CN106769469B - 一种用于气门摩擦焊屈服强度检测的自动化设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于气门摩擦焊屈服强度检测的自动化设备，包括自动上下料输送机构、上下料机械手模块、电动缸加载模块、液压卡盘夹持机构，上下料机械手模块包括气动机械手；电动缸加载模块包括压盘、伺服电动缸、第三驱动机构、压力传感器、光栅尺；液压卡盘夹持机构包括旋转主轴、液压卡盘、卡盘拉杆液压缸、第四驱动机构，气动机械手将气门移动至液压卡盘前端的夹持手指处，通过夹持手指将气门的杆部夹紧，通过电动缸加载模块的压盘压向气门的头部从而检测气门摩擦焊屈服强度。本发明优点：能实现气门上下料、气门夹持及对气门进行悬臂加载的全程自动化，从而对气门的摩擦焊屈服强度进行自动检测。

Description

一种用于气门摩擦焊屈服强度检测的自动化设备
技术领域
本发明涉及气门摩擦焊屈服强度检测设备技术领域，尤其涉及的是一种用于气门摩擦焊屈服强度检测的自动化设备。
背景技术
气门主要用于向发动机内输入空气并排除燃烧废气，以实现发动机工作时换气的杆件。气门的头部与杆部通过摩擦焊连接，摩擦焊屈服强度直接影响气门工作的可靠性和发动机的安全性，摩擦焊屈服强度检测是气门生产制造过程中不可或缺的工序。
人工上下料的气门摩擦焊屈服强度检测工序存在着人力成本大、效率低下、操作误差、安全隐患、管理混乱等方面的问题。随着现代制造技术的发展，气门摩擦焊屈服强度的检测也在向高速化、自动化的方向发展，以满足制造业对其检测节拍、检测质量等方面的要求。因此，有必要设计一种用于气门摩擦焊屈服强度检测的自动化设备，以满足市场需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种结构合理、传动可靠、检测精度高、通用性强、自动化程度高的用于气门摩擦焊屈服强度检测的自动化设备。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于气门摩擦焊屈服强度检测的自动化设备，包括自动上下料输送机构、上下料机械手模块、电动缸加载模块、液压卡盘夹持机构，
所述上下料机械手模块包括气动机械手、驱动所述气动机械手上下移动的第一驱动机构、驱动所述气动机械手左右移动的第二驱动机构，所述气动机械手用于抓取由所述自动上下料输送机构输送来的气门并移动至所述液压卡盘夹持机构；
所述电动缸加载模块位于所述上下料机械手模块的左侧或右侧，所述电动缸加载模块包括压盘、驱动所述压盘上下移动的伺服电动缸、驱动所述压盘左右移动的第三驱动机构，所述压盘上设置有压力传感器，所述伺服电动缸的伸缩杆上一侧设有用于检测伺服电动缸的伸缩杆移动位移的光栅尺；
所述液压卡盘夹持机构设置于所述电动缸加载模块下方，所述液压卡盘夹持机构包括旋转主轴、液压卡盘、卡盘拉杆液压缸、第四驱动机构，所述液压卡盘设置在所述旋转主轴前端，所述液压卡盘前端设置有夹持手指，通过所述卡盘拉杆液压缸控制所述夹持手指夹紧或松开，通过所述第四驱动机构驱动所述旋转主轴旋转，进而带动液压卡盘及其上的夹持手指旋转，所述气动机械手将气门移动至所述液压卡盘前端的夹持手指处，并通过所述夹持手指将所述气门的杆部夹紧，通过所述电动缸加载模块的压盘压向所述气门的头部从而检测气门摩擦焊屈服强度。
作为上述自动化设备的优选实施方案，所述自动上下料输送机构包括支架、设置在支架上的输送链板、多组支撑块组、两个光电开关、定位基准块，所述输送链板位于所述上下料机械手模块下方，每组支撑块组由固定设置在所述输送链板上的至少两个V型支撑块排成一排支撑架，多组支撑块组形成多排支撑架，所述多排支撑架沿着所述输送链板的输送方向间隔布置，每排支撑架的V型支撑块用于支撑所述气门的杆部，所述定位基准块设置于所述支架一侧用于对所述气门的头部进行定位，所述两个光电开关分别设置于所述支架一侧且位于输送方向上的不同位置。
作为上述自动化设备的优选实施方案，所述上下料机械手模块还包括无杆气缸，所述无杆气缸设置于所述输送链板上方，所述无杆气缸接收到所述光电开关传来的信号后会动作从而推动所述气门的头部靠向所述定位基准块实现定位。
作为上述自动化设备的优选实施方案，所述气动机械手包括机械手本体，所述机械手本体下端设置有两个向下伸出的夹持杆，所述两个夹持杆下端内侧分别可拆卸设置有夹持块，两个夹持块相对设置，且所述两个夹持块为V型自定心夹持块。
作为上述自动化设备的优选实施方案，所述自动化设备还包括机架，所述自动上下料输送机构、上下料机械手模块、电动缸加载模块、液压卡盘夹持机构分别设置在所述机架上。
作为上述自动化设备的优选实施方案，所述液压卡盘的中心、所述压盘的中心和所述气动机械手的中心位于同一个竖直平面上。
作为上述自动化设备的优选实施方案，所述第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构均为齿轮齿条线性模组，所述齿轮齿条线性模组包括第二电机、第二齿轮和第二齿条，所述第二齿轮设置在所述第二电机输出轴上，所述第二齿条与所述第二齿轮相啮合，通过第二电机带动所述第二齿条来回移动。
作为上述自动化设备的优选实施方案，所述第四驱动机构包括电机、齿轮副、轴承座，所述电机输出轴与所述齿轮副输入轴连接，所述旋转主轴安装在所述轴承座中，所述旋转主轴末端与所述齿轮副的输出轴连接，通过电机带动所述齿轮副动作，从而带动所述旋转主轴旋转。
作为上述自动化设备的优选实施方案，所述卡盘拉杆液压缸的末端外侧配置有磁性开关，所述卡盘拉杆液压缸的活塞杆上设置有磁环，通过所述磁性开关与磁环配合从而检测所述液压卡盘的夹紧与否。
本发明相比现有技术具有以下优点：
1、本发明提供的一种用于气门摩擦焊屈服强度检测的自动化设备，由于其设置有自动上下料输送机构、上下料机械手模块、电动缸加载模块、液压卡盘夹持机构，能实现气门上下料及输送、气门夹持及对气门进行悬臂加载的全程自动化，从而对气门的摩擦焊屈服强度进行全自动检测，自动化程度高，工作效率高，大大节省了检测成本。
2、本发明提供的一种用于气门摩擦焊屈服强度检测的自动化设备，其电动缸加载模块中，由于设置了压力传感器、光栅尺等实时反馈伺服电动缸的输出载荷，提高了检测精度。
3、本发明提供的一种用于气门摩擦焊屈服强度检测的自动化设备，其液压卡盘夹持机构，由于液压卡盘的夹持范围大，能检测不同杆径、杆长的气门，从而适应各种不同规格的气门检测，通用性强。
4、本发明提供的一种用于气门摩擦焊屈服强度检测的自动化设备，其自动上下料输送机构中，其输送链板上设置的个V型支撑块能保证气门的自定心，通过两个光电开关进行来料位置检测并向上下料机械手模块中的无杆气缸传递信息，从而控制无杆气缸动作，推动气门的头部靠向定位基准块实现定位，以便于后续气动机械手的准确抓取，从而实现自动定位、自动上下料及输送。
5、本发明提供的一种用于气门摩擦焊屈服强度检测的自动化设备，其气动机械手的夹持块采用V型自定心夹持块，能实现气门杆部的自定心夹持，从而与后续的液压卡盘精确配合，保证气门在液压卡盘上的精确定位，从而保证了后续摩擦焊屈服强度检测的精确度。
6、本发明提供的一种用于气门摩擦焊屈服强度检测的自动化设备，其第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构均采用齿轮齿条线性模组，传动安全可靠，传动精度高。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的自动上下料输送机构的结构示意图。
图3是本发明拿掉自动上下料输送机构后的结构示意图。
图4是本发明的液压卡盘夹持机构的结构示意图。
图5是本发明的气动机械手结构示意图。
图6是本发明的电动缸加载模块的部分结构示意图。
图中标号：1机架，2自动上下料输送机构，21支架，22输送链板，23定位基准块，24V型支撑块，25漫反射型光电开关，26对射型光电开关，3上下料机械手模块，31气动机械手，311机械手本体，312夹持杆，313夹持块，32第一驱动机构，33第二驱动机构，34无杆气缸，4电动缸加载模块，41压盘，42伺服电动缸，43第三驱动机构，44压力传感器，45光栅尺，5液压卡盘夹持机构，51旋转主轴，52液压卡盘，521夹持手指，53卡盘拉杆液压缸，54电机，55齿轮副，56轴承座，6气门。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。
参见图1至图6，本实施例公开了一种用于气门摩擦焊屈服强度检测的自动化设备，包括机架1，机架1上设置有自动上下料输送机构2、上下料机械手模块3、电动缸加载模块4、液压卡盘夹持机构5，
自动上下料输送机构2包括支架21、设置在支架21上的输送链板22、多组支撑块组、两个光电开关、定位基准块23，输送链板22位于上下料机械手模块3下方，每组支撑块组由固定设置在输送链板22上的至少两个V型支撑块24排成一排支撑架，多组支撑块组形成多排支撑架，多排支撑架沿着输送链板22的输送方向间隔布置，每排支撑架的V型支撑块24用于支撑气门6的杆部，定位基准块23设置于支架21一侧用于对气门6的头部进行定位，两个光电开关分别设置于支架21一侧且位于输送方向上的不同位置，两个光电开关可分别采用漫反射型光电开关25和对射型光电开关26。
上下料机械手模块3包括气动机械手31、驱动气动机械手31上下移动的第一驱动机构32、驱动气动机械手31左右移动的第二驱动机构33、无杆气缸34，气动机械手31用于抓取由自动上下料输送机构2输送来的气门6并移动至液压卡盘夹持机构5，气动机械手31包括机械手本体311，机械手本体311下端设置有两个向下伸出的夹持杆312，两个夹持杆312下端内侧分别通过螺钉可拆卸设置有夹持块313，两个夹持块313相对设置，且两个夹持块313为V型自定心夹持块313，通过两个V型自定心夹持块313来抓取气门6的杆部能实现自定心夹持，由于夹持块313可拆卸设置在夹持杆312下端内侧，因此可很方便快捷的更换不同规格的夹持块313，从而适应不同型号规格的气门6的夹持，适应范围广泛。无杆气缸34设置于输送链板22上方，无杆气缸34接收到光电开关传来的信号后会动作从而推动气门6的头部靠向定位基准块23实现定位。
电动缸加载模块4位于上下料机械手模块3的左侧或右侧，电动缸加载模块4包括压盘41、驱动压盘41上下移动的伺服电动缸42、驱动压盘41左右移动的第三驱动机构43，压盘41上设置有压力传感器44，伺服电动缸42的伸缩杆上一侧设有用于检测伺服电动缸42的伸缩杆移动位移的光栅尺45；
液压卡盘夹持机构5设置于电动缸加载模块4下方，液压卡盘夹持机构5包括旋转主轴51、液压卡盘52、卡盘拉杆液压缸53、第四驱动机构，液压卡盘52设置在旋转主轴51前端，液压卡盘52前端设置有夹持手指521，通过卡盘拉杆液压缸53控制夹持手指521夹紧或松开，通过第四驱动机构驱动旋转主轴51旋转，进而带动液压卡盘52及其上的夹持手指521旋转，气动机械手31将气门6移动至液压卡盘52前端的夹持手指521处，并通过夹持手指521将气门6的杆部夹紧，通过电动缸加载模块4的压盘41压向气门6的头部从而检测气门6摩擦焊屈服强度。卡盘拉杆液压缸53的末端外侧配置有磁性开关，卡盘拉杆液压缸53的活塞杆上设置有磁环，通过磁性开关与磁环配合从而检测液压卡盘52的夹紧与否。
其中，液压卡盘52的中心、压盘41的中心和气动机械手31的中心位于同一个竖直平面上。第一驱动机构32、第二驱动机构33和第三驱动机构43均为齿轮齿条线性模组，齿轮齿条线性模组包括第二电机、第二齿轮和第二齿条，第二齿轮设置在第二电机输出轴上，第二齿条与第二齿轮相啮合，通过第二电机带动第二齿条来回移动。第四驱动机构包括电机54、齿轮副55、轴承座56，电机54输出轴与齿轮副55输入轴连接，旋转主轴51安装在轴承座56中，旋转主轴51末端与齿轮副55的输出轴连接，通过电机54带动齿轮副55动作，从而带动旋转主轴51旋转。
本实施例提供的自动化设备的工作过程如下：
工作时，自动上下料输送机构2批量输送气门6，当无杆气缸34接到对射型光电开关26检测到的来料信号时，便会推动气门6使得气门6的头部外端面与定位基准块23贴合，当气门6输送至漫反射型光电开关25所在位置时，由漫反射型光电开关25给出夹料信号，由气动机械手31将气门6夹持并搬运至液压卡盘52处装夹并固定，使得气门6的杆部被液压卡盘52夹住、头部悬在外面形成悬臂式，由卡盘拉杆液压缸53末端的磁性开关给出夹紧信号后，由电机54驱动旋转主轴51及其前端的液压卡盘52旋转，与此同时由第三驱动机构43驱动整个电动缸加载模块4移动至液压卡盘52上夹持的气门6的头部正上方，随后伺服电动缸42带动伸缩杆末端的压盘41下行，压盘41压向气门6的头部，气门6在下压载荷作用下变形至给定变形量后，伺服电动缸42保压2S后卸载，最后电动缸加载模块4返回至初始位置，电机54停止转动，随后上下料机械手模块3将液压卡盘52上的气门6夹持并搬运至自动上下料输送机构2的V型支撑块24上，从而完成一个检测工作循环。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于气门摩擦焊屈服强度检测的自动化设备，其特征在于:包括自动上下料输送机构、上下料机械手模块、电动缸加载模块、液压卡盘夹持机构，
所述上下料机械手模块包括气动机械手、驱动所述气动机械手上下移动的第一驱动机构、驱动所述气动机械手左右移动的第二驱动机构，所述气动机械手用于抓取由所述自动上下料输送机构输送来的气门并移动至所述液压卡盘夹持机构；
所述电动缸加载模块位于所述上下料机械手模块的左侧或右侧，所述电动缸加载模块包括压盘、驱动所述压盘上下移动的伺服电动缸、驱动所述压盘左右移动的第三驱动机构，所述压盘上设置有压力传感器，所述伺服电动缸的伸缩杆上一侧设有用于检测伺服电动缸的伸缩杆移动位移的光栅尺；
所述液压卡盘夹持机构设置于所述电动缸加载模块下方，所述液压卡盘夹持机构包括旋转主轴、液压卡盘、卡盘拉杆液压缸、第四驱动机构，所述液压卡盘设置在所述旋转主轴前端，所述液压卡盘前端设置有夹持手指，通过所述卡盘拉杆液压缸控制所述夹持手指夹紧或松开，通过所述第四驱动机构驱动所述旋转主轴旋转，进而带动液压卡盘及其上的夹持手指旋转，所述气动机械手将气门移动至所述液压卡盘前端的夹持手指处，并通过所述夹持手指将所述气门的杆部夹紧，通过所述电动缸加载模块的压盘压向所述气门的头部从而检测气门摩擦焊屈服强度；
所述自动上下料输送机构包括支架、设置在支架上的输送链板、多组支撑块组、两个光电开关、定位基准块，所述输送链板位于所述上下料机械手模块下方，每组支撑块组由固定设置在所述输送链板上的至少两个V型支撑块排成一排支撑架，多组支撑块组形成多排支撑架，所述多排支撑架沿着所述输送链板的输送方向间隔布置，每排支撑架的V型支撑块用于支撑所述气门的杆部，所述定位基准块设置于所述支架一侧用于对所述气门的头部进行定位，所述两个光电开关分别设置于所述支架一侧且位于输送方向上的不同位置。
2.如权利要求1所述的一种用于气门摩擦焊屈服强度检测的自动化设备，其特征在于：所述上下料机械手模块还包括无杆气缸，所述无杆气缸设置于所述输送链板上方，所述无杆气缸接收到所述光电开关传来的信号后会动作从而推动所述气门的头部靠向所述定位基准块实现定位。
3.如权利要求1所述的一种用于气门摩擦焊屈服强度检测的自动化设备，其特征在于：所述气动机械手包括机械手本体，所述机械手本体下端设置有两个向下伸出的夹持杆，所述两个夹持杆下端内侧分别可拆卸设置有夹持块，两个夹持块相对设置，且所述两个夹持块为V型自定心夹持块。
4.如权利要求1所述的一种用于气门摩擦焊屈服强度检测的自动化设备，其特征在于：所述自动化设备还包括机架，所述自动上下料输送机构、上下料机械手模块、电动缸加载模块、液压卡盘夹持机构分别设置在所述机架上。
5.如权利要求1所述的一种用于气门摩擦焊屈服强度检测的自动化设备，其特征在于：所述液压卡盘的中心、所述压盘的中心和所述气动机械手的中心位于同一个竖直平面上。
6.如权利要求1所述的一种用于气门摩擦焊屈服强度检测的自动化设备，其特征在于：所述第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构均为齿轮齿条线性模组，所述齿轮齿条线性模组包括第二电机、第二齿轮和第二齿条，所述第二齿轮设置在所述第二电机输出轴上，所述第二齿条与所述第二齿轮相啮合，通过第二电机带动所述第二齿条来回移动。
7.如权利要求1所述的一种用于气门摩擦焊屈服强度检测的自动化设备，其特征在于：所述第四驱动机构包括电机、齿轮副、轴承座，所述电机输出轴与所述齿轮副输入轴连接，所述旋转主轴安装在所述轴承座中，所述旋转主轴末端与所述齿轮副的输出轴连接，通过电机带动所述齿轮副动作，从而带动所述旋转主轴旋转。
8.如权利要求1所述的一种用于气门摩擦焊屈服强度检测的自动化设备，其特征在于：所述卡盘拉杆液压缸的末端外侧配置有磁性开关，所述卡盘拉杆液压缸的活塞杆上设置有磁环，通过所述磁性开关与磁环配合从而检测所述液压卡盘的夹紧与否。
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