CN108527084B - 全自动铁锅抛光机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动铁锅抛光机,设有主机，主机包括机架，机架上设有吸卸锅装置，所述吸卸锅装置包括双工位转盘，双工位转盘可水平旋转，其上以水平旋转的轴心为原点对称的设置有2个可吸附铁锅的模具，其中一个模具的定位点位于抛光工位，另一个位于吸卸锅工位；抛光工位的模具轴连接在模具自转轴上，模具自转轴通过离合器与受动力驱动可转的模具自转动力轴连接；所述离合器的离合器片相对接触面为互啮的伞齿轮面，伞齿轮面的轴心与模具自转轴、模具自转动力轴的轴线重合。本发明的有益效果是：可以提高抛光工作效率和抛光质量。

Description

全自动铁锅抛光机

技术领域

本发明属于黑色金属材料制造设备领域，具体是一种全自动铁锅抛光机。

背景技术

铁锅在使用中，少量的铁离子会分解在菜肴中，被人体摄入后有益健康。铁锅升温快，可形成较高的烹煮温度，使食物迅速熟化，减少了营养物质的流失。铁锅在从锅坯成型成成品锅之前，还需要经过一道抛光工艺，以去除毛刺、消除锈渍、提高锅表面的光洁度和平整度。中国专利文献CN107662143A于2018年2月6日公开了“一种新型全自动铁锅抛光机”，包括机架，机架上设置有横梁，横梁下方设置有自转装置、上锅换锅装置，横梁上方设置有砂轮抛光装置、砂带抛光装置，机架侧方设置有上锅升降台和下锅升降台。在该技术方案中，待抛光的铁锅在固定至自转装置上及抛光完毕的铁锅在从自转装置上取下的两个步骤中，均需要转动完全停止后才能完成装、卸锅操作。考虑到铁锅自身的惯性，从高速旋转到完全停止需要相当的时间，因此该方案中时间的利用率不高，整机的工作效率有待提升。

发明内容

基于以上问题，本发明提供全自动铁锅抛光机，可以提高抛光工作效率和抛光质量。

为了实现发明目的，本发明采用如下技术方案：全自动铁锅抛光机，设有主机，主机包括机架，机架上设有吸卸锅装置，所述吸卸锅装置包括双工位转盘，双工位转盘可水平旋转，其上以水平旋转的轴心为原点对称的设置有2个可吸附铁锅的模具，其中一个模具的定位点位于抛光工位，另一个位于吸卸锅工位；抛光工位的模具轴连接在模具自转轴上，模具自转轴通过离合器与受动力驱动可转的模具自转动力轴连接；所述离合器的离合器片相对接触面为互啮的伞齿轮面，伞齿轮面的轴心与模具自转轴、模具自转动力轴的轴线重合。

在本方案中，设计有主机，主机设有机架，用来实现稳定着地。机架上设置有吸卸锅装置，用来实现待抛光铁锅的装上和已抛光铁锅的卸下。本方案中的吸卸锅装置包括双工位转盘，此双工位转盘可以在水平向上转动。双工位转盘上设置有2个模具，可以通过模具吸附铁锅，这2个模具的位置以双工位转盘转轴为原点对称，从而当双工位转盘转动180°时，两个模具在不同的工位上互换。设定2个工位的其中之一用作抛光，则另一个工位就用作上锅卸锅，抛光与上锅卸锅同步完成，当抛光完毕后，双工位转盘带动两个模具转动，完成抛光的模具带着已抛光铁锅到达上锅卸锅工位，而上好待抛光铁锅的工位则到达抛光工位，两个工位就可以继续同步操作，一个抛光一个上锅卸锅。这样一来就节约了大量的等待时间，充分利用了设备的闲置能力。由于抛光模具需要带动待抛光铁锅同步自转，因此在两个模具在不同工位间互换的时候，还需要解决抛光模具转动的动力切断和再连接的问题。为此本方案采用了离合器来实现该目的。本例的离合器中，两离合器片上设计了一对伞齿轮面，伞齿轮面的轴心与模具自转轴、模具自转动力轴的轴线重合，使两离合器片通过伞齿轮面可以互相啮合。这样设计有两个优点，其一，伞齿轮面互相啮合，可以将扭矩通过离合器完全传递，其二，伞齿轮面的形状决定了两个离合器接触面在从分离到结合的过程中，天然具备自动对准轴向的能力，这就使模具的自转非常平稳，消除了因为偏心转动导致的抛光质量不佳的技术隐患。在模具与锅的吸合方式上，可以采用真空吸盘，也可以采用磁力。考虑到模具的自转，使用磁力吸合的结构更为简单。另外，双工位转盘上的工位数也可以按需设计成多个，只需解决模具在各工位的定位问题即可。

作为优选，双工位转盘由转盘转动气缸连接的转盘转动齿条推动，可在水平向上做180°往复转动。考虑到控制双工位转盘转动的高效、快启快停等要求，可以选择利用齿条与双工位转盘转轴或外侧壁上的齿啮合的设计方案，齿条受气缸推动，伸缩长度精确受控，因此由齿条推动的双工位转盘转动角度也同样精确受控。

作为优选，还设有抛光装置；所述抛光装置包括一套连杆机构，连杆机构的端部设有研磨机构；连杆机构包括一端固定在机架上的摆动大臂，摆动大臂控制气缸控制摆动大臂与抛光工位的模具间的间距增减；摆动大臂控制气缸为恒压气缸。在抛光装置上，本方案采用的是一套连杆机构，连杆机构的一端为摆动大臂，可在动力的驱动下摆动，另一端设置有研磨机构，通过摆动大臂的摆动，使研磨机构与模具上的待抛光铁锅发生接触，进行研磨抛光。为了控制研磨机构对铁锅表面的抛光压力的均衡，本方案中采用了摆动大臂控制气缸来控制摆动大臂的摆动幅度，该气缸为恒压气缸，可以采用诸如电控单向阀等方式控制气缸中压力气体的流向及流速，无论摆动大臂摆动到什么角度，恒压气缸内的压力都是恒定的，从而使研磨机构对铁锅表面的抛光压力恒定，从而保证抛光质量。

作为优选，所述研磨机构包括可高速转动的砂带或金刚砂轮，砂带的工作端张紧的套在主动橡胶轮圆周外；砂带的转动方向垂直于抛光工位的模具的转动方向；金刚砂轮的转动方向垂直于抛光工位的模具的转动方向。研磨机构的选择很多，本方案选择的是两种，套在主动橡胶轮外的砂带，主动橡胶轮在隔着砂带接触铁锅表面的时候，自身会产生一定的变形，更更容易贴合铁锅的曲面；该方案通常适用于铁锅的精抛光。也可以选择金刚砂轮，金刚砂轮刚性好，研磨力更强一些；该方案通常适用于铁锅的粗抛光。在实际应用时操作者可以根据需要自行选择砂带或金刚砂轮。

作为优选，研磨机构上设有研磨保护结构；所述研磨保护机构包括固定于连杆机构端部的保护气缸，保护气缸的气缸连杆端部设有接触头。本方案中铁锅随模具一起自转，同时砂带也转动，两者的合力构成抛光的力道。因此，当砂带由摆动大臂带动而逐渐移动并抛光到铁锅转动中心附近时，铁锅的线速度显著降低，导致局部抛光摩擦力过于集中，难以散热，可能造成局部过热烧焦。为此，本方案专门设计了研磨保护结构，该结构通过在连杆机构端部即主动橡胶轮附近设计保护气缸，该保护气缸内的气压也是恒定的，气缸连杆的端部伸出设有接触头，该接触头用来抵接目标平面，可以是铁锅表面，也可以是在抛光工位旁专门设计的一个限位平面。总之，可以使保护气缸的接触头随主动橡胶轮同步伸缩进退，而当主动橡胶轮向铁锅转动中心靠近时，接触头与限位平面也同步靠近，直至触及；触及后保护气缸内的气体无法继续压缩，就会通过摆动大臂对摆动大臂控制气缸形成反作用力，使后者气压升高，就会放气降压，从而降低主动橡胶轮与铁锅表面的接触压力，减少摩擦生热，最终杜绝铁锅旋转中心抛光过热问题。保护气缸内预设的气压根据不同的锅体曲线、不同的抛光速度、不同的锅体材质等具体参数可精确调节。设置研磨保护结构还有一个作用，就是可以预设一个限位平面，例如在机架上，在抛光物料例如前述的砂带或金刚砂轮在抛光初始与锅体表面接触的瞬间，接触头与该限位平面优先触及，从而可以使抛光物料与锅体表面之间的接触逐渐变得紧密，抛光压力逐渐变大，以避免大压力状态下瞬间触及锅体产生的强大冲击力伤及抛光物料，从而使抛光作业更安全。

作为优选，所述接触头为可自由滚动的压轮。使用自由滚动的压轮作为接触头，可以使其对各种限位平面都具备良好的适应性。

作为优选，还设有砂带张紧气缸和被动橡胶轮；砂带同时缠绕在主动橡胶轮与被动橡胶轮上，通过砂带张紧气缸调节砂带的张紧度。该方案还设计了被动橡胶轮，将砂带同时缠绕在主动橡胶轮与被动橡胶轮上。通过砂带张紧气缸可以调节砂带的张紧度，形成最佳的抛光效果。

作为优选，还设有吸卸锅辅助机械手；吸卸锅辅助机械手上设有电磁铁，可在待抛光锅放置点、吸卸锅工位和已抛光锅放置点之间按需移动。为了提高自动化程度，本方案还在主机外配套设置了吸卸锅辅助机械手。吸卸锅辅助机械手可以是单个的，上锅卸锅的工作都由单个机械手完成，也可以是两个，一个负责将完成抛光的铁锅从模具中卸下另一个负责将待抛光的铁锅装上模具。从成本来说前者有优势，从作业效率来说后者有优势。吸卸锅辅助机械手需要快速的取放铁锅，为了方便控制，采用电磁铁作为吸取铁锅的方案。

作为优选，机架上设有隔音罩，将双工位转盘的抛光工位及抛光装置与外界封闭分隔。铁锅在抛光作业时，会产生相当的噪音和粉尘，本方案将抛光工位及抛光装置与外界封闭分隔，可以大幅减少噪音和粉尘对操作者的伤害，满足劳动防护要求。

作为优选，隔音罩内连通有真空吸尘口。通过真空吸尘口，配套使用大功率的吸尘器，可以将粉尘从隔音罩内吸出，保持抛光环境的清洁，有助于保持良好的抛光效果。

综上所述，本发明的有益效果是：可以提高抛光工作效率和抛光质量。

附图说明

图1是本发明的主机的结构示意图。

图2是图1的侧视图。

图3是图1的俯视图。

图4是图1的立体图。

图5是图1中离合器的部件分解图。

图6是吸卸锅辅助机械手与主机的配合关系图。

其中：10机架， 201双工位转盘，202模具，203模具自转轴，204离合器，205模具自转动力轴，206转盘转动气缸，207转盘转动齿条，208模具转动电机，209模具转动皮带盘，210减磁气缸，211减磁机构，301摆动大臂，302摆动大臂控制气缸，303砂带，304主动橡胶轮，305保护气缸，306接触头，307砂带张紧气缸，308被动橡胶轮，309摆动大臂摆动电机，310减速机，311砂带转动电机，312摆动前臂，401放锅机械手，402取锅机械手，403机械手升降气缸，404机械手平移气缸，98待抛光铁锅，99已抛光铁锅。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1、图2、图3、图4所示的实施例，为一种全自动铁锅抛光机的主机，包括一个机架10，用来稳固的着地。机架上安装有吸卸锅装置和抛光装置。

吸卸锅装置包括双工位转盘201，双工位转盘设有竖直的转轴，转轴上有齿。转盘转动气缸206由电控中心控制，通过双工位转盘转轴上啮合的转盘转动齿条207，带动双工位转盘在水平方向上180°往复转动。双工位转盘上以水平旋转的轴心为原点对称的设置有2个可吸附铁锅的模具202，其一的定位点位于抛光工位，另一个位于吸卸锅工位。通过双工位转盘转动，两个模具可以在两个工位上互相互换。模具上安装有永磁铁，可以吸取铁锅。模具下方设有模具自转轴203，可以在外力带动下自转，使吸在模具内的铁锅也同步自转。驱动模具转动的动力来自模具转动电机208，模具转动电机带动模具转动皮带盘209。模具转动皮带盘的轴通过离合器204可实现动力的中断和连接。到达吸卸锅工位的铁锅，通过减磁气缸210的动作带动减磁机构211动作，使模具中的永磁铁下行，与铁锅之间的距离分开，达到磁力变弱消失的作用，此时即可取下已抛光铁锅，装上待抛光铁锅。

如图5所示，抛光工位的模具轴连接在模具自转轴上，模具自转轴通过离合器与受动力驱动可转的模具自转动力轴205连接；所述离合器的离合器片相对接触面为互啮的伞齿轮面，伞齿轮面的轴心与模具自转轴、模具自转动力轴的轴线重合。这样不但可以完全传递扭矩，还能自动将伞齿轮面的轴心与模具自转轴、模具自转动力轴的轴线重合。本例中，离合器片的伞齿轮面为中间部分在上，边缘部分在下。

抛光装置包括一套连杆机构。连杆机构设有一个摆动大臂301，摆动大臂的一端铰接在机架上，其摆动动作由摆动大臂摆动电机309通过减速机310控制。摆动大臂的自由端铰接有摆动前臂312，摆动大臂控制气缸302的一端固定在机架上，另一端固定在摆动前臂的一端，而摆动前臂的另一端安装有研磨机构，用来接触抛光工位模具中的待抛光铁锅，实现抛光作业。因此，通过控制摆动大臂控制气缸的动作，可以控制摆动大臂与抛光工位的模具间的间距增减。本例中，摆动大臂控制气缸的缸体内设有电控单向阀，使摆动大臂控制气缸成为恒压气缸，如果气压升高，则压力增大，此时就卸去部分气体降低压力，如果压力不足，则向缸体内充气使压力升高至预定数值。在保持缸体内气压始终恒定的前提下，无论摆动大臂即摆动前臂如何动作，研磨机构沿待抛光铁锅表面的曲面如何运动，抛光装置对待抛光铁锅表面的压力始终恒定，可以形成稳定的抛光压力。有助于抛光效果的均匀。

研磨机构包括动力来源砂带转动电机311，砂带转动电机通过皮带带动固定在摆动前臂前端的主动橡胶轮304，主动橡胶轮和被动橡胶轮308外套接有砂带303，砂带转动电机转动可以带动砂带转动。砂带张紧气缸307的缸体部分与主动橡胶轮固定，气缸活塞杆端部与被动橡胶轮固定，通过砂带张紧气缸的活塞杆的动作，可以调节砂带的张紧度。在抛光时，模具带动待抛光铁锅水平自转，主动橡胶轮带动砂带转动，且砂带的转动方向垂直于抛光工位的模具的转动方向。将转动的砂带沿待抛光铁锅的表面固定的接触，即可产生均匀的抛光效果，无论是平面还是曲面。

根据不同的抛光程序，可以选择砂带对某些特定的位置往复多次进行着重抛光。

也可以换装金刚砂轮作为抛光材料。砂带抛光一般适用于精抛光，而金刚砂轮抛光一般适用于粗抛光。操作者可以根据需要选定不同的抛光材料，选择不同的抛光程序，实现不同的抛光效果，满足不同的抛光要求。

研磨机构上设有研磨保护结构；所述研磨保护机构包括固定于摆动前臂前端、主动橡胶轮旁的保护气缸305，保护气缸的气缸连杆端部上设有接触头306，接触头的伸出方向与主动橡胶轮的伸出方向匹配。本例的接触头为一个可自由滚动的压轮。

机架上设有隔音罩，将双工位转盘的抛光工位及抛光装置与外界封闭分隔。隔音罩内连通有真空吸尘口。

如图6所示，主机还可以配套设置吸卸锅辅助机械手以供使用。本例中，吸卸锅辅助机械手为2个，分别为放锅机械手401和取锅机械手402，每个机械手都连接有机械手升降气缸403和机械手平移气缸404，可控制机械手在待抛光锅98放置点、吸卸锅工位和已抛光锅99放置点之间按需移动。吸卸锅辅助机械手上都安装有电磁铁，可控制快速吸取和放下铁锅。

本例的一种全自动铁锅抛光机，首先由放锅机械手在待抛光锅放置点吸取一个待抛光铁锅，移动至双工位转盘的吸卸锅工位模具上方，然后机械手下行，待抛光铁锅放置在吸卸锅工位模具上，由模具中的磁铁将铁锅牢牢吸附。之后，双工位转盘由转盘转动气缸驱动转盘转动齿条动作而在水平位置转动180°，吸卸锅工位的模具进入隔音罩内的抛光工位，抛光工位的模具从隔音罩内出来，到达吸卸锅工位。此时，模具转动电机驱动模具转动皮带盘转动，通过离合器的连接，将动力传递给模具自转轴，使抛光工位的模具及吸合在模具内的铁锅水平自转。于此同时，摆动大臂摆动电机通过减速机带动摆动大臂摆动，摆动前臂靠近抛光工位的铁锅，砂带转动电机通过主动橡胶轮带动砂带转动，砂带与铁锅表面接触，开始抛光。抛光的过程中，铁锅一边自转，砂带同时转动，摆动前臂带动砂带从铁锅的边缘移向铁锅的旋转中心。摆动大臂控制气缸的气压恒定，使摆动前臂的移动过程中砂带对铁锅表面的压力始终恒定。当砂带接触到接近铁锅旋转中心时，压轮与限位面触及，保护气缸将受力反作用给摆动大臂，使摆动大臂控制气缸减压，从而减小砂带对铁锅转动中心区域的压力，以避免摩擦发热过多导致的烧焦问题。在抛光工位进行抛光的同时，吸卸锅工位在同步进行吸卸锅操作，减磁气缸带动减磁机构动作，使吸住铁锅的磁力消失，取锅机械手下行，将已抛光铁锅吸取后移动至已抛光锅放置点放下，而放锅机械手同步将另一个待抛光锅放在模具上。

抛光工位内的抛光作业结束，离合器的两离合片分离。铁锅自转动力消失，此时双工位转盘反向转动180°，将已抛光铁锅转动带出，将新的待抛光铁锅转动带入，如此往复循环。

整个抛光过程，各个运动部件的动作均由中心控制系统按照预选的程序自动控制，抛光过程从装上待抛光铁锅到卸下已抛光铁锅，全程无需人工介入，实现了全自动、高效率、适应面广，抛光效果好，质量稳定，安全性好。

Claims (7)

1.一种全自动铁锅抛光机，设有主机，主机包括机架（10），机架上设有吸卸锅装置，其特征是，所述吸卸锅装置包括双工位转盘（201），双工位转盘可水平旋转，其上以水平旋转的轴心为原点对称的设置有2个可吸附铁锅的模具（202），其中一个模具的定位点位于抛光工位，另一个位于吸卸锅工位；抛光工位的模具轴连接在模具自转轴（203）上，模具自转轴通过离合器（204）与受动力驱动可转的模具自转动力轴（205）连接；所述离合器的离合器片相对接触面为互啮的伞齿轮面，伞齿轮面的轴心与模具自转轴、模具自转动力轴的轴线重合；还设有抛光装置；所述抛光装置包括一套连杆机构，连杆机构的端部设有研磨机构；连杆机构包括一端固定在机架上的摆动大臂（301），摆动大臂控制气缸（302）控制摆动大臂与抛光工位的模具间的间距增减；摆动大臂控制气缸为恒压气缸；所述研磨机构包括可高速转动的砂带（303）或金刚砂轮；砂带的工作端张紧的套在主动橡胶轮（304）圆周外；砂带的转动方向垂直于抛光工位的模具的转动方向；金刚砂轮的转动方向垂直于抛光工位的模具的转动方向；研磨机构上设有研磨保护结构；所述研磨保护机构包括固定于连杆机构端部的保护气缸（305），保护气缸的气缸连杆端部设有接触头（306）。

2.根据权利要求1所述的全自动铁锅抛光机，其特征是，所述接触头为可自由滚动的压轮。

3.根据权利要求1或2所述的全自动铁锅抛光机，其特征是，双工位转盘由转盘转动气缸（206）连接的转盘转动齿条（207）推动，可在水平向上做180°往复转动。

4.根据权利要求1或2所述的全自动铁锅抛光机，其特征是，还设有砂带张紧气缸（307）和被动橡胶轮（308）；砂带同时缠绕在主动橡胶轮与被动橡胶轮上，通过砂带张紧气缸调节砂带的张紧度。

5.根据权利要求1或2所述的全自动铁锅抛光机，其特征是，还设有吸卸锅辅助机械手；吸卸锅辅助机械手上设有电磁铁，可在待抛光锅放置点、吸卸锅工位和已抛光锅放置点之间按需移动。

6.根据权利要求1或2所述的全自动铁锅抛光机，其特征是，机架上设有隔音罩，将双工位转盘的抛光工位及抛光装置与外界封闭分隔。

7.根据权利要求6所述的全自动铁锅抛光机，其特征是，隔音罩内连通有真空吸尘口。