[发明专利]一种异形棒料柔性自动加工装置及其加工方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种棒料加工装置及其使用方法，尤其涉及一种异形棒料柔性自动加工装置及其使用方法。

背景技术

异形棒料是一类体型细长、截面形状奇异的棒料，如内六角扳手、汽车悬架拉杆以及各种钻头等常用工具或零件的毛坯件。异形棒料的截面形状大致可分为圆形、扁平形以及多边形，棒料两端结构多为异形。

一般异形棒料具有多道加工工序，每道工序普遍采用专用机床完成。目前市面上没有适用于异形棒料的定位夹紧装置，异形棒料定位和装夹仍需人工完成。因此，在加工工程中，每台专用机床必须配备一名操作人员来完成异形棒料的定位和装夹。我国是异形棒料的制造消费大国，但目前其生产模式仍为劳动密集型，技术含量低、附加值低。随着劳动力成本上升、人民币升值等因素的恶化，我国制造低成本的优势将逐渐丧失。因此如何提升异形棒料加工工艺，实现异形棒料自动化生产已迫在眉睫。

可见，目前异形棒料制造过程存在以下局限性：1）自动化程度低。一般异形棒料的加工工序多，目前市场上虽然已有多种通用夹具，如端盖类零件和轴类零件的通用或专用夹具，但都不适用于异形棒料的自动装夹，完成每个零件制造需多个操作工人参与，生产模式仍为劳动密集型。2）产品质量不稳定。目前异形棒料的装夹、定位需操作人员完成，操作工人的技术水平、工作态度、心理状态等因素直接或间接异形棒料的定位精度和加工效率。3）劳动力密集，招工和管理困难。目前每台专用机床需配备一名操作人员，劳动简单重复，缺乏人性化。同时随着中国劳动力成本上升、人民币升值以及环境、资源瓶颈等因素恶化，不可避免的会出现招工和管理困难、制造成本上升、难以按时完成订单任务等一系列问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种异形棒料柔性自动加工装置及其加工方法。本发明配合专用分料机构和机械手，就能实现异形棒料的自动加工，从而降低人为因素影响，提高产品质量和生产效率。

 

本发明采用的技术方案如下：

一种异形棒料柔性自动加工装置，包括底座和设置在底座上的伺服进给切削模块；

伺服进给切削模块包括：

伺服进给部分：提供支撑和x轴方向、y轴方向的进给运动，

切削部分：通过刀具对工件进行切削；

其特征在于，还包括自动上下料模块和柔性装夹模块；

其中：

1）自动上下料模块：包括y轴摆动气缸、y轴方向平动气缸、两个摆臂、两副平动气爪和两副手爪；y轴方向平动气缸沿y轴方向固定安装在底座内部，y轴摆动气缸沿x轴方向与y轴方向平动气缸的活塞固定，摆臂与y轴摆动气缸的输出轴通过转动副连接，两副平动气爪分别固定于两摆臂外端沿y轴方向，两副手爪分别与两副平动气爪通过滑动副连接；

2）柔性装夹模块：包括柔性自动定位机构和柔性自动夹紧机构；

柔性自动定位机构包括定位销钉、固定座、弹性定位块和定位气缸；

柔性自动夹紧机构包括上气动滑块、上专用夹头、下专用夹头、下气动滑块、气动卡盘、步进电机、回转台和回转台基座；

回转台基座固定在伺服进给切削模块上，回转台固定在回转台基座上，气动卡盘与回转台通过转动副连接，步进电机与气动卡盘通过同步带连接，步进电机固定在回转台基座上；

固定座固定在气动卡盘上，定位销钉通过顶丝固定在固定座上，上气动滑块和下气动滑块分别通过滑动副与气动卡盘连接，上专用夹头固定在上气动滑块上，下专用夹头固定在下气动滑块上，定位气缸固定在底座上，弹性定位块固定在定位气缸上。

所述伺服进给切削模块：包括：

切削部分：电机座、电机、专用刀具；

伺服进给部分：支撑板、底座丝杆副、进给轴支承板、工作台、进给丝杆副和两个丝杠电机相连；

电机座与底座固定，专用刀具通过转动副与电机座连接，支撑板固定在底座上，底座丝杆副两端通过轴承与支撑板连接，底座丝杆副的丝杠螺母与进给轴支承板连接，进给轴支承板通过滑动副与支撑板连接，进给丝杆副的丝杠螺母与进给轴支承板连接，进给丝杆副与工作台连接，工作台与进给轴支承板通过滑动副连接，底座丝杆副和进给丝杆副分别通过联轴器与丝杠电机相连接。

所述的柔性自动定位机构中，定位销钉柔性可调地设置在固定座上，弹性定位块末端为四分之三圆筒。

所述的柔性自动夹紧机构中，上专用夹头的下端面和下专用夹头的上端面分别与所夹持的工件外形配合。

一种异形棒料柔性自动加工方法，其特征在于，包括以下步骤：