CN108555619B - 一种轮辋双工位变位机装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轮辋双工位变位机装置，涉及机械加工领域，该装置包括变位机工位a、轮辋过渡传动装置、变位机工位b、控制机构和支撑平台；所述的变位机工位a和变位机工位b通过控制机构进行控制，当变位机工位a加工完成时，可同时操作变位机工位a、变位机工位b以及轮辋过渡传动装置，使变位机工位a完成翻转动作，轮辋落在轮辋过渡传动装置的轮辋支撑座上，当轮辋过渡传动装置移动到变位机工位b所能夹持到轮辋的位置时，变位机工位b的工作台已翻转到指定位置。本发明实现了轮辋在加工过程中的自动翻转，提高轮辋的加工效率，保证轮辋的加工质量及减轻工人劳动强度，具有控制简单、自动化程度高、成本低廉等特点。

Description

一种轮辋双工位变位机装置
技术领域
本发明涉及机械加工领域，尤其涉及一种轮辋双工位变位机装置。
背景技术
随着工业技术的发展和人们生活水平的提高，汽车正慢慢成为一种必需品走向千家万户，轮辋作为汽车的组成部分，担负着承载车重、传递动力、支撑轮胎等功能，而且作为一个旋转运动部件，轮辋具有一定刚度前提下，必须符合轻质、耐疲劳、符合动平衡等技术条件，轻质的轮辋可以让车辆动力表现更佳，同时使车辆省油而且散热性好。因此，有必要改善轮辋的加工过程，进而提高轮辋的加工质量和加工效率。
轮辋在加工的过程中，不可避免地需要调整工件的位置，以获得恰当的操作位置。变位机构即是改变轮辋原来的位置，将轮辋翻转至需要的位置，以便于对轮辋进行加工、装配等，进而提高工作效率。
目前可被采用的变位机构的形式多种多样，但是从机构简易程度的角度来讲，大致可分为两类，第一类是简单传统型，即利用升降机构将轮辋提升，然后进行人工翻转；第二类是复杂创新性，利用较为复杂的机构，比如利用锥齿轮机构带动机械夹持器抱紧轮辋进行翻转。虽然各种形式的翻转机构最终都能够实现轮辋的翻转要求，但是均无法满足工厂自动化生产的要求，是因为现有技术存在的缺点所致上述第一类技术，自动化水平较低，严重影响轮辋加工的工作效率；第二类技术，结构较为复杂，不可避免地带来机构可靠性下降,并且经济成本较高。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供了一种轮辋双工位变位机装置，通过两个变位机工位实现对轮辋加工时的正反面连续加工，提高了轮辋加工的自动化水平，具有高效快捷、可与轮辋生产线配套使用等优点。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种轮辋双工位变位机装置，包括变位机工位aI、变位机工位bIII和支撑平台V；
所述支撑平台V上安装有变位机工位aI、变位机工位bIII；所述变位机工位aI与变位机工位bIII结构相同；所述变位机工位aI包括支架、控制按钮盒、伺服电机a、涡轮蜗杆减速机、太阳轮、行星架、翻转箱体、翻转轴a、回转轴、圆柱齿轮a、输出轴、翻转轴b和扇形齿轮；
所述翻转轴a与翻转轴b设置在支架上；所述翻转箱体两端通过翻转轴a与翻转轴b支撑；所述翻转箱体为中空结构；所述伺服电机b安装在翻转箱体外侧壁上；伺服电机b的电机输出轴上安装有太阳轮；太阳轮与行星轮a相啮合；所述行星轮a安装在行星轮轴的一端上；行星轮轴的另一端安装有行星轮b；
所述电机输出轴上还安装有行星架；所述行星架通过螺栓与输出轴的一端连接；输出轴的另一端安装有圆柱齿轮a；所述内齿轮固定设置在工作台的下方；所述圆柱齿轮a与内齿轮内啮合，从而带动工作台回转；
所述工作台中心开设有孔；孔内安装有回转轴；所述回转轴与工作台固定设置在一起；所述翻转轴b固定设置有扇形齿轮；所述伺服电机a带动涡轮蜗杆减速机转动；所述涡轮蜗杆减速机带动扇形齿轮转动；所述扇形齿轮带动翻转轴b转动，从而带动翻转箱体及工作台翻转；
进一步的，该装置还包括轮辋过渡传动装置II；轮辋过渡传动装置II安装在支撑平台V上，且所述轮辋过渡传动装置II设置在变位机工位aI、变位机工位bIII之间；所述轮辋过渡传动装置II包括底座II-1、伺服电机c II-2、第三圆柱齿轮II-3、齿轮齿条组II-5和传动轴II-7；所述底座II-1上安装有伺服电机cII-2；所述伺服电机cII-2的输出轴上安装有第三圆柱齿轮II-3；所述第三圆柱齿轮II-3与齿轮齿条组II-5中的齿轮啮合；所述齿轮齿条组II-5中的齿轮安装在传动轴II-7上；所述底座II-1上端安装有导轨滑组组合II-10；所述导轨滑组组合II-10上滑动连接有轮辋支撑座II-12；所述轮辋支撑座II-12下端面与齿轮齿条组II-5中的齿条固定连接。
进一步的，所述齿轮齿条组II-5中齿条与齿轮齿条组II-5中齿轮啮合，将圆周运动变为直线运动，从而带动轮辋支撑座II-12沿导轨滑组组合II-10滑动。
进一步的，所述翻转箱体的外侧设置有凸起的圆孔；所述凸起的圆孔内安装有轴承用来支撑回转轴。
进一步的，所述伺服电机c II-2安装在底座II-1上。
进一步的，所述轮辋支撑座II-12上端为半圆形结构。
进一步的，所述支撑平台V上还设置有控制机构IV。
本发明的有益效果是：
本发明的有益效果是：
(1)本装置可实现轮辋加工过程的自动化，提高生产效率和减轻工人劳动强度。
(2)本装置结构上采用行星轮和行星架，能够实现一定的转速比。
(3)本装置采用圆柱齿轮与固定连接在工作台下方的内齿轮相啮合的方式，能够实现轮辋周向不同角度旋转。
(4)过渡传动装置上采用圆柱齿轮和齿轮齿条相啮合的方式，能够将齿轮的旋转运动转换为齿条的直线运动，进而实现轮辋支撑座在滑轨上的直线运动，进而保证轮辋正反两面加工过程的连续性。
(5)本装置上安装有控制按钮盒，控制简单，成本低廉，可批量应用于工程实践生产中。
附图说明
图1为本发明涉及到的轮辋双工位变位机装置的结构简图；
图2为本发明图1中涉及到的变位机工位a或变位机工位b的结构简图。
图3为本发明图2涉及到的变位机工位a或变位机工位b的局部剖视图；
图4为本发明图1中涉及到轮辋过渡传动装置的主视示意图；
图5为本发明图4涉及到的轮辋过渡传动装置的左视示意图；
图6为本发明涉及到的在不同时刻变位机工位a、轮辋过渡传动装置、变位机工位b的工作位置示意图。
I、变位机工位a；II、轮辋过渡传动装置；III、变位机工位b；IV、控制机构；V、支撑平台；
1、支架；2、控制按钮盒；3、伺服电机a；4、螺栓a；5、螺母a；6、涡轮蜗杆减速机；7、带方形座轴承；8、螺钉a；9、伺服电机b；10、螺钉b；11、圆锥滚子轴承；12、电机输出轴；13、孔用弹性挡圈；14、太阳轮；15、行星架；16、双列圆柱滚子轴承；17、螺栓b；18、螺母b；19、翻转箱体；20、螺钉c；21、翻转轴a；22、工作台；23、螺钉d；24、回转法兰；25、推力球轴承；26、回转轴；27、螺钉e；28、圆柱齿轮a；29、输出轴；30、深沟球轴承；31、行星轮b；32、行星轮轴；33行星轮a；34、翻转轴b；35、螺钉f；36、扇形齿轮；37、内齿轮；38、圆孔。
II-1、底座；II-2、伺服电机c；II-3、第三圆柱齿轮；II-4、螺钉g；II-5、齿轮齿条组；II-6、轴用弹性挡圈b；II-7、传动轴；II-8、带立式座轴承；II-9、螺钉h；II-10、导轨滑组组合；II-11、螺钉i；II-12、轮辋支撑座。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
结合附图1、3、4和5，一种轮辋双工位变位机装置由变位机工位aI、轮辋过渡传动装置II、变位机工位b III、控制机构IV、支撑平台V、支架1、控制按钮盒2、伺服电机a 3、螺栓a 4、螺母a 5、涡轮蜗杆减速机6、带方形座轴承7、螺钉a 8、伺服电机b 9、螺钉b 10、圆锥滚子轴承11、电机输出轴12、孔用弹性挡圈13、太阳轮14、行星架15、双列圆柱滚子轴承16、螺栓b 17、螺母b 18、翻转箱体19、螺钉c 20、翻转轴a 21、工作台22、螺钉d 23、回转法兰24、推力球轴承25、回转轴26、螺钉e 27、圆柱齿轮a 28、输出轴29、深沟球轴承30、行星轮b31、行星轮轴32、行星轮a 33、翻转轴b 34、螺钉f 35、扇形齿轮36、底座II-1、伺服电机cII-2、圆柱齿轮b II-3、螺钉g II-4、齿轮齿条组II-5、轴用弹性挡圈b II-6、传动轴II-7、带立式座轴承II-8、螺钉h II-9、导轨滑组组合II-10、螺钉i II-11、轮辋支撑座II-12；
结合附图2和3，变位机工位a和变位机工位b分别由支架1、控制按钮盒2、伺服电机a 3、螺栓a 4、螺母a 5、涡轮蜗杆减速机6、带方形座轴承7、螺钉a 8、伺服电机b 9、螺钉b10、圆锥滚子轴承11、电机输出轴12、孔用弹性挡圈13、太阳轮14、行星架15、双列圆柱滚子轴承16、螺栓b 17、螺母b 18、翻转箱体19、螺钉c 20、翻转轴a 21、工作台22、螺钉d 23、回转法兰24、推力球轴承25、回转轴26、螺钉e 27、圆柱齿轮a 28、输出轴29、深沟球轴承30、行星轮b 31、行星轮轴32、行星轮a 33、翻转轴b 34、螺钉f 35、扇形齿轮36等组成，其中支架1固定在支撑平台V上，控制按钮盒2安装在支架1侧面上，伺服电机a 3通过螺栓a 4、螺母a 5固定，伺服电机a 3的输出轴与涡轮蜗杆减速机5相连，蜗杆减速机6输出端通过齿轮与套在翻转轴b 34上的扇形齿轮36相啮合，扇形齿轮36通过螺钉f 35与翻转箱体19相连接，翻转轴a 21固定于翻转箱体19的另一侧，翻转轴a 21与固定在支架1上的轴承相配合，伺服电机b 9通过螺钉b 10固定在翻转箱体19下侧，电机输出轴12与固定在翻转箱体19上的圆锥滚子轴承11相连接，孔用弹性挡圈13配套圆锥滚子轴承11使用，电机输出轴12通过平键与太阳轮14相连，行星轮a 15与太阳轮13啮合，行星轮b 31与行星轮a 33通过相同的行星轮轴32，行星轮a 33与行星轮b 31分别安装在两层行星架15，两层行星架15以及输出轴29通过螺栓b 17与螺母b 18固定，输出轴29与圆柱齿轮a 28相连接，圆柱齿轮a 28与工作台22下方的内齿轮37相啮合，圆柱齿轮a 28的旋转带动工作台22的旋转，通过螺钉d 23与螺钉e27将回转法兰24固定在工作台22下方，推力球轴承25与回转法兰24相连，推力球轴承25与回转轴26相配合，回转轴26固定在翻转箱体19上方，通过回转轴26带动工作台22翻转。
结合附图4和5，所述的轮辋过渡传动装置包括底座II-1、伺服电机c II-2、圆柱齿轮b II-3、螺钉g II-4、齿轮齿条组II-5、轴用弹性挡圈b II-6、传动轴II-7、带立式座轴承II-8、螺钉h II-9、导轨滑组组合II-10、螺钉i II-11和轮辋支撑座II-12；其中伺服电机cII-2通过螺钉g II-4固定在底座II-1竖板上，伺服电机c II-2的输出轴与第三圆柱齿轮bII-3相连接，第三圆柱齿轮b II-3与齿轮齿条组II-5中的齿轮相啮合，齿轮齿条组II-5中的齿轮的传动轴II-7通过带立式座轴承II-8支撑在底座II-1上，轴用弹性挡圈b II-6限定传动轴II-7的轴向位置，带立式座轴承II-8通过螺钉h II-9固定在底座II-1上，齿轮齿条组II-5作直线运动，齿轮齿条组II-5中的齿条与轮辋支撑座下端面II-12相连，轮辋支撑座II-12与导轨滑组组合II-10滑动连接，从而在齿轮齿条组II-5运动时带动轮辋支撑座II-12运动进而保证了直线运动的稳定性。
结合附图1、2和6，变位机工位a I或变位机工位b III通过控制按钮盒2控制，当变位机工位a I加工完成后，同时操作变位机工位a I、变位机工位b III以及轮辋过渡传动装置II，变位机工位a I完成翻转动作，使得轮辋落在轮辋过渡传动装置II的轮辋支撑座II-12上，当轮辋过渡传动装置II移动到变位机工位b III所能夹持到轮辋的位置时，变位机工位b III的工作台22已翻转到指定位置，该过程控制简单，大幅度地提高了轮辋的加工效率。
工作过程：首先，轮辋放置在变位机工位aⅠ的工作台22上，操作控制按钮盒2，伺服电机b 9工作，通过太阳轮14、行星轮33、行星轮轴32和行星轮31将转矩传递给输出轴29，带动圆柱齿轮a 28转动，通过与固定连接在工作台22下方的内齿轮37相啮合，带动工作台22周向旋转；当变位机工位aⅠ加工完成时，操作控制按钮盒2，伺服电机a 3工作，通过涡轮蜗杆减速机6将转矩传递给扇形齿轮36，扇形齿轮36带动翻转轴34转动，进而带动翻转箱体转动，将工作台22上的轮辋翻转到过渡传动装置II的轮辋支撑座Ⅱ-12上；操作控制按钮盒2，伺服电机cⅡ-2工作，通过圆柱齿轮b II-3、齿轮齿条组II-5带动轮辋支撑座Ⅱ-12在导轨滑组组合II-10上直线运动，当轮辋过渡传动装置Ⅱ移动到变位机工位bⅢ所能夹持到轮辋的位置时，变位机工位bⅢ的工作台22已翻转到指定位置，通过工作台22上的夹具将轮辋夹持到工作台22上，从而实现轮辋正反两面加工的连续性。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种轮辋双工位变位机装置，其特征在于，包括变位机工位aI、变位机工位bIII和支撑平台V；
所述支撑平台V上安装有变位机工位aI、变位机工位bIII；所述变位机工位aI与变位机工位bIII结构相同；所述变位机工位aI包括支架(1)、控制按钮盒(2)、伺服电机a(3)、涡轮蜗杆减速机(6)、太阳轮(14)、行星架(15)、翻转箱体(19)、翻转轴a(21)、回转轴(26)、圆柱齿轮a(28)、输出轴(29)、翻转轴b(34)和扇形齿轮(36)；
所述翻转轴a(21)与翻转轴b(34)设置在支架(1)上；所述翻转箱体(19)两端通过翻转轴a(21)与翻转轴b(34)支撑；所述翻转箱体(19)为中空结构；伺服电机b(9)安装在翻转箱体(19)外侧壁上；伺服电机b(9)的电机输出轴(12)上安装有太阳轮(14)；太阳轮(14)与行星轮a(33)相啮合；所述行星轮a(33)安装在行星轮轴(32)的一端上；行星轮轴(32)的另一端安装有行星轮b(31)；
所述电机输出轴(12)上还安装有行星架(15)；所述行星架(15)通过螺栓与输出轴(29)的一端连接；输出轴(29)的另一端安装有圆柱齿轮a(28)；内齿轮(37)固定设置在工作台(22)的下方；所述圆柱齿轮a(28)与内齿轮(37)内啮合，从而带动工作台(22)回转；
所述工作台(22)中心开设有孔；孔内安装有回转轴(26)；所述回转轴(26)与工作台(22)固定设置在一起；所述翻转轴b(34)固定设置有扇形齿轮(36)；所述伺服电机a(3)带动涡轮蜗杆减速机(6)转动；所述涡轮蜗杆减速机(6)带动扇形齿轮(36)转动；所述扇形齿轮(36)带动翻转轴b(34)转动，从而带动翻转箱体(19)及工作台(22)翻转；
该装置还包括轮辋过渡传动装置II；轮辋过渡传动装置II安装在支撑平台V上，且所述轮辋过渡传动装置II设置在变位机工位aI、变位机工位bIII之间；所述轮辋过渡传动装置II包括底座(II-1)、伺服电机c(II-2)、第三圆柱齿轮(II-3)、齿轮齿条组(II-5)和传动轴(II-7)；所述底座(II-1)上安装有伺服电机c(II-2)；所述伺服电机c(II-2)的输出轴上安装有第三圆柱齿轮(II-3)；所述第三圆柱齿轮(II-3)与齿轮齿条组(II-5)中的齿轮啮合；所述齿轮齿条组(II-5)中的齿轮安装在传动轴(II-7)上；所述底座(II-1)上端安装有导轨滑组组合(II-10)；所述导轨滑组组合(II-10)上滑动连接有轮辋支撑座(II-12)；所述轮辋支撑座(II-12)下端面与齿轮齿条组(II-5)中的齿条固定连接。
2.根据权利要求1所述的轮辋双工位变位机装置，其特征在于，所述齿轮齿条组(II-5)中齿条与齿轮齿条组(II-5)中齿轮啮合，将圆周运动变为直线运动，从而带动轮辋支撑座(II-12)沿导轨滑组组合(II-10)滑动。
3.根据权利要求1所述的轮辋双工位变位机装置，其特征在于，所述翻转箱体(19)的外侧设置有凸起的圆孔(38)；所述凸起的圆孔(38)内安装有轴承用来支撑回转轴(26)。
4.根据权利要求1所述的轮辋双工位变位机装置，其特征在于，所述伺服电机c(II-2)安装在底座(II-1)上。
5.根据权利要求1所述的轮辋双工位变位机装置，其特征在于，所述轮辋支撑座(II-12)上端为半圆形结构。
6.根据权利要求1所述的轮辋双工位变位机装置，其特征在于，所述支撑平台V上还设置有控制机构IV。
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