CN101829935B - 一种用于盘类薄片零件去毛刺的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于盘类薄片零件去毛刺的设备，它包括底部平台、主轴及主轴电机、三个升降装置、控制系统；主轴电机用于驱动底部平台绕主轴转动，三个升降装置以主轴为圆心均匀分布在底部平台上，各升降装置上均设有以主轴为圆心向外辐射的机械手臂，各机械手臂的端部均设有工件取放装置，各工件取放装置下方分别对应有工件拾取位、工件加工位和工件释放位，工件加工位处设有砂轮片；主轴电机、升降装置、工件取放装置均由控制系统控制。本发明设备效率高、安全、定位精确。

Description

一种用于盘类薄片零件去毛刺的设备

技术领域

本发明涉及零件加工领域，特别是用于去除盘类薄片零件上毛刺的设备。 

背景技术

薄片盘类零件经过冲压加工后会产生毛刺，尤其是合金钢盘类薄片零件经过冲压后，在零件表面存在硬度较高毛刺。零件上的毛刺不但会影响到装配质量和后续加工工序的加工质量，而且还会导致整个机械系统不能正常工作，使可靠性、稳定性降低。 

目前对此类零件去毛刺的设备普遍价格昂贵，结构复杂，设备维护成本较高，且缺乏适用性；而采用人工手动方法多采用砂轮机去毛刺，不但加工效率低，劳动强度大，且存在以下问题： 

1、安全隐患问题：由于砂轮机是开放式工作，加上无定位支撑机构，高速旋转的砂轮片容易发生碎裂，碎片会造成严重的人身伤害； 

2、加工精度问题：无法准确定位加工位置，因此难以保证加工精度。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于盘类薄片零件去毛刺的设备，该设备效率高、安全、定位精确。 

本发明为解决上述提出的问题所采用解决方案为： 

一种用于盘类薄片零件去毛刺的设备，它包括底部平台、主轴及主轴电机、三个升降装置、控制系统；主轴电机用于驱动底部平台绕主轴转动，三个升降装置以主轴为圆心均匀分布在底部平台上，各升降装置上均设有以主轴为圆心向外辐射的机械手臂，各机械手臂的端部均设有工件取放装置，各工件取放装置下方分别对应有工件拾取位、工件加工位和工件释放位，工件加工位处设有砂轮片； 

主轴电机、升降装置、工件取放装置均由控制系统控制。 

上述方案中，各机械手臂的端部分别设有工作平台以及用于驱动工作平台转动的电机，工件取放装置设置工作平台上。 

上述方案中，所述工件取放装置为电磁铁吸盘，电磁铁吸盘由控制系统控制。 

上述方案中，所述的升降装置为由伺服电机驱动的滚珠丝杠副，伺服电机由控制系统控制。 

上述方案中，所述的主轴电机上设置用于检测主轴转动角度位移的光电编码器，光电编码器的输出信号输入控制系统。 

上述方案中，各工作平台上均设有用于触碰工件的触点开关，触点开关的输出信号输入控制系统。 

上述方案中，各电磁铁吸盘上均设有力传感器，力传感器的输出信号输入控制系统。 

上述方案中，各升降装置上均设有用于检测机械手臂上下位置的位置传感器，位置传感器的输出信号输入控制系统。 

与现有技术相比，本发明的优点在于： 

1、使用三工位加工方法，三条机械手臂按指定的轨迹运动，多部电机协调动作，生产效率高。 

2、使用机械手臂代替了人工手动方法，保证了加工安全性。 

3、控制系统配备了力传感器、位置传感器、触点开关、光电编码器等，保证了具有多自由度的机械手臂可以精确定位，准确拾取零件，并提高了工件的加工精度。 

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意俯视图。 

图2为机械手臂、升降装置和工件取放装置的结构示意图。 

图3为控制系统的结构框图。 

图4为机械手臂和升降装置的结构示意图。 

图中：1-底部平台，2-机械手臂，3-主轴，4-滚珠丝杠副、5-电磁铁吸盘，6-触点开关，7-位置传感器，8-导轨，9-砂轮片，10-电机，11-工件，12-工作平台，13-光电编码器。 

具体实施方式

如图1、2、4所示，本发明一种用于盘类薄片零件去毛刺的设备实施例，它包括底部平台1、主轴3及主轴电机、三个升降装置、控制系统；主轴电机用于驱动底部平台1绕主轴3转动，三个升降装置以主轴3为圆心均匀分布在底部平台1上，各升降装置上均设有以主轴为圆心向外辐射的机械手臂2，各机械手臂2的端部均设有工件取放装置，各工件取放装 置下方分别对应有工件拾取位、工件加工位和工件释放位，工件加工位处设有砂轮片； 

主轴电机、升降装置、工件取放装置均由控制系统控制。 

各机械手臂2的端部分别设有工作平台12以及用于驱动工作平台转动的电机10，工件取放装置设置工作平台12上。 

工件取放装置为电磁铁吸盘5，电磁铁吸盘5由控制系统控制。 

升降装置为由伺服电机驱动的滚珠丝杠副4，伺服电机由控制系统控制。 

主轴电机上设置用于检测主轴转动角度位移的光电编码器13，各工作平台1上均设有用于触碰工件的触点开关6，各电磁铁吸盘上均设有力传感器，各升降装置上均设有用于检测机械手臂上下位置的上下两个位置传感器7，光电编码器13、触点开关6、力传感器、位置传感器7的输出信号均输入控制系统。 

本发明的工作原理为： 

由于三条机械手臂相同且对称分布，仅说明其中一条机械手臂的工作过程：在第一工位也即工件拾取工位，在伺服电机和滚珠丝杆副4的作用下机械手臂2下降，贴近工件11，触点开关6接触到工件11后，触点开关6闭合，控制系统控制电磁铁吸盘5通电，产生电磁力拾取工件11，安装在电磁铁吸盘5上的力传感器检测是否已经拾取工件，机械手臂2随后升起，升降位移由上部的位置传感器7检测，根据光电编码器的读数以及机械手臂的状态，主轴转动120度使该机械手臂2进入加工工作位；在加工工作位，该机械手臂向下运动贴近砂轮片9，其升降位置由下面的位置传感器7检测。工件11在接触到砂轮后，在电机10的作用下，工作平台12开始旋转去毛刺，去毛刺工作完成后，主轴3继续转动120度使该机械手臂进入工件释放位；在工件释放位，电磁铁吸盘5掉电消磁，释放加工完毕的工件11，主轴3转动120度使该机械手臂重新回到工件拾取工位，然后该机械手臂状态回零。 

控制系统采用的PLC控制系统的结构框图如图3所示。PLC主机的输入端口获取光电编码器13、触点开关6、力传感器、位置传感器7的状态参数信号，输入的状态参数信号通过PLC主机处理后经输出接口输出后控制各主轴电机3、电机10、伺服电机的动作以及电磁铁吸盘5的吸合，三条机械手臂在PLC控制系统的控制下按指定的轨迹运动并同步协调动作，从而提高生产效率。 

其中， 

每条机械手臂在第一工位的拾取力为： 

1.8G≤F≤2.9G    (1) 

F——每条机械手臂的拾取力； 

G——盘类薄片零件自重。 

每条机械手臂在第二工位的拾取力为： 

$F\≥\frac{2\mathrm{\πQf}}{R{f}_{e}A}{\∫}_{R2}^{R1}{r}^2\mathrm{dr}---\left(2\right)$

F——每条机械手臂的拾取力； 

Q——零件与砂轮接触力； 

f——零件与砂轮接触处的摩擦系数； 

f_e——零件与每条机械手臂接触处的摩擦系数； 

A——零件与砂轮接触面面积； 

R1——零件与砂轮接触面最大直径； 

R2——零件与砂轮接触面最小直径； 

R——主轴转动中心与电磁铁吸盘轴线间的距离。 

每条机械手臂的拾取力在满足(1)式和(2)式的条件下，零件在整个加工过程中可以被牢固地吸持。 

Claims (6)

1.一种用于盘类薄片零件去毛刺的设备，其特征在于：它包括底部平台、主轴及主轴电机、三个升降装置、控制系统；主轴电机用于驱动底部平台绕主轴转动，三个升降装置以主轴为圆心均匀分布在底部平台上，各升降装置上均设有以主轴为圆心向外辐射的机械手臂，各机械手臂的端部均设有工件取放装置，各工件取放装置下方分别对应有工件拾取位、工件加工位和工件释放位，工件加工位处设有砂轮片；

主轴电机、升降装置、工件取放装置均由控制系统控制；

各机械手臂的端部分别设有工作平台以及用于驱动工作平台转动的电机，工件取放装置设置在工作平台上；

所述工件取放装置为电磁铁吸盘，电磁铁吸盘由控制系统控制。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述的升降装置为由伺服电机驱动的滚珠丝杠副，伺服电机由控制系统控制。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述的主轴电机上设置用于检测主轴转动角度位移的光电编码器，光电编码器的输出信号输入控制系统。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于：各工作平台上均设有用于触碰工件的触点开关，触点开关的输出信号输入控制系统。

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于：各电磁铁吸盘上均设有力传感器，力传感器的输出信号输入控制系统。

6.如权利要求1所述的设备，其特征在于：各升降装置上均设有用于检测机械手臂上下位置的位置传感器，位置传感器的输出信号输入控制系统。

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