CN110788752A - 轮毂抛磨工作台及轮毂抛磨加工设备 - Google Patents

轮毂抛磨工作台及轮毂抛磨加工设备 Download PDF

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李华民
杨桂林
方灶军
张驰
李俊杰
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Abstract

本发明公开了一种轮毂抛磨工作台及轮毂抛磨加工设备。该轮毂抛磨工作台包括轮毂固定夹具和旋转机构，所述旋转机构与所述轮毂固定夹具传动连接；所述轮毂固定夹具包括轮毂支撑架、固定设置在轮毂支撑架上的弹性胀套以及活动设置在所述弹性胀套内部收容腔中的胀紧件，所述弹性胀套的外径略小于所述轮毂的中心孔的内径，其中，所述胀紧件能够在第一驱动件的驱使下挤压所述弹性胀套并使所述弹性轴套沿径向方向向外膨胀，且处于弹性膨胀状态下的所述弹性胀套的外径略大于所述轮毂的中心孔的内径。本发明实施例提供的一种轮毂抛磨工作台可适用于各类轮毂，通用性强，当抛磨不同类型轮毂时，只需调整中心胀套的外径尺寸即可，调整成本低。

Description

轮毂抛磨工作台及轮毂抛磨加工设备
技术领域
本发明涉及一种轮毂抛磨工作台，特别涉及一种采用工业机器人进行轮毂抛磨加工的轮毂抛磨工作台及轮毂抛磨加工设备，属于轮毂自动化抛磨加工设备技术领域。
背景技术
轮毂是各类车辆的重要零部件，直接关系到车辆整体性能和外观。抛磨加工作为一种精密加工手段，可显著提升轮毂的表面质量，是高端轮毂制造一项重要加工工艺。随着人们物质生活水平的不断提高，对个性化、高质量轮毂的需求越来大，轮毂抛磨加工也越来越普及。
在轮毂抛磨过程中，特别是采用工业机器人进行自动化抛磨，抛磨工作台起到定位轮毂和改变轮毂姿态的作用，是自动化成套抛磨装备的关键辅助部件。然而，传统的轮毂抛磨工作台普遍采用手动夹具或气动三爪卡盘来定位轮毂，但是手动夹具效率低，而气动三爪卡盘价格昂贵，难以满足人们对产品“物美价廉”的需求。此外，传统的轮毂抛磨工作台一般不具备姿态变化功能，这就加大了工业机器人抛磨轨迹的复杂度，操作灵活性大大降低。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的主要目的在于提供一种轮毂抛磨工作台及轮毂抛磨加工设备。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种轮毂抛磨工作台，其包括轮毂固定夹具和旋转机构，所述旋转机构与所述轮毂固定夹具传动连接；
所述轮毂固定夹具包括轮毂支撑架、固定设置在轮毂支撑架上的弹性胀套以及活动设置在所述弹性胀套内部收容腔中的胀紧件，所述弹性胀套的外径略小于所述轮毂的中心孔的内径，其中，所述胀紧件能够在第一驱动件的驱使下挤压所述弹性胀套并使所述弹性轴套沿径向方向向外膨胀，且处于弹性膨胀状态下的所述弹性胀套的外径略大于所述轮毂的中心孔的内径；
当所述轮毂被安置在所述轮毂支撑架上，且当所述轮毂处于固定状态时，所述胀紧件设置在所述轮毂的中心孔内并处于弹性膨胀状态，且所述胀紧件与所述中心孔过盈配合；当所述轮毂处于非固定状态时，所述胀紧件设置在所述轮毂的中心孔内并处于弹性舒张或收缩状态，且所述胀紧件与所述中心孔间隙配合。
在一些较为具体的实施方案中，所述胀紧件能够在所述第一驱动件的驱使下活动于第一工位和第二工位，在所述第一工位处，所述胀紧件与所述弹性胀套相贴合，且所述胀紧件施加于所述弹性胀套的第一挤压力大于所述弹性胀套自身的弹性力，进而所述弹性胀套处于弹性膨胀状态；
而在所述第二工位处，所述胀紧件与所述弹性胀套分离或者贴合，但所述胀紧件施加于所述弹性胀套的第二挤压力小于所述弹性胀套自身的弹性力或者所述第二挤压力为零，进而使所述弹性胀套处于弹性舒张或收缩状态。
在一些较为具体的实施方案中，所述弹性胀套上还设置有至少一个切口槽，所述切口槽自所述收容腔的开口沿其轴向向下延伸，且所述切口槽还与弹性胀套内部的收容腔相连通。
在一些较为具体的实施方案中，所述弹性胀套包括两个以上间隔设置的弹性片，所述两个以上的弹性片围合形成所述的收容腔。
在一些较为具体的实施方案中，所述收容腔为锥形腔体，所述锥形腔体的内径沿远离其开口的方向逐渐减小，所述胀紧件为与所述收容腔相匹配的锥形芯轴，且在沿所述胀紧件的径向方向上，所述胀紧件的最大外径大于所述收容腔的最大内径。
在一些较为具体的实施方案中，所述第一驱动件包括气缸，所述气缸的活塞杆经一连接杆与所述胀紧件固定连接。
进一步的，所述气缸的缸筒上还设置有第三进气口和第四进气口，所述第三进气口和第四进气口均与供气设备连接，且所述第三进气口和第四进气口分别对应设置在气缸的活塞两侧。
在一些较为具体的实施方案中，所述旋转机构包括第二驱动件和气滑环，所述第二驱动件与所述气滑环的转子传动连接，所述气滑环的转子还与所述轮毂固定夹具固定连接；并且，所述气滑环的定子上还设置有第一进气口和第二进气口，所述气滑环的转子上设置有第一出气口和第二出气口，其中，所述第一进气口与所述第一出气口连接，所述第一出气口与所述第三进气口连接，所述三进气口经所述第一出气口、第一进气口与所述供气设备连接；所述第二进气口与所述第二出气口连接，所述第二出气口与所述第四进气口连接，所述四进气口经所述第二出气口、第二进气口与所述供气设备连接。
在一些较为具体的实施方案中，所述旋转机构还包括变速箱，所述第二驱动件经所述变速箱与所述气滑环的转子连接。
本发明实施例还提供了一种轮毂抛磨加工设备，其包括所述的轮毂抛磨工作台；优选的，该轮毂抛磨加工设备还包括工业机器人。
与现有技术相比，本发明的优点包括：
本发明实施例提供的一种轮毂抛磨工作台同时具备结构简单、成本低、可实现自动化、效率更高等特点。
本发明实施例提供的一种轮毂抛磨工作台可适用于各类轮毂，通用性强，当抛磨不同类型轮毂时，只需调整中心胀套的外径尺寸即可，调整成本低；
本发明实施例提供的一种轮毂抛磨工作台，在轮毂夹具下部增加了旋转机构，具备姿态调整功能，增加了抛磨机器人的自由度，可显著提升自动化抛磨灵活性；
本发明实施例提供的一种轮毂抛磨工作台采用了气滑环结构，可有效避免外部接入气管在旋转过程中的缠绕，不仅可使抛磨工作台安装于固定的单工位作业平台实现自转，还可使抛磨工作台安装于旋转的多工位作业平台实现自转与公转，应用场景更多、操作更灵活。
附图说明
图1是本发明一典型实施案例中一种轮毂抛磨工作台的结构示意图；
图2是本发明一典型实施案例中一种弹性胀套的结构示意图；
图3是本发明一典型实施案例中一种轮毂固定夹具的剖面结构示意图；
图4是本发明一典型实施案例中一种旋转机构的剖面结构示意图；
附图标记说明：1-芯轴、2-弹性胀套、3-轮毂支撑架、4-连接杆、5-活塞杆、 6-气缸盖、7-气缸、8-第三进气口、9-第四进气口、10-转子、11-第一出气口、 12-第二出气口、13-定子、14-第一进气口、15-第二进气口、16-变速箱、17- 驱动电机、18-轮毂、19-传动齿轮、20-传动齿轮、21-弹性胀套的内锥面、22- 固定安装孔、23-切口槽、24-法兰。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
请参阅图1-图3，本发明实施例提供了一种轮毂抛磨工作台，其包括轮毂固定夹具100和旋转机构200，旋转机构200与轮毂固定夹具100传动连接，轮毂固定夹具100用于固定轮毂18，轮毂固定夹具100能够在旋转机构200的驱使下旋转，进而达到调节轮毂姿态的目的。
具体的，该轮毂固定夹具100包括轮毂支撑架3、固定设置在轮毂支撑架3 上的弹性胀套2以及活动设置在弹性胀套2内收容腔中的锥形芯轴1，其中，轮毂18能够被安置在轮毂支撑架3上，弹性胀套2与轮毂的中心孔相匹配，且弹性胀套2的外径略小于轮毂的中心孔的内径，进而使得弹性胀套2能够设置在毂的中心孔内，其中，弹性胀套的外径尺寸根据所要定位轮毂的中心孔尺寸确定，并可以根据需要更换。
具体的，该收容腔的内表面21为与锥形芯轴1外表面的相匹配的内锥面，收容腔的内径沿远离其开口的方向逐渐减小，且在沿锥形芯轴1的径向方向上，锥形芯轴1的最大外径大于收容腔的最大内径，例如，可以理解为弹性胀套2 内部的收容腔和锥形芯轴均为上宽下窄的锥形；具体的，锥形芯轴1经一连接杆 4与气缸7传动连接，并能够在气缸7的驱使下沿其轴向上下运动，且在锥形芯轴1的运动过程中，该锥形芯轴1能够挤压弹性胀套2并使所述弹性轴套沿径向方向向外膨胀，且处于弹性膨胀状态下的弹性胀套2的外径略大于轮毂的中心孔的内径。
具体的，轮毂支撑架3通过连接螺栓等连接件固定设置在气缸7的气缸盖6 上，该连接杆4的一端穿过轮毂支撑架3以及弹性胀套2上的通孔与锥形芯轴1 固定连接，另一端与气缸的活塞杆5固定连接，其中，锥形芯轴1能够在气缸7 的驱使下活动于第一工位和第二工位，在第一工位处，锥形芯轴1与弹性胀套2 相贴合，且锥形芯轴1施加于弹性胀套2的第一挤压力大于弹性胀套自身的弹性力，进而使弹性胀套产生沿径向方向膨胀而处于弹性膨胀状态；而在第二工位处，锥形芯轴1与弹性胀套分离或者贴合，但锥形芯轴1施加于弹性胀套2上的第二挤压力小于弹性胀套2自身的弹性力或者第二挤压力为零，进而使弹性胀套处于弹性舒张或收缩状态。
具体的，气缸的活塞杆5还与设置气缸的缸筒内部的活塞固定连接，并且在气缸的缸筒上还设置有第三进气口8和第四进气口9，第三进气口8和第四进气口9分别对应设置在活塞的两侧，第三进气口8和第四进气口9均与供气设备连接。
具体的，当经由第四进气口9向气缸的缸筒内通入压缩气体时，活塞杆5 向下运动，进而通过连接杆4向下拉紧锥形芯轴1，由于锥形芯轴1和弹性胀套 2的收容腔均为上宽下窄的锥形结构，且锥形芯轴1的最大外径大于收容腔的最大内径，在锥形芯轴1向下运动过程中，锥形芯轴1沿径向方向挤压弹性胀套2，并使弹性胀套2沿径向方向膨胀，其膨胀后的弹性胀套2的外径略大于轮毂的中心孔的内径；而当经由第三进气口8向气缸的缸筒内通入压缩气体时，活塞杆5 向上运动，进而通过连接杆4向上顶推锥形芯轴1，由于锥形芯轴1和弹性胀套 2的收容腔均为上宽下窄的锥形结构，在锥形芯轴1向上运动过程中，锥形芯轴1与弹性胀套2分离，锥形芯轴1施加于弹性胀套2上挤压力为零，或者，锥形芯轴1与弹性胀套2接触，但锥形芯轴1施加于弹性胀套2上的挤压力小于弹性胀套2自身的弹性力，最终，弹性胀套2在自身弹性力的作用下弹性收缩或者恢复至最初的弹性舒张状态。
具体的，请再次参阅图2，弹性胀套2经由固定安装孔22和法兰24等连接件可拆卸地固定安装在轮毂支撑架3上，以防止弹性胀套2在抛磨的过程中发生自转；具体的，在弹性胀套2上还具有沿其周向均布的复数个切口槽22，该切口槽22自收容腔的开口处沿弹性胀套2的轴向向下延伸并与收容腔相连通，该均布的切口槽22主要用于增加弹性胀套的弹性，以利于弹性胀套的径向收缩和膨胀；例如，该弹性胀套2可以是如图2中所示的整体式结构，或者，该弹性胀套2还可以由复数个间隔设置的弹性片组成，该复数个弹性片围合形成所述的收容腔，且相邻两个弹性片之间的间隔作为切口槽，每一弹性片都能够在锥形芯轴 1的挤压下沿径向方向弹性膨胀。
具体的，请参阅图4，该旋转机构200包括驱动电机17和变速箱16和气滑环，气滑环经变速箱16与驱动电机17传动连接，驱动电机17的输出轴与变速箱16的输入轴相连接，变速箱16的输出轴与气滑环连接，变速箱16可以为现有技术中的变速箱，驱动电机17可以为普通的伺服电机，驱动电机和变速箱配合可达到以一定的转速传递扭矩的目的。
具体的，该气滑环包括转子10和定子13，转子19与驱动电机17传动连接，并能够在驱动电机17的驱使下相对于定子旋转，其中，轮毂夹具100经螺栓等连接件固定安装在转子10上，进而带动轮毂夹具360°旋转。
具体的，变速箱16包括一箱体以及设置在箱体内部的第一传动齿轮19和第二传动齿轮20，气滑环的定子13固定设置在变速箱16的箱体上；具体的，第一传动齿轮19和第二传动齿轮20传动配合，第二传动齿轮20与驱动电机17 的输入轴连接，第一传动齿轮19与变速箱的输出轴连接，且变速箱的输出轴与气滑环的转子连接，其中，第一传动齿轮19和第二传动齿轮20的大小、布局根据轮毂抛磨工作台所需要的转速要求和整体布局进行设计。
具体的，驱动电机17带动变速箱16的输入轴旋转，旋转运动经过变速和换向后，从变速箱16的输出轴传出；变速箱16的输出轴带动气滑环的转子10旋转，进而把旋转运动传递给轮毂夹具，进而达到轮毂旋转的目的。
具体的，由于轮毂夹具的运行需要用到压缩空气，为了避免在旋转的过程中气体管路缠绕，旋转机构使用了气滑环，通过气滑环可实现压缩空气的360度旋转传输；例如，在定子13上还设置有第一进气口14和第二进气口15，转子10 上还设置有第一出气口11和第二出气口12，所述第一进气口14经导气管道与第一出气口11连接，第二进气口15经导气管道与第二出气口12连接，以及，所述第一出气口11还经导气管道与第三进气口8连接，所述第二出气口12还经导气管道与第四进气口9连接，所述第一进气口14和第二进气口15还与供气设备连接。
具体的，外接的压缩空气从第一进气口14输入，之后经第一出气口11输出后通过导气管道接入第三进气口8，进而可实现活塞杆5的向下运动；外接的压缩空气从第二进气口15输入，之后经第二出气口12输出后通过导气管道接入第四进气口9，进而可实现活塞杆5的向上运动。
本发明实施例提供的毂抛磨工作台的工作过程包括：首先利用轮毂的中心孔把轮毂套在弹性胀套上，轮毂中心孔的下表面支撑在轮毂支撑架上；然后通过压缩空气系统控制气缸活塞杆向下运动，活塞杆向下拉紧锥形芯轴，弹性胀套在锥形芯轴的挤压下径向膨胀，轮毂被夹紧；之后控制驱动电机旋转，通过旋转机构带动轮毂夹具和轮毂旋转，调整轮毂姿态；当轮毂抛磨加工完毕后，控制驱动电机停止旋转，控制气缸活塞杆向上运动，使锥形芯轴与弹性胀套分离，弹性胀套径向收缩松开轮毂；最后从轮毂抛磨工作台上取下轮毂。
具体的，请再次参阅图1、图3和图4，在一些较为具体的实施方案中，采用该轮毂抛磨工作台对轮毂进行抛磨的工作过程可以包括：
将轮毂安置在该轮毂抛磨工作台上，轮毂18的中心孔的下端面支撑在轮毂支撑架3上，轮毂18的中心孔套设在弹性胀套2上并与弹性胀套间隙配合；
使压缩空气从第一进气口14输入，之后经第一出气口11输出后通过导气管道接入第三进气口8，进而使活塞杆5带动锥形芯轴1沿其轴向向下运动至第一工位，在第一工位处，锥形芯轴1与弹性胀套2相贴合并产生径向方向的第一挤压力，且第一挤压力大于弹性胀套2自身的弹性力，进而使弹性胀套2产生沿径向方向的膨胀，膨胀后的弹性胀套2的外径略大于轮毂中心孔的内径，弹性胀套与轮毂的中心孔过盈配合，进而实现对轮毂的固定；
控制驱动电机17旋转，通过旋转机构带动轮毂夹具100和轮毂18旋转，并对轮毂进行抛磨，在抛磨过程中可以调整轮毂姿态；
当轮毂抛磨加工完毕后，控制驱动电机停止旋转，使压缩空气从第二进气口 15输入，之后经第二出气口12输出后通过导气管道接入第四进气口9，进而使活塞杆5带动锥形芯轴1向上运动至第二工位，在第二工位处，锥形芯轴1与弹性胀套2分离或者贴合，但锥形芯轴1施加于弹性胀套2上的第二挤压力小于弹性胀套2自身的弹性力或者第二挤压力为零，进而使弹性胀套处于弹性舒张或收缩状态，此时弹性胀套的外径小于轮毂中心孔的内径，弹性胀套松开轮毂，最后将轮毂从该轮毂抛磨工作台上取下。
本发明实施例提供的一种轮毂抛磨工作台同时具备结构简单、成本低、可实现自动化、效率更高等特点，并且，该轮毂抛磨工作台可适用于各类轮毂，通用性强，当抛磨不同类型轮毂时，只需调整中心胀套的外径尺寸即可，调整成本低；另外，该轮毂抛磨工作台，在轮毂夹具下部增加了旋转机构，具备姿态调整功能，增加了抛磨机器人的自由度，可显著提升自动化抛磨灵活性。
该轮毂抛磨工作台采用了气滑环结构，可有效解决气动轮毂夹具在旋转过程中气管缠绕问题，不仅可安装于固定的单工位作业平台实现自转，更重要的是可安装于旋转的多工位工作平台实现自转与公转，应用场景更多、操作更灵活，非常适合工业机器人自动化轮毂抛磨流水线使用。
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轮毂抛磨工作台，其特征在于包括轮毂固定夹具和旋转机构，所述旋转机构与所述轮毂固定夹具传动连接；
所述轮毂固定夹具包括轮毂支撑架、固定设置在轮毂支撑架上的弹性胀套以及活动设置在所述弹性胀套内部收容腔中的胀紧件，所述弹性胀套的外径略小于所述轮毂的中心孔的内径，其中，所述胀紧件能够在第一驱动件的驱使下挤压所述弹性胀套并使所述弹性轴套沿径向方向向外膨胀，且处于弹性膨胀状态下的所述弹性胀套的外径略大于所述轮毂的中心孔的内径；
当所述轮毂被安置在所述轮毂支撑架上，且当所述轮毂处于固定状态时，所述胀紧件设置在所述轮毂的中心孔内并处于弹性膨胀状态，且所述胀紧件与所述中心孔过盈配合；当所述轮毂处于非固定状态时，所述胀紧件设置在所述轮毂的中心孔内并处于弹性舒张或收缩状态，且所述胀紧件与所述中心孔间隙配合。
2.根据权利要求1所述轮毂抛磨工作台，其特征在于：所述胀紧件能够在所述第一驱动件的驱使下活动于第一工位和第二工位，在所述第一工位处，所述胀紧件与所述弹性胀套相贴合，且所述胀紧件施加于所述弹性胀套的第一挤压力大于所述弹性胀套自身的弹性力，进而所述弹性胀套处于弹性膨胀状态；
而在所述第二工位处，所述胀紧件与所述弹性胀套分离或者贴合，但所述胀紧件施加于所述弹性胀套的第二挤压力小于所述弹性胀套自身的弹性力或者所述第二挤压力为零，进而使所述弹性胀套处于弹性舒张或收缩状态。
3.根据权利要求1所述轮毂抛磨工作台，其特征在于：所述弹性胀套上还设置有至少一个切口槽，所述切口槽自所述收容腔的开口沿其轴向向下延伸，且所述切口槽还与弹性胀套内部的收容腔相连通。
4.根据权利要求1所述轮毂抛磨工作台，其特征在于：所述弹性胀套包括两个以上间隔设置的弹性片，所述两个以上的弹性片围合形成所述的收容腔。
5.根据权利要求1或4所述轮毂抛磨工作台，其特征在于：所述收容腔为锥形腔体，所述锥形腔体的内径沿远离其开口的方向逐渐减小，所述胀紧件为与所述收容腔相匹配的锥形芯轴；且在沿所述胀紧件的径向方向上，所述胀紧件的最大外径大于所述收容腔的最大内径。
6.根据权利要求1所述轮毂抛磨工作台，其特征在于：所述第一驱动件包括气缸，所述气缸的活塞杆经一连接杆与所述胀紧件固定连接。
7.根据权利要求6所述轮毂抛磨工作台，其特征在于：所述气缸的缸筒上还设置有第三进气口和第四进气口，所述第三进气口和第四进气口均与供气设备连接，且所述第三进气口和第四进气口分别对应设置在气缸的活塞两侧。
8.根据权利要求7所述轮毂抛磨工作台，其特征在于：所述旋转机构包括第二驱动件和气滑环，所述第二驱动件与所述气滑环的转子传动连接，所述气滑环的转子还与所述轮毂固定夹具固定连接；并且，所述气滑环的定子上还设置有第一进气口和第二进气口，所述气滑环的转子上设置有第一出气口和第二出气口，其中，所述第一进气口与所述第一出气口连接，所述第一出气口与所述第三进气口连接，所述三进气口经所述第一出气口、第一进气口与所述供气设备连接；所述第二进气口与所述第二出气口连接，所述第二出气口与所述第四进气口连接，所述四进气口经所述第二出气口、第二进气口与所述供气设备连接。
9.根据权利要求8所述轮毂抛磨工作台，其特征在于：所述旋转机构还包括变速箱，所述第二驱动件经所述变速箱与所述气滑环的转子连接。
10.一种轮毂抛磨加工设备，其特征在于包括权利要求1-9中任一项所述的轮毂抛磨工作台。
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