CN108788630A - 汽油发动机轮毂全自动加工装置及工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽油发动机轮毂全自动加工装置，包括两排对称设置的偶数个CNC车床，两排CNC车床包括第一工序CNC车床和第二工序CNC车床，在第一工序CNC车床一侧设置有第一桁架，在第一桁架上设置有第一机械手，在第二工序CNC车床一侧设置有第二桁架，在第二桁架上设置有第二机械手，且第二机械手在第二工序CNC车床的加工区上方沿第二桁架往复移动，在第一工序CNC车床和第二工序CNC车床中相对的一组CNC车床之间设置有中转滑台，本发明同时公开了一种采用上述装置的工艺方法，具有全自动化高效的加工工艺特点，用于数控车床加工提供可行性自动化解决方案，适用于多种产品、大批量生产的柔性作业，有效提高汽车零部件轮毂的加工效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种轮毂加工装置和方法，尤其涉及一种汽油发动机轮毂全自动加工装置及工艺方法，属于轮毂加工制造技术领域。
背景技术
随着汽车行业快速发展，人们对汽车产品的品质要求越来越高，汽车产品的品质决定今后占领市场的关键，目前人工工作稳定性差，人工成本高，现有的轮毂加工工艺过程多为人工作业，不仅效率低，而且轮毂产品的质量一致性差，大批量生产能源消耗大，导致企业生产成本一直居高不下，生产过程中也会造成诸多不便。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明目的在于提供一种解决目前生产效率低，制造成本高，生产人员不足等问题的加工装置和工艺方法，本发明提供一种汽油发动机轮毂全自动加工装置，同时公开采用该装置的工艺方法，具有全自动化高效的加工工艺特点，用于数控车床加工提供可行性自动化解决方案，具有高速度、高精度、运行可靠等特点，适用于多种产品、大批量生产的柔性作业，有效提高汽车零部件轮毂的加工效率。
本发明所采用的技术方案为：
汽油发动机轮毂全自动加工装置，包括两排对称设置的偶数个CNC车床，所述两排CNC车床的加工区相对设置，所述两排CNC车床包括第一工序CNC车床和第二工序CNC车床，在第一工序CNC车床一侧设置有第一桁架，在第一桁架上设置有第一机械手，且第一机械手在第一工序CNC车床的加工区上方沿第一桁架往复移动，在第二工序CNC车床一侧设置有第二桁架，在第二桁架上设置有第二机械手，且第二机械手在第二工序CNC车床的加工区上方沿第二桁架往复移动，在第一工序CNC车床和第二工序CNC车床中相对的一组CNC车床之间设置有中转滑台，所述中转滑台的两端分别与第一桁架和第二桁架固定连接，在第一桁架的其中一端设置有毛坯料仓，在第一工序CNC车床和第二工序CNC车床之间设置有下料输送带，且下料输送带位于第二工序CNC车床的加工区前方，在第二工序CNC车床中每个CNC车床的侧壁上设置有下料滑道，所述下料滑道倾斜设置，下料滑道的底端位于下料输送带上方；在下料输送带的终止端设置有下线输送带。
作为本发明装置的进一步优选，所述的下料输送带与下线输送带的输送方向相互垂直，下料输送带的终止端与下线输送带的启始端相邻。
作为本发明装置的进一步优选，在下料输送带的终止端与下线输送带的启始端之间设置有检测台。
作为本发明装置的进一步优选，所述的第一工序CNC车床和第二工序CNC车床分别设置有三台。
汽油发动机轮毂全自动工艺方法，包括以下步骤:
（1）采用铸造方法依据轮毂形状和尺寸浇注制成轮毂毛坯件，对轮毂毛坯件研磨毛边后垂直摆放在毛坯料仓中备用；
（2）启动第一机械手，利用第一机械手的双工位同步爪抓取毛坯料仓中的轮毂毛坯件，第一机械手抓取轮毂毛坯件后上升并在第一桁架上移动，利用M代码指令呼叫第一机械手，使第一机械手将轮毂毛坯件移动到第一工序CNC车床中的某一个CNC车床的加工区；
（3）在靠近第一工序CNC车床中的某一个CNC车床的加工区卡盘时，再通过M代码指令将该CNC车床的加工区卡盘进行旋转吹气，把卡盘夹爪所残留的铁削吹干净，卡盘定位将轮毂毛坯件正确放入卡盘夹爪中，第一机械手回到原点或再次去毛坯料仓中抓取轮毂毛坯件，该CNC车床自动对放入卡盘夹爪中的轮毂毛坯件开始加工作业；
（4）第一工序CNC车床中的某一个CNC车床加工作业完成后，形成轮毂半成品，利用M代码指令呼叫第一机械手，第一机械手抓取下一个轮毂毛坯件移动到该CNC车床的加工区，通过第一机械手的双工位同步爪中的其中一个工位爪抓取该CNC车床上已经加工好的轮毂半成品，然后，通过第一机械手的双工位同步爪中的另一个工位爪将抓取的下一个轮毂毛坯件按步骤（3）放入该CNC车床的卡盘夹爪中，该CNC车床继续加工作业；
（5）第一机械手将抓取的轮毂半成品放入中转滑台，轮毂半成品通过中转滑台被输送至下一工序；
（6）启动第二机械手，利用第二机械手的双工位同步爪抓取中转滑台上的轮毂半成品，第二机械手抓取轮毂半成品后上升并旋转90度后在第二桁架上移动，利用M代码指令呼叫第二机械手，使第二机械手将轮毂半成品移动到第二工序CNC车床中的某一个CNC车床的加工区；
（7）在靠近第二工序CNC车床中的某一个CNC车床的加工区卡盘时，再通过M代码指令将该CNC车床的加工区卡盘进行旋转吹气，把卡盘夹爪所残留的铁削吹干净，卡盘定位将轮毂毛坯件正确放入卡盘夹爪中，第二机械手回到原点或再次去中转滑台上抓取轮毂半成品，该CNC车床自动对放入卡盘夹爪中的轮毂半成品开始加工作业；
（8）第二工序CNC车床中的某一个CNC车床加工作业完成后，形成轮毂成品，利用M代码指令呼叫第二机械手，第二机械手抓取下一个轮毂半成品移动到该CNC车床的加工区，通过第二机械手的双工位同步爪中的其中一个工位爪抓取该CNC车床上已经加工好的轮毂成品，然后，通过第二机械手的双工位同步爪中的另一个工位爪将抓取的下一个轮毂半成品按步骤（7）放入该CNC车床的卡盘夹爪中，该CNC车床继续加工作业；
（9）第二机械手将抓取的轮毂成品旋转90度后放入下料滑道，轮毂成品经下料滑道滑动到下料输送带上，下料输送带将轮毂成品输送到检测台；
（10）经检测后，检测合格的轮毂成品放在下线输送带上，经下线输送带输送至下一工序，检测不合格的轮毂成品放入不良品箱。
作为本发明方法的进一步优选，所述的机械手设置有定位系统，所述定位系统包括X、Y坐标，所述X、Y坐标通过同步齿形带传动，单坐标重复定位精度为0.05mm，直线运动速度为80m/min。
本发明的有益效果在于：把分散的工序合理集中，缩短了工序数目，简化了流程，稳定制程能力，提升产品质量，节省了人工搬运时间，降低人员劳动强度，杜绝了人工搬运造成的磕碰伤，提高了产品品质，平衡了工序时间；可实现设备连续运转作业，提升生产效率，优化设备生产线布局，解决了传统工艺用工人数多的问题，降低制造成本，具有全自动化高效的加工工艺特点，用于数控车床加工提供可行性自动化解决方案，具有高速度、高精度、运行可靠等特点，适用于多种产品、大批量生产的柔性作业，有效提高汽车零部件轮毂的加工效率。
附图说明
图1为本发明装置立体结构示意图；
图2为本发明装置俯视结构示意图；
图3为本发明装置正视结构示意图；
图中主要附图标记含义如下：
1-毛坯料仓，2-第一桁架，3-第一机械手，4-中转滑台，5-第二桁架，6-第二机械手，7-下料滑道，8-下线输送带，9-第一工序CNC车床，10-第二工序CNC车床，11-下料输送带。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做具体的介绍。
如图1-3所示：本实施例是一种汽油发动机轮毂全自动加工装置，包括两排对称设置的偶数个CNC车床，两排CNC车床的加工区相对设置，两排CNC车床包括第一工序CNC车床9和第二工序CNC车床10，在第一工序CNC车床9一侧设置有第一桁架2，在第一桁架2上设置有第一机械手3，且第一机械手3在第一工序CNC车床9的加工区上方沿第一桁架2往复移动，在第二工序CNC车床10一侧设置有第二桁架5，在第二桁架5上设置有第二机械手6，且第二机械手6在第二工序CNC车床10的加工区上方沿第二桁架5往复移动，在第一工序CNC车床9和第二工序CNC车床10中相对的一组CNC车床之间设置有中转滑台4，中转滑台4的两端分别与第一桁架2和第二桁架5固定连接，在第一桁架2的其中一端设置有毛坯料仓1，在第一工序CNC车床9和第二工序CNC车床10之间设置有下料输送带11，且下料输送带11位于第二工序CNC车床10的加工区前方，在第二工序CNC车床10中每个CNC车床的侧壁上设置有下料滑道7，下料滑道7倾斜设置，下料滑道7的底端位于下料输送带11上方；在下料输送带11的终止端设置有下线输送带8。
本实施例中，第一工序CNC车床9和第二工序CNC车床10分别设置有三台。
本实施例中，下料输送带11与下线输送带8的输送方向相互垂直，下料输送带11的终止端与下线输送带8的启始端相邻。
本实施例在下料输送带11的终止端与下线输送带8的启始端之间设置有检测台。
汽油发动机轮毂全自动工艺方法，包括以下步骤:
（1）采用铸造方法依据轮毂形状和尺寸浇注制成轮毂毛坯件，对轮毂毛坯件研磨毛边后垂直摆放在毛坯料仓1中备用；
（2）启动第一机械手3，利用第一机械手3的双工位同步爪抓取毛坯料仓1中的轮毂毛坯件，第一机械手3抓取轮毂毛坯件后上升并在第一桁架2上移动，利用M代码指令呼叫第一机械手3，使第一机械手3将轮毂毛坯件移动到第一工序CNC车床9中的某一个CNC车床的加工区；
（3）在靠近第一工序CNC车床9中的某一个CNC车床的加工区卡盘时，再通过M代码指令将该CNC车床的加工区卡盘进行旋转吹气，把卡盘夹爪所残留的铁削吹干净，卡盘定位将轮毂毛坯件正确放入卡盘夹爪中，第一机械手3回到原点或再次去毛坯料仓1中抓取轮毂毛坯件，该CNC车床自动对放入卡盘夹爪中的轮毂毛坯件开始加工作业；
（4）第一工序CNC车床9中的某一个CNC车床加工作业完成后，形成轮毂半成品，利用M代码指令呼叫第一机械手3，第一机械手3抓取下一个轮毂毛坯件移动到该CNC车床的加工区，通过第一机械手3的双工位同步爪中的其中一个工位爪抓取该CNC车床上已经加工好的轮毂半成品，然后，通过第一机械手3的双工位同步爪中的另一个工位爪将抓取的下一个轮毂毛坯件按步骤（3）放入该CNC车床的卡盘夹爪中，该CNC车床继续加工作业；
（5）第一机械手3将抓取的轮毂半成品放入中转滑台4，轮毂半成品通过中转滑台4被输送至下一工序；
（6）启动第二机械手6，利用第二机械手6的双工位同步爪抓取中转滑台4上的轮毂半成品，第二机械手6抓取轮毂半成品后上升并旋转90度后在第二桁架5上移动，利用M代码指令呼叫第二机械手6，使第二机械手6将轮毂半成品移动到第二工序CNC车床10中的某一个CNC车床的加工区；
（7）在靠近第二工序CNC车床10中的某一个CNC车床的加工区卡盘时，再通过M代码指令将该CNC车床的加工区卡盘进行旋转吹气，把卡盘夹爪所残留的铁削吹干净，卡盘定位将轮毂毛坯件正确放入卡盘夹爪中，第二机械手6回到原点或再次去中转滑台4上抓取轮毂半成品，该CNC车床自动对放入卡盘夹爪中的轮毂半成品开始加工作业；
（8）第二工序CNC车床10中的某一个CNC车床加工作业完成后，形成轮毂成品，利用M代码指令呼叫第二机械手6，第二机械手6抓取下一个轮毂半成品移动到该CNC车床的加工区，通过第二机械手6的双工位同步爪中的其中一个工位爪抓取该CNC车床上已经加工好的轮毂成品，然后，通过第二机械手6的双工位同步爪中的另一个工位爪将抓取的下一个轮毂半成品按步骤（7）放入该CNC车床的卡盘夹爪中，该CNC车床继续加工作业；
（9）第二机械手6将抓取的轮毂成品旋转90度后放入下料滑道7，轮毂成品经下料滑道7滑动到下料输送带11上，下料输送带11将轮毂成品输送到检测台；
（10）经检测后，检测合格的轮毂成品放在下线输送带8上，经下线输送带8输送至下一工序，检测不合格的轮毂成品放入不良品箱。
本实施方法中，机械手设置有定位系统，定位系统包括X、Y坐标，X、Y坐标通过同步齿形带传动，单坐标重复定位精度为0.05mm，直线运动速度为80m/min。
本实施例中，六台CNC车床分纵向二排排布，每排三台CNC车床，分为两个作业工序，每个作业工序中各安装一组桁架式机械手，一台机械手负责三台CNC车床上下料，最大限度发挥机械手及CNC车床的效率，机械手上下料节拍与CNC车床加工节拍趋于一致，不存在CNC车床或机械手等待时间，机械手代替人工作业，充分利用CNC车床上方纵向空间，不影响现场作业空间，保持作业区域通畅，最大化发挥CNC车床效率；第一工序与第二工序之间通过中转滑台传递工件，自动将第一工序加工完成的工件转运至第二工序；CNC车床卡盘配备气密检测装置，自动检测机械手装夹位置，检测工件是否安装到位，避免因机械手装夹误差而导致的产品不良缺陷；CNC车床依据工艺路线依次完成对工件的自动化加工。
本发明的汽油发动机轮毂全自动化加工工艺关键在于把分散的工序合理集中，缩短了工序数目，简化了流程，稳定制程能力，提升产品质量,节省了人工搬运时间；降低人工劳动强度,杜绝了人工搬运造成的磕碰伤，提高了产品品质，平衡了工序时间，该机械手配备故障提示报警功能，出现故障时能准确的判定出故障具体位置，便于及时排除故障，机械手配备碰撞保护功能，工件未安装到位检测报警功能；机械手定位系统是整台设备的核心，因运动速度快，而重复精度高， X，Y二坐标均选择为同步齿形带传动，单坐标重复定位精度为0.05mm，超快直线运动速度为80m/min，由同步传输器来定位系统运动的同步；可实现设备连续运转作业，提升生产效率优化设备生产线布局，解决了传统工艺用工人数多的问题，降低制造成本，具有全自动化高效的加工工艺特点，用于数控车床加工提供可行性自动化解决方案，具有高速度、高精度、运行可靠等特点，适用于多种产品、大批量生产的柔性作业，有效提高汽车零部件轮毂的加工效率，适合推广应用。
以上所述仅是本发明专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明专利原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明专利的保护范围。
Claims (6)
1.汽油发动机轮毂全自动加工装置，其特征在于：包括两排对称设置的偶数个CNC车床，所述两排CNC车床的加工区相对设置，所述两排CNC车床包括第一工序CNC车床和第二工序CNC车床，在第一工序CNC车床一侧设置有第一桁架，在第一桁架上设置有第一机械手，且第一机械手在第一工序CNC车床的加工区上方沿第一桁架往复移动，在第二工序CNC车床一侧设置有第二桁架，在第二桁架上设置有第二机械手，且第二机械手在第二工序CNC车床的加工区上方沿第二桁架往复移动，在第一工序CNC车床和第二工序CNC车床中相对的一组CNC车床之间设置有中转滑台，所述中转滑台的两端分别与第一桁架和第二桁架固定连接，在第一桁架的其中一端设置有毛坯料仓，在第一工序CNC车床和第二工序CNC车床之间设置有下料输送带，且下料输送带位于第二工序CNC车床的加工区前方，在第二工序CNC车床中每个CNC车床的侧壁上设置有下料滑道，所述下料滑道倾斜设置，下料滑道的底端位于下料输送带上方；在下料输送带的终止端设置有下线输送带。
2.根据权利要求1所述的汽油发动机轮毂全自动加工装置，其特征在于，所述的下料输送带与下线输送带的输送方向相互垂直，下料输送带的终止端与下线输送带的启始端相邻。
3.根据权利要求2所述的汽油发动机轮毂全自动加工装置，其特征在于，在下料输送带的终止端与下线输送带的启始端之间设置有检测台。
4.根据权利要求1所述的汽油发动机轮毂全自动加工装置，其特征在于，所述的第一工序CNC车床和第二工序CNC车床分别设置有三台。
5.基于权利要求1所述的汽油发动机轮毂全自动加工装置的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤:
（1）采用铸造方法依据轮毂形状和尺寸浇注制成轮毂毛坯件，对轮毂毛坯件研磨毛边后垂直摆放在毛坯料仓中备用；
（2）启动第一机械手，利用第一机械手的双工位同步爪抓取毛坯料仓中的轮毂毛坯件，第一机械手抓取轮毂毛坯件后上升并在第一桁架上移动，利用M代码指令呼叫第一机械手，使第一机械手将轮毂毛坯件移动到第一工序CNC车床中的某一个CNC车床的加工区；
（3）在靠近第一工序CNC车床中的某一个CNC车床的加工区卡盘时，再通过M代码指令将该CNC车床的加工区卡盘进行旋转吹气，把卡盘夹爪所残留的铁削吹干净，卡盘定位将轮毂毛坯件正确放入卡盘夹爪中，第一机械手回到原点或再次去毛坯料仓中抓取轮毂毛坯件，该CNC车床自动对放入卡盘夹爪中的轮毂毛坯件开始加工作业；
（4）第一工序CNC车床中的某一个CNC车床加工作业完成后，形成轮毂半成品，利用M代码指令呼叫第一机械手，第一机械手抓取下一个轮毂毛坯件移动到该CNC车床的加工区，通过第一机械手的双工位同步爪中的其中一个工位爪抓取该CNC车床上已经加工好的轮毂半成品，然后，通过第一机械手的双工位同步爪中的另一个工位爪将抓取的下一个轮毂毛坯件按步骤（3）放入该CNC车床的卡盘夹爪中，该CNC车床继续加工作业；
（5）第一机械手将抓取的轮毂半成品放入中转滑台，轮毂半成品通过中转滑台被输送至下一工序；
（6）启动第二机械手，利用第二机械手的双工位同步爪抓取中转滑台上的轮毂半成品，第二机械手抓取轮毂半成品后上升并旋转90度后在第二桁架上移动，利用M代码指令呼叫第二机械手，使第二机械手将轮毂半成品移动到第二工序CNC车床中的某一个CNC车床的加工区；
（7）在靠近第二工序CNC车床中的某一个CNC车床的加工区卡盘时，再通过M代码指令将该CNC车床的加工区卡盘进行旋转吹气，把卡盘夹爪所残留的铁削吹干净，卡盘定位将轮毂毛坯件正确放入卡盘夹爪中，第二机械手回到原点或再次去中转滑台上抓取轮毂半成品，该CNC车床自动对放入卡盘夹爪中的轮毂半成品开始加工作业；
（8）第二工序CNC车床中的某一个CNC车床加工作业完成后，形成轮毂成品，利用M代码指令呼叫第二机械手，第二机械手抓取下一个轮毂半成品移动到该CNC车床的加工区，通过第二机械手的双工位同步爪中的其中一个工位爪抓取该CNC车床上已经加工好的轮毂成品，然后，通过第二机械手的双工位同步爪中的另一个工位爪将抓取的下一个轮毂半成品按步骤（7）放入该CNC车床的卡盘夹爪中，该CNC车床继续加工作业；
（9）第二机械手将抓取的轮毂成品旋转90度后放入下料滑道，轮毂成品经下料滑道滑动到下料输送带上，下料输送带将轮毂成品输送到检测台；
（10）经检测后，检测合格的轮毂成品放在下线输送带上，经下线输送带输送至下一工序，检测不合格的轮毂成品放入不良品箱。
6.根据权利要求5所述的汽油发动机轮毂全自动工艺方法，其特征在于，所述的机械手设置有定位系统，所述定位系统包括X、Y坐标，所述X、Y坐标通过同步齿形带传动，单坐标重复定位精度为0.05mm，直线运动速度为80m/min。
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