CN107052116B - 汽车翻转安全缸缸底u型夹球面自动加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车翻转安全缸缸底U型夹球面自动加工设备，属于机械制造领域。推运料机构固定于上台面上，送、取钢珠机构、打钢珠机构和筛选U型夹机构固定于上板上，并且由主体框架支撑。U型夹由推运料机构送至打钢珠机构，完成球面的加工，再经过筛选机构筛选。优点在于：模块化设计、结构新颖、功能丰富、自动化程度高、一次性将成品加工出来，并且自动筛选出不合格产品，工作效率高；此外采用PLC控制的筛选机构，避免了人的参与，节省劳动力，节约生产成本。整机充分考虑可靠性设计，进行模块化设计，方便日后维护管理。

Description

汽车翻转安全缸缸底U型夹球面自动加工设备

技术领域

本发明涉及机械制造领域，特别涉及一种汽车翻转安全缸缸底U型夹球面自动加工设备。

背景技术

近几年来，载重汽车行业的竞争越来越激烈，汽车部件也不断地更新换代，更高质量、更安全、更舒适的产品不断推出。目前，我国载重汽车驾驶室的设计均趋于平头化，此型设计，发动机必须置于驾驶室的下方。为了便于发动机的检查、保养、维修，要求驾驶室向前翻转。因此液压安全缸在工程机械和重型车辆上的作用日益突出，国内液压安全缸产量也在逐年递增，液压缸的生产随着时间的推进，逐渐趋于自动化，智能化和高效高质化。

作为液压安全缸的重要部件，液压安全缸缸底U型夹球面的加工，目前并没有完全实现自动化。很多企业需要人工将U型夹放到打钢珠机构，并进行人工定位，需要人工放入钢珠，或者打完球面后人工进行筛选。面对着市场的竞争，企业需要一种能够实现自动的在液压安全缸缸底U型夹表面进行球面加工的设备，并且能够在必要时组成液压缸生产线的一部分。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车翻转安全缸缸底U型夹球面自动加工设备，解决了现有技术存在的上述问题。本发明功能丰富，自动化程度高，可靠性高。本发明将球面加工分成连续的三部分，即钢珠落入U型夹、打球面和废钢珠的回收，大大提高了生产效率；推运料机构和气爪（起定位作用）分开，使定位更加准确；U型夹筛选机构准确快速，避免人的参与，节约生产成本；采用PLC及人机交互界面，提高设备自动化与可视化程度，使得操作更方便、快捷。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

汽车翻转安全缸缸底U型夹球面自动加工设备，包括推运料机构1、送/取钢珠机构2、打钢珠机构3、筛选U型夹机构4和主体框架5，所述推运料机构1通过上台面102固定在主体框架5上，所述打钢珠机构3、筛选U型夹机构4固定在送/取钢珠机构2上，所述送/取钢珠机构2通过上板203固定在主体框架5上。

所述的推运料机构1是：伺服电机101通过伺服固定L板116固定在上台面102的U型槽中，伺服同步带103通过伺服带轮117与23齿丝杠带轮104相连，带动从动带轮转轴105转动；从动带轮112通过从动带轮固定块106固定于从动带轮转轴105上，带动从动带113转动，从而带动U型夹推板108沿着固定于型材107上的X向导轨滑动，将 U型夹从一体式料架109上运至打钢珠机构3，型材107通过推料型材固定板110与打钢珠机构3连接；涨紧块111调节从动皮带的松紧；一体式料架109通过U型夹料架加强筋114固定在上台面102上，伺服电机101带动丝杠120转动，丝杠120一端安装33齿丝杠带轮118，且通过丝杠端座119固定于上台面102上，丝母固定座121通过螺栓与一体式料架109连接，通过丝杠120带动一体式料架109沿Y向导轨115移动。

所述的送/取钢珠机构2是：Z向气缸201通过气缸固定板A202固定于上板203上，取钢珠杆206与气缸201相连，其端部有凹槽，将钢珠漏斗205中的钢珠送入钢珠料道211中，钢珠漏斗205用于盛放钢珠，其通过钢珠漏斗固定块204固定于上板203上；钢珠料道211由料道固定板210支撑，并用钢珠料道盖板209覆盖，料道固定板210与上板203之间通过螺钉连接，钢珠经Z向取钢珠杆送入钢珠料道211后由X向气缸207施加推力，沿着钢珠料道211滚动，X向气缸207通过U型板208固定于送入钢珠料道211上，当环形传感器212感应到U型夹时，钢珠便落入U型夹通道中，完成送钢珠；当球面加工完后，U型夹沿着打钢珠垫板301移动到Z向顶钢珠气缸220上方时，装于Z向顶钢珠气缸220上的顶杆213将钢珠顶起，通过电磁铁214将钢珠吸附；Z向气缸由气缸固定板B219固定；电磁铁214置于电磁铁固定板215中，电磁铁固定板215与Y向气缸216连接，Y向气缸216与取钢珠板固定板217通过沉头螺钉连接，取钢珠板固定板217通过螺栓固定于上板203上；当废钢珠被吸附后，Y向气缸216带着电磁铁固定板215沿Y向移动，当移动到废钢珠漏斗218上方时断电，废钢珠便落入其中。

所述的打钢珠机构3是：打钢珠垫板301通过沉头螺钉固定在上板203上，当U型夹运动到垫板槽中时通过位置开关架302上的位置开关对其运动进行控制，并通过夹爪306对U型夹进行定位，夹爪306通过定位气缸固定板305与定位气缸304连接，定位气缸304置于定位缸垫板303上，定位缸垫板303通过上板203上的U型槽及螺栓固定；增压缸309置于增压缸固定板310上并通过螺栓连接，再通过4根光轴313支撑，光轴313与上板203之间用沉头螺钉连接；打球面压头307通过压头固定套308与增压缸309连接，增压缸检测轴312安装在压头固定套308中，并在检测轴导向板311的U型槽中上下移动，用来检测和控制打球面压头307的位置。

所述的筛选U型夹机构4是：视觉相机406通过相机固定板405固定在X向型材404上，X向型材404与Z向型材402通过连接角板403连接，并通过螺钉紧固，Z向型材402与上板203之间通过L形板401连接；当U型夹球面加工完成后运动到指定位置，打开光源408，用视觉相机406进行观察，光源408通过光源固定钣金407固定在X向型材404上；出料钣金409通过螺钉固定在上板203上，其上有隔料板410，隔料板410位置不同实现让合格与不合格U型夹落在不同地方；隔料板410安装在隔料转轴412中，隔料转轴412外有一球轴承411，隔料转轴412与通过隔料板驱动板与筛选气缸413相连，筛选气缸413通过气缸尾座414安装在上板203上。

所述的主体框架5由45mm×90mm和45mm×45mm铝合金型材搭接而成。

本发明的有益效果在于：本设备完全自动化，功能丰富、一次性将成品加工出来，并且自动筛选出不合格产品，生产效率高。控制部分采用PLC控制，并通过人机交互界面实现参数更改和手/自动切换，操作简单、方便、快捷并且可视化程度高，便于监督管理，避免了人的参与，节省劳动力，节约生产成本。整机充分考虑可靠性设计，进行模块化设计，并且方便日后维护管理。对于球面的加工，本设备利用增压缸打钢珠的方法，简单、易于调整、可靠。从总体结构来看，设备整体构思新颖、清晰，结构简单、美观大方，使用方便。实用性强。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的推运料机构的结构示意图；

图3为本发明的送/取钢珠机构的结构示意图；

图4为本发明的打钢珠机构的结构示意图；

图5为本发明的筛选U型夹机构的结构示意图。

图中：1、推运料机构；101、伺服电机；102、上台面；103、伺服同步带；104、23齿丝杠带轮；105、从动带轮转轴；106、从动带轮固定块；107、型材；108、U型夹推板；109、一体式料架；110、推料型材固定板；111、涨紧块；112、从动带轮；113、从动带；114、U型夹料架加强筋；115、Y向导轨；116、伺服固定L板；117、伺服带轮；118、33齿丝杠带轮；119、丝杠端座；120、丝杠；121、丝母固定座；2、送/取钢珠机构；201、Z向气缸；202、气缸固定板A；203、上板；204、钢珠漏斗固定块；205、钢珠漏斗；206、取钢珠杆；207、X向气缸；208、U型板；209、钢珠料道盖板；210、料道固定板；211、钢珠料道；212、环形传感器；213、顶杆；214、电磁铁；215、电磁铁固定板；216、Y向气缸；217、取钢珠板固定板；218、废钢珠漏斗；219、气缸固定板B；220、Z向顶钢珠气缸；3、打钢珠机构；301、打钢珠垫板；302、位置开关架；303、定位缸垫板；304、定位气缸；305、定位气缸固定板；306、夹爪；307、打球面压头；308、压头固定套；309、增压缸；310、增压缸固定板；311、检测轴导向板；312、增压缸检测轴；313、光轴；4、筛选U型夹机构；401、L形板；402、Z向型材；403、连接角板；404、X向型材；405、相机固定板；406、视觉相机；407、光源固定钣金；408、光源；409、出料钣金；410、隔料板；411、球轴承；412、隔料转轴；413、筛选气缸；414、气缸尾座；5、主体框架。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的详细内容及其具体实施方式。

参见图1至图5所示，本发明的汽车翻转安全缸缸底U型夹球面自动加工设备，提高了安全缸生产效率，保证缸底U型夹球面加工质量，包括推运料机构1、送/取钢珠机构2、打钢珠机构3、筛选U型夹机构4和主体框架5、PLC、触摸屏，所述推运料机构1通过上台面102固定在主体框架5上，所述打钢珠机构3、筛选U型夹机构4固定在送/取钢珠机构2上，所述送/取钢珠机构2通过上板203固定在主体框架5上，由主体框架支撑。本发明的电器部分用PLC控制，并应用触摸屏进行操作界面的显示。

参见图2所示，所述的推运料机构1是：伺服电机101通过伺服固定L板116固定在上台面102的U型槽中，伺服同步带103通过伺服带轮117与23齿丝杠带轮104相连，带动从动带轮转轴105转动；从动带轮112通过从动带轮固定块106固定于从动带轮转轴105上，带动从动带113转动，从而带动U型夹推板108沿着固定于型材107上的X向导轨滑动，将 U型夹从一体式料架109上运至打钢珠机构3，型材107通过推料型材固定板110与打钢珠机构3连接；涨紧块111调节从动皮带的松紧；一体式料架109通过U型夹料架加强筋114固定在上台面102上，伺服电机101带动丝杠120转动，丝杠120一端安装33齿丝杠带轮118，且通过丝杠端座119固定于上台面102上，丝母固定座121通过螺栓与一体式料架109连接，通过丝杠120带动一体式料架109沿Y向导轨115移动。这样的送料方式能快速平稳准确的完成送料任务。

参见图3所示，所述的送/取钢珠机构2是：Z向气缸201通过气缸固定板A202固定于上板203上，取钢珠杆206与气缸201相连，其端部有凹槽，将钢珠漏斗205中的钢珠送入钢珠料道211中，钢珠漏斗205用于盛放钢珠，其通过钢珠漏斗固定块204固定于上板203上；钢珠料道211由料道固定板210支撑，并用钢珠料道盖板209覆盖，料道固定板210与上板203之间通过螺钉连接，钢珠经Z向取钢珠杆送入钢珠料道211后由X向气缸207施加推力，沿着钢珠料道211滚动，X向气缸207通过U型板208固定于送入钢珠料道211上，当环形传感器212感应到U型夹时，钢珠便落入U型夹通道中，完成送钢珠；当球面加工完后，U型夹沿着打钢珠垫板301移动到Z向顶钢珠气缸220上方时，装于Z向顶钢珠气缸220上的顶杆213将钢珠顶起，通过电磁铁214将钢珠吸附；Z向气缸由气缸固定板B219固定；电磁铁214置于电磁铁固定板215中，电磁铁固定板215与Y向气缸216连接，Y向气缸216与取钢珠板固定板217通过沉头螺钉连接，取钢珠板固定板217通过螺栓固定于上板203上；当废钢珠被吸附后， Y向气缸216带着电磁铁固定板215沿Y向移动，当移动到废钢珠漏斗218上方时断电，废钢珠便落入其中。

参见图4所示，所述的打钢珠机构3是：打钢珠垫板301通过沉头螺钉固定在上板203上，当U型夹运动到垫板槽中时通过位置开关架302上的位置开关对其运动进行控制，并通过夹爪306对U型夹进行定位，夹爪306通过定位气缸固定板305与定位气缸304连接，定位气缸304置于定位缸垫板303上，定位缸垫板303通过上板203上的U型槽及螺栓固定；增压缸309置于增压缸固定板310上并通过螺栓连接，再通过4根光轴313支撑，光轴313与上板203之间用沉头螺钉连接；打球面压头307通过压头固定套308与增压缸309连接，增压缸检测轴312安装在压头固定套308中，并在检测轴导向板311的U型槽中上下移动，用来检测和控制打球面压头307的位置，这样能精准实现球面的加工。

参见图5所示，所述的筛选U型夹机构4是：视觉相机406通过相机固定板405固定在X向型材404上，X向型材404与Z向型材402通过连接角板403连接，并通过螺钉紧固，Z向型材402与上板203之间通过L形板401连接；当U型夹球面加工完成后运动到指定位置，打开光源408，用视觉相机406进行观察，光源408通过光源固定钣金407固定在X向型材404上；出料钣金409通过螺钉固定在上板203上，其上有隔料板410，隔料板410位置不同实现让合格与不合格U型夹落在不同地方；隔料板410安装在隔料转轴412中，隔料转轴412外有一球轴承411，隔料转轴412与通过隔料板驱动板与筛选气缸413相连，筛选气缸413通过气缸尾座414安装在上板203上。

所述的主体框架5由45mm×90mm和45mm×45mm铝合金型材搭接而成，起到支撑作用。铝合金特有的质地使得整款设备外形简洁、大方、富有质感。

参见图1至图5所示，本发明的工作过程如下：

本发明利用PLC通过控制气阀，实现对气缸的控制。参数设定及手/自动切换均在触摸屏上进行，操作十分方便、快捷。首先接通电源，为各个电器部件供电，然后在触摸屏上进行设置，并选择工作模式。下面以自动模式为例：首先推运料机构1利用Y向的丝杠120和X向导轨将U型夹送到打钢珠机构3，当送钢珠机构3感应到U型夹时利用Z向气缸201和X向气缸207将钢珠送入U型夹中。U型夹在打钢珠垫板301上运动，利用行程开关控制运动，并利用与定位气缸304相连的夹爪306定位。用增压缸309打球面，打完球面后用由Z向顶钢珠气缸220控制的顶杆213将废钢珠取出，再用由Y向气缸216控制的电磁铁214将废钢珠吸出，一次性将成品加工出来。最后通过视觉相机406筛选，合格和不合格的U型夹分别落入不同的地方，完全避免了人工的参与。当前一个U型夹球面加工后，推运料机构1便立即将下一个U型夹运到打钢珠机构，如此反复。

以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种汽车翻转安全缸缸底U型夹球面自动加工设备，其特征在于：包括推运料机构（1）、送/取钢珠机构（2）、打钢珠机构（3）、筛选U型夹机构（4）和主体框架（5），所述推运料机构（1）通过上台面（102）固定在主体框架（5）上，所述打钢珠机构（3）、筛选U型夹机构（4）固定在送/取钢珠机构（2）上，所述送/取钢珠机构（2）通过上板（203）固定在主体框架（5）上。

2.根据权利要求1所述的汽车翻转安全缸缸底U型夹球面自动加工设备，其特征在于：所述的推运料机构（1）是：伺服电机（101）通过伺服固定L板（116）固定在上台面（102）的U型槽中，伺服同步带（103）通过伺服带轮（117）与23齿丝杠带轮（104）相连，带动从动带轮转轴（105）转动；从动带轮（112）通过从动带轮固定块（106）固定于从动带轮转轴（105）上，带动从动带（113）转动，从而带动U型夹推板（108）沿着固定于型材（107）上的X向导轨滑动，将 U型夹从一体式料架（109）上运至打钢珠机构（3），型材（107）通过推料型材固定板（110）与打钢珠机构（3）连接；通过涨紧块（111）调节从动皮带的松紧；一体式料架（109）通过U型夹料架加强筋（114）固定在上台面（102）上，伺服电机（101）带动丝杠（120）转动，丝杠（120）一端安装33齿丝杠带轮（118），且通过丝杠端座（119）固定于上台面（102）上，丝母固定座（121）通过螺栓与一体式料架（109）连接，通过丝杠（120）带动一体式料架（109）沿Y向导轨（115）移动。

3.根据权利要求1所述的汽车翻转安全缸缸底U型夹球面自动加工设备，其特征在于：所述的送/取钢珠机构（2）是：Z向气缸（201）通过气缸固定板A（202）固定于上板（203）上，取钢珠杆（206）与气缸（201）相连，其端部有凹槽，将钢珠漏斗（205）中的钢珠送入钢珠料道（211）中，钢珠漏斗（205）用于盛放钢珠，其通过钢珠漏斗固定块（204）固定于上板（203）上；钢珠料道（211）由料道固定板（210）支撑，并用钢珠料道盖板（209）覆盖，料道固定板（210）与上板（203）之间通过螺钉连接，钢珠经Z向取钢珠杆送入钢珠料道（211）后由X向气缸（207）施加推力，沿着钢珠料道（211）滚动，X向气缸（207）通过U型板（208）固定于送入钢珠料道（211）上，当环形传感器（212）感应到U型夹时，钢珠便落入U型夹通道中，完成送钢珠；当球面加工完后，U型夹沿着打钢珠垫板（301）移动到Z向顶钢珠气缸（220）上方时，装于Z向顶钢珠气缸（220）上的顶杆（213）将钢珠顶起，通过电磁铁（214）将钢珠吸附；Z向气缸由气缸固定板B（219）固定；电磁铁（214）置于电磁铁固定板（215）中，电磁铁固定板（215）与Y向气缸（216）连接，Y向气缸（216）与取钢珠板固定板（217）通过沉头螺钉连接，取钢珠板固定板（217）通过螺栓固定于上板（203）上；当废钢珠被吸附后，Y向气缸（216）带着电磁铁固定板（215）沿Y向移动，当移动到废钢珠漏斗（218）上方时断电，废钢珠便落入其中。

4.根据权利要求1所述的汽车翻转安全缸缸底U型夹球面自动加工设备，其特征在于：所述的打钢珠机构（3）是：打钢珠垫板（301）通过沉头螺钉固定在上板（203）上，当U型夹运动到垫板槽中时通过位置开关架（302）上的位置开关对其运动进行控制，并通过夹爪（306）对U型夹进行定位，夹爪（306）通过定位气缸固定板（305）与定位气缸（304）连接，定位气缸（304）置于定位缸垫板（303）上，定位缸垫板（303）通过上板（203）上的U型槽及螺栓固定；增压缸（309）置于增压缸固定板（310）上并通过螺栓连接，再通过4根光轴（313）支撑，光轴（313）与上板（203）之间用沉头螺钉连接；打球面压头（307）通过压头固定套（308）与增压缸（309）连接，增压缸检测轴（312）安装在压头固定套（308）中，并在检测轴导向板（311）的U型槽中上下移动，用来检测和控制打球面压头（307）的位置。

5.根据权利要求1所述的汽车翻转安全缸缸底U型夹球面自动加工设备，其特征在于：所述的筛选U型夹机构（4）是：视觉相机（406）通过相机固定板（405）固定在X向型材（404）上，X向型材（404）与Z向型材（402）通过连接角板（403）连接，并通过螺钉紧固，Z向型材（402）与上板（203）之间通过L形板（401）连接；当U型夹球面加工完成后运动到指定位置，打开光源（408），用视觉相机（406）进行观察，光源（408）通过光源固定钣金（407）固定在X向型材（404）上；出料钣金（409）通过螺钉固定在上板（203）上，其上设有隔料板（410），隔料板（410）位置不同实现让合格与不合格U型夹落在不同地方；隔料板（410）安装在隔料转轴（412）中，隔料转轴（412）外有一球轴承（411），隔料转轴（412）与通过隔料板驱动板与筛选气缸（413）相连，筛选气缸（413）通过气缸尾座（414）安装在上板（203）上。

6.根据权利要求1所述的汽车翻转安全缸缸底U型夹球面自动加工设备，其特征在于：所述的主体框架（5）由45mm×90mm和45mm×45mm铝合金型材搭接而成。