一种工件到位检测机构的制作方法

1.本发明涉及工业机床技术领域，具体涉及一种工件到位检测机构。


背景技术：

2.机床加工，尤其是车床加工，是当今工业发展必不可少的一种产品加工方式，自上世纪工业兴起以来，一直在机械制造加工中被广泛使用。随着近些年来数控车床的快速发展，以及智能制造在机械加工行业的兴起，数控车床自动化加工已经成为发展热门。
3.对于数控车床自动化加工机组，如何判断在自动化加工中车床卡盘上的工件是否装夹到位，成为解决数控车床自动化应用的一项难题。目前，在数控车床自动化加工机组中，用于检测工件装夹到位的方式一般采用位置传感器的检测方法，但因数控车床加工的环境较为恶劣，存在切削液和油雾等，传感器易被腐蚀、损坏，提高机组使用成本，影响数控车床的稳定性和安全性。


技术实现要素：

4.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中数控车床检测工件装夹到位的方式成本高，稳定性和安全性差的缺陷，从而提供一种工件到位检测机构。
5.本发明提供一种工件到位检测机构，适用于加工机床，所述加工机床包括卡盘件和设置在卡盘件上的卡盘夹爪，所述卡盘夹爪包括若干夹爪部，适于夹取工件，所述工件到位检测机构包括：气管，一端适于连接外部气源；压力检测装置，设置在所述气管上，适于检测所述气管内的气压；气密检测件，与所述卡盘夹爪相邻设置，其上设置有若干出气结构，所述出气结构与所述气管连通，并朝向所述卡盘夹爪的夹合中心开口设置。
6.气密检测件包括：基部，设置在所述卡盘夹爪中部，其上设置有所述出气结构；若干支部，所述支部与所述基部连接，并设置在相邻所述夹爪部间，与所述卡盘件连接设置。
7.出气结构包括：第一出风段，设置在所述基部中部，一端朝向所述卡盘件开口，并与所述气管连通设置，另一端延伸至所述基部内侧；若干第二出风段，一端伸入所述基部内侧，与所述第一出风段连通设置，另一端远离所述卡盘件和基部中部延伸，并朝向所述卡盘夹爪的夹合中心开口设置。
8.相邻所述第二出风段等间隔设置。
9.所述基部朝向所述卡盘夹爪的夹合中心方向突出设置；
10.所述气密检测件还包括支撑件和若干支撑槽，若干所述支撑槽对应设置在各个所述支部上，沿远离所述卡盘件方向开口设置，所述支撑件设置在所述支撑槽内，并沿远离所述卡盘件方向突出设置，适于支撑所述工件。
11.气密检测件还包括：若干安装孔，对应设置在所述支部上；连接件，穿过所述安装孔，与所述卡盘件连接设置，适于限位连接所述支部。
12.加工机床还包括：回转油缸；拉杆，设置在所述回转油缸和所述卡盘件间，并连接所述回转油缸和所述卡盘件，所述气管穿过所述回转油缸和所述拉杆，与所述卡盘件上的
第一出风段连通设置。
13.压力检测装置为压力开关，适于检测所述气管内的气压。
14.工件到位检测机构，还包括调压阀，设置在所述气管上，适于调节所述气管内的气压。
15.压力检测装置和所述调压阀，设置在所述回转油缸的出气上游侧的气管上。
16.工件到位检测机构还包括安装座，其上设置有所述压力检测装置和所述调压阀，所述气管穿过所述安装座。
17.本发明技术方案，具有如下优点：
18.1.本发明提供的工件到位检测机构，适用于加工机床，所述加工机床包括卡盘件和设置在卡盘件上的卡盘夹爪，所述卡盘夹爪包括若干夹爪部，适于夹取工件，所述工件到位检测机构包括：气管，一端适于连接外部气源；压力检测装置，设置在所述气管上，适于检测所述气管内的气压；气密检测件，与所述卡盘夹爪相邻设置，其上设置有若干出气结构，所述出气结构与所述气管连通，并朝向所述卡盘夹爪的夹合中心开口设置。
19.通过设置气管和压力检测装置，气管的一端连外部气源，另一端朝向预设夹取工件的卡盘夹爪的夹合中心开口，可以在工件置入该位置后，封堵气管开口的出气端，来改变气管内的压强，并通过压力检测装置判断气管压强是否发生改变，进而确定工件是否夹取到位，这样设置，可以通过气密性检测的方式检测工件是否到位，且不受车床加工环境中内部切削液和油雾等对检测判断结果带来的影响，使用寿命更长，成本更低，稳定性和安全性更高，进而这样设置有效克服现有技术中数控车床检测工件装夹到位的方式成本高，稳定性和安全性差的缺陷。
20.2.本发明提供的工件到位检测机构，所述出气结构包括：第一出风段，设置在所述基部中部，一端朝向所述卡盘件开口，并与所述气管连通设置，另一端延伸至所述基部内侧；若干第二出风段，一端伸入所述基部内侧，与所述第一出风段连通设置，另一端远离所述卡盘件和基部中部延伸，并朝向所述卡盘夹爪的夹合中心开口设置。
21.设置连通气管的第一出风段且分设多个第二出风段，第二出风段沿远离卡盘件和基部中部方向延伸，这样设置，使得气管末端的出风口可以设置有多个，同时在多个位置处进行出风，可以检测工件的多个位置，提高对工件是否安装正确的判断准确度，避免工件在置入卡盘夹爪的夹合中心位置时仅发生部分偏移，而为未被检测的情况出现。
22.3.本发明提供的工件到位检测机构，所述基部朝向所述卡盘夹爪的夹合中心方向突出设置；所述气密检测件还包括支撑件和若干支撑槽，若干所述支撑槽对应设置在各个所述支部上，沿远离所述卡盘件方向开口设置，所述支撑件设置在所述支撑槽内，并沿远离所述卡盘件方向突出设置，适于支撑所述工件。
23.由于基部朝向卡盘夹爪的夹合中心方向突出设置，使基部突出于支部设置，可以降低第二出风段端部出气口所在平面与工件间的接触面积，降低气密性检测的干扰因素，从而提升检测的准确性。此外，通过在支部上突出设置支撑件，可以用于支撑工件，避免工件与支部间出现悬空位置，保证整个工件在装夹时的稳定性，保证整体加工精度。
24.4.本发明提供的的工件到位检测机构，还包括调压阀，设置在所述气管上，适于调节所述气管内的气压。
25.设置调压阀，可以调节气路中的气压大小，使气压保持在一个相对稳定的压力值
范围，保证气路及各气动元件工作的稳定、安全。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明的第一种实施方式中提供的工件到位检测机构的结构示意图；
28.图2为图1所示的工件到位检测机构中气密检测件的结构示意图；
29.图3为图2所示的件到位检测机构中气密检测件的剖视图；
30.附图标记说明：
31.1－气管；2－压力检测装置；3－气密检测件；31－基部；32－支部；33－出气结构；331－第一出风段；332－第二出风段；34－支撑槽；35－安装孔；4－卡盘件；5－卡盘夹爪；6－回转油缸；7－拉杆；8－调压阀；9－安装座。
具体实施方式
32.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
36.如图1－图3，本实施例提供一种工件到位检测机构，适用于加工机床，加工机床包括卡盘件4和设置在卡盘件4上的卡盘夹爪5，卡盘夹爪5包括若干夹爪部，在本实施例中为三个，适于夹取工件，具体地，在本实施例中，加工机床为数控车床，作为可变换的实施方式，加工机床还可以是加工中心、铣床或机械手等其他加工装备。
37.工件到位检测机构包括：气管1、压力检测装置2和气密检测件3。
38.气管1呈软管状设置，一端适于连接外部稳定气源，外部稳定气源可以向气管1另一端输送稳定的气流。压力检测装置2设置在气管1上，在本实施例中，压力检测装置2为压力开关，可以检测气管1内的气压，作为可变换的实施方式，压力检测装置2还可以为压力传
感器等。气密检测件3呈板状与卡盘夹爪5相邻设置，其上设置有若干出气结构33，出气结构33与气管1连通，并朝向卡盘夹爪5的夹合中心开口设置，具体地，夹合中心是指工件在装夹到位时所处的位置。
39.通过设置气管1和压力检测装置2，气管1的一端连外部气源，另一端朝向预设夹取工件的卡盘夹爪5的夹合中心开口，可以在工件置入该位置后，封堵气管1开口的出气端，来改变气管1内的压强，并通过压力检测装置2判断气管1压强是否发生改变，进而确定工件是否夹取到位，这样设置，可以通过气密性检测的方式检测工件是否到位，且不受车床加工环境中内部切削液和油雾等对检测判断结果带来的影响，使用寿命更长，成本更低，稳定性和安全性更高，进而这样设置有效克服现有技术中数控车床检测工件装夹到位的方式成本高，稳定性和安全性差的缺陷。
40.气密检测件3包括基部31和三个支部32，支部32的数量对应夹爪部的熟练设置，具体地，基部31呈圆柱状设置在卡盘夹爪5的中部，其上设置有出气结构33；三个支部32与基部31周向连接，并均匀分布，各个支部32分设在在相邻夹爪部间，与卡盘件4连接设置。
41.出气结构33包括第一出风段331和三个第二出风段332。第二出风段332的设置数量并不做具体限制，可以根据工件的型号、大小和形状适应性调节。第一出风段331呈槽状，设置在基部31中部，一端朝向卡盘件4开口，并与伸入其中的气管1连通设置，另一端延伸至基部31内侧；第二出风段332一端伸入基部31内侧，与第一出风段331的另一端连通，第二出风段332的另一端延远离卡盘件4和基部31中部呈斜向延伸，并朝向卡盘夹爪5的夹合中心开口设置。
42.设置连通气管1的第一出风段331且分设多个第二出风段332，第二出风段332沿远离卡盘件4和基部31中部方向延伸，这样设置，使得气管1末端的出风口可以设置有多个，同时在多个位置处进行出风，可以检测工件的多个位置，提高对工件是否安装正确的判断准确度，避免工件在置入卡盘夹爪5的夹合中心位置时仅发生部分偏移，而为未被检测的情况出现。
43.进一步地，相邻第二出风段332等间隔设置，在本实施例中，加工机床为车床，工件沿中轴转动，呈对称设置，等间隔设置的第二出风段332可以更加准确的测量工件是否发生偏差。
44.在本实施例中，基部31的厚度大于支部32厚度，支部32设置在基部31厚度方向的中部，相比较支部32，基部31朝向卡盘夹爪5的夹合中心方向突出设置；气密检测件3还包括支撑件和三个支撑槽34，各个支撑槽34对应设置在各个支部32上，沿远离卡盘件4方向开口设置，设置在支撑槽34内，并沿远离卡盘件4方向突出设置，适于支撑工件。在本实施例中，支撑件具体为螺纹支撑钉，支撑槽34内壁上设置有螺纹结构，与支撑件可拆卸地螺纹固定，支撑件超出支部32的部分延伸至基部31的端面上。作为可变换的实施方式，支撑槽34可以不设置，支撑件与支部32一体成型；作为另一种可变换的实施方式，支撑槽34与支撑件过盈连接。
45.由于基部31朝向卡盘夹爪5的夹合中心方向突出设置，使基部31突出于支部32设置，可以降低第二出风段332端部出气口所在平面与工件间的接触面积，降低气密性检测的干扰因素，从而提升检测的准确性。此外，通过在支部32上突出设置支撑件，可以用于支撑工件，避免工件与支部32间出现悬空位置，保证整个工件在装夹时的稳定性，保证整体加工
精度。
46.气密检测件3还包括若干安装孔35和连接件，在本实施例中，各个支部32上设置有两个安装孔35，两个安装孔35中部设置有上述的支撑槽34，连接件具体为螺钉件，穿过安装孔35，与卡盘件4固定连接，可以限位连接支部32。
47.加工机床还包括回转油缸6和拉杆7，拉杆7呈筒状，设置在回转油缸6和卡盘件4间，并连接设置在回转油缸6和卡盘件4的中部，气管1穿过回转油缸6和拉杆7，与卡盘件4上的第一出风段331连通设置。
48.工件到位检测机构还包括调压阀8，调压阀8设置在气管1上，可以调节气管1内的气压。设置调压阀8，可以调节气路中的气压大小，使气压保持在一个相对稳定的压力值范围，保证气路及各气动元件工作的稳定、安全。
49.在本实施例中，压力检测装置2和调压阀8，设置在回转油缸6的出气上游侧的气管1上，提高检测的准确性，避免机床上无关结构对测量结果发生影响。工件到位检测机构还包括安装座9，安装座9上设置有压力检测装置2和调压阀8，气管1过安装座9，分别连接压力检测装置2和调压阀8，便于压力检测装置2和调压阀8对气压的检测和调节。在本实施例中，气管1可以分为若干段，各段间可以通过接头密封连通或直接对接各个装置，具体地，在拉杆7的端部，以及安装座9对应设置压力检测装置2和调压阀8的两端等位置，均设置有连接气管1的接头。
50.工作步骤：
51.当数控车床的数控系统发出启动信号，数控车床门自动开启，机械手夹取工件，输送到数控车床内，并进一步将工件输送至卡盘夹爪5的夹合中心，并与气密检测件3上的支撑件抵接，工件到位检测机构接收到启动信号的同时，气管1连通的外部气源以及压力检测装置2开启，第二出风段332的开口向外侧出风，压力检测装置2检测气管1压强。
52.当气路中的压力变化值达到预设压力值的时候，压力检测装置2给数控车床的数控系统输送信号，判断工件装夹到位。
53.当气路中的压力没有变化，或者压力变化值没有达到预设压力值的时候，且在超过预设的装夹时间的情况下，压力检测装置2向数控车床数控系统输送信号，判断工件没有装夹到位，执行重新装夹动作。
54.当出现多次装夹仍然失败，装夹次数超过数控车床和机械手预设装夹次数的时候，则判断为设备故障，数控车床报警，提醒操作人员前来处理设备故障。
55.工件装夹到位后，卡盘夹爪5上的夹爪部夹紧工件，在设定的时间之内，机械手从车床内退出，车床自动门自动关闭，执行加工程序。
56.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。