一种棒材零件的数控车床自动化加工系统及其加工方法与流程

1.本发明涉及棒材车床加工技术领域，具体为一种棒材零件的数控车床自动化加工系统及其加工方法。


背景技术：

2.数控车床是目前使用较为广泛的数控机床之一。它主要用于轴类零件或盘类零件的内外圆柱面、任意锥角的内外圆锥面、复杂回转内外曲面和圆柱、圆锥螺纹等切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔及镗孔等，数控机床是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工，我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数以及辅助功能，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这程序单中的内容记录在控制介质上，然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。
3.常规数控车床进行加工时，往往采用人工上料的方式进行上料，效率较低，如专利号为cn109249036b所述的一种全自动棒料加工车床，其通过在排料道中形成沿竖直方向排列的若干棒料，实现棒料的自动上料。
4.针对上述资料的检索，可以看出上述专利虽然实现了棒料的自动上料，但是占地面积较大，在保留工人行走通道和产品运输通道的基础上，加工车间无法进行大批量的设备安装，严重影响车间的生产效率。


技术实现要素：

5.（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了一种棒材零件的数控车床自动化加工系统及其加工方法，解决了数控车床进行常规人工上料效率缓慢，并且占地面积广，影响车间整体生产效率的问题。
6.（二）技术方案为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种棒材零件的数控车床自动化加工系统，包括支架、设置在支架上顶部左右两侧的旋转锁紧端和尾部定位端、设置在旋转锁紧端和尾部定位端顶部的刀具驱动端，所述支架底部的右侧固定安装有支撑板，所述支架底部左侧的前后两侧均固定安装有支撑脚，所述支撑板左侧底部的前后两侧均固定安装有移动齿牙轨道，所述移动齿牙轨道的顶部设置有存储箱，所述存储箱的顶部开设有加料口，所述存储箱内腔的顶部且位于加料口的外周固定安装有存料漏斗，存储箱的内部固定安装有与存料漏斗相适配的输送组件，且存料漏斗的右侧和存储箱的右侧均开设有出料口，且存储箱的内部固定安装有与移动齿牙轨道相适配的驱动组件，所述支架顶部的左侧固定安装有与存储箱相适配的升降组件，所述支撑板的左侧固定安装有成品分离组件。
7.通过采用上述技术方案，直接将存储箱设置在支架下方，在需要进行储料时，通过
驱动组件和移动齿牙轨道的配合，将存储箱从支架下方移出，完成储料后，配合升降组件的设置，将存储箱移动到旋转锁紧端处，通过存料漏斗和输送组件的配合设置，实现储料的自动上料，结构设计简单的同时，在进行上料时，可以将存储箱隐藏在支架下方，有效保证加工车间中的有效活动空间，为加工车间中数控车床的紧密排列提供可行性。
8.本发明进一步设置为：所述存储箱底部的前后两侧均预设有与移动齿牙轨道相适配的槽口，所述驱动组件包括双向电机，所述双向电机的两个输出端均通过联轴器固定连接有导杆，且导杆远离双向电机的一端贯穿存储箱并延伸至槽口的内部，所述导杆的一端固定连接有与移动齿牙轨道相适配的驱动齿轮，所述双向电机的底部通过连接块与存储箱内腔的底部固定连接。
9.通过采用上述技术方案，利用双向电机、导杆和驱动齿轮的配合设置，通过双向电机作为驱动源，实现存储箱的左右移动控制。
10.本发明进一步设置为：所述输送组件包括输送电机、两个齿牙辊和内齿皮带，两个齿牙辊之间通过内齿皮带传动连接，其中齿牙辊包括转轴、套筒和若干组第一齿牙，套筒套设并固定在转轴的外周，若干组第一齿牙间隔均匀的固定在套筒的外周，内齿皮带为常规传送带内置排列均匀的若干组第二齿牙设计，且若干组第二齿牙与若干组第一齿牙啮合适配，所述输送电机的输出端通过联轴器与一个齿牙辊转轴的一端固定连接，且内齿皮带的外表面固定有若干个限位板。
11.本发明进一步设置为：一个所述限位板的表面贯穿并固定连接有上料伸缩杆，所述存料漏斗的左侧开设有与限位板相适配的开口。
12.通过采用上述技术方案，利用两个齿牙辊和内齿皮带的设置，在输送电机的配合下，实现内齿皮带的稳定转动，有效避免齿牙辊转动，而内齿皮带不动的打滑情况，并且通过限位板的设置，有效推动棒材进行移动，在上料伸缩杆的配合下，将棒材完全的推出存储箱，保证存储箱进行有效上下移动的同时，保证棒材上料的彻底，而且若干个限位板的设置，可以在上料过程中对存料漏斗存储的若干个棒料进行支撑限位，避免限位板复位过程中棒材产生阻碍。
13.本发明进一步设置为：所述输送电机固定安装在存储箱的一侧内壁上，且一个齿牙辊转轴的另一端通过轴承与存储箱的另一侧内壁转动连接，另一个齿牙辊转轴的两端均通过轴承分别与存储箱的两侧内壁转动连接。
14.本发明进一步设置为：所述升降组件包括支撑框，所述支撑框的顶部固定安装有升降伸缩杆，且升降伸缩杆的伸缩端通过连接板固定连接有与存储箱相适配的扩展框架，所述扩展框架内腔的底部固定连接有滑块，所述存储箱前后两侧的底部均开设有与滑块相适配的滑槽。
15.通过采用上述技术方案，滑块和滑槽的配合设置，对存储箱的移动进一步进行限位，保证存储箱移动过程中稳定性的同时，利用滑块作为挂钩，通过升降伸缩杆的伸长将存储箱升起，为棒材的自动上料提供便捷条件。
16.本发明进一步设置为：所述支撑框设置在旋转锁紧端的外周，且支撑框的底部与支架的顶部固定连接，所述扩展框架的右侧与支架的左侧滑动接触，即支架左侧的前后两侧均固定连接有与扩展框架相适配的l型卡板，对扩展框架的位置进行进一步的限定。
17.通过采用上述技术方案，支撑框的设置，有效避免了旋转锁紧端的受力，并且利用
支架对上升过程中的存储箱进行限位，进一步保证了存储箱上升过程中的稳定性。
18.本发明进一步设置为：所述成品分离组件包括承接箱和推送板架，所述推送板架左侧的前后两侧均固定安装有滑动支板，所述存储箱的右侧开设有与滑动支板相适配的滑槽口，所述承接箱的左侧开设有与推送板架相适配的活动口，所述承接箱正面的右侧贯穿并滑动安装有废料抽屉，所述承接箱内腔前侧从上至下均通过轴承依次转动连接有两个相互啮合的联动齿轮，所述推送板架的右侧固定安装有与底部设置的联动齿轮相啮合的驱动齿牙板，所述承接箱的右侧通过支杆滑动连接有与顶部设置联动齿轮相啮合的隔离齿牙板。
19.通过采用上述技术方案，利用推送板架、滑动支板和滑槽口的设置，保证推动板架与存储箱之间的有效连接，并且通过驱动齿牙板、两个联动齿轮和隔离齿牙板的设置，实现隔离齿牙板和驱动齿牙板的同向运动控制，进而在装置进行加工成品切割时，利用隔离齿牙板对加工成品进行承接，保证加工成品取用的便利。
20.本发明进一步设置为：所述支架内腔的前后两侧之间且位于旋转锁紧端和尾部定位端之间固定安装有与成品分离组件相适配的输送板架。
21.本发明还公开了一种棒材零件的数控车床自动化加工系统的加工方法，具体包括以下步骤：步骤一、储料：控制双向电机转动，带动导杆使得驱动齿轮转动，驱动齿轮转动过程中，沿着移动齿牙轨道将存储箱输送到支架外侧，将棒材水平放置后，通过加料口将棒材放置在存料漏斗中，放置若干个棒材后，完成储料；步骤二、送料：步骤一中存储箱移动的过程中，滑槽沿着滑块滑动，并使滑块滑动至极限位置，完成步骤一的储料后，启动升降伸缩杆，升降伸缩杆伸长，带动扩展框架向上移动，滑块勾起存储箱一同向上移动，直至出料口对准旋转锁紧端的上料口，完成储料的输送；步骤三、上料：存料漏斗中的一根棒材落在内齿皮带上，启动输送电机，控制输送电机顺时针转动，带动齿牙辊转动，使得内齿皮带转动，令内齿皮带上的限位板推动该棒材移动，直至穿过两个出料口并进入到旋转锁紧端的上料口中，随后控制上料伸缩杆伸长，将该棒材完全顶出出料口，此时旋转锁紧端对该棒材进行锁紧，再控制上料伸缩杆收缩复位，同时控制输送电机逆时针转动，使限位板复位；步骤四、加工复位：旋转锁紧端对棒材锁紧后，驱动棒材转动，刀具驱动端控制刀具移动，对棒材进行加工，过程中，加工的废屑经过输送板架输送到成品分离组件中的推送板架中，同时升降伸缩杆收缩，存储箱下降，直至驱动齿轮与移动齿牙轨道啮合，控制双向电机反转，将存储箱移动至支架下方；步骤五、成品分离：棒材加工完成，需要切割下料时，控制双向电机转动，在存储箱移动过程中，带动滑动支板移动，使得推送板架脱离活动口，过程中，加工废屑落在承接箱中，在推送板架移动时，带动驱动齿牙板移动，使得底部设置的联动齿轮转动，令顶部设置的联动齿轮带动隔离齿牙板与驱动齿牙板做同向移动，在隔离齿牙板移动至承接箱内腔的最左侧时，进行切割下料，成品落在隔离齿牙板上，工人取走后，控制双向电机反转，存储箱带动推送板架将加工废屑推送到废料抽屉中，过程中，联动齿轮反转，隔离齿牙板复位。
22.（三）有益效果
本发明提供了一种棒材零件的数控车床自动化加工系统及其加工方法。具备以下有益效果：（1）该棒材零件的数控车床自动化加工系统及其加工方法，通过直接将存储箱设置在支架下方，在需要进行储料时，通过驱动组件和移动齿牙轨道的配合，将存储箱从支架下方移出，完成储料后，配合升降组件的设置，将存储箱移动到旋转锁紧端处，通过存料漏斗和输送组件的配合设置，实现储料的自动上料，结构设计简单的同时，在进行上料时，可以将存储箱隐藏在支架下方，有效保证加工车间中的有效活动空间，为加工车间中数控车床的紧密排列提供可行性。
23.（2）该棒材零件的数控车床自动化加工系统及其加工方法，通过利用两个齿牙辊和内齿皮带的设置，在输送电机的配合下，实现内齿皮带的稳定转动，有效避免齿牙辊转动，而内齿皮带不动的打滑情况，并且通过限位板的设置，有效推动棒材进行移动，在上料伸缩杆的配合下，将棒材完全的推出存储箱，保证存储箱进行有效上下移动的同时，保证棒材上料的彻底，而且若干个限位板的设置，可以在上料过程中对存料漏斗存储的若干个棒料进行支撑限位，避免限位板复位过程中棒材产生阻碍。
24.（3）该棒材零件的数控车床自动化加工系统及其加工方法，通过滑块和滑槽的配合设置，对存储箱的移动进一步进行限位，保证存储箱移动过程中稳定性的同时，利用滑块作为挂钩，通过升降伸缩杆的伸长将存储箱升起，为棒材的自动上料提供便捷条件。
25.（4）该棒材零件的数控车床自动化加工系统及其加工方法，通过支撑框的设置，有效避免了旋转锁紧端的受力，并且利用支架对上升过程中的存储箱进行限位，进一步保证了存储箱上升过程中的稳定性。
26.（5）该棒材零件的数控车床自动化加工系统及其加工方法，通过利用推送板架、滑动支板和滑槽口的设置，保证推动板架与存储箱之间的有效连接，并且通过驱动齿牙板、两个联动齿轮和隔离齿牙板的设置，实现隔离齿牙板和驱动齿牙板的同向运动控制，进而在装置进行加工成品切割时，利用隔离齿牙板对加工成品进行承接，保证加工成品取用的便利。
附图说明
27.图1为本发明的外部结构示意图；图2为本发明扩展框架和滑块结构的连接示意图；图3为本发明的主视图；图4为本发明存储箱内部结构的右视图；图5为本发明存储箱内部结构的后视图；图6为本发明支撑板和承接箱结构的连接示意图；图7为本发明成品分离组件去除后的外部结构示意图；图8为本发明成品分离组件的结构示意图；图9为本发明推送板架、滑动支板和驱动齿牙板的结构连接示意图。
28.图中，1、支架；2、旋转锁紧端；3、尾部定位端；4、刀具驱动端；5、支撑板；6、支撑脚；7、移动齿牙轨道；8、存储箱；9、加料口；10、存料漏斗；11、输送组件；12、出料口；13、驱动组件；14、成品分离组件；15、槽口；16、双向电机；17、导杆；18、驱动齿轮；19、输送电机；20、齿
牙辊；21、内齿皮带；22、限位板；23、上料伸缩杆；24、支撑框；25、升降伸缩杆；26、扩展框架；27、滑块；28、滑槽；29、承接箱；30、推送板架；31、滑动支板；32、滑槽口；33、活动口；34、输送板架；35、升降组件；36、废料抽屉；37、联动齿轮；38、驱动齿牙板；39、隔离齿牙板。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
30.请参阅图1-9，本发明实施例提供以下技术方案：一种棒材零件的数控车床自动化加工系统，如附图1所示，作为常规数控车床设计，包括支架1、设置在支架1上顶部左右两侧的旋转锁紧端2和尾部定位端3、设置在旋转锁紧端2和尾部定位端3顶部的刀具驱动端4，其中旋转锁紧端2为数控车床的主轴夹持旋转驱动件，左侧设置进料口，用于上料，根据数控机床的预先输入的加工程序进行加工，具体控制为通过plc控制面板进行控制，刀具驱动端4的控制方式同样如此，这样的设计在数控机床领域属于常规设置，本技术不再进行过多的赘述。
31.作为优选方案，为了实现对支架1的支撑，支架1底部的右侧固定安装有支撑板5，支架1底部左侧的前后两侧均固定安装有支撑脚6。
32.支架1的下方设置有存储箱8。
33.进一步的，如附图4和附图5所示，存储箱8的内部设置有可反复充电的蓄电池，并且存储箱8的前后两侧均设置有检修门。
34.作为优选方案，为了保证存储箱8进行有效的左右移动，支撑板5左侧底部的前后两侧均固定安装有移动齿牙轨道7，移动齿牙轨道7的顶部设置有存储箱8，且存储箱8的内部固定安装有与移动齿牙轨道7相适配的驱动组件13，具体的，如附图4所示，存储箱8底部的前后两侧均预设有与移动齿牙轨道7相适配的槽口15，槽口15的设置，用于保证存储箱8移动过程中的稳定性，驱动组件13包括双向电机16，双向电机16采用伺服电机，可以进行正反转，与内置蓄电池电性连接，通过plc控制面板进行控制，双向电机16的两个输出端均通过联轴器固定连接有导杆17，且导杆17远离双向电机16的一端贯穿存储箱8并延伸至槽口15的内部，导杆17的一端固定连接有与移动齿牙轨道7相适配的驱动齿轮18，双向电机16的底部通过连接块与存储箱8内腔的底部固定连接。
35.作为优选方案，为了实现棒材的有序放置，存储箱8的顶部开设有加料口9，存储箱8内腔的顶部且位于加料口9的外周固定安装有存料漏斗10。
36.作为优选方案，为了保证存料漏斗10内部棒材的有效输送，存储箱8的内部固定安装有与存料漏斗10相适配的输送组件11，且存料漏斗10的右侧和存储箱8的右侧均开设有出料口12，具体的，如附图5所示，输送组件11包括输送电机19、两个齿牙辊20和内齿皮带21，输送电机19采用伺服电机，可以进行正反转，与内置蓄电池电性连接，通过plc控制面板进行控制，两个齿牙辊20之间通过内齿皮带21传动连接，输送电机19的输出端通过联轴器与一个齿牙辊20转轴的一端固定连接，且内齿皮带21的外表面固定有若干个限位板22。
37.进一步的，为了保证棒材上料过程中实现与存储箱8的有效脱离，一个限位板22的
表面贯穿并固定连接有上料伸缩杆23，存料漏斗10的左侧开设有与限位板22相适配的开口，如附图5所示，对装配有上料伸缩杆23的限位板进行位置的限定。
38.作为详细说明，输送电机19固定安装在存储箱8的一侧内壁上，且一个齿牙辊20转轴的另一端通过轴承与存储箱8的另一侧内壁转动连接，另一个齿牙辊20转轴的两端均通过轴承分别与存储箱8的两侧内壁转动连接。
39.作为优选方案，支架1顶部的左侧固定安装有与存储箱8相适配的升降组件35，具体的，如附图1、附图2和附图3所示，升降组件35包括支撑框24，支撑框24的顶部固定安装有升降伸缩杆25，升降伸缩杆25与内置蓄电池电性连接，通过plc控制面板进行控制，且升降伸缩杆25的伸缩端通过连接板固定连接有与存储箱8相适配的扩展框架26，扩展框架26内腔的底部固定连接有滑块27，扩展框架26的具体结构如附图2所示，包括一个横板和两个立板，两个立板分别固定在横板底部的前后两侧，并且两个立板相对一侧的底部与滑块27进行固定连接，存储箱8前后两侧的底部均开设有与滑块27相适配的滑槽28。
40.作为详细说明，支撑框24设置在旋转锁紧端2的外周，且支撑框24的底部与支架1的顶部固定连接，扩展框架26的右侧与支架1的左侧滑动接触，其中支架1左侧的前后两侧均固定连接有与扩展框架26相适配的l型卡板，对扩展框架26的位置进行进一步的限定，保证扩展框架26升降过程中的稳定性。
41.作为优选方案，如附图6所示，支撑板5的左侧固定安装有成品分离组件14。
42.进一步的，为了实现加工成品的便捷取出，如附图5、附图7、附图8和附图9成品分离组件14包括承接箱29和推送板架30，推送板架30左侧的前后两侧均固定安装有滑动支板31，存储箱8的右侧开设有与滑动支板31相适配的滑槽口32，承接箱29的左侧开设有与推送板架30相适配的活动口33，进一步的，活动口33内腔的顶部固定安装有第一弹力橡胶板，用于实现对推送板架30上废屑的有效清理和保证下述驱动齿牙板38的顺利移动，同样的，在推送板架30的底部固定连接有第二弹力橡胶板，用于将承接箱29中残留的废屑推送到下述的废料抽屉36中，并且在承接箱29内腔的前后两侧之间固定安装有梯形板，如附图8所示，梯形板设置在下述隔离齿牙板39的上方，承接箱29正面的右侧贯穿并滑动安装有废料抽屉36，承接箱29内腔前侧从上至下均通过轴承依次转动连接有两个相互啮合的联动齿轮37，推送板架30的右侧固定安装有与底部设置的联动齿轮37相啮合的驱动齿牙板38，承接箱29的右侧通过支杆滑动连接有与顶部设置联动齿轮37相啮合的隔离齿牙板39，作为详细说明，支杆的右侧与承接箱29内腔的右侧固定连接，隔离齿牙板39上开设有与支杆相适配的通口，用于保证隔离齿牙板39沿着支杆滑动。
43.更进一步的，为了保证加工废屑有效的掉落在成品分离组件14中，支架1内腔的前后两侧之间且位于旋转锁紧端2和尾部定位端3之间固定安装有与成品分离组件14相适配的输送板架34，如附图1所示，利用输送板架34的倾斜隔离设置，实现废屑的输送和隔离。
44.实施例一、一种棒材零件的数控车床自动化加工系统的加工方法，具体包括以下步骤：步骤一、储料：控制双向电机16转动，带动导杆17使得驱动齿轮18转动，驱动齿轮18转动过程中，沿着移动齿牙轨道7将存储箱8输送到支架1外侧，将棒材水平放置后，通过加料口9将棒材放置在存料漏斗10中，放置若干个棒材后，完成储料；步骤二、送料：步骤一中存储箱8移动的过程中，滑槽28沿着滑块27滑动，并使滑块
27滑动至极限位置，完成步骤一的储料后，启动升降伸缩杆25，升降伸缩杆25伸长，带动扩展框架26向上移动，滑块27勾起存储箱8一同向上移动，直至出料口12对准旋转锁紧端2的上料口，完成储料的输送；步骤三、上料：存料漏斗10中的一根棒材落在内齿皮带21上，启动输送电机19，控制输送电机19顺时针转动，带动齿牙辊20转动，使得内齿皮带21转动，令内齿皮带21上的限位板22推动该棒材移动，直至穿过两个出料口12并进入到旋转锁紧端2的上料口中，随后控制上料伸缩杆23伸长，将该棒材完全顶出出料口12，此时旋转锁紧端2对该棒材进行锁紧，再控制上料伸缩杆23收缩复位，同时控制输送电机19逆时针转动，使限位板22复位；步骤四、加工复位：旋转锁紧端2对棒材锁紧后，驱动棒材转动，刀具驱动端4控制刀具移动，对棒材进行加工，过程中，加工的废屑经过输送板架34输送到成品分离组件14中的推送板架30中，同时升降伸缩杆25收缩，存储箱8下降，直至驱动齿轮18与移动齿牙轨道7啮合，控制双向电机16反转，将存储箱8移动至支架1下方；步骤五、成品分离：棒材加工完成，需要切割下料时，控制双向电机16转动，在存储箱8移动过程中，带动滑动支板31移动，使得推送板架30脱离活动口33，过程中，加工废屑落在承接箱29中，在推送板架30移动时，带动驱动齿牙板38移动，使得底部设置的联动齿轮37转动，令顶部设置的联动齿轮37带动隔离齿牙板39与驱动齿牙板38做同向移动，在隔离齿牙板39移动至承接箱29内腔的最左侧时，进行切割下料，成品落在隔离齿牙板39上，工人取走后，控制双向电机16反转，存储箱8带动推送板架30将加工废屑推送到废料抽屉36中，过程中，联动齿轮37反转，隔离齿牙板39复位。
45.实施例二、一种棒材零件的数控车床自动化加工系统的加工方法，具体包括以下步骤：步骤一、上料：直接将棒材插入到旋转锁紧端2的上料口中，旋转锁紧端2对该棒材进行锁紧后，驱动棒材转动，刀具驱动端4控制刀具移动，对棒材进行加工；步骤二、成品分离：棒材加工完成，需要切割下料时，控制双向电机16转动，在存储箱8移动过程中，带动滑动支板31移动，使得推送板架30脱离活动口33，过程中，加工废屑落在承接箱29中，在推送板架30移动时，带动驱动齿牙板38移动，使得底部设置的联动齿轮37转动，令顶部设置的联动齿轮37带动隔离齿牙板39与驱动齿牙板38做同向移动，在隔离齿牙板39移动至承接箱29内腔的最左侧时，进行切割下料，成品落在隔离齿牙板39上，工人取走后，控制双向电机16反转，存储箱8带动推送板架30将加工废屑推送到废料抽屉36中，过程中，联动齿轮37反转，隔离齿牙板39复位。
46.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。