CN108214137A - 可自动上下料的曲轴加工专用自动磨床及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可自动上下料的曲轴加工专用自动磨床，包括机架、装夹部件、研磨部件、配电箱和上下料机构，装夹部件包括第一主轴、第一驱动电机、主轴尖端、尾座和尾座尖端，研磨部件包括砂轮、第二主轴和第二驱动电机，砂轮一侧设有曲轴位置测量头，配电箱内设有PLC控制器，上下料机构包括传动架、上料机构和下料机构、上料输送带、下料输送带、支撑梁，上料机构包括上料夹爪、上料夹紧气缸和上料升降气缸，下料机构包括下料夹爪、下料夹紧气缸和下料升降气缸，曲轴位置测量头、第一驱动电机、第二驱动电机、上料机构和下料机构连接PLC控制器。本发明自动化程度高，研磨效率高，减少劳动力，降低成本，装夹稳定可靠，上料和下料效率高。

Description

可自动上下料的曲轴加工专用自动磨床及其加工方法

技术领域

本发明属于自动化机械加工领域，尤其涉及一种可自动上下料的曲轴加工专用自动磨床及其加工方法。

背景技术

曲轴结构比较特异，包含了主轴颈、曲柄、连杆颈和一些装配孔槽，因此，加工起来比较难装夹和研磨，目前，普通的曲轴加工磨床的装夹部件，曲轴装夹稳定性高的转动起来不够灵活，而能够带动曲轴转动的装夹稳定性又得不到保障，而且，磨床自动化程度较低，曲轴装夹位置和曲轴研磨程度都很难得到保障，不仅影响研磨效率，而且还会影响产品质量；

而且，普通的曲轴加工磨床大多是通过手工上料和下料，工人劳动强度大，自动化程度低，上下料效率和装夹效率低；而一些自动上料机构一般都是单独上料，需要手工进行下料，无法进行自动下料，上下料效率还是得不到保障。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供了一种自动化程度高，只需设置好装夹位置和研磨程度后，就可以批量生产，研磨效率高，一人可以操作多台磨床，减少劳动力，降低成本，且装夹稳定可靠，曲轴转动灵活，研磨尺寸稳定，研磨出来的产品质量可靠，且上下料效率高的可自动上下料的曲轴加工专用自动磨床及其加工方法。

本发明的技术方案：一种可自动上下料的曲轴加工专用自动磨床，包括机架、安装在机架上的装夹部件、研磨部件、配电箱和上下料机构，所述装夹部件包括第一主轴、驱动第一主轴转动的第一驱动电机、位于第一主轴端部的主轴尖端、配合第一主轴的尾座和配合主轴尖端的尾座尖端，所述主轴尖端和尾座尖端将待加工曲轴夹紧，所述研磨部件包括砂轮、带动砂轮转动的第二主轴和驱动第二主轴转动的第二驱动电机，所述砂轮位于主轴尖端和尾座尖端之间，所述砂轮一侧设有曲轴位置测量头，所述配电箱内设有PLC控制器，所述曲轴位置测量头、第一驱动电机和第二驱动电机连接PLC控制器；所述上下料机构包括传动架、滑动连接在传动架上的上料机构和下料机构、配合上料机构的上料输送带和配合下料机构的下料输送带以及安装传动架的支撑梁，所述上料机构包括上料夹爪、驱动上料夹爪做抓取动作的上料夹紧气缸和驱动上料夹爪做升降动作的上料升降气缸，所述下料机构包括下料夹爪、驱动下料夹爪做抓取动作的下料夹紧气缸和驱动下料夹爪做升降动作的下料升降气缸，所述上料机构和下料机构连接PLC控制器。

本发明采用PLC控制器配合曲轴位置测量头来控制曲轴装夹位置和曲轴研磨程度，自动化程度高，只需设置好装夹位置和研磨程度后，就可以批量生产，研磨效率高，一人可以操作多台磨床，减少劳动力，降低成本，同时采用主轴尖端和尾座尖端相配合装夹结构，使得其装夹稳定可靠，曲轴转动灵活，研磨尺寸稳定，研磨出来的产品质量可靠；采用PLC控制器控制上料机构自动进行上料和控制下料机构自动进行下料，使得其可以自动上料和下料，上料和下料效率高，且整体结构牢固可靠，上料和下料稳定可靠。

优选地，所述传动架上设有带动上料机构水平移动的上料传动带和带动下料机构水平移动的下料传动带，所述上料机构通过一上料架连接上料传动带，所述下料机构通过一下料架连接下料传动带；所述传动架上设有配合上料传动带的上料传动机构和配合下料传动带的下料传动机构，所述上料传动带通过上料收紧带连接上料架，所述下料传动带通过下料收紧带连接下料架。

该种结构使得上料机构和下料机构可以在传动架内做水平移动，进一步方便上料机构上料和下料机构下料；还使得上料机构和下料机构在传动架内做水平移动更加平稳可靠。

优选地，所述传动架顶部通过安装凸耳固定在支撑梁上，传动架下部设有配合上料机构的上料导向板和配合下料机构的下料导向板；所述传动架顶部还设有电缆扎带，所述电缆扎带支撑在安装凸耳上，所述传动架顶部设有配合电缆扎带的扎带槽。

该种结构使得传动架安装牢固可靠，同时进一步确保上料机构和下料机构在传动架内滑动平稳可靠；还使得其电缆排布更加紧凑整齐，电缆安装更加稳固可靠。

优选地，所述第一主轴通过第一主轴架安装在机架上，所述第一驱动电机安装在第一主轴架顶部，所述第二主轴通过第二主轴架安装在机架上，所述第二驱动电机安装在第二主轴架内部，所述第一主轴架和尾座均滑动连接在机架上。

该种结构使得第一主轴和第二主轴的安装更加稳固可靠，确保第一主轴带动曲轴旋转更加稳定可靠，第二主轴带动砂轮旋转更加稳定可靠，同时还能根据曲轴长度的不同调节尾座的位置，适用多种长度和型号的曲轴。

优选地，所述机架上设有导轨，所述第一主轴架底部设有配合导轨的第一滑块，所述尾座底部设有配合导轨的第二滑块。

该种结构使得第一主轴架和尾座在机架上的滑动更加平稳可靠，确保尾座配合第一主轴对曲轴的装夹更加稳定可靠。

优选地，所述砂轮一侧还设有喷水头，所述机架一侧设有冷却水箱和冷却水泵，所述喷水头通过水管与冷却水泵连接，所述冷却水泵将冷却水箱内的水通过水管送给喷水头，所述喷水头的喷水方向对准砂轮的研磨位置，所述冷却水泵连接PLC控制器。

该种结构使得其在研磨过程中不断有水喷出，起到冷却作用，进一步确保曲轴研磨质量。

优选地，所述喷水头与水管之间设有手动关停阀，所述喷水头和水管之间通过一水平连接管连接，所述手动关停阀安装在水平连接管上。

该种结构使得其更加方便控制喷水头的喷水。

优选地，所述尾座尖端可伸缩连接在尾座上，所述尾座上设有驱动尾座尖端伸缩的微调螺母和锁紧尾座尖端的锁紧手柄；所述曲轴位置测量头通过支撑弯管安装在机架上，且曲轴位置测量头的测量位置与砂轮的研磨位置相对应。

该种结构使得其可以对曲轴的夹紧程度进行微调，进一步确保尾座尖端和主轴尖端为曲轴的夹紧稳定可靠；还能确保曲轴位置测量头的安装更加稳固可靠，从而保证曲轴位置测量头的测量精度。

优选地，所述导轨上还设有限位挡架，所述限位挡架的高度与主轴尖端和尾座尖端的高度相匹配，且限位挡架顶部设有配合曲轴的凹槽；所述机架上还设有配合导轨的润滑油路，所述限位挡架上设有润滑油路支撑块。

该种结构可以防止第一主轴架和尾座过度滑动使得尾座尖端碰到主轴尖端导致两个尖端损坏；还能提高导轨的润滑效果，确保尾座的滑动更加方便可靠。

一种可自动上下料的曲轴加工专用自动磨床的加工方法，步骤如下：

1）打开电源开关，PLC控制器控制上料机构从上料输送带上将物料上料到装夹位置把物料装夹在主轴尖端和尾座尖端之间，在PLC控制器上设置好曲轴装夹位置和曲轴研磨程度；

2）当曲轴位置测量头测量到曲轴装夹位置与PLC控制器上设置好的装夹位置相匹配后将信号传送给PLC控制器；

3）PLC控制器控制第二驱动电机驱动第二主轴转动带动砂轮转动对曲轴进行研磨；

4）在研磨过程中，PLC控制器还控制第一驱动电机驱动第一主轴转动带动曲轴进行转动，PLC控制器还控制冷却水泵给喷水头供水；

5）当曲轴位置测量头测量到曲轴研磨程度与PLC控制器上设置好的研磨程度相匹配后将信号传送给PLC控制器；

6）PLC控制器控制第一驱动电机和第二驱动电机停止动作，单个曲轴研磨结束，PLC控制器控制下料机构把物料从装夹位置下料到下料输送带送走。

本发明采用PLC控制器配合曲轴位置测量头来控制曲轴装夹位置和曲轴研磨程度，自动化程度高，只需设置好装夹位置和研磨程度后，就可以批量生产，研磨效率高，一人可以操作多台磨床，减少劳动力，降低成本，同时采用主轴尖端和尾座尖端相配合装夹结构，使得其装夹稳定可靠，曲轴转动灵活，研磨尺寸稳定，研磨出来的产品质量可靠；采用PLC控制器控制上料机构自动进行上料和控制下料机构自动进行下料，使得其可以自动上料和下料，上料和下料效率高，且整体结构牢固可靠，上料和下料稳定可靠。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中上下料机构的结构示意图；

图中1.机架，2.砂轮，3.第一主轴，4.第一驱动电机，5.第一主轴架，6.第二主轴，7.第二驱动电机，8.第二主轴架，9.尾座，10.主轴尖端，11.尾座尖端，12.导轨，13.第一滑块，14.配电箱，15.曲轴位置测量头，16.喷水头，17.水管，18.冷却水箱，19.冷却水泵，20.手动关停阀，21.支撑弯管，22.微调螺母，23.锁紧手柄，24.限位挡架，25.润滑油路，26.水平连接管，27.润滑油路支撑块，28.第二滑块，29.上下料机构，30.下料导向板，31.传动架，32.电缆扎带，33.支撑梁，34.安装凸耳，35.扎带槽，36.上料导向板，37.上料夹爪，38.上料夹紧气缸，39.上料升降气缸，40.下料夹爪，41.下料夹紧气缸，42.下料升降气缸，43.下料收紧带，44.待加工曲轴，45.上料输送带，46.下料输送带，47.上料架，48.下料架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明，但并不是对本发明保护范围的限制。

如图1所示，一种可自动上下料的曲轴加工专用自动磨床，包括机架1、安装在机架1上的装夹部件、研磨部件、配电箱14和上下料机构29。装夹部件包括第一主轴3、驱动第一主轴3转动的第一驱动电机4、位于第一主轴3端部的主轴尖端10、配合第一主轴3的尾座9和配合主轴尖端10的尾座尖端11，主轴尖端10和尾座尖端11将待加工曲轴夹紧。研磨部件包括砂轮2、带动砂轮2转动的第二主轴6和驱动第二主轴6转动的第二驱动电机7，砂轮2位于主轴尖端10和尾座尖端11之间，砂轮2一侧设有曲轴位置测量头15，配电箱7内设有PLC控制器，曲轴位置测量头15、第一驱动电机4和第二驱动电机7连接PLC控制器。第一主轴3通过第一主轴架5安装在机架1上，第一驱动电机4安装在第一主轴架5顶部，第二主轴6通过第二主轴架8安装在机架1上，第二驱动电机7安装在第二主轴架8内部，第一主轴架5和尾座9均滑动连接在机架1上。机架1上设有导轨12，第一主轴架5底部设有配合导轨12的第一滑块13，尾座9底部设有配合导轨12的滑块28。砂轮2一侧还设有喷水头16，机架1一侧设有冷却水箱18和冷却水泵19，喷水头16通过水管17与冷却水泵19连接，冷却水泵19将冷却水箱18内的水通过水管17送给喷水头16，喷水头16的喷水方向对准砂轮2的研磨位置，冷却水泵19连接PLC控制器。喷水头16与水管17之间设有手动关停阀20，喷水头16和水管17之间通过一水平连接管26连接，手动关停阀20安装在水平连接管26上。尾座尖端11可伸缩连接在尾座9上，尾座9上设有驱动尾座尖端11伸缩的微调螺母22和锁紧尾座尖端11的锁紧手柄23。曲轴位置测量头15通过支撑弯管21安装在机架1上，且曲轴位置测量头15的测量位置与砂轮2的研磨位置相对应。导轨12上还设有限位挡架24，限位挡架24的高度与主轴尖端10和尾座尖端11的高度相匹配，且限位挡架24顶部设有配合曲轴的凹槽。机架1上还设有配合导轨12的润滑油路25，限位挡架24上设有润滑油路支撑块27。

如图2所示，上下料机构29包括传动架31、滑动连接在传动架31上的上料机构和下料机构、配合上料机构的上料输送带45和配合下料机构的下料输送带46以及安装传动架31的支撑梁33。上料机构包括上料夹爪37、驱动上料夹爪37做抓取动作的上料夹紧气缸38和驱动上料夹爪37做升降动作的上料升降气缸39，下料机构包括下料夹爪40、驱动下料夹爪40做抓取动作的下料夹紧气缸41和驱动下料夹爪40做升降动作的下料升降气缸42。传动架31上设有带动上料机构水平移动的上料传动带和带动下料机构水平移动的下料传动带，上料机构通过一上料架47连接上料传动带，下料机构通过一下料架48连接下料传动带。传动架31上设有配合上料传动带的上料传动机构和配合下料传动带的下料传动机构，上料传动带通过上料收紧带连接上料架47，下料传动带通过下料收紧带43连接下料架48。传动架31顶部通过安装凸耳34固定在支撑梁33上，传动架31下部设有配合上料机构的上料导向板36和配合下料机构的下料导向板30。传动架31顶部还设有电缆扎带32，电缆扎带32支撑在安装凸耳34上，传动架31顶部设有配合电缆扎带32的扎带槽35。

一种可自动上下料的曲轴加工专用自动磨床的加工方法，步骤如下：

1）打开电源开关，PLC控制器控制上料机构从上料输送带上将物料上料到装夹位置把物料装夹在主轴尖端和尾座尖端之间，在PLC控制器上设置好曲轴装夹位置和曲轴研磨程度；

2）当曲轴位置测量头测量到曲轴装夹位置与PLC控制器上设置好的装夹位置相匹配后将信号传送给PLC控制器；

3）PLC控制器控制第二驱动电机驱动第二主轴转动带动砂轮转动对曲轴进行研磨；

4）在研磨过程中，PLC控制器还控制第一驱动电机驱动第一主轴转动带动曲轴进行转动，PLC控制器还控制冷却水泵给喷水头供水；

5）当曲轴位置测量头测量到曲轴研磨程度与PLC控制器上设置好的研磨程度相匹配后将信号传送给PLC控制器；

6）PLC控制器控制第一驱动电机和第二驱动电机停止动作，单个曲轴研磨结束，PLC控制器控制下料机构把物料从装夹位置下料到下料输送带送走。

本发明中上下料机构的动作过程如下，当需要上料时，上料传动机构通过上料传动带带动上料机构水平移动到上料输送带上方，上料升降气缸驱动上料夹爪下降到与上料输送带上待加工曲轴14对应处，上料夹紧气缸驱动上料夹爪夹紧待加工曲轴，上料升降气缸驱动上料夹爪上升复位，上料传动机构通过上料传动带带动上料机构水平移动到磨床的装夹位置进行装夹；当磨床研磨结束后，下料传动机构通过下料传动带带动下料机构水平移动到装夹位置上方，下料升降气缸驱动下料夹爪下降到与研磨完的曲轴位置对应处，下料夹紧气缸驱动下料夹爪夹紧曲轴，下料升降气缸驱动下料夹爪上升复位，下料传动机构通过下料传动带带动下料机构水平移动下料输送带上方，将研磨结束的曲轴下料。

本发明中的各种传动机构和驱动气缸均为市面采购的常规部件，故对其具体结构不作细述。

Claims (10)

1.一种可自动上下料的曲轴加工专用自动磨床，包括机架、安装在机架上的装夹部件、研磨部件、配电箱和上下料机构，其特征在于：所述装夹部件包括第一主轴、驱动第一主轴转动的第一驱动电机、位于第一主轴端部的主轴尖端、配合第一主轴的尾座和配合主轴尖端的尾座尖端，所述主轴尖端和尾座尖端将待加工曲轴夹紧，所述研磨部件包括砂轮、带动砂轮转动的第二主轴和驱动第二主轴转动的第二驱动电机，所述砂轮位于主轴尖端和尾座尖端之间，所述砂轮一侧设有曲轴位置测量头，所述配电箱内设有PLC控制器，所述曲轴位置测量头、第一驱动电机和第二驱动电机连接PLC控制器；所述上下料机构包括传动架、滑动连接在传动架上的上料机构和下料机构、配合上料机构的上料输送带和配合下料机构的下料输送带以及安装传动架的支撑梁，所述上料机构包括上料夹爪、驱动上料夹爪做抓取动作的上料夹紧气缸和驱动上料夹爪做升降动作的上料升降气缸，所述下料机构包括下料夹爪、驱动下料夹爪做抓取动作的下料夹紧气缸和驱动下料夹爪做升降动作的下料升降气缸，所述上料机构和下料机构连接PLC控制器。

2.根据权利要求1所述的一种用于曲轴加工专用自动磨床的自动上下料机构，其特征在于：所述传动架上设有带动上料机构水平移动的上料传动带和带动下料机构水平移动的下料传动带，所述上料机构通过一上料架连接上料传动带，所述下料机构通过一下料架连接下料传动带；所述传动架上设有配合上料传动带的上料传动机构和配合下料传动带的下料传动机构，所述上料传动带通过上料收紧带连接上料架，所述下料传动带通过下料收紧带连接下料架。

3.根据权利要求1所述的一种用于曲轴加工专用自动磨床的自动上下料机构，其特征在于：所述传动架顶部通过安装凸耳固定在支撑梁上，传动架下部设有配合上料机构的上料导向板和配合下料机构的下料导向板；所述传动架顶部还设有电缆扎带，所述电缆扎带支撑在安装凸耳上，所述传动架顶部设有配合电缆扎带的扎带槽。

4.根据权利要求1所述的一种可自动上下料的曲轴加工专用自动磨床，其特征在于：所述第一主轴通过第一主轴架安装在机架上，所述第一驱动电机安装在第一主轴架顶部，所述第二主轴通过第二主轴架安装在机架上，所述第二驱动电机安装在第二主轴架内部，所述第一主轴架和尾座均滑动连接在机架上。

5.根据权利要求4所述的一种可自动上下料的曲轴加工专用自动磨床，其特征在于：所述机架上设有导轨，所述第一主轴架底部设有配合导轨的第一滑块，所述尾座底部设有配合导轨的第二滑块。

6.根据权利要求1所述的一种可自动上下料的曲轴加工专用自动磨床，其特征在于：所述砂轮一侧还设有喷水头，所述机架一侧设有冷却水箱和冷却水泵，所述喷水头通过水管与冷却水泵连接，所述冷却水泵将冷却水箱内的水通过水管送给喷水头，所述喷水头的喷水方向对准砂轮的研磨位置，所述冷却水泵连接PLC控制器。

7.根据权利要求6所述的一种可自动上下料的曲轴加工专用自动磨床，其特征在于：所述喷水头与水管之间设有手动关停阀，所述喷水头和水管之间通过一水平连接管连接，所述手动关停阀安装在水平连接管上。

8.根据权利要求5所述的一种可自动上下料的曲轴加工专用自动磨床，其特征在于：所述尾座尖端可伸缩连接在尾座上，所述尾座上设有驱动尾座尖端伸缩的微调螺母和锁紧尾座尖端的锁紧手柄；所述曲轴位置测量头通过支撑弯管安装在机架上，且曲轴位置测量头的测量位置与砂轮的研磨位置相对应。

9.根据权利要求8所述的一种可自动上下料的曲轴加工专用自动磨床，其特征在于：所述导轨上还设有限位挡架，所述限位挡架的高度与主轴尖端和尾座尖端的高度相匹配，且限位挡架顶部设有配合曲轴的凹槽；所述机架上还设有配合导轨的润滑油路，所述限位挡架上设有润滑油路支撑块。

10.一种如权利要求6所述的可自动上下料的曲轴加工专用自动磨床的加工方法，其特征在于：其步骤如下：

1）打开电源开关，PLC控制器控制上料机构从上料输送带上将物料上料到装夹位置把物料装夹在主轴尖端和尾座尖端之间，在PLC控制器上设置好曲轴装夹位置和曲轴研磨程度；

2）当曲轴位置测量头测量到曲轴装夹位置与PLC控制器上设置好的装夹位置相匹配后将信号传送给PLC控制器；

3）PLC控制器控制第二驱动电机驱动第二主轴转动带动砂轮转动对曲轴进行研磨；

4）在研磨过程中，PLC控制器还控制第一驱动电机驱动第一主轴转动带动曲轴进行转动，PLC控制器还控制冷却水泵给喷水头供水；

5）当曲轴位置测量头测量到曲轴研磨程度与PLC控制器上设置好的研磨程度相匹配后将信号传送给PLC控制器；

6）PLC控制器控制第一驱动电机和第二驱动电机停止动作，单个曲轴研磨结束，PLC控制器控制下料机构把物料从装夹位置下料到下料输送带送走。