CN108672837B

CN108672837B - 一种圆柱对称齿条自动上下料机构和方法

Info

Publication number: CN108672837B
Application number: CN201810716594.4A
Authority: CN
Inventors: 梁志鹏; 赵春菊; 周华维; 周宜红
Original assignee: China Three Gorges University CTGU
Current assignee: China Three Gorges University CTGU
Priority date: 2018-07-03
Filing date: 2018-07-03
Publication date: 2019-09-24
Anticipated expiration: 2038-07-03
Also published as: CN108672837A

Abstract

一种圆柱对称齿条自动上下料机构和方法，包括输送机构、设置在输送机构一侧的回转上下料机构和控制器，在导柱上端轴承外安装有齿圈，第一伺服电机输出轴通过齿轮与齿圈传动连接，在导柱下端轴承上安装有旋转盘，在齿圈和旋转盘之间连接有多根导杆，在各根导杆上均安装有滑套，在导柱外套有环板，环板与各滑套固定连接，所述环板具有一段延伸板，在齿圈上固定安装有一块转板，在转板上安装有油缸，油缸活塞杆与环板连接。本发明能够在保证自动上下料加工的同时，确保了圆柱对称齿条的连续、高对称度插削加工。

Description

一种圆柱对称齿条自动上下料机构和方法

技术领域

本发明涉及一种圆柱对称齿条自动上下料机构和方法。

背景技术

对称圆柱齿条广泛应用于自动化、双向同步控制领域。针对高精度圆柱对称齿条插齿加工，传统加工方式采用两次装夹进行插齿或铣齿加工，且需要加工找正及调整，由于两次装夹的定位基准存在较大误差，往往会造成对称度较差，且费时费力。

随着机械制造自动化程度的不断提升，加工效率和精度成为零件加工的重要目的。为提高圆柱对称齿条的加工效率和加工精度，有必要展开圆柱对称齿条的自动上下料式高对称度插削加工方法研究。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种圆柱对称齿条自动上下料机构和方法，在保证自动上下料加工的同时，确保了圆柱对称齿条的连续、高对称度插削加工。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种圆柱对称齿条自动上下料机构，包括输送机构、设置在输送机构一侧的回转上下料机构和控制器，

输送机构包括支撑台，在支撑台上安装有输送机和停料装置；

回转上下料机构包括夹具、导柱、固定安装在导柱上端的支架、安装在支架上的第一伺服电机和两个分别外套在导柱上下两端的轴承，在导柱上端轴承外安装有齿圈，第一伺服电机输出轴通过齿轮与齿圈传动连接，在导柱下端轴承上安装有旋转盘，在齿圈和旋转盘之间连接有多根导杆，在各根导杆上均安装有滑套，在导柱外套有环板，环板与各滑套固定连接，所述环板具有一段延伸板，在齿圈上固定安装有一块转板，在转板上安装有油缸，油缸活塞杆与环板连接；

夹具包括安装在延伸板上的第二伺服电机，在第二伺服电机输出轴上安装有回转条，在回转条两端分别安装有一组夹紧机构，所述夹紧机构包括安装在回转环一端的气缸、安装在气缸上的气动夹爪和触碰开关；

控制器控制输送机、第一伺服电机、第二伺服电机、气缸和气动夹爪动作，触碰开关将检测到的信号传送给控制器。

所述停料装置包括安装在支撑台上的第二气缸和测距传感器，控制器控制第二气缸动作，测距传感器将检测到的信号传送给控制器。

在输送机上安装有多个用于放置齿条的定位装置，所述定位装置包括底板，在底板一端两侧分别设有一个顶块，在两个顶块相对端面上均开设有多个沉孔，在各沉孔内均设有钢珠和弹簧，圆柱对称齿条一端插入在两块顶块之间，弹簧推动钢珠抵靠在对称齿条两侧平面上。

一种圆柱对称齿条自动上下料的方法，包括如下步骤；

第一步、输送机将第一个待加工齿条运输到停料位；

第二步、油缸驱动环板下行，以其中一组夹紧机构中的气动夹爪移动到第一个待加工齿条一侧，而后气缸动作，推动气动夹爪卡入到第一个待加工齿条外，并触发触碰开关，触碰开关将信号传送给控制器，控制器控制气动夹爪将第一个待加工齿条夹紧；

第三步、输送机将第二个待加工齿条运输到停料位，第二伺服电机驱动回转条旋转180度，以将另外一组夹紧机构中的气动夹爪移动到第二个待加工齿条一侧，按照上述第二步的方法，对第二个待加工齿条进行抓取；

第四步、油缸驱动环板上行，第一伺服电机驱动转板旋转180度，以将第二个待加工齿条移动到插齿机内；

第五步、而后夹持有第二个待加工齿条的夹紧机构中的气缸动作，将第二个待加工齿条移动到上料位，插齿机中装夹机构对第二个待加工齿条进行装夹；

第六步、夹持有第二个待加工齿条的气动夹爪松开，随后气缸收缩，退出插齿机切削干涉范围，插齿机完成对第二个待加工齿条的加工，而后插齿机卸料；

第七步、第二伺服电机驱动回转条旋转180度，以将第一个待加工齿条移动到插齿机内，按照上述第五步和第六步的方法，完成对第一个待加工齿条的上料和卸料；

第八步、重复上述第一到七步，循环实现自动上下料连续加工。

测距传感器监测到待加工齿条进入到停料位的同时，第二气缸活塞杆伸长，输送机将放置有待加工齿条的底板移动至抵靠在第二气缸活塞缸上，利用第二气缸对底板进行拦截和校正，待夹紧机构将待加工齿条抓取后，控制器控制第二活塞杆缩回。

本发明的有益效果是：能够自动对圆柱对称齿条的连续准确上下料，将物料精准移动到预设位置上，方便插齿机装夹机构对圆柱对称齿条的精准自动装夹，保证插齿机的对称精度，实现了插齿机的连续自动化插销加工。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明的主视结构示意图，

图2为本发明的俯视结构示意图，

图3为本发明的回转上下料机构的剖面示意图，

图4为本发明的回转上下料机构的俯视结构示意图，

图5为本发明的局部放大结构示意图，

图6为本发明关于夹具的结构示意图，

图7为本发明关于夹具的俯视结构示意图，

图8为本发明关于定位装置的俯视结构示意图，

图9为本发明关于定位装置的主视结构示意图。

图中：插齿机1、回转上下料机构2、输送机构3、回转分度台4、导轨5、顶升油缸6、夹具7、圆柱对称齿条8、油缸20、导柱21、支架22、第一伺服电机23、齿轮24、轴承25、旋转盘26、导杆27、环板28、齿圈29、转板201、滑套202、支撑台31、输送机32、定位支架41、齿轮、延伸板71、回转条72、第二伺服电机73、气动夹爪75、触碰开关76、第一气缸74、顶块81、沉孔82、弹簧83、钢珠84、底板85、第二气缸86、测距传感器87。

具体实施方式

本自动上下料机构2是配合专利号为“CN 205271041 U”、专利名称为“一种对称圆柱齿条插齿加工装置”使用的，它是将圆柱对称齿条8安装到插齿加工装置中的弹簧夹头上，其中定位支架41和安装有弹簧夹头的回转分度台4是分别安装在插齿机导轨上的两条导轨5上，由两个顶升油缸6推动定位支架41和回转分度台4相对运动；

如图1到9所示，一种圆柱对称齿条自动上下料机构，包括输送机构3、设置在输送机构3一侧的回转上下料机构2和控制器，

输送机构3包括支撑台31，在支撑台31上安装有输送机32和停料装置；

回转上下料机构2包括夹具7、导柱21、固定安装在导柱21上端的支架22、安装在支架22上的第一伺服电机23和两个分别外套在导柱21上下两端的轴承25，在导柱21上端轴承25外安装有齿圈29，第一伺服电机23输出轴通过齿轮24与齿圈29传动连接，在导柱21下端轴承25上安装有旋转盘26，在齿圈29和旋转盘26之间连接有多根导杆27，在各根导杆27上均安装有滑套202，在导柱21外套有环板28，环板28与各滑套202固定连接，所述环板28具有一段延伸板71，在齿圈29上固定安装有一块转板201，在转板201上安装有油缸20，油缸20活塞杆与环板28连接；

夹具7包括安装在延伸板71上的第二伺服电机73，在第二伺服电机73输出轴上安装有回转条72，在回转条72两端分别安装有一组夹紧机构，所述夹紧机构包括安装在回转环一端的第一气缸74、安装在第一气缸74上的气动夹爪75和触碰开关76；

控制器控制输送机32、第一伺服电机23、第二伺服电机73、第一气缸74和气动夹爪75动作，触碰开关76将检测到的信号传送给控制器。

所述停料装置包括安装在支撑台31上的第二气缸86和测距传感器87，控制器控制第二气缸86动作，测距传感器87将检测到的信号传送给控制器。

在输送机32上安装有多个用于放置齿条8的定位装置，所述定位装置包括底板85，在底板85一端两侧分别设有一个顶块81，在两个顶块81相对端面上均开设有多个沉孔82，在各沉孔82内均设有钢珠84和弹簧83，圆柱对称齿条一端插入在两块顶块81之间，弹簧83推动钢珠84抵靠在对称齿条8两侧平面上。这种结构能够对放置在定位装置上齿条8进行找正，确保齿条8两侧平面能够竖直朝下，方便插齿机对其进行装夹。

一种圆柱对称齿条自动上下料的方法，包括如下步骤；

在齿条8被上料前，各齿条8均被安装到各定位装置中。

第一步、输送机32将第一个待加工齿条8运输到停料位；

第二步、油缸20驱动环板28下行，以其中一组夹紧机构中的气动夹爪75移动到第一个待加工齿条8一侧，而后第一气缸74动作，推动气动夹爪75卡入到第一个待加工齿条8外，并触发触碰开关76，触碰开关76将信号传送给控制器，控制器控制气动夹爪75将第一个待加工齿条8夹紧；

第三步、输送机32将第二个待加工齿条8运输到停料位，第二伺服电机73驱动回转条72旋转180度，以将另外一组夹紧机构中的气动夹爪75移动到第二个待加工齿条8一侧，按照上述第二步的方法，对第二个待加工齿条8进行抓取；

第四步、油缸20驱动环板28上行，第一伺服电机23驱动转板201旋转180度，以将第二个待加工齿条8移动到插齿机弹簧夹头与定位支架41上的顶针之间；

第五步、而后夹持有第二个待加工齿条8的夹紧机构中的第一气缸74动作，将第二个待加工齿条8移动到上料位，插齿机中弹簧夹头和顶针相对运动对第二个待加工齿条8进行装夹；

第六步、夹持有第二个待加工齿条8的气动夹爪75松开，随后第一气缸74收缩，退出插齿机1切削干涉范围，插齿机1完成对第二个待加工齿条8的加工，而后插齿机1卸料；

第七步、第二伺服电机73驱动回转条72旋转180度，以将第一个待加工齿条8移动到插齿机内，按照上述第五步和第六步的方法，完成对第一个待加工齿条8的上料和卸料；

通过本装置和方法能够自动对圆柱对称齿条的连续准确上下料，将物料精准移动到预设位置上，方便插齿机装夹机构对圆柱对称齿条的精准自动装夹，保证插齿机的对称精度，实现了插齿机的连续自动化插销加工。

测距传感器87监测到待加工齿条8进入到停料位的同时，第二气缸86活塞杆伸长，输送机32将放置有待加工齿条8的底板85移动至抵靠在第二气缸86活塞缸上，利用第二气缸86对底板85进行拦截和校正，待夹紧机构将待加工齿条8抓取后，控制器控制第二气缸86活塞杆缩回。这种结构能够对待加工齿条8的上料工位进行校正，使气动夹爪75能够精准抓取。

Claims

1.一种圆柱对称齿条自动上下料机构，包括输送机构（3）、设置在输送机构（3）一侧的回转上下料机构（2）和控制器，其特征在于：

输送机构（3）包括支撑台（31），在支撑台（31）上安装有输送机（32）和停料装置；

回转上下料机构（2）包括夹具（7）、导柱（21）、固定安装在导柱（21）上端的支架（22）、安装在支架（22）上的第一伺服电机（23）和两个分别外套在导柱（21）上下两端的轴承（25），在导柱（21）上端轴承（25）外安装有齿圈（29），第一伺服电机（23）输出轴通过齿轮与齿圈（29）传动连接，在导柱（21）下端轴承（25）上安装有旋转盘（26），在齿圈（29）和旋转盘（26）之间连接有多根导杆（27），在各根导杆（27）上均安装有滑套（202），在导柱（21）外套有环板（28），环板（28）与各滑套（202）固定连接，所述环板（28）具有一段延伸板（71），在齿圈（29）上固定安装有一块转板（201），在转板（201）上安装有油缸（20），油缸（20）活塞杆与环板（28）连接；

夹具（7）包括安装在延伸板（71）上的第二伺服电机（73），在第二伺服电机（73）输出轴上安装有回转条（72），在回转条（72）两端分别安装有一组夹紧机构，所述夹紧机构包括安装在回转环一端的第一气缸（74）、安装在第一气缸（74）上的气动夹爪（75）和触碰开关（76）；

控制器控制输送机（32）、第一伺服电机（23）、第二伺服电机（73）、第一气缸（74）和气动夹爪（75）动作，触碰开关（76）将检测到的信号传送给控制器。

2.根据权利要求1所述的一种圆柱对称齿条自动上下料机构，其特征在于：所述停料装置包括安装在支撑台（31）上的第二气缸（86）和测距传感器（87），控制器控制第二气缸（86）动作，测距传感器（87）将检测到的信号传送给控制器。

3.根据权利要求1所述的一种圆柱对称齿条自动上下料机构，其特征在于：在输送机（32）上安装有多个用于放置齿条（8）的定位装置，所述定位装置包括底板（85），在底板（85）一端两侧分别设有一个顶块（81），在两个顶块（81）相对端面上均开设有多个沉孔（82），在各沉孔（82）内均设有钢珠（84）和弹簧（83），圆柱对称齿条一端插入在两块顶块（81）之间，弹簧（83）推动钢珠（84）抵靠在对称齿条（8）两侧平面上。

4.一种使用权利要求2所述的圆柱对称齿条自动上下料机构对齿条上下料的方法，其特征在于，包括如下步骤；

第一步、输送机（32）将第一个待加工齿条（8）运输到停料位；

第二步、油缸（20）驱动环板（28）下行，以其中一组夹紧机构中的气动夹爪（75）移动到第一个待加工齿条（8）一侧，而后第一气缸（74）动作，推动气动夹爪（75）卡入到第一个待加工齿条（8）外，并触发触碰开关（76），触碰开关（76）将信号传送给控制器，控制器控制气动夹爪（75）将第一个待加工齿条（8）夹紧；

第三步、输送机（32）将第二个待加工齿条（8）运输到停料位，第二伺服电机（73）驱动回转条（72）旋转180度，以将另外一组夹紧机构中的气动夹爪（75）移动到第二个待加工齿条（8）一侧，按照上述第二步的方法，对第二个待加工齿条（8）进行抓取；

第四步、油缸（20）驱动环板（28）上行，第一伺服电机（23）驱动转板（201）旋转180度，以将第二个待加工齿条（8）移动到插齿机内；

第五步、而后夹持有第二个待加工齿条（8）的夹紧机构中的第一气缸（74）动作，将第二个待加工齿条（8）移动到上料位，插齿机中装夹机构对第二个待加工齿条（8）进行装夹；

第六步、夹持有第二个待加工齿条（8）的气动夹爪（75）松开，随后第一气缸（74）收缩，退出插齿机切削干涉范围，插齿机完成对第二个待加工齿条（8）的加工，而后插齿机卸料；

第七步、第二伺服电机（73）驱动回转条（72）旋转180度，以将第一个待加工齿条（8）移动到插齿机内，按照上述第五步和第六步的方法，完成对第一个待加工齿条（8）的上料和卸料；

5.根据权利要求4所述的圆柱对称齿条自动上下料机构对齿条上下料的方法，其特征在于：测距传感器（87）监测到待加工齿条（8）进入到停料位的同时，第二气缸（86）活塞杆伸长，输送机（32）将放置有待加工齿条（8）的底板（85）移动至抵靠在第二气缸（86）活塞缸上，利用第二气缸（86）对底板（85）进行拦截和校正，待夹紧机构将待加工齿条（8）抓取后，控制器控制第二气缸（86）活塞杆缩回。