CN110524375B - 一种发动机缸体、缸盖内外表面精整系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种发动机缸体、缸盖内外表面精整系统，包括设置在工作区内的定位工装，定位工装包括机架以及设置在机架上的工作台，工作台上设有压紧机构及顶升机构；压紧机构包括压紧气缸以及压紧头；顶升机构包括顶升气缸以及顶升头；定位工装还包括回转机构，回转机构包括回转电机、主动齿轮及回转支撑；回转电机设置在机架的下方，回转电机的输出轴连接在主动齿轮上，主动齿轮与回转支撑啮合连接，工作台固定在回转支撑上方。本申请的有益效果是：顶升机构将工件托举至适当工作高度后压紧头压抵在工件的顶端实现对工件的固定，防止工件在加工过程中侧翻移动；回转电机驱动回转支撑旋转实现工作台以及工件的旋转，方便工件不同部位的加工。

Description

一种发动机缸体、缸盖内外表面精整系统

技术领域

本公开涉及发动机生产技术领域，具体涉及一种发动机缸体、缸盖内外表面精整系统。

背景技术

目前，发动机缸盖、缸体铸件在清理工段一般采用通过式平面磨进行磨削加工，而通过式平面磨仅能加工具备平面特征的铸件的表面缺陷，对于复杂的铸件表面以及铸件内部缺陷现有的生产工艺只能采用人工精整。

由于铸件多数表面不规则且铸件内部特征较多，造成要实现铸件在线清理难度太大，主要存在以下问题：

1、人工精整清理劳动强度大，清理所产生的粉尘严重污染工厂环境，同时对工人造成严重的粉尘伤害；

2、人工精整清理工艺落后不适应现代企业的生产需求；

3、人工精整无法实现铸件在线清理，限制了铸件在线机械化运输；

4、人工精整清理特征容易遗漏，清理效果受人员因素较大，人工铁锤敲击易损害缸体本体；

5、为降低精工精整漏清理的风险，多数铸造企业采用单工位清理，所有缺陷特征由一个工人完成清理，造成现场工件摆放混乱；

6、在铸件清理过程中需要投入大量人员进行人工精整，生产成本高。

发明内容

本申请的目的是针对以上问题，提供一种发动机缸体、缸盖内外表面精整系统。

第一方面，本申请提供一种发动机缸体、缸盖内外表面精整系统，包括设置在工作区内的定位工装，所述定位工装包括机架以及设置在所述机架上的工作台，所述工作台上设有顶升机构及压紧机构；所述顶升机构包括顶升气缸以及连接在所述顶升气缸上的顶升头，所述顶升头抵接在工件的底面使得所述工件位于所述工作台上方；所述压紧机构包括压紧气缸以及连接在所述压紧气缸上的压紧头，所述压紧头抵接在所述工件的顶端；所述压紧气缸的活塞随着所述工件的移动而伸缩；所述定位工装还包括回转机构，所述回转机构包括回转电机、主动齿轮及回转支撑；所述回转电机设置在所述机架的下方，所述回转电机的输出轴延伸至所述机架的上方后连接在所述主动齿轮上，所述主动齿轮与所述回转支撑啮合连接，所述工作台固定在所述回转支撑上方。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述工作区内还包括加工机器人及刀具工装，所述加工机器人用于对所述定位工装上的工件进行加工，所述刀具工装上配装有不同型号的刀具，所述加工机器人装配所述刀具进行加工操作。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述加工机器人包括：基座，所述基座上设有机器人本体，所述机器人本体的端部设有加工组件，所述加工组件包括安装板，所述安装板通过连接法兰固定在所述机器人本体的端部，所述安装板上固定有伺服电机，所述伺服电机的输出轴连接有机械主轴，所述刀具可拆卸地连接在所述机械主轴远离所述伺服电机的端部。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述压紧气缸设置一对；所述工作台上对应所述压紧气缸设置第一滑轨，所述第一滑轨上设有一对可滑移的连接组件，一对所述压紧气缸分别固定在一对所述连接组件上。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述顶升机构包括至少一对所述顶升气缸，每个所述顶升气缸的活塞连接有联轴器，所述联轴器上连接有所述顶升头。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述机架表面对应所述回转支撑两侧设有一对定位套，所述工作台上设有一个定位气缸，所述工作台上对应所述定位气缸的活塞杆设有第一通孔，所述工作台下方对应所述第一通孔设有可插接在所述定位套内的定位杆，所述定位气缸的活塞杆穿过所述第一通孔后连接在所述定位杆上。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述机械主轴上安装有用于检测所述刀具安装的红外传感器。

本发明的有益效果：本申请提供一种发动机缸体、缸盖内外表面精整系统，包括设置在工作区内的定位工装，所述定位工装包括机架以及设置在所述机架上的工作台，所述工作台上设有顶升机构及压紧机构；所述顶升机构包括顶升气缸以及连接在所述顶升气缸上的顶升头，所述顶升头抵接在工件的底面使得所述工件位于所述工作台上方；所述压紧机构包括压紧气缸以及连接在所述压紧气缸上的压紧头，所述压紧头抵接在所述工件的顶端；所述压紧气缸的活塞随着所述工件的移动而伸缩；所述定位工装还包括回转机构，所述回转机构包括回转电机、主动齿轮及回转支撑；所述回转电机设置在所述机架的下方，所述回转电机的输出轴延伸至所述机架的上方后连接在所述主动齿轮上，所述主动齿轮与所述回转支撑啮合连接，所述工作台固定在所述回转支撑上方。

顶升机构将工件托举至适当工作高度，并将压紧机构的压紧头压抵在工件的顶端以实现对工件的固定，防止工件在加工过程中侧翻移动，保证加工精度；为方便对工件的不同角度进行加工，回转电机驱动回转支撑进行旋转实现对工作台以及工作台上的工件的旋转，方便工件不同部位的加工。

附图说明

图1为本申请第一种实施例的结构示意图；

图2为本申请第一种实施例中未固定工件时的结构示意图；

图3为本申请第一种实施例中固定工件时的结构示意图；

图4为本申请第二种实施例的俯视结构示意图；

图5为本申请第二种实施例中加工机器人的结构示意图；

图6为图5中A结构的放大结构示意图；

图中所述文字标注表示为：100、定位工装；110、机架；120、工作台；130、顶升机构；131、顶升气缸；132、顶升头；140、压紧机构；141、压紧气缸；142、压紧头；150、回转机构；151、回转电机；152、主动齿轮；153、回转支撑；161、定位套；162、定位气缸；163、定位杆；200、工件；300、加工机器人；310、基座；320、机器人本体；330、加工组件；331、安装板；332、连接法兰；333、伺服电机；334、机械主轴；400、刀具工装；410、刀具。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本申请进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本申请的保护范围有任何的限制作用。

如图1、图2及图3所示为本申请的第一种实施例的示意图，包括设置在工作区内的定位工装100，所述定位工装100包括机架110以及设置在所述机架110上的工作台120，在所述工作台120上设有顶升机构130及压紧机构140。本实施例中，工件200为发动机的缸体或缸盖，在其他实施例中，本系统还可以用于对其他大型铸件比如齿轮、大型机械外壳、大型连接件等工件200进行加工。

所述顶升机构130包括顶升气缸131以及连接在所述顶升气缸131上的顶升头132，所述顶升头132抵接在工件200的底面使得所述工件200位于所述工作台120上方。本实施例中，工件200的底面对应顶升头132设置定位销孔，顶升头132卡接在定位销孔内以提高顶升的稳定性。

优选地，所述顶升机构130包括至少一对所述顶升气缸131，每个所述顶升气缸131的活塞连接有联轴器，所述联轴器上连接有所述顶升头132。在本优选实施例中，保证每次至少有两个顶升头132同时对工件200进行顶升可以保证工件200被托举的稳定性。

本实施例中，为适应对不同尺寸的工件200进行加工，工作台120上设有间距不同的多对顶升气缸131以满足不同尺寸的工件200上不同间距的定位销孔的使用要求。

所述压紧机构140包括压紧气缸141以及连接在所述压紧气缸141上的压紧头142，所述压紧头142抵接在所述工件200的顶端；所述压紧气缸141的活塞随着所述工件200的移动而伸缩。本实施例中，设置压紧机构140的目的是：当顶升机构130将工件200托举至适当高度后，压紧机构140的压紧头142按压在工件200的顶端，将工件200牢固固定在压紧头142与顶升气缸131之间，可是使得工件200加工过程中，以便对工件200进行定位，工件200不会移动侧翻，以提高加工精度。压紧气缸141的伸缩带动压紧头142的上下移动。

优选地，所述压紧气缸141设置一对；所述工作台120上对应所述压紧气缸141设置第一滑轨，所述第一滑轨上设有一对可滑移的连接组件，一对所述压紧气缸141分别固定在一对所述连接组件上。在本优选实施例中，将一对压紧气缸141设置为在第一滑轨上可滑移的结构，可以调整一对压紧气缸141之间的间距，以满足对不同尺寸的工件200的不同部位的压紧功能。

本实施例中，安装组件固定在工作台120上，压紧气缸141固定在安装组件上，压紧气缸141的活塞通过联轴器连接在压紧头142的一端，压紧头142的另一端通过销轴连接在安装组件上，压紧头142需要竖直方向升高时，调整压紧气缸141的活塞伸长即可带动压紧头142上升，同理，压紧气缸141的活塞收缩时压紧头142下降。

所述定位工装100还包括回转机构150，所述回转机构150包括回转电机151、主动齿轮152及回转支撑153；所述回转电机151设置在所述机架110的下方，所述回转电机151的输出轴延伸至所述机架110的上方后连接在所述主动齿轮152上，所述主动齿轮152与所述回转支撑153啮合连接，所述工作台120固定在所述回转支撑153上方。

在本实施例中，回转电机151旋转驱动主动齿轮152水平旋转，进而带动与主动齿轮152啮合的回转支撑153进行水平旋转，从而实现工作台120以及工作台120上方的工件200的水平旋转。本实施例中，对工件200进行旋转是方便对工件200的不同部位进行加工。

本实施例中由于加工机器人300难以对位于远离加工机器人300一侧的工件200进行精整加工，因此需要对工件200进行180°旋转，因此设置回转机构150。

优选地，所述机架110表面对应所述回转支撑153两侧设有一对定位套161，所述工作台120上设有一个定位气缸162，所述工作台120上对应所述定位气缸162的活塞杆设有第一通孔，所述工作台120下方对应所述第一通孔设有可插接在所述定位套161内的定位杆163，所述定位气缸162的活塞杆穿过所述第一通孔后连接在所述定位杆163上。在本实施例中，回转电机151驱动工作台120每次旋转180°，工作台120每次旋转完毕后为实现工作台120的固定，定位气缸162驱动定位杆163向下移动使得定位杆163插入定位套161内，以实现工作台120在机架110上的固定。

如图4所示为本申请的第二种实施例，所述工作区内还包括加工机器人300及刀具工装400，所述加工机器人300用于对所述定位工装100上的工件200进行加工，所述刀具工装400上配装有不同型号的刀具410，所述加工机器人300装配所述刀具410进行加工操作。

本实施例中，所述定位工装100及刀具工装400均设置在加工机器人300可达的范围内。刀具工装400用于存储对工件200进行精整的工具。

在本实施例中，通过在工作区内合理布局定位工装100、加工机器人300及刀具工装400可以实现对缸体、缸盖内外表面自动化、智能化地精整，提高缸盖、缸体的生产效率，极大地减少缸盖、缸体生产的管理成本和运营成本。

优选地，工作区呈方型更加利于定位工装100、加工机器人300及刀具工装400的布局。

在一优选实施例中，如图5及图6所示，所述加工机器人300包括：基座310，所述基座310上设有机器人本体320，所述机器人本体320的端部设有加工组件330，所述加工组件330包括安装板331，所述安装板331通过连接法兰332固定在所述机器人本体320的端部，所述安装板331上固定有伺服电机333，所述伺服电机333的输出轴连接有机械主轴334，所述刀具410可拆卸地连接在所述机械主轴334远离所述伺服电机333的端部。

本优选实施例中，安装板331通过连接法兰332与机器人本体320的第六轴连接。机器人本体320带动加工组件330上的安装板331移动，另外安装板331上的伺服电机333带动机械主轴334旋转，实现安装板331上的刀具410进行旋转。

优选地，在上述优选实施例中，所述机械主轴334上安装有用于检测所述刀具410安装的红外传感器。通过红外传感器检测机械主轴334上是否安装刀具410以及刀具410是否安装在合适的位置。增加精整加工的安全性及自动化程度，当红外传感器检测机械主轴334上没有连接刀具410时，伺服电机333停止工作。

在一优选实施例中，刀具工装400包括安装架、安装在安装架上的用于固定精整刀具410、工具的工具夹及刀柄，例如可以将对孔腔进行的柱面刷以及对缸盖、缸体进行外表面精整的高密度刷盘分别安装在刀柄上。优选地，刀柄上还设有用于检测有无工具的检测装置以及防止工具放置错位的防错安装板331。

本实施例的工作流程为：

首先，地轨机器人将待加工工件200放置于定位工装100的工作台120上，顶升气缸131带动顶升头132，使得顶升头132插入到工件200底部的销孔对工件200进行精定位；顶升头132到位后，压紧机构140进行工作，压紧机构140通过压紧气缸141带动压紧头142对工件200的顶面进行压紧，保证在进行工件200内外表面进行精修的过程中，待加工工件200不会出现侧翻现象。

当工件200精确定位后，基座310上的机器人本体320带动其上的加工组件330运动至刀具工装400上方，机器人本体320上的机械主轴334对刀具工装400上的相应精整工具刀具410进行抓取，本实施例中机械主轴334通过真空吸盘对精整刀具410或工具进行吸取。

机器人本体320带动精整刀具410或工具对工件200的内外表面进行精整，复杂形状的工件200通过更换不同尺寸的精整工具进行分别精整处理。

机器人本体320对工件200的一侧进行精整完成后，回转机构150进行动作，回转电机151带动工作台120旋转180°。当工作台120转动到位后，定位气缸162带动定位杆163向下移动，定位杆163插入到定位套161中，完成回转精定位。机器人本体320带动刀具410继续进行工件200表面的精整工作。

当工件200所有需加工面加工完毕后，压紧机构140及顶升机构130松开，由地轨机器人将工件200传递到下一工位。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将申请的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本申请的保护范围。

Claims (4)

1.一种发动机缸体、缸盖内外表面精整系统，其特征在于，包括设置在工作区内的定位工装（100），所述定位工装（100）包括机架（110）以及设置在所述机架（110）上的工作台（120），所述工作台（120）上设有顶升机构（130）及压紧机构（140）；

所述顶升机构（130）包括顶升气缸（131）以及连接在所述顶升气缸（131）上的顶升头（132），所述顶升头（132）抵接在工件（200）的底面使得所述工件（200）位于所述工作台（120）上方；

所述压紧机构（140）包括压紧气缸（141）以及连接在所述压紧气缸（141）上的压紧头（142），所述压紧头（142）抵接在所述工件（200）的顶端；所述压紧气缸（141）的活塞随着所述工件（200）的移动而伸缩；

所述定位工装（100）还包括回转机构（150），所述回转机构（150）包括回转电机（151）、主动齿轮（152）及回转支撑（153）；所述回转电机（151）设置在所述机架（110）的下方，所述回转电机（151）的输出轴延伸至所述机架（110）的上方后连接在所述主动齿轮（152）上，所述主动齿轮（152）与所述回转支撑（153）啮合连接，所述工作台（120）固定在所述回转支撑（153）上方；

所述工作区内还包括加工机器人（300）及刀具工装（400），所述加工机器人（300）用于对所述定位工装（100）上的工件（200）进行加工，所述刀具工装（400）上配装有不同型号的刀具（410），所述加工机器人（300）装配所述刀具（410）进行加工操作；

所述压紧气缸（141）设置一对；所述工作台（120）上对应所述压紧气缸（141）设置第一滑轨，两个所述第一滑轨上共设有一对可滑移的连接组件，一对所述压紧气缸（141）分别固定在一对所述连接组件上；

所述机架（110）表面对应所述回转支撑（153）两侧设有一对定位套（161），所述工作台（120）上设有一个定位气缸（162），所述工作台（120）上对应所述定位气缸（162）的活塞杆设有第一通孔，所述工作台（120）下方对应所述第一通孔设有可插接在所述定位套（161）内的定位杆（163），所述定位气缸（162）的活塞杆穿过所述第一通孔后连接在所述定位杆（163）上。

2.根据权利要求1所述的发动机缸体、缸盖内外表面精整系统，其特征在于，所述加工机器人（300）包括：基座（310），所述基座（310）上设有机器人本体（320），所述机器人本体（320）的端部设有加工组件（330），所述加工组件（330）包括安装板（331），所述安装板（331）通过连接法兰（332）固定在所述机器人本体（320）的端部，所述安装板（331）上固定有伺服电机（333），所述伺服电机（333）的输出轴连接有机械主轴（334），所述刀具（410）可拆卸地连接在所述机械主轴（334）远离所述伺服电机（333）的端部。

3.根据权利要求2所述的发动机缸体、缸盖内外表面精整系统，其特征在于，所述顶升机构（130）包括至少一对所述顶升气缸（131），每个所述顶升气缸（131）的活塞连接有联轴器，所述联轴器上连接有所述顶升头（132）。

4.根据权利要求3所述的发动机缸体、缸盖内外表面精整系统，其特征在于，所述机械主轴（334）上安装有用于检测所述刀具（410）安装的红外传感器。