一种数控机床智能化升级改造系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及智能装备技术领域，具体涉及一种数控机床智能化升级改造系统。


背景技术：

[0002]
数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，该程序控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。英文简称cnc，又称数控机床、数控车床。目前，cnc的加工普遍采用人工上料、人工装夹和人工下料。单台cnc机床加工需要配置1人，需要较大的人力资源；工人频繁、单一作业劳动强度大，容易产生疲劳，从而导致装夹不牢、定位不准等问题，容易引发工件返工和报废等问题；人工在cnc机床上下料时，经常有刺屑刮伤的事故发生，且切削液有一定的腐蚀性，影响操作工人健康。
[0003]
数控机床是制造业应用最广泛、数量最多的机械设备，对广大工业企业的生产与发展起到了极其重要的作用。在当前倡导“工业4.0”与“中国制造2025”战略的背景下，智能化制造已成为制造业发展的方向，而传统的数控机床已无法满足现代企业智能化生产的需要。因此，推动智能化技术改造尤为重要，对传统的数控机床进行智能化升级改造已成为一项十分重要的工作。


技术实现要素：

[0004]
针对现有技术存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种数控机床智能化升级改造系统。
[0005]
本实用新型提供了一种用于制造三维物体的工作腔体，包括数控机床、工业机器人、平口钳、在线测量装置和料架，所述数控机床发出控制指令，由工业机器人协助完成工件的上料、下料及搬运工作，在线测量装置包括质检测量头和信号接收器，所述质检测量头安装在数控机床的刀柄上，由所述控制指令控制，实现工件位置的自动测量，所述信号接收器安装在数控机床的本体上，接收来自质检测量头的信号，所述平口钳安装在数控机床的工作台上，用于完成工件的夹紧和松开，所述料架包括毛坯位和成品位，分别用于存放待加工毛坯和加工好的成品。
[0006]
作为本实用新型的进一步优选方案，所述工业机器人设有手爪，用于实现对工件的夹持和松紧。
[0007]
作为本实用新型的进一步优选方案，所述数控机床设有安全门，所述安全门由气缸驱动，在所述控制指令的控制下，完成对整个数控机床安全保护工作。
[0008]
作为本实用新型的进一步优选方案，所述数控机床设有刀库，所述刀库中的每把刀柄均设有质检测量头。
[0009]
作为本实用新型的进一步优选方案，所述数控机床具体为kvc650立式加工中心。
[0010]
作为本实用新型的进一步优选方案，所述工业机器人为abb工业机器人。
[0011]
作为本实用新型的进一步优选方案，所述平口钳为精密气动平口钳，其最大加持力为5000kg。
[0012]
本实用新型的一种数控机床智能化升级改造系统具有以下有益效果：
[0013]
数控机床作为智能制造单元的控制核心，所有控制指令由数控机床发出，工业机器人协助完成工件的上、下料及搬运工作，在线测量装置包括两部分，质检测量头和信号接收器，质检测量头安装在数控机床的刀柄上，由控制指令控制实现自动测量，信号接收器安装在机床本体上，接收来自质检测量头的信号，在线测量装置对工件进行自动检测，配置自动刀具检测系统，构造成一个基本的智能制造单元，平口钳完成工件的夹紧和松开，料架存放待加工毛坯和加工好的成品，实现了对工件加工过程的智能化控制，将工业机器人与数控机床有机结合起来，使数控机床的智能化水平大幅提升，可应用于学校实验实训，以便省工省力、提高效率，保证质量，满足学校智能制造的教学要求。
附图说明
[0014]
图1为本实用新型一种数控机床智能化升级改造系统的结构布局示意图；
[0015]
图2为本实用新型一种数控机床智能化升级改造系统的工作原理框图。
具体实施方式
[0016]
为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0017]
如图1所示，本实用新型提供了一种用于制造三维物体的工作腔体，包括数控机床、工业机器人、平口钳、在线测量装置和料架，数控机床发出控制指令，由工业机器人协助完成工件的上料、下料及搬运工作，在线测量装置包括质检测量头和信号接收器，质检测量头安装在数控机床的刀柄上，由控制指令控制，实现工件位置的自动测量，信号接收器安装在数控机床的本体上，接收来自质检测量头的信号，平口钳安装在数控机床的工作台上，用于完成工件的夹紧和松开，料架包括毛坯位和成品位，分别用于存放待加工毛坯和加工好的成品。
[0018]
在本实用新型中，工业机器人设有手爪，用于实现对工件的夹持和松紧。
[0019]
进一步地，数控机床设有安全门，安全门由气缸驱动，在控制指令的控制下，完成对整个数控机床安全保护工作。
[0020]
进一步地，数控机床设有刀库，刀库中的每把刀柄均设有质检测量头。
[0021]
优选地，数控机床具体为kvc650立式加工中心。
[0022]
优选地，工业机器人为abb工业机器人。
[0023]
优选地，平口钳为精密气动平口钳，其最大加持力为5000kg。
[0024]
为便于高等院校的实验实训数控机床教学设备改造更好实施，本申请对于数控机床、工业机器人、平口钳和在线测量装置选用，优选了一个实施方案，各个设备的参数和选用标准具体如下：
[0025]
1、kvc650立式加工中心
[0026]
kvc650型加工中心是三轴控制数控机床，可控制x、y、z三轴联动进行直线插补、圆弧插补。该机床配备有自动换刀装置，刀库容量为10把刀具。可自动连续地进行钻、铣、镗、攻丝加工和轮廓的粗、精加工。
[0027]
该机床选配fanuc 0imb数控系统。
[0028]
主要规格参数如下：
[0029]
(1)工作台纵向行程650mm；
[0030]
(2)工作台横向行程450mm；
[0031]
(3)主轴箱垂直行程500mm；
[0032]
(4)主轴转速范围60～6000r/min；
[0033]
(5)主轴锥孔bt40；
[0034]
(6)进给速度(x,y,z)5～8000mm/min；
[0035]
(7)快速移动速度(x,y,z)10000mm/min；
[0036]
(8)主电机功率5.5/7.5kw；
[0037]
(9)斗笠式刀库容量10把。
[0038]
2、abb工业机器人
[0039]
采用的工业机器人型号为irb1600，主要技术参数为：
[0040]
(1)承重能力：荷重6kg；
[0041]
(2)工作范围：到达距离1.2m；
[0042]
(3)位置重复精度0.02mm；
[0043]
(4)关节数量6。
[0044]
3、气动精密平口钳
[0045]
气动精密平口钳安装在加工中心工作台上，用于自动装夹待加工工件。
[0046]
(1)规格：6吋；
[0047]
(2)工作原理：气液增压；
[0048]
(3)气源压力：0.7mpa；
[0049]
(4)最大夹紧力：5000kg(可调)。
[0050]
4、在线测量装置
[0051]
在线测量装置的测头部分安装在刀库中，通过换刀实现测头的调用，通过数控机床编程进行测量，检测工件是否合格。
[0052]
如图2所示，本实用新型主要解决的技术问题是提供一种数控机床智能化升级改造系统，数控机床作为智能制造单元的控制核心，所有控制指令由数控机床发出，工业机器人协助完成工件的上、下料及搬运工作，在线测量装置包括两部分，质检测量头和信号接收器，质检测量头安装在数控机床的刀柄上，由控制指令控制实现自动测量，信号接收器安装在机床本体上，接收来自质检测量头的信号，在线测量装置对工件进行自动检测，配置自动刀具检测系统，构造成一个基本的智能制造单元，平口钳完成工件的夹紧和松开，料架存放待加工毛坯和加工好的成品，实现了对工件加工过程的智能化控制，将工业机器人与数控机床有机结合起来，使数控机床的智能化水平大幅提升，可应用于学校实验实训，以便省工省力、提高效率，保证质量，满足学校智能制造的教学要求。
[0053]
需要说明的是，本实用新型的说明书及其附图中给出了本实用新型的较佳的实施方式，但是，本实用新型可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施方式，这些实施方式不作为对本实用新型内容的额外限制，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施方式，均视为本实用新型说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

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