CN112518275B - 一种薄壁件胀夹式识面寻角机构及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种识面寻角机构，尤其涉及一种薄壁件胀夹式识面寻角机构及其实现方法。包括机壳产品，还包括大回转轴和光纤传感器，所述的大回转轴可上下位移且可转动，所述的大回转轴的上端套有薄壁胀套，所述的机壳产品的下端套入至薄壁胀套的外壁，所述的大回转轴向下位移时大回转轴的外壁压紧薄壁胀套的内壁且薄壁胀套的外壁撑住外壳产品，所述的大回转轴转动时光纤传感器对外壳产品进行识面寻角且将捕捉到的机壳产品特征通过PLC传递信号，使其停止检测。结构紧凑度高，进一步提升加工效率，进一步提升装配品质。

Description

一种薄壁件胀夹式识面寻角机构及其实现方法
技术领域
本发明涉及一种识面寻角机构，尤其涉及一种薄壁件胀夹式识面寻角机构及其实现方法。
背景技术
现有的燃油泵机壳找点机构中，机壳与治具之间有间隙。在机构作业的情况下存在以下风险。其一，若机壳与治具间的间隙稍大，会出现相对转动，导致找角度不精准。其二，在角度找寻完毕后，搬运机构对机壳进行夹取时，机壳角度会发生微小的偏转，导致找角度结果仍不准确。为了规避如上风险。本机构采用薄壁式胀夹撑紧产品内壁，使机壳与治具之间无相对滑动，从而避免常规机构找角度不稳定、不可靠问题的发生。
在之前的同类机构中，都是利用搬运机构直接将产品放入治具中，然后治具随着电机的转动带动产品旋转。另一侧装有光纤传感器。通过光纤传感器找产品的特征位置，然后根据特征位置判断壳体的正反及相对旋转角度，从而使产品在下一工位进行组装时，有正确的方向和角度姿态。
发明内容
本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种自动化程度高，利用薄壁胀件的形变来防止产品相对于治具及搬运机构发生偏转的一种薄壁件胀夹式识面寻角机构及其实现方法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种薄壁件胀夹式识面寻角机构，包括机壳产品，还包括大回转轴和光纤传感器，所述的大回转轴可上下位移且可转动，所述的大回转轴的上端套有薄壁胀套，所述的机壳产品的下端套入至薄壁胀套的外壁，所述的大回转轴向下位移时大回转轴的外壁压紧薄壁胀套的内壁且薄壁胀套的外壁撑住外壳产品，所述的大回转轴转动时光纤传感器对外壳产品进行识面寻角且将捕捉到的机壳产品特征通过PLC传递信号，使其停止检测。
作为优选，所述的薄壁胀套上端的内壁与大回转轴上端的外壁呈倒锥状配接，所述的薄壁胀套上端的内壁与大回转轴上端的外壁间的间距为0.16mm，所述的大回转轴的转轴敞开角度为11度。
作为优选，还包括操作组件，所述的操作组件包括操作架和回转轴，所述的大回转轴中设有向下延伸的回转轴且回转轴带动大回转轴进行转动。
作为优选，所述的操作架的中设有带动回转轴进行转动的电机；所述的回转轴中套有连接板，所述的操作架中设有带动连接板进行上下位移的气缸，所述的气缸带动连接板向下位移且连接板带动回转轴向下位移，所述的回转轴带动大回转轴向下位移且大回转轴与薄壁胀套锁止后电机带动大回转轴转动。
作为优选，还包括搬送翻转组件，所述的搬送翻转组件包括夹持且翻转机壳产品的夹爪。
作为优选，还包括搬送翻转架，所述的搬送翻转架中设有控制夹爪进行180度翻转的气动摆台，所述的气动摆台中设有控制夹爪抓取机壳产品的气爪，所述的搬送翻转架中设有驱动搬送翻转架进行上下位移的位移气缸。
作为优选，所述的大回转轴的下端通过止推球轴承进行转动，所述的止推球轴承装在轴承连接板中，所述的光纤传感器设在轴承连接板的外壁。
作为优选，所述的电机与回转轴通过联轴器固连，所述的回转轴中套有调节气缸上下位移行距的圆孔螺帽，所述的操作架中设有二个相间隔分布的气缸，所述的气缸与连接板间通过浮动接头固连。
一种薄壁件胀夹式识面寻角机构的实现方法，按以下步骤进行：
(一)、机壳装入：首先通过人工上料或机器人上料的方式将机壳，放置于薄壁胀套上；此时气缸活塞杆缩回，带动轴承安装板，拉动大回转轴向下运动，大回转轴顶部呈扇形敞开状，大回转轴与薄壁胀套的间距为0.16mm，大回转轴敞开的角度为11度,根据三角函数关系，竖直方向的距离为0.16mm/sin11°，约为0.84mm；；当气缸的行程超过0.84mm时，大回转轴会挤压薄壁胀套，从而使薄壁胀套的外壁撑住机壳使其不会晃动，由于薄壁胀套采用弹簧钢材质，故可产生一部分应力形变而不损坏，而下端调节圆孔螺帽可以调整气缸的行程；
(二)、机壳找点：电机通过联轴器带动回转轴转动，回转轴与大回转轴间通过键槽定位，确保无相对滑动，由于薄壁胀套为胀开状态，故可以实现带动机壳产品转动的功能；
电机采用伺服驱动电机，转速可调节，通常找点时，电机转速约为0.3r/s，机壳产品的外径为41mm，则回转线速度为41mm*3.14*0.3r/s，约为38mm/s；
当光纤传感器捕捉到机壳的特征时，传感器会通过PLC给电机信号，使电机停止；
(三)、机壳正反检测：当机壳找点工序进行时，如果转动超过一圈仍无法找到产品特征；便可以判断机壳方向装反，这时，气爪带动夹爪夹紧产品，位移气缸气缸会升起，行程由限位环上下做限位，升起的高度只要保证机壳不与薄壁胀套干涉即可，气动摆台翻转，将产品翻转180度，并放置于薄壁胀套上；
(四)、机壳取出：当检测判定完毕时，外部机械手抓紧机壳产品，气缸伸出，带动轴承安装板，拉动大回转轴向上运动，使大回转轴脱离与薄壁胀套接触，薄壁胀套由于弹簧钢属性可以回复至初始状态，轴承连接板里装有止推球轴承，可承受轴向推力；
再由外部机械手将机壳产品搬运至后续工位。
此机构用于汽车燃油泵生产组装，机壳与刷架组件装配工序。由于刷架与机壳之间有相对位置要求，故需要在组装前检测机壳的正反以及角度姿态。
优点：
1.功能强大：可以同时实现方向及角度定位。2.结构紧凑：由于机构可以同时实现定位及夹紧功能，无需外部机构进行夹紧，占用空间小。3：运动方式简单，本机构只涉及上下及旋转运动，上下运动由气缸控制，旋转运动由电机控制。
因此，本发明的一种薄壁件胀夹式识面寻角机构及其实现方法，结构紧凑度高，进一步提升加工效率，进一步提升装配品质。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明的局部剖视结构示意图；
图3是本发明中薄壁胀套与大回转轴的装配结构示意图；
图4是图3的A-A剖视图；
图5是图4中A部放大结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：如图所示，一种薄壁件胀夹式识面寻角机构，包括机壳产品1，还包括大回转轴2和光纤传感器3，所述的大回转轴2可上下位移且可转动，所述的大回转轴2的上端套有薄壁胀套4，所述的机壳产品1的下端套入至薄壁胀套4的外壁，所述的大回转轴2向下位移时大回转轴2的外壁压紧薄壁胀套4的内壁且薄壁胀套4的外壁撑住外壳产品1，所述的大回转轴2转动时光纤传感器3对外壳产品1进行识面寻角且将捕捉到的机壳产品1特征通过PLC传递信号，使其停止检测。
所述的薄壁胀套4上端的内壁与大回转轴2上端的外壁呈倒锥状配接，所述的薄壁胀套4上端的内壁与大回转轴2上端的外壁间的间距为0.16mm，所述的大回转轴2的转轴敞开角度为11度。
还包括操作组件，所述的操作组件包括操作架5和回转轴6，所述的大回转轴2中设有向下延伸的回转轴6且回转轴6带动大回转轴2进行转动。
所述的操作架5的中设有带动回转轴6进行转动的电机7；所述的回转轴6中套有连接板8，所述的操作架5中设有带动连接板8进行上下位移的气缸9，所述的气缸9带动连接板8向下位移且连接板8带动回转轴6向下位移，所述的回转轴6带动大回转轴2向下位移且大回转轴2与薄壁胀套4锁止后电机7带动大回转轴2转动。
还包括搬送翻转组件，所述的搬送翻转组件包括夹持且翻转机壳产品1的夹爪10。
还包括搬送翻转架11，所述的搬送翻转架11中设有控制夹爪10进行180度翻转的气动摆台12，所述的气动摆台12中设有控制夹爪10抓取机壳产品1的气爪13，所述的搬送翻转架11中设有驱动搬送翻转架11进行上下位移的位移气缸14。
所述的大回转轴2的下端通过止推球轴承15进行转动，所述的止推球轴承15装在轴承连接板16中，所述的光纤传感器3设在轴承连接板16的外壁。
所述的电机7与回转轴6通过联轴器17固连，所述的回转轴6中套有调节气缸9上下位移行距的圆孔螺帽18，所述的操作架5中设有二个相间隔分布的气缸9，所述的气缸9与连接板8间通过浮动接头20固连。
一种薄壁件胀夹式识面寻角机构的实现方法，按以下步骤进行：
(一)、机壳装入：首先通过人工上料或机器人上料的方式将机壳，放置于薄壁胀套上；此时气缸活塞杆缩回，带动轴承安装板，拉动大回转轴向下运动，大回转轴顶部呈扇形敞开状，大回转轴与薄壁胀套的间距为0.16mm，大回转轴敞开的角度为11度,根据三角函数关系，竖直方向的距离为0.16mm/sin11°，约为0.84mm；；当气缸的行程超过0.84mm时，大回转轴会挤压薄壁胀套，从而使薄壁胀套的外壁撑住机壳使其不会晃动，由于薄壁胀套采用弹簧钢材质，故可产生一部分应力形变而不损坏，而下端调节圆孔螺帽可以调整气缸的行程；
(二)、机壳找点：电机通过联轴器带动回转轴转动，回转轴与大回转轴间通过键槽定位，确保无相对滑动，由于薄壁胀套为胀开状态，故可以实现带动机壳产品转动的功能；
电机采用伺服驱动电机，转速可调节，通常找点时，电机转速约为0.3r/s，机壳产品的外径为41mm，则回转线速度为41mm*3.14*0.3r/s，约为38mm/s；
当光纤传感器捕捉到机壳的特征时，传感器会通过PLC给电机信号，使电机停止；
(三)、机壳正反检测：当机壳找点工序进行时，如果转动超过一圈仍无法找到产品特征；便可以判断机壳方向装反，这时，气爪带动夹爪夹紧产品，位移气缸气缸会升起，行程由限位环上下做限位，升起的高度只要保证机壳不与薄壁胀套干涉即可，气动摆台翻转，将产品翻转180度，并放置于薄壁胀套上；
(四)、机壳取出：当检测判定完毕时，外部机械手抓紧机壳产品，气缸伸出，带动轴承安装板，拉动大回转轴向上运动，使大回转轴脱离与薄壁胀套接触，薄壁胀套由于弹簧钢属性可以回复至初始状态，轴承连接板里装有止推球轴承，可承受轴向推力；
再由外部机械手将机壳产品搬运至后续工位。

Claims (2)

1.一种薄壁件胀夹式识面寻角机构，包括机壳产品(1)，还包括大回转轴(2)和光纤传感器(3)，所述的大回转轴(2)可上下位移且可转动，所述的大回转轴(2)的上端套有薄壁胀套(4)，所述的机壳产品(1)的下端套入至薄壁胀套(4)的外壁，所述的大回转轴(2)向下位移时大回转轴(2)的外壁压紧薄壁胀套(4)的内壁且薄壁胀套(4)的外壁撑住机壳产品(1)，所述的大回转轴(2)转动时光纤传感器(3)对机壳产品(1)进行识面寻角且将捕捉到的机壳产品(1)特征通过PLC传递信号，使其停止检测；所述的薄壁胀套(4)上端的内壁与大回转轴(2)上端的外壁呈倒锥状配接，所述的薄壁胀套(4)上端的内壁与大回转轴(2)上端的外壁间的间距为0.16mm，所述的大回转轴(2)的转轴敞开角度为11度；还包括操作组件，所述的操作组件包括操作架(5)和回转轴(6)，所述的大回转轴(2)中设有向下延伸的回转轴(6)且回转轴(6)带动大回转轴(2)进行转动；所述的操作架(5)的中设有带动回转轴(6)进行转动的电机(7)；所述的回转轴(6)中套有连接板(8)，所述的操作架(5)中设有带动连接板(8)进行上下位移的气缸(9)，所述的气缸(9)带动连接板(8)向下位移且连接板(8)带动回转轴(6)向下位移，所述的回转轴(6)带动大回转轴(2)向下位移且大回转轴(2)与薄壁胀套(4)锁止后电机(7)带动大回转轴(2)转动；还包括搬送翻转组件，所述的搬送翻转组件包括夹持且翻转机壳产品(1)的夹爪(10)；
还包括搬送翻转架(11)，所述的搬送翻转架(11)中设有控制夹爪(10)进行180度翻转的气动摆台(12)，所述的气动摆台(12)中设有控制夹爪(10)抓取机壳产品(1)的气爪(13)，所述的搬送翻转架(11)中设有驱动搬送翻转架(11)进行上下位移的位移气缸(14)；
所述的大回转轴(2)的下端通过止推球轴承(15)进行转动，所述的止推球轴承(15)装在轴承连接板(16)中，所述的光纤传感器(3)设在轴承连接板(16)的外壁；其特征在于：所述的电机(7)与回转轴(6)通过联轴器(17)固连，所述的回转轴(6)中套有调节气缸(9)上下位移行距的圆孔螺帽(18)，所述的操作架(5)中设有二个相间隔分布的气缸(9)，所述的气缸(9)与连接板(8)间通过浮动接头(20)固连。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁件胀夹式识面寻角机构的实现方法，其特征在于按以下步骤进行：
(一)、机壳装入：首先通过人工上料或机器人上料的方式将机壳，放置于薄壁胀套上；此时气缸活塞杆缩回，带动轴承安装板，拉动大回转轴向下运动，大回转轴顶部呈扇形敞开状，大回转轴与薄壁胀套的间距为0.16mm，大回转轴敞开的角度为11度,根据三角函数关系，竖直方向的距离为0.16mm/sin11°，为0.84mm；当气缸的行程超过0.84mm时，大回转轴会挤压薄壁胀套，从而使薄壁胀套的外壁撑住机壳使其不会晃动，由于薄壁胀套采用弹簧钢材质，故可产生一部分应力形变而不损坏，而下端调节圆孔螺帽可以调整气缸的行程；
(二)、机壳找点：电机通过联轴器带动回转轴转动，回转轴与大回转轴间通过键槽定位，确保无相对滑动，由于薄壁胀套为胀开状态，故可以实现带动机壳产品转动的功能；
电机采用伺服驱动电机，转速可调节，通常找点时，电机转速约为0.3r/s，机壳产品的外径为41mm，则回转线速度为41mm*3.14*0.3r/s，约为38mm/s；
当光纤传感器捕捉到机壳的特征时，传感器会通过PLC给电机信号，使电机停止；
(三)、机壳正反检测：当机壳找点工序进行时，如果转动超过一圈仍无法找到产品特征；便可以判断机壳方向装反，这时，气爪带动夹爪夹紧产品，位移气缸会升起，行程由限位环上下做限位，升起的高度只要保证机壳不与薄壁胀套干涉即可，气动摆台翻转，将产品翻转180度，并放置于薄壁胀套上；
(四)、机壳取出：当检测判定完毕时，外部机械手抓紧机壳产品，气缸伸出，带动轴承安装板，拉动大回转轴向上运动，使大回转轴脱离与薄壁胀套接触，薄壁胀套由于弹簧钢属性可以回复至初始状态，轴承连接板里装有止推球轴承，可承受轴向推力；
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