CN112676886A - 机体侧挂式装夹方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开机体侧挂式装夹方法，包括以下步骤:S01：机器人由上料工位抓取待加工的机体；S02：机器人将机体送入加工中心机床，放置在夹具上，采用机体底面的定位销孔定位，夹具夹紧机体，机器人退出；S03:加工中心机床依次进行精铣缸盖结合面、两端面，精镗缸套孔、曲轴孔和凸轮轴孔，钻铰两端面定位孔；S04:加工完成后，机器人将机体抓紧，机器人抓取机体退出加工中心机床，放置机体到下料工位。本发明的有益效果：采用机体底面的两个定位销孔进行定位，与图纸设计基准一致，能保证加工后机体缸孔中心线对曲轴孔中心线的垂直度￠0.05，保证缸孔、曲轴孔、凸轮轴孔和定位孔的相对位置度，保证机体装配时，不因为机体加工精度差而出现的拉缸等故障。

Description

机体侧挂式装夹方法

技术领域

本发明涉及一种发动机缸机加工领域，尤其涉及的是一种机体侧挂式装夹方法。

背景技术

机体缸孔、曲轴孔、凸轮轴等重要孔是机体的核心要求部分，孔的相对位置要求非常高。

目前机体侧挂式装夹方式都采用人工装夹方式，如申请号：202020514684.8，一种用于缸盖的四轴夹具，一种用于缸盖的四轴夹具，其特征在于，包括：底板(1)、分别设置在底板(1)上两侧的四轴驱动旋转台(19)和尾座(20)；所述底板(1)用于固定在机床表面；所述四轴驱动旋转台(19)和尾座(20)之间固定设置桥板(2)，所述桥板(2)在底板(1)上方；所述桥板(2)上设置多个夹紧液压缸(21)；所述夹紧液压缸(21)的机体固定在桥板(2)上，所述夹紧液压缸(21)的活塞杆上固定设置压头(13)，压头(13)朝向待夹持缸盖的夹持位置。人工装夹辅助时间较长，且装夹时用力不均衡，对夹具的定位销等有较大伤害，影响加工定位精度。

为了节约劳动成本和生产出高精度的机体，机器人和桁架自动装夹已是加工线的发展趋势，目前侧挂式自动装夹加工缸孔和曲轴孔等，机体在夹具上的定位方式均采用闷头孔等其它方式定位，夹具的定位基准与图纸的设计基准不重合(图纸设计基础底面和底面两个定位销)，定位基准转换，导致加工精度降低。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何解决现有的夹具的定位基准与设计基不重合导致加工精度降低的问题。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

机体侧挂式装夹方法，其特征在于，采用机器人抓取机体，送入加工中心机床进行加工，其中，所述机器人包括位于端部的压紧块、能够伸缩的浮动定位销、能够伸缩的抓手，所述浮动定位销活动穿过所述压紧块；加工中心机床具有用于夹紧机体的夹具；

包括以下步骤:

步骤S01：机器人由上料工位抓取待加工的机体，机器人的浮动定位销伸入待加工机体的缸孔时呈浮动状态，待完全进入缸孔后锁紧，所述抓手由其他缸孔伸出勾住机体的外壁后，与压紧块将机体抓紧；

步骤S02：机器人将机体送入加工中心机床，放置在夹具上，采用机体底面的定位销孔定位，夹具夹紧机体，机器人退出加工中心机床；

步骤S03:加工中心机床对机体进行加工，依次进行精铣缸盖结合面、两端面，精镗缸套孔、曲轴孔和凸轮轴孔，钻铰两端面定位孔；

步骤S04:加工完成后，机器人进入加工中心机床，机器人的抓手、浮动定位销伸入机体的缸孔内并呈浮动状态，夹具松开，浮动定位销夹紧，抓手与压紧块将机体抓紧，机器人抓取机体退出加工中心机床，放置机体到下料工位。

本发明通过机器人上的浮动定位销对缸孔进行定位夹紧，结合抓手实现机体的夹紧，能够保证机体的位置精度，能够准确的将机体送入加工中心机床；采用机体底面的定位销孔进行定位，依次进行精铣缸盖结合面、两端面，精镗缸套孔、曲轴孔和凸轮轴孔，钻铰两端面定位孔，能保证加工后机体缸孔中心线对曲轴孔中心线的垂直度￠0.05，保证缸孔、曲轴孔、凸轮轴孔和定位孔的相对位置度，保证机体装配时，不因为机体加工精度差而出现的拉缸等故障。

优选的，所述夹具包括工作台、多个支撑座、多个与机体的定位孔对应的夹具定位销、主定位块、多个主压板，所述工作台呈L型结构，多个支撑座设置在工作台的水平面上，所述夹具定位销、主定位块、多个主压板均设置在所述工作台的竖直面，所述主压板分布于机体的上下侧面。

优选的，所述步骤S02中，机器人将机体旋转90度，将机体放置在多个支撑座上，通过夹具定位销的前端对应插入机体的定位销孔中，机器人的抓手收回，浮动定位销呈浮动状态，压紧块推动机体沿夹具定位销前进，至距离主定位块1-3mm处停止，夹具通过多个主压板将机体压紧。

优选的，所述夹具还包括多个辅助定位块、多个辅助压板、多个能够升降的辅助支撑杆，多个所述辅助定位块、多个辅助压板布置在所述工作台的竖直面上，所述辅助支撑杆设置在所述工作台的水平面上。

优选的，所述步骤S02中，主压板将机体压紧后，多个辅助定位块伸出抵接在机体上，多个辅助压板压紧机体，多个辅助支撑杆升起顶住机体，后进行气密性检测合格后，机器人的抓手与浮动定位销从机体内退出，机器人退出加工中心机床，加工中心机床门关闭。

优选的，所述步骤S03中，加工中心机床对机体进行加工包括：(1)工作台0°时，精铣缸盖结合面；(2)工作台旋转90°和270°精铣两端面；(3)工作台0°时，精镗缸孔和精铰缸盖结合面定位销孔；(4)工作台旋转90°和270°精镗曲轴孔和凸轮轴孔、精铰惰轮轴孔、机油泵孔和两端面定位孔。

优选的，所述夹具还包括多个推杆，所述推杆布置在所述工作台的竖直面。

优选的，所述步骤S04中，加工完成后，机器人进入加工中心机床，机器人的抓手、浮动定位销伸入机体的缸孔内，压紧块离机体的缸盖结合面距离5-10mm时停止前进，多个辅助支撑杆收回，多个主压板与多个辅助压板松开，多个推杆同时伸出将机体沿夹具定位销推出至完全推离后，机器人的抓手伸出勾住机体的缸孔外壁后夹紧机体，将机体翻转至水平状态，将机体以缸盖面朝上姿态放置在下料工位。

通过机器人的抓手、浮动定位销伸入机体的缸孔内对机体进行支撑，减少因夹具松开后，机体的重量导致夹具定位销断掉。

优选的，所述主压板与机体接触的端部为勾状结构，远离与机体接触的端部连接气缸，主压板的中部能够活动连接所述工作台，气缸的伸长，主压板旋转，勾状结构勾住机体。

优选的，所述夹具定位销为两个，对称分布，所述主定位块为一个，位于对称面上，所述辅助定位块为两个，沿主定位块对称分布；所述主压板为三个，其中两个位于上部，另一个位于下部，位于下部的一个位于对称面上，所述辅助压板为两个，沿位于下部的主压板对称；所述支撑座为三个，呈三角形布置，所述辅助支撑杆为两个，对称布置。

本发明的优点在于：

(1)本发明通过机器人上的浮动定位销对缸孔进行定位夹紧，结合抓手实现机体的夹紧，能够保证机体的位置精度，能够准确的将机体送入加工中心机床；采用机体底面的两个定位销孔进行定位，与图纸设计基准一致，依次进行精铣缸盖结合面、两端面，精镗缸套孔、曲轴孔和凸轮轴孔，钻铰两端面定位孔，能保证加工后机体缸孔中心线对曲轴孔中心线的垂直度￠0.05，保证缸孔、曲轴孔、凸轮轴孔和定位孔的相对位置度，保证机体装配时，不因为机体加工精度差而出现的拉缸等故障；

(2)在步骤S04中，通过机器人的抓手、浮动定位销伸入机体的缸孔内对机体进行支撑，减少因夹具松开后，机体的重量导致夹具定位销断掉的情况；

(3)本发明中图纸基准与夹具定位基准一致，能够保证加工精度。

附图说明

图1是本发明实施例机器人抓取机体的结构示意图；

图2是加工中心机床的夹具夹紧机体的结构示意图；

图3是机器人的结构示意图；

图4是机器人的主视图；

图5是机器人抓取机体后主视图；

图6是机体结构示意图；

图7是夹具的立体图；

图8是夹具的立体图；

图9是夹具的主视图；

图10是夹具的俯视图；

图11是夹具的侧视图；

图12是图11中A-A的剖视图；

图13是机器人、机体与夹具工作示意图；

图中标号：1、机器人；11、压紧块；12、浮动定位销；13、抓手；2、夹具；21、工作台；22、支撑座；23、夹具定位销；24、主定位块；25、主压板；26、辅助定位块；27、辅助压板；28、辅助支撑杆；29、推杆；3、机体；31、缸孔；32、定位销孔；4、气密性组件；5、冲水组件；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，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作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。

实施例一：

机体侧挂式装夹方法，其特征在于，如图1所示，采用机器人1抓取机体3，如图2所示，送入加工中心机床进行加工，其中，结合图3所示，所述机器人1包括位于端部的压紧块11、能够伸缩的浮动定位销12、能够伸缩的抓手13，所述浮动定位销12活动穿过所述压紧块11；结合图7所示，加工中心机床具有用于夹紧机体的夹具2；

包括以下步骤：

步骤S01：参阅图5所示，机器人1由上料工位抓取待加工的机体3，机器人1的浮动定位销12伸入待加工机体3的缸孔31时呈浮动状态，待完全进入缸孔31后锁紧，所述抓手13由其他缸孔31伸出勾住机体3的外壁后，与压紧块11将机体3抓紧；

步骤S02：机器人1将机体3送入加工中心机床，放置在夹具2上，如图6所示，采用机体底面的定位销孔32定位，夹具2夹紧机体3，机器人1退出加工中心机床；

步骤S03：加工中心机床对机体3进行加工，依次进行精铣缸盖结合面、两端面，精镗缸套孔、曲轴孔和凸轮轴孔，钻铰两端面定位孔；

步骤S04：加工完成后，机器人1进入加工中心机床，抓手13、浮动定位销12伸入机体3的缸孔31内并呈浮动状态，夹具2松开，浮动定位销12夹紧，抓手13与压紧块11将机体3抓紧，机器人1抓取机体3退出加工中心机床，放置机体3到下料工位。

本实施例可以适应多缸机体加工，现在本实施以四缸机体为例，如图2、图6所示，四缸机体具有4个缸套孔、5档曲轴孔和3档凸轮轴孔，底面具有对称的两个定位销孔32。

其中，机器人1为对称结构，压紧块11为两个，浮动定位销12为两个，抓手13为两个，抓手13位于中间，浮动定位销12位于抓手13两侧，浮动定位销12能够由压紧块11的中心穿过，并实现伸缩，伸缩的动力可以是气缸、液压缸等，浮动定位销12为圆柱形，其端部具有倒角，还可以为了减轻重量，将浮动定位销12设置为空心的，并开设一些减重槽，浮动定位销12可以在浮动情况下，找准缸孔31，并在位置找准后，通过气缸实现将缸孔31夹紧，浮动定位销12采用现有技术中的气动浮动定位销即可；抓手13为端部为勾状结构，抓手13可以实现沿轴向伸缩以及旋转运动，伸缩与旋转运动的动力可以是气缸、液压缸，采用现有技术中能够实现该功能的结构均可，抓手13为沿旋转中心轴偏心安装，当转手13沿旋转中心轴旋转时，可以调节两个抓手13的位置和抓手13端部的钩子的转向；本实施例中，机器人1主要为端部的抓取结构，除上述结构外，还有数控模块、转动机构等，均采用现有技术即可，不做赘述。

步骤S01更具体的为：机体3呈缸盖面朝上姿态在上料工位，当卧式加工中心向机器人1发出请求上料的信号后，机器人1移至上料工位的机体3上方，将机器人1的两个抓手13分别伸入机体3的第二、第三缸孔内，两个浮动定位销12分别插入机体3第一、第四缸孔内，当机器人1的两个压紧块11离机体的缸盖结合面约1mm距离时，抓手13先沿缸孔31垂直方向伸出到位后，再横向伸出勾住机体3的缸孔31下端的外壁后，浮动定位销12锁紧，抓手13沿缸孔31垂直方向朝缸盖面拉，将机体3压紧在机器人1的压紧块11上，机器人1将机体3抓离上料工位，在空中将机体侧转90度，送入卧式加工中心机床。

本实施例通过机器人1上的浮动定位销12对缸孔31进行定位夹紧，结合抓手13与压紧块11实现机体3的夹紧，能够保证机体3的位置精度，能够准确的将机体3送入加工中心机床；采用机体3底面的定位销孔32进行定位，依次进行精铣缸盖结合面、两端面，精镗缸套孔、曲轴孔和凸轮轴孔，钻铰两端面定位孔，能保证加工后机体3的缸孔31中心线对曲轴孔中心线的垂直度￠0.05，保证缸孔31、曲轴孔、凸轮轴孔和定位孔的相对位置度，保证机体装配时，不因为机体加工精度差而出现的拉缸等故障。

实施例二：

如图7至图12所示，所述夹具2包括工作台21、三个支撑座22、两个夹具定位销23、主定位块24、三个主压板25、两个辅助定位块26、两个辅助压板27、两个能够升降的辅助支撑杆28；

所述工作台21呈L型结构，三个支撑座22设置在工作台21的水平面上，三个支撑座22呈三角形对称分布，三个支撑座22可以不同高度，根据机体3的不同高度适应性调整，两个辅助支撑杆28设置在工作台21的水平面上，分布在对称面的两侧；

所述夹具定位销23、主定位块24、三个主压板25、两个所述辅助定位块26、两个辅助压板27均设置在所述工作台21的竖直面，并沿竖直面对称分布；夹具定位销23与机体3底面的定位销孔32位置对应，位于靠上的位置；主定位块24位于靠下的位置，两个辅助定位块26分布于主定位块24的两侧；三个主压板25分布于机体3的上下侧面，其中有两个主压板25位置靠上，主压板25的端部勾型结构可以向下勾住机体3，另外一个主压板25位置靠下，该主压板25的端部勾型结构可以向上勾住机体3，三个主压板25的基本结构相同，但根据勾住的部位不同，可以适应性的调整主压板25的长度和勾型结构的角度等；两个辅助定位块26位于主定位块24的两侧；两个辅助压板27位于处于靠下位置的主压板25的两侧。

其中，所述主压板25与辅助压板27与机体3接触的端部为勾状结构，远离与机体接触的端部连接气缸，主压板25的中部能够活动连接所述工作台，气缸的伸长，推动主压板25旋转，勾状结构勾住机体3，实现压紧机体3。

参照图13所示，所述步骤S02更具体的为，机器人1将机体3旋转90度，将机体3放置在三个支撑座22上，并保证两个夹具定位销23的前端的倒角部分对应插入机体3的定位销孔32中，机器人1松开机体3后，抓手13偏心收缩回到缸孔31里，浮动定位销12打开呈浮动状态，两个压紧块11推着机体3缸盖结合面，将机体3沿着夹具定位销23的轴向方向前进，当机体3移动到机体3的底面离夹具2的主定位块24距离约1mm停止，夹具2的三个主压板25通过气缸操作压紧机体3后，夹具2的辅助定位块26伸出顶在机体3底面，辅助压板27压紧机体3后，夹具2的辅助支撑杆28升起，顶住机体2的侧面，通过气密性组件4进行气密性检测合格后，抓手13、浮动定位销12从机体3里退出，机器人1退出机床，机床门关闭，机床开始自动加工。

所述步骤S03中，加工中心机床对机体3进行加工包括：(1)工作台0°时，精铣缸盖结合面；(2)工作台旋转90°和270°精铣两端面；(3)工作台0°时，精镗缸孔31和精铰缸盖结合面定位销孔；(4)工作台旋转90°和270°精镗曲轴孔和凸轮轴孔、精铰惰轮轴孔、机油泵孔和两端面定位孔。加工过程中，通过冲水组件5实现冲洗、降温。

实施例三：

如图9所示，所述夹具2还包括四个推杆29，四个所述推杆29布置在所述工作台21的竖直面，四个推杆29沿竖直面对称分布。

所述步骤S04具体为，机体加工完成后，机床门打开请求机器人1下料，机器人1进入机床，抓手13和浮动定位销12进入机体3，机器人1前进到压紧块11离机体3的缸盖结合面距离约7mm时停止前进。夹具的辅助支撑杆28缩回，主压板25和辅助压板27松开，当机床给出主、辅压板松开到位信号后，夹具上的四个推杆29同时伸出，将机体3的定位销孔32从夹具2的夹具定位销23完全推离，机器人1的抓手13伸出勾住机体3的缸孔31外壁，夹紧机体3，机器人1抓取机体3从夹具2上抬起，将机体3翻转至水平后，将机体3呈缸盖面朝上姿态放置在下料工位。

通过机器人1的抓手13、浮动定位销12伸入机体3的缸孔31内对机体3进行支撑，减少因夹具松开后，机体3的重量导致夹具定位销23断掉。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.机体侧挂式装夹方法，其特征在于，采用机器人抓取机体，送入加工中心机床进行加工，其中，所述机器人包括位于端部的压紧块、能够伸缩的浮动定位销、能够伸缩的抓手，所述浮动定位销活动穿过所述压紧块；加工中心机床具有用于夹紧机体的夹具；

包括以下步骤:

步骤S01：机器人由上料工位抓取待加工的机体，机器人的浮动定位销伸入待加工机体的缸孔时呈浮动状态，待完全进入缸孔后锁紧，所述抓手由其他缸孔伸出勾住机体的外壁后，与压紧块将机体抓紧；

步骤S02：机器人将机体送入加工中心机床，放置在夹具上，采用机体底面的定位销孔定位，夹具夹紧机体，机器人退出加工中心机床；

步骤S03:加工中心机床对机体进行加工，依次进行精铣缸盖结合面、两端面，精镗缸套孔、曲轴孔和凸轮轴孔，钻铰两端面定位孔；

步骤S04:加工完成后，机器人进入加工中心机床，机器人的抓手、浮动定位销伸入机体的缸孔内并呈浮动状态，夹具松开，浮动定位销夹紧，抓手与压紧块将机体抓紧，机器人抓取机体退出加工中心机床，放置机体到下料工位。

2.根据权利要求1所述的机体侧挂式装夹方法，其特征在于，所述夹具包括工作台、多个支撑座、多个与机体的定位孔对应的夹具定位销、主定位块、多个主压板，所述工作台呈L型结构，多个支撑座设置在工作台的水平面上，所述夹具定位销、主定位块、多个主压板均设置在所述工作台的竖直面，所述主压板分布于机体的上下侧面。

3.根据权利要求2所述的机体侧挂式装夹方法，其特征在于，所述步骤S02中，机器人将机体旋转90度，将机体放置在多个支撑座上，通过夹具定位销的前端对应插入机体的定位销孔中，机器人的抓手收回，浮动定位销呈浮动状态，压紧块推动机体沿夹具定位销前进，至距离主定位块1-3mm处停止，夹具通过多个主压板将机体压紧。

4.根据权利要求3所述的机体侧挂式装夹方法，其特征在于，所述夹具还包括多个辅助定位块、多个辅助压板、多个能够升降的辅助支撑杆，多个所述辅助定位块、多个辅助压板布置在所述工作台的竖直面上，所述辅助支撑杆设置在所述工作台的水平面上。

5.根据权利要求4所述的机体侧挂式装夹方法，其特征在于，所述步骤S02中，主压板将机体压紧后，多个辅助定位块伸出抵接在机体上，多个辅助压板压紧机体，多个辅助支撑杆升起顶住机体，后进行气密性检测合格后，机器人的抓手与浮动定位销从机体内退出，机器人退出加工中心机床，加工中心机床门关闭。

6.根据权利要求1所述的机体侧挂式装夹方法，其特征在于，所述步骤S03中，加工中心机床对机体进行加工包括：(1)工作台0°时，精铣缸盖结合面；(2)工作台旋转90°和270°精铣两端面；(3)工作台0°时，精镗缸套孔和精铰缸盖结合面定位销孔；(4)工作台旋转90°和270°精镗曲轴孔、凸轮轴孔、精铰惰轮轴孔、机油泵孔和两端面定位孔。

7.根据权利要求5所述的机体侧挂式装夹方法，其特征在于，所述夹具还包括多个推杆，所述推杆布置在所述工作台的竖直面。

8.根据权利要求7所述的机体侧挂式装夹方法，其特征在于，所述步骤S04中，加工完成后，机器人进入加工中心机床，机器人的抓手、浮动定位销伸入机体的缸孔内，压紧块离机体的缸盖结合面距离5-10mm时停止前进，多个辅助支撑杆收回，多个主压板与多个辅助压板松开，多个推杆同时伸出将机体沿夹具定位销推出至完全推离后，机器人的抓手伸出勾住机体的缸孔外壁后夹紧机体，将机体翻转至水平状态，将机体以缸盖面朝上姿态放置在下料工位。

9.根据权利要求4所述的机体侧挂式装夹方法，其特征在于，所述主压板与机体接触的端部为勾状结构，远离与机体接触的端部连接气缸，主压板的中部能够活动连接所述工作台，气缸的伸长，主压板旋转，勾状结构勾住机体。

10.根据权利要求5所述的机体侧挂式装夹方法，其特征在于，所述夹具定位销为两个，对称分布，所述主定位块为一个，位于对称面上，所述辅助定位块为两个，沿主定位块对称分布；所述主压板为三个，其中两个位于上部，另一个位于下部，位于下部的一个位于对称面上，所述辅助压板为两个，沿位于下部的主压板对称；所述支撑座为三个，呈三角形布置，所述辅助支撑杆为两个，对称布置。

Images