CN103611915B - 汽车发动机缸体的柔性镶嵌取件夹取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种汽车发动机缸体的柔性镶嵌取件夹取装置，包括相互连接的、用于将缸套镶嵌入缸体中的镶嵌夹手以及用于将镶嵌缸套后的缸体取出的取件夹手，所述镶嵌夹手包括与缸体中缸套镶嵌安装位对应设置的多个缸套夹取机构、用于调整缸套夹取机构间距离的调节变位机构，所述取件夹手设有用于夹取缸体轴颈位的夹取部，每个缸套夹取机构旁设有缸套夹取检测机构，所述缸套夹取机构包括夹取主体以及与夹取主体底部连接的单作用气缸、与单作用气缸底部连接的调心球轴承机构，在夹取主体顶部设有与压铸机模腔中凸台芯子相配合的定位孔，所述单作用气缸的缸体前腔和后腔均设有通气管。本发明能实现柔性镶嵌，避免缸体与缸套结合时因碰撞而损坏。

Description

汽车发动机缸体的柔性镶嵌取件夹取装置

技术领域

本发明涉及一种汽车发动机缸体生产的辅助设备技术领域，尤其涉及一种汽车发动机缸体的柔性镶嵌取件夹取装置。

背景技术

汽车发动机缸体A的结构如图1所示，其具有浇注水口料柄A1、四个缸套安装位A2，而在实际生产中，有的汽车发动机缸体也具有六个缸套安装位A2。在对汽车发动机缸体A进行压铸的过程当中，必须要在每个缸套安装位A2都镶嵌一缸套，同时在压铸完成后，由机器人从压铸机中取出压铸好的汽车发动机缸体，进行下一步的工序，这就需要一种镶嵌取件夹手在压铸过程中将缸套镶嵌至缸体，而后在压铸完成后将缸体从压铸机中取出。现有技术中取件时采用夹取浇注水口料柄A1的方式取出压铸好的汽车发动机缸体。现有技术采用的镶嵌取件夹手在镶嵌取件过程中存在如下问题：

1、通用性差，一套镶嵌取件夹手只能针对一种汽车发动机缸体的生产。而不同的缸体，其上设置的缸套安装位的距离也不同，缸套的规格也不同，现有技术的镶嵌夹手，其上设置的多个夹取机构只能夹取同一种型号大小的缸套，而且由于多个夹取机构之间的距离不能调整，因此，对于缸套安装位距离不同的缸体则不能适用，所以在更换其他型号的缸套时，就必须人工更换整个镶嵌缸套夹具，人工劳动强度大，每次更换时需要较长的时间，自动化水平低下；

2、取件夹手都是采用夹持浇注水口料饼的方式，这使得在从压铸机中取出汽车发动缸体后，在下一工序进行切边整形时，由于浇注水口已被切除，取件夹手没有了夹持部位，所以只能靠人工将切除后的汽车发动机缸体从切边整形机上拿出；

3、镶嵌夹手缺少检测装置，在正常生产过程当中，需要有一个人盯着看是否每次都夹取了缸套，操作工人一旦疏忽造成，就有可能造成不良品的产生，产品合格率低下；

4、镶嵌夹手将缸套放入压铸机时，前后位置不统一，没有统一的基准。

5、由于镶嵌缸套过程中需要很高的精密度，而镶嵌取件夹手不能够柔性接触缸套，缸体与缸套结合时会因为撞击而损坏，导致不良品的产生。一套镶嵌取件夹手必须与压铸机模腔内的模芯紧密配合，通常容许的误差在5～10个丝公差范围内，所以经常会因为机器人在镶嵌缸套时造成精度摆放角度误差而导致缸套镶嵌不进模芯，造成良品率下降或者镶嵌手硬性接触而使设备损坏。

由此可见，如何对现有的技术进行改进，提供一种汽车发动机缸体的柔性镶嵌取件装置，在操作时能够实现柔性操作，避免缸体与缸套结合时因碰撞而损坏，同时能提高通用性，这是本领域需要解决的重要技术问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种汽车发动机缸体镶嵌取件夹取装置，能够实现缸套镶嵌的柔性操作，避免缸体与缸套结合时因碰撞而损坏，同时能提高通用性。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：

一种汽车发动机缸体的柔性镶嵌取件夹取装置，包括相互连接的、用于将缸套镶嵌入缸体中的镶嵌夹手以及用于将镶嵌缸套后的缸体取出的取件夹手，所述镶嵌夹手包括与缸体中缸套镶嵌安装位对应设置的多个缸套夹取机构、用于调整多个缸套夹取机构间距离的调节变位机构，所述取件夹手设有用于夹取缸体轴颈位的夹取部，各缸套夹取机构旁均设有用于检测缸套夹取状态的缸套夹取检测机构；所述缸套夹取机构包括夹取主体、与夹取主体底部连接的单作用气缸、与单作用气缸底部连接的调心球轴承机构，所述单作用气缸包括缸筒及活塞机构，所述活塞机构将所述缸筒的内腔分成前腔和后腔，所述后腔中设置压缩弹性件，所述压缩弹性件一端与所述活塞机构抵接，另一端与所述缸筒的底部抵接，所述前腔和后腔均设有通气管。

优选地，所述夹取主体包括固定板、主动滑块、至少两个第一夹取指、与所述第一夹取指对应设置并连接的从动滑块，所述主动滑块与所述从动滑块通过倾斜设置的滑槽、滑台机构连接，所述从动滑块与所述固定板通过水平设置的滑槽、滑台机构连接。

优选地，所述倾斜设置的滑槽、滑台机构包括在所述主动滑块上倾斜设置的滑槽以及在所述从动滑块上倾斜设置的滑台。

优选地，所述从动滑块为两个，分别位于所述主动滑块相对称的两侧。

优选地，所述主动滑块顶部设有与压铸机模腔中凸台芯子相配合的定位孔。

优选地，所述调心球轴承机构通过一连接块与所述单作用气缸的底部连接，所述连接块的底部下表面外圈与所述调心球轴承机构的顶部上表面外圈设有2～3mm的间隙。

优选地，所述镶嵌夹手设有中空的主体，所述缸套夹取机构设置在所述主体外部；所述调节变位机构包括设置在所述主体内的供所述缸套夹取机构移动的直线滑轨机构、与所述缸套夹取机构连接的扁平式铰链机构、带动所述扁平式铰链机构伸缩的丝杆、驱动所述丝杆转动的伺服电机，所述丝杆的另一端与所述主体的内侧壁通过一角接触轴承连接。

优选地，所述镶嵌夹手还包括一缸套顶出机构，所述缸套顶出机构包括顶出气缸、顶出气缸固定板、顶出托板、顶出托板导杆、顶出导杆、顶出推板，所述顶出气缸与所述顶出气缸固定板固定，所述顶出托板导杆一端与所述顶出托板固定板连接，另一端与所述顶出托板固定，所述顶出导杆一端与所述顶出托板连接，另一端与所述顶出推板固定，所述顶出推板位于所述主体的外部并靠近所述缸套夹取机构设置。

优选地，所述取件夹手包括驱动气缸，所述夹取部为两个，相向设置在所述驱动气缸上，两个夹取部结构相同，均包括固定座、与所述固定座连接的第二夹取指、连接在所述第二夹取指外侧上端部的夹取块，所述夹取块的内侧设有凸块，所述第二夹取指上相应地设有插槽。

优选地，在所述夹取块与所述第二夹取指之间还设有碟形弹簧。

与现有技术相比，本发明的汽车发动机缸体镶嵌取件夹取装置由于包括镶嵌夹手以及取件夹手，所述镶嵌夹手包括若干个间隔设置的缸套夹取机构、用于调整夹取机构间距离的调节变位机构，可以根据不同的缸套以及缸体来调整缸套夹取机构之间的距离以适应不同规格的缸体，因而可适用于多种缸套及缸体，提高了通用性，同时也大大提高效率，降低了劳动强度；由于在镶嵌夹手的夹取机构中设置单作用气缸、在单作用气缸后腔设置压缩弹簧，而单作用气缸由于在前腔和后腔均设置通气管，当前腔通气时，后腔排气，此时镶嵌夹手两手指收拢；镶嵌夹手插入缸套，此时后腔通气，前腔排气，镶嵌夹手两手指撑开，夹紧缸套。当往模具模芯镶嵌靠缸套时，单作用气缸前腔、后腔气体被排出，此时气缸内没有压力，靠气缸后腔的压缩弹性件的压力撑住气缸活塞杆，自动柔性夹持缸套防止掉落，但用人手又可轻易取出，这使得夹取机构具有浮动柔性，再加上夹取机构底部设置的调心球轴承机构，使得整个缸套夹取机构具备了双重柔性功能，非常顺畅地将缸套通过多个推板装置，顺利地送入模腔中，从而实现柔性镶嵌功能，避免缸体与缸套结合时因碰撞而损坏；此外，每个缸套夹取机构旁设有用于检测缸套夹取状态的缸套夹取检测机构，可以检测缸套是否夹取到位；由于取件夹手设有用于夹取缸体轴颈部的夹取部，这种直接夹取缸体而非浇注水口料柄的方式，使得后续的切水口料柄工序更为方便。

附图说明

图1为本发明所应用的汽车发动机缸体的结构示意图；

图2为本发明汽车发动机缸体的柔性镶嵌取件夹取装置实施例的结构示意图；

图3是图2中柔性镶嵌取件夹取装置的横向剖视图；

图4是图2中镶嵌夹手的纵向剖视图；

图5是图2中夹取机构的示意图；

图6是图5中的E-E剖视图；

图7是图5中夹取机构的俯视图；

图8是图2中取件夹手的结构示意图；

图9是图8中的D处放大图；

图10是本发明中取件夹手夹取缸体时的夹取位置示意图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案更加清楚，以下结合附图通过具体的实施例来对本发明进行详细说明。

参见图2～图10，本实施例中的汽车发动机缸体的柔性镶嵌取件夹取装置包括镶嵌夹手B、取件夹手C。

镶嵌夹手B包括中空的主体1，主体1的一个侧面上设有四个夹取机构2，每个夹取机构2包括主动滑块21以及两个从动滑块22、固定板29，每个从动滑块22连接一第一夹取指23，主动滑块21底部通过连接销25连接一个单作用气缸24，单作用气缸24包括活塞机构24a、缸筒24b、压缩弹簧24c，缸筒24b的内部空腔被活塞机构24a分成前腔和后腔，压缩弹簧24c设置在后腔中，压缩弹簧24c一端与活塞机构24a的下端部抵接，另一端与缸筒底部内侧壁抵接；单作用气缸24的前腔和后腔均接有通气管；当往压铸机模具模芯镶嵌缸套时，单作用气缸前腔、后腔气体被排出，此时气缸内没有压力，靠气缸后腔的压缩弹簧的压力撑住气缸活塞机构，自动柔性夹持缸套防止掉落，但用人手又可轻易取出，使得整个夹取机构具备了柔性功能；活塞机构24a顶端与连接销25底部连接，连接销25的顶部伸入到主动滑块21底部设置的卡槽中而与主动滑块21连接；单作用气缸24底部通过连接块27连接一调心球轴承机构，调心球轴承机构包括调心球轴承26以及固定座28，调心球轴承26固定在固定座28上。连接块27的底部下表面的外圈与固定座28的上表面外圈间隔的距离h为2-3mm，使得夹取机构能够前后左右微微摆动，有助于实现柔性夹持。主动滑块21的纵向中心设有一定位孔21a，该定位孔21a与压铸机模腔的的凸台芯子位置一一对应设置，凸台芯子能够伸入此定位孔21a中；由于设置调心球轴承机构，加上主动滑块21设置的定位孔21a起到控制柔性方向的作用，再配合单作用气缸24，使得整个夹取机构2前后都具备浮动柔性机构，保证了夹取机构2在不同角度置入模腔时都能轻易、准确地将缸套置入模腔中，而不会损坏夹取机构2，提高良品率。

主动滑块前后两个表面分别设有倾斜设置的滑槽21b，前表面与后表面上的滑槽21b呈交叉设置，两个从动滑块22上设有与滑槽配合的滑台22a，滑台22a可在滑槽21b中往复运动；从动滑块22同时与固定板29通过水平设置的滑槽和滑台机构连接，从动滑块能够在固定板上沿水平设置的滑槽往复运动。通过上述往复动动，实现力由纵向转为横向传递，再由横向转为纵向力的传递的效果，固定板29限制从动滑块22随着主动滑块21沿纵向移动，又能在主动滑块21沿纵向移动时，使从动滑块22沿水平方向移动，带动夹取指张开或收回。其中，倾斜设置的滑槽21b，其中心线与主动滑块中心线所成的角度可为30-45度，本实施例中为38度。

每个夹取机构旁还安装有缸套夹取检测机构3，其包括接近开关以及安装座，检测夹取机构上缸套的夹持状态，检测是否夹持到位，出现任何异常状态都会报警显示。

镶嵌夹手B主体的内部空腔中安装有调节变位机构，用于根据缸体的不同规格，即缸套镶嵌安装位之间的不同距离来调整夹取机构的距离，这样能实现一次性夹取缸套、并一次性将缸套放入到缸体的相应安装位；调节变位机构包括供夹取机构移动的直线滑轨机构4、滚珠丝杆5、驱动滚珠丝杆5转动的伺服电机6、在滚珠丝杆5的带动下伸缩的扁平式铰链机构7。直线滑轨机构4包括相互配合的滑块41及导轨42。四个夹取机构均与扁平式铰链机构7的节点连接，在扁平式铰链机构7伸缩过程中，与扁平式铰链机构首端（即靠近伺服电机6的一端端）连接的缸套夹取机构固定不动，与扁平式铰链机构尾端连接的缸套夹取机构与丝杆螺母5a连接，根据铰链机构原理，尾端的缸套夹取机构移动时，除首端的缸套夹取机构之外的其他缸套夹取机构也随之等距、等速运动，能够适用于不同型号的汽车发动机缸体，具体示意如图。滚珠丝杆5的一端与伺服电机6连接，另一端通过角接触轴承5b与主体内部连接。

镶嵌夹手B还设有缸套顶出机构8，其包括设置在主体1内部的顶出气缸8a、顶出气缸固定板8b、顶出托板8d，顶出托板导杆8c、顶出导杆8e，顶出托板导杆8c一端与顶出托板连接，另一端与顶出气缸固定板连接，顶出导杆8e一端与顶出托板8d连接，另一端与推板8f连接，在顶出气缸8a的作用下，推板8f将缸套推入压铸机内的预定位置，保证各缸套在缸体内处于一致的位置。

在镶嵌夹手的主体1上设有取件夹手固定面，本实施例中的取件夹手C固定在镶嵌夹手主体1上的取件夹手固定面上，该取件夹手采用两指气缸夹具，夹持缸体轴颈位置A3，夹取这个部位可以满足多种汽车发动机缸体的生产需求。本实施例中的取件夹手包括驱动气缸9、设置在驱动气缸9上的两个相对设置的夹取部，两个夹取部的结构相同，均包括固定座10、与固定座10连接的第二夹取指11、连接在夹取指外侧上端部的夹取块12，夹取块12的内侧设有凸块12a，第二夹取指11上相应地设有插槽11a，通过凸块12a与插槽11a的插接，使得夹取块12与第二夹取指11连接更紧密；在夹取块12与第二夹取指11之间还设有碟形弹簧15，通过此碟形弹簧15可使指夹持面尽可能与缸体轴颈面贴平，增大与轴颈面的接触面，从而增大摩擦力，如此可使缸体取件更稳。

夹取块的外侧面用于夹紧缸体，其上设有若干小齿，由于每个夹取部与缸体接触的面布设有多个小齿，形成摩擦力较大的粗糙面，夹持较紧，同时不会对工件造成伤害，因而在夹取缸体时能避免对缸体造成损坏和增大摩擦防止工件在运动过程中脱落，造成人员伤害和周围设备损伤。第二夹取指上还设有矫正套13。第二夹取指侧部连接一限位块14，防止夹取的缸体侧翻。另外，夹取工件手指采用波浪形，不会对工件造成伤害。

本实施例的镶嵌取件夹取装置在工作时，先通过镶嵌夹手夹取缸套，然后将缸套镶嵌入压铸机模具中缸体的缸套镶嵌位中，在压铸完成后，用取件夹手将缸体取出，进行下一道工序；在用镶嵌夹手夹取缸套并镶嵌到缸体中时的工作过程如下：控制单作用气缸24前腔通气，后腔排气，主动滑块向靠近单作用气缸缸体的方向移动，此时镶嵌夹手的两个第一夹取手指收拢；镶嵌夹手插入缸套，此时后腔通气，前腔排气，活塞杆向缸体外移动，带动主动滑块向远离缸体的方向移动，镶嵌夹手的两个第一夹取指撑开，夹紧缸套。当往压铸机模具模芯镶嵌缸套时，单作用气缸前腔、后腔气体均被排出，此时气缸内没有压力，靠气缸后腔的压缩弹簧压力撑住气缸活塞杆，自动柔性夹持缸套防止掉落，但用人手又可轻易取出，这使得夹取机构具有浮动柔性，再加上夹取机构底部设置的调心球轴承机构，使得整个夹取机构具备了柔性功能，非常顺畅地将缸套透过多个推板，顺利地送入模腔中，从而实现柔性镶嵌功能，避免缸体与缸套结合时因碰撞而损坏。由于主动滑块、从动滑块倾斜设置的滑槽、滑台角度的关系，本缸套夹取机构中的两个夹手取指单边径向移动可达15mm，因此缸套直径差在于0----25mm范围内的任意尺寸都可适用。在从压铸机中取出缸体时采用取件夹手操作，取件夹手的第二夹取指通过夹持缸体轴颈面，而将缸体从压铸机中取出，由于夹取的是缸体轴颈面，所以相比于现有技术，通用性更强，节约成本。

此外，本实施例中设置的扁平式铰链机构使得整个镶嵌夹手体积缩小三分之一，在进入模腔中时更方便、顺利，机构更精实。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种汽车发动机缸体的柔性镶嵌取件夹取装置，包括相互连接的、用于将缸套镶嵌入缸体中的镶嵌夹手以及用于将镶嵌缸套后的缸体取出的取件夹手，所述镶嵌夹手包括与缸体中缸套镶嵌安装位对应设置的多个缸套夹取机构、用于调整多个缸套夹取机构间距离的调节变位机构，所述取件夹手设有用于夹取缸体轴颈位的夹取部，其特征在于，各缸套夹取机构旁均设有用于检测缸套夹取状态的缸套夹取检测机构；所述缸套夹取机构包括夹取主体、与夹取主体底部连接的单作用气缸、与单作用气缸底部连接的调心球轴承机构，所述单作用气缸包括缸筒及活塞机构，所述活塞机构将所述缸筒的内腔分成前腔和后腔，所述后腔中设置压缩弹性件，所述压缩弹性件一端与所述活塞机构抵接，另一端与所述缸筒的底部抵接，所述前腔和后腔均设有通气管，所述夹取主体包括固定板、主动滑块、至少两个第一夹取指、与所述第一夹取指对应设置并连接的从动滑块，所述主动滑块与所述从动滑块通过倾斜设置的滑槽、滑台机构连接，所述从动滑块与所述固定板通过水平设置的滑槽、滑台机构连接；

所述倾斜设置的滑槽、滑台机构包括在所述主动滑块上倾斜设置的滑槽以及在所述从动滑块上倾斜设置的滑台。

2.如权利要求1所述的汽车发动机缸体的柔性镶嵌取件夹取装置，其特征在于，所述从动滑块为两个，分别位于所述主动滑块相对称的两侧。

3.如权利要求1所述的汽车发动机缸体的柔性镶嵌取件夹取装置，其特征在于，所述主动滑块顶部设有与压铸机模腔中凸台芯子相配合的定位孔。

4.如权利要求1所述的汽车发动机缸体的柔性镶嵌取件夹取装置，其特征在于，所述调心球轴承机构通过一连接块与所述单作用气缸的底部连接，所述连接块的底部下表面外圈与所述调心球轴承机构的顶部上表面外圈设有2～3mm的间隙。

5.如权利要求1所述的汽车发动机缸体的柔性镶嵌取件夹取装置，其特征在于，所述镶嵌夹手设有中空的主体，所述缸套夹取机构设置在所述主体外部；所述调节变位机构包括设置在所述主体内的供所述缸套夹取机构移动的直线滑轨机构、与所述缸套夹取机构连接的扁平式铰链机构、带动所述扁平式铰链机构伸缩的丝杆、驱动所述丝杆转动的伺服电机，所述丝杆的另一端与所述主体的内侧壁通过一角接触轴承连接。

6.如权利要求5所述的汽车发动机缸体的柔性镶嵌取件夹取装置，其特征在于，所述镶嵌夹手还包括一缸套顶出机构，所述缸套顶出机构包括顶出气缸、顶出气缸固定板、顶出托板、顶出托板导杆、顶出导杆、顶出推板，所述顶出气缸与所述顶出气缸固定板固定，所述顶出托板导杆一端与所述顶出托板固定板连接，另一端与所述顶出托板固定，所述顶出导杆一端与所述顶出托板连接，另一端与所述顶出推板固定，所述顶出推板位于所述主体的外部并靠近所述缸套夹取机构设置。

7.如权利要求1所述的汽车发动机缸体的柔性镶嵌取件夹取装置，其特征在于，所述取件夹手包括驱动气缸，所述夹取部为两个，相向设置在所述驱动气缸上，两个夹取部结构相同，均包括固定座、与所述固定座连接的第二夹取指、连接在所述第二夹取指外侧上端部的夹取块，所述夹取块的内侧设有凸块，所述第二夹取指上相应地设有插槽。

8.如权利要求7所述的汽车发动机缸体的柔性镶嵌取件夹取装置，其特征在于，在所述夹取块与所述第二夹取指之间还设有碟形弹簧。