CN112474395A - 一种机械手式全自动三代轮毂轴承振动测量仪及测量方法 - Google Patents

一种机械手式全自动三代轮毂轴承振动测量仪及测量方法 Download PDF

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Abstract

一种机械手式全自动三代轮毂轴承振动测量仪及测量方法,所述测量仪包括：传输机构、机架机构、入口抓取机构、机械手机构、测量机构、加力机构、不合格品分料机构及驱动机构；本发明在测量三代轮毂轴承时实现了入口料手自动抓取，机械手自动搬运，自动加力，待测轴承的自动三点测量，主轴自动旋转与自动停止、自动分料。与托盘结构相比，此方法更容易实现上下级连线，并且由于三代轮毂轴承形状多变；只要更换相应胎具，即可完成目前所有三代轮毂轴承的测量，使用范围极广。

Description

一种机械手式全自动三代轮毂轴承振动测量仪及测量方法
技术领域
本发明属于机械自动化领域，涉及一种机械手式全自动三代轮毂轴承振动测量仪及测量方法。
背景技术
由于汽车三代轮毂轴承本身结构复杂，所以目前我国对三代轮毂轴承振动质量的检测，基本上处于无法检测或简易手动检测状态，简易手动检测不仅检测效率低、还增加了检测人员的劳动强度，且不能克服在检测过程中的人为误差，使管理者在统计上的效率较低，而且落后于国外检测轴承振动质量发展的趋势。前二年我们公司发明了一种托盘式全自动三代轮毂轴承振动测量仪及测量方法，满足了部分三代轮毂轴承全自动在线测量的要求，但由于此方法只对具有标准孔的三代轮毂轴承有用，并且要求与它连线的所有设备必须都是托盘结构，所以应用面较窄。目前市场急需一种全面的、应用广泛的、针对所有三代轮毂轴承都可以自动检测的全自动三代轮毂轴承振动测量仪及测量方法。
发明内容
为解决上述中存在的问题与缺陷，本发明提供了一种机械手式全自动三代轮毂轴承振动测量仪及测量方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明所涉及的一种机械手式全自动三代轮毂轴承振动测量仪，包括：
一种机械手式全自动三代轮毂轴承振动测量仪,其特征在于，包括传输机构、机架机构、入口抓取机构、机械手机构、测量机构、加力机构、不合格品分料机构及驱动机构；
所述传输机构包括入口传输带1，出口输送带2，入口传送带与出口传送带都由PLC控制启停，当三代轮毂轴承5到达入口传送带指定位置后，入口传送带停止旋转，当三代轮毂轴承5被抓取后，入口传送带开始旋转；同理，当合格品轴承被推到出口输送带2上后，出口输送带开始旋转，当合格品轴承被运送到出口输送带2末端时，出口输送带停止旋转。
所述机架机构包括工控机3、触摸屏4、伺服电机6、大平台7、多揳带8、主轴带轮9、电机带轮10、机架11、减震器12、型材框架13。工控机3是测试部分的大脑，所有的运算都由它完成；触摸屏4是人机界面的窗口；电机带轮10与伺服电机6连接，当伺服电机6根据需要开始旋转时，电机带轮10通过多揳带(8带动主轴带轮9旋转，最终带动胎具39旋转；减震器12与机架11连接，与外界隔振用；大平台7与机架11连接；型材框架13与大平台(7)连接；
所述入口抓取机构主要包括底座14、入口夹爪15、入口夹臂16、入口左右移动气缸17、入口手指气缸18、左右底板19、入口手指连接板20、上下连接板 21、上座22和入口上下移动气缸23、型材24组成。其中，底座14与大平台7连接，型材240与底座14连接，左右底板190与型材24连接，入口左右移动气缸17与左右底板19连接，上下连接板21与入口左右移动气缸17连接，入口上下移动气缸 23与上下连接板21连接，入口上下移动气缸23与入口手指连接板20连接，手指连接板20与入口手指气缸18连接，入口夹臂(16与入口手指气缸18连接，入口夹爪15与入口夹臂16连接。通过入口左右移动气缸17、入口手指气缸18、入口上下移动气缸23的搭配，完成工件的左右移动、上下移动、夹紧和松开，其功能是将入口传送带上到达指定位置的轴承抓取到一工位座42上；
所述机械手机构包括：机械手上下移动气缸25、导杆(26)、直线轴承(27)、机械手左右移动气缸28、机械手指29、配重块30、前后移动托板31、前后移动气缸32、左右直线导轨33、左右移动托板34、机械手夹臂35、长夹爪36、三工位座37、机械手指固定板38、胎具39、前后直线导轨40、短夹爪41和一工位座 42；其中，大平台7与机械手上下移动气缸25连接，机械手上下移动气缸25与左右移动托板340连接，左右移动托板34与左右直线导轨33连接，左右直线导轨33 与前后移动托板31连接，前后移动托板31与前后移动气缸32连接，前后移动气缸(32与机械手指固定板38连接，机械手指固定板38与机械手指29连接，直线轴承27与大平台7连接，导杆26与左右移动托板34，配重块30与机械手指固定板38 连接，前后直线导轨40与前后移动托板31连接，机械手夹臂35与机械手指29连接，机械手夹臂35与长夹爪36和短夹爪41连接，一工位座42与大平台7连接，三工位座37与大平台7连接，胎具39与胎座78连接；通过机械手上下移动气缸25、机械手左右移动气缸28、机械手指29、前后移动气缸32的搭配，完成工件的上下移动、左右移动、夹紧和松开、前后移动；
所述测量机构和加力机构包括：立柱座43、立柱44、大支板45、螺帽46、直线轴承47、传感器上下移动气缸48、传感器上下移动导杆49、传感器上下托板50、传感器上下定位杆51、加力托板52、加力导向杆53、加力气缸54、传感器支板55、弹性加力座56、传感器57、传感器前后移动气缸58、传感器连接块 59、传感器气缸连接板60；其中，立柱座43与大平台7连接，立柱44与立柱座43 焊接在一起，大支板45通过螺帽46与立柱44连接，传感器上下移动气缸48和加力气缸54与大支板45连接，传感器上下移动气缸480输出杆与传感器支板55连接，传感器前后移动气缸58与传感器支板550连接，传感器气缸连接板60与传感器前后移动气缸58输出杆连接，传感器连接块59与传感器气缸连接板60——连接，传感器57与传感器连接块59连接，加力气缸54输出杆与弹性加力座56连接，传感器上下移动导杆49与传感器上下托板50和传感器支板55连接，传感器上下定位杆51与传感器上下托板50连接，加力导向杆53与弹性加力座56和加力托板 52连接，直线轴承47与大支板45连接。当轴承到达二工位的胎具39上后，加力机构上的加力气缸54输出杆伸出，带动弹性加力座56下降，通过弹性加力座56 将被测三代轮毂轴承5外圈压住并施加一定的载荷力，加力气缸54伸出到位后，触发加力气缸54伸出到位磁性开关，测量机构上传感器上下移动气缸48输出杆伸出，带动三支传感器57整体向下运动，运动到位后，传感器前后移动气缸58 输出杆伸出，带动传感器57接触被测三代轮毂轴承5外圈，开始轴承振动的测量；
所述不合格品分料机构包括：调整底座61、型材外支腿62、上下移动气缸 63、上下移动气缸固定板64、推料气缸固定板65、推料气缸66、引导料道67、推料块68、不合格盒子69、引导块70、轴承托盘71、门鼻72、横梁型材73、型材内支腿(74)；其中，调整底座61与型材外支腿(62)连接，上下移动气缸固定板64与型材外支腿62连接，上下移动气缸63与上下移动气缸固定板64连接，推料气缸固定板65型材与外支腿62连接，推料气缸66与推料气缸固定板65连接，推料块68与推料气缸66输出杆连接，引导料道67与不合格盒子69连接，横梁型材73与型材内支腿74和型材外支腿62连接，不合格盒子69与横梁型材73连接，引导块70与引导料道67连接，轴承托盘71与上下移动气缸63输出杆连接，门鼻 72与不合格盒子69连接，型材内支腿74与大平台7连接，调整底座61与地面接触；其功能是如果被测轴承是不合格品，分料机构上的上下移动气缸63下降，推料气缸66伸出，将被测轴承推到密封的不合格盒子69里；
所述驱动机构包括：油静压总成75、主轴76、保护罩77、胎座78等组成。油静压总成75与大平台7连接，主轴76与胎座78连接，胎具39与胎座78连接，其功能是在伺服电机的带动下主轴76带动胎具39顺时针旋转，当被测轴承推到胎具39上时，它带动胎具39旋转，从而带动轴承法兰旋转。
本发明测量三代轮毂轴承时实现了入口料手自动抓取，机械手自动搬运，自动加力，待测轴承的自动三点测量，主轴自动旋转与自动停止、自动分料。与托盘结构相比，此方法更容易实现上下级连线，并且由于三代轮毂轴承形状多变；只要更换相应胎具，即可完成目前所有三代轮毂轴承测量，使用范围广。
附图说明
图1是轴承振动测量仪整机结构示意图。
图2是轴承振动测量仪入口抓取机构示意图。
图3是轴承振动测量仪机械手机构示意图。
图4是轴承振动测量仪测量及加力机构示意图。
图5是轴承振动测量仪不合格分料机构示意图。
图6是轴承振动测量仪驱动机构示意图。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的实施例。
传输机构、机架机构、入口抓取机构、机械手机构、测量机构、加力机构、不合格品分料机构及驱动机构。通过入口抓取机构将入口传送带过来的三代轮毂轴承5抓取，放到轴承振动测量仪的一工位座，然后通过机械手机构将被测轴承运送到二工位座(测量工位)的胎具上，此时加力机构上的加力气缸伸出，通过加力机构上的弹性加力盘将被测三代轮毂轴承外圈压住并施加一定的载荷力(300-600牛顿，可调)。加力气缸伸出到位后，触发加力气缸伸出到位磁性开关，伺服电机开始旋转，由于胎具与驱动机构连接，驱动机构在伺服电机的带动下旋转，从而带动胎具旋转，最终带动被测三代轮毂轴承法兰(内圈)旋转；然后测量机构上的上下移动气缸伸出，带动三支传感器整体向下运动，运动到位后，传感器前后移动气缸伸出，带动传感器接触被测三代轮毂轴承外圈，开始轴承振动信号的采集，分析。测量完成后，工控机发测量完毕信号及合格还是不合格信号给PLC,PLC收动指令后，伺服电机停止旋转，传感器前后移动气缸缩回，然后测量机构上的上下移动气缸及加力机构上的加力气缸缩回，完成一次测量循环。当机械手机构将被测轴承运送到不合格品分料机构时，如果被测轴承是不合格品，分料机构上的上下移动气缸下降，前后移动气缸将被测轴承推到密封的不合格盒子里；如果被测轴承是合格品，待下一个轴承测量完毕后，通过机械手机构的左右移动自动将轴承推到出口传送带上运走。

Claims (2)

1.一种机械手式全自动三代轮毂轴承振动测量仪,其特征在于，包括传输机构、机架机构、入口抓取机构、机械手机构、测量机构、加力机构、不合格品分料机构及驱动机构；
所述传输机构包括入口传输带(1)，出口输送带(2)，入口传送带与出口传送带都由PLC控制启停，当三代轮毂轴承(5)到达入口传送带指定位置后，入口传送带停止旋转，当三代轮毂轴承(5)被抓取后，入口传送带开始旋转；同理，当合格品轴承被推到出口输送带(2)上后，出口输送带开始旋转，当合格品轴承被运送到出口输送带(2)末端时，出口输送带停止旋转。
所述机架机构包括工控机(3)、触摸屏(4)、伺服电机(6)、大平台(7)、多揳带(8)、主轴带轮(9)、电机带轮(10、机架(11)、减震器(12)、型材框架(13)。工控机(3)是测试部分的大脑，所有的运算都由它完成；触摸屏(4)是人机界面的窗口；电机带轮(10)与伺服电机(6)连接，当伺服电机(6)根据需要开始旋转时，电机带轮(10)通过多揳带(8)带动主轴带轮(9)旋转，最终带动胎具(39)旋转；减震器(12)与机架(11)连接，与外界隔振用；大平台(7)与机架(11)连接；型材框架(13)与大平台(7)连接；
所述入口抓取机构主要包括底座(14)、入口夹爪(15)、入口夹臂(16)、入口左右移动气缸(17)、入口手指气缸(18)、左右底板(19)、入口手指连接板(20)、上下连接板(21)、上座(22)和入口上下移动气缸(23)、型材(24)组成。其中，底座(14)与大平台(7)连接，型材(240与底座(14)连接，左右底板(190与型材(24)连接，入口左右移动气缸(17)与左右底板(19)连接，上下连接板(21)与入口左右移动气缸(17)连接，入口上下移动气缸(23)与上下连接板(21)连接，入口上下移动气缸(23)与入口手指连接板(20)连接，手指连接板(20)与入口手指气缸(18)连接，入口夹臂(16)与入口手指气缸(18)连接，入口夹爪(15)与入口夹臂(16)连接。通过入口左右移动气缸(17)、入口手指气缸(18)、入口上下移动气缸(23)的搭配，完成工件的左右移动、上下移动、夹紧和松开，其功能是将入口传送带上到达指定位置的轴承抓取到一工位座(42)上；
所述机械手机构包括：机械手上下移动气缸(25)、导杆(26)、直线轴承(27)、机械手左右移动气缸(28)、机械手指(29)、配重块(30)、前后移动托板(31)、前后移动气缸(32)、左右直线导轨(33)、左右移动托板(34、机械手夹臂(35、长夹爪(36)、三工位座(37)、机械手指固定板(38)、胎具(39)(二工位座)、前后直线导轨(40)、短夹爪(41)和一工位座(42)；其中，大平台(7)与机械手上下移动气缸(25)连接，机械手上下移动气缸(25)与左右移动托板(340连接，左右移动托板(34)与左右直线导轨(33)连接，左右直线导轨(33)与前后移动托板(31)连接，前后移动托板(31)与前后移动气缸(32)连接，前后移动气缸(32)与机械手指固定板(38)连接，机械手指固定板(38)与机械手指(29)连接，直线轴承(27)与大平台(7)连接，导杆(26)与左右移动托板(34)，配重块(30)与机械手指固定板(38)连接，前后直线导轨(40)与前后移动托板(31)连接，机械手夹臂(35)与机械手指(29)连接，机械手夹臂(35)与长夹爪(36)和短夹爪(41)连接，一工位座(42)与大平台(7)连接，三工位座(37)与大平台(7)连接，胎具)39)(二工位座)与胎座(78)连接；通过机械手上下移动气缸(25)、机械手左右移动气缸(28)、机械手指(29)、前后移动气缸(32)的搭配，完成工件的上下移动、左右移动、夹紧和松开、前后移动；
所述测量机构和加力机构包括：立柱座(43)、立柱(44)、大支板(45)、螺帽(46)、直线轴承(47)、传感器上下移动气缸(48)、传感器上下移动导杆(49)、传感器上下托板(50)、传感器上下定位杆(51)、加力托板(52)、加力导向杆(53)、加力气缸(54)、传感器支板(55)、弹性加力座(56)、传感器(57)、传感器前后移动气缸(58)、传感器连接块(59)、传感器气缸连接板(60)；其中，立柱座(43)与大平台(7)连接，立柱(44)与立柱座(43)焊接在一起，大支板(45)通过螺帽(46)与立柱(44)连接，传感器上下移动气缸(48)和加力气缸(54)与大支板(45)连接，传感器上下移动气缸(480输出杆与传感器支板(55)连接，传感器前后移动气缸(58)与传感器支板(550连接，传感器气缸连接板(60)与传感器前后移动气缸(58)输出杆连接，传感器连接块(59)与传感器气缸连接板(60)——连接，传感器(57与传感器连接块(59)连接，加力气缸(54)输出杆与弹性加力座(56)连接，传感器上下移动导杆(49)与传感器上下托板(50)和传感器支板(55)连接，传感器上下定位杆(51)与传感器上下托板(50)连接，加力导向杆(53)与弹性加力座(56)和加力托板(52)连接，直线轴承(47)与大支板(45)连接。当轴承到达二工位(测量工位)的胎具(39)上后，加力机构上的加力气缸(54)输出杆伸出，带动弹性加力座(56)下降，通过弹性加力座(56将被测三代轮毂轴承(5)外圈压住并施加一定的载荷力，加力气缸(54)伸出到位后，触发加力气缸(54)伸出到位磁性开关，测量机构上传感器上下移动气缸(48)输出杆伸出，带动三支传感器(57)整体向下运动，运动到位后，传感器前后移动气缸(58)输出杆伸出，带动传感器(57)接触被测三代轮毂轴承(5)外圈，开始轴承振动的测量；
所述不合格品分料机构包括：调整底座(61)、型材外支腿(62)、上下移动气缸(63)、上下移动气缸固定板(64)、推料气缸固定板(65)、推料气缸(66)、引导料道(67)、推料块(68)、不合格盒子(69)、引导块(70)、轴承托盘(71)、门鼻(72)、横梁型材(73)、型材内支腿(74)；其中，调整底座(61)与型材外支腿(62)连接，上下移动气缸固定板(64)与型材外支腿(62)连接，上下移动气缸(63)与上下移动气缸固定板(64)连接，推料气缸固定板(65)型材与外支腿(62)连接，推料气缸(66与推料气缸固定板(65连接，推料块(68与推料气缸(66)输出杆连接，引导料道(67)与不合格盒子(69)连接，横梁型材(73)与型材内支腿(74)和型材外支腿(62)连接，不合格盒子(69)与横梁型材(73)连接，引导块(70)与引导料道(67)连接，轴承托盘(71)与上下移动气缸(63)输出杆连接，门鼻(72)与不合格盒子(69)连接，型材内支腿(74)与大平台(7)连接，调整底座(61)与地面接触；其功能是如果被测轴承是不合格品，分料机构上的上下移动气缸(63)下降，推料气缸(66)伸出，将被测轴承推到密封的不合格盒子(69)里；
所述驱动机构包括：油静压总成(75)、主轴(76)、保护罩(77)、胎座(78)等组成。油静压总成(75)与大平台(7)连接，主轴(76)与胎座(78)连接，胎具(39)与胎座(78)连接，其功能是在伺服电机的带动下主轴(76)带动胎具(39)顺时针旋转，当被测轴承推到胎具(39)上时，它带动胎具(39)旋转，从而带动轴承法兰旋转。
2.一种机械手式全自动三代轮毂轴承振动测量方法,采用权利要求1所述的装置，其特征在于步骤如下，
入口抓取机构将入口传送带过来的三代轮毂轴承抓取，放到轴承振动测量仪的第一工位；机械手机构将被测轴承运送到第二工位的胎具上；加力机构上的弹性加力盘将被测三代轮毂轴承外圈压住并施加可调载荷力；加力气缸伸出后，触发加力气缸伸出到位磁性开关，伺服电机开始旋转；胎具与驱动机构连接，驱动机构在伺服电机的带动下旋转，从而带动胎具旋转，最终带动被测三代轮毂轴承法兰旋转；
测量机构的上下移动气缸伸出，带动三支传感器整体向下运动，运动到位后，传感器前后移动气缸伸出，带动传感器接触被测三代轮毂轴承外圈，开始轴承振动信号的采集，分析；
测量完成后，工控机发测量完毕信号及合格还是不合格信号给PLC，PLC收动指令后，伺服电机停止旋转，传感器前后移动气缸缩回，然后测量机构上的上下移动气缸及加力机构上的加力气缸缩回，完成一次测量循环。当机械手机构将被测轴承运送到不合格品分料机构时，如果被测轴承是不合格品，分料机构上的上下移动气缸下降，前后移动气缸将被测轴承推到密封的不合格盒子里；如果被测轴承是合格品，待下一个轴承测量完毕后，通过机械手机构的左右移动自动将轴承推到出口传送带上运走。
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