CN111791080A - 机油泵外壳加工的上下料设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机油泵外壳的上下料设备，包括上料架和下料架，上料架上设置有上料托盘，下料架上设置有下料托盘，上料架的一侧设置有第一定位夹具，下料架的一侧设置有第二定位夹具，第一定位夹具和第二定位夹具分别定位机油泵外壳的正面和背面，机械臂的端部设置有一夹取工装，其可以从正面或背面夹持机油泵外壳，上料架和下料架之间还设置有一中转架，其上设置有一将机油泵外壳竖立的支撑座。本发明实现了机油泵外壳的自动化上下料，且通过设置中转架过渡完成了机油泵外壳在送料过程中的翻转，简化了流水线布置和控制设计，提高了生产效率及质量，降低了生产成本。

Description

机油泵外壳加工的上下料设备及方法

技术领域

本发明涉及机油泵生产加工技术领域，特别涉及一种机油泵外壳加工的上下料设备及方法。

背景技术

机油泵是发动机中的一个重要部件，作用是将机油提高到一定压力后，强制地压送到发动机各零件的运动表面，提供润滑、避免发动机过度磨损。机油泵安装在机油泵外壳内，机油泵外壳的结构极为复杂，可参照图2至图6等，其生产加工过程中需要在特制的夹具上固定，再通过机床加工。由于机油泵外壳的正面和背面均需要进行多次加工，因此加工过程中需要对机油泵外壳进行翻转，以便于两面的加工。另外，基于其结构的复杂性，机油泵外壳以不同姿态被夹具固定时，其基准面和定位点均有变化，采用常规的夹具和送料流水线难以满足机油泵外壳的全自动化加工需求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种能进行机油泵外壳上料和下料的方案，配合加工机床全自动化完成机油泵外壳的加工，提升加工效率和质量。

为了达到上述目的，本发明提供了一种机油泵外壳加工的上下料设备，包括上料架和下料架，所述上料架上设置有上料托盘，所述下料架上设置有下料托盘，所述上料托盘和所述下料托盘上均设置有定位机油泵外壳的定位结构，所述上料架的一侧设置有第一定位夹具，所述下料架的一侧设置有第二定位夹具，所述第一定位夹具和所述第二定位夹具分别定位机油泵外壳的正面和背面，加工机床对所述第一定位夹具上的机油泵外壳背面加工，对所述第二定位夹具上的机油泵外壳正面加工，所述设备还包括一机械臂，所述机械臂的端部设置有一夹取工装，所述夹取工装可以从正面或背面夹持机油泵外壳，所述上料架和所述下料架之间还设置有一中转架，所述中转架上设置有一将机油泵外壳竖立的支撑座。

进一步地，所述定位结构包括至少两根定位柱，所述定位柱的顶端设置有锥形凸起，所述锥形凸起与机油泵外壳上连通正面与背面的通孔相对应。

进一步地，所述第一定位夹具包括第一夹具底座、设置在所述第一夹具底座一侧的第一支撑板、以及设置在所述第一支撑板上的第一支撑平台，所述第一支撑平台上设置有第一支撑块和至少两个第一支撑柱，所述第一支撑块支撑机油泵外壳的正面，所述第一支撑柱的顶端设置锥形凸起，所述锥形凸起与机油泵外壳上连通正面与背面的通孔相对应，所述第一支撑平台的两侧还设置有至少两个第一转角缸，所述第一转角缸的活塞杆端部设置压紧螺栓。

进一步地，所述第二定位夹具包括第二夹具底座、设置在所述第二夹具底座一侧的第二支撑板、以及设置在所述第二支撑板上的第二支撑平台，所述第二支撑平台上设置有至少两个第二支撑柱，所述第二支撑板支撑机油泵外壳的背面，所述第二支撑柱的顶端设置锥形凸起，所述锥形凸起与机油泵外壳上连通正面与背面的通孔相对应，所述第二支撑平台的两侧还设置有至少两个第二转角缸，所述第二转角缸的活塞杆端部设置压紧螺栓。

进一步地，所述第一支撑平台与所述第一支撑板、所述第二支撑平台与所述第二支撑板之间分别设置第一平台旋转电机和第二平台旋转电机，所述第一平台旋转电机与所述第一支撑板固定连接，输出轴与所述第一支撑平台固定连接，所述第二平台旋转电机与所述第二支撑板固定连接，输出轴与所述第二支撑平台固定连接。

进一步地，所述夹取工装包括工装板，所述工装板上设置有至少一个夹取座，每个所述夹取座的夹取面相对地设置有至少两个夹取气缸，所述夹取气缸平行所述夹取面设置，所述夹取气缸的活塞杆端部设置夹取块，其中一侧所述夹取气缸上的夹取块外侧面为平面，另一侧所述夹取气缸上的夹取块外侧面为弧面。

进一步地，所述夹取座与所述工装板通过直线轴承结构活动连接，所述直线轴承结构上套设有弹簧。

进一步地，所述支撑座包括至少两个对机油泵外壳侧壁支撑的支撑结构，所述机油泵外壳放置在所述支撑座上时，其正面和背面均位于竖直平面内。

本发明还提供了一种机油泵外壳加工的上下料方法，具体包括如下步骤：

步骤一，将机油泵外壳背面朝上地放置在上料托盘上，通过上料托盘上的定位结构定位；

步骤二，机械臂的夹取工装夹取机油泵外壳，将机油泵外壳保持背面朝上地上料至第一定位夹具，被第一定位夹具夹持定位；

步骤三，机床完成背面加工后，机械臂的夹取工装夹取机油泵外壳，先移动至中转架的正上方，再旋转90度使机油泵外壳竖立，放置在支撑座上；

步骤四，机械臂的夹取工装松开后从另一侧夹取机油泵外壳，再旋转90度使机油泵外壳正面朝上，移动至第二定位夹具，被第二定位夹具夹持固定；

步骤五，机床完成正面加工后，机械臂的夹取工装夹取机油泵外壳，正面朝上地移动至下料托盘，通过下料托盘上的定位结构定位；

步骤六，将下料托盘上完成加工的机油泵外壳取走。

本发明的上述方案有如下的有益效果：

本发明通过机械臂将机油泵外壳在上料架、下料架与加工中心之间转运，实现了机油泵外壳的自动化上下料，配合机床完成其正面和背面的加工，依靠各个定位夹具和夹取工装结构确保转运和加工定位的精准性，另外本发明通过设置中转架过渡实现了机油泵外壳在送料过程中的翻转，便于在同一流水线上对其正面和背面进行加工，简化了流水线布置和控制设计，提高了生产效率及质量，降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的上料托盘结构示意图；

图3为本发明的第一定位夹具结构示意图；

图4为本发明的第二定位夹具结构示意图；

图5为本发明的夹取工装结构示意图；

图6为本发明的中转架结构示意图。

【附图标记说明】

1-上料架；2-下料架；3-上料托盘；4-下料托盘；5-机油泵外壳；6-定位柱；7-锥形凸起；8-通孔；9-第一定位夹具；10-第二定位夹具；11-第一加工中心；12-第二加工中心；13-机械臂；14-夹取工装；15-中转架；16-支撑座；17-第一夹具底座；18-第一支撑板；19-第一支撑平台；20-第一支撑块；21-第一支撑柱；22-第一转角缸；23-压紧螺栓；24-第二夹具底座；25-第二支撑板；26-第二支撑平台；27-第二支撑柱；28-第二转角缸；29-第一平台旋转电机；30-第二平台旋转电机；31-工装板；32-夹取座；33-夹取气缸；34-夹取块；35-直线轴承结构；36-弹簧。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例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。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1：

如图1所示，本发明的实施例1提供了一种机油泵外壳加工的上下料设备，包括上料架1和下料架，在上料架1上设置上料托盘3，下料架2上设置下料托盘4，上料托盘3和下料托盘4上均设置有定位机油泵外壳5的定位结构。由于机油泵外壳5的不规则性，因此通过设置在托盘上的定位结构对机油泵外壳5定位，使得机油泵外壳5在托盘上被定位后保持固定的姿态，确保后续的准确夹取。具体如图2所示，定位结构包括两根定位柱6，定位柱6的顶端均设置有锥形凸起7，定位时锥形凸起7插入机油泵外壳5上连通正面与背面的通孔8，对机油泵外壳5形成两点定位。另外，定位柱6设置不同高度，与机油泵外壳5平放时其通孔所在的不同高度位置保持一致，从而使机油泵外壳5放置在托盘上时整体保持水平。

上料架1的一侧设置有第一定位夹具9，下料架2的一侧设置有第二定位夹具10，第一定位夹具9和第二定位夹具10分别定位机油泵外壳5的正面和背面，加工机床对第一定位夹具9上的机油泵外壳5背面加工，对第二定位夹具10上的机油泵外壳5正面加工。在本实施例中，第一定位夹具9和对应的机床均设置在箱型的第一加工中心11内，第二定位夹具10和对应的机床均设置在箱型的第二加工中心12内，在相应的加工中心分别对机油泵外壳5正面或背面的多个加工位置集中加工。

同时，设备还包括一机械臂13，机械臂13的最大工作半径包括了上料架1、下料架2、第一加工中心11和第二加工中心12。在机械臂13的端部设置有一夹取工装14，其可以从正面或背面夹持机油泵外壳5。上料架1和下料架2之间还设置有一中转架15，中转架15上设置有一将机油泵外壳5竖立的支撑座16，其作用是使机械臂13的夹取工装14在需要翻转机油泵外壳5时，先夹持其正面，再翻转90度使机油泵外壳5为竖立姿态，并放置在支撑座16上过渡。夹取工装14在松开机油泵外壳5后，机械臂13移动至机油泵外壳5另一侧，从背面夹取，最后翻转90度完成机油泵外壳5背面朝上转换至正面朝上的过程，使得机械臂13可以将第一加工中心11完成背面加工的机油泵外壳5翻转后正面朝上地输送至第二加工中心12的第二定位夹具10上，对正面进行加工。

如图3所示，第一定位夹具9包括第一夹具底座17、设置在第一夹具底座17一侧的第一支撑板18、以及设置在第一支撑板18上的第一支撑平台19。第一支撑平台19上设置有第一支撑块20和两个第一支撑柱21，第一支撑块20支撑机油泵外壳5正面的凸起部分。第一支撑柱21的顶端设置锥形凸起7，锥形凸起7和托盘上的作用相同，均用于定位机油泵外壳5上的通孔8。第一支撑平台19的两侧均设置第一转角缸22，转角缸具有伸缩和回转的功能，当机油泵外壳5被第一支撑柱21定位后，第一转角缸22先回转使活塞杆端部的压紧螺栓23对准预设的压紧位置，再驱动压紧螺栓23下压将机油泵外壳5的两端压紧在夹具上。

如图4所示，第二定位夹具10包括第二夹具底座24、设置在第二夹具底座24一侧的第二支撑板25、以及设置在第二支撑板25上的第二支撑平台26。由于机油泵外壳5背面的安装面共面，因此依靠第二支撑板25直接支撑机油泵外壳5的背面安装面。第二支撑平台26上设置两个第二支撑柱27，第二支撑柱27的顶端同样设置锥形凸起7。另外第二支撑平台26的两侧也设置两个第二转角缸28，其活塞杆端部设置压紧螺栓23，作用原理和第一转角缸22类似，这里不再赘述。

作为优选的实施方式，第一支撑平台19与第一支撑板18、第二支撑平台26与第二支撑板25之间分别设置第一平台旋转电机29和第二平台旋转电机30，第一平台旋转电机29与第一支撑板18固定连接，输出轴与第一支撑平台19固定连接，第二平台旋转电机30与第二支撑板25固定连接，输出轴与第二支撑平台26固定连接。因此，第一支撑平台19和第二支撑平台26分别可以通过对应的旋转电机驱动，自动调整倾斜角度，从而控制被夹具夹持的机油泵外壳5的倾斜角度，灵活适应机床的加工需求。

如图5所示，设置在机械臂13端部的夹取工装14包括工装板31，其上设置有至少一个夹取座32，在本实施例中为两个，每个夹取座32的夹取面相对地设置有至少两个夹取气缸33，在本实施例中为两个。夹取气缸33平行夹取面设置，其活塞杆端部均设置夹取块34，其中一侧的夹取气缸33上的夹取块34外侧面设置为平面，另一侧夹取气缸33上的夹取块34外侧面设置为弧面，与机油泵外壳5的轮廓相适应。夹取时，外侧面为平面的夹取块34贴合机油泵外壳5的平面侧，外侧面为弧面的夹取块34贴合机油泵外壳5与平面侧相对的弧面侧，通过两个夹取块34将机油泵外壳5夹取，且机油泵外壳5的正面或背面与夹取面贴合。

作为优选的实施方式，夹取座32与工装板31通过直线轴承结构35活动连接，同时在直线轴承结构35上套设有弹簧36，使得夹取座32与工装板31之间为弹性活动连接。因此在夹取工装14夹取机油泵外壳5的过程中，夹取座32的夹取面与机油泵外壳5的正面或背面也为弹性接触，产生缓冲作用，防止机械臂13动作对机油泵外壳5需要精加工的正面或背面造成硬性碰撞而损坏。

如图6所示，支撑座16包括至少两个对机油泵外壳5侧壁支撑的支撑结构，且具有一定的高度差。其中一个支撑结构为卡槽型，将机油泵外壳5的一个位置支撑，限制其绕X轴的旋转自由度，另一个支撑结构为平板型，将机油泵外壳5的另一个位置支撑，限制其绕Y轴的旋转自由度，并使壳体能稳定放置。当机油泵外壳5放置在支撑座16上时，其正面和背面均位于竖直平面内，同时其被夹取块34夹取的两个侧面位于左、右两个位置，方便机械臂13的夹取。

实施例2：

本发明的实施例2提供了一种机油泵外壳加工的上下料方法，具体包括如下步骤：

步骤一，将机油泵外壳5背面朝上地放置在上料托盘3上，通过上料托盘3的定位结构定位，以便于机械臂13的准确夹取和搬运；

步骤二，机械臂13的夹取工装14夹取机油泵外壳5，使其背面紧贴夹取座32的夹取面，保持水平姿态而使机油泵外壳5背面朝上，将其上料至第一定位夹具9，使通孔8对准第一支撑柱21的锥形凸起7，夹取工装14放置后第一定位夹具9的第一转角缸22旋转下压，将机油泵外壳5固定在第一定位夹具9上；

步骤三，第一加工中心11的机床完成机油泵外壳5背面加工后，六自由度机械臂13的夹取工装14夹取机油泵外壳5，先移动至中转架15的正上方，再旋转90度使机油泵外壳5为竖立姿态，其正面和背面均位于竖直平面内，同时其被夹取块34夹取的两个侧面位于左、右两个位置，机械臂13将其放置在支撑座16上；

步骤四，机械臂13的夹取工装14松开后从另一侧夹取机油泵外壳5，使得机油泵外壳5的正面紧贴夹取座32的夹取面，再旋转90度使机油泵外壳5为正面朝上姿态，将其上料至第二定位夹具10，被第二定位夹具10夹持固定；

步骤五，第二加工中心12的机床完成正面加工后，机械臂13的夹取工装夹取机油泵外壳5，正面朝上地移动至下料托盘4，通过下料托盘4上的定位结构定位；

步骤六，将下料托盘4上完成加工的机油泵外壳5取走。

上述方法实现了机油泵外壳5上下料过程中的翻转，便于在同一流水线上对其正面和背面进行加工，简化了流水线布置和控制设计，提高了生产效率及质量，降低了生产成本。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种机油泵外壳的上下料设备，其特征在于，包括上料架和下料架，所述上料架上设置有上料托盘，所述下料架上设置有下料托盘，所述上料托盘和所述下料托盘上均设置有定位机油泵外壳的定位结构，所述上料架的一侧设置有第一定位夹具，所述下料架的一侧设置有第二定位夹具，所述第一定位夹具和所述第二定位夹具分别定位机油泵外壳的正面和背面，加工机床对所述第一定位夹具上的机油泵外壳背面加工，对所述第二定位夹具上的机油泵外壳正面加工，所述设备还包括一机械臂，所述机械臂的端部设置有一夹取工装，所述夹取工装可以从正面或背面夹持机油泵外壳，所述上料架和所述下料架之间还设置有一中转架，所述中转架上设置有一将机油泵外壳竖立的支撑座。

2.根据权利要求1所述的机油泵外壳的上下料设备，其特征在于，所述定位结构包括至少两根定位柱，所述定位柱的顶端设置有锥形凸起，所述锥形凸起与机油泵外壳上连通正面与背面的通孔相对应。

3.根据权利要求1所述的机油泵外壳的上下料设备，其特征在于，所述第一定位夹具包括第一夹具底座、设置在所述第一夹具底座一侧的第一支撑板、以及设置在所述第一支撑板上的第一支撑平台，所述第一支撑平台上设置有第一支撑块和至少两个第一支撑柱，所述第一支撑块支撑机油泵外壳的正面，所述第一支撑柱的顶端设置锥形凸起，所述锥形凸起与机油泵外壳上连通正面与背面的通孔相对应，所述第一支撑平台的两侧还设置有至少两个第一转角缸，所述第一转角缸的活塞杆端部设置压紧螺栓。

4.根据权利要求3所述的机油泵外壳的上下料设备，其特征在于，所述第二定位夹具包括第二夹具底座、设置在所述第二夹具底座一侧的第二支撑板、以及设置在所述第二支撑板上的第二支撑平台，所述第二支撑平台上设置有至少两个第二支撑柱，所述第二支撑板支撑机油泵外壳的背面，所述第二支撑柱的顶端设置锥形凸起，所述锥形凸起与机油泵外壳上连通正面与背面的通孔相对应，所述第二支撑平台的两侧还设置有至少两个第二转角缸，所述第二转角缸的活塞杆端部设置压紧螺栓。

5.根据权利要求4所述的机油泵外壳的上下料设备，其特征在于，所述第一支撑平台与所述第一支撑板、所述第二支撑平台与所述第二支撑板之间分别设置第一平台旋转电机和第二平台旋转电机，所述第一平台旋转电机与所述第一支撑板固定连接，输出轴与所述第一支撑平台固定连接，所述第二平台旋转电机与所述第二支撑板固定连接，输出轴与所述第二支撑平台固定连接。

6.根据权利要求1所述的机油泵外壳的上下料设备，其特征在于，所述夹取工装包括工装板，所述工装板上设置有至少一个夹取座，每个所述夹取座的夹取面相对地设置有至少两个夹取气缸，所述夹取气缸平行所述夹取面设置，所述夹取气缸的活塞杆端部设置夹取块，其中一侧所述夹取气缸上的夹取块外侧面为平面，另一侧所述夹取气缸上的夹取块外侧面为弧面。

7.根据权利要求6所述的机油泵外壳的上下料设备，其特征在于，所述夹取座与所述工装板通过直线轴承结构活动连接，所述直线轴承结构上套设有弹簧。

8.根据权利要求1所述的机油泵外壳的上下料设备，其特征在于，所述支撑座包括至少两个对机油泵外壳侧壁支撑的支撑结构，所述机油泵外壳放置在所述支撑座上时，其正面和背面均位于竖直平面内。

9.一种机油泵外壳加工的上下料方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，将机油泵外壳背面朝上地放置在上料托盘上，通过上料托盘上的定位结构定位；

步骤二，机械臂的夹取工装夹取机油泵外壳，将机油泵外壳保持背面朝上地上料至第一定位夹具，被第一定位夹具夹持定位；

步骤三，机床完成背面加工后，机械臂的夹取工装夹取机油泵外壳，先移动至中转架的正上方，再旋转90度使机油泵外壳竖立，放置在支撑座上；

步骤四，机械臂的夹取工装松开后从另一侧夹取机油泵外壳，再旋转90度使机油泵外壳正面朝上，移动至第二定位夹具，被第二定位夹具夹持固定；

步骤五，机床完成正面加工后，机械臂的夹取工装夹取机油泵外壳，正面朝上地移动至下料托盘，通过下料托盘上的定位结构定位；

步骤六，将下料托盘上完成加工的机油泵外壳取走。

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