CN111604639A - 一种凸轮轴修复系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及凸轮轴修复的技术领域，尤其涉及一种凸轮轴修复系统。为了解决现有的凸轮轴修复工作不能系统化和自动化的问题，本发明创造提出了一种可以自动修复凸轮轴铸造裂纹的凸轮轴修复系统。为了实现上述目的，本发明所采集的技术手段是，一种凸轮轴修复系统,包括位置固定件、上位机和支撑脚,还包括：凸轮轴扫描装置,用于检测凸轮轴上的裂纹位置,与上位机通信连接；太阳能熔化装置,用于对裂纹进行熔化，与上位机通信连接；熔滴喷射装置,用于将熔融的铁水喷射在需要修补的裂纹位置，与上位机通信连接；分拣装置，用于将修补完成的凸轮轴进行分类，与上位机通信连接。

Description

一种凸轮轴修复系统

技术领域

本发明涉及凸轮轴修复的技术领域，尤其涉及一种凸轮轴修复系统。

背景技术

凸轮轴属于发动机的必要构件，一般都会采用铸造工艺进行制作，但是在铸造过程中不可避免的会产生一定的气孔，有时候甚至会产生裂纹，而凸轮轴上存在裂纹的话，会影响到凸轮轴的气密性，从而导致发动机动力不足的问题，有裂纹的凸轮轴属于残次品，所以为了提高经济利益，需要对存在裂纹的凸轮轴进行修复。

而现有的凸轮轴修复工作无法做到系统化、自动化以及一体化，从而浪费了很多的人力和物力。

发明内容

为了解决上述存在现有的凸轮轴修复工作不能系统化和自动化的问题，本发明创造提出了一种可以自动修复凸轮轴铸造裂纹的凸轮轴修复系统。

为了实现上述目的，本发明所采集的技术手段是，一种凸轮轴修复系统,包括位置固定件、上位机和支撑脚,还包括：凸轮轴扫描装置,用于检测凸轮轴上的裂纹位置,与上位机通信连接；太阳能熔化装置,用于对裂纹进行熔化，与上位机通信连接；熔滴喷射装置,用于将熔融的铁水喷射在需要修补的裂纹位置，与上位机通信连接；分拣装置，用于将修补完成的凸轮轴进行分类，与上位机通信连接；运输系统，用于运输凸轮轴并依次经过凸轮轴扫描装置和太阳能熔化装置，最终将凸轮轴送至熔滴喷射装置，与上位机通信连接。

作为优选，所述的凸轮轴扫描装置包括：框体，与支撑脚固定连接；一号滚珠丝杠，为表面刻有螺纹的长杆，安装在框体上，与框体转动连接；二号滚珠丝杠，为表面刻有螺纹的长杆，安装在框体上，与框体转动连接；一号电机，固定安装在框体上，与一号滚珠丝杠同轴传动，与上位机通信连接；二号电机，固定安装在框体上，与二号滚珠丝杠同轴传动，与上位机通信连接；红外扫描机，固定安装在框体上，与上位机通信连接；凸轮轴预置装置，用于放入凸轮轴，与支撑脚固定连接；一号连接杆，安装在一号滚珠丝杠上，与一号滚珠丝杠的螺母固定连接；二号连接杆，安装在二号滚珠丝杠上，与二号滚珠丝杠的螺母固定连接。

作为优选，所述的一号连接杆和二号连接杆皆在顶端设有连接孔，所述的连接孔中设有螺纹；在一号连接杆和二号连接杆的杆壁上还是设有第一齿条，所述的第一齿条沿着一号连接杆和二号连接杆的延伸方向固定安装在一号连接杆和二号连接杆上；所述的一号连接杆和二号连接杆的下端分别设有凸轮轴抓取装置。

作为优选，所述的凸轮轴预置装置包括：矩形容纳槽，为无盖盒体，与支撑脚固定连接；推板，安装在矩形容纳槽中，平行于矩形容纳槽的一边，与矩形容纳槽滑动连接；弹簧，一端固定安装在矩形容纳槽的一侧面，另一端与推板的一面固定连接；所述矩形容纳槽垂直于推板的两边的端部开有缺口。

作为优选，所述的太阳能熔化装置包括：反射镜，用于反射太阳光；若干液压升降柱，一端放置在地面上，一端与反射镜的背面铰接，与上位机通信连接；凹面镜，凹面朝下安装在反射镜的上方，用于汇聚反射镜反射的太阳光；一号固定杆，一端与凸轮轴扫描装置固定连接，另一端与凹面镜的外表面固定连接；二号固定杆，一端与熔滴喷射装置固定连接，另一端与凹面镜的外表面固定连接；三号固定杆，位于凹面镜的一侧垂直于一号固定杆安装，与一号固定杆固定连接；四号固定杆，位于凹面镜的另一侧，垂直于二号固定杆安装，与二号固定杆固定连接；所述的三号固定杆和四号固定杆的外壁上都设有第二齿条，所述第二齿条沿着三号固定杆和四号固定杆延伸方向固定安装在三号固定杆和四号固定杆上；所述的三号固定杆和四号固定杆的另一端都安装有凸轮轴抓取装置。

作为优选，所述的熔滴喷射装置包括：喷射平台，与支撑脚固定连接；熔滴喷射结构，安装在喷射平台上，与上位机通信连接；连接柱，连接柱的一端与喷射平台固定连接，另一端与熔滴喷射结构固定连接；所述的熔滴喷射结构包括：箱体，与喷射平台通过连接柱固定连接；电磁熔炉，安装在箱体中，与上位机通信连接；二号气泵，安装在箱体外，与上位机通信连接；陶瓷喷射管，固定安装在电磁熔炉的底部；高温熔滴喷射头，固定安装在陶瓷喷射管上，用于喷射熔滴；陶瓷止向阀，安装在陶瓷喷射管上，用于防止熔融液体倒流；陶瓷通气管，一端安装在陶瓷止向阀下方，与陶瓷喷射管连通，另一端与二号气泵连接；所述陶瓷通气管与二号气泵连接端高于陶瓷止向阀的高度。

作为优选，所述的分拣装置包括：四号电机，与喷射平台固定连接，与上位机电连接；横向移动台，与四号电机啮合；所述喷射平台在横向移动台的下方沿着横向移动台的移动方向开有导向槽；所述横向移动台的一面上固定设置有第三齿条，所述第三齿条与四号电机啮合；所述横向移动台的底面设有条状凸起，所述条状凸起安装在导向槽中，与导向槽滑动连接；一号斜坡，固定安装在喷射平台的一侧；二号斜坡，固定安装在喷射平台的另一侧；一号分拣箱，位于一号斜坡的下方，用于收集凸轮轴；二号分拣箱，位于二号斜坡的下方，用于收集凸轮轴；三号气泵，安装在横向移动台上，与横向移动台固定连接，与推动杆的尾部连通；三号电机，固定安装在横向移动台上，与上位机通信连接；凸轮轴捕捉装置，放置在喷射平台上，与喷射平台相接触，用于捕捉和运输凸轮轴；推动杆，一端与凸轮轴捕捉装置连接，另一端在螺纹通孔内与三号电机啮合。

作为优选，所述的凸轮轴捕捉装置包括：盒体，放置在喷射平台上，与喷射平台相接触；中心孔，为贯穿盒体的通孔，一端与推动杆固定连接；限位环，安装在中心孔的另一端，限位环的外壁与中心孔的内壁固定连接；底板，为圆形片，底板的侧壁与中心孔的内壁固定连接，位于中心孔内；弹性橡胶筒，为圆筒状结构，一端与限位环的内壁固定连接，另一端与底板的表面固定连接；弹性橡胶筒与中心孔之间的底板为环形，在底板的环形处设有若干小孔；所述推动杆上固定安装有第五齿条，所述第五齿条与三号电机啮合。

作为优选，所述的凸轮轴抓取装置包括：转动内筒，用于夹持凸轮轴的端部且对凸轮轴进行转动；所述转动内筒的一端的内壁上设有至少三个位于同一水平面的紧固结构；所述紧固结构包括弹性气囊和弧形瓷片，所述弹性气囊的一面与转动内筒的内壁固定连接，另一面与弧形瓷片的外表面固定连接；所述的转动内筒中还设有一号气泵，所述一号气泵与转动内筒固定连接，与弹性气囊通过通气管连接；所述一号气泵中设有气压传感器，与上位机通信连接，用于检测弹性气囊中的气压；移动外筒，套在转动内筒外,与转动内筒转动连接；所述移动外筒的外壁上设有沿着移动外筒延伸方向的第四齿条；固定筒,套在移动外筒外,与移动外筒滑动连接；所述固定筒的外壁上开有通孔；升降筒，为空心圆筒,垂直于固定筒安装,升降筒的第一端与固定筒固定连接；所述升降筒与固定筒通过通孔连通；升降电机，固定安装在升降筒的第二端的外壁上，用于控制凸轮抓取装置的升降；移动电机，固定安装在升降筒的第一端的外壁上，与移动外筒上的第四齿条啮合，用于控制移动外筒进行移动；转动电机，固定安装在移动外筒的尾端,与移动外筒固定连接；对于一号连接杆或二号连接杆来说，所述升降筒的第二端套在一号连接杆或二号连接杆上，且所述升降电机与一号连接杆或二号连接杆上的第一齿条啮合；对于三号固定杆或四号固定杆来说，所述升降筒的第二端套在三号固定杆或四号固定杆上，且所述升降电机与三号固定杆或四号固定杆上的第二齿条啮合。

作为优选，所述的运输系统包括：运输槽，将凸轮轴扫描装置和太阳能熔化装置连通，防止凸轮轴在运输途中掉落；第一运输结构，与运输槽固定连接，与上位机通信连接，用于将位置固定件运输到凸轮轴扫描装置中；第二运输结构，与运输槽固定连接，与上位机通信连接，安装在凸轮轴扫描装置和太阳能熔化装置之间，用于临时存放凸轮轴；第三运输结构，与运输槽固定连接，与上位机通信连接，经过太阳能熔化装置，用于将位置固定件和凸轮轴运输到太阳能熔化装置中的固定位置并运出到熔滴喷射装置上；遮光桥，与运输槽固定连接，安装在太阳能熔化装置输入方向；三号红外线传感器，安装在运输槽尾端，与上位机通信连接；二号红外线传感器，安装在遮光桥所在段的运输槽上，与上位机通信连接；一号红外线传感器，安装在第一运输结构所在段的运输槽上，与上位机通信连接；所述运输槽的下表面与支撑脚固定连接。

本发明的有益效果：本发明所述的系统集裂纹位置确认、裂纹熔化和熔滴喷射修复为一体，实现了全自动化的操作；而且本申请中利用太阳能作为裂纹熔化的主要能源，节省了大量的电能；在熔滴喷射方面没有采用常规的高温加热补料使其熔融的方式，而采用涡流加热补料，使得安全系数更高，而且更加环保。

附图说明

图1是凸轮轴修复系统整体结构示意图；

图2是凸轮轴修复系统中凸轮轴扫描装置结构示意图；

图3是凸轮轴抓取装置的放大结构示意图；

图4是熔滴喷射装置结构示意图；

图5是凸轮轴捕捉装置的放大结构示意图；

图6是电磁熔炉的放大结构示意图；

其中，1、支撑脚，2、第一运输结构，3、运输槽，4、第二运输结构，40、凸轮轴扫描装置，41、一号连接杆，42、凸轮轴抓取装置，421、升降电机，422、升降筒，423、移动电机，424、转动电机，425、固定筒，426、移动外筒，427、转动内筒，428、弹性气囊，429、弧形瓷片，430、第四齿条，43、一号滚珠丝杠，44、一号电机，45、红外扫描机，46、二号滚珠丝杠，47、二号电机，48、二号连接杆，49、凸轮轴预置装置，491、矩形容纳槽，492、推板，493、弹簧，494、缺口，5、遮光桥，61、一号固定杆，62、三号固定杆，63、凹面镜，64、四号固定杆，65、二号固定杆，66、液压升降柱，67、反射镜，7、第三运输结构，8、三号红外线传感器，9、一号红外线传感器，10、熔滴喷射装置，101、熔滴喷射结构、102、电磁熔炉，1021、线圈，103、二号气泵，105、陶瓷喷射管，1051、陶瓷止向阀，1052、陶瓷通气管，1053、高温熔滴喷射头，106、连接柱，107、喷射平台，108、凸轮轴捕捉装置，1081、中心孔，1082、限位环，1083、弹性橡胶筒，1084、底板，1085、盒体，1086、第五齿条，1087、小孔，1088、导气管，11、分拣装置，111、一号斜坡，112、一号分拣箱，113、二号斜坡，114、二号分拣箱，115、横向移动台，116、四号电机，117、三号电机，118、推动杆，119、条状凸起，120、导向槽，121、第三齿条，122、三号气泵。

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。

如图1所示，一种凸轮轴修复系统,包括位置固定件、上位机和支撑脚1，还包括：凸轮扫描装置40、太阳能熔化装置、熔滴喷射装置10、分拣装置11和运输系统。上位机起到信心处理中心以及控制中心的作用，使得各个装置以及部件之间的工作协调以及信息互通。

凸轮扫描装置40用于检测凸轮轴上的裂纹位置,与上位机通信连接。如图2所示，凸轮扫描装置40包括：框体、一号滚珠丝杠43、二号滚珠丝杠46、一号电机44、二号电机47、红外扫描机45和凸轮轴预置装置49。

在凸轮扫描装置40中，框体与支撑脚1固定连接。一号滚珠丝杠43安装在框体上并与框体转动连接。二号滚珠丝杠46安装在框体上并与框体转动连接。一号电机44固定安装在框体上，且与上位机通信连接，一号电机44的转轴与一号滚珠丝杠43固定连接。二号电机47固定安装在框体上，二号电机47的转轴与二号滚珠丝杠46固定连接,且与上位机通信连接。

红外扫描机45采用发出红外线并接受反射回来的红外线，计算红外线反射所用的时间的原理进行工作。红外扫描机45固定安装在框体上，与上位机通信连接。

一号连接杆41固定安装在一号滚珠丝杠43上的螺母上，二号连接杆48固定安装在二号滚珠丝杠46上的螺母固定上。在一号连接杆41和二号连接杆48的杆壁上均设有第一齿条，第一齿条沿着一号连接杆41和二号连接杆48的延伸方向固定在一号连接杆41和二号连接杆48上。而且一号连接杆41和二号连接杆48的下端分别设有凸轮轴抓取装置42。

一号滚珠丝杠43和二号滚珠丝杠46分别通过一号电机44和二号电机47带动旋转，除此之外，在一号滚珠丝杠43以及二号滚珠丝杠46的螺母的通孔中，都安装有两端与框体固定连接的限位杆。使得一号连接杆41和二号连接杆48可以分别在一号滚珠丝杠43和二号滚珠丝杠46上做直线运动。

凸轮轴预置装置49用于放入凸轮轴，与支撑脚1固定连接。凸轮轴预置装置49具有无盖的矩形容纳槽491，矩形容纳槽491的下表面与支撑脚1固定连接。在矩形容纳槽491中设置有垂直于矩形容纳槽491长度方向的推板492，推板492与矩形容纳槽491滑动连接。推板492与矩形容纳槽491的一端之间连接有弹簧493，弹簧493的一端固定安装在矩形容纳槽491的一侧壁，另一端与推板492的侧面固定连接。矩形容纳槽491垂直于推板492的两个侧面的同一端都设有便于抓取凸轮轴的缺口494。

在使用时，工作人员只需要将凸轮轴摆放在矩形容纳槽491中，由于设有推板492且推板492与矩形容纳槽491的一面通过弹簧493连接，所以通过压缩弹簧493，可以放入很多的凸轮轴，然后当位于缺口494处的凸轮轴被凸轮轴抓取装置42取走后，弹簧493便会推动推板492，使得后面的凸轮轴自动移动到缺口494处。

太阳能熔化装置用于对裂纹进行熔化，与上位机通信连接。再如图1所示，太阳能熔化装置包括有：反射镜67和凹面镜63。反射镜67用于反射太阳光，在反射镜67的下方设有若干与反射镜67通过球铰连接的液压升降柱66。液压升降柱66受到上位机的控制，可以控制反射镜67的倾斜角度，使得反射镜67可以将太阳的直射光反射到凹面镜63中。液压升降柱66的上端通过球绞与反射镜的背面连接，液压升降柱66的下端设有放置在地面上的固定板，液压升降柱66的下端通过球绞与固定板连接。

凹面镜63的凹面朝下，且安装在反射镜67的上方，用于汇聚反射镜67反射的太阳光。凹面镜63通过一号固定杆61和二号固定杆65进行支撑固定。其中一号固定杆61的一端与凸轮扫描装置40的框体固定连接，另一端与凹面镜63的外表面固定连接。二号固定杆65的一端与熔滴喷射装置10的箱体固定连接，另一端与凹面镜63的外表面固定连接。在一号固定杆61上还垂直设有三号固定杆62，三号固定杆62与一号固定杆61固定连接。而在二号固定杆65上垂直设有四号固定杆64，四号固定杆64与二号固定杆65固定连接。

三号固定杆62和四号固定杆64的外壁上都设有第二齿条，第二齿条沿着三号固定杆62和四号固定杆64延伸方向固定安装在三号固定杆62和四号固定杆64上。而且三号固定杆62和四号固定杆64的另一端也都安装有凸轮轴抓取装置42。

由于常规的凹面镜63反射太阳光需要将凹面朝向太阳，所以凹面镜63的焦点位于凹面镜的上方或者斜上方，但是在本系统中由于需要去将裂纹处的金属进行熔融，而熔融后的液体会受到重力的影响流动，又因为对裂纹熔融是为了在当前位置可以更好的与后面喷射的熔滴融合，使得修复处的晶格与铸件的晶格一致，所以需要裂纹位置朝上。所以在本申请中，采用反射镜67，对太阳光进行反射，从而改变了凹面镜63的焦点的方向，克服了该难题，同时由于随着地球的自传，太阳的直射位置会发生移动，从而会影响到凹面镜63焦点处的温度，所以设置了可以被上位机控制的液压升降柱66安装在反射镜67背面，然后根据太阳移动的规律来控制各个液压升降柱66进行调整，使得反射镜67可以将太阳的直射光反射到凹面镜63中。此处的液压升降柱66最少为4个，为了稳定考虑，要求任意三根液压柱之间不能彼此平行,且不能设置在同一平面上。较少的液压升降柱66可以使得调节转向时更加省时省力，而且也可以极大的降低出现失误时对反射镜67的损坏程度，但是却不能很精确。而较多的液压升降柱66可以达到一个更为精确的调整，但是当调整时出现失误，使得本该在一条线的液压升降柱66中的某一个液压升降柱66略高或者略低，便会使反射镜67受力不平衡，严重时会使得反射镜67损坏。

如图3所示，凸轮轴抓取装置42包括有转动内筒427、移动外筒426、固定筒425、升降筒422、升降电机421、转动电机424和移动电机423。其中转动内筒427用于夹持凸轮轴的端部且对凸轮轴进行转动。

转动内筒427的一端的内壁上设有至少三个位于转动内筒427同一横截面的紧固结构。紧固结构包括弹性气囊428和弧形瓷片429。弹性气囊428的一面与转动内筒427的内壁固定连接，另一面与弧形瓷片429的外表面固定连接。

转动内筒427中还固定设有一号气泵，一号气泵与弹性气囊428通过通气管连接且与上位机通信连接。在一号气泵中设有与上位机通信连接的气压传感器，气压传感器用于检测弹性气囊428中的气压并反馈到上位机中。

移动外筒426套在转动内筒427外,与转动内筒427转动连接。移动外筒426的外壁上设有沿着移动外筒426延伸方向的第四齿条430。在移动外筒426上还套有固定筒425,固定筒425与移动外筒426滑动连接。在固定筒425上的外壁上开有用于与升降筒422连通的通孔。升降筒422为空心圆筒,升降筒422的第一端垂直于固定筒425,并与固定筒425固定连接。

升降电机421固定安装在升降筒422的第二端的外壁上，且与上位机通信连接。移动电机423固定安装在升降筒422的第一端的外壁上且与上位机通信连接，移动电机424的输出轴上设有齿轮，该齿轮与移动外筒426上的第四齿条430啮合，用于带动移动外筒426进行移动。转动电机424固定安装在移动外筒426的尾端且与上位机通信连接,转动电机424的外壳与移动外筒426固定连接，转动电机424的轴端与转动内筒427固定连接，用于带动转动内筒427转动。

对于一号连接杆41或二号连接杆48来说，升降筒422的第二端滑动套在一号连接杆41或二号连接杆48上，且升降电机421的输出轴上设有齿轮，该齿轮与一号连接杆41或二号连接杆48上的第一齿条啮合。对于三号固定杆62或四号固定杆66来说，升降筒422的第二端滑动套在三号固定杆62或四号固定杆66上，且升降电机421输出轴上的齿轮与三号固定杆62或四号固定杆66上的第二齿条啮合。

凸轮轴抓取装置42可以实现旋转、平移以及上下三个方位的运动，使得在进行凸轮轴扫面和裂纹熔化时操作起来更加细致。在转动内筒427中的紧固结构用于将凸轮轴固定紧，防止凸轮轴发生不必要的转动，导致无法准确定位。所以在凸轮扫描装置40中，凸轮轴抓取装置42和一号连接杆41或二号连接杆48结合，可以实现在上下前后左右以及自旋的四个维度的运动，使得该装置在扫描过程中更加灵活。

一号连接杆41上的凸轮轴抓取装置42和二号连接杆48上的凸轮轴抓取装置42的安装为镜像安装的方式，使得移动内筒中设有紧固装置的一端朝向凸轮轴的端部。同样的，在三号固定杆62和四号固定杆64上的凸轮轴抓取装置42也是镜像设置的，同样使得移动内筒中设有紧固装置的一端朝向凸轮轴的端部。

熔滴喷射装置10用于将熔融的铁水喷射在需要修补的裂纹位置，与上位机通信连接。如图4所示，熔滴喷射装置10包括：用于作业以及支撑的喷射平台107、连接柱106和熔滴喷射结构101。

喷射平台107的底面与支撑脚1固定连接。在熔滴喷射结构101与喷射平台107之间通过连接柱106连接，连接柱106的两端分别与喷射平台107和熔滴喷射结构101固定连接。

熔滴喷射结构101与上位机通信连接。而且熔滴喷射结构101还包括有与喷射平台107通过连接柱106固定连接的箱体，以及固定安装在箱体中且与上位机通信连接的电磁熔炉102。

在箱体外还设有二号气泵103，二号气泵103与上位机通信连接。结合图4和图6所示，在电磁熔炉102的底部固定安装有陶瓷喷射管105，陶瓷喷射管105的一端与电磁熔炉102固定连接，而在另一端设有高温熔滴喷射头1053。高温熔滴喷射头1053固定安装在陶瓷喷射管105上，用于喷射熔滴。在陶瓷喷射管105中还设有陶瓷止向阀1051，陶瓷止向阀1051用于防止熔融液体倒流。二号气泵103通过陶瓷通气管1052与陶瓷喷射管105连通，而陶瓷通气管1052与陶瓷喷射管105连通的位置在陶瓷止向阀1051的下方靠近陶瓷止向阀1051的位置，而陶瓷通气管1052与二号气泵103连接端高于又陶瓷止向阀1051的高度。电磁熔炉102包括炉体和线圈1021，炉体放置在线圈1021中，线圈1021中通电，利用线圈1021通电产生的涡流对炉体内的补料进行熔融。

该熔滴喷射装置10中，利用线圈1021产生的涡流对补料进行熔融，代替常规的采用燃烧燃料加热的方式对补料进行熔融，从而使得在熔融过程中更加安全，不容易发生熔融液体外泄的情况，而且也避免了在熔融液体转移过程中的危险，同时更加环保。

在使用时，上位机根据需要修补的大小确定需要压入陶瓷喷射管105中的高压气体的体积，然后需要喷射时将气体压入陶瓷喷射管105中，由于气体的压力，使得高温熔滴喷头打开，将熔滴喷到凸轮轴上需要修补的位置。

喷射完成后，上位机控制二号气泵103放气，此时由于陶瓷止向阀1051与高温熔滴喷射头1053之间的压力降低，所以陶瓷止向阀1051打开，而气体顺着陶瓷通气管1052排出，避免了气体进入到熔炉中，使得熔炉中的熔融液体发生炸裂溅射的危险。又因为陶瓷通气管1052与二号气泵103连接端高于陶瓷止向阀1051的高度，而当陶瓷止向阀1051下方的空间填满后，陶瓷止向阀1051会自动关闭，所以根据U型管的原理，也不会有熔融液体进入到二号气泵103中。

由于每次需要修复的熔融液体的量无法确定，所以每次喷射不会连带气体能一起喷出，所以陶瓷止向阀1051与高温熔滴喷射头1053之间会有气体，当陶瓷止向阀1051打开后，如果不将陶瓷喷射管105中的气体从其他位置放出的话，则会使得气体从高温熔炉的入口处排出，从而会带出大量的熔融液体使得熔融液体飞溅，危险系数很大。

分拣装置11用于将修补完成的凸轮轴进行分类，与上位机通信连接。分拣装置11包括有：四号电机116和横向移动台115。

四号电机116固定安装在喷射平台107上，与上位机电连接。横向移动台115的一面上固定设置有第三齿条121，第三齿条121与安装在四号电机116输出轴上的齿轮啮合。在横向移动台115的下方的喷射平台107上还开有沿着横向移动台115的移动方向的导向槽120，相对应的横向移动台115的底面设有条状凸起119，条状凸起119安装在导向槽120中，与导向槽120滑动连接。除此之外横向移动台115的一端开还开设有通孔。通孔中安装有推动杆118，推动杆118的首部设有用于捕捉凸轮轴的凸轮轴捕捉装置108，推动杆118的尾部穿过横向移动台115的通孔。推动杆118为中空杆，而且在推动杆118上还固定安装有沿着推动杆118移动方向的第五齿条1086。在横向移动台115上还固定设有与上位机通信连接的三号电机117，三号电机117的轴上装有齿轮，齿轮与推动杆118上的第五齿条1086进行啮合，使得三号电机117可以使得推动杆118移动。在横向移动台115上还固定设有与上位机通信连接的三号气泵，三号气泵的输出端与推动杆118的尾部通过导气管1088连通。

安装在推动杆118首部的凸轮轴捕捉装置108包括有，放置在喷射平台107上且与喷射平台相接触的盒体1085。在盒体1085的中心处开有贯穿盒体1085的中心孔1081。中心孔1081的一端用于与推动杆118的首端固定连接，中心孔1081的另一端固定安装有限位环1082。同时中心孔1081内还设有弹性橡胶筒1083和底板1084。其中限位环1082的外壁与中心孔1081固定连接，而限位环1082的内壁与弹性橡胶筒1083的一端固定连接。弹性橡胶筒1083的另一端固定安装在底板1084的平面上，而底板1084的侧壁又与中心孔1081的内壁固定连接。所以底板1084上存在一个被弹性橡胶囊分割而出的圆环，为了实现通气的功能，在圆环上开有若干个小孔1087。

凸轮轴捕捉装置108的工作原理是，先利用三号气泵将弹性橡胶囊与中心孔1081之间的气体抽出，使得弹性橡胶囊膨大，内径变大。当凸轮轴插入到限位环1082中后，在用三号气泵向弹性橡胶囊与中心孔1081之间充气，使得弹性橡胶囊的内壁与凸轮轴的端部贴合，并提高最大静摩擦力。

当需要释放凸轮轴时，在将中心孔1081中的气体抽出，然后再由推动杆118带动凸轮轴捕捉装置108后退，完成凸轮轴与凸轮轴捕捉装置108的分离。

在喷射平台107的两侧分别设有一号斜坡111和二号斜坡113。一号斜坡111和二号斜坡113皆与喷射平台107固定连接。在一号斜坡111的下方放置有一号分拣箱112，用于收集凸轮轴，以及在二号斜坡113的下方设有二号分拣箱114。一号分拣箱112和二号分拣箱114分别用于收集只有一条裂纹的凸轮轴和裂纹数大于一条的凸轮轴。对于裂纹数大于一条的凸轮轴，需要再次进行修复处理。

运输系统用于运输凸轮轴并依次经过凸轮扫描装置40和太阳能熔化装置，最终将凸轮轴送至熔滴喷射装置10，运输系统与上位机通信连接以及与支撑脚1固定连接。运输系统包括有：与凸轮扫描装置40和太阳能熔化装置连通的运输槽3，运输槽3可以防止凸轮轴在运输途中掉落。还包括有，第一运输结构2、第二运输机构、第三运输结构7、一号红外线传感器9、二号红外线传感器、三号红外线传感器8和遮光桥5。

其中第一运输结构2安装在运输槽3中，与运输槽3固定连接且与上位机通信连接，用于将位置固定件运输到凸轮扫描装置40中。第二运输结构4安装在运输槽3中，第二运输结构4与运输槽3固定连接且与上位机通信连接，安装在凸轮扫描装置40和太阳能熔化装置之间，用于接收从第一运输结构2运出的完成裂纹扫描工作的凸轮轴，并临时存放凸轮轴。第三运输结构7安装在运输槽3中，第三运输结构7与运输槽3固定连接且与上位机通信连接，经过太阳能熔化装置，用于将位置固定件和凸轮轴运输到太阳能熔化装置中的固定位置，并运送到熔滴喷射装置10的喷射平台107上。

由于凸轮扫描装置和太阳能熔化装置的工作速度不同，所以为了防止凸轮轴过量堆积在第三运输结构7上，会造成自动工作失误的问题，所以设置了第二运输结构4来存放由于工作速度和工作节奏不同而产生的来不及处理的凸轮轴，所以在本申请中还可以在第二运输结构4上设置岔道，然后再多设置多路的太阳能熔化装置、熔滴喷射装置10和分拣装置11来进行分流。

在本实施例中，位置固定件选用泥块，最好是橡皮泥，橡皮泥柔软且可塑性强，所以当第一凸轮轴放置到橡皮泥上，便会在橡皮泥上留下压痕，然后起到了固定凸轮轴的作用，避免了在运输过程中凸轮轴胡乱滚动，从而为后面的工作造成了很大的麻烦的问题。其中第一运输结构2、第二运输结构4以及第三运输结构7都是由若干辊轮以及驱动电机和传输皮带组成。而在本申请中的所有的电机都使用伺服电机，从而使得控制更加精准。

遮光桥5与运输槽3固定连接，位于第三运输结构7的首端，安装在太阳能熔化装置输入方向。三号红外线传感器8安装在运输槽3上，位于运输槽3的尾端即第三运输结构7的尾端，与上位机通信连接。二号红外线传感器安装在遮光桥5所在段的运输槽3上，与上位机通信连接。一号红外线传感器9安装在第一运输结构2所在段的运输槽3上，与上位机通信连接，位于一号连接杆41和二号连接杆48之间，而且更加靠近二号连接杆48的方向。本申请中的一号红外传感器9、二号红外传感器以及三号红外传感器8的都有红外线发射器和红外线接收器组成，当有物体通过时，便会阻断红外线，使得红外线接收器无法接收到红外线。在二号红外线传感器的位置，由于太阳能熔化装置需要聚光和反射光，所以此处的光线强度较高且较为杂乱，会影响红外线传感器的检测，所以设置了遮光桥5。

本申请的整体工作原理为，在第一运输结构2的首端放置位置固定件，当位置固定件运动到一号红外线传感器9所在位置时，第一运输结构2停止运行，此时位于一号连接杆41和二号连接杆48下方的凸轮轴将扫面完毕的凸轮轴放置在橡皮泥上，然后第一运输结构2继续运行将凸轮轴和橡皮泥送至第二运输结构4，二号红外线传感器用于确认带有凸轮轴的橡皮泥进入到第三运输结构7，在确认橡皮泥进入到第三运输结构7后，第二运输结构4停止运行，再一段时间后，第三运输结构7停止运行，此时进行裂纹熔化工作，裂纹熔化结束后，第二运输结构4和第三运输都继续运行。三号红外线传感器8用于检测橡皮泥是否即将从第三运输结构7离开并即将到达喷射平台107上，以此来控制凸轮轴捕捉装置108对凸轮轴进行捕捉活动，然后再由凸轮轴捕捉装置108带着凸轮轴和橡皮泥完成修补工作，然后再进行分拣。本发明所述的系统集裂纹位置确认、裂纹熔化和熔滴喷射修复为一体，实现了全自动化的操作；而且本申请中利用太阳能作为裂纹熔化的主要能源，节省了大量的电能；在熔滴喷射方面没有采用常规的高温加热补料使其熔融的方式，而采用涡流加热补料，使得安全系数更高，而且更加环保。

由于本申请中多处地方环境较为恶劣，难以布置一些反馈用的传感器，所以关于一号电机44、二号电机47、三号电机117四号电机116、移动电机423、转动电机424以及升降电机421的控制都是采用参数控制的方式，及对于电机的转速、转动圈数都是与实际尺寸相关的预设参数，然后关于转动电机424的转动角度来源于扫描结果中的X轴的数值或者差值，其中关于一号气泵反馈的压力值的第一预设阀值和第二预设阀值也是需要根据实际需要去设定的参数。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.一种凸轮轴修复系统，包括位置固定件、上位机和支撑脚，其特征在于，还包括:

凸轮轴扫描装置，用于检测凸轮轴上的裂纹位置，与上位机通信连接；

太阳能熔化装置，用于对裂纹进行熔化，与上位机通信连接；

熔滴喷射装置，用于将熔融的铁水喷射在需要修补的裂纹位置，与上位机通信连接；

分拣装置，用于将修补完成的凸轮轴进行分类，与上位机通信连接；

运输系统，用于运输凸轮轴并依次经过凸轮轴扫描装置和太阳能熔化装置，最终将凸轮轴送至熔滴喷射装置，与上位机通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种凸轮轴修复系统，其特征在于，所述的凸轮轴扫描装置包括：

框体，与支撑脚固定连接；

一号滚珠丝杠，安装在框体上，与框体转动连接；

二号滚珠丝杠，安装在框体上，与框体转动连接；

一号电机，固定安装在框体上，其轴端与一号滚珠丝杠固定连接，与上位机通信连接；

二号电机，固定安装在框体上，其轴端与二号滚珠丝杠固定连接，与上位机通信连接；

红外扫描机，固定安装在框体上，与上位机通信连接；

凸轮轴预置装置，用于放入凸轮轴，与支撑脚固定连接；

一号连接杆，安装在一号滚珠丝杠上，与一号滚珠丝杠的螺母固定连接；

二号连接杆，安装在二号滚珠丝杠上，与二号滚珠丝杠的螺母固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种凸轮轴修复系统，其特征在于，所述的在一号连接杆和二号连接杆的杆壁上还设有第一齿条，所述的第一齿条沿着一号连接杆和二号连接杆的延伸方向固定安装在一号连接杆和二号连接杆上；所述的一号连接杆和二号连接杆的下端分别设有凸轮轴抓取装置。

4.根据权利要求2所述的一种凸轮轴修复系统，其特征在于，所述的凸轮轴预置装置包括：

矩形容纳槽，为无盖盒体，与支撑脚固定连接；

推板，安装在矩形容纳槽中，平行于矩形容纳槽的一边，与矩形容纳槽滑动连接；

弹簧，一端固定安装在矩形容纳槽的一侧面，另一端与推板的一面固定连接；

所述矩形容纳槽垂直于推板的两边的端部开有缺口。

5.根据权利要求1所述的一种凸轮轴修复系统，其特征在于，所述的太阳能熔化装置包括：

反射镜，用于反射太阳光；

若干液压升降柱，一端放置在地面上，一端与反射镜的背面铰接，与上位机通信连接；

凹面镜，凹面朝下安装在反射镜的上方，用于汇聚反射镜反射的太阳光；

一号固定杆，一端与凸轮轴扫描装置固定连接，另一端与凹面镜的外表面固定连接；

二号固定杆，一端与熔滴喷射装置固定连接，另一端与凹面镜的外表面固定连接；

三号固定杆，位于凹面镜的一侧垂直于一号固定杆安装，与一号固定杆固定连接；

四号固定杆，位于凹面镜的另一侧，垂直于二号固定杆安装，与二号固定杆固定连接；

所述的三号固定杆和四号固定杆的外壁上都设有第二齿条，所述第二齿条沿着三号固定杆和四号固定杆延伸方向固定安装在三号固定杆和四号固定杆上；所述的三号固定杆和四号固定杆的另一端都安装有凸轮轴抓取装置。

6.根据权利要求1所述的一种凸轮轴修复系统，其特征在于，所述的熔滴喷射装置包括：

喷射平台，与支撑脚固定连接；

熔滴喷射结构，安装在喷射平台上，与上位机通信连接；

连接柱，连接柱的一端与喷射平台固定连接，另一端与熔滴喷射结构固定连接；

所述的熔滴喷射结构包括：

箱体，与喷射平台通过连接柱固定连接；

电磁熔炉，安装在箱体中，与上位机通信连接；

二号气泵，安装在箱体外，与上位机通信连接；

陶瓷喷射管，固定安装在电磁熔炉的底部；

高温熔滴喷射头，固定安装在陶瓷喷射管上，用于喷射熔滴；

陶瓷止向阀，安装在陶瓷喷射管上，用于防止熔融液体倒流；

陶瓷通气管，一端安装在陶瓷止向阀下方，与陶瓷喷射管连通，另一端与二号气泵连接；

所述陶瓷通气管与二号气泵连接端高于陶瓷止向阀的高度。

7.根据权利要求6所述的一种凸轮轴修复系统，其特征在于，所述的分拣装置包括：

四号电机，与喷射平台固定连接，与上位机电连接；

横向移动台，与四号电机啮合；

所述喷射平台在横向移动台的下方沿着横向移动台的移动方向开有导向槽；

所述横向移动台的一面上固定设置有第三齿条，所述第三齿条与四号电机啮合；

所述横向移动台的底面设有条状凸起，所述条状凸起安装在导向槽中，与导向槽滑动连接，所述横向移动台的一端开有通孔；

一号斜坡，固定安装在喷射平台的一侧；

二号斜坡，固定安装在喷射平台的另一侧；

一号分拣箱，位于一号斜坡的下方，用于收集凸轮轴；

二号分拣箱，位于二号斜坡的下方，用于收集凸轮轴；

三号气泵，安装在横向移动台上，与横向移动台固定连接，与推动杆的尾部连通；

三号电机，固定安装在横向移动台上，与上位机通信连接；

凸轮轴捕捉装置，放置在喷射平台上，与喷射平台相接触，用于捕捉和运输凸轮轴；

推动杆，一端与凸轮轴捕捉装置连接，另一端穿过横向移动台的通孔。

8.根据权利要求7所述的一种凸轮轴修复系统，其特征在于，所述的凸轮轴捕捉装置包括：

盒体，放置在喷射平台上，与喷射平台相接触；

中心孔，为贯穿盒体的通孔，一端与推动杆固定连接；

限位环，安装在中心孔的另一端，限位环的外壁与中心孔的内壁固定连接；

底板，为圆形片，底板的侧壁与中心孔的内壁固定连接，位于中心孔内；

弹性橡胶筒，为圆筒状结构，一端与限位环的内壁固定连接，另一端与底板的表面固定连接；

弹性橡胶筒与中心孔之间的底板为环形，在底板的环形处设有若干小孔；

所述推动杆为空心杆，且在推动杆上固定安装有第五齿条，所述第五齿条与三号电机啮合。

9.根据权利要求3或5所述的一种凸轮轴修复系统，其特征在于，所述的凸轮轴抓取装置包括：

转动内筒，用于夹持凸轮轴的端部且对凸轮轴进行转动；所述转动内筒的一端的内壁上设有至少三个位于同一水平面的紧固结构；所述紧固结构包括弹性气囊和弧形瓷片，所述弹性气囊的一面与转动内筒的内壁固定连接，另一面与弧形瓷片的外表面固定连接；所述的转动内筒中还设有一号气泵，所述一号气泵与转动内筒固定连接，与弹性气囊通过通气管连接；所述一号气泵中设有气压传感器，与上位机通信连接，用于检测弹性气囊中的气压；

移动外筒，套在转动内筒外,与转动内筒转动连接；所述移动外筒的外壁上设有沿着移动外筒延伸方向的第四齿条；

固定筒,套在移动外筒外,与移动外筒滑动连接；所述固定筒的外壁上开有通孔；

升降筒，为空心圆筒,垂直于固定筒安装,升降筒的第一端与固定筒固定连接；所述升降筒与固定筒通过通孔连通；

升降电机，固定安装在升降筒的第二端的外壁上，用于控制凸轮抓取装置的升降；

移动电机，固定安装在升降筒的第一端的外壁上，与移动外筒上的第四齿条啮合，用于控制移动外筒进行移动；

转动电机，固定安装在移动外筒的尾端,与移动外筒固定连接；

对于权利要求3中所述的一号连接杆或二号连接杆，所述升降筒的第二端分别套在一号连接杆、二号连接杆上，且所述升降电机的轴端安装有齿轮，该齿轮与一号连接杆或二号连接杆上的第一齿条啮合；

对于权利要求5中所述的三号固定杆或四号固定杆，所述升降筒的第二端分别套在三号固定杆、四号固定杆上，且所述升降电机的轴端安装有齿轮，该齿轮与三号固定杆或四号固定杆上的第二齿条啮合。

10.根据权利要求1所述的一种凸轮轴修复系统，其特征在于，所述的运输系统包括：

运输槽，将凸轮轴扫描装置和太阳能熔化装置连通，防止凸轮轴在运输途中掉落；

第一运输结构，与运输槽固定连接，与上位机通信连接，用于将位置固定件运输到凸轮轴扫描装置中；

第二运输结构，与运输槽固定连接，与上位机通信连接，安装在凸轮轴扫描装置和太阳能熔化装置之间，用于临时存放凸轮轴；

第三运输结构，与运输槽固定连接，与上位机通信连接，经过太阳能熔化装置，用于将位置固定件和凸轮轴运输到太阳能熔化装置中的固定位置并运出到熔滴喷射装置上；

遮光桥，与运输槽固定连接，安装在太阳能熔化装置输入方向；

三号红外线传感器，安装在运输槽尾端，与上位机通信连接；

二号红外线传感器，安装在遮光桥所在段的运输槽上，与上位机通信连接；

一号红外线传感器，安装在第一运输结构所在段的运输槽上，与上位机通信连接；

所述运输槽的下表面与支撑脚固定连接。

Images