阅读说明：本技术 一种自动铣切设备及其应用方法 (Automatic milling equipment and application method thereof ) 是由 肖松 张洪成 于 2020-05-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种自动铣切设备及其应用方法,其中自动铣切设备包括支撑定位单元、夹紧单元、升降单元、铣切单元,并通过电气控制单元控制驱动；所述支撑定位单位上放置待加工工件,通过夹紧单元夹紧；所述升降单元通过升降滚珠丝杠系统连接铣切单元,通过升降单元升降铣切单元至待加工工件的一侧进行铣切。本发明的自动铣切设备通过将铣切单元、升降单元、夹紧单元、支撑定位单元等各个单位分别连接电气控制系统,通过智能化的管控自动化实现待加工工件的铣切工作,且在铣切完成后,铣切停止工作,复位到原始位置,确保人员安全操作。(The invention discloses automatic milling equipment and an application method thereof, wherein the automatic milling equipment comprises a supporting and positioning unit, a clamping unit, a lifting unit and a milling unit, and is controlled and driven by an electric control unit; a workpiece to be processed is placed on the supporting and positioning unit and is clamped through the clamping unit; the lifting unit is connected with the milling unit through a lifting ball screw system, and the milling unit is lifted to one side of the workpiece to be processed through the lifting unit to perform milling. According to the automatic milling equipment, the milling unit, the lifting unit, the clamping unit, the supporting and positioning unit and other units are respectively connected with the electric control system, the milling work of a workpiece to be processed is automatically realized through intelligent management and control, and after the milling is finished, the milling stops working and is reset to the original position, so that the safe operation of personnel is ensured.)

一种自动铣切设备及其应用方法

技术领域

本发明属于铸造机械设备领域，具体涉及自动铣切设备及其应用方法。

背景技术

目前是对待加工工件固定后再进行铣削加工，一般是采用将工件放置在支撑块上，再通过四周采用气动夹具夹紧方式固定，采用这种固定方式固定不便于对工件的四周边的加工；且由于无法检测是否工件是否倾斜，所以加工出来的工件的精密度不高，废品率高，浪费成本也浪费了工期。

目前工厂在进行铣削作业时，作业步骤如下：首先，将产品放置在铣切机器上；然后，再人工按动启动按钮，铣切机器开始进行铣切加工作业；最后，当铣切作业动作完成后，人工手动将产品从铣切机器里取出，再进行下一步打包作业。

由于铣削作业需要高强度和高精密度工作状态，而产品需要人工放进去和取出来，所以如果铣切机器在铣切后没有自动还原复位制停，增加了作业人员在放入下一个工件时的工作危险；且当需要调整不同铣切角度的时候，一台铣切机器无法满足，从而购入多台铣切机器增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种解决铣削时受力而导致工件震动的问题，实现在工件在固定位置状态下进行铣切加工，从而提高加工的精密度。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种自动铣切设备，包括支撑定位单元、夹紧单元、升降单元、铣切单元，并通过电气控制单元控制驱动；所述支撑定位单位上放置待加工工件,通过夹紧单元夹紧；所述升降单元通过升降滚珠丝杠系统连接铣切单元，通过升降单元升降铣切单元至待加工工件的一侧进行铣切。

优选地，所述夹紧单元包括可拉伸结构的工装胀套和至少三组三角卡爪系统；所述支撑定位单元包括支撑块，所述支撑块的中心设有至少三组凸起的扩展块，所述每组扩展块上设有至少一根定位销；所述三组扩展块以支撑定位单元的圆心分散设置且顶部围成开口的结构，所述工装胀套的顶部穿套在该开口上，所述工装胀套的底部连接三组拉伸的三角卡爪系统，所述扩展块之间设有间距，所述三角卡爪系统设置在该间距之间。

优选地，所述三角卡爪系统包括高精度滑轨和型腔本体；所述型腔本体内设有高精度滑轨，所述型腔本体设置在两组扩展块的底部且型腔本体内的高精度滑轨设置在两组扩展块的间距之间并与工装胀套连接。

优选地，所述支撑定位单元的一侧设有防放置倾斜单元，所述防放置倾斜单元，所述防放置倾斜单元包括至少一组信号连接电气控制单元的气动位置传感器和安装在支撑定位单元的支撑块上的检测气管，通过检测气管检测工件是否到位和是否放置倾斜，并通过气动位置传感器信号传送至电气控制单元。

优选地，所述还包括原点复位单元，所述原点复位单元包括原点金属感应片和U型传感器；所述U型传感器安装在升降单元上，所述原点金属感应片安装在铣切单元上，所述U型传感器通过信号连接电气控制单元。

优选地，所述升降单元的底部安装设有位置调节单元，通过位置调节单元实现横向X轴、纵向Y轴调整。

优选地，所述位置调节单元包括底座，所述底座的顶部连接升降单元；所述位置调节单元包括横向X轴调节板块和纵向Y轴调节板块；所述底座由下至上依次安装纵向Y轴调节板块、横向X轴调节板块，所述升降单元固定在横向X轴调节板块上；所述横向X轴调节板块、纵向Y轴调节板块均包括调节垫板和螺丝杆调整机构，所述调节垫板连接螺丝杆调整机构，通过旋转螺丝杆调整调节垫板的移动位置。

优选地，所述夹紧单元的两侧分别设有碎屑收集单元，碎屑收集单元包括保护罩，连接块，气缸，滑轨和废料盒组成；所述夹紧单元的两侧分别设有一组滑轨，所述每组滑轨上通过连接块安装保护罩，保护罩包括左右对称的方盒，所述连接块连接气缸；所述保护罩下设有废料盒，所述废料盒与保护罩相通，用于回收废料。

本发明还提供了一种自动铣切设备的应用方法，步骤如下：

S1：根据铣刀磨损情况，位置调节单元通过调节螺丝杆控制铣刀横向X轴和纵向Y轴位置；

S2：设备开机后，利用原点复位单元，使铣刀处于设定的原点位置；

S3：设备复位完成后，把待加工工件放入到支撑定位单元，支撑平面与定位销确保产品铣削位置的准确、唯一；

S4：拨动设备一侧与开启键连接的启动拨杆，安装在支撑定位单元一侧的防放置倾斜单元开始检测，确保待加工工件与支撑块完全接触；检测产品放置准确后，夹紧单元通过工装胀套把产品涨紧，防止铣削时受力而产品震动；

S5：升降单元固定在位置调节单元上，开始由下往上运动，到达预设的位置进行铣切，确保能够加工到产品的两个位置；铣切单元固定在升降单元上，升降单元带动其由下往上运动时，铣切单元里的高速旋转铣刀对产品进行铣切；

同时，碎屑收集盒单元通过气缸带动由打开状态进入到闭合状态，防止铣削时的碎屑四处飞溅伤害到作业人员，同时也能有效的收集碎屑，方便清理碎屑；

S6：铣切完成后，再从上空载往下运动，直至设备恢复到原点位置，同时碎屑收集单元的门打开，产品加工完成。

本发明的自动铣切设备通过将铣切单元、升降单元、夹紧单元、支撑定位单元等各个单位分别连接电气控制系统，通过智能化的管控自动化实现待加工工件的铣切工作，且在铣切完成后，铣切停止工作，复位到原始位置，确保人员安全操作。

附图说明

图1为本发明提供的一种自动铣切设备中铣切的产品示意图；

图2为本发明提供的一种自动铣切设备的总装示意图；

图3为本发明提供的一种自动铣切设备中的原点复位单元的结构示意图；

图4为本发明提供的一种自动铣切设备中的支撑定位单元的结构示意图；

图5为本发明提供的一种自动铣切设备中的防放置倾斜单元的结构示意图；

图6为本发明提供的一种自动铣切设备中的夹紧单元的结构示意图；

图7为本发明提供的一种自动铣切设备中的碎屑收集单元的结构示意图；

图8为本发明提供的一种自动铣切设备中的升降单元的结构示意图；

图9为本发明提供的一种自动铣切设备中的铣切单元的结构示意图；

图10为本发明提供的一种自动铣切设备中的位置调节单元的结构示意图。

图中序号如下：

1、原点复位单元；1.1、原点金属感应片；1.2、U型传感器；

2、支撑定位单元；2.1、支撑块；2.2.1、细定位销；

2.2.2、粗定位销；

3、防放置倾斜单元；3.1、气动位置传感器；3.2、集装板；3.3、检测气管；

4、夹紧单元；4.1、工装胀套；4.2.1、高精度滑轨；4.2.2、型腔本体；4.2.3、检测传感器；

5、碎屑收集单元；5.1、保护罩；5.2、连接块；5.3、气缸；5.4、滑轨；5.5、废料盒；

6、升降单元；6.1、升降伺服电机；6.2.1、丝杆轴承；6.2.2、丝杆轴承固定块；6.2.3、滚珠丝杆；6.2.4、升降联轴器；6.3、极限传感器；6.4、升降单元固定座；

7、铣切单元；7.1、铣切电机；7.2、铣切联轴器；7.3、铣切轴承座；7.4、铣切卡头；7.5、铣刀；7.6、铣切单元固定块；7.7、铣切滑轨；

8、位置调节单元；8.1、横向X轴调节垫板；8.1.2、导向块； 8.1.3、螺丝杆；8.1.4、固定块；8.2、纵向Y轴调节垫板；

9、人机交互单元10、电气控制单元。

具体实施方式

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。

如图1所示，为本发明设备中使用的待加工工件；

如图2所示，为一种自动铣切设备，包括支撑定位单元2、夹紧单元4、升降单元6、铣切单元7，并通过电气控制单元10控制驱动；所述支撑定位单位2上放置待加工工件，通过夹紧单元4夹紧；所述升降单元6通过升降滚珠丝杠系统连接铣切单元7，通过升降单元6 升降铣切单元7至待加工工件的一侧进行铣切。

如图6所示，为夹紧单元4，所述夹紧单元4包括可拉伸结构的工装胀套4.1和三组三角卡爪系统；如图4所示，所述支撑定位单元 2包括支撑块2.1，所述支撑块2.1采用热处理材质，防止支撑块2.1 与产品接触而被磨损；所述支撑块2.1的中心设有三组凸起的扩展块 (三角卡爪系统和扩展块的数量相对应)，所述每组扩展块上设有至少一根定位销，定位销根据产品孔的直径分为细定位销2.2.1和粗定位销2.2.2，定位销做成锥形，方便放置产品；所述三组扩展块以支撑定位单元的圆心分散设置且三组扩展块顶部围成圆形的开口的结构，所述工装胀套4.1的顶部穿套在该圆形的开口上，所述可拉伸结构的工装胀套4.1的底部分别连接三组三角卡爪系统，所述相邻的两组扩展块之间设有间距；

三角卡爪系统包括高精度滑轨4.2.1、型腔本体4.2.2和检测传感器4.2.3；所述型腔本体4.2.2内设有高精度滑轨4.2.1，所述型腔本体4.2.2设置在两组扩展块的底部且型腔本体4.2.2内的高精度滑轨4.2.1设置在两组扩展块的间距之间并与工装胀套4.1连接；型腔本体4.2.2为气动元件，通过型腔里的气压变化带动高精度滑轨 4.2.1运动，能够确保锁付在高精度滑轨4.2.1上面的工装胀套4.1 打开后，工装胀套4.1上的拉伸结构运动距离一致，确保夹紧工件后的中心与设备设定位置同心；高精度滑轨4.2.1下方设有检测传感器4.2.3，所述检测传感器4.2.3用于检测高精度滑轨4.2.1是否到位，给电气控制单元的电气控制单元发出到位信号，进行下一步动作，也能有效的防止高精度滑轨带动胀套不到位，导致产品涨紧不稳现象。

支撑定位单元2的一侧设有防放置倾斜单元3，如图5所示，所述防放置倾斜单元包括至少三组与电气控制单元信号连接的气动位置传感器3.1和安装在支撑定位单元的支撑块2.1上的检测气管3.3，通过检测气管3.3检测工件是否到位和是否放置倾斜，并通过气动位置传感器3.1信号传送至电气控制单元；气动位置传感器3.1通过集装板3.2安装在支撑定位单元的前侧。

如图8和图9所示，为升降单元6和铣切单元7，所述升降单元 6通过升降滚珠丝杠系统连接铣切单元7；还包括原点复位单元1，如图3所示，所述原点复位单元1包括原点金属感应片1.1和U型传感器1.2；所述U型传感器1.2安装在升降单元6上，所述原点金属感应片1.1安装在铣切单元7上，所述U型传感器1.2通过信号连接电气控制单元；当U型传感器1.2感应到铣切单元7上的原点金属感应片1.1时，电气控制单元控制升降单元6停止工作，将此处定义为铣刀的原点位置；每铣切工作一次，升降单元6带动铣切单元7向下运动，当升降单元6上的U型传感器1.2感应到铣切单元7上的原点金属感应片1.1时，铣刀都会实现复位回到原点位置；

所述升降单元6包括升降单元固定座6.4，所述升降单元固定座 6.4的顶部固定连接升降伺服电机6.1，所述升降伺服电机6.1连接升降滚珠丝杠系统，升降滚珠丝杠系统升降连接铣切单元；通过利用伺服电机运动速度可调得特点，在铣切时受力较大情况下降低上升速度，在空载时提高运动速度，应用不同的速度，提高了生产加工效率；

所述升降滚珠丝杠系统包括丝杆轴承6.2.1、丝杆轴承固定块 6.2.2、滚珠丝杆6.2.3和升降联轴器6.2.4；所述升降伺服电机6.1 通过升降联轴器6.2.4连接滚珠丝杆6.2.3；所述滚珠丝杆6.2.3的两端分别穿套连接丝杆轴承固定块6.2.2，且丝杆轴承固定块6.2.2 内的滚珠丝杆6.2.3上套设有丝杆轴承6.2.1，丝杆轴承6.2.1安装在上下丝杆轴承固定块上，其作用保证滚珠丝杆能够回转；所述滚珠丝杆6.2.3能够把伺服电机的回转转化为直线运动，利用其高精度、可逆性、高效率的特点满足实际加工使用要求；

所述铣切单元包括铣切电机7.1、铣切联轴器7.2、铣切轴承座 7.3、铣切卡头7.4、铣刀7.5和铣切单元固定块7.6；所述铣切电机7.1 通过铣切联轴器7.2连接带铣刀7.5的铣切卡头7.4，所述铣切卡头 7.4穿套在铣切轴承座7.3上，铣切轴承座7.3通过铣切单元固定块 7.6连接升降滚珠丝杠系统。

进一步，所述升降滚珠丝杠系统的一侧设有铣切滑轨7.7，所述铣切滑轨7.7通过连接块连接铣切单元，所述铣切滑轨7.7用于导向铣切单元移动。

进一步，所述铣切滑轨7.7的上下两端分别设有极限传感器6.3，所述极限传感器6.3用于防止防止滚珠丝杆6.2.3带动铣切单元超出设定的滑动范围，其作用能够及时的监测和阻断设备出现的异常运动。

进一步，如图10所示，所述升降单元固定座6.4的底部安装有位置调节单元8，通过位置调节单元8实现横向X轴、纵向Y轴调整；位置调节单元8包括横向X轴调节垫板8.1和Y轴调节垫板8.2；所述底座由下至上依次设有纵向Y轴调节垫板8.2、横向X轴调节垫板 8.1，所述升降单元1固定在横向X轴调节垫板8.1上；所述横向X 轴调节垫板8.1、纵向Y轴调节垫板8.2均连接螺丝杆调整机构，通过旋转螺丝杆调整调节垫板的移动位置；

所述螺丝杆调整机构包括螺丝杆8.1.3和固定块8.1.4，所述螺丝杆8.1.3一端螺纹穿设在固定块8.1.4上；所述调节垫板包括X轴调节垫板8.1和Y轴调节垫板8.2；

所述横向X轴调节垫板对应的固定块8.1.4固定在纵向Y轴调节垫板上，所述螺丝杆8.1.3的一端锁紧在X轴调节垫板8.1的一侧，所述螺丝杆8.1.3的另一端螺纹穿设在固定块8.1.4上，通过旋拧固定块8.1.4上的螺丝杆8.1.3，带动X轴调节垫板8.1沿X轴方向移动；所述纵向Y轴调节垫板8.2对应的固定块8.1.4固定在底座上，所述螺丝杆5.1.3的一端锁紧在Y轴调节垫板8.2的一侧，所述螺丝杆8.1.3的另一端螺纹穿设在固定块8.1.4上，通过旋拧固定块8.1.4 上的螺丝杆8.1.3，带动Y轴调节垫板8.2沿Y轴方向移动(所述纵向Y轴调节垫板8.2的调节方式与横向X轴调节垫板相同，实现纵向 Y轴调节垫板8.2沿Y轴方向移动。)

进一步，所述X轴调节垫板8.1和Y轴调节垫板8.2的两侧均分别设有一组导向块8.1.2，所述导向块8.1.2用于引导X轴调节垫板 8.1在移动时的方向。

进一步，所述X轴调节垫板5.1.1和Y轴调节垫板5.2上设有腰形孔，通过螺栓穿设在腰形孔内，来固定调整垫板的位置。

进一步，如图7所示，夹紧单元4的两侧分别设有碎屑收集单元5，碎屑收集单元5包括保护罩5.1，连接块5.2，气缸5.3，滑轨5.4 和废料盒5.5组成；所述夹紧单元4的两侧分别设有一组滑轨5.4，所述每组滑轨5.4上通过连接块5.2安装保护罩5.1，保护罩5.1包括左右对称的方盒，所述连接块5.2连接气缸5.3；所述保护罩5.1 下设有废料盒5.5，所述废料盒5.5与保护罩5.1相通，用于回收废料；当启动拨杆后，气缸通过带动锁付在连接块上的保护罩闭合，在铣切过程中，飞溅的废屑被保护罩阻挡到废料盒里，铣削完成后，气缸带动保护罩打开。所述保护罩5.1锁付在连接块上，保护罩5.1分为左右对称的方盒，其上面的部分设计为可目视的板材，目的让作业人员监测加工时出现异常情况，同时保护罩也能有效的阻挡铁屑的飞溅；所述连接块5.2连接保护罩与气缸，并与滑轨连接；所述气缸 5.3固定在工作平台上，带动连接块左右运动；所述滑轨5.4锁付在工作平台上，与连接块锁付，能确保运动稳定；所述废料盒5.5放置在保护盒底部，可回收铣切掉的废屑。

本发明的一种自动铣切设备的应用方法，步骤如下：

S1：根据铣刀磨损情况，位置调节单元8通过调节螺丝杆控制铣刀横向X轴和纵向Y轴位置；

S2：设备开机后，利用原点复位单元1，使铣刀处于设定的原点位置；

S4：设备复位完成后，把待加工工件放入到支撑定位单元2，支撑平面与定位销确保产品铣削位置的准确、唯一；

S5：拨动设备一侧与开启键连接的启动拨杆，安装在支撑定位单元2一侧的防放置倾斜单元3开始检测，确保待加工工件与支撑块 2.1完全接触；检测产品放置准确后，夹紧单元4通过工装胀套4.1 把产品涨紧，防止铣削时受力而产品震动；

S6：升降单元6固定在位置调节单元8上，开始由下往上运动，到达预设的位置进行铣切，确保能够加工到产品的两个位置；铣切单元7固定在升降单元上，升降单元带动其由下往上运动时，铣切单元里的高速旋转铣刀对产品进行铣切；

同时，碎屑收集盒单元5通过气缸带动由打开状态进入到闭合状态，防止铣削时的碎屑四处飞溅伤害到作业人员，同时也能有效的收集碎屑，方便清理碎屑；

S7：铣切完成后，再从上空载往下运动，直至设备恢复到原点位置，同时碎屑收集单元的门打开，产品加工完成。

本发明还安装了与电气控制单元连接的人机交互单元9，通过人机交互单元9设定了铣刀寿命，当达到设定值后，设备屏幕会有提示需更换铣刀，避免了由于铣刀磨损没有更换影响产品加工品质；电气控制单元10是设备的控制系统，通过接受信号、发出信号，支配设备的各个动作正常运行。

本发明的自动铣切设备通过将铣切单元、升降单元、夹紧单元、支撑定位单元等各个单位分别连接电气控制系统，通过智能化的管控自动化实现待加工工件的铣切工作，且在铣切完成后，铣切停止工作，复位到原始位置，确保人员安全操作。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。