CN112111747A - 一种硬质合金刀具清洗、涂层生产线及方法 - Google Patents

一种硬质合金刀具清洗、涂层生产线及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种硬质合金刀具清洗、涂层生产线及方法，包括：清洗装置及涂层装置，清洗装置及涂层装置之间设有机械手；清洗装置包括支架，支架下方依次设置清洗机构和烘干机构，支架连接有移动机构，移动机构连接有升降机构，升降机构能够与刀具工装架连接，刀具工装架用于放置刀具工装；涂层装置包括涂层室，涂层室内设有平面靶机构，涂层室内还设有转盘组件，转盘组件能够与多个刀具工装连接，刀具工装能够在转盘组件带动下绕涂层室轴线转动同时绕自身轴线转动，本发明的生产线工作效率高，劳动强度低。

Description

一种硬质合金刀具清洗、涂层生产线及方法
技术领域
本发明涉及清洗及涂层技术领域，具体涉及一种硬质合金刀具清洗、涂层生产线及方法。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
涂层刀具是在强度和韧性较好的硬质合金或高速钢基体表面上，利用气相沉积方法涂覆一薄层耐磨性好的难熔金属或非金属化合物而制备的。涂层作为一个化学屏障和热屏障，减少了刀具与工件间的扩散和化学反应，从而减少了基体的磨损。涂层刀具具有表面硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化、摩擦系数小和热导率低等特性，切削时与未涂层刀具相比可以提高寿命，提高切削速度，提高加工精度，降低刀具消耗费用。
刀具涂层需要用到真空涂层机，并且在涂层前需要保证刀具表面的光洁度，因此在涂层前需要对刀具进行清洗，刀具清洗需要用到清洗装置。
但发明人发现，目前的刀具清洗和涂层设备存在以下缺陷：
1.清洗和涂层设备之间无法实现刀具的自动运送，需要人工将清洗后的刀具送入涂层设备，降低了生产效率，增加了劳动强度。
2.清洗装置清洗方式单一，清洗效果不好。
3.涂层设备在刀具表面形成的涂层厚度不均匀，涂层质量差。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种硬质合金刀具清洗、涂层生产线，生产效率高，且清洗和涂层质量好。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明的实施例提供了一种硬质合金刀具清洗、涂层生产线，其特征在于，包括：清洗装置及涂层装置，清洗装置及涂层装置之间设有机械手；
清洗装置包括支架，支架下方依次设置清洗机构和烘干机构，支架连接有移动机构，移动机构连接有升降机构，升降机构能够与刀具工装架连接，刀具工装架用于放置刀具工装；
涂层装置包括涂层室，涂层室内设有平面靶机构，涂层室内还设有转盘组件，转盘组件能够与多个刀具工装连接，刀具工装能够在转盘组件带动下绕涂层室轴线转动同时绕自身轴线转动。
结合第一方面，本发明的实施例了提供了第一方面的一种可能实施方式，所述清洗机构包括冲洗机构和漂洗机构，所述冲洗机构采用高压冲洗池，高压冲洗池能够对其内部的刀具进行高压水冲洗，所述漂洗机构包括多个超声清洗池，相邻超声清洗池之间设有清水漂洗池，超声清洗池、清水漂洗池内设有能够上下运动的升降件，升降件与用于驱动其做升降运动的漂洗组件连接。
第二方面，本发明的实施例提供了一种硬质合金刀具清洗、涂层生产线的工作方法，移动机构带动升降机构沿支架移动，升降机构将连接有刀具的刀具工装放入清洗机构，对刀具进行清洗，清洗完成后，升降机构将刀具工装取出，移动机构带动升降机构运动，升降机构将刀具工装放入烘干机构，对刀具进行烘干，机械手将烘干后的刀具工装送入抽真空的涂层室，并与驱动组件连接，驱动组件带动刀具工装绕涂层室轴线转动的，同时刀具工装在驱动组件的带动下绕自身轴线转动，平面靶机构工作，对刀具进行镀膜。
本发明的有益效果：
1.本发明的生产线，设有机械手，能够利用机械手实现刀具在清洗装置和涂层装置之间的运送，无需人工运送，自动化程度高，提高了工作效率，降低了工作人员的劳动强度。
2.本发明的生产线，清洗机构包括冲洗机构和漂洗机构，漂洗机构采用交替设置的超声清洗池和清水漂洗池，具有多道清洗工序，清洗效果好，且具有烘干机构，能够对清洗后的刀具进行烘干，保证了后续涂层的质量。
3.本发明的生产线，刀具工装能够在驱动组件带动下绕涂层室轴线转动同时绕自身轴线转动，保证了刀具涂层厚度的均匀，提高了涂层质量。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1为本发明实施例1整体结构轴测图；
图2为本发明实施例1清洗装置轴测图；
图3为本发明实施例1升吊装置轴测图；
图4为本发明实施例1移动机构轴测图；
图5为本发明实施例1拆去罩板后移动机构轴测图；
图6为本发明实施例1滚轮安装方式剖视图；
图7为本发明实施例1升吊装置平衡组件轴测图；
图8为本发明实施例1升降机构轴测图；
图9为本发明实施例1拆去罩板后升降机构轴测图；
图10为本发明实施例1升吊装置执行组件轴测图；
图11为本发明实施例1升吊装置执行组件局部剖视图；
图12为本发明实施例1清洗线轴测图；
图13为本发明实施例1高压冲洗池轴测图；
图14为本发明实施例1高压冲洗池腔轴测图；
图15为本发明实施例1高压冲水管轴测图；
图16为本发明实施例1烘干机构轴测图；
图17为本发明实施例1烘干池腔轴测图；
图18为本发明实施例1烘干池腔爆炸图；
图19为本发明实施例1漂洗池轴测图；
图20为本发明实施例1超声清洗池轴测图；
图21为本发明实施例1超声清洗池爆炸图；
图22为本发明实施例1漂洗组件轴测图；
图23为摆动从动件凸轮机构原理图；
图24为曲柄滑块机构原理图；
图25为本发明实施例1支架轴测图；
图26为本发明实施例1清洗线工装轴测图；
图27为本发明实施例1刀具工装架轴测图；
图28为本发明实施例1刀具工装示意图；
图29为本发明实施例1传送机构轴测图；
图30为本发明实施例1涂层装置轴测图；
图31为本发明实施例1涂层室轴测图；
图32为本发明实施例1平面靶机构挡板关闭轴测图；
图33为本发明实施例1平面靶机构挡板打开轴测图；
图34为本发明实施例1平面靶机构爆炸图；
图35为本发明实施例1引弧装置轴测图；
图36为本发明实施例1引弧装置剖视图；
图37为本发明实施例1转盘组件轴测图；
图38为本发明实施例1转盘组件爆炸图；
图39为本发明实施例1转动组件剖视图；
图40为行星齿轮原理图；
图41为本发明实施例1机械手轴测图；
图42为本发明实施例1涂层室的另一种实施方式轴测图；
其中，I清洗装置，II涂层装置，III机械手；
I-01超声发生器，I-02升吊装置，I-03清洗线，I-04支架，I-05清洗线工装，I-06清洗线传送带，I-07控制柜；
I-0201移动机构，I-0202升吊装置平衡组件，I-0203升降机构，I-0204升吊装置执行组件；
I-020101移动机构小滚轮，I-020102移动机构罩板，I-020103移动机构小滚轮轴，I-020104移动机构底板，I-020105移动机构轴端挡圈，I-020106移动机构齿轮，I-020107移动机构电机，I-020108移动机构大滚轮轴，I-020109移动机构滚轮架，I-020110移动机构大滚轮，I-020111移动机构电机座；
I-020201升吊装置平衡组件底板，I-020202升吊装置平衡组件滚轮轴，I-020203升吊装置平衡组件滚轮
I-020301升降机构侧罩板，I-020302升降机构电机，I-020303升降机构上罩板，I-020304升降机构底板，I-020305滑轨安装座，I-020306同步带，I-020307同步带轮轴端挡圈，I-020308同步带轮，I-020309滑轨，I-020310升吊执行组件安装座，I-020311升吊执行组件移动座；
I-020401吊板安装架，I-020402吊板；
I-0301高压冲洗池，I-0302烘干机构，I-0303漂洗池；
I-030101高压冲洗池侧板，I-030102气缸安装架，I-030103高压冲洗池盖，I-030104高压冲洗池气缸，I-030105气缸活塞杆接头，I-030106高压冲洗池滑槽，I-030107高压冲洗室，I-030108高压冲洗池前板，I-030109高压冲水管；
I-030201烘干池侧板，I-030202烘干池，I-030203波纹管，I-030204烘干机，I-030205回气管；
I-03020201烘干室，I-03020202烘干网，I-03020203翅片加热器；
I-030301第一超声清洗池，I-030302清水漂洗池，I-030303第二超声清洗池，I-030304漂洗组件；
I-03030101超声振子护罩，I-03030102超声清洗室，I-03030103振动板，I-03030104超声振子；
I-03030401传动板，I-03030402转轮，I-03030403漂洗组件电机，I-03030404上下移动轴，I-03030405带座直线轴承，I-03030406传动杆，I-03030407漂洗横杆，I-03030408传动杆，I-03030409带座轴承，I-03030410传动轴，I-03030411三角板，I-03030412漂洗组件挡圈；
I-0401齿条，I-0402升吊装置平衡架，I-0403升吊装置滚动架，I-0404清洗池安装架；
I-0501刀具工装架，I-0502刀具工装；
I-050101吊环，I-050102孔；
I-050201下托盘，I-050202装刀片杆，I-050203上顶盘，I-050204螺母，I-050205下顶盘，I-050206内六角圆柱头螺钉，I-050207上托盘，I-050208工装盘中间轴；
I-0601输送带，I-0602挡条，I-0603传送带支架；
II-01涂层室，II-02平面靶机构，II-03转盘组件，II-04冷却器，II-05冷却器安装架，II-06气罐，II-07机械泵，II-08罗茨泵，II-09扩散泵，II-10加热管；
II-0101涂层腔体，II-0102扩散泵接口，II-0103平面靶安装座，II-0104涂层盖，II-0105气体接口，II-0106涂层装置气缸；
II-0201平面靶齿轮，II-0202平面靶齿条，II-0203引弧装置，II-0204靶材安装板，II-0205平面靶，II-0206平面靶挡板，II-0207平面靶右侧板，II-0208磁柱滑槽，II-0209平面靶上板，II-0210平面靶后板，II-0211磁柱滚轮，II-0212磁柱，II-0213U型管卡，II-0214冷却管，II-0215平面靶左侧板，II-0216平面靶下板，II-0217磁柱安装杆，II-0218磁柱安装座，II-0219直线模组，II-0220平面靶电机；
II-020301引弧装置座，II-020302弹簧，II-020303移动杆，II-020304压紧螺钉，II-020305引弧针，II-020306限位杆，II-020307电磁铁；
II-0301转动组件电机，II-0302齿圈固定座，II-0303行星轮，II-0304大转盘，II-0305转动轴，II-0306转动组件，II-0307太阳轮，II-0308传动杆，II-0309齿轮轴端挡圈，II-0310齿圈，II-0311联轴器，II-0312带轮，II-0313转动组件减速器；
II-030601平键，II-030602角接触球轴承，II-030603端盖，II-030604轴承套；
III-01上下料机械手，III-02视觉检测装置；
IV-0101涂层室，IV-0102气体接口，IV-0103平面靶槽，IV-0104真空泵接口，IV-0105涂层室盖，IV-0106涂层盖气缸，IV-0107涂层盖直线轴承，IV-0108涂层盖滑动轴，IV-0109加热器接口。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅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。
正如背景技术所介绍的，现有的刀具涂层方法自动化程度低，劳动强度高，针对上述问题，本申请提出了一种硬质合金刀具清洗、涂层生产线。
本申请的一种典型实施方式实施例1中，一种硬质合金刀具清洗、涂层生产线，如图1所示，由清洗装置I，涂层装置II，机械手III组成；清洗装置I与涂层装置II并列放置，机械手III安置在二者中间，清洗装置I加工后的工件经机械手III下料并进一步上料给涂层装置II；
如图2所示，所述清洗装置由超声发生器I-01，升吊装置I-02，清洗线I-03，支架I-04，清洗线工装I-05，传送机构I-06，控制柜I-07组成；超声发生器I-01是把市电转换成与超声波换能器相匹配的高频交流电信号，驱动超声波换能器工作。升吊装置I-02安装在支架I-04上，可沿支架I-04左右移动；清洗线工装I-05可在升吊装置I-02的吊动下分别进入不同功能的清洗线部分中，所有工序完成后被放置在传送机构I-06上；传送机构I-06可将下料后清洗线工装I-05的刀具工装架输送回起点；控制器安装在控制柜I-07中；所述清洗线由清洗机构和烘干机构组成。
如图3所示，升吊装置I-02由移动机构I-0201，升吊装置平衡组件I-0202，升降机构I-0203与升吊装置执行组件I-0204组成；其中移动机构I-0201与升吊装置平衡组件I-0202通过螺栓固连在升降机构I-0203后方，移动机构I-0201安装在升降机构I-0203下部，升吊装置平衡组件I-0202安装在升降机构I-0203上部；升吊装置执行组件I-0204通过螺钉可与升降机构I-0203中移动机构固连；
如图4、图5、图6所示，移动机构I-0201由移动机构小滚轮I-020101，移动机构罩板I-020102，移动机构小滚轮轴I-020103，移动机构底板I-020104，移动机构轴端挡圈I-020105，移动机构齿轮I-020106，移动机构电机I-020107，移动机构大滚轮轴I-020108，移动机构滚轮架I-020109，移动机构大滚轮I-020110，移动机构电机座I-020111组成；为使滚动顺畅，移动机构小滚轮I-020101中间装有轴承，轴承通过移动机构小滚轮轴I-020103的轴肩与下方螺母定位，移动机构小滚轮轴I-020103上方带有螺纹，通过螺母固定在移动机构滚轮架I-020109上；移动机构罩板I-020102固定在移动机构底板I-020104上方，防止杂物落入；移动机构电机I-020107固定在移动机构电机座I-020111上方；在移动机构电机I-020107的输出轴安装有移动机构齿轮I-020106，II-020106一端靠轴肩定位，另一端靠移动机构轴端挡圈I-020105定位，移动机构轴端挡圈I-020105通过螺钉安装在移动机构电机I-020107的输出轴上；移动机构大滚轮I-020110在支架I-04上滚动，移动机构大滚轮I-020110的内部装有轴承，轴承外圈与移动机构大滚轮I-020110配合，轴承内圈与移动机构大滚轮轴I-020108配合，轴承一端靠螺母定位，另一端靠轴肩定位；移动机构大滚轮轴I-020108另一端固定在移动机构滚轮架I-020109上，通过轴肩与螺母固定。其中的移动机构小滚轮、移动机构小滚轮轴、的移动机构大滚轮、移动机构大滚轮轴为相对概念，并不对滚轮及滚轮轴的尺寸进行限定。
如图7所示，升吊装置平衡组件I-0202由升吊装置平衡组件底板I-020201，升吊装置平衡组件滚轮轴I-020202与升吊装置平衡组件滚轮I-020203组成；升吊装置平衡组件滚轮I-020203内安装有轴承，轴承一侧通过升吊装置平衡组件滚轮轴I-020202轴肩定位，另一侧通过螺母定位；升吊装置平衡组件滚轮轴I-020202上部带有螺纹，升吊装置平衡组件滚轮轴I-020202通过螺母固定在升吊装置平衡组件底板I-020201上；
如图8和图9所示，升降机构I-0203由升降机构侧罩板I-020301，升降机构电机I-020302，升降机构上罩板I-020303，升降机构底板I-020304，滑轨安装座I-020305，同步带I-020306，同步带轮轴端挡圈I-020307，同步带轮I-020308，滑轨I-020309，升吊执行组件安装座I-020310，升吊执行组件移动座I-020311组成；升降机构侧罩板I-020301与升降机构上罩板I-020303都固定在升降机构底板I-020304上，防止其他灰尘等其他颗粒落入升降机构I-0203，升降机构侧罩板I-020301上的槽用于提供升吊装置执行组件I-0204上下运动的空间；升降机构电机I-020302通过螺钉固定在升降机构底板I-020304后方，滑轨安装座I-020305通过螺钉固定在升降机构底板I-020304上，滑轨I-020309通过螺钉固定在滑轨安装座I-020305上；升降机构电机I-020302的输出轴穿过升降机构底板I-020304与滑轨安装座I-020305，通过键与同步带轮I-020308连接，同时同步带轮I-020308一侧通过轴肩定位，另一侧通过同步带轮轴端挡圈I-020307定位，同步带轮轴端挡圈I-020307通过螺钉安装到升降机构电机I-020302输出轴上；与同步带轮I-020308配合安装的有同步带I-020306，同步带轮I-020308与同步带I-020306通过齿啮合，同步带轮I-020308转动会带动同步带I-020306一起运动；升吊执行组件安装座I-020310通过螺栓与同步带I-020306固连，同步带I-020306运动会带动升吊执行组件安装座I-020310上下移动；升吊执行组件移动座I-020311后方安装有滑块，滑块与滑轨I-020309配合，可在滑轨I-020309上自由滑动，可以增加升吊执行组件安装座I-020310在运动过程中的稳定性；升吊执行组件安装座I-020310通过螺钉固定在升吊执行组件移动座I-020311上，升吊执行组件安装座I-020310可随升吊执行组件移动座I-020311一起运动。
如图10和图11所示，升吊装置执行组件I-0204由吊板安装架I-020401与吊板I-020402组成；吊板I-020402通过螺栓与吊板安装架I-020401固连，吊板安装架I-020401通过螺栓与升吊执行组件安装座I-020310固连，吊板安装架I-020401可带动吊板I-020402一起上下运动；
如图12所示，所述清洗线包括清洗机构和烘干机构，所述清洗机构包括高压冲洗池及漂洗池，所述烘干机构包括烘干池。
工件在高压冲洗池I-0301中进行高压冲洗的工序，通过高压水流将工件上的杂质油污进行初步冲洗；工件在漂洗池I-0303中进行清洗与漂洗的工序分别去除工件上的杂质、油污与清洁剂；工件在烘干池I-0302中进行烘干的工序，将清洗后的工件上的水分烘干；
如图13、图14、图15所示，高压冲洗池I-0301由高压冲洗池侧板I-030101，气缸安装架I-030102，高压冲洗池盖I-030103，高压冲洗池气缸I-030104，气缸活塞杆接头I-030105，高压冲洗池滑槽I-030106，高压冲洗室I-030107，高压冲洗池前板I-030108，高压冲水管I-030109组成；高压冲洗池侧板I-030101与高压冲洗池前板I-030108安装在高压冲洗室I-030107周围，起固定作用；高压冲水管I-030109安装在高压冲洗室I-030107之内，并与高压水源连接，上面多处开有孔，高压水可从中喷射出，实现对工件的初步冲洗；高压冲洗池滑槽I-030106安装在高压冲洗室I-030107上方，气缸安装架I-030102焊接在高压冲洗池滑槽I-030106上方，高压冲洗池气缸I-030104通过螺钉固定在气缸安装架I-030102上，在高压冲洗池盖I-030103上固定有气缸活塞杆接头I-030105，同时气缸活塞杆接头I-030105又与高压冲洗池气缸I-030104的活塞杆顶部通过螺纹固连，高压冲洗池气缸I-030104的活塞杆在伸出缩回时会通过气缸活塞杆接头I-030105带动高压冲洗池盖I-030103一起运动，高压冲洗池盖I-030103可在高压冲洗池滑槽I-030106的槽内滑动；当工件在放入和拿出高压冲洗池I-0301时，高压冲洗池气缸I-030104的活塞杆为收缩状态，高压冲洗池盖I-030103打开。当进行高压水冲洗时，为防止水溅出发生事故，高压冲洗池气缸I-030104的活塞杆为伸出状态，高压冲洗池盖I-030103关闭。
如图16、图17、图18所示，烘干机构I-0302由烘干池侧板I-030201，烘干池I-030202，波纹管I-030203，烘干机I-030204，回气管I-030205所示；烘干池侧板I-030201固定在烘干池两侧，起防护作用。烘干池形成烘干室I-03020201，用于对完成清洗后的工件进行烘干，烘干机I-030204固定在烘干池I-030202后方，烘干机I-030204出风口连接波纹管I-030203，烘干机I-030204进风口连接回气管I-030205；同时波纹管I-030203与烘干室I-03020201侧面的进风口相连，回气管I-030205与烘干室I-03020201底部的出风口相连；翅片加热器I-03020203与烘干室I-03020201底部的孔通过螺纹固连，烘干网I-03020202与烘干室I-03020201固连，烘干网I-03020202的侧壁与底部开有许多小孔，空气可自由流通；烘干网I-03020202与烘干池I-030202之间隔有间隙，翅片加热器I-03020203安置于间隙之间；本实施例中，翘片加热器作为烘干机构的加热件，同时烘干机构I-0302上安装有与高压冲洗池I-0301结构相同的开盖关盖装置；当烘干开始时，烘干室盖关闭，烘干机I-030204启动，空气从烘干机I-030204的出风口吹出，通过波纹管I-030203与烘干室I-03020201侧面的孔进入烘干室I-03020201，通过翅片加热器I-03020203加热，通过烘干网I-03020202的孔进入烘干网I-03020202，热空气在其中不停流动可以带走工件上的水分；热空气可以从烘干室I-03020201底部的孔经过回气管I-030205进入烘干机I-030204，因此热空气可以循环利用，节约能源。
如图19所示，漂洗池I-0303由第一超声清洗池I-030301、清水漂洗池I-030302、第二超声清洗池I-030303与漂洗组件I-030304组成；工件在第一超声清洗池I-030301中进行超声清洗，第一超声清洗池I-030303中加有清洗剂，可以洗去工件上的油污；清水漂洗池I-030302可对工件进行初步漂洗，第二超声清洗池I-030303可对工件进行二次漂洗，超声清洗池和清水漂洗池的底部都有加热管，对漂洗池中的水加温，同时应装有热电偶来监测水的温度，保证水温在工作范围之内；漂洗组件I-030304可以通过升降件带动工件上下运动，增强清洗的效果；超声振子连接超声波发生器，超声波发生器作用是把市电转换成与超声波换能器相匹配的高频交流电信号，驱动超声振子工作。液体中的微小气泡核在超声波作用下产生振动，当声压达到一定值时，气泡将迅速膨胀，然后突然闭合，在气泡闭合时产生冲击波，去除刀片表面杂质；超声清洗池中装有清洗剂，可以清除刀片上的油污。
如图20，图21所示，第一超声清洗池和第二超声清洗池结构相同，第一超声清洗池I-030301由超声振子护罩I-03030101、超声清洗室I-03030102、振动板I-03030103与超声振子I-03030104组成；振动板I-03030103通过胶水与焊接固定在超声清洗室I-03030102四周，超声振子I-03030104通过螺钉与胶水按阵列固定在振动板I-03030103上；超声振子护罩I-03030101通过螺钉固定到振动板I-03030103上，对超声振子I-03030104起防护作用；
如图22所示，漂洗组件I-030304由传动板I-03030401，转轮I-03030402，漂洗组件电机I-03030403，上下移动轴I-03030404，带座直线轴承I-03030405，传动杆I-03030406，漂洗横杆I-03030407，传动杆I-03030408，带座轴承I-03030409，传动轴I-03030410，三角板I-03030411，漂洗组件挡圈I-03030412组成；漂洗组件电机I-03030403输出轴与转轮连接，其转动会带动转轮I-03030402转动，转轮I-03030402偏心位置固定有轴，穿过传动板I-03030401的槽，末端安装有漂洗组件挡圈I-03030412，由螺钉固定，防止传动板I-03030401脱落；传动板I-03030401以传动轴I-03030410为回转中心，转轮I-03030402转动时会带动传动板I-03030401沿回转中心摆动，传动板I-03030401与传动轴I-03030410固连，当传动板I-03030401摆动时会带动传动轴I-03030410在一定角度内来回转动，每个传动轴I-03030410分别装有两个带座轴承I-03030409；带座轴承固定设置，用于对传动轴进行支撑，传动轴I-03030410通过螺母与三角板I-03030411固连，三角板I-03030411同样可随传动轴I-03030410在一定范围内转动；三角板I-03030411上方的孔通过螺栓与传动杆I-03030406转动连接，下方的孔通过螺栓与传动杆I-03030408下方的孔转动连接，传动杆I-03030408上方的孔与上下移动轴I-03030404下方的孔通过螺栓转动连接；每个上下移动轴I-03030404都安装有两个带座直线轴承I-03030405，带座直线轴承I-03030405通过螺钉固定在外部架体上；上下移动轴I-03030404顶部焊接有漂洗横杆I-03030407；当左侧三角板I-03030411摆动时，带动传动杆I-03030406左右移动，传动杆会带动右侧三角板I-03030411摆动，四个三角板I-03030411摆动时同时会带动传动杆I-03030408上下移动，传动杆I-03030408上下移动时会带动上下移动轴I-03030404一起运动，上下移动轴I-03030404在带座直线轴承I-03030405中上下滑动，漂洗横杆I-03030407会在上下移动轴I-03030404的带动下上下运动，漂洗横杆I-03030407上的升降件通过升降槽伸入超声清洗池和清水漂洗池中，可以带动刀具工装I-05上下运动，使刀具工装不会堆积在升吊装置I-02上，同时增强了漂洗效果，避免了污物的沉积。
如图23所示，一部分机构可简化为摆动从动件偏心轮凸轮机构，其中传动板I-03030401简化为摆动从动件，转轮I-03030402简化为凸轮。其中O点为凸轮回转中心，R为偏心轮半径，R0为凸轮基圆半径，C为摆杆与凸轮的接触点，d为机架长度，ω为凸轮转速，ωt为任意时刻凸轮转过角度，e为偏心距。
Figure BDA0002646841190000111
Figure BDA0002646841190000112
在RtΔOAC中：
Figure BDA0002646841190000113
在ΔOO1'A中，由余弦定理得：
Figure BDA0002646841190000114
在ΔOO1'A中，由正弦定理得：
Figure BDA0002646841190000115
在RtΔO1C'A中：
Figure BDA0002646841190000116
由图23及式(3)、(5)、(6)可得：
Figure BDA0002646841190000117
式中：
Figure BDA0002646841190000118
从动件的角速度ω2是角位移对时间t的一阶导数，对式(7)求导，整理后得：
Figure BDA0002646841190000121
如图24所示，另一部分机构可以简化为曲柄滑块机构，I-03030401传动板简化为曲柄，I-03030406传动杆简化为连杆，I-03030404上下移动轴简化为滑块，由带座直线轴承限制其位置。
O为曲柄回转中心，A为曲柄与连杆的连接点，B为连杆与滑块的连接点，R2为曲柄回转半径，L为连杆长度，e为偏置距离，ω2为曲柄转动角速度。令滑块移动距离S后到达极限位置B0。
则滑块位移、速度、加速度为：
Figure BDA0002646841190000122
Figure BDA0002646841190000123
Lsinβ＝R2 sinα+e (11)
联立(10)、(11)得：
Figure BDA0002646841190000124
Figure BDA0002646841190000125
Figure BDA0002646841190000126
联立(13)、(14)得：
Figure BDA0002646841190000127
Figure BDA0002646841190000128
联立(9)、(15)、(16)可得：
Figure BDA0002646841190000129
即漂洗组件I-030304带动工件上下移动的速度符合上式条件。
如图25所示，支架I-04由齿条I-0401、升吊装置滚动架I-0403、升吊装置平衡架I-0402与清洗池安装架I-0404组成；齿条I-0401固定在支架I-04的竖向支撑柱上；移动机构齿轮I-020106与齿条I-0401啮合，移动机构齿轮I-020106转动会带动移动机构I-02水平移动，移动机构大滚轮I-020110在升吊装置滚动架I-0403上方滚动，移动机构小滚轮I-020101会在升吊装置滚动架I-0403两侧滚动；升吊装置平衡组件滚轮I-020203会在升吊装置平衡架I-0402两侧滚动；I-03清洗池安装在清洗池安装架I-0404上。
如图26所示，清洗线工装I-05由刀具工装架I-0501与刀具工装I-0502组成；刀具工装I-0502可安置在刀具工装架I-0501中；
如图27所示，刀具工装架I-0501上方的吊环I-050101是为了方便吊板I-020402的吊钩进行抓取设置的，刀具工装架I-0501下方的孔I-050102用于放置刀具工装I-0502；
如图28所示，刀具工装I-0502由下托盘I-050201，装刀片杆I-050202，上顶盘I-050203，螺母I-050204，下顶盘I-050205，内六角圆柱头螺钉I-050206，上托盘I-050207，工装盘中间轴I-050208组成；下托盘与上托盘固定，上顶盘与下顶盘固定，下托盘I-050201与上托盘I-050207设置在刀具工装I-0502下部，通过轴肩定位；上顶盘I-050203端带有螺纹，上顶盘I-050203与下顶盘I-050205通过工装盘中间轴I-050208上方的轴肩与螺母I-050204固定，工装盘中间轴I-050208下方为内花键；在下托盘I-050201与上托盘I-050207上带有螺纹孔，内六角圆柱头螺钉I-050206通过螺纹固定在下托盘I-050201与上托盘I-050207上；下托盘I-050205上带有孔，装刀片杆I-050202下方与内六角圆柱头螺钉I-050206配合，装刀片杆I-050202上方与下托盘I-050205的孔配合，装刀片杆I-050202能够穿过工件上的孔将工件固定在上面。
如图29所示，清洗机构和烘干机构外周设有传送机构，传送机构I-06采用现有的皮带传送机构，由输送带I-0601、挡条I-0602与传送带支架I-0603、主动带轮、从动带轮、带轮电机等元件组成；传送带支架I-0603起支撑作用，挡条I-0602固定在输送带两侧，起防护与限位作用，防止刀具工装架I-0501掉落，输送带I-0601将刀具工装架I-0501从出料处运回上料处，输送带边缘装有限位杆，另外传送带终点处设置有传感器，二者都是为了防止工装架掉落。
如图30所示，涂层装置II由涂层室II-01，平面靶机构II-02，转盘组件II-03，冷却器II-04，冷却器安装架II-05，气罐II-06，机械泵II-07，罗茨泵II-08，扩散泵II-09，加热管II-10组成；涂层室II-01中安装有四个平面靶机构II-02，安装于涂层室II-01内壁四周；转盘组件II-03安装在涂层室II-01中，在涂层时可转动；冷却器安装架II-05通过螺钉安装在涂层室II-01顶部，冷却器II-04又通过螺钉固定在冷却器安装架II-05上，以冷却涂层室II-01中的温度；气罐II-06向涂层室II-01中通入需要涂层元素的气体，机械泵II-07，罗茨泵II-08与扩散泵II-09串联组成真空泵组，形成抽真空机构，依次启动将涂层室II-01内抽真空，所述涂层室上还安装有加热管。
如图31所示，涂层室II-01由涂层腔体II-0101，扩散泵接口II-0102，平面靶安装座II-0103，涂层盖II-0104，气体接口II-0105，涂层装置气缸II-0106组成；涂层腔体II-0101与地面接触，部分涂层所装置安装在里面，平面靶安装座II-0103共有四个，用于安装平面靶机构II-02，固定在I-0101内壁四周，平面靶安装座II-0103上带有滑槽，平面靶机构II-02可插入安装在平面靶安装座II-0103；扩散泵接口II-0102为气体出口，与扩散泵II-09相通，抽真空时，气体从此处被抽出；气体接口II-0105为气体入口，与气罐II-06相连，气体从此处进入；涂层盖II-0104上有安装台，用于安装冷却器II-04与冷却器安装架II-05，冷却器作为涂层装置的第一冷却件，涂层盖II-0104与涂层腔体II-0101通过铰链连接，涂层装置气缸II-0106的活塞杆与涂层盖II-0104为铰链连接，涂层装置气缸II-0106尾部的耳环与涂层腔体II-0101同样通过铰链连接；当抽真空时，涂层装置气缸II-0106活塞杆伸出，涂层盖II-0104关闭，涂层盖II-0104上安装有密封装置，涂层腔体II-0101呈密封状态，以便后续抽真空；当涂层完成后，涂层装置气缸II-0106活塞杆收回，涂层盖II-0104打开。
如图32、图33、图34所示，平面靶机构II-02由平面靶齿轮II-0201，平面靶齿条II-0202，引弧装置II-0203，靶材安装板II-0204，平面靶II-0205，平面靶挡板II-0206，平面靶右侧板II-0207，磁柱滑槽II-0208，平面靶上板II-0209，平面靶后板II-0210，磁柱滚轮II-0211，磁柱II-0212，U型管卡II-0213，冷却管II-0214，平面靶左侧板II-0215，平面靶下板II-0216，磁柱安装杆II-0217，磁柱安装座II-0218，直线模组II-0219，平面靶电机II-0220组成；平面靶齿轮II-0201与平面靶电机II-0220通过键连接，平面靶电机固定在平面靶安装座上，平面靶齿轮II-0201在轴向通过轴端挡圈与平面靶电机II-0220输出轴的轴肩定位；平面靶齿条II-0202固连在平面靶挡板II-0206底部，平面靶电机II-0220转动时，会通过键带动平面靶齿轮II-0201转动，平面靶齿轮II-0201与平面靶齿条II-0202通过齿啮合传动，平面靶齿轮II-0201转动时会带动平面靶齿条II-0202左右移动，又因平面靶齿条II-0202与平面靶挡板II-0206固连，平面靶齿条II-0202会带动平面靶挡板II-0206开合，平面靶安装座II-0103上有与平面靶挡板II-0206对应的滑槽，平面靶挡板与平面靶安装座滑动连接；平面靶II-0205通过螺钉固定在靶材安装板II-0204上，平面靶右侧板II-0207与I-0215安装在靶材安装板II-0204的两侧面，平面靶上板II-0209固定在靶材安装板II-0204上方，平面靶下板II-0216固定在靶材安装板II-0204下方，平面靶后板II-0210安装在平面靶后板II-0210后方；第二冷却件即冷却管II-0214通过U型管卡II-0213固定在靶材安装板II-0204背面，对平面靶II-0205起冷却作用；平面靶左侧板II-0215上下开有孔，供冷却管II-0214穿过；磁柱安装座II-0218通过螺钉固定到直线模组II-0219上的滑块上，所述直线模组固定在平面靶安装座上，磁柱安装杆II-0217与磁柱安装座II-0218固连；平面靶下板II-0216上开有槽，磁柱安装杆II-0217可在平面靶下板II-0216的槽内滑动，磁柱II-0212与磁柱安装杆II-0217通过螺纹固连，磁柱II-0212上方与磁柱滚轮II-0211通过螺纹连接，磁柱滑槽II-0208开有凹槽，磁柱滚轮II-0211可在凹槽内滑动；直线模组II-0219采用由电机驱动的丝杠传动机构，丝杠传动机构的电机转动会带动上面的滑块运动，同时滑块通过磁柱安装座II-0218与磁柱安装杆II-0217带动磁柱II-0212左右移动，改变涂层腔体II-0101内的磁场；引弧装置II-0203安装在涂层腔体II-0101内壁上，在平面靶旁边，将电弧引到平面靶II-0205上，进行放电。
如图35与图36所示，引弧装置II-0203由引弧装置座II-020301，弹簧II-020302，移动杆II-020303，压紧螺钉II-020304，引弧针II-020305，限位杆II-020306，电磁铁II-020307组成；引弧装置座II-020301通过螺钉安装到涂层腔体II-0101上，弹簧II-020302与电磁铁II-020307安装在II-030201内，移动杆II-020303下部分在引弧装置座II-020301内，移动杆II-020303下方有孔，与限位杆II-020306配合，引弧装置座II-020301上部分带有槽，引弧针II-020305在槽内移动，对移动杆II-020303的移动起限位作用；移动杆II-020303上方同样开有孔，与引弧针II-020305连接，移动杆II-020303顶部由螺纹，通过螺钉将引弧针II-020305固定；电磁铁II-020307通电时会产生磁性，对II-20303产生吸引，带动引弧针II-020305向下移动，引弧针II-020305的针尖与平面靶II-0205接触产生放电；当电磁铁II-020307断电时失去磁性，弹簧II-020302对限位杆II-020306产生向上的作用力，移动杆II-020303在弹簧II-020302的作用下上升，引弧针可在二者作用下呈一定幅度移动，不停接触靶材，防止引弧针固结在靶材之上。
如图37与图38所示，转盘组件II-03由转动组件电机II-0301，齿圈固定座II-0302，行星轮II-0303，大转盘II-0304，转动轴II-0305，转动组件II-0306，太阳轮II-0307，传动杆II-0308，齿轮轴端挡圈II-0309，齿圈II-0310，联轴器II-0311，带轮II-0312，转动组件减速器II-0313组成；转动组件电机II-0301与转动组件减速器II-0313安装在地面，转动组件电机II-0301输出轴与转动组件减速器II-0313输入轴都安装有带轮II-0312，带轮II-0312轴向通过轴肩与轴端挡圈定位，转动组件电机II-0301与转动组件减速器II-0313之间通过皮带传递动力；转动组件电机、带轮、转动组件减速其、皮带等元件共同构成太阳轮驱动机构，转动组件减速器II-0313输出轴与传动杆II-0308通过联轴器II-0311连接，传动杆II-0308与太阳轮II-0307通过键连接，传动杆II-0308转动会带动太阳轮II-0307转动，太阳轮II-0307与四个行星轮II-0303通过齿啮合，同时四个行星轮II-0303又与齿圈II-0310啮合；齿圈II-0310上有定位槽，齿圈固定座II-0302有与之对应的定位块，齿圈II-0310由此固定在齿圈固定座II-0302上，同时齿圈固定座II-0302上也有定位槽，可以安装在涂层腔体II-0101上；转动轴II-0305通过螺钉固定在大转盘II-0304上，转动轴II-0305下方通过键与行星轮II-0303连接，轴向通过齿轮轴端挡圈II-0309定位，转动轴II-0305上方通过花键与刀具工装I-0502连接，行星轮II-0303转动时通过键带动转动轴II-0305中的轴转动，转动轴II-0305又会带动刀具工装I-0502转动，优化涂层的效果。
如图39所示，行星轮系传动比为：
Figure BDA0002646841190000161
另外行星齿轮应符合应符合同心条件：
r1+r2＝r3-r2 (19)
z1+z2＝z3-z2 (20)
Figure BDA0002646841190000162
如图40所示，转动组件II-0306由平键II-030601，角接触球轴承II-030602，端盖II-030603，轴承套II-030604组成；轴承套II-030604通过螺钉固定在大转盘II-0304上方，端盖II-030603通过螺钉固定在轴承套II-030604上方，轴承套II-030604内装有两个对称的角接触球轴承II-030602，角接触球轴承II-030602通过转动轴II-0305的轴肩与端盖II-030603与轴承套II-030604进行轴向定位；转动轴II-0305上方为外花键与工装盘中间轴的内花键配合连接；I-0305与I-030801通过键连接传动，行星轮II-0303通过齿轮轴端挡圈II-0309轴向定位，齿轮轴端挡圈II-0309通过螺钉固定在转动轴II-0305上。
本实施例中，太阳轮驱动机构能够带动太阳轮的转动，在太阳轮与行星轮的啮合作用下，行星轮能够绕太阳轮轴线即涂层室轴线做公转的同时，还能够绕自身轴线做自转运动，进而通过转动组件带动刀具工装做公转的同时做自转运动，，保证了刀具涂层厚度的均匀，提高了涂层质量。
如图41所示，机械手III由上下料机械手III-01与视觉检测装置III-02组成；上下料机械手III-01用于将清洗装置I清洗烘干后的工件夹持到涂层装置II中，视觉检测装置III-02为检测装置，可以定位工件，通过视觉图像处理将工件位置转化为数字信号，通知上下料机械手III-01执行动作。
本实施例的涂层装置的另一种实施方式中，如图42所示，涂层装置由涂层室IV-0101，气体接口IV-0102，平面靶槽IV-0103，真空泵接口IV-0104，涂层室盖IV-0105，涂层盖气缸IV-0106，涂层盖直线轴承IV-0107，涂层盖滑动轴IV-0108，加热器接口IV-0109组成；涂层室IV-0101为涂层室II-01的另一种形式；气体接口IV-0102与气罐连接，涂层所需气体在此处进入，平面靶槽IV-0103固定在涂层室IV-0101内壁四周，用于安装靶材；真空泵接口IV-0104与真空泵相连，气体从此处被抽出；涂层室盖IV-0105上通过螺钉固定有四个涂层盖直线轴承IV-0107，涂层盖直线轴承IV-0107与涂层盖滑动轴IV-0108配合，可在上面滑动；涂层盖滑动轴IV-0108固定在涂层室IV-0101上，涂层盖气缸IV-0106活塞杆的顶端与涂层室盖IV-0105固连，涂层盖气缸IV-0106活塞杆伸出缩回都会带动涂层室盖IV-0105一起运动，实现涂层室盖IV-0105的开合；加热器接口IV-0109用于安装加热管。
实施例2：
本实施例公开了一种实施例1所述的硬质合金刀具清洗、涂层生产线的工作方法：
预先将待清洗和涂层的刀具安装在刀具工装的装刀具杆上，将刀具工装连接在刀具工装架上，并放置在传送机构上，升降机构和移动机构工作，将升吊装置执行组件与放置有刀具工装的刀具工装架连接。
左右移动电机装置工作，带动移动机构在支架上移动，当运动至高压冲洗池正上方时，升降机构带动刀具工装架放入高压冲洗池，对刀具进行0.3Mpa-0.8Mpa水压范围内的高压水冲洗，本实施例中，优选的高压水的水压为0.5Mpa，冲洗完成后，升降机构带动刀具工装架离开高压冲洗池，移动机构工作，采用相同的方法，将刀具工装架依次放入、离开第一超声清洗池，放入、离开清水漂洗池，放入、离开第二超声清洗池，对刀具进行漂洗，漂洗完成后，移动机构和升降机构将刀具工装架送入烘干池，在烘干机的作用下对刀具进行烘干，烘干完成后，升降机构和移动机构配合工作，将刀具工装架重新移动至传送机构，机械手抓取刀具工装，使刀具工装离开刀具工装架，并将刀具工装通过内花键与涂层装置的转盘组件的转动轴连接，实现了刀具由清洗装置和涂层装置的自动转移，刀具工装离开刀具工装架后，刀具工装架被传送机构移动至初始位置，放入下一个刀具工装。
带涂层装置转盘组件连接好刀具工装后，涂层盖关闭，然后利用抽真空机构对涂层室进行抽真空，达到设定负压值后，利用气罐通入气体，打开加热管至设定温度值，利用平面靶电机带动平面靶挡板运动，启动引弧装置，开始对刀具进行涂层，太阳轮驱动机构带动太阳轮转动，在太阳轮和行星轮的啮合作用下，刀具工装绕太阳轮公转的同时，能够绕自身轴线自转，保证了涂层的均匀性。同时转盘组件能够连接多个刀具工装，提升了涂层的效率，刀具涂层完成后，平面靶挡板重新挡住平面靶，对平面靶起到保护作用。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种硬质合金刀具清洗、涂层生产线，其特征在于，包括：清洗装置及涂层装置，清洗装置及涂层装置之间设有机械手；
清洗装置包括支架，支架下方依次设置清洗机构和烘干机构，支架连接有移动机构，移动机构连接有升降机构，升降机构能够与刀具工装架连接，刀具工装架用于放置刀具工装；
涂层装置包括涂层室，涂层室内设有平面靶机构，涂层室内还设有转盘组件，转盘组件能够与多个刀具工装连接，刀具工装能够在转盘组件带动下绕涂层室轴线转动同时绕自身轴线转动。
2.如权利要求1所述的一种硬质合金刀具清洗、涂层生产线，其特征在于，所述清洗机构和烘干机构外周设置有传送机构，所述传送机构能够放置刀具工装架。
3.如权利要求1所述的一种硬质合金刀具清洗、涂层生产线，其特征在于，所述清洗机构包括冲洗机构和漂洗机构，所述冲洗机构采用高压冲洗池，高压冲洗池能够对其内部的刀具进行高压水冲洗，所述漂洗机构包括多个超声清洗池，相邻超声清洗池之间设有清水漂洗池，超声清洗池、清水漂洗池内设有能够上下运动的升降件，升降件与用于驱动其做升降运动的漂洗组件连接。
4.如权利要求1所述的一种硬质合金刀具清洗、涂层生产线，其特征在于，所述烘干机构包括烘干池，烘干池内设有烘干网，烘干网与烘干池之间设有加热件，所述烘干池还与烘干机的进风口和出风口分别通过管道连接。
5.如权利要求1所述的一种硬质合金刀具清洗、涂层生产线，其特征在于，所述涂层室顶部敞口设置，并设有涂层盖，涂层盖能够打开和关闭涂层室，所述涂层盖安装有第一冷却件。
6.如权利要求1所述的一种硬质合金刀具清洗、涂层生产线，其特征在于，所述涂层室与抽真空机构连接，抽真空机构用于对涂层室内部抽真空，所述涂层室还与充气机构连接，充气机构用于向涂层室内充入涂层元素的气体。
7.如权利要求1所述的一种硬质合金刀具清洗、涂层生产线，其特征在于，所述驱动组件包括太阳轮，所述太阳轮与多个行星轮相啮合，行星轮与固定在涂层室内的齿圈相啮合，所述太阳轮与太阳轮驱动机构连接，所述行星轮与安装在转盘的行星轮轴连接，行星轮轴能够与刀具工装固定连接。
8.如权利要求1所述的一种硬质合金刀具清洗、涂层生产线，其特征在于，所述刀具工装包括下托盘和上顶盘，下托盘和上顶盘通过设置在其之间的工装盘中间轴固定，下托盘和上顶盘之间设有多个装刀片杆，所述装刀片杆能够与待清洗和涂层的刀具连接，工装盘中间轴底端能够与行星轮轴固定连接。
9.如权利要求1所述的一种硬质合金刀具清洗、涂层生产线，其特征在于，所述平面靶机构包括平面靶，平面靶两侧分别设有平面靶挡板和第二冷却件，所述平面靶挡板能够沿垂直于涂层室轴线的方向运动，进而露出平面靶，使得平面靶能够与固定设置在涂层室内侧面的引弧装置接触，所述第二冷却件的一侧设有能够沿垂直于涂层室轴线方向运动的磁柱。
10.一种权利要求1-9任一项所述的硬质合金刀具清洗、涂层生产线的工作方法，其特征在于，移动机构带动升降机构沿支架移动，升降机构将连接有刀具的刀具工装放入清洗机构，对刀具进行清洗，清洗完成后，升降机构将刀具工装取出，移动机构带动升降机构运动，升降机构将刀具工装放入烘干机构，对刀具进行烘干，机械手将烘干后的刀具工装送入抽真空的涂层室，并与驱动组件连接，驱动组件带动刀具工装绕涂层室轴线转动的，同时刀具工装在驱动组件的带动下绕自身轴线转动，平面靶机构工作，对刀具进行镀膜。
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