一种石墨卡瓣全自动加工设备及加工方法
阅读说明：本技术 一种石墨卡瓣全自动加工设备及加工方法 (Full-automatic machining equipment and machining method for graphite clamping flap ) 是由 黄海 李民 于 2021-01-07 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种石墨卡瓣全自动加工设备及加工方法,包括两组并排设置的自动车床,还包括自动送料机构与自动装卸料机构,通过利用自动送料机构配合自动装卸料机构,实现石墨坯料的自动抓取上装、切换及卸料,并且考虑到不同规格石墨卡瓣的加工,通过设置中转平台,使得在切换过程中,可以调节抓取的位置,便于长度较短的石墨坯料的加工,无需中途停机调整,整个加工过程更加的流畅,解决了现有石墨卡瓣手动上料加工效率低下,品质参差不一的技术问题。(The invention provides full-automatic processing equipment and a processing method for graphite clamping flaps, which comprise two groups of automatic lathes arranged side by side, and further comprise an automatic feeding mechanism and an automatic loading and unloading mechanism, wherein the automatic feeding mechanism is matched with the automatic loading and unloading mechanism to realize automatic grabbing, loading, switching and unloading of graphite blanks, and in consideration of processing of graphite clamping flaps with different specifications, a transfer platform is arranged, so that the grabbing position can be adjusted in the switching process, the processing of graphite blanks with shorter lengths is facilitated, the midway stopping and adjustment are not needed, the whole processing process is smoother, and the technical problems of low manual loading and processing efficiency and different quality of the conventional graphite clamping flaps are solved.)
技术领域
本发明涉及石墨卡瓣加工技术领域，具体为一种石墨卡瓣全自动加工设备及加工方法。
背景技术
目前行业通用的石墨卡瓣及相关小件的加工普遍采用CNC自动车床和小型普通车床单独加工的方式。小件产品在这样的加工方式上整体的加工效率不高，且对操作人员的技能水平有较高要求，必须具备相应的操作资质才能上岗。
所以上述方式有以下几个缺点：
1、因卡瓣数量大，单台设备进行加工时，重复动作多，劳动强度大。
2、生产所需操作人员要求高，人员数量大。
3、操作人员易疲劳，为事故隐患，从而引发各种安全质量事故。
4、单机加工上下取料、过程搬运耗费时间长，造成制造成本高。
5、半成品在过程搬运中易碰损、造成合格率低。
6、因操作人员素质不一，易发生生产质量不一的问题。
针对上述情况，亟需一种自动化上下料机构，配合普通CNC车床共同组成一套自动化生产线，以克服上述缺点，实现高效安全保质的生产目的。
在专利号为CN201510118129.7的中国专利中，公开了及一种石墨制品的加工方法及专用刀具，特别是一种多晶硅生产用石墨卡帽及卡瓣的加工方法及专用刀具；本发明的技术方案是：一种多晶硅生产用石墨卡帽及卡瓣的加工方法，该方法的生产工艺为切槽、掏芯材、取出芯材后精加；掏芯材专用刀具包括刀杆和焊接在刀杆头部的刀片，其特征在于上述刀杆是由刀柄和固定在刀柄一端的刀杆组成，在刀杆头部固定有人造金刚石的刀片。
但是，上述专利公开的专利并未提及运用于石墨卡瓣加工的全自动加工设备。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种石墨卡瓣全自动加工设备及加工方法，通过利用自动送料机构配合自动装卸料机构，实现石墨坯料的自动抓取上装、切换及卸料，并且考虑到不同规格石墨卡瓣的加工，通过设置中转平台，使得在切换过程中，可以调节抓取的位置，便于长度较短的石墨坯料的加工，无需中途停机调整，整个加工过程更加的流畅，解决了现有石墨卡瓣手动上料加工效率低下，品质参差不一的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种石墨卡瓣全自动加工设备，包括两组并排设置的自动车床，该自动车床分别为自动车床A及自动车床B，还包括：
自动送料机构，所述自动送料机构设置于两组的所述自动车床之间，该自动送料机构包括平行设置的输入通道与输出通道，所述输入通道输入待加工的石墨料坯，所述输出通道输出加工完成的卡瓣半成品；以及
自动装卸料机构，所述自动装卸料机构包括安装支架、滑动安装于安装支架上的抓料头组件及中转平台，所述抓料头组件往复滑动于两组的所述自动车床之间，所述抓料头组件自所述输入通道的输出端夹取所述石墨料坯后，将该石墨料坯转移并依次由所述自动车床A及自动车床B分别加工两侧端部后，由所述抓料头组件抓取置于所述输出通道内输出，所述中转平台安装于所述抓料头组件往复滑动于两组的所述自动车床之间的路径上，该中转平台用于承载所述自动车床A加工后的石墨料坯，且该中转平台上设置有对所述石墨料坯进行定位的凹槽。
作为改进，所述输入通道朝向所述自动车床倾斜向下设置，所述输出通道朝向所述自动车床倾斜向上设置。
作为改进，所述输入通道的输出端处设置有对待所述抓料头组件抓取的石墨料坯进行抬升定位的定位组件。
作为改进，所述定位组件包括：
抬升板，所述抬升板沿竖直方向升降安装于所述输入通道的输出端处，该抬升板上开设有V形的定位槽，该定位槽沿所述输入通道的宽度方向设置，且该定位槽用于承载所述石墨料坯；
抬升驱动器，所述抬升驱动器安装于所述抬升板的下方，该抬升驱动器推动所述抬升板抬升；
定位驱动器，所述定位驱动器安装于所述抬升板的一侧，该定位驱动器侧推定位杆对所述抬升板上的石墨料坯进行定位；以及
定位板，所述定位板正对所述定位驱动器设置于所述抬升板的另一侧。
作为改进，所述输出通道的输出端处设置有对卡瓣半成品进行阻挡限位的阻挡板。
作为改进，所述抓料头组件包括两组并排设置的气动抓手单元，该气动抓手单元用于抓取所述石墨料坯，且两组的所述气动抓手单元旋转切换设置。
作为改进，所述抓料头组件还包括带动所述气动抓手单元分别沿X、Y及Z轴方向进行移动的驱动单元A、驱动单元B及驱动单元C，所述驱动单元A通过滑动板滑动安装于所述安装支架上，该驱动单元A通过升降板带动所述驱动单元C沿X轴方向移动；所述驱动单元B沿所述安装支架的长度方向设置，该驱动单元B沿Y轴方向驱动所述驱动单元A移动，所述驱动单元C沿Z轴方向驱动所述气动抓手单元升降移动。
作为改进，所述驱动单元A、驱动单元B及驱动单元C均为直线电机。
作为改进，所述凹槽呈V形设置，该凹槽长度方向的一端部设置有阻挡定位的定位块。
一种基于上述的一种石墨卡瓣全自动加工设备的加工方法，包括以下步骤：
步骤一、输入，将石墨坯料置入输入通道的输入端，该石墨坯料沿所述输入通道的坡度，滚动至位于所述输入通道输出端处的抬升板上的定位槽内；
步骤二、抬升定位，位于所述抬升板下方的抬升驱动器带动所述抬升板抬升，待所述抬升板抬升至正对定位板时，位于抬升板另一侧的定位驱动器启动，通过定位杆将所述抬升板上的石墨坯料推送至与所述定位板抵触定位；
步骤三、抓取转移，石墨坯料完成抵触定位后，由上方的抓料头组件中的气动抓手单元进行抓取，并将该石墨坯料转移至自动车床A处上装，由该自动车床A对所述石墨坯料进行端部的车削加工；
步骤四、调整，当所述石墨坯料的长度L与自动车床固定石墨坯料的装夹长度L1及自动车床的车削加工长度L2满足关系：L＜L1+2L2时，所述自动车床A加工完的石墨坯料由所述气动抓手单元抓取后，转移至中转平台上的凹槽放置，且该石墨坯料端部与定位块抵触，所述气动抓手单元移动调节后再次抓取所述石墨坯料，使所述石墨坯料已完成加工端部露出，且露出长度L3满足：L3≥L1，所述气动抓手单元抓取的石墨坯料转移至自动车床B处上装，对所述石墨坯料的未加工端部进行车削加工；
步骤五、中转，当所述石墨坯料的长度L与自动车床固定石墨坯料的装夹长度L1及自动车床的车削加工长度L2满足关系：L≥L1+2L2时，直接跳过步骤四，所述自动车床A加工完的石墨坯料由所述气动抓手单元对中抓取后，转移至自动车床B处上装，对所述石墨坯料的未加工端部进行车削加工；以及
步骤五，输出，所述自动车床B加工完成型的卡瓣半成品由所述气动抓手单元抓取后置于输出通道的输入端，该卡瓣半成品沿所述输出通道的坡度，滚动至位于所述输出通道输出端处由阻挡板阻挡限位。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明通过利用自动送料机构配合自动装卸料机构，实现石墨坯料的自动抓取上装、切换及卸料，并且考虑到不同规格石墨卡瓣的加工，通过设置中转平台，使得在切换过程中，可以调节抓取的位置，便于长度较短的石墨坯料的加工，无需中途停机调整，整个加工过程更加的流畅，解决了现有石墨卡瓣手动上料加工效率低下，品质参差不一的技术问题；
(2)本发明利用输入通道实现圆柱形的石墨坯料逐一、有序的输送，并通过输出端处设置的定位组件逐一的进行抬升，并进行定位，使得抓料头组件在对石墨坯料进行抓取时，不会与后一待抓取的石墨坯料发生干涉，并且抓料头组件每次抓取的位置一致，便于后续对自动车床的精准上装，保证了自动加工的一致性与高品质；
(3)本发明利用输出通道将完成加工的卡瓣半成品进行逐一、有序的输出，使得卡瓣半成品在输出通道内进行有序的堆叠，不会出现卡瓣半成品因中转排列问题带来的卡瓣半成品品质损坏的问题；
(4)本发明在设计抓料头组件时，抓料头组件包含有两组气动抓手单元，利用其中一组的气动抓手单元抓取石墨坯料对自动车床进行上料，同步的利用另一组空白的气动抓手单元抓取自动车床上已经完工的石墨坯料，一次行程完成两组动作，更加节省时间，提高加工效率。
综上所述，本发明具有加工效率高、自动化程度高、加工品质高等优点，尤其适用于石墨卡瓣加工技术领域。
附图说明
图1为本发明立体结构示意图；
图2为本发明局部结构示意图；
图3为本发明自动送料机构立体结构示意图；
图4为本发明定位组件安装位置示意图；
图5为本发明定位组件立体结构示意图；
图6为本发明自动装卸料机构立体结构示意图；
图7为本发明自动装卸料机构局部结构示意图；
图8为本发明实施例二工艺流程示意图。
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。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。
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。
实施例一：
如图1至图7所示，一种石墨卡瓣全自动加工设备，包括两组并排设置的自动车床1，该自动车床1分别为自动车床A11及自动车床B12，还包括：
自动送料机构2，所述自动送料机构2设置于两组的所述自动车床1之间，该自动送料机构2包括平行设置的输入通道21与输出通道22，所述输入通道21输入待加工的石墨料坯211，所述输出通道22输出加工完成的卡瓣半成品；以及
自动装卸料机构3，所述自动装卸料机构3包括安装支架31、滑动安装于安装支架31上的抓料头组件32及中转平台33，所述抓料头组件32往复滑动于两组的所述自动车床1之间，所述抓料头组件32自所述输入通道21的输出端夹取所述石墨料坯211后，将该石墨料坯211转移并依次由所述自动车床A11及自动车床B12分别加工两侧端部后，由所述抓料头组件32抓取置于所述输出通道22内输出，所述中转平台33安装于所述抓料头组件32往复滑动于两组的所述自动车床1之间的路径上，该中转平台33用于承载所述自动车床A11加工后的石墨料坯211，且该中转平台33上设置有对所述石墨料坯211进行定位的凹槽331。
进一步的，所述输入通道21朝向所述自动车床1倾斜向下设置，所述输出通道21朝向所述自动车床1倾斜向上设置。
更进一步的，所述输出通道22的输出端处设置有对卡瓣半成品进行阻挡限位的阻挡板221。
需要说明的是，在进行加工时，将石墨坯料211置入输入通道21的输入端，该石墨坯料211沿所述输入通道21的坡度，滚动至位于所述输入通道21输出端处的抬升板231上的定位槽232内，位于所述抬升板231下方的抬升驱动器233带动所述抬升板231抬升，待所述抬升板231抬升至正对定位板236时，位于抬升板231另一侧的定位驱动器234启动，通过定位杆235将所述抬升板231上的石墨坯料211推送至与所述定位板236抵触定位，石墨坯料211完成抵触定位后，由上方的抓料头组件32中的气动抓手单元321进行抓取，并将该石墨坯料211转移至自动车床A11处上装，由该自动车床A11对所述石墨坯料211进行端部的车削加工，当所述石墨坯料211的长度L与自动车床1固定石墨坯料的装夹长度L1及自动车床1的车削加工长度L2满足关系：L＜L1+2L2时，所述自动车床A11加工完的石墨坯料211由所述气动抓手单元321抓取后，转移至中转平台33上的凹槽331放置，且该石墨坯料211端部与定位块332抵触，所述气动抓手单元321移动调节后再次抓取所述石墨坯料211，使所述石墨坯料211已完成加工端部露出，且露出长度L3满足：L3≥L1，所述气动抓手单元321抓取的石墨坯料211转移至自动车床B12处上装，对所述石墨坯料211的未加工端部进行车削加工，而当所述石墨坯料211的长度L与自动车床1固定石墨坯料的装夹长度L1及自动车床1的车削加工长度L2满足关系：L≥L1+2L2时，直接跳过中转平台3，所述自动车床A11加工完的石墨坯料211由所述气动抓手单元321对中抓取后，转移至自动车床B12处上装，对所述石墨坯料211的未加工端部进行车削加工,所述自动车床B12加工完成型的卡瓣半成品由所述气动抓手单元321抓取后置于输出通道22的输入端，该卡瓣半成品沿所述输出通道22的坡度，滚动至位于所述输出通道22输出端处由阻挡板221阻挡限位。
在此，需要强调的是，在满足跳过中转平台3的条件时，气动抓手单元321在从自动车床A11上抓取石墨坯料211时，需要进行对中抓取，抓取的部位必须位于石墨坯料21的中部，这样才能保证在极端条件下，石墨坯料211仍能上装到自动车床B12上。
进一步说明的是，输入通道21靠近自动车床A11设置，输出通道22靠近自动车床B12设置，自动车床A11与自动车床B12均依靠气动夹盘装夹石墨坯料211。
如图3至图5所示，作为一种优选的实施方式，所述输入通道21的输出端处设置有对待所述抓料头组件32抓取的石墨料坯211进行抬升定位的定位组件23。
进一步的，所述定位组件23包括：
抬升板231，所述抬升板231沿竖直方向升降安装于所述输入通道21的输出端处，该抬升板231上开设有V形的定位槽232，该定位槽232沿所述输入通道21的宽度方向设置，且该定位槽232用于承载所述石墨料坯211；
抬升驱动器233，所述抬升驱动器233安装于所述抬升板231的下方，该抬升驱动器233推动所述抬升板231抬升；
定位驱动器234，所述定位驱动器234安装于所述抬升板231的一侧，该定位驱动器234侧推定位杆235对所述抬升板231上的石墨料坯211进行定位；以及
定位板236，所述定位板236正对所述定位驱动器234设置于所述抬升板231的另一侧。
需要说明的是，采用定位组件23对待抓取的石墨料坯211进行抬升定位，一方面是考虑到在抓取石墨坯料211时，下一待抓取的石墨料坯211会与气动抓手单元321发生干涉，出现损坏，另一方面，是每次抓取前，通过定位驱动器234的推送定位，可以保证抓取部位的一致性，提高产品加工的品质。
如图7所示，作为一种优选的实施方式，所述抓料头组件32包括两组并排设置的气动抓手单元321，该气动抓手单元321用于抓取所述石墨料坯211，且两组的所述气动抓手单元321旋转切换设置。
进一步的，所述抓料头组件32还包括带动所述气动抓手单元321分别沿X、Y及Z轴方向进行移动的驱动单元A322、驱动单元B323及驱动单元C324，所述驱动单元A322通过滑动板325滑动安装于所述安装支架31上，该驱动单元A322通过升降板326带动所述驱动单元C322沿X轴方向移动；所述驱动单元B323沿所述安装支架31的长度方向设置，该驱动单元B323沿Y轴方向驱动所述驱动单元A322移动，所述驱动单元C324沿Z轴方向驱动所述气动抓手单元321升降移动。
并且，所述驱动单元A322、驱动单元B323及驱动单元C324均为直线电机。
如图2所示，作为一种优选的实施方式，所述凹槽331呈V形设置，该凹槽331长度方向的一端部设置有阻挡定位的定位块332。
需要说明的是，在石墨坯料211进行中转的过程中，由于长度太短，无法满足自动车床B12的装夹时，可以将石墨坯料211放置到凹槽331内，使石墨坯料211的一端抵住定位块332定位后，抓料头组件32释放后，通过驱动单元B323的移动，调整抓料头组件32的抓取位置，达到满足自动车床B12的装夹的目的。
实施例二：
如图8所示，一种基于实施例一任所述的一种石墨卡瓣全自动加工设备的加工方法，包括以下步骤：
步骤一、输入，将石墨坯料211置入输入通道21的输入端，该石墨坯料211沿所述输入通道21的坡度，滚动至位于所述输入通道21输出端处的抬升板231上的定位槽232内；
步骤二、抬升定位，位于所述抬升板231下方的抬升驱动器233带动所述抬升板231抬升，待所述抬升板231抬升至正对定位板236时，位于抬升板231另一侧的定位驱动器234启动，通过定位杆235将所述抬升板231上的石墨坯料211推送至与所述定位板236抵触定位；
步骤三、抓取转移，石墨坯料211完成抵触定位后，由上方的抓料头组件32中的气动抓手单元321进行抓取，并将该石墨坯料211转移至自动车床A11处上装，由该自动车床A11对所述石墨坯料211进行端部的车削加工；
步骤四、调整，当所述石墨坯料211的长度L与自动车床1固定石墨坯料的装夹长度L1及自动车床1的车削加工长度L2满足关系：L＜L1+2L2时，所述自动车床A11加工完的石墨坯料211由所述气动抓手单元321抓取后，转移至中转平台33上的凹槽331放置，且该石墨坯料211端部与定位块332抵触，所述气动抓手单元321移动调节后再次抓取所述石墨坯料211，使所述石墨坯料211已完成加工端部露出，且露出长度L3满足：L3≥L1，所述气动抓手单元321抓取的石墨坯料211转移至自动车床B12处上装，对所述石墨坯料211的未加工端部进行车削加工；
步骤五、中转，当所述石墨坯料211的长度L与自动车床1固定石墨坯料的装夹长度L1及自动车床1的车削加工长度L2满足关系：L≥L1+2L2时，直接跳过步骤四，所述自动车床A11加工完的石墨坯料211由所述气动抓手单元321对中抓取后，转移至自动车床B12处上装，对所述石墨坯料211的未加工端部进行车削加工；以及
步骤五，输出，所述自动车床B12加工完成型的卡瓣半成品由所述气动抓手单元321抓取后置于输出通道22的输入端，该卡瓣半成品沿所述输出通道22的坡度，滚动至位于所述输出通道22输出端处由阻挡板221阻挡限位。
需要说明的是，在步骤三中，在一组气动抓手单元321抓取石墨坯料211上装到自动车床A11上时，另一组的气动抓手单元321空白设置，空白设置的气动抓手单元321先从自动车床A11夹取已经完成加工的石墨坯料211，再由另一组的气动抓手单元321将未加工的石墨坯料211上装到自动车床A11的气动夹盘上，之后，再由自动装卸料机构带动自动车床A11已经完成加工的石墨坯料211转移到自动车床B12上，由自动车床B12完成石墨坯料211另一端部的车削加工，同理的，另一组已经空白的气动抓手单元321就可以从动车床B12上抓取已经完成加工的卡瓣半成品，有效的提高了加工效率，且往返行程次数大大减少。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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