CN104841915B - 汽车转向器电机外壳的浇冒口自动冲切装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车转向器电机外壳的浇冒口自动冲切装置。采用模块化设计，包括加工模块、上料模块、下料模块和机械手，上料模块和下料模块分别布置在机械手和加工模块的两侧，CCD相机布置在机械手和传送带之间；汽车转向器电机外壳在上料模块传送被机械手抓取放到加工模块冲切，再被CCD相机采集图像后放到下料模块。本发明可替代工人完成汽车转向器电机外壳浇冒口的自动去除工作，为汽车转向器电机外壳的浇冒口自动去除提供了一套切实可行的解决方案，特别适用于自动加工、批量生产的需求。

Description

汽车转向器电机外壳的浇冒口自动冲切装置

技术领域

本发明涉及一种冲切装置，具体涉及一种汽车转向器电机外壳的浇冒口自动冲切装置。

背景技术

随着电动助力转向系统在汽车领域的普及，电机广泛应用于汽车的转向模块中。为了定位和保护定子、转子等电机部件，电机外壳是必不可少的部分。由于汽车转向器电机外壳形状不规则，毛坯件通常采用铸造方式获得。为得到所需的工件，这些毛坯件必须进行清理，其清理工序主要是：落砂，冷却，去除浇冒口和去毛刺。可见，浇冒口的去除工作是清理汽车转向器电机外壳的主要工序之一。

目前，汽车转向器电机外壳的浇冒口去除通常由人工完成并且需要多个工步。人工去除汽车转向器电机外壳的浇冒口常采用锤击，锯割等方法。附图6为汽车转向器电机外壳400。它由电机外壳主体402和浇冒口401组成。在浇冒口去除作业中，工人一般手持汽车转向器电机外壳400，依据经验选择合适的锤击点对浇冒口401进行锤击去除，或者在根部对浇冒口401进行锯割。

然而，现有的汽车转向器电机外壳的浇冒口去除方式存在以下缺陷：

(1)自动化程度较低，大多采用人工清理的方式。由于工人的熟练程度不同，容易造成漏去除、残余高度过高等现象，清理质量受人为因数影响大，工件加工质量不稳定。

(2)劳动强度大且工作环境恶劣。浇冒口的清理往往需要多个工步且体力消耗较大。浇冒口去除作业一般设置在压铸车间。工人需要在压铸车间手持还未完全冷却的电机外壳进行作业。环境以及工件的热辐射和热传导严重影响操作人员健康。同时浇冒口去除后的铸件往往存在毛刺、飞边等缺陷，工人手持工件加工时容易划伤皮肤。

(3)现有的浇冒口去除方式是劳动密集型作业。工位越多，所需的工人越多。然而随着国内劳动力成本上升，招工、管理困难、制造成本上升等问题必将逐渐出现，因此迫切需要改变该局面。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种汽车转向器电机外壳的浇冒口自动冲切装置，能够完成对汽车转向器电机外壳的浇冒口的自动去除且设备简单，易于维护。

为实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

本发明包括加工模块、上料模块、下料模块和机械手，上料模块和下料模块分别布置在机械手和加工模块的两侧，CCD相机布置在机械手和传送带之间；汽车转向器电机外壳在上料模块传送被机械手抓取放到加工模块冲切，再被CCD相机采集图像后放到下料模块。

所述加工模块包括：立柱、上底板、导柱导套、第一气缸、冲切模具主体、冲切模具外切口、第二气缸、上V型块、下V型块、底座、废料槽和辅助定位机构；上底板通过立柱水平固定安装，上底板底面四角中一对角均固定竖直安装有第一气缸，另一对角均竖直安装有导柱导套的导套，上底板底面中心安装有第二气缸，第一气缸的活塞杆和导柱导套的导柱连接到冲切模具主体，导柱导套的导柱套在导柱导套的导套内轴向运动，第二气缸的活塞杆穿过冲切模具主体后连接上V型块，冲切模具主体的前侧下部固定安装有冲切模具外切口，冲切模具主体的后侧面为向中心倾斜的斜面；上V型块的正下方设有下V型块，下V型块固定安装在底座上，底座固定安装在废料槽中间，废料槽置于地面；辅助定位机构安装在下V型块侧方的立柱上。

所述的辅助定位机构包括推板、辅助定位气缸、辅助定位导柱导套和支撑板，辅助定位气缸和辅助定位导柱导套水平在支撑板上，支撑板固定在立柱，辅助定位导柱导套的导套和辅助定位气缸与立柱连接，辅助定位气缸的活塞杆和辅助定位导柱导套的导柱与推板固定连接。

所述的推板包括推板主体和用于与汽车转向器电机外壳内孔配合定位的柔性定位块，推板主体和柔性定位块通过弹簧实现弹性连接。

所述上料模块包括转台、接近传感器和胀轴，转台上沿圆周均布安装有用于套装汽车转向器电机外壳的胀轴，接近传感器固定安装在转台靠近机械手的一侧上。

所述的机械手连接有夹爪，夹爪用于夹持汽车转向器电机外壳。

所述下料模块主要由传送带构成，传送带固定安装在地面上。

所述的加工模块中，装夹汽车转向器电机外壳的上V型块与下V型块分别安装在第二气缸的活塞杆上和底座上。

本发明的有益之处在于：

(1)本发明采用采用PLC集成控制技术，自动化程度高，可以完成汽车转向器电机外壳的浇冒口自动去除工作。在上料模块中，控制柜接收接近传感器反馈的信息后控制转台转动，与机器手协调工作，实现高效、准确的上料功能。在加工模块中，控制柜协调装置的装夹与冲切动作，实现高效、可靠的加工功能。同时，单个工人可以同时负责多个工位，只需将工件放置在胀轴上，本装置即可完成浇冒口自动去除工作，使得浇冒口去除过程摆脱了人为因素影响，提高了加工质量稳定性。

(2)本发明降低了恶劣工作环境对工人的影响与劳动强度。在实际应用中，工人不参与浇冒口去除环节，避免了在高温工作环境中长时间手持未冷却至室温的铸件，降低了高温环境对身体产生的危害。高劳动强度的浇冒口去除工作均由本装置自动完成，大幅减轻了工人的劳动强度。

(3)本发明模块化程度高，可满足不同规格汽车转向器电机外壳的加工要求与装夹要求。胀轴可以满足多种规格汽车转向器电机外壳上料时的装夹要求，同时通过更换合适推板和冲切模具外切口可以实现多种规格汽车转向器电机外壳的加工要求。

(4)本发明采用智能检测技术，有效保证产品质量。本发明采用CCD相机，运用图像检测技术，对已加工工件的外观进行粗检测，剔除不合格产品，如压铸缺陷，变形等，并且为下道去毛刺工艺中涉及的刀具路径轨迹规划提供参考。

总体而言，本发明为解决汽车转向器电机外壳浇冒口的去除提供了一套切实可行的方案，特别适合企业需求，具有良好的市场前景。

附图说明

图1是本发明总体结构示意图。

图2是本发明加工模块示意图。

图3是本发明加工模块右视图。

图4是本发明上料模块示意图。

图5是推板的示意图。

图6是推板的剖视结构示意图。

图7是实施中汽车转向器电机外壳的示意图。

图8是实施中电机外壳主体的示意图。

图9是上V型块和下V型块的结构示意图。

图中：上料模块100、转台101、接近传感器102、胀轴103、机械手202、夹爪201、加工模块300、立柱301、上底板302、导柱导套303、第一气缸304、第二气缸305、冲切模具主体306、冲切模具外切口307、上V型块308、下V型块309、底座310、废料槽311、推板312、推板主体3121、柔性定位块3122、辅助定位气缸313、辅助定位导柱导套314、支撑板315、汽车转向器电机外壳400、浇冒口401、电机外壳主体402、传送带500、CCD相机600、控制柜700。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

参见图1，本发明包括加工模块300、上料模块100、下料模块和机械手202，上料模块100和下料模块分别布置在机械手202和加工模块300的两侧，CCD相机600布置在机械手202和传送带500之间，CCD相机600通过支架安装在地面；汽车转向器电机外壳400在上料模块100传送被机械手202抓取放到加工模块300冲切，再被CCD相机600采集图像后放到下料模块。

参见图2和图3，加工模块用于自动装夹汽车转向器电机外壳400和去除浇冒口401。加工模块300包括：立柱301、上底板302、导柱导套303、第一气缸304、冲切模具主体306、冲切模具外切口307、第二气缸305、上V型块308、下V型块309、底座310、废料槽311和辅助定位机构；上底板302通过立柱301水平固定安装，上底板302底面四角中一对角均固定竖直安装有第一气缸304，另一对角均竖直安装有导柱导套303的导套，上底板302底面中心安装有第二气缸305，第一气缸304的活塞杆和导柱导套303的导柱连接到冲切模具主体306，导柱导套303的导柱套在导柱导套303的导套内轴向运动，第二气缸305的活塞杆穿过冲切模具主体306后连接上V型块308，冲切模具主体306的前侧下部固定安装有冲切模具外切口307，冲切模具外切口307与冲切模具主体306通过螺栓固连，冲切模具主体306的后侧面为向中心倾斜的斜面；上V型块308的正下方设有下V型块309，下V型块309固定安装在底座310上，底座310固定安装在废料槽311中间，废料槽311置于地面；辅助定位机构安装在下V型块309侧方的立柱301上，两个V型块如图9所示。

参见图2和图3，辅助定位机构包括推板312、辅助定位气缸313、辅助定位导柱导套314和支撑板315，辅助定位气缸313和辅助定位导柱导套314水平在支撑板315上，支撑板315固定在立柱301，辅助定位导柱导套314的导套和辅助定位气缸313与立柱301连接，辅助定位气缸313的活塞杆和辅助定位导柱导套314的导柱与推板312固定连接。

参见图5和图6，推板312包括推板主体3121和用于与汽车转向器电机外壳400内孔配合定位的柔性定位块3122，推板主体3121和柔性定位块3122通过弹簧实现弹性连接，推板312可更换。

参见图4，上料模块用于对汽车转向器电机外壳400进行自动上料。上料模块包括转台101、接近传感器102和胀轴103，转台101上沿圆周均布安装有用于套装汽车转向器电机外壳400的胀轴103，接近传感器102固定安装在转台101靠近机械手202的一侧上。

机械手用于抓取汽车转向器电机外壳400和取代人在高温环境作业。机械手202上装有夹爪201，夹爪201用于对汽车转向器电机外壳400进行夹持。

下料模块用于将电机外壳主体402输送给下道去毛刺工序。下料模块主要由传送带500构成，传送带500固定安装在地面上。

加工模块中，装夹汽车转向器电机外壳400的上V型块308与下V型块309分别安装在第二气缸305的活塞杆上和底座310上，底座310顶面四周倒角。

CCD相机用于对电机外壳主体402外观进行粗检测。

装置还包括控制柜700，控制柜用于协调各模块的工作，控制柜700固定安装在地面上。

汽车转向器电机外壳400的结构参见图7和图8，包括电机外壳主体402和浇冒口401，本发明采用冲切方式去除浇冒口401，冲切模具外切口307与冲切模具主体306通过螺栓固连，冲切模具外切口307可更换，冲切模具主体306的后侧面为用于将浇冒口401冲切的斜面。

为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明的冲切装置的工作过程做简要描述：

(1)加工前，根据实际的汽车转向器电机外壳400，选择合适的冲切模具外切口307、推板312。

(2)工人选择手动模式，经过周向粗定位将如图7所示的汽车转向器电机外壳400放置在胀轴103上，胀轴103夹紧汽车转向器电机外壳400，工人控制转台101每次转过45°，依次完成在所有胀轴103上的上料。

工人选择自动模式，然后对其他工位上料。转台101定角度自动转动，每次转动45°，接近传感器102感应到机械手202抓取汽车转向器电机外壳400位置处存在汽车转向器电机外壳400，转台101停止定角度转动，机械手202抓取汽车转向器电机外壳400，接近传感器102感应不到汽车转向器电机外壳400，转台101继续定角度转动。

(3)机械手202把汽车转向器电机外壳400送至下V型块309上，辅助定位气缸313推动推板312，推板312接触汽车转向器电机外壳400后，柔性定位块3122对汽车转向器电机外壳400周向定位，同时柔性定位块3122与推板主体3121间的弹簧被压缩，夹爪201松开，柔性定位块3122回弹推动汽车转向器电机外壳400与下V型块309接触，实现汽车转向器电机外壳400的轴向定位。

第二气缸305推动上V型块308夹紧汽车转向器电机外壳400，辅助定位气缸313的活塞杆缩回，第一气缸304驱动冲切模具冲切汽车转向器电机外壳400的浇冒口401，通过挤压和冲切作用去除浇冒口401，导柱导套303对冲切过程进行导向和承受挤压浇冒口时的轴向力，浇冒口401经过底座310的斜面落入废料槽311，第一气缸304松开，得到如图8所示的电机外壳主体402。

(4)机械手202夹住汽车转向器电机外壳400，取出，CCD相机600对电机外壳主体402的进行外观粗检测。将合格的产品放在传送带500上，检测到不合格产品，装置停止作业，触发报警器。

(5)转台101上所有汽车转向器电机外壳400加工完后，转台101停止转动，控制柜700启动蜂鸣器提醒工人上料。

本发明的设计原理：

首先，本发明采用PLC集成控制，实现了汽车转向器电机外壳浇冒口的自动加工去除。在上料模块中，本装置采用转台和胀轴实现汽车转向器电机外壳的自动上料。在加工模块中，本装置采用上下V型块和推板结合机器手的使用实现了汽车转向器电机外壳的自动装夹，采用冲切模具实现了汽车转向器电机外壳浇冒口的自动去除。

其次，本发明采用智能检测技术，保证了产品质量，保障了整套装置的有效工作。CCD相机实时进行外观粗检测，剔除不合格品，保证产品质量。上料模块中，接近传感器快速感应工件，并反馈给控制柜。控制柜依据反馈的信息控制转台的转动，实现了自动上料功能，为整套装置自动运行提供了保障。

最后，本发明采用模块化设计，可适用于多种规格的汽车转向器电机外壳浇冒口去除要求，提高了整套装置的利用率。在整套装置中，推板可更换以适应不同规格的汽车转向器电机外壳的定位需求，胀轴可满足不同规格的汽车转向器电机外壳的上料时的装夹需求，冲切模具外切口可更换，从而满足多种汽车转向器电机外壳的浇冒口去除要求。

由此可见，本发明解决汽车转向器电机外壳浇冒口的去除问题，具有显著的技术效果。上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种汽车转向器电机外壳的浇冒口自动冲切装置，其特征在于：包括加工模块（300）、上料模块（100）、下料模块和机械手（202），上料模块（100）和下料模块分别布置在机械手（202）和加工模块（300）的两侧，CCD相机（600）布置在机械手（202）和传送带（500）之间；汽车转向器电机外壳（400）在上料模块（100）传送被机械手（202）抓取放到加工模块（300）冲切，再被CCD相机（600）采集图像后放到下料模块；

所述加工模块（300）包括：立柱（301）、上底板（302）、导柱导套（303）、第一气缸（304）、冲切模具主体（306）、冲切模具外切口（307）、第二气缸（305）、上V型块（308）、下V型块（309）、底座（310）、废料槽（311）和辅助定位机构；上底板（302）通过立柱（301）水平固定安装，上底板（302）底面四角中一对角均固定竖直安装有第一气缸（304），另一对角均竖直安装有导柱导套（303）的导套，上底板（302）底面中心安装有第二气缸（305），第一气缸（304）的活塞杆和导柱导套（303）的导柱连接到冲切模具主体（306），导柱导套（303）的导柱套在导柱导套（303）的导套内轴向运动，第二气缸（305）的活塞杆穿过冲切模具主体（306）后连接上V型块（308），冲切模具主体（306）的前侧下部固定安装有冲切模具外切口（307），冲切模具主体（306）的后侧面为向中心倾斜的斜面；上V型块（308）的正下方设有下V型块（309），下V型块（309）固定安装在底座（310）上，底座（310）固定安装在废料槽（311）中间，废料槽（311）置于地面；辅助定位机构安装在下V型块（309）侧方的立柱（301）上。

2.根据权利要求1所述的一种汽车转向器电机外壳的浇冒口自动冲切装置，其特征在于：所述的辅助定位机构包括推板（312）、辅助定位气缸（313）、辅助定位导柱导套（314）和支撑板（315），辅助定位气缸（313）和辅助定位导柱导套（314）水平设置在支撑板（315）上，支撑板（315）固定在立柱（301）上，辅助定位导柱导套（314）的导套和辅助定位气缸（313）与立柱（301）连接，辅助定位气缸（313）的活塞杆和辅助定位导柱导套（314）的导柱与推板（312）固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种汽车转向器电机外壳的浇冒口自动冲切装置，其特征在于：所述的推板（312）包括推板主体（3121）和用于与汽车转向器电机外壳（400）内孔配合定位的柔性定位块（3122），推板主体（3121）和柔性定位块（3122）通过弹簧实现弹性连接。

4.根据权利要求1所述的一种汽车转向器电机外壳的浇冒口自动冲切装置，其特征在于：所述上料模块包括转台（101）、接近传感器（102）和胀轴（103），转台（101）上沿圆周均布安装有用于套装汽车转向器电机外壳（400）的胀轴（103），接近传感器（102）固定安装在转台（101）靠近机械手（202）的一侧上。

5.根据权利要求1所述的一种汽车转向器电机外壳的浇冒口自动冲切装置，其特征在于：所述的机械手（202）连接有夹爪（201），夹爪（201）用于夹持汽车转向器电机外壳（400）。

6.根据权利要求1所述的一种汽车转向器电机外壳的浇冒口自动冲切装置，其特征在于：所述下料模块主要由传送带（500）构成，传送带（500）固定安装在地面上。

7.根据权利要求1所述的一种汽车转向器电机外壳的浇冒口自动冲切装置，其特征在于：所述的加工模块中，装夹汽车转向器电机外壳（400）的上V型块（308）与下V型块（309）分别安装在第二气缸（305）的活塞杆上和底座（310）上。