CN108480537B - 一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线及其工作方法 - Google Patents

一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线及其工作方法 Download PDF

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Abstract

一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线，涉及先进制造和自动化的技术领域，包括依次设置的加热炉装置、锻造模、热处理装置和分选装置，热处理装置设有传送装置，传送装置贯穿热处理装置，且一端与锻造模的出料口对接，另一端与分选装置的入料口对接，分选装置设有观测载台，观测载台边缘设有载台传动装置，观测载台在载台传动装置驱动下循环运动，观测载台一侧设有检测装置和分拣机械手；锻造后进行自动化的外观分选，防止人工操作可能产生的失误，分选准确度高，且省时省力；可实现加热、锻造、退火、和外观检测和分拣的全自动控制，外观检测和分拣动作持续进行无间断，实现无人化、智能化的锻造生产和外观分选工作。

Description

一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线及其工作方法
技术领域
本发明涉及先进制造和自动化的技术领域，特别涉及一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线。
背景技术
锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。齿轮类零部件一直承担着十分严苛的工作环境，在高速旋转的工作环境下持续工作，所以对齿轮类零部件的性能要求一直大大高于普通零部件。因此，齿轮类零部件使用锻造方式进行加工，加工后进行一系列处理来优化齿轮成品的性能。
目前，随着市场对产品需求和对产品质量要求的提升，以及现代化、自动化生产的大方向，企业急需设计齿轮产品的自动化生产工艺，配合建设齿轮产品的自动化生产线，以满足生产要求。而为了保证产品的质量，对锻造后的齿轮产品的外观检测必不可少，而针对齿轮产品的检测，目前大多通过工人肉眼判别分拣，存在着不确定性和失误，分选效率也不高，且有碍于全自动生产线的达成。
发明内容
发明的目的：本发明公开一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线，锻造后进行自动化的外观分选，防止人工操作可能产生的失误，分选准确度高，且省时省力；可实现加热、锻造、退火、和外观检测和分拣的全自动控制，外观检测和分拣动作持续进行无间断，实现无人化、智能化的锻造生产和外观分选工作。
技术方案：为了实现以上目的，本发明公开了一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线，包括依次设置的加热炉装置、锻造模、热处理装置和分选装置，所述热处理装置设有传送装置，所述传送装置贯穿热处理装置，且一端与锻造模的出料口对接，另一端与分选装置的入料口对接，所述分选装置设有观测载台，所述观测载台边缘设有载台传动装置，所述观测载台在载台传动装置驱动下循环运动，所述观测载台一侧设有检测装置和分拣机械手。
进一步的，上述一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线，所述观测载台包括透明的上载台和下载台，所述检测装置包括分别设置在上载台上侧和下侧的上检测装置与下检测装置。
进一步的，上述一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线，所述分选装置包括基座，所述观测载台设置在基座上，所述基座一侧设有滑轨，所述检测装置通过移动滑板与滑轨可动连接，所述移动滑板连接有检测驱动装置。
进一步的，上述一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线，所述下检测装置与移动滑板固定连接，所述上检测装置通过位置调整装置与移动滑板可动连接，所述位置调整装置连接有升降驱动装置。
进一步的，上述一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线，所述分拣机械手与滑轨可动连接且连接有分拣驱动装置，所述分拣机械手包括竖向伸缩机械臂和横向伸缩机械臂，所述伸缩机械臂设有竖向伸缩驱动装置，所述横向伸缩机械臂设有横向伸缩驱动装置。
进一步的，上述一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线，所述分拣机械手端部设有电磁吸盘装置，所述电磁吸盘装置端面与观测载台上平面平行设置。
进一步的，上述一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线，所述电磁吸盘装置端部设有一对相对设置的弧形磁块，所述一对弧形磁块通过位置调节装置与电磁吸盘装置端部可动连接，且一对弧形磁块之间的距离可调，所述位置调节装置设有位置调节驱动装置。
进一步的，上述一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线，所述加热炉装置包括一组交替设置的加热腔和辅助传动装置，所述加热炉装置与锻造模之间设有自动送料装置。
进一步的，上述一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线的工作方法，包括以下步骤：S1、将棒状原料送入加热炉装置，持续加热与常温冷却交替进行，直至将棒状原料加热至设定的锻造温度；S2、自动送料装置将棒状原料送入锻造模进行锻造；S3、传送装置将锻造成型后的零件送入热处理装置进行退火处理；S4、传送装置将退火处理后的零件运送至观测载台的上载台；S5、观测载台循环运动，检测装置和分拣机械手进行以下动作：S501、当一组零件运送至检测装置处时，检测装置的上检测装置和下检测装置同时运行，观测零件的上表面和下表面，并将结果传递至控制单元的图像处理中心；S502、控制单元通过运算对外观缺陷零件进行定位，并发出指令给分拣机械手；S503、当该组零件运送至分拣机械手处，分拣机械手抓取外观缺陷零件放于残品收纳处；S6、观测载台持续循环运动，将剩余的合格零件运送至下一生产工位。
进一步的，上述一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线的工作方法，所述分拣机械手通过控制单元发出的位置指令移动至目标位置，且通过启动分拣机械手端部的电磁吸盘装置吸取外观缺陷零件；所述控制单元通过接收到的零件形状数据自动计算零件适用的有效吸附直径，并发出指令给电磁吸盘装置自动调节有效吸附直径，一对弧形磁块收缩或扩张至目标位置；所述控制单元通过接收到的零件形状数据自动计算零件适用的检测高度，并发送指令给位置调整装置，位置调整装置将上检测装置调整至对应高度。
上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：
（1）本发明所述的一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线，锻造后进行自动化的外观分选，防止人工操作可能产生的失误，分选准确度高，且省时省力；可实现加热、锻造、退火、和外观检测和分拣的全自动控制，外观检测和分拣动作持续进行无间断，实现无人化、智能化的锻造生产和外观分选工作。
（2）本发明所述的一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线，外观检测和分拣动作持续进行无间断；对零件的上平面和下平面同时进行检测，节约了检测时间，大幅提高检测效率。
（2）本发明所述的一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线，检测装置的水平位置可调，使用更方便；上检测装置的高度可调，可根据待检测零件的高度来自动调节，适用性广。
（3）本发明所述的一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线，分拣机械手的水平位置可调，使用更方便，分拣机械手通过竖向伸缩机械臂和横向伸缩机械臂移动至所需位置。
（4）本发明所述的一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线，分拣机械手全自动进行外观缺陷零件的分拣，通过磁块吸引零件的抓取方式更为可靠与便捷，并且可容许机械手存在一定的位置误差，弧形磁块之间的距离可调，可适用于不同尺寸的零件，适用性好。
（5）本发明所述的一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线的工作方法，可实现加热、锻造、退火、和外观检测和分拣的全自动控制，外观检测和分拣动作持续进行无间断，实现无人化、智能化的锻造生产和外观分选工作。
（6）本发明所述的一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线的工作方法，自动计算外观缺陷零件的位置，分拣机械手自动吸引、取出外观缺陷零件，这种方式可容许机械手存在一定的位置误差；通过检测可知零件的形状，由此自动调整有效吸附直径，也可自动调整上检测装置的高度，自动化程度高且适用范围广。
附图说明
图1为本发明所述的一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线的结构示意图；
图2为本发明所述的一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线的分选装置的结构示意图；
图3为本发明所述的一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线的电磁吸盘装置的结构示意图；
图中：1-加热炉装置，2-锻造模，3-分选装置，31-观测载台，311-上载台,312-下载台，32-载台传动装置，33-检测装置，331-上检测装置，332-下检测装置，333-移动滑板，334-位置调整装置，34-分拣机械手，341-竖向伸缩机械臂，342-横向伸缩机械臂，343-电磁吸盘装置，343a-弧形磁块，343b-位置调节装置，35-基座，36-滑轨，4-传送装置，5-热处理装置。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明具体实施方式进行详细的描述。
实施例
本发明的一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线，如图1至图3所示，包括依次设置的加热炉装置1、锻造模2、热处理装置5和分选装置3，所述热处理装置5设有传送装置4，所述传送装置4贯穿热处理装置5，且一端与锻造模2的出料口对接，另一端与分选装置3的入料口对接，所述分选装置3设有观测载台31，所述观测载台31边缘设有载台传动装置32，所述观测载台31在载台传动装置32驱动下循环运动，所述观测载台31一侧设有检测装置33和分拣机械手34。
本实施例中所述观测载台31包括透明的上载台311和下载台312，所述检测装置33包括分别设置在上载台311上侧和下侧的上检测装置331与下检测装置332。
本实施例中所述分选装置3包括基座35，所述观测载台31设置在基座35上，所述基座35一侧设有滑轨36，所述检测装置33通过移动滑板333与滑轨36可动连接，所述移动滑板36连接有检测驱动装置。
本实施例中所述下检测装置332与移动滑板333固定连接，所述上检测装置331通过位置调整装置334与移动滑板333可动连接，所述位置调整装置334连接有升降驱动装置。
本实施例中所述分拣机械手34与滑轨36可动连接且连接有分拣驱动装置，所述分拣机械手34包括竖向伸缩机械臂341和横向伸缩机械臂342，所述伸缩机械臂341设有竖向伸缩驱动装置，所述横向伸缩机械臂342设有横向伸缩驱动装置。
本实施例中所述分拣机械手34端部设有电磁吸盘装置343，所述电磁吸盘装置343端面与观测载台31上平面平行设置。
本实施例中所述电磁吸盘装置343端部设有一对相对设置的弧形磁块343a，所述一对弧形磁块343a通过位置调节装置343b与电磁吸盘装置343端部可动连接，且一对弧形磁块之间的距离可调，所述位置调节装置343b设有位置调节驱动装置。
本实施例中所述加热炉装置1包括一组交替设置的加热腔101和辅助传动装置102，所述加热炉装置1与锻造模2之间设有自动送料装置103。
本实施例中一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线的工作方法，包括以下步骤：
S1、将棒状原料送入加热炉装置1，持续加热与常温冷却交替进行，直至将棒状原料加热至设定的锻造温度；
S2、自动送料装置103将棒状原料送入锻造模2进行锻造；
S3、传送装置4将锻造成型后的零件送入热处理装置5进行退火处理；
S4、传送装置4将退火处理后的零件运送至观测载台31的上载台311；
S5、观测载台31循环运动，检测装置33和分拣机械手34进行以下动作：
S501、当一组零件运送至检测装置33处时，检测装置33的上检测装置331和下检测装置332同时运行，观测零件的上表面和下表面，并将结果传递至控制单元的图像处理中心；
S502、控制单元通过运算对外观缺陷零件进行定位，并发出指令给分拣机械手34；
S503、当该组零件运送至分拣机械手34处，分拣机械手34抓取外观缺陷零件放于残品收纳处；
S6、观测载台31持续循环运动，将剩余的合格零件运送至下一生产工位。
本实施例中所述分拣机械手34通过控制单元发出的位置指令移动至目标位置，且通过启动分拣机械手34端部的电磁吸盘装置343吸取外观缺陷零件；所述控制单元通过接收到的零件形状数据自动计算零件适用的有效吸附直径，并发出指令给电磁吸盘装置343自动调节有效吸附直径，一对弧形磁块343a收缩或扩张至目标位置；所述控制单元通过接收到的零件形状数据自动计算零件适用的检测高度，并发送指令给位置调整装置334，位置调整装置334将上检测装置331调整至对应高度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线，其特征在于：包括依次设置的加热炉装置（1）、锻造模（2）、热处理装置（5）和分选装置（3），所述热处理装置（5）设有传送装置（4），所述传送装置（4）贯穿热处理装置（5），且一端与锻造模（2）的出料口对接，另一端与分选装置（3）的入料口对接，所述分选装置（3）设有观测载台（31），所述观测载台（31）边缘设有载台传动装置（32），所述观测载台（31）在载台传动装置（32）驱动下循环运动，所述观测载台（31）一侧设有检测装置（33）和分拣机械手（34）；
所述分选装置（3）包括基座（35），所述观测载台（31）设置在基座（35）上，所述基座（35）一侧设有滑轨（36），所述检测装置（33）通过移动滑板（333）与滑轨（36）可动连接，所述移动滑板（333 ）连接有检测驱动装置；
所述观测载台（31）包括透明的上载台（311）和下载台（312），所述检测装置（33）包括分别设置在上载台（311）上侧和下侧的上检测装置（331）与下检测装置（332），所述下检测装置（332）与移动滑板（333）固定连接，所述上检测装置（331）通过位置调整装置（334）与移动滑板（333）可动连接，所述位置调整装置（334）连接有升降驱动装置；
所述分拣机械手（34）与滑轨（36）可动连接且连接有分拣驱动装置，所述分拣机械手（34）包括竖向伸缩机械臂（341）和横向伸缩机械臂（342），所述伸缩机械臂（341）设有竖向伸缩驱动装置，所述横向伸缩机械臂（342）设有横向伸缩驱动装置；
所述分拣机械手（34）端部设有电磁吸盘装置（343），所述电磁吸盘装置（343）端面与观测载台（31）上平面平行设置，所述电磁吸盘装置（343）端部设有一对相对设置的弧形磁块（343a），所述一对弧形磁块（343a）通过位置调节装置（343b）与电磁吸盘装置（343）端部可动连接，且一对弧形磁块之间的距离可调，所述位置调节装置（343b）设有位置调节驱动装置。
2.根据权利要求1所述的一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线，其特征在于：所述加热炉装置（1）包括一组交替设置的加热腔（101）和辅助传动装置（102），所述加热炉装置（1）与锻造模（2）之间设有自动送料装置（103）。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将棒状原料送入加热炉装置（1），持续加热与常温冷却交替进行，直至将棒状原料加热至设定的锻造温度；
S2、自动送料装置（103）将棒状原料送入锻造模（2）进行锻造；
S3、传送装置（4）将锻造成型后的零件送入热处理装置（5）进行退火处理；
S4、传送装置（4）将退火处理后的零件运送至观测载台（31）的上载台（311）；
S5、观测载台（31）循环运动，检测装置（33）和分拣机械手（34）进行以下动作：
S501、当一组零件运送至检测装置（33）处时，检测装置（33）的上检测装置（331）和下检测装置（332）同时运行，观测零件的上表面和下表面，并将结果传递至控制单元的图像处理中心；
S502、控制单元通过运算对外观缺陷零件进行定位，并发出指令给分拣机械手（34）；
S503、当该组零件运送至分拣机械手（34）处，分拣机械手（34）抓取外观缺陷零件放于残品收纳处；
S6、观测载台（31）持续循环运动，将剩余的合格零件运送至下一生产工位。
4.根据权利要求3所述的一种用于齿轮零件的一体化锻造与检测生产线的工作方法，其特征在于：所述分拣机械手（34）通过控制单元发出的位置指令移动至目标位置，且通过启动分拣机械手（34）端部的电磁吸盘装置（343）吸取外观缺陷零件；所述控制单元通过接收到的零件形状数据自动计算零件适用的有效吸附直径，并发出指令给电磁吸盘装置（343）自动调节有效吸附直径，一对弧形磁块（343a）收缩或扩张至目标位置；所述控制单元通过接收到的零件形状数据自动计算零件适用的检测高度，并发送指令给位置调整装置（334），位置调整装置（334）将上检测装置（331）调整至对应高度。
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