一種CNC機床的制作方法

本實用新型涉及機床技術領域，尤其是一種CNC機床的技術。

背景技術：

計算機數字控制機床（簡稱CNC），是一種裝有程序控制系統的自動化機床，該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序，并將其譯碼，從而使機床動作并加工零件。CNC主要用于大規模的加工零件，其加工方式包括車外圓、鏜孔、車平面等。可以編寫程序，適用于批量生產，生產過程的自動化程度高，在汽車、航空航天以及軍事工業中被廣泛地應用。與普通機床相比，CNC具有加工精度高，加工質量穩定，可進行多坐標的聯動、能加工形狀復雜的零件，加工零件改變時只需改編數控程序，可節省生產準備時間。

但是CNC機床在加工過程中，通常采用人工方式進行零件的上料和取料，效率低、自動化程度低、人工成本高，且在加工零件重量較大或較為鋒利時，容易造成操作人員的人身傷害，不利于生產。

技術實現要素：

本實用新型的任務是提供一種便于自動進行加工零件的上料和取料，提高加工零件的自動化操作程度的CNC機床。

本實用新型通過下述技術方案來實現：

一種CNC機床，包括機床本體和設置于機床本體上的防護門，還包括取料系統，所述取料系統包括設置于所述防護門前的用于上料和取料的機械手裝置和設置于所述機床本體一側的用于放置和輸送加工零件的料倉；所述機械手裝置包括設置于防護門前方的機械手立柱、設置于所述機械手立柱上的的水平移動機構、滑動連接于水平移動機構上的下降機構；所述下降機構上滑動設置有機械手臂；所述機械手臂末端設置有可轉動的機械手指，所述機械手指包括取料手指和上料手指；

所述料倉包括上料傳送帶和收料傳送帶，所述上料手指可夾取上料傳送帶上的未加工零件并通過所述防護門進入所述機床本體內；所述取料手指可將夾取的已加工零件放置于所述收料傳送帶上。

優選地，所述機械手指還包括一個基座，所述取料手指和上料手指互成角度安裝在基座上，取料手指和上料手指均包括有驅動氣缸、兩個手指夾塊、兩個固定塊、一個滑槽座、兩個滑塊，驅動氣缸與基座固定連接，兩個手指夾塊分別與所述兩個固定塊固定連接成手指，兩個固定塊分別與所述兩個滑塊固定連接，所述兩個滑塊安裝在滑槽座的滑槽內，滑槽座與驅動氣缸固定連接，驅動氣缸驅動兩個滑塊在滑槽座的滑槽內移動以形成手指夾持零件的狀態與松開的狀態。

優選地，所述兩個手指夾塊均為塑料夾塊，且所述塑料夾塊的夾料面設置有用于夾持零件的凹槽。

優選地，所述基座與一旋轉氣缸連接，基座在旋轉氣缸的驅動下轉動。

優選地，所述水平移動機構包括水平橫梁，水平橫梁上設置有水平滑軌和水平滑塊，所述下降機構連接于水平滑塊上且能夠通過水平滑塊沿水平滑軌運動；所述水平滑塊與一伺服電機連接，在伺服電機的驅動下滑動；

所述下降機構包括一手臂外罩，所述手臂外罩上設置有下降滑軌和下降滑塊，所述機械手臂固定連接于下降滑塊上且能夠通過下降滑塊沿下降滑軌運動；所述下降滑軌與一伺服電機連接，在伺服電機的驅動下滑動。

優選地，所述水平滑塊與一手臂滑板固定連接，且所述手臂滑板的兩側設置分別有手臂鎖緊塊，所述手臂鎖緊塊上設有導槽，所述手臂外罩通過一鉸接軸與手臂滑板鉸接，所述手臂外罩的下端通過導槽與手臂鎖緊塊連接。

優選地，還包括設置于所述上料傳送帶和收料傳送帶下方的底座，以及用于驅動上料傳送帶和收料傳送帶的驅動機構；所述上料傳送帶和收料傳送帶并排設置，所述上料傳送帶包括有兩條同步鏈條、與驅動機構連接的主動軸、從動軸，兩條同步鏈條通過鏈輪分別與主動軸和從動軸安裝連接，或每一條同步鏈條通過鏈輪各對應安裝一條主動軸與從動軸。

所述兩條同步鏈條上的鏈條鏈結均包括前后具備安裝孔的內鏈板、前后具備安裝孔的外鏈板、銷軸，其中兩條鏈條的鏈結一一對應且鏈結的外鏈板左右對齊，每條鏈條的每個鏈結的一塊外鏈板成型為用于承載零件的傳送支架，所述傳送支架上設有弧形或折彎形的零件放置槽，所述收料傳送帶與上料傳送帶在各自的驅動機構驅動下傳送方向相反。

優選地，所述上料傳送帶的傳送下游末端部設置有檢測加工零件到位的檢測光感應裝置。

優選地，所述底座包括底座架和設置在底座架下的腳杯，還設有用于移動料倉的萬向輪，所述底座架上設置有系統控制箱。

優選地，還包括設置在傳送帶下方的接水盆，接水盆為一四周設有擋邊的隔板，所述接水盆通過固定螺栓與所述底座架連接。

本實用新型的有益效果是：機械手臂能夠在水平和豎直方向上自由移動，實現自動進行加工零件的上料和取料，提高CNC機床的自動化程度，節約人工成本。

其中料倉的設置，結構緊湊，設計精巧，工藝流程簡單，位置精準傳送上料，自動收料。一般的零件在傳送面板上呈無序狀態，同時為連貫地進行傳送，不便于機械手進行抓取。在本實用新型的上料工序中，鏈條傳送帶通過改進，設置傳送支架，使零件有序的擺放上料傳送帶上，在傳送帶固定的位置上進行傳送，且在傳送帶運行時不偏移位置。結合料到位檢測光感應裝置，提高了定位精準度；連續穩定地為生產提供待加工零件。在上料傳送帶一側平行設置收料傳送帶，兩傳送帶運行方向相反，大大的縮短了機械手抓取零件和機械手放置成品的距離，簡化了機械手動作路徑，節省了機械手工作程序，提高了工作效率。

附圖說明

圖1是本實用新型一種CNC機床的結構示意圖；

圖2是圖1中的一種CNC機床的取料系統的機械手裝置的結構示意圖；

圖3是圖2中的A部分的局部放大圖；

圖4是圖2中的B部分的局部放大圖；

圖5是圖1中的一種CNC機床的取料系統的料倉；

圖6是圖5中的料倉的上料傳送帶的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型一種CNC機床作進一步描述:

一種CNC機床，包括機床本體60和設置于機床本體上的防護門70，還包括取料系統，取料系統包括設置于所述防護門前的用于上料和取料的機械手裝置80和設置于所述機床本體60一側的用于放置和輸送加工零件的料倉90；機械手裝置80包括設置于防護門70前方的機械手立柱50、設置于機械手立柱50上的的水平移動機構30、滑動連接于水平移動機構30上的下降機構40，下降機構40可在水平移動機構30左右滑動，下降機構40上滑動設置有機械手臂20，機械手臂20可在下降機構40上下滑動，機械手臂20末端設置有可轉動的機械手指10，機械手指10包括取料手指12和上料手指13。對機床進行上加工零件操作時，上料手指13提前夾取未加工的零件，當機械手臂20移動到防護門70前，防護門70自動打開，機械手臂20進入機床本體60內部，對準到機床本體60內部的零件夾具，取料手指12進行夾取已加工好的零件，然后上料手指13上的未加工的零件送入零件夾具中，零件夾具夾緊未加工零件，機械手臂20退出防護門70.

機械手指10包括一個基座11、取料手指12和上料手指13，取料手指12和上料手指13互成角度安裝在基座11上，該角度優選為一銳角，減少取料手指12和上料手指13在基座11上的占用空間，以及方便夾料和放料。取料手指12和上料手指13均包括有驅動氣缸121、兩個手指夾塊122、兩個固定塊123、一個滑槽座124、兩個滑塊125，驅動氣缸121與基座11固定連接，兩個手指夾塊122分別與兩個固定塊123固定可拆卸連接成手指，兩個固定塊123分別與兩個滑塊125固定可拆卸連接，方便部件損壞后替換。兩個滑塊125安裝在滑槽座124的滑槽內，滑槽座124與驅動氣缸121固定連接，驅動氣缸121驅動兩個滑塊125在滑槽座124的滑槽內相向移動或相反移動以形成手指夾持零件的狀態與松開的狀態，驅動氣缸121可以采用YAOFA的引拔氣缸20*120。

為保護加工零件，不使加工零件的表面被手指夾塊劃傷，兩個手指夾塊122均為塑料夾塊。同時為使更牢固的夾持加工零件，塑料夾塊的夾料面設置有用于夾持零件的凹槽126，該凹槽的形狀輪廓可以根據加工零件的表面而設定。

基座112與一旋轉氣缸111固定連接，旋轉氣缸111可驅動基座112轉動。通過旋轉氣缸111，可以調節取料手指12和上料手指13的位置。在工作中，上料手指13夾持住零件，順著水平移動機構30滑動，到達CNC機床的防護門70處，機械手臂20伸入CNC機床中，取料手指12到達零件夾持位置的時候，取料手指12的手指夾塊122在驅動氣缸121的驅動下，夾持零件，取出，然后通過旋轉氣缸111帶動基座11轉動，使得上料手指13轉動到原先取料手指12的位置，將上料手指13所夾持的零件放入CNC機床的夾具中，然后機械手臂20沿下降機構40上升，退出CNC機床。

水平移動機構30包括水平橫梁31，水平橫梁31上設置有水平滑軌311和水平滑塊312，下降機構40連接于水平滑塊312上且能夠通過水平滑塊312沿水平滑軌311運動；水平滑塊312與一伺服電機313連接，在伺服電機313的驅動下滑動。伺服電機313可以采用三菱電機的HF-KP73型號伺服電機。伺服電機可使控制速度，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。伺服電機轉子轉速受輸入信號控制，并能快速反應，在自動控制系統中，用作執行元件，且具有機電時間常數小、線性度高、始動電壓等特性，可把所收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。

下降機構40包括一手臂外罩41，手臂外罩41上設置有下降滑軌和下降滑塊，機械手臂20固定連接于下降滑塊上且能夠通過下降滑塊沿下降滑軌運動；下降滑軌與一伺服電機413連接，在伺服電機413的驅動下滑動。伺服電機313可以采用三菱電機的HF-KP73型號伺服電機。

水平滑塊312與手臂滑板32固定連接，且手臂滑板32的兩側設置分別有手臂鎖緊塊314，手臂鎖緊塊314上設有至少一個的導槽315，手臂外罩41的第一中部通過一鉸接軸414與手臂滑板32鉸接，手臂外罩41的第二中部設置有與導槽315相配合的螺栓，通過導槽315與螺栓的配合將手臂外罩41固定，同時可以以鉸接軸414位支點，通過調節螺栓在導槽315的固定位置，改變手臂外罩41與水平面的角度，以配合實際生產的需要。

水平移動機構30上還設置有用于保護電線的第一拖鏈33，下降機構40上設置有用于保護電線的第二拖鏈42。拖鏈適合于使用在往復運動的場合，能夠對內置的電纜、油管、氣管、水管等起到牽引和保護作用。

水平滑塊312與下降滑塊均通過同步皮帶與伺服電機連接。

機械手立柱50的下方還可以設置有用于連接CNC機床的固定板，通過固定板上設置螺紋孔與CNC機床螺紋連接。水平橫梁31上還設置有氣閥箱51。

料倉90包括底座15、設置在底座上方的上料傳送帶16和收料傳送帶17，上料手指13可夾取上料傳送帶上16的未加工零件并通過防護門70進入機床本體內60；取料手指12可將夾取的已加工零件放置于收料傳送帶17上。

在上料傳送帶和收料傳送帶下方設置有驅動結構14，上料傳送帶16和收料傳送帶17并排設置，上料傳送帶16包括設置有兩條同步鏈條、主動軸、從動軸，其中主動軸、從動軸各設有一條，兩條同步鏈條通過鏈輪安裝。兩條同步鏈條上的鏈結均包括前后具備安裝孔的內鏈板2、前后具備安裝孔的外鏈板1、銷軸3，也可以包括套筒和滾子6。其中，內鏈板與套筒間、外鏈板與銷軸間均為過盈配合，套筒與銷軸間則為間隙配合，形成動聯接。工作時，內、外鏈節間可以相對撓曲，套筒則繞銷軸自由轉動。為了減少銷軸與套筒間的磨損，在它們之間應進行潤滑。滾子活套在套筒外面，嚙合時滾子沿鏈輪齒廓滾動，以減小鏈條與鏈輪輪齒間的磨損。

兩條鏈條的鏈結一一對應且鏈結的外鏈板左右對齊，每條鏈條的每個鏈結的一塊外鏈板成型為用于承載零件的傳送支架。傳送支架包括基座，基座由一個基座體構成，在基座體上部成型有兩個間隔開的零件放置槽，兩個間隔開的零件放置槽的槽口相互對齊，下部設有安裝孔。零件放置槽為 “V”字型槽，適合圓柱形零件的擺放和固定傳送。兩條平行鏈條每個相對位置共四個外鏈板，只需在任一對稱位置設置2個外鏈板為傳送支架，即可使零件始終垂直于傳送方向，放置在傳送帶上進行傳送。

驅動結構可以為伺服電機，伺服電機與主動軸傳動連接。收料傳送帶17與上料傳送帶16在各自的驅動結構驅動下傳送方向相反。上料傳送帶16傳送下游端部設置有料到位檢測光電感應裝置28和頂料夾具27。底座15包括底座架21和設置在底座架下的腳杯22，底座架下還設有用于移動料倉的萬向輪23，當移動后放置在固定位置時，萬向輪收起。底座架上設置有系統控制箱24。所述系統控制箱24一側設置開口，通過開口與底座架上設置的氣動快換接頭29連接，料倉的控制線路以及各種設備的連接均需采用快換接頭實現快速連接及分斷。料倉還包括設置于上料傳送帶16兩側的零件定位擋板25。所述零件定位擋板為L形，所述擋板下端設置有定位槽，分別通過螺栓固定在底座架21上。收料傳送帶17包括用于放置成品零件的皮帶。在兩傳送帶下方設置的接水盆26，接水盆為一四周設有擋邊的隔板，接水盆26通過固定螺栓與所述底座架21連接。

CNC機床工作時，料倉開始工作，機械手臂20上的取料手指12將加工完成的零件放置到收料傳送帶17的一端，讓收料傳送帶17傳送成品到收料口。此時收料傳送帶17的這一端平行位置為上料傳送帶16的零件抓取位置附近，機械手臂20動作路徑大大減小。與此同時，擺放在上料傳送帶上的待加工零件在驅動結構14驅動下傳送。零件到達料到位檢測光電感應裝置28的位置時，料到位檢測光電感應裝置28傳送信號使機械手臂20上的上料手指13執行取料動作，抓取未加工的零件，機械手臂20沿下降機構40上升到固定位置，然后下降機構40沿水平移動機構30到達防護門70處，防護門70自動打開，機械手臂20沿下降機構40下降，機械手臂20進入機床本體60內部，對準到機床本體60內部的零件夾具，取料手指12進行夾取已加工好的零件，旋轉氣缸121驅動基座11轉動，上料手指13位于取料手指12的位置，對準機床內的零件夾具，上料手指13上的未加工的零件送入零件夾具中，零件夾具夾緊未加工零件，機械手臂20沿下降機構40上升到固定位置，退出防護門70，下降機構40沿水平移動機構30到達收料傳送帶17的位置，以此循環動作。

本實用新型詳細介紹了具體實施方式及其附圖，但本實用新型不限于這些實施例及其附圖，尤其不限于附圖中的CNC機床的形狀，附圖中示出的是各種各樣的形狀中較為美觀的CNC機床，雖然此形狀不是本實用新型保護要求保護的技術點，只要本領域普通技術人員根據本實用新型，不付出創造性勞動，對其進行修改、等同替換、改進等而得到的其他實施方式及其附圖，均在本實用新型的保護范圍內。