CN108422320A - 轴类零件的线外检测全自动加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种轴类零件的线外检测全自动加工工艺，包括有以下步骤：（1）人工上料及线外端测：配合采用线外检测送料机和加工设备的第一机械手手臂；（2）机械手装夹轴类零件到加工设备内部；（3）机械手二次抓取轴类零件；（4）磨削；（5）取料；（6）装夹轴类零件。通过配合采用线外检测送料机和加工设备，使得端面检测调换至机械手给加工设备上料之前（即在加工设备外），因此取消了加工设备内部端面检测的时间，并且充分使用了研磨加工与上下料之前的时间差，减少了机械手待料时间，达到了降低整体自动化单件加工时间，提高节拍利用率，减少待料浪费的时间，进而提高产品生产率的目的。

Description

轴类零件的线外检测全自动加工工艺

技术领域

本发明涉及加工设备领域技术，尤其是指一种轴类零件的线外检测全自动加工工艺。

背景技术

对于轴类零件的加工，以往全自动化加工模式为：抓毛坯料—卸成品料—换料—端面测量—研磨加工—重复循环，此种加工模式，在产品磨削时间远大于机械手上下料的时间时，会使机械手存在很长时间的待料时间（即上料等待时间），不能有效得利用时间，产量偏低。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种轴类零件的线外检测全自动加工工艺，其能有效解决现有之轴类零件的加工工艺产量偏低的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种轴类零件的线外检测全自动加工工艺，包括有以下步骤：

（1）人工上料及线外端测：

配合采用线外检测送料机和加工设备的第一机械手手臂，首先，当人工将轴类零件摆放在输送机构后，输送机构自动运转，将输送机构送到夹持上料装置处，加工设备的第一机械手手臂向下运动抓取轴类零件，再回到原位，再利用端面检测装置对轴类零件进行端面检测，精密测头移动至所需测量的轴类零件位置，写入数据到系统，完成后第一机械手手臂将轴类零件取出；

（2）机械手装夹轴类零件到加工设备内部：

在机械手横梁的同步带驱动下，第一机械手手臂和第二机械手手臂沿着机械手横梁快速横向右移动，当第一机械手手臂移动至主轴箱总成上的砂轮中心位置时停止，第一机械手手臂向下运动至最大位置时，轴类零件中心与左右顶尖座的中心在一条水平线，此时，牵引器在左顶尖座主轴的带动下沿逆时针转动，牵引器夹爪打开，同时右顶尖座的主轴在油缸推动下压缩，准备装夹轴类零件，此时第一机械手臂在机械手横梁的同步带驱动下继续向左移动一小段距离，使轴类零件的夹持端塞进牵引器的夹爪内，移动停止后，牵引器在左顶尖座主轴的带动下沿顺时针转动，牵引器夹爪夹紧轴类零件，同时右顶尖座的主轴在油缸收缩下，顶尖回到原位，两顶尖轴类零件，在牵引器的顺时针转动下带动轴类零件一起做顺时针转动；

（3）机械手二次抓取轴类零件：

当轴类零件装夹完成后，第一机械手手臂上升回到原位，在机械手横梁的同步带驱动下，第一机械手手臂和第二机械手手臂沿着机械手横梁快速横向左移动，移动至初始取料位置停止，然后再重复步骤（1）和步骤（2），此时只是第二机械手手臂对准砂轮中心，等待取料；

（4）磨削：

当机械手装夹完成后，主轴箱总成在机床Z向伺服结构的驱动下，砂轮端向轴类零件靠近，开始加工，此时磨削液水泵打开，开始释放磨削液，油雾收集器开始工作，收集油雾，在线检测仪开始检测轴类零件外径，当加工到达设定的数值后，在线检测仪给出信号，停止加工，磨削液水泵停止工作，主轴箱总成退回到原位；

（5）取料：

当主轴箱总成退回到原位后，第二机械手手臂向下运动到末端，手指张开，牵引器在左顶尖座主轴的带动下又沿逆时针转动，牵引器夹爪打开，同时右顶尖座的主轴在油缸推动下压缩，手指夹紧，此时第二机械手臂在机械手横梁的同步带驱动下继续向右移动一小段距离，使轴类零件的夹持端从牵引器的夹爪内拨出，然后，第二机械手手臂向上运动回到原位；

（6）装夹轴类零件：

第一机械手手臂和第二机械手手臂在机械手横梁的同步带驱动下迅速向右移动一小段距离至第一机械手手臂到主轴箱总成上的砂轮中心位置，此时第一机械手手臂重复步骤（1）和步骤（2）中的过程，装夹完成后，重复步骤（4）的磨削过程和机械手二次抓取轴类零件的过程，此次抓取轴类零件的同时，第二机械手手臂将加工好取出的轴类零件放在线外检测送料机的回料侧上；

此时，第一机械手手臂又开始取料，重复步骤（1）-步骤（5）的整个循环。

作为一种优选方案，所述线外检测送料机包括有送料机本体、夹持上料装置以及端面检测装置；该送料机本体包括有机架和设置于机架上的输送机构；该夹持上料装置设置于机架上并位于输送机构的输出端上方；该端面检测装置设置于机架上并位于夹持上料装置的侧旁。

作为一种优选方案，所述夹持上料装置包括有固定架、活动架、第一驱动机构以及两夹料件；该固定架固定于机架上，该活动架可上下活动地设置，该第一驱动机构设置于固定架上并带动活动架上下活动；该两夹料件彼此相对并可侧向来回活动地设置于活动架上，针对每一夹料件均于活动架上设置有带动夹料件活动的第二驱动机构。

作为一种优选方案，所述夹料件上彼此相对的侧面上设置有V型槽。

作为一种优选方案，所述第一驱动机构和第二驱动机构均为气缸。

作为一种优选方案，所述端面检测装置包括有底架、纵向平移模组、双顶模组、横向平移模组以及精密测头；该底架固定于机架上；该纵向平移模组设置于底架上，纵向平移模组包括有活动座和第三驱动机构，活动座可纵向来回活动地设置于底架上，该第三驱动机构设置于底架上，第三驱动机构带动活动座纵向来回活动而靠近或远离夹持上料装置；该双顶模组和横向平移模组均设置于活动座上，双顶模组靠近夹持上料装置，横向平移模组远离夹持上料装置；该精密测头设置于横向平移模组，横向平移模组带动精密测头横向来回活动。

作为一种优选方案，所述双顶模组包括有基座，该基座的一端设置有夹料固定顶尖，基座的另一端设置有夹料活动顶尖和第四驱动机构，该第四驱动机构带动夹料活动顶尖靠近或远离夹料固定顶尖。

作为一种优选方案，所述基座上设置有移动线轨，该夹料活动顶尖沿移动线轨横向来回活动，该第三驱动机构和第四驱动机构均为气缸。

作为一种优选方案，所述基座上的底部设置有前行定位缓冲器。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：

通过配合采用线外检测送料机和加工设备，使得端面检测调换至机械手给加工设备上料之前（即在加工设备外），因此取消了加工设备内部端面检测的时间，并且充分使用了研磨加工与上下料之前的时间差，减少了机械手待料时间，达到了降低整体自动化单件加工时间，提高节拍利用率，减少待料浪费的时间，进而提高产品生产率的目的。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明之较佳实施例中线外检测送料机和加工设备的组合示意图；

图2是图1另一角度示意图；

图3是本发明之较佳实施例中线外检测送料机的放大示意图；

图4是图3另一角度示意图；

图5是本发明之较佳实施例中端面检测装置的放大示意图；

图6是本发明之较佳实施例中端面检测装置的分解示意图；

图7是本发明之较佳实施例中夹持上料装置的分解示意图。

附图标识说明：

100、加工设备 101、第一机械手手臂

102、第二机械手手臂 103、机械手横梁

104、牵引器 105、左顶尖座

106、右顶尖座 200、线外检测送料机

10、送料机本体 11、机架

12、输送机构 13、配重

20、夹持上料装置 21、固定架

22、活动架 23、第一驱动机构

24、夹料件 25、第二驱动机构

201、V型槽 30、端面检测装置

31、底架 311、移动线轨

32、纵向平移模组 321、活动座

322、第三驱动机构 33、双顶模组

331、基座 332、夹料固定顶尖

333、夹料活动顶尖 334、第四驱动机构

335、移动线轨 336、前行定位缓冲器

34、横向平移模组 35、精密测头

40、轴类零件。

具体实施方式

本发明揭示了一种轴类零件的线外检测全自动加工工艺，包括有以下步骤：

（1）人工上料及线外端测：

配合采用线外检测送料机200和加工设备100的第一机械手手臂101，首先，当人工将轴类零件40摆放在输送机构12后，输送机构12自动运转，将输送机构12送到夹持上料装置20处，加工设备100的第一机械手手臂101向下运动抓取轴类零件40，再回到原位，再利用端面检测装置30对轴类零件40进行端面检测，精密测头35移动至所需测量的轴类零件40位置，写入数据到系统，完成后第一机械手手臂101将轴类零件40取出。

（2）机械手装夹轴类零件到加工设备内部：

在机械手横梁103的同步带驱动下，第一机械手手臂101和第二机械手手臂102沿着机械手横梁103快速横向右移动，当第一机械手手臂101移动至主轴箱总成上的砂轮中心位置时停止，第一机械手手臂101向下运动至最大位置时，轴类零件40中心与左右顶尖座的中心在一条水平线，此时，牵引器104在左顶尖座105主轴的带动下沿逆时针转动，牵引器104夹爪打开，同时右顶尖座106的主轴在油缸推动下压缩，准备装夹轴类零件40，此时第一机械手臂104在机械手横梁103的同步带驱动下继续向左移动一小段距离，使轴类零件40的夹持端塞进牵引器104的夹爪内，移动停止后，牵引器104在左顶尖座105主轴的带动下沿顺时针转动，牵引器104夹爪夹紧轴类零件40，同时右顶尖座106的主轴在油缸收缩下，顶尖回到原位，两顶尖轴类零件，在牵引器104的顺时针转动下带动轴类零件40一起做顺时针转动。

（3）机械手二次抓取轴类零件：

当轴类零件40装夹完成后，第一机械手手臂101上升回到原位，在机械手横梁103的同步带驱动下，第一机械手手臂101和第二机械手手臂102沿着机械手横梁103快速横向左移动，移动至初始取料位置停止，然后再重复步骤（1）和步骤（2），此时只是第二机械手手臂102对准砂轮中心，等待取料。

（4）磨削：

当机械手装夹完成后，主轴箱总成在机床Z向伺服结构的驱动下，砂轮端向轴类零件靠近，开始加工，此时磨削液水泵打开，开始释放磨削液，油雾收集器开始工作，收集油雾，在线检测仪开始检测轴类零件40外径，当加工到达设定的数值后，在线检测仪给出信号，停止加工，磨削液水泵停止工作，主轴箱总成退回到原位。

（5）取料：

当主轴箱总成退回到原位后，第二机械手手臂102向下运动到末端，手指张开，牵引器104在左顶尖座105主轴的带动下又沿逆时针转动，牵引器104夹爪打开，同时右顶尖座106的主轴在油缸推动下压缩，手指夹紧，此时第二机械手臂102在机械手横梁103的同步带驱动下继续向右移动一小段距离，使轴类零件40的夹持端从牵引器104的夹爪内拨出，然后，第二机械手手臂102向上运动回到原位。

（6）装夹轴类零件：

第一机械手手臂101和第二机械手手臂102在机械手横梁103的同步带驱动下迅速向右移动一小段距离至第一机械手手臂101到主轴箱总成上的砂轮中心位置，此时第一机械手手臂101重复步骤（1）和步骤（2）中的过程，装夹完成后，重复步骤（4）的磨削过程和机械手二次抓取轴类零件的过程，此次抓取轴类零件的同时，第二机械手手臂102将加工好取出的轴类零件40放在线外检测送料机200的回料侧上。

此时，第一机械手手臂101又开始取料，重复步骤（1）-步骤（5）的整个循环。

具体而言，所述线外检测送料机200包括有送料机本体10、夹持上料装置20以及端面检测装置30。

该送料机本体10包括有机架11和设置于机架11上的输送机构12；所述机架11的底部灌装水泥形成有配重13，保证整机固定后不会轻易移动，从而保证端面测量时的尺寸稳定性；所述输送机构12为链条皮带式输送机构。

该夹持上料装置20设置于机架11上并位于输送机构12的输出端上方；具体而言，所述夹持上料装置20包括有固定架21、活动架22、第一驱动机构23以及两夹料件24；该固定架21固定于机架11上，该活动架可22上下活动地设置，该第一驱动机构23设置于固定架21上并带动活动架22上下活动；该两夹料件24彼此相对并可侧向来回活动地设置于活动架22上，针对每一夹料件24均于活动架22上设置有带动夹料件24活动的第二驱动机构25。在本实施例中，所述夹料件24上彼此相对的侧面上设置有V型槽201，并且，所述第一驱动机构23和第二驱动机构25均为气缸。

该端面检测装置30设置于机架11上并位于夹持上料装置20的侧旁。具体而言，所述端面检测装置30包括有底架31、纵向平移模组32、双顶模组33、横向平移模组34以及精密测头35；该底架31固定于机架11上。

该纵向平移模组32设置于底架31上，纵向平移模组32包括有活动座321和第三驱动机构322，活动座321可纵向来回活动地设置于底架31上，该第三驱动机构322设置于底架31上，第三驱动机构322带动活动座321纵向来回活动而靠近或远离夹持上料装置20；在本实施例中，底架31上具有移动线轨311，该活动座321沿移动线轨311纵向来回活动。

该双顶模组33和横向平移模组34均设置于活动座321上，双顶模组33靠近夹持上料装置20，横向平移模组34远离夹持上料装置20；该精密测头35设置于横向平移模组34，横向平移模组34带动精密测头35横向来回活动，横向平移模组34为电机丝杆组合结构。

具体而言，所述双顶模组33包括有基座331，该基座331的一端设置有夹料固定顶尖332，基座331的另一端设置有夹料活动顶尖333和第四驱动机构334，该第四驱动机构334带动夹料活动顶尖333靠近或远离夹料固定顶尖332。并且，所述基座331上设置有移动线轨335，该夹料活动顶尖333沿移动线轨335横向来回活动，该第三驱动机构322和第四驱动机构334均为气缸。以及，所述基座331上的底部设置有前行定位缓冲器336。

详述本实施例的工作原理如下：

使用时，本发明是设置于加工设备的上料处，输送机构12、第一驱动机构23、第二驱动机构25、第三驱动机构322、第四驱动机构334和精密测头35均连接控制箱并受控于控制箱，设备启动后，当机架11的上料处感应到料件，并且输送机构12停止输送运行时，第一驱动机构23带动活动架22向下活动，然后，两第二驱动机构25带动两夹料件24彼此靠近，将待加工的轴类零件40夹住，并通气吹轴类零件40两端中心孔毛刺；接着，当加工设备100的第一机械手手臂101行到相应位置时，第一驱动机构23带动活动架22向上活动，将轴类零件40提升至第一机械手手臂101处，第一机械手手臂101夹紧轴类零件40后，两第二驱动机构25带动两夹料件24彼此远离而松开轴类零件40；然后，第一机械手手臂101回缩至避空位置。

接着，对轴类零件40进行端面检测：首先，该第三驱动机构322带动活动座321纵向来回活动而靠近夹持上料装置20，将双顶模组33推至第一机械手手臂101下方，靠前行定位缓冲器336来进行定位缓冲；随后第一机械手手臂101伸出，并移至轴类零件40的中心孔顶住夹料固定顶尖332；接着，第四驱动机构334带动夹料活动顶尖333靠近夹料固定顶尖332，将轴类零件40顶紧，轴类零件40固定不动，第一机械手手臂101缩回；接着，第三驱动机构322带动活动座321纵向来回活动而远离夹持上料装置20，同时，横向平移模组34开始运动，将精密测头15缓慢移动至轴类零件40上待测量的位置，读取数据给系统；检测完成后，横向平移模组34退回原点，拉开精密测头15与轴类零件40的距离，然后第三驱动机构322带动活动座321纵向来回活动而靠近夹持上料装置20，第一机械手手臂101伸出并夹紧轴类零件40，然后第四驱动机构334带动夹料活动顶尖333远离夹料固定顶尖332，第一机械手手臂101取出轴类零件40，离开夹料固定顶尖332；手臂缩回后，将完成检测的轴类零件40移动至加工设备100内部，上料、取料、移动到料架处、卸料、拿料，重复循环，实现自动化。

本发明的设计重点在于：通过配合采用线外检测送料机和加工设备，使得端面检测调换至机械手给加工设备上料之前（即在加工设备外），因此取消了加工设备内部端面检测的时间，并且充分使用了研磨加工与上下料之前的时间差，减少了机械手待料时间，达到了降低整体自动化单件加工时间，提高节拍利用率，减少待料浪费的时间，进而提高产品生产率的目的。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种轴类零件的线外检测全自动加工工艺，其特征在于：包括有以下步骤：

（1）人工上料及线外端测：

配合采用线外检测送料机和加工设备的第一机械手手臂，首先，当人工将轴类零件摆放在输送机构后，输送机构自动运转，将输送机构送到夹持上料装置处，加工设备的第一机械手手臂向下运动抓取轴类零件，再回到原位，再利用端面检测装置对轴类零件进行端面检测，精密测头移动至所需测量的轴类零件位置，写入数据到系统，完成后第一机械手手臂将轴类零件取出；

（2）机械手装夹轴类零件到加工设备内部：

在机械手横梁的同步带驱动下，第一机械手手臂和第二机械手手臂沿着机械手横梁快速横向右移动，当第一机械手手臂移动至主轴箱总成上的砂轮中心位置时停止，第一机械手手臂向下运动至最大位置时，轴类零件中心与左右顶尖座的中心在一条水平线，此时，牵引器在左顶尖座主轴的带动下沿逆时针转动，牵引器夹爪打开，同时右顶尖座的主轴在油缸推动下压缩，准备装夹轴类零件，此时第一机械手臂在机械手横梁的同步带驱动下继续向左移动一小段距离，使轴类零件的夹持端塞进牵引器的夹爪内，移动停止后，牵引器在左顶尖座主轴的带动下沿顺时针转动，牵引器夹爪夹紧轴类零件，同时右顶尖座的主轴在油缸收缩下，顶尖回到原位，两顶尖轴类零件，在牵引器的顺时针转动下带动轴类零件一起做顺时针转动；

（3）机械手二次抓取轴类零件：

当轴类零件装夹完成后，第一机械手手臂上升回到原位，在机械手横梁的同步带驱动下，第一机械手手臂和第二机械手手臂沿着机械手横梁快速横向左移动，移动至初始取料位置停止，然后再重复步骤（1）和步骤（2），此时只是第二机械手手臂对准砂轮中心，等待取料；

（4）磨削：

当机械手装夹完成后，主轴箱总成在机床Z向伺服结构的驱动下，砂轮端向轴类零件靠近，开始加工，此时磨削液水泵打开，开始释放磨削液，油雾收集器开始工作，收集油雾，在线检测仪开始检测轴类零件外径，当加工到达设定的数值后，在线检测仪给出信号，停止加工，磨削液水泵停止工作，主轴箱总成退回到原位；

（5）取料：

当主轴箱总成退回到原位后，第二机械手手臂向下运动到末端，手指张开，牵引器在左顶尖座主轴的带动下又沿逆时针转动，牵引器夹爪打开，同时右顶尖座的主轴在油缸推动下压缩，手指夹紧，此时第二机械手臂在机械手横梁的同步带驱动下继续向右移动一小段距离，使轴类零件的夹持端从牵引器的夹爪内拨出，然后，第二机械手手臂向上运动回到原位；

（6）装夹轴类零件：

第一机械手手臂和第二机械手手臂在机械手横梁的同步带驱动下迅速向右移动一小段距离至第一机械手手臂到主轴箱总成上的砂轮中心位置，此时第一机械手手臂重复步骤（1）和步骤（2）中的过程，装夹完成后，重复步骤（4）的磨削过程和机械手二次抓取轴类零件的过程，此次抓取轴类零件的同时，第二机械手手臂将加工好取出的轴类零件放在线外检测送料机的回料侧上；

此时，第一机械手手臂又开始取料，重复步骤（1）-步骤（5）的整个循环。

2.根据权利要求1所述的轴类零件的线外检测全自动加工工艺，其特征在于：所述线外检测送料机包括有送料机本体、夹持上料装置以及端面检测装置；该送料机本体包括有机架和设置于机架上的输送机构；该夹持上料装置设置于机架上并位于输送机构的输出端上方；该端面检测装置设置于机架上并位于夹持上料装置的侧旁。

3.根据权利要求2所述的轴类零件的线外检测全自动加工工艺，其特征在于：所述夹持上料装置包括有固定架、活动架、第一驱动机构以及两夹料件；该固定架固定于机架上，该活动架可上下活动地设置，该第一驱动机构设置于固定架上并带动活动架上下活动；该两夹料件彼此相对并可侧向来回活动地设置于活动架上，针对每一夹料件均于活动架上设置有带动夹料件活动的第二驱动机构。

4.根据权利要求3所述的轴类零件的线外检测全自动加工工艺，其特征在于：所述夹料件上彼此相对的侧面上设置有V型槽。

5.根据权利要求3所述的轴类零件的线外检测全自动加工工艺，其特征在于：所述第一驱动机构和第二驱动机构均为气缸。

6.根据权利要求2所述的轴类零件的线外检测全自动加工工艺，其特征在于：所述端面检测装置包括有底架、纵向平移模组、双顶模组、横向平移模组以及精密测头；该底架固定于机架上；该纵向平移模组设置于底架上，纵向平移模组包括有活动座和第三驱动机构，活动座可纵向来回活动地设置于底架上，该第三驱动机构设置于底架上，第三驱动机构带动活动座纵向来回活动而靠近或远离夹持上料装置；该双顶模组和横向平移模组均设置于活动座上，双顶模组靠近夹持上料装置，横向平移模组远离夹持上料装置；该精密测头设置于横向平移模组，横向平移模组带动精密测头横向来回活动。

7.根据权利要求6所述的轴类零件的线外检测全自动加工工艺，其特征在于：所述双顶模组包括有基座，该基座的一端设置有夹料固定顶尖，基座的另一端设置有夹料活动顶尖和第四驱动机构，该第四驱动机构带动夹料活动顶尖靠近或远离夹料固定顶尖。

8.根据权利要求7所述的轴类零件的线外检测全自动加工工艺，其特征在于：所述基座上设置有移动线轨，该夹料活动顶尖沿移动线轨横向来回活动，该第三驱动机构和第四驱动机构均为气缸。

9.根据权利要求7所述的轴类零件的线外检测全自动加工工艺，其特征在于：所述基座上的底部设置有前行定位缓冲器。