CN113618476A - 一种用于扭力轴滚压设备的上料搬送机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于扭力轴滚压设备的上料搬送机构，主要涉及自动化加工领域。包括架体、搬送驱动装置和夹持机构；所述导向驱动装置设置在架体的横梁上，包括x轴驱动机构和x轴导向组件；所述夹持机构设置在导向驱动装置底部，所述夹持机构设有夹持机械手，所述夹持机械手夹持扭力轴后通过搬送驱动装置沿x轴方向位移至加工点位。本发明的有益效果在于：减少人工操作流程，避免人工上料时由于扭力轴质量和长度的所带来的装夹的误差，对后续加工造成较大误差，进而影响扭力轴的加工质量，相比传统人工加工过程，整个流程更加流畅跟准确。
Description
技术领域
本发明涉及自动化加工领域，具体是一种用于扭力轴滚压设备的上料搬送机构。
背景技术
扭力轴是指具有扭转弹性的直轴。常设于车体与构架之间，用于抗车体的侧滚振动。目前，特种车辆的悬挂装置大多数是采用扭力轴悬挂系统。扭力轴是履带式车辆悬挂装置中的重要零部件，车辆在不平的路面行驶时，扭力轴通过弹性扭转和释放能量，以达到缓冲和减震的目的。对表面加工强化的工艺方法有很多种，在扭力轴实际生产来说大多采用滚压加工的处理方法，来提高扭力轴的抗疲劳强度、加工精度和扭力轴的使用性能。
在对扭力轴的齿根进行滚压加工时，以往扭力轴滚压流程全部由人工操作，不能准确确认滚压尺寸(定位分度和扭力轴需滚压根部位置)，由于扭力轴较长质量大，上料时需要两个工人往加工机床上进行上下料，加工机床的尾座和基座的顶针将扭力轴两端顶起，再通过滚压刀具对扭力轴进行滚压加工。由于扭力轴长度和质量的原因，装夹时难以保证扭力轴装夹的水平度，而且通过两个人装夹误差较大，进行加工时会产生较大误差，影响扭力轴加工质量。所以说需要一种用于扭力轴滚压设备的上料搬送机构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于扭力轴滚压设备的上料搬送机构，它通过搬送驱动机构配合带动夹持机械手的多个夹爪进行夹持扭力轴，搬送至加工机床的夹持机构通过接近开关控制搬送机构和夹持机械手来调整与加工机床夹持机构之间的位置，从而减少人工操作流程，避免人工上料时由于扭力轴质量和长度的所带来的装夹的误差，对后续加工造成较大误差，进而影响扭力轴的加工质量，相比传统人工加工过程，整个流程更加流畅跟准确。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种用于扭力轴滚压设备的上料搬送机构包括架体、搬送驱动装置和夹持机构；所述导向驱动装置设置在架体的横梁上，包括x轴驱动机构和x轴导向组件；所述夹持机构设置在导向驱动装置底部，所述夹持机构设有夹持机械手，所述夹持机械手夹持扭力轴后通过搬送驱动装置沿x轴方向位移至加工点位。所述x轴导向组件的滑动块上设有安装板，所述安装板上设有z轴导向驱动组件，所述z轴导向驱动组件包括z轴驱动机构和z轴导向组件；所述z轴驱动机构为z轴齿轮齿条机构；
所述传动板底部设有连接板，所述连接板上设有夹持机构，带动夹持机械手沿直线导轨方向进行轴位移搬送扭力轴。所述安装板与夹持机械手之间设有翻转机构，所述翻转机构设置包括翻转电机和旋转轴，所述旋转轴连接设有翻转板，所述翻转板与连接板连接；所述翻转电机驱动转轴旋转时，所述翻转板与旋转轴同轴转动带动夹持机械手翻转。
所述导向驱动装置设有限位装置，所述限位装置通过包括多个光电开关和信号遮挡板；所述信号遮挡板设置的安装板上，所述多个光电开关分别设置在横梁和传动板上；所述信号遮挡板跟随安装板一同滑动位移时，遮挡光电开关对射光线位置时，使得驱动组件停止驱动。
所述夹持机械手具体结构为：所述连接板两侧设有多个立板，所述多个立板上设有双向行程气缸，所述双向行程气缸活塞杆两端连接设有夹板；
所述连接板与夹持机械手之间设有直线导轨，所述直线导轨滑动块设有多个横板，所述横板连接设有多个夹爪，所述横板与双向行程气缸之间通过夹板连接，通过双向行程气缸的活塞杆收缩从而控制夹爪的夹紧和松开。
所述夹持机械手的夹爪设有缓冲装置，所述缓冲装置包括油压缓冲器、固定块和缓冲块；所述固定块与油压缓冲器连接，所述油压缓冲器的活塞杆与缓冲块相对。
所述传动板下端设有接近开关。
所述x轴驱动机构和x轴导向组件具体结构为：x轴直线导轨和齿轮齿条驱动机构；所述x轴直线导轨的滑动块上设有安装板，所述安装板上设有x轴驱动电机，所述x轴驱动电机的主轴输出端连接设有x轴驱动齿轮，所述x轴驱动齿轮与x轴齿条相啮合传动。
对比现有技术，本发明的有益效果在于：
本装置通过搬送驱动机构配合带动夹持机械手的多个夹爪进行夹持扭力轴，搬送至加工机床的夹持机构通过接近开关控制搬送机构和夹持机械手来调整与加工机床夹持机构之间的位置，从而减少人工操作流程，避免人工上料时由于扭力轴质量和长度的所带来的装夹的误差，对后续加工造成较大误差，进而影响扭力轴的加工质量，相比传统人工加工过程，整个流程更加流畅跟准确。由搬送驱动机构伺服电机驱动，通过齿轮齿条横向移动，Z轴同样由伺服电机驱动，通过齿轮齿条纵向移动，通过接近开关和直线导轨保证了运行的精度；限位机构和缓冲机构对z轴搬送驱动机构的稳定性和安全性进一步提高。
附图说明
附图1是本发明装置总体视图。
附图2是本发明装置总体视图。
附图3是本发明搬送驱动装置视图。
附图4是本发明搬送驱动装置视图。
附图5是本发明中夹持机械手视图。
附图6是本发明扭力轴加工点位视图。
附图中所示标号：
1、架体；2、横梁；3、夹持机械手；4、安装板；5、传动板；6、翻转电机；7、旋转轴；8、翻转板；9、连接板；10、光电开关；11、信号遮挡板；12、x轴齿条；13、立板；14、双向行程气缸；15、夹板；16、夹手直线导轨；17、夹手直线导轨滑动块；18、横板；19、夹爪；20、油压缓冲器；21、固定块；22、缓冲块；23、接近开关；24、x轴直线导轨；25、x轴驱动电机；26、x轴驱动齿轮；27、z轴直线导轨；28、z轴驱动电机；29、z轴驱动齿轮；30、z轴齿条；31、限位螺栓；32、限位块；33、稳定方管；34、缓冲橡胶塞；35、联轴器；36、轴承座；37、横向限位挡板。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
总体概述：
本发明所述是一种用于扭力轴滚压设备的上料搬送机构，主要用于对扭力轴设备的搬送上料和卸料，减少人工操作流程，避免人工上料时由于扭力轴质量和长度的所带来的装夹的误差，对后续加工造成较大误差，进而影响扭力轴的加工质量，相比传统人工加工过程，整个流程更加流畅跟准确。通过设置以下结构实现：
主体结构包括架体1、搬送驱动装置和夹持机构；搬送驱动装置设置在架体1上，夹持机构与搬送驱动装置连接，夹持机构夹持扭力轴后通过搬送驱动装置将夹持机构与扭力轴搬送至加工机床上，而后对扭力轴进行加工。
搬送驱动装置：
所述搬送驱动装置设置在架体1的横梁2上，包括x轴驱动机构和x轴导向组件；所述x轴驱动机构具体结构包括；x轴直线导轨24和齿轮齿条驱动机构；设置直线导轨运动的作用是用来支撑和引导运动部件，按给定的方向做往复直线运动。直线导轨主要是用在精度要求比较高的机械结构上,直线导轨的移动元件和固定元件之间不用中间介质，而用滚动钢球。
所述x轴直线导轨24的滑动块上设有安装板4，所述安装板4上设有x轴驱动电机25，x轴驱动电机25为伺服电机，所述x轴驱动电机25的主轴输出端连接设有x轴驱动齿轮26，所述x轴驱动齿轮26与横梁2齿条相啮合传动；x轴驱动电机25旋转带动的x轴驱动齿轮26旋转，x轴驱动齿轮26与x轴齿条12啮合发生相对位移，带动x轴直线导轨24的滑动块和安装板4在横梁2上滑动位移，从而实现向加工机床横向位移搬送的动作。
进一步改进：
如果仅设置横向位移对于整个搬送过程来说，对后续加工机床进行上料时无法调节高度，仅能够横向搬送，所以说进一步设置z轴导向驱动装置：
所述z轴导向驱动装置包括多个z轴直线导轨27和齿轮齿条驱动机构；所述z轴直线导轨27和z轴齿条30设置在安装板4上，能够在通过x轴导向驱动装置在横梁2上滑动位移；所述z轴直线导轨27的滑动块上设有传动板5，所述传动板5设有z轴驱动电机28，所述z轴驱动电机28的主轴输出端连接设有z轴驱动齿轮29，所述z轴驱动齿轮29与z轴齿条30相啮合传动，z轴驱动电机28旋转带动的z轴驱动齿轮29旋转，z轴驱动齿轮29与z轴齿条30啮合发生相对位移，带动z轴直线导轨27的滑动块和传动板5在安装板4上滑动位移。
搬送夹持机构：
如说明书附图图3所示，所述搬送夹持机构设有夹持机械手3，所述夹持机械手3与导向驱动装置相配合，所述夹持机械手3夹持扭力轴后通过导向装置定向带动夹持机械手3至加工机床处。通过z轴导向驱动装置控制夹持机械手3向下抓取下文所述的储料架上的扭力轴，抓取后再通过x轴导向驱动装置向加工机床方向进行搬送，从而代替了人工进行搬送。具体结构为：
如说明书附图图4所示，所述连接板9两侧设有多个立板13，所述多个立板13上设有双向行程气缸14，双向行程气缸14的活塞具有两个活塞杆，分别从两个方向(侧面)伸出，两侧受压面积相等，两侧运动行程和输出力是相等的。双作用气缸常用于长行程的工作台的装置上。所述双向行程气缸14活塞杆两端连接设有夹板15，夹板15与活塞杆运动方向一致，所述连接板9与夹持机械手3之间设有夹爪19直线导轨，所述夹爪19直线导轨滑动块设有多个横板18，所述横板18连接设有多个夹爪19，所述横板18与双向行程气缸14之间通过夹板15连接。双向行程气缸14出气口进气时，活塞杆收缩带动夹板15和与之连接的横板18，通过夹爪19直线导轨滑动块向内滑动收缩，使得横板18上设置的夹爪19间距变小，完成夹持动作；双向行程气缸14进气口出气时，活塞杆伸长带动夹板15和与之连接的横板18，通过夹爪19直线导轨滑动块向两侧滑动，使得横板18上设置的夹爪19间距变大，完成松开动作，通过双向行程气缸14的进气，控制活塞杆收缩从而控制夹爪19的抓取和放置，与上文所述加工机床配合将扭力轴夹持进行滚压加工。
为了进一步优化扭力轴搬送机构的空间的合理性以及上料搬送效率，需要进一步优化导向驱动装置，从而达到提高上料效率和节约空间结构，所以说通过设置翻转机构进一步改进扭力轴搬送机构：
翻转机构：
如说明书附图图4所示，所述安装板4与夹持机械手3之间设有翻转机构，所述翻转机构设置包括翻转电机6和旋转轴7，所述翻转电机6为翻转伺服电机，翻转伺服电机连接设有减速器，所述翻转电机6的主轴通过设置联轴器35与旋转轴7连接，所述旋转轴7两端设有轴承座36，所述旋转轴7连接设有翻转板8，所述翻转板8与连接板9连接；所述翻转电机6驱动时，通过联轴器35带动旋转轴7旋转，所述翻转板8与旋转轴7同轴转动，带动夹持机械手3向夹持旋转机构方向旋转。
未设置翻转机构时，机械手夹持扭力轴进行上料，x轴方向的位移需要大于加工机床的位置点位，需要加长齿条的长度，防止x轴驱动导向装置与横梁2动作时发生干涉导致撞车；z轴方向的位移来说未设置搬送机构进行上料时需要提起夹持机械手3处于较高的位置点位，防止发生碰撞，长此以往磨损加大减少使用寿命。设置翻转机构后，夹持机械手3夹持扭力轴进行翻转，而后增加x、z轴距离，从而减少x、z轴导向装置的动作过程和位移距离，进一步优化了空间结构和提高上料效率。
为了进一步保证翻转机构翻转后带动夹持机械手3进行上料时的准确性，通过在传动板5下端设置接近开关23，接近开关23是一种无需与运动部件进行机械直接接触而可以操作的位置开关，当z轴上的接近开关23的感应面到x轴搬送机构距离时，不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作，从而驱动直流电器或给计算机装置提供控制指令控制夹持机械手3以及加工床体的夹持机构来进行配合控制夹持扭力轴。还能够准确反应出搬送驱动机构的位置和行程，即使用于一般的行程控制，其定位精度、操作频率、使用寿命、安装调整的方便性很好。
为了防止搬送驱动装置出现滑出、脱出或者撞车等现象，需要对搬送驱动装置设置限位装置实现，具体结构为：
限位装置：
如说明书附图图4所示，所述搬送驱动装置设有限位装置，所述限位装置通过包括多个光电开关10和信号遮挡板11；所述限位装置可以分为x轴、z轴限位：
X轴限位：所述两个光电开关10分别设置在横梁2顶面，两个光电开关10设置位置之间距离为x轴步进驱动装置位移的安全距离；所述光电开关10为槽型光电开关10，槽型光电开关10是一款红外线感应光电产品，由红外线发射管和红外线接收管组合而成，而槽宽则就决定了感应接收型号的强弱与接收信号的距离，以光为媒介，由发光体与受光体间的红外光进行接收与转换，检测物体的位置。槽型光电开关10于接近开关23同样是无接触式的，受检测体的制约少，且检测距离长，可进行长距离的检测几十米检测精度高能检测小物体。槽型光电开关10与x轴步进驱动组件控制相连接。
X轴信号遮挡板11设置在安装板4靠近横梁2侧的位置，所述x轴信号遮挡板11跟随安装板4一同滑动位移，当x轴信号遮挡板11遮挡光电开关10对射光线位置时，使得驱动组件停止驱动。
Z轴限位：所述两个光电开关10分别设置在传动板5外侧，两个光电开关10设置位置之间距离为z轴步进驱动装置位移的安全距离；所述光电开关10为槽型光电开关10，槽型光电开关10与z轴步进驱动组件控制相连接。如说明书附图图4所示，z轴信号遮挡板11设置在安装板4上，所述x轴信号遮挡板11跟随安装板4一同滑动位移，当x轴信号遮挡板11遮挡光电开关10对射光线位置时，使得驱动组件停止驱动。
如说明书附图图4所示，Z轴还包括机械限位组件设置在z轴滑轨下方，z轴滑轨底侧设有限位螺栓31和限位块32，所述限位块32与限位螺栓31设置传动板5上，防止z轴直线导轨27的滑动块脱出。
如说明书附图图4所示，z轴搬送机构与x轴搬送机构受力结构不同，z轴搬送机构整体来说稳定性不如x轴搬送机构，所以说需要设置限位块32与限位螺栓31设置传动板5上，防止z轴直线导轨27的滑动块脱出。为了进一步提高装置的稳定性，通过设置以下结构解决：
为了提高z轴运行的稳定性，通过设置稳定方管33，所述稳定方管33设置在传动板5上，所述稳定方管33顶部连接设有横板18，所述横向限位挡板37连接设有缓冲橡胶塞34，缓冲橡胶塞34能够对z轴搬送机构向动作时，对与安装板4上的z轴直线导轨27的滑动块限位防止滑动脱出，同时还能够对安装板4与横向限位挡板37之间的撞击进行缓冲。
夹持机械手3在对扭力轴进行夹持时，需要一定的张紧力来缓冲双向行程气缸14的夹紧力，所以说设置以下缓冲结构来进行解决：
缓冲装置：
如说明书附图图4所示，所述夹持机械手3的夹爪19设有缓冲装置，所述缓冲装置包括油压缓冲器20、固定块21和缓冲块22；所述固定块21与油压缓冲器20连接，所述油压缓冲器20的活塞杆与缓冲块22相对。
油压缓冲器20之主要结构为本体、轴心、轴承、内管、活塞、液压轴、弹簧等组成，当轴心受外力冲击将带动活塞挤压内管之液压油，液压油受压后将由内管之排油孔一一排出，同时由内管排出之液压油也由内管之回油孔回流到内管；当外力消失时，弹簧将活塞弹回始点等待下次的动作。依此原理，油压缓冲器20将能把移动中的物体平衡有效的停止。
可减少震动及噪音，将移动中物体所产生之动能转换为热能并释放于大气中，在动作中将物体平衡有效的停止；使机械提高效率增加产能，使机器寿命延长降低维修成本，使机械动作稳定维修产品品质，使机器的操作更安全避免意外，提高人员效率，增加企业的竞争优势。
综上所述
本装置通过搬送驱动机构配合带动夹持机械手3的多个夹爪19进行夹持扭力轴，搬送至加工机床的夹持机构通过接近开关23控制搬送机构和夹持机械手3来调整与加工机床夹持机构之间的位置，从而减少人工操作流程，避免人工上料时由于扭力轴质量和长度的所带来的装夹的误差，对后续加工造成较大误差，进而影响扭力轴的加工质量，相比传统人工加工过程，整个流程更加流畅跟准确。由搬送驱动机构伺服电机驱动，通过齿轮齿条横向移动，Z轴同样由伺服电机驱动，通过齿轮齿条纵向移动，通过接近开关23和直线导轨保证了运行的精度；限位机构和缓冲机构对z轴搬送驱动机构的稳定性和安全性进一步提高。
Claims (8)
1.一种用于扭力轴滚压设备的上料搬送机构，其特征在于：包括架体(1)、搬送驱动装置和夹持机构；
所述导向驱动装置设置在架体(1)的横梁(2)上，包括x轴驱动机构和x轴导向组件；
所述夹持机构设置在导向驱动装置底部，所述夹持机构设有夹持机械手(3)，所述夹持机械手(3)夹持扭力轴后通过搬送驱动装置沿x轴方向位移至加工点位。
2.根据权利要求1所述一种用于扭力轴滚压设备的上料搬送机构，其特征在于：所述x轴导向组件的滑动块上设有安装板(4)，所述安装板(4)上设有z轴导向驱动组件，所述z轴导向驱动组件包括z轴驱动机构和z轴导向组件；所述z轴驱动机构为z轴齿轮齿条机构；
所述传动板(5)底部设有连接板(9)，所述连接板(9)上设有夹持机构，带动夹持机械手(3)沿导向组件方向进行位移搬送扭力轴。
3.根据权利要求1或2所述一种用于扭力轴滚压设备的上料搬送机构，其特征在于：所述安装板(4)与夹持机械手(3)之间设有翻转机构，所述翻转机构设置包括翻转电机(6)和旋转轴(7)，所述旋转轴(7)连接设有翻转板(8)，所述翻转板(8)与连接板(9)连接；
所述翻转电机(6)驱动转轴旋转时，所述翻转板(8)与旋转轴(7)同轴转动带动夹持机械手(3)翻转。
4.根据权利要求3所述一种用于扭力轴滚压设备的上料搬送机构，其特征在于：所述导向驱动装置设有限位装置，所述限位装置通过包括多个光电开关(10)和信号遮挡板(11)；所述信号遮挡板(11)设置的安装板(4)上，所述多个光电开关(10)分别设置在横梁(2)和传动板(5)上；所述信号遮挡板(11)跟随安装板(4)一同滑动位移时，遮挡光电开关(10)对射光线位置时，使得驱动组件停止驱动。
5.根据权利要求2所述一种用于扭力轴滚压设备的上料搬送机构，其特征在于：所述夹持机械手(3)具体结构为：所述连接板(9)两侧设有多个立板(13)，所述多个立板(13)上设有双向行程气缸(14)，所述双向行程气缸(14)活塞杆两端连接设有夹板(15)；
所述连接板(9)与夹持机械手(3)之间设有夹手直线导轨(16)，所述夹手直线导轨滑动块(17)设有多个横板(18)，所述横板(18)连接设有多个夹爪(19)，所述横板(18)与双向行程气缸(14)之间通过夹板(15)连接，通过双向行程气缸(14)的活塞杆收缩从而控制夹爪(19)的夹紧和松开。
6.根据权利要求5所述一种用于扭力轴滚压设备的上料搬送机构，其特征在于：所述夹持机械手(3)的夹爪(19)设有缓冲装置，所述缓冲装置包括油压缓冲器(20)、固定块(21)和缓冲块(22)；所述固定块(21)与油压缓冲器(20)连接，所述油压缓冲器(20)的活塞杆与缓冲块(22)相对。
7.根据权利要求2所述一种用于扭力轴滚压设备的上料搬送机构，其特征在于：所述传动板(5)下端设有接近开关(23)。
8.根据权利要求1所述一种用于扭力轴滚压设备的上料搬送机构，其特征在于：所述x轴驱动机构和x轴导向组件具体结构为：x轴直线导轨(24)和齿轮齿条驱动机构；所述x轴直线导轨(24)的滑动块上设有安装板(4)，所述安装板(4)上设有x轴驱动电机(25)，所述x轴驱动电机(25)的主轴输出端连接设有x轴驱动齿轮(26)，所述x轴驱动齿轮(26)与x轴齿条(12)相啮合传动。
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