分为两路或多路，分别送到各台机床，用于一个料斗同时供应多台机床工作的情况。•图6—12表示了几种分路器的结构型式，有摇