CN110076571A - 一种电动自行车减震器缸筒多工位柔性加工单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械技术领域，具体为一种电动自行车减震器缸筒多工位柔性加工单元，包括转台分度单元及其外侧通过螺栓固定的若干工装夹具单元，若干工装夹具单元的外侧呈环形依次设置有输送机、一对上下料单元、钻大孔单元、锪平面单元、钻小孔单元、翻身单元、攻丝单元和检测单元。本发明采用八工位加工方式，八工位呈环形布局，通过数控分度转台结构实现八工位的自动切换；八工位包括两个上下料单元、钻大孔单元、锪平面单元、钻小孔单元、工件翻身单元、攻丝单元和检测单元；工件按环形加工节拍依次完成钻大孔、锪平面、钻小孔、攻丝、翻身和测量工序，从而达到优化加工工序和降低了工人的劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及机械技术领域，具体为一种电动自行车减震器缸筒多工位柔性加工单元。
背景技术
电动自行车减震器缸筒孔系普遍采用加工中心进行加工，由于孔系数量较多、加工工序流程长，加工过程中需要频繁更换刀具并进行二次翻面装夹，导致加工节拍长、工人劳动强度大、生产投资成本高、生产效率及自动化程度偏低等不足，无法满足现代化生产的要求。鉴于此，我们提出一种电动自行车减震器缸筒多工位柔性加工单元。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动自行车减震器缸筒多工位柔性加工单元，以解决上述背景技术中提出的生产方式中加工工序路径分散、流转路径长、多次重复装夹导致加工精度差、生产效率低、浪费人力等技术的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电动自行车减震器缸筒多工位柔性加工单元，包括转台分度单元及其外侧通过螺栓固定的若干工装夹具单元，若干所述工装夹具单元的外侧呈环形依次设置有输送机、一对上下料单元、钻大孔单元、锪平面单元、钻小孔单元、翻身单元、攻丝单元和检测单元，所述转台分度单元包括转台底座及其下方的分度台，所述输送机的上方插接有若干工件；
所述工装夹具单元包括夹具底座，所述夹具底座的前侧上方安装有锁紧气缸，所述锁紧气缸的底部设有大端定位销，所述夹具底座的前侧下方焊接有小端定位销，所述大端定位销与所述小端定位销之间卡接有所述工件，所述夹具底座的一侧通过螺栓固定有锁紧转角气缸，所述锁紧转角气缸的一侧且位于所述夹具底座上焊接有翅边定位台；
所述上下料单元包括上下料座，所述上下料座的顶部安装有X轴进给系统，所述X轴进给系统的顶面通过螺栓固定有C轴转气缸，所述C轴转气缸的上方安装有Z轴直线气缸，所述Z轴直线气缸的上方安装有A轴转气缸，所述A轴转气缸的前端通过螺栓固定有手爪；
所述钻大孔单元包括切削底座及其顶部安装的径向进给系统，所述径向进给系统的顶面通过螺栓固定有主轴箱，所述主轴箱的一侧安装有多轴器，所述多轴器的外端面安装有十字调节架和输出轴；
所述翻身单元包括翻身座及其顶部安装的翻身单元进给系统，所述翻身单元进给系统的顶面安装有Z轴调节装置，所述Z轴调节装置的上方安装有夹持系统，所述夹持系统的上方设置有翻身旋转气缸，所述夹持系统的一侧卡接有工件；
所述检测单元包括检测底座及其顶部安装的检测进给系统，所述检测进给系统的顶面通过螺栓固定有检测架，所述检测架的内端面安装有视觉检测装置，所述检测架的内侧面安装有螺纹检测装置。
优选的，所述转台分度单元呈等八边体结构，每一个所述工装夹具单元的正面依次对应着所述输送机、所述上下料单元、所述钻大孔单元、所述锪平面单元、所述钻小孔单元、所述翻身单元、所述攻丝单元和所述检测单元。
优选的，所述输送机、所述上下料单元、所述钻大孔单元、所述锪平面单元、所述钻小孔单元、所述翻身单元、所述攻丝单元和所述检测单元均与所述分度台通过螺栓固定连接。
优选的，所述翅边定位台位于所述工件的两侧。
优选的，两个所述上下料单元位于所述输送机的两端。
优选的，所述钻大孔单元、所述锪平面单元、所述钻小孔单元和所述攻丝单元的主体结构相同。
优选的，所述夹持系统的两侧且位于所述翻身单元的顶面通过螺栓固定有龙门架。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
该电动自行车减震器缸筒多工位柔性加工单元，采用八工位加工方式，八工位呈环形布局，通过数控分度转台结构实现八工位的自动切换；八工位包括两个上下料单元、钻大孔单元、锪平面单元、钻小孔单元、工件翻身单元、攻丝单元和检测单元；工件由一个上下料单元从线边库抓取并安装至转台分度单元的工装夹具单元上，然后按环形加工节拍依次完成钻大孔、锪平面、钻小孔、攻丝、翻身和测量工序，最后由另一个上下料单元取下放至输送机上，从而达到优化加工工序和降低了工人的劳动强度。
附图说明
图1为本发明的整体一侧结构示意图；
图2为本发明的整体另一侧结构示意图；
图3为本发明的转台分度单元结构示意图；
图4为本发明的工装夹具单元结构示意图；
图5为本发明的上下料单元结构示意图；
图6为本发明的钻大孔单元分解图；
图7为本发明的翻身单元整体结构示意图；
图8为本发明的翻身单元去除龙门架后整体结构示意图；
图9为本发明的检测单元分解图。
图中：1、转台分度单元；11、转台底座；12、分度台；2、工装夹具单元；20、夹具底座；21、锁紧气缸；22、大端定位销；23、小端定位销；24、锁紧转角气缸；25、翅边定位台；3、输送机；30、工件；4、上下料单元；40、上下料座；41、X轴进给系统；42、C轴回转气缸；43、Z轴直线气缸；44、A轴回转气缸；45、手爪；5、钻大孔单元；50、切削底座；51、径向进给系统；52、主轴箱；53、多轴器；54、十字调节架；55、输出轴；6、锪平面单元；7、钻小孔单元；8、翻身单元；80、翻身座；81、翻身单元进给系统；82、Z轴调节装置；83、夹持系统；84、翻身旋转气缸；85、龙门架；9、攻丝单元；10、检测单元；101、检测底座；102、检测进给系统；103、检测架；104、视觉检测装置；105、螺纹检测装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“中心线”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“深度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，另外在本发明的描述中，“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例1
一种电动自行车减震器缸筒多工位柔性加工单元，为了优化缸筒工件加工工序和降低工人的劳动强度，本发明人设置了转台分度单元1、工装夹具单元2、输送机3、上下料单元4、钻大孔单元5、锪平面单元6、钻小孔单元7、翻身单元8、攻丝单元9和检测单元10，作为一个优选实施例，如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9所示，包括转台分度单元1及其外侧通过螺栓固定的若干工装夹具单元2，若干工装夹具单元2的外侧呈环形依次设置有输送机3、一对上下料单元4、钻大孔单元5、锪平面单元6、钻小孔单元7、翻身单元8、攻丝单元9和检测单元10，转台分度单元1包括转台底座11及其下方的分度台12，输送机3的上方插接有若干工件30。
工装夹具单元2包括夹具底座20，夹具底座20的前侧上方安装有锁紧气缸21，锁紧气缸21的底部设有大端定位销22，夹具底座20的前侧下方焊接有小端定位销23，大端定位销22与小端定位销23之间卡接有工件30，夹具底座20的一侧通过螺栓固定有锁紧转角气缸24，锁紧转角气缸24的一侧且位于夹具底座20上焊接有翅边定位台25。
上下料单元4包括上下料座40，上下料座40的顶部安装有X轴进给系统41，X轴进给系统41的顶面通过螺栓固定有C轴转气缸42，C轴转气缸42的上方安装有Z轴直线气缸43，Z轴直线气缸43的上方安装有A轴转气缸44，A轴转气缸44的前端通过螺栓固定有手爪45。
钻大孔单元5包括切削底座50及其顶部安装的径向进给系统51，径向进给系统51的顶面通过螺栓固定有主轴箱52，主轴箱52的一侧安装有多轴器53，多轴器53的外端面安装有十字调节架54和输出轴55。
翻身单元8包括翻身座80及其顶部安装的翻身单元进给系统81，翻身单元进给系统81的顶面安装有Z轴调节装置82，Z轴调节装置82的上方安装有夹持系统83，夹持系统83的上方设置有翻身旋转气缸84，夹持系统83的一侧卡接有工件30。
检测单元10包括检测底座101及其顶部安装的检测进给系统102，检测进给系统102的顶面通过螺栓固定有检测架103，检测架103的内端面安装有视觉检测装置104，检测架103的内侧面安装有螺纹检测装置105。
进一步的，转台分度单元1呈等八边体结构，每一个工装夹具单元2的正面依次对应着输送机3、上下料单元4、钻大孔单元5、锪平面单元6、钻小孔单元7、翻身单元8、攻丝单元9和检测单元10，转台分度单元1的内部还包括工作台面、支撑系统、驱动系统、锁紧系统及辅助工作台面组成。分度台12上设有径向支撑导轨、轴向支撑导轨、锁紧油缸安装面及蜗杆支撑孔；端面滚子轴承安装在分度台12的轴向导轨面上；双列圆柱滚子径向轴承安装在分度台12的径向支撑轴径面上；工作台面通过端面轴承和径向轴承支撑在分度台12上；工作台面下侧安装有转台锁紧刹车片；锁紧油缸安装在工作台底部的环形油缸安装面上，通过油缸输出杠杆将刹车片压紧在工作台底座的锁紧面上；铜制蜗轮固定在工作台蜗轮安装面上，与蜗杆进行啮合，钢制蜗杆两端通过轴承支撑在分度台12的蜗杆座上；辅助工作台安装在回转工作台台面上，在辅助工作台上的圆周方向均布有8个竖直方向的平面，用于安装工装夹具单元2。
具体的，输送机3、上下料单元4、钻大孔单元5、锪平面单元6、钻小孔单元7、翻身单元8、攻丝单元9和检测单元10均与分度台12通过螺栓固定连接，使其均稳固工作。
进一步的，翅边定位台25位于工件30的两侧，对工件30起着限位作用，避免滑脱。
具体的，两个上下料单元4位于输送机3的两端，X轴进给系统41包括直线导轨及拖板，通过驱动气缸实现拖板的往复运动。在拖板上通过螺栓固定有C轴回转气缸42，通过其产生180°的回转运动，实现工件30从线边库到加工工位的转运。Z轴直线气缸43是通过带导杆导向的往复气缸实现工件30的上下位置调整。A轴回转气缸44能产生180°的回转运动，实现工件30竖直方向的翻转。由气缸驱动手爪45的开合运动，实现对工件30的抓取与松开动作。
除此之外，钻大孔单元5、锪平面单元6、钻小孔单元7和攻丝单元9的主体结构相同，只是每个单元使用不同类型的刀具。径向进给系统51包括直线导轨及拖板，以及驱动拖板径向运动的伺服进给系统。在拖板上设有主轴箱52，通过变频电机及减速箱驱动主轴旋转。多轴器53将主轴输出运动分解为多个刀具输出轴55，并通过十字调节架54按不同工件孔系尺寸位置要求实现刀具中心的定位。在刀具输出轴55上根据切削工位的不同安装钻头、锪平刀、丝锥，分别完成钻孔、锪面和攻丝工序。
值得注意的是，夹持系统83的两侧且位于翻身单元8的顶面通过螺栓固定有龙门架85，翻身单元进给系统81包括直线导轨及滑台，由驱动气缸实现滑台的往复运动，以实现工件30翻身的径向避让运动。在径向运动滑台上设有Z轴调节装置82，其通过带导杆的气缸实现工件30的上下位置调整。夹持系统83通过内部的气缸实现抓取工件30的动作。在龙门架85横梁下方通过螺栓固定有翻身旋转气缸84，通过翻身旋转气缸84的夹持工件30后实现180°旋转。
值得说明的是，螺纹检测装置105采用基于扭矩监控的检测方式，通过复合通止规自动检测仪前端设有一组复合通止规测量头，通过通止规检测判断螺纹加工的正确性；视觉检测装置104包括光源、镜头、相机、图像采集系统及图像处理分析软件。图像处理分析系统包括图像预处理、边缘提取，进一步对孔的直径及位置度进行最小二乘法拟合；从而通过图像处理系统自动检测所有孔系分布位置尺寸及主要孔的名义尺寸及公差。
本发明的电动自行车减震器缸筒多工位柔性加工单元在使用时，接通系统整体电源使各组成部件工作，将若干待加工的工件30插接到输送机3上，手爪45抓取工件30，Z轴直线气缸43向上运动将工件30从输送机3中取出，A轴回转气缸44将工件30上下旋转180°，C轴回转气缸42旋转180°将工件30旋转至转台分度单元1的上料工位附近，X轴进给系统41将工件30移动定位至上料工位处，Z轴直线气缸43将工件30插入工装夹具单元2上，使工件30的大端孔与大端定位销22插接配合，其小端孔与小端定位销23插接配合，翅边定位台25与工件30的定位面接触，然后上下料单元4退出，并通过锁紧转角气缸24将工件30压紧；随着转台分度单元1的旋转，依次经过钻大孔单元5、锪平面单元6和钻小孔单元7分别钻大孔、锪平面和钻小孔。
转至翻身单元8时，先利用翻身单元进给系统81将夹持系统83置于转台分度单元1工位附近，利用夹持系统83夹住工装夹具单元2上的工件30，并通过翻身单元进给系统81退回至翻身位，再通过翻身旋转气缸84夹持工件30，翻身旋转气缸84旋转180°后，夹持系统83的夹爪再夹住工件30，松开翻身旋转气缸84的夹爪，通过翻身单元进给系统81再次将工件30送回到工装夹具单元2上，实现工件30的翻身，利于后道攻丝单元9对工件30另一面攻丝，再通过检测单元10对所有孔系分布位置尺寸及主要孔的名义尺寸及公差检测确认后，再由上下料单元4夹取工件30至输送机3上，待工人收集。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种电动自行车减震器缸筒多工位柔性加工单元，其特征在于：包括转台分度单元(1)及其外侧通过螺栓固定的若干工装夹具单元(2)，若干所述工装夹具单元(2)的外侧呈环形依次设置有输送机(3)、一对上下料单元(4)、钻大孔单元(5)、锪平面单元(6)、钻小孔单元(7)、翻身单元(8)、攻丝单元(9)和检测单元(10)，所述转台分度单元(1)包括转台底座(11)及其下方的分度台(12)，所述输送机(3)的上方插接有若干工件(30)；
所述工装夹具单元(2)包括夹具底座(20)，所述夹具底座(20)的前侧上方安装有锁紧气缸(21)，所述锁紧气缸(21)的底部设有大端定位销(22)，所述夹具底座(20)的前侧下方焊接有小端定位销(23)，所述大端定位销(22)与所述小端定位销(23)之间卡接有所述工件(30)，所述夹具底座(20)的一侧通过螺栓固定有锁紧转角气缸(24)，所述锁紧转角气缸(24)的一侧且位于所述夹具底座(20)上焊接有翅边定位台(25)；
所述上下料单元(4)包括上下料座(40)，所述上下料座(40)的顶部安装有X轴进给系统(41)，所述X轴进给系统(41)的顶面通过螺栓固定有C轴转气缸(42)，所述C轴转气缸(42)的上方安装有Z轴直线气缸(43)，所述Z轴直线气缸(43)的上方安装有A轴转气缸(44)，所述A轴转气缸(44)的前端通过螺栓固定有手爪(45)；
所述钻大孔单元(5)包括切削底座(50)及其顶部安装的径向进给系统(51)，所述径向进给系统(51)的顶面通过螺栓固定有主轴箱(52)，所述主轴箱(52)的一侧安装有多轴器(53)，所述多轴器(53)的外端面安装有十字调节架(54)和输出轴(55)。
2.根据权利要求1所述的电动自行车减震器缸筒多工位柔性加工单元，其特征在于：所述翻身单元(8)包括翻身座(80)及其顶部安装的翻身单元进给系统(81)，所述翻身单元进给系统(81)的顶面安装有Z轴调节装置(82)，所述Z轴调节装置(82)的上方安装有夹持系统(83)，所述夹持系统(83)的上方设置有翻身旋转气缸(84)，所述夹持系统(83)的一侧卡接有工件(30)。
3.根据权利要求1所述的电动自行车减震器缸筒多工位柔性加工单元，其特征在于：所述检测单元(10)包括检测底座(101)及其顶部安装的检测进给系统(102)，所述检测进给系统(102)的顶面通过螺栓固定有检测架(103)，所述检测架(103)的内端面安装有视觉检测装置(104)，所述检测架(103)的内侧面安装有螺纹检测装置(105)。
4.根据权利要求1所述的电动自行车减震器缸筒多工位柔性加工单元，其特征在于：所述转台分度单元(1)呈等八边体结构，每一个所述工装夹具单元(2)的正面依次对应着所述输送机(3)、所述上下料单元(4)、所述钻大孔单元(5)、所述锪平面单元(6)、所述钻小孔单元(7)、所述翻身单元(8)、所述攻丝单元(9)和所述检测单元(10)。
5.根据权利要求1所述的电动自行车减震器缸筒多工位柔性加工单元，其特征在于：所述输送机(3)、所述上下料单元(4)、所述钻大孔单元(5)、所述锪平面单元(6)、所述钻小孔单元(7)、所述翻身单元(8)、所述攻丝单元(9)和所述检测单元(10)均与所述分度台(12)通过螺栓固定连接。
6.根据权利要求1所述的电动自行车减震器缸筒多工位柔性加工单元，其特征在于：所述翅边定位台(25)位于所述工件(30)的两侧。
7.根据权利要求1所述的电动自行车减震器缸筒多工位柔性加工单元，其特征在于：两个所述上下料单元(4)位于所述输送机(3)的两端。
8.根据权利要求1所述的电动自行车减震器缸筒多工位柔性加工单元，其特征在于：所述钻大孔单元(5)、所述锪平面单元(6)、所述钻小孔单元(7)和所述攻丝单元(9)的主体结构相同。
9.根据权利要求1所述的电动自行车减震器缸筒多工位柔性加工单元，其特征在于：所述夹持系统(83)的两侧且位于所述翻身单元(8)的顶面通过螺栓固定有龙门架(85)。
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