长轴类数控车加工自动上下料系统开发袁平陈洁杜勇奕袁钢（常州数控技术研究所江苏常州213164）摘要：面对现今社会的人力成本不断增加、以及采购方不断压低成本，批量型的加工企业日 趋希望加工设备智能化、无人化，本文应某机床企业要求，针对数控车床进行改造，配套上 下料机构，以实现加工产品的自动上下料本文从设计方案入手，深入阐述了数控车床上料 和下料机构，以及控制系统，从生产实际出发，提出自己观点本文针对长轴类设计的上下 料系统，结构简单，产品经济，不光提升了车床自动化程度，而且还大大降低了人力成本 关键词：上下料系统数控车本文应常州某一知名机床生产商要求，针对现有的数控车床，设计了与其配套的上下料 机械和电器系统，不光动作可靠平稳，而且结构简单、工艺性好，使其既能满足功能要求又 具有良好的经济性一、工件描述与加工要求工件毛坯几何形状描述：如图1所示，工件为一根长172.5mm，直径8mm的轴形件； 工件左端有一台阶，长49mm，直径7.2mm工件加工要求：工件在平床身数控车床弹簧夹头上夹紧后，在右端车削加工出直径为 5mm，长度为9mm的台阶（切削后的轮廓如图1中虚线部分所示）图1.工件几何形状示意图二、自动上料技术方案上料机构整体布置于数控车床主轴后方，简称后进料式。
这种结构布局对于数控车床的 改动小，也不会占用车床加工区域，可以保持车床的结构完整性及性能、精度；上料机构置 于主轴后方，还便于往供料装置中加料，以及对上料机构的安装、调试及检修[1]上料机构包括两个部分：供料装置以及推料装置供料装置如图2所示，工件沿与主轴平行方向层叠摆放，最下方的工件所处位置为准备 上料位，工件在此位置时与主轴同心当控制系统发出上料信号时，由液压缸推动工件进入 主轴；推料杆完成上料并退回原位后，供料装置中的工件在重力作用下自动下移，另一工件 进入准备上料位推料装置：推料装置主要由一只液压缸构成，置于供料装置后方液压缸带动推料杆 （推料杆中心线与主轴同心），将工件推入主轴推料杆动力装置优先选用液压缸，因其动 力均匀，可控性高图2.供料装置示意图三、 下料机构下料机构安装在数控车床加工区，主轴夹头侧方下料机构由取料盘及料盘收缩装置组 成，当工件加工完毕且刀架退出时，料盘收缩装置带动料盘到达主轴下方工件落入料盘后， 再由料盘收缩装置将料盘收回至输送带上方，同时料盘倾斜，工件落到输送带上，由输送带 将工件输送至车床外部四、 上、下料过程中的工件表面防护为避免在上、下料过程中，因碰撞等因素损伤工件表面，上、下料机构的储料装置均以 聚四氟乙烯软带贴住表面。
五、 上、下料机构控制系统上、下料机构的控制，主要包括推料液压缸及料盘收缩装置的动作控制，以及相关的工 件位置检测控制功能可由机床数控系统中的PMC功能模块实现，相关的动作控制和检测 功能均以M代码形式出现在数控加工程序中但有些系统本身不具有空的M代码，在此合并使用一些M代码，或更替一些代码以 发那科车床数控系统为例，以下是发那科系统可以替换或合并的M代码，如表1序号M代码M代码功能米取方式1M01条件程序停止替换2M02程序结束替换3M04主轴反转替换4M11主轴切削液开和M03合并5M15主轴切削液停和M05合并6M33主轴定向替换7M18主轴定向解除替换表2当然也不排除空余的M代码和替换的M代码加起来的数量还不能满足上下料的动作需 求出现此情况就需要接入一台PLC来控制上下料的各个动作，而PLC与数控系统的交互可 以利用不用的M代码作为启动PLC程序的开关［2六. 结束语以上改造方式有很大的局限性，仅仅针对于长轴类零件，使其适应性较弱，而且改造时 对原数控系统中部分M代码重新定义，使得车床本身的适应性较差因此该类型的上下料 系统在只能在长轴类的零件加工中使用参考文献1. 施燕.经济型数控车床机械手建模与仿真研究.江苏大学硕士学位,20092. 张庆峰;新型数控机床装夹机械手设计与分析[D];江苏大学;2010年本文为江苏省常州市科教城科技项目（常科教城发【2012】36号）数控一代创新支撑平台建设 论文之一。
姓名:袁平；出生年月：1982.1 ；性别：男籍贯：江苏常州；工作单位：常州数控技术研究 所；单位邮编：常州市常武中路801号（邮编：213164）详细的邮寄地址：常州市常武中 路801号，科教城现代工业中心八号楼502室；职位：工程师。