本发明属于数控车床技术领域，尤其涉及一种数控车床工件加工装置及其加工方法。
背景技术：
数控车床是目前使用较为广泛的数控机床之一。它主要用于轴类零件或盘类零件的内外圆柱面、任意锥角的内外圆锥面、复杂回转内外曲面和圆柱、圆锥螺纹等切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔及镗孔等。
现在数控车床，通常采用机械手的方式将工件上料到车床的主轴夹头上固定，然后车床移动台上的车刀对工件进行车削加工，车削完成后，再通过机械手将加工完成的工件取下，依此重复进行，实现自动化生产加工。但是，存在如下缺陷：1、机械手价格昂贵，调试和维护相对比较复杂，应用于数控车床中，造成数控车床的制造成本高。2、机械手有独立的移动机构，车床移动台也有独立的移动机构，移动机构越多，位置精度就越难调控，造成对位置精度要求高，调试难度大。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种数控车床工件加工装置，旨在解决现有技术中机械手价格昂贵，调试和维护相对比较复杂，应用于数控车床中，造成数控车床的制造成本高的技术问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供的一种数控车床工件加工装置，包括主轴夹头和移动台；所述移动台上排列设置有上料机构、下料机构、顶料机构和车削机构；所述上料机构包括设于所述移动台上的装料架；所述装料架竖直设置有放料槽，工件适配叠放于所述放料槽内；所述移动台带动所述上料机构靠近所述主轴夹头，后经所述主轴夹头夹取工件；接着所述移动台带动所述顶料机构贴近所述主轴夹头上的工件并将工件推进所述主轴夹头，后经所述主轴夹头固定夹紧工件；然后所述移动台带动所述车削机构靠近夹紧于所述主轴夹头上的工件，并在所述移动台的带动下对工件进行车削加工；最后所述移动台带动所述下料机构靠近车削完成的工件并将工件取下。
可选地，所述放料槽具有顶部放料口、侧开口和底部出料口；所述装料架在所述侧开口的外侧延伸有限位部，工件适配叠放于所述放料槽内并限位于所述限位部。
可选地，所述底部出料口的开口增大形成避空缺口，位于所述底部出料口处的工件局部露出所述避空缺口，所述主轴夹头能够伸进所述避空缺口而夹取工件。
可选地，工件具有朝向所述底部出料口的轴心定位孔，所述主轴夹头为内衬夹头，且所述内衬夹头能伸进所述轴心定位孔内；所述底部出料口与工件适配，以使工件能从所述底部出料口处取出；所述底部出料口的两侧均设有弹性挡片，所述弹性挡片抵挡工件的两侧边沿。
可选地，所述下料机构包括第一安装座和拉料杆；所述第一安装座安装于所述移动台，所述拉料杆安装于所述第一安装座；所述拉料杆靠近所述主轴夹头的一端设有拉料槽，所述拉料槽能够套接于，并在所述移动台的带动下，将所述主轴夹头上的工件拉出。
可选地，所述顶料机构包括顶料座、顶杆和弹簧；所述顶料座安装于所述顶料座，所述顶杆的两端分别设有顶料块和限位块，所述顶杆活动安装于所述顶料座；所述弹簧套接于所述顶杆，所述弹簧弹性推顶所述顶料块。
可选地，所述顶料座上设有一导向套，所述顶杆滑动连接于所述导向套，所述顶料块和所述限位块大于所述导向套的内孔，所述弹簧的两端分别与所述顶料块和所述导向套抵接。
可选地，所述下料机构包括第二安装座和手指气缸；所述第二安装座安装于所述移动台，所述手指气缸安装于所述第二安装座，所述手指气缸的两手指对称设有一对夹块，所述手指气缸驱动两所述夹块相互靠近或远离，从而夹持或释放夹块。
可选地，所述车削机构包括至少一车削组件；所述车削组件包括车削刀和车削刀安装座；所述车削刀安装座安装于所述移动台，所述车削刀安装于所述车削刀安装座。
一种数控车床工件加工方法，应用于数控车床工件加工装置，所述数控车床工件加工装置包括主轴夹头和移动台；所述移动台上排列设置有上料机构、下料机构、顶料机构和车削机构；所述工件加工方法包括以下步骤：
s100：所述移动台带动所述上料机构靠近所述主轴夹头，然后所述主轴夹头夹取所述上料机构内的工件；
s200：所述移动台带动所述顶料机构贴近所述主轴夹头上的工件，然后所述顶料机构在所述主轴夹头松开夹紧工件时将工件推进所述主轴夹头指定位置，最后所述主轴夹头定位夹紧工件；
s300：所述移动台带动所述车削机构靠近夹紧于所述主轴夹头上的工件，然后所述车削机构在所述移动台的带动下对工件进行车削加工。
s400：所述移动台带动所述下料机构靠近车削完成的工件，然后所述主轴夹头松开夹紧工件，接着所述下料机构在所述移动台带动下将工件从所述主轴夹头上取下，完成下料。
s500：重复步骤s100-s400。
与现有技术相比，本发明实施例提供的数控车床工件加工装置具有如下技术效果之一：
1、工作时，所述移动台带动所述上料机构靠近所述主轴夹头，后经所述主轴夹头夹取工件；接着所述移动台带动所述顶料机构贴近所述主轴夹头上的工件并将工件推进所述主轴夹头，后经所述主轴夹头固定夹紧工件；然后所述移动台带动所述车削机构靠近夹紧于所述主轴夹头上的工件，并在所述移动台的带动下对工件进行车削加工；最后所述移动台带动所述下料机构靠近车削完成的工件并将工件取下，实现自动化加工；因此，本发明的数控车床工件加工装置利用车床本身具有的移动台，配合上料机构、下料机构、顶料机构和车削机构，实现自动化车削工件，无需采用机械手的方式，结构简单，使得数控车床的制造成本低，同时，维护和调试相对简单，故障率低，运行稳定性好，且生产效率高。
2、本发明的数控车床工件加工装置利用车床本身具有的移动台，无需增加机械手的移动机构，位置精度容易调控，调试容易，产品加工精度高。
与现有技术相比，本发明实施例提供的数控车床工件加工方法具有如下技术效果之一：
本发明的数控车床工件加工方法通过移动台带动上料机构、顶料机构、车削机构和下料机构，结合主轴夹头，依次完成工件的上料、顶料、夹紧定位、车削和下料工序，自动化加工产品，步骤简单，加工稳定性好，产品加工精度高，同时生产效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的数控车床工件加工装置的结构示意图。
图2为本发明实施例一提供的上料机构的结构示意图。
图3为本发明实施例一提供的顶料机构的结构示意图。
图4为本发明实施例一提供的下料机构的结构示意图。
图5为本发明实施例二提供的数控车床工件加工装置的结构示意图。
图6为本发明实施例二提供的上料机构的结构示意图。
图7为本发明实施例二提供的下料机构的结构示意图。
图8为本发明提供的数控车床工件加工方法的流程图。
其中，图中各附图标记：
主轴夹头100，内衬夹头110，移动台200，上料机构300，装料架310，放料槽320，顶部放料口321，侧开口322，底部出料口323，避空缺口323a，限位部324，弹性挡片330，下料机构400，第一安装座410，拉料杆420，拉料槽421，第二安装座430，手指气缸440，夹块441，顶料机构500，顶料座510，顶杆520，顶料块521，限位块522，弹簧530，导向套540，车削机构600，车削组件610，车削刀611，车削刀安装座612，工件700，轴心定位孔710。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明的实施例，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明的一个实施例中，参照图1和图2，提供一种数控车床工件加工装置，包括主轴夹头100和移动台200。所述移动台200上排列设置有上料机构300、下料机构400、顶料机构500和车削机构600。其中，所述移动台200为车床中本身具有的，可多轴移动的移动平台，为现有技术。
参照图1和图2，所述上料机构300包括设于所述移动台200上的装料架310。所述装料架310竖直设置有放料槽320，工件700适配叠放于所述放料槽320内。所述移动台200带动所述上料机构300的放料槽320靠近所述主轴夹头100，后经所述主轴夹头100夹取工件700。接着所述移动台200带动所述顶料机构500贴近所述主轴夹头100上的工件700并将工件700推进所述主轴夹头100，后经所述主轴夹头100固定夹紧工件700。然后所述移动台200带动所述车削机构600靠近夹紧于所述主轴夹头100上的工件700，并在所述移动台200的带动下对工件700进行车削加工。最后所述移动台200带动所述下料机构400靠近车削完成的工件700并将工件700取下，实现自动化加工。
本发明的数控车床工件加工装置利用车床本身具有的移动台200，而移动台200运动精度高，运动稳定性好，配合上料机构300、下料机构400、顶料机构500和车削机构600，实现自动化车削工件，无需采用机械手的方式，结构简单，使得数控车床的制造成本低，同时，维护和调试相对简单，故障率低，运行稳定性好，且生产效率高。
还有，本发明的数控车床工件加工装置利用车床本身具有的移动台200，无需增加机械手的移动机构，位置精度容易调控，调试容易，产品加工精度高。
在本发明的另一个实施例中，参照图1和图2，该数控车床工件加工装置的所述放料槽320具有顶部放料口321、侧开口322和底部出料口323。所述装料架310在所述侧开口322的外侧延伸有限位部324，工件700适配叠放于所述放料槽320内并限位于所述限位部324，防止工件700从所述侧开口322掉出所述放料槽320，确保放料槽320内的工件700沿放料槽320依次向下送料。
进一步地，参照图1和图2，所述底部出料口323的开口增大形成避空缺口323a，位于所述底部出料口323a处的工件700局部露出所述避空缺口323a。所述主轴夹头100为外夹头，所述主轴夹头100能够伸进所述避空缺口323a而夹取工件700。
具体说明如下，所述主轴夹头100的夹口张大，所述移动台200带动所述上料机构300靠近所述主轴夹头100，使所述主轴夹头100伸进所述避空缺口323a，局部露出所述避空缺口323a的工件700的一端位于所述主轴夹头100内，并在所述主轴夹头100的夹口聚拢时夹持住工件700，然后所述移动台200带动所述上料机构300远离所述主轴夹头100，使得所述主轴夹头100将工件700从底部出料口323取出，而叠放于所述放料槽320内的工件700在重力的作用下，工件700向下移动补位于底部出料口323，实现稳定输送工件，比传统使用料盘上料的方式更加方便。
在本发明的另一个实施例中，参照图5和图6，该数控车床工件加工装置的工件700具有朝向所述底部出料口323的轴心定位孔710，所述主轴夹头100为内衬夹头110，且所述内衬夹头能伸进所述轴心定位孔710内。所述底部出料口323与工件700适配，以使工件700能从所述底部出料口323处取出。所述底部出料口323的两侧均设有弹性挡片330，所述弹性挡片330抵挡工件700的两侧边沿，防止工件700从所述底部出料口323处掉出，同时所述弹性挡片330还起到定位工件，防止位于底部出料口323处的工件700发生偏移。
其中，所述弹性挡片330为硅胶片。
具体说明如下，所述内衬夹头110聚拢，所述移动台200带动所述上料机构300靠近所述内衬夹头，使所述内衬夹头110伸进所述轴心定位孔710，然后所述内衬夹头110张大，内衬夹头110撑住轴心定位孔710的壁，从而夹持住工件700，然后所述移动台200带动所述上料机构300远离所述内衬夹头110，弹性挡片弹性330变形，工件700跃过弹性挡片330，使得所述内衬夹头110将工件700从底部出料口323取出，弹性挡片330弹性复位，而叠放于所述放料槽320内的工件700在重力的作用下，工件700向下移动补位于底部出料口323，实现稳定输送工件700，比传统使用料盘上料的方式更加方便。
在本发明的另一个实施例中，参照图5和图7，该数控车床工件加工装置的所述下料机构400包括第一安装座410和拉料杆420。所述第一安装座410安装于所述移动台200，所述拉料杆420安装于所述第一安装座410。所述拉料杆420靠近所述主轴夹头100的一端设有拉料槽421，所述移动台200的带动拉料槽421靠近主轴夹头100，使所述拉料槽421能够套接所述主轴夹头100(内衬夹头)上，内衬夹头聚拢释放工件700，然后在所述移动台200的带动下，所述拉料杆420将所述主轴夹头100上的工件700拉出，实现下料，采用拉料杆420的下料方式，结构简单，成本低。
在本发明的另一个实施例中，参照图1和图3，该数控车床工件加工装置的所述顶料机构500包括顶料座510、顶杆520和弹簧530。所述顶料座510安装于所述移动台200，所述顶杆520的两端分别设有顶料块521和限位块522，所述顶杆520活动安装于所述顶料座510。所述弹簧530套接于所述顶杆520，所述弹簧530弹性推顶所述顶料块521。
具体说明如下，所述移动台200带动所述顶料机构500的顶杆520贴近所述主轴夹头100上的工件700，并且所述顶料块521压缩所述弹簧530。然后，所述主轴夹头100释放工件700，所述弹簧530弹性复位推动所述顶杆520，顶杆520的顶料块521推动工件700伸进主轴夹头100，主轴夹头100设有与工件700适配的定位部，使工件700与主轴夹头100的定位部抵接定位，最后再经主轴夹头100夹紧工件，使工件700达到预定加工位置，保证定位精度。
进一步地，参照图1和图3，所述顶料座510上设有一导向套540，所述顶杆520滑动连接于所述导向套540，使顶杆520稳定地滑动连接于所述顶料座510，运动顺畅。所述顶料块521和所述限位块522大于所述导向套540的内孔，设置所述限位块522，放置顶杆520从导向套540处脱落，所述弹簧530的两端分别与所述顶料块521和所述导向套540抵接。
在本发明的另一个实施例中，参照图1和图4，该数控车床工件加工装置的所述下料机构400包括第二安装座430和手指气缸440。所述第二安装座430安装于所述移动台200，所述手指气缸440安装于所述第二安装座430，所述手指气缸440的两手指对称设有一对夹块441，所述手指气缸440驱动两所述夹块441相互靠近或远离，从而夹持或释放工件700。工件700车削完成后，所述移动台200带动两所述夹块441靠近主轴夹头100上的工件700，然后手指气缸440驱动两所述夹块441相互靠近，以使工件夹持于两所述夹块441之间，接着所述主轴夹头100释放工件700，最后所述移动台200带动两所述夹块441远离所述主轴夹头100，从而将工件700带离所述主轴夹头100，实现下料。
进一步地，两所述夹块441下方的所述移动台200上还设有成品料盒(图未示出)，加工完成的工件700落入成品料盒内暂时储存，结构设计合理。
在本发明的另一个实施例中，参照图1和图5，该数控车床工件加工装置的所述车削机构600包括至少一车削组件610。所述车削组件610包括车削刀611和车削刀安装座612。所述车削刀安装座612安装于所述移动台200，所述车削刀611安装于所述车削刀安装座612。其中，所述车削刀611的种类可根据产品实际加工而定，还有，车削组件610的设置数量，也根据产品实际加工步骤和工艺而定，本实施例在此不进行限定。
在本发明的另一个实施例中，该数控车床工件加工装置的所述移动台200上还设有吹屑机构(图未示出)。其中，吹屑机构设为吹风管(图未示出)，吹风管用于吹掉残留于主轴夹头100上的碎屑，以使主轴夹头100下次夹持工件700时，能准确定位夹紧工件700。
其中，上述提到的外夹头和内衬夹头均为成熟的现有技术。
在本发明的另一个实施例中，参照图1和图5，该数控车床工件加工装置的下料机构400、上料机构300、顶料机构500和车削机构600依次排列安装于所述移动台200上，依次进行工件的上料、顶料、夹紧定位、车削和下料工序，动作连贯，加工效率高，同时，下料机构400设置于上料机构300的旁侧，在完成下料后，移动台200移动较短的距离即带动上料机构300靠近主轴夹头100，进行上料，实现快速衔接，提高加工效率。
在本发明的另一个实施例中，参照图1、图5和图8，还提供了一种数控车床工件加工方法，应用于上述的数控车床工件加工装置中，所述数控车床工件加工装置包括主轴夹头100和移动台200；所述移动台20上排列设置有上料机构300、下料机构400、顶料机构500和车削机构600。所述工件加工方法包括以下步骤：
s100：所述移动台200带动所述上料机构300靠近所述主轴夹头100，然后所述主轴夹头100夹取所述上料机构400内的工件，所述移动台200带动所述上料机构300远离所述主轴夹头100，使得所述主轴夹头100将工件从所述上料机构300内取出；
s200：所述移动台200带动所述顶料机构500贴近所述主轴夹头100上的工件700，然后所述顶料机构500在所述主轴夹头100松开夹紧工件700时将工件推进所述主轴夹头100指定位置，最后所述主轴夹头100定位夹紧工件700，实现工件700准确定位；
s300：所述移动台200带动所述车削机构600靠近夹紧于所述主轴夹头100上的工件700，所述主轴夹头100带动工件700转动，然后所述车削机构600的车削刀在所述移动台200的带动下贴近工件700对工件进行车削加工。
s400：所述移动台200带动所述下料机构400靠近车削完成的工件700，所述下料机构400夹紧或拉住工件，然后所述主轴夹头100松开夹紧工件，接着所述下料机构400在所述移动台200带动下将工件700从所述主轴夹头100上取下，完成下料。
s500：重复步骤s100-s400。
因此，本发明的数控车床工件加工方法通过移动台200带动上料机构300、顶料机构400、车削机构500和下料机构600，结合主轴夹头100，依次完成工件的上料、顶料、夹紧定位、车削和下料工序，自动化加工产品，步骤简单，加工稳定性好，产品加工精度高，同时生产效率高。
本实施例的其余部分与实施例一相同，在本实施例中未解释的特征，均采用实施例一的解释，这里不再进行赘述。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
1.一种数控车床工件加工装置，其特征在于，包括主轴夹头和移动台；所述移动台上排列设置有上料机构、下料机构、顶料机构和车削机构；所述上料机构包括设于所述移动台上的装料架；所述装料架竖直设置有放料槽，工件适配叠放于所述放料槽内；所述移动台带动所述上料机构靠近所述主轴夹头，后经所述主轴夹头夹取工件；接着所述移动台带动所述顶料机构贴近所述主轴夹头上的工件并将工件推进所述主轴夹头，后经所述主轴夹头固定夹紧工件；然后所述移动台带动所述车削机构靠近夹紧于所述主轴夹头上的工件，并在所述移动台的带动下对工件进行车削加工；最后所述移动台带动所述下料机构靠近车削完成的工件并将工件取下。
2.根据权利要求1所述的数控车床工件加工装置，其特征在于：所述放料槽具有顶部放料口、侧开口和底部出料口；所述装料架在所述侧开口的外侧延伸有限位部，工件适配叠放于所述放料槽内并限位于所述限位部。
3.根据权利要求2所述的数控车床工件加工装置，其特征在于：所述底部出料口的开口增大形成避空缺口，位于所述底部出料口处的工件局部露出所述避空缺口，所述主轴夹头能够伸进所述避空缺口而夹取工件。
4.根据权利要求2所述的数控车床工件加工装置，其特征在于：工件具有朝向所述底部出料口的轴心定位孔，所述主轴夹头为内衬夹头，且所述内衬夹头能伸进所述轴心定位孔内；所述底部出料口与工件适配，以使工件能从所述底部出料口处取出；所述底部出料口的两侧均设有弹性挡片，所述弹性挡片抵挡工件的两侧边沿。
5.根据权利要求4所述的数控车床工件加工装置，其特征在于：所述下料机构包括第一安装座和拉料杆；所述第一安装座安装于所述移动台，所述拉料杆安装于所述第一安装座；所述拉料杆靠近所述主轴夹头的一端设有拉料槽，所述拉料槽能够套接所述主轴夹头上，并在所述移动台的带动下，将所述主轴夹头上的工件拉出。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的数控车床工件加工装置，其特征在于：所述顶料机构包括顶料座、顶杆和弹簧；所述顶料座安装于所述移动台，所述顶杆的两端分别设有顶料块和限位块，所述顶杆活动安装于所述顶料座；所述弹簧套接于所述顶杆，所述弹簧弹性推顶所述顶料块。
7.根据权利要求6所述的数控车床工件加工装置，其特征在于：所述顶料座上设有一导向套，所述顶杆滑动连接于所述导向套，所述顶料块和所述限位块大于所述导向套的内孔，所述弹簧的两端分别与所述顶料块和所述导向套抵接。
8.根据权利要求1-4任意一项所述的数控车床工件加工装置，其特征在于：所述下料机构包括第二安装座和手指气缸；所述第二安装座安装于所述移动台，所述手指气缸安装于所述第二安装座，所述手指气缸的两手指对称设有一对夹块，所述手指气缸驱动两所述夹块相互靠近或远离，从而夹持或释放工件。
9.根据权利要求1-5任意一项所述的数控车床工件加工装置，其特征在于：所述车削机构包括至少一车削组件；所述车削组件包括车削刀和车削刀安装座；所述车削刀安装座安装于所述移动台，所述车削刀安装于所述车削刀安装座。
10.一种数控车床工件加工方法，应用于数控车床工件加工装置，其特征在于，所述数控车床工件加工装置包括主轴夹头和移动台；所述移动台上排列设置有上料机构、下料机构、顶料机构和车削机构；所述工件加工方法包括以下步骤：
s100：所述移动台带动所述上料机构靠近所述主轴夹头，然后所述主轴夹头夹取所述上料机构内的工件；
s200：所述移动台带动所述顶料机构贴近所述主轴夹头上的工件，然后所述顶料机构在所述主轴夹头松开夹紧工件时将工件推进所述主轴夹头指定位置，最后所述主轴夹头定位夹紧工件；
s300：所述移动台带动所述车削机构靠近夹紧于所述主轴夹头上的工件，然后所述车削机构在所述移动台的带动下对工件进行车削加工；
s400：所述移动台带动所述下料机构靠近车削完成的工件，然后所述主轴夹头松开夹紧工件，接着所述下料机构在所述移动台带动下将工件从所述主轴夹头上取下，完成下料。
技术总结