CN105397449A - 凸轮轴磨削夹头自动装卸机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种凸轮轴磨削夹头自动装卸机构，具体的说是一种磨削凸轮轴的夹头与凸轮轴之间自动装拆的机构，属于自动化生产线机械零件加工制造技术领域。其包括夹头固定装置、螺母拧紧装置和凸轮轴固定装置，夹头固定装置、螺母拧紧装置和凸轮轴固定装置从左到右依次固定在固定底板上。本发明能够实现凸轮轴自动化磨削生产线中将凸轮轴与用于磨削的夹头的自动装拆，提高了生产效率，降低了劳动强度。

Description

凸轮轴磨削夹头自动装卸机构

技术领域

本发明涉及一种凸轮轴磨削夹头自动装卸机构，具体的说是一种磨削凸轮轴的夹头与凸轮轴之间自动装拆的机构，属于自动化生产线机械零件加工制造技术领域。

背景技术

在磨削凸轮轴的生产中，经常需要将凸轮轴与用于磨削的夹头进行装配与拆卸，此装拆工作完全依靠人工手动实现，自动化程度低、劳动强度大、生产效率低，不能满足自动化、大批量生产的需要，增加了企业的生产成本，是企业生产中实现自动化生产的最大障碍。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种凸轮轴磨削夹头自动装卸机构，能够实现凸轮轴自动化磨削生产线中将凸轮轴与用于磨削的夹头的自动装拆，提高了生产效率，降低了劳动强度。

按照本发明提供的技术方案，凸轮轴磨削夹头自动装卸机构包括夹头固定装置、螺母拧紧装置和凸轮轴固定装置，其特征是：夹头固定装置、螺母拧紧装置和凸轮轴固定装置从左到右依次固定在固定底板上，所述夹头固定装置包括夹头，夹头安装在夹头固定座内，夹头固定座上端连接插销，插销上端连接上安装气缸的活塞杆，上安装气缸固定在气缸支架上端；夹头固定座下端连接定位板底座，定位板底座固定在基座上；基座上固定气缸支架，气缸支架左右两侧分别设有第一侧安装气缸和第二侧安装气缸，第一侧安装气缸的活塞杆前端连接第一前安装板，第二侧安装气缸的活塞杆前端连接第二前安装板，通过第一前安装板和第二前安装板实现夹头前部安装；

所述凸轮轴固定装置包括底板，底板前部固定支承座，支承座上通过凸轮轴托轮支承凸轮轴；底板中部设有纵向导轨，纵向导轨上滑动连接伺服电机座，伺服电机座上固定伺服电机和旋转支座，伺服电机的输出端通过联轴器连接旋转支座内设置的旋转轴的一端，旋转轴的另一端连接三爪气缸，三爪气缸前端能够夹持连接凸轮轴；底板后部固定纵向气缸支架，纵向气缸支架上固定纵向气缸，纵向气缸的活塞杆前端连接纵向气缸推头，纵向气缸推头固定在伺服电机座上；底板下端设有下导轨，底板滑动连接在下导轨上；

所述螺母拧紧装置包括上座板和下座板，上座板上从左到右依次固定拧螺母伺服电机座、扭矩传感器和旋转轴支座，拧螺母伺服电机座上固定拧螺母伺服电机，拧螺母伺服电机的输出端通过第二弹性联轴器连接扭矩传感器，扭矩传感器通过第一弹性联轴器连接旋转轴支座内的旋转轴，旋转轴另一端连接螺母装载头；上座板上固定上座板气缸座，上座板气缸座上固定上座板气缸，上座板气缸的活塞杆前端连接上座板气缸推头，上座板气缸推头固定在下座板上；下座板上端设有纵向直线导轨，纵向直线导轨上滑动连接上座板。

进一步的，定位板底座和夹头固定座之间设有下定位板，通过下定位板定位夹头固定座的上下位置。

进一步的，气缸支架内侧设有侧定位板，通过侧定位板定位夹头固定座的左右位置。

进一步的，底板一侧固接下气缸推头，下气缸推头与下气缸的活塞杆连接，下气缸固定在下气缸支架上。

进一步的，上座板上固定气锤座，气锤座上设有气锤，气锤前端连接气锤顶杆。

进一步的，下座板下端设有横向直线导轨，下座板侧面连接侧向推板，侧向推板连接在侧向气缸的活塞杆上，侧向气缸固定在侧向气缸座上。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

本发明能够实现凸轮轴自动化磨削生产线中将凸轮轴与用于磨削的夹头的自动装拆，提高了生产效率，降低了劳动强度；本发明采用伺服驱动电机驱动，精确控制凸轮轴输送的位置，输送速度平稳，工作噪音低；摄像头控制凸轮轴键槽的周向位置，使夹头与凸轮轴连接时定位位置准确；采用精密直线导轨导向，易于实现运动位置的准确导向；采用扭矩传感器控制拧紧螺母的扭矩大小，使螺母拧紧的扭矩大小得到有效控制；凸轮轴采用托轮做支承，两者之间为滚动摩擦，减少转动伺服电机的负载。

附图说明

图1为本发明主视图。

图2为夹头固定装置主视图。

图3为凸轮轴固定装置主视图。

图4为凸轮轴固定装置俯视图。

图5为螺母拧紧装置主视图。

图6为螺母拧紧装置俯视图。

附图标记说明：1-夹头固定装置、2-螺母拧紧装置、3-凸轮轴固定装置、4-固定底板、5-基座、6-气缸支架、7-定位板底座、8-下定位板、9-第一侧安装气缸、10-第一前安装板、11-第二侧安装气缸、12-第二前安装板、13-上安装气缸、14-插销、15-摄像头、16-侧定位板、17-夹头、18-夹头固定座、19-凸轮轴、20-凸轮轴托轮、21-三爪气缸、22-旋转支座、23-联轴器、24-伺服电机座、25-伺服电机、26-底板、27-纵向气缸、28-纵向气缸支架、29-纵向气缸推头、30-纵向导轨、31-支承座、32-下导轨、33-下气缸、34-下气缸支架、35-下气缸推头、36-上座板、37-旋转轴支座、38-螺母装载头、39-第一弹性联轴器、40-扭矩传感器、41-第二弹性联轴器、42-拧螺母伺服电机座、43-拧螺母伺服电机、44-气锤顶杆、45-气锤座、46-气锤、47-上座板气缸座、48-上座板气缸、49-上座板气缸推头、50-纵向直线导轨、51-下座板、52-横向直线导轨、53-侧向气缸、54-侧向气缸座、55-侧向推板。

具体实施方式

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

如图1所示，本发明主要包括夹头固定装置1、螺母拧紧装置2和凸轮轴固定装置3，夹头固定装置1、螺母拧紧装置2和凸轮轴固定装置3从左到右依次固定在固定底板4上。

如图2所示，所述夹头固定装置1包括夹头17，夹头17安装在夹头固定座18内，夹头固定座18上端连接插销14，插销14上端连接上安装气缸13的活塞杆，上安装气缸13固定在气缸支架6上端。夹头固定座18下端连接定位板底座7，定位板底座7固定在基座5上。基座5上固定气缸支架6，气缸支架6左右两侧分别设有第一侧安装气缸9和第二侧安装气缸11，第一侧安装气缸9的活塞杆前端连接第一前安装板10，第二侧安装气缸11的活塞杆前端连接第二前安装板12，通过第一前安装板10和第二前安装板12实现夹头17前部安装。所述定位板底座7和夹头固定座18之间设有下定位板8，通过下定位板8定位夹头固定座18的上下位置。所述气缸支架6内侧设有侧定位板16，通过侧定位板16定位夹头固定座18的左右位置。

工作时，夹头固定装置的上安装气缸的活塞杆收缩，驱动其上连接的插销打开夹头固定座，使得夹头能够顺利装入夹头固定座内。然后，第一侧安装气缸和第二侧安装气缸带动第一前安装板和第二前安装板共同夹紧夹头前部。

如图3~4所示，所述凸轮轴固定装置3包括底板26，底板26前部固定支承座31，支承座31上通过凸轮轴托轮20支承凸轮轴19。底板26中部设有纵向导轨30，纵向导轨30上滑动连接伺服电机座24，伺服电机座24上固定伺服电机25和旋转支座22，伺服电机25的输出端通过联轴器23连接旋转支座22内设置的旋转轴的一端，旋转轴的另一端连接三爪气缸21，三爪气缸21前端能够夹持连接凸轮轴19。底板26后部固定纵向气缸支架28，纵向气缸支架28上固定纵向气缸27，纵向气缸27的活塞杆前端连接纵向气缸推头29，纵向气缸推头29固定在伺服电机座24上。底板26下端设有下导轨32，底板26滑动连接在下导轨32上。底板26一侧固接下气缸推头35，下气缸推头35与下气缸33的活塞杆连接。下气缸33固定在下气缸支架34上。

工作时，纵向气缸推动旋转轴前端的三爪气缸到达能够夹持凸轮轴的位置。然后伺服电机带动旋转轴转动，并通过三爪气缸最终带动凸轮轴转动。下气缸能够推动底板沿着下导轨运动。

如图5~6所示，所述螺母拧紧装置2包括上座板36和下座板51，上座板36上从左到右依次固定拧螺母伺服电机座42、扭矩传感器40和旋转轴支座37，拧螺母伺服电机座42上固定拧螺母伺服电机43，拧螺母伺服电机43的输出端通过第二弹性联轴器41连接扭矩传感器40，扭矩传感器40通过第一弹性联轴器39连接旋转轴支座37内的旋转轴，旋转轴另一端连接螺母装载头38。上座板36上固定气锤座45，气锤座45上设有气锤46，气锤46前端连接气锤顶杆44。上座板36上固定上座板气缸座47，上座板气缸座47上固定上座板气缸48，上座板气缸48的活塞杆前端连接上座板气缸推头49，上座板气缸推头49固定在下座板51上。下座板51上端设有纵向直线导轨50，纵向直线导轨50上滑动连接上座板36。下座板51下端设有横向直线导轨52，下座板51侧面连接侧向推板55，侧向推板55连接在侧向气缸53的活塞杆上，侧向气缸53固定在侧向气缸座54上。

在进行螺母装配到凸轮轴工作时，先将螺母放置在螺母装载头内，上座板气缸带动整个上底板纵向运动，当螺母接触到凸轮轴左端面时，拧螺母伺服电机带动螺母装载头转动，从而将螺母装入凸轮轴上。随着拧螺母伺服电机的继续转动，电机输出的扭矩将继续加大，当输出的扭矩达到扭矩传感器的设定值时，扭矩传感器发出信号，拧螺母伺服电机停止转动，然后上座板气缸活塞杆收缩，带动上座板向左运动，将螺母与螺母装载头脱开，从而达到将螺母装配到凸轮轴的目的。拆卸螺母工作时，只需要反向操作即可。

在进行夹头与凸轮轴装配工作时，上安装气缸带动插销向上运动，使得凸轮轴顺利插入夹头中。凸轮轴的定位键槽方向能与插销的方向一致，插入凸轮轴前，应使凸轮轴在凸轮轴托轮上绕自身轴线旋转。接着，纵向气缸推动伺服电机座沿着纵向导轨运动，从而靠近凸轮轴的右端，当三爪气缸到达凸轮轴的端面后，三气爪夹紧凸轮轴，夹紧到位后三爪气缸的磁性开关发出信号，伺服电机接收到信号后启动，带动凸轮轴沿圆周转动。在凸轮轴进入夹头的孔内之前，摄像头检测凸轮轴的键槽方向，当凸轮轴沿圆周转动，键槽方向垂直向上时，摄像头发出信号，伺服电机停止转动，使凸轮轴的定位键槽方向能与插销的方向一致。此时，纵向气缸的活塞杆伸出，带动凸轮轴进入夹头的孔内，当凸轮轴插入到夹头的孔内后，上安装气缸活塞杆伸出，带动插销向下运动，使插销的头部插入凸轮轴的键槽内，使凸轮轴在圆周方向定位，从而完成凸轮轴与夹头正确装配。

本发明能够实现凸轮轴自动化磨削生产线中将凸轮轴与用于磨削的夹头的自动装拆，提高了生产效率，降低了劳动强度。本发明采用伺服驱动电机驱动，精确控制凸轮轴输送的位置，输送速度平稳，工作噪音低；摄像头控制凸轮轴键槽的周向位置，使夹头与凸轮轴连接时定位位置准确；采用精密直线导轨导向，易于实现运动位置的准确导向；采用扭矩传感器控制拧紧螺母的扭矩大小，使螺母拧紧的扭矩大小得到有效控制；凸轮轴采用托轮做支承，两者之间为滚动摩擦，减少转动伺服电机的负载。

Claims (6)

1.一种凸轮轴磨削夹头自动装卸机构，包括夹头固定装置（1）、螺母拧紧装置（2）和凸轮轴固定装置（3），其特征是：夹头固定装置（1）、螺母拧紧装置（2）和凸轮轴固定装置（3）从左到右依次固定在固定底板（4）上，所述夹头固定装置（1）包括夹头（17），夹头（17）安装在夹头固定座(18)内，夹头固定座(18)上端连接插销（14），插销(14)上端连接上安装气缸（13）的活塞杆，上安装气缸（13）固定在气缸支架（6）上端；夹头固定座(18)下端连接定位板底座（7），定位板底座（7）固定在基座（5）上；基座（5）上固定气缸支架（6），气缸支架（6）左右两侧分别设有第一侧安装气缸（9）和第二侧安装气缸（11），第一侧安装气缸（9）的活塞杆前端连接第一前安装板（10），第二侧安装气缸（11）的活塞杆前端连接第二前安装板（12），通过第一前安装板（10）和第二前安装板（12）实现夹头（17）前部安装；

所述凸轮轴固定装置（3）包括底板(26)，底板(26)前部固定支承座(31)，支承座(31)上通过凸轮轴托轮(20)支承凸轮轴（19）；底板（26）中部设有纵向导轨（30），纵向导轨（30）上滑动连接伺服电机座（24），伺服电机座（24）上固定伺服电机（25）和旋转支座（22），伺服电机（25）的输出端通过联轴器（23）连接旋转支座（22）内设置的旋转轴的一端，旋转轴的另一端连接三爪气缸（21），三爪气缸（21）前端能够夹持连接凸轮轴（19）；底板（26）后部固定纵向气缸支架（28），纵向气缸支架（28）上固定纵向气缸（27），纵向气缸（27）的活塞杆前端连接纵向气缸推头（29），纵向气缸推头（29）固定在伺服电机座（24）上；底板（26）下端设有下导轨（32），底板（26）滑动连接在下导轨（32）上；

所述螺母拧紧装置（2）包括上座板（36）和下座板（51），上座板（36）上从左到右依次固定拧螺母伺服电机座（42）、扭矩传感器（40）和旋转轴支座（37），拧螺母伺服电机座（42）上固定拧螺母伺服电机（43），拧螺母伺服电机（43）的输出端通过第二弹性联轴器（41）连接扭矩传感器（40），扭矩传感器（40）通过第一弹性联轴器（39）连接旋转轴支座（37）内的旋转轴，旋转轴另一端连接螺母装载头（38）；上座板（36）上固定上座板气缸座（47），上座板气缸座（47）上固定上座板气缸（48），上座板气缸（48）的活塞杆前端连接上座板气缸推头（49），上座板气缸推头（49）固定在下座板（51）上；下座板（51）上端设有纵向直线导轨（50），纵向直线导轨（50）上滑动连接上座板（36）。

2.如权利要求1所述的凸轮轴磨削夹头自动装卸机构，其特征是：所述定位板底座（7）和夹头固定座（18）之间设有下定位板（8），通过下定位板（8）定位夹头固定座（18）的上下位置。

3.如权利要求1所述的凸轮轴磨削夹头自动装卸机构，其特征是：所述气缸支架（6）内侧设有侧定位板（16），通过侧定位板（16）定位夹头固定座（18）的左右位置。

4.如权利要求1所述的凸轮轴磨削夹头自动装卸机构，其特征是：所述底板（26）一侧固接下气缸推头（35），下气缸推头（35）与下气缸（33）的活塞杆连接，下气缸（33）固定在下气缸支架（34）上。

5.如权利要求1所述的凸轮轴磨削夹头自动装卸机构，其特征是：所述上座板（36）上固定气锤座（45），气锤座（45）上设有气锤（46），气锤（46）前端连接气锤顶杆（44）。

6.如权利要求1所述的凸轮轴磨削夹头自动装卸机构，其特征是：所述下座板（51）下端设有横向直线导轨（52），下座板（51）侧面连接侧向推板（55），侧向推板（55）连接在侧向气缸（53）的活塞杆上，侧向气缸（53）固定在侧向气缸座(54)上。