CN113909845A - 一种轴承防尘盖的自动扳盖机 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种轴承防尘盖的自动扳盖机，包括基板上整装的主控器、喂料单元、横向运料单元、下料滑道和至少一个扳盖机械臂，其中喂料单元用于面向横向运料单元逐一送件，横向运料单元用于将轴承横向步进式移动，扳盖机械臂设有在预设角度内翻转的操作头及其装接的定制撬刀；轴承在对应扳盖机械臂所在工位处，由操作头受驱动作、扳除轴承表侧的防尘盖，除盖的轴承自下料滑道转存中转箱。应用本发明该自动扳盖机，通过主控器的联控作用，实现了轴承周期性步进移栽，且在特定工位处实现自动扳除防尘盖；该自动扳盖机提供了更完善的扳盖细节控制流程，同时提供了对扳盖失败的不良品筛件分装，完全解放了人工，且大幅提升了轴承返工件的处理效率。

Description

一种轴承防尘盖的自动扳盖机

技术领域

本发明涉及一种工业自动化治具，尤其涉及一种针对轴承返工品处理、拆除其表侧防尘盖的自动扳盖机，属于机电应用技术领域。

背景技术

工业化制造是产品规模生产的可靠保障，无论是金属拉伸、切割成型还是直接注塑成型等。而在海量的工业金属零件品类中，轴承是一种应用范围广泛、规格繁多的零件产品。

由于轴承属于工业规划化的产品，其难以避免地保留有一定比率的不良品率；而且轴承产品也属于损耗品，在各类成品装配的应用中经特定时段的频繁使用需要换装更新。由此，与新轴承生产相呼应，同时也有批量轴承产品需要返工处理。

作为对轴承返工品的处理，大都采用直接金属压制、熔融、成型零件后再组装的再制方式，也有部分是通过人工拆解轴承、分离分类各部分零件、筛选优劣并替换重新组装。而在拆解返工品轴承的过程中，其两侧防尘盖的组装强度通常较高；采用撬板工具手动拆除的话非但作业强度大，易造成人身伤害，而且拆卸效率低下，无形中增加了人工方面的成本。

发明内容

本发明的目的旨在提出一种轴承防尘盖的自动扳盖机，以实现全自动化地扳除轴承两侧的防尘盖，并智能化分类收集不同扳盖结果的轴承半成品。

本发明实现上述目的的技术解决方案是，一种轴承防尘盖的自动扳盖机，其特征在于：包括基板上整装的主控器、喂料单元、横向运料单元、下料滑道和至少一个扳盖机械臂，其中所述喂料单元设有对接横向运料单元载件通道的变向通道、入位感应器及电驱动的推杆，所述横向运料单元在载件通道的外侧设有双轴位移机构及其表面装接的位移板，所述位移板对应载件通道间隙配合且沿载件通道长度向分布设有半圆形的槽口，所述槽口的内径对应轴承匹配相容其中，所述扳盖机械臂设有在预设角度内翻转的操作头，且操作头端部接设有可对应插入轴承防尘盖卷边位置的定制撬刀；所述轴承受驱于位移板在各槽口中逐一递进、横向位移，并在对应扳盖机械臂所在工位处，由操作头受驱动作、扳除轴承表侧的防尘盖，除盖的轴承自下料滑道转存中转箱。

进一步地，在扳盖机械臂旁侧设有用于感测扳盖成功与否的光电感应器，且光电感应器信号反馈输入主控器。

更进一步地，所述扳盖机械臂对应每个轴承单侧的防尘盖预设有两次扳盖动作，在一次扳盖动作下所述光电感应器反馈成功信号，则扳盖机械臂中止第二次扳盖动作、静置等待，反馈失败信号则扳盖机械臂执行第二次扳盖动作。

进一步地，所述轴承具有正反双面的防尘盖，所述自动扳盖机沿载件通道长度向，分布设有两个扳盖机械臂及其间受驱动作的翻转机构，且每个扳盖机械臂独立配套设有一个光电感应器，所述轴承受位移板横向带动，在前一个扳盖机械臂所在第一工位处扳除防尘盖，在翻转机构所在第二工位处翻面，并在后一个扳盖机械臂所在第三工位处扳除防尘盖。

更进一步地，所述扳盖机械臂为单一竖立平面内的三轴运动机构，包括带动中位载板进退位移的第一轴驱动部，与中位载板枢接的杠杆，在中位载板内侧一端竖向伸缩的第二轴活塞部，主体固接于杠杆并与第二轴活塞部的轴杆相接的第三轴驱动部，以及与第三轴驱动部的输出轴相连并枢接于杠杆外侧一端的操作头，所述操作头以与杠杆枢接点为中心、在90°范围内受驱转动并带动定制橇刀。

更进一步地，所述翻转机构的外端设有受控180度旋转的圆柱杆，且圆柱杆开设有穿透中心轴的槽型载台，所述载件通道在第二工位处设有与圆柱杆同轴且相容的半圆形槽，在翻转机构两个静止状态下，所述槽型载台与载件通道共面。

更进一步地，所述位移板在对应第一工位和第三工位的槽口处设有轴承定位挡块及增强限位的弹片。

更进一步地，沿轴承在载件通道横移方向，在每个扳盖机械臂的后向旁侧设有顶杆机构，且载件通道对应顶杆机构设有落料坡口，载件通道底部设有装盛不良品的回收箱，所述落料坡口的宽度适于扳盖失败的轴承受顶杆机构推送、滑落入回收箱。

更进一步地，所述双轴位移机构以扳盖机械臂连续两次扳盖动作为周期，受控带动位移板沿载件通道长度向向后位移一个槽口位置、沿载件通道宽度向移动使槽口脱离轴承、沿载件通道长度向向前位移一个槽口位置、再沿载件通道宽度向移动使槽口抱接轴承；且翻转机构在槽口脱离轴承状态下转动圆柱杆、轴承翻面；所述双轴位移机构以扳盖机械臂单次扳盖动作为周期，受控带动位移板横向摇摆并复位。

更进一步地，所述喂料单元在变向通道外端还连接设有上料通道和盘式送料箱，所述盘式送料箱中部设有受控转动的搅拌翼片，且盘式送料箱侧壁与上料通道对接处开设有条状送料口。

应用本发明该自动扳盖机，具备显著的进步性：通过主控器的联控作用，结合横向运料单元、扳盖机械臂和各种感应器等辅助机构，实现了轴承从喂料到下料的周期性步进移栽；且在特定工位处由扳盖机械臂及定制撬刀实现自动扳除防尘盖；该自动扳盖机提供了更完善的扳盖细节控制流程，同时提供了对扳盖失败的不良品筛件分装，完全解放了人工，且大幅提升了轴承返工件的处理效率。

附图说明

图1是本发明轴承防尘盖的自动扳盖机一优选实施例的总装结构示意图。

图2是图1所示自动扳盖机的局部细节结构示意图。

图3是图1所示自动扳盖机中扳盖机械臂的结构示意图。

具体实施方式

为改善人工手动扳除轴承防尘盖作业的低效率，本发明设计者仰赖于长期机具设计经验，兼顾轴承的运料定位及扳盖动作的机械化模拟，创新提出了一种轴承防尘盖的自动扳盖机，以广泛适用于不同外径、厚度规格的轴承返工件进行连续拆卸。

结合图1所示优选实施例的总装结构示意图，从概述的技术特征来看，该轴承防尘盖的自动扳盖机包括基板1上整装的主控器（未图示）、喂料单元2、横向运料单元3、下料滑道4和至少一个扳盖机械臂5。从各部分构件的主要特点来看，其中喂料单元2设有对接横向运料单元3载件通道31的变向通道21、入位感应器22及电驱动的推杆23。这部分主要用于辅助向后段作业区域逐一送入待扳盖的轴承。其中横向运料单元3在载件通道31的外侧设有双轴位移机构33及其表面装接的位移板32，该位移板32对应载件通道31间隙配合且沿载件通道长度向分布设有半圆形的槽口321，该槽口321的内径对应轴承匹配相容其中。这部分主要用于横向渐进地移载轴承，槽口呈半包围状抱接轴承，并带动侧向位移。其中扳盖机械臂5设有在预设角度内翻转的操作头51，且操作头51端部接设有可对应插入轴承防尘盖卷边位置（未图示）的定制撬刀52；这部分主要利用机械臂的多轴可动性，模拟人工撬开防尘盖的动作，且具有角度、力度的高度一致性及可重复性。从自动扳盖的过程概述来看，轴承受驱于位移板在各槽口中逐一递进、横向位移（具体实现方式后文详述），并在对应扳盖机械臂所在工位处，由操作头受驱动作、扳除轴承表侧的防尘盖，除盖的轴承自下料滑道4转存中转箱（未图示）。

如图所示，该机具在扳盖机械臂5旁侧还设有用于感测扳盖成功与否的光电感应器7，且光电感应器7信号反馈输入主控器。该光电感应器直接面向工位中的轴承表面照射红外线，如接收到反射光信号，则表明防尘盖依然存在于轴承中、扳盖失败，如无法接收到反射光信号，则判断扳盖成功。为提高机具扳盖作业的成功率，该扳盖机械臂5对应每个轴承单侧的防尘盖预设有两次扳盖动作，在一次扳盖动作下若光电感应器反馈成功信号，则扳盖机械臂挂起第二次扳盖动作、静置等待，若反馈失败信号则扳盖机械臂执行第二次扳盖动作。

以上概述方案仅介绍了本发明致力于解决轴承防尘盖自动扳盖所需的最基础功能构件。并以功能限定的方式简述了各构件的基础特征和效果。为了更明确理解本发明创造性劳动的实质性成果，以下便结合图示作进一步细化的详述，从而对本发明的保护范围做出更为清晰的界定。

通常情况下，轴承具有正反两面的防尘盖，需要分先后顺次扳除。因此，该自动扳盖机设计了连续扳盖作业的两个工位。如图1所示，沿载件通道31长度向，分布设有两个扳盖机械臂5及其间受驱动作的翻转机构6，且每个扳盖机械臂5独立配套设有一个光电感应器7。轴承受位移板横向带动，在前一个扳盖机械臂所在第一工位A处扳除防尘盖，在翻转机构所在第二工位B处翻面，并在后一个扳盖机械臂所在第三工位C处扳除防尘盖。一言以蔽之，在轴承横向传送过程中依次执行扳盖、翻面、扳盖、下料的周期性作业。

如图3所示，该扳盖机械臂5为单一竖立平面（相对水平面而言）内的三轴运动机构，包括带动中位载板53进退位移的第一轴驱动部54，与中位载板53枢接的杠杆55，在中位载板53内侧一端竖向伸缩的第二轴活塞部56，主体固接于杠杆55并与第二轴活塞部56的轴杆相接的第三轴驱动部57，以及与第三轴驱动部的输出轴相连并枢接于杠杆外侧一端的操作头51。整体来看，该操作头51以与杠杆枢接点为中心、在90°范围内受驱转动并带动定制橇刀实现扳盖。而从更具体的动作全过程来看，当轴承到达处理工位后，需要首先驱动定制橇刀下降，并使刀头卡入防尘盖的卷边位置，这里主要由第二轴活塞部56驱动结合杠杆原理实现。而后通过第一轴驱动部54和第三轴驱动部57同步向前推送，使得操作头向前翻滚至最大角度，即扳盖机械臂往里向上挖；该过程中刀头也深入至卷边底部的卡接位置。继而扳盖机械臂的各动力部分受控复位，则被卡接的刀头将无法再按原路返回，当复位力远远超出防尘盖的组装强度时，防尘盖将顺势脱离并被弹飞。

如图1和图2所示，该翻转机构6的外端设有受控180度旋转的圆柱杆61，且圆柱杆61开设有穿透中心轴的槽型载台62。为留出圆柱杆翻转的空间，上述载件通道31在第二工位B处设有与圆柱杆61同轴且相容的半圆形槽311，在翻转机构两个静止状态下，槽型载台62与载件通道共面，以此避免轴承在横向平移、递进换位时发生故障性停机。

由于扳盖动作的外部施力较大，因此轴承除通过横向运料单元的位移外，还需要在对应工位处得以强固定位。而同样需要载件通道表面光滑、畅通，故该位移板在对应第一工位A和第三工位B的槽口321处设有轴承定位挡块322及增强限位的弹片（未图示）。当随槽口抱接轴承后，通过轴承定位挡块限制其宽度向的异动，并通过弹片使其牢固定位于载件通道内侧的限位凸肋之上，从而满足轴承在被扳除防尘盖的同时轴承主体保持静止。

虽然为提高扳盖成功率设置了双保险的扳盖动作，但仍难以保障百分之百的扳盖成功率。总有少数几个防尘盖因锈蚀而无法扳除的，故需要分类筛检，从载件通道上清除出队列。图示可见，本设计沿轴承在载件通道横移方向，在每个扳盖机械臂5的后向旁侧设有顶杆机构8，且载件通道31对应顶杆机构设有落料坡口312，载件通道31底部设有装盛不良品的回收箱9，且落料坡口312的宽度适于扳盖失败的轴承受顶杆机构8推送、滑落入回收箱9。当然，大部分情况和作业时段中，该顶杆机构保持静置待命状，仅在前述光电感应器连续两次反馈失败信号后，且在槽口脱离轴承的状态下触发筛检动作。

为实现机具的全自动化以及配合前述扳盖机械臂预设的两侧扳盖动作，通过主控器中PLC程控设置，信号控制双轴位移机构33在两个周期模式下分别带动位移板进行不同轨迹的移动。具体地，第一种模式以扳盖机械臂连续两次扳盖动作为周期，受控带动位移板沿载件通道长度向向后位移一个槽口位置、沿载件通道宽度向移动使槽口脱离轴承、沿载件通道长度向向前位移一个槽口位置、再沿载件通道宽度向移动使槽口抱接轴承；且翻转机构在槽口脱离轴承状态下转动圆柱杆、轴承翻面；该模式下实现轴承在载件通道上的递进式传送，也用于轴承遍历各个工位。另外，该双轴位移机构第二种模式以扳盖机械臂单次扳盖动作为周期，受控带动位移板横向摇摆并复位，该模式并不起轴承移栽的作用，而主要用于将移栽通道最末位完成双面扳盖的轴承余料推入下料通道。

此外，如图1所示喂料单元在变向通道外端还连接设有上料通道11和盘式送料箱10，该盘式送料箱10中部设有受控转动的搅拌翼片101，且盘式送料箱10侧壁与上料通道11对接处开设有条状送料口102。由此，则无需人工逐一向喂料单元上料，通过该盘式送料箱结合振动盘和搅拌翼片，可使得轴承在其中均匀平铺，并逐步向外层扩散，流入上料通道之中，从而实现扳盖作业从上料到下料的全程离人作业。

本发明该轴承防尘盖的自动扳盖机，基于以上优选实施例的概述及细节描述可见，其设计并提供了周全而完善的作业过程，能够完全模拟人工手动的扳盖作业，并提高加工效率。从完成的机器运行过程来看，图示可见，该位移板设有七个槽口，分别对应喂料接收、第一工位A、第二工位B、第三工位C和三个过渡工位，而两个扳盖机械臂之间的过渡工位则对应不良品的筛检卸料。当一个轴承自喂料单元送入横向运料单元后，由位移板按前述第一种模式送入第一个过渡工位，此时之前的轴承正如程控所设定进行着扳盖作业。而随着该轴承步进送入第一工位并得以强固定位，则对应的扳盖机械臂执行第一次扳盖动作；完成后则位移板按前述第二种模式发生摇摆并复位。若一次扳盖成功，且第三工位C处的扳盖机械臂第一次未成功，则此时第一工位处扳盖机械臂挂起扳盖作业。同理，若两处扳盖机械臂的作业结果相反，则仍保持一方进行二次扳盖作业，另一方静置，若两处均失败，则同步执行二次扳盖作业。惟一种特殊情况值得注意，若两处均一次扳盖成功，则双轴位移机构的第一种模式略作调整，即立刻切换为带动位移板进行递进运料。而当该轴承在第一工位处两次扳盖失败的话，则当其流转至第二个过渡工位时，将被信号触发驱动的顶杆机构推送，落入回收箱。当该轴承第一面扳盖成功则继续横向位移至第二工位，在位移板后退至槽口脱离轴承时，翻转机构迅速将该轴承翻面（少于0.3s）。完成翻面的轴承经第三个过渡工位流转至第三工位，再由该处的扳盖机械臂执行扳盖动作，细化过程及不同的作业结果同前所述。而在下料通道前侧位置，根据光电感应器判断成功与否的结果，分别执行由顶杆机构推送入回收箱或者由位移板摇摆推送至下料通道。

以上便是一个轴承从喂料到下料的完整处理过程和各种状态下的分流操作，而所有装入盘式送料箱的轴承都将重复几乎相同的过程，依次遍历上述各工位及操作过程。

综上详述可见，应用本发明的自动扳盖机，具备突出的实质性特点和显著的进步性：通过主控器的联控作用，结合横向运料单元、扳盖机械臂和各种感应器等辅助机构，实现了轴承从喂料到下料的周期性步进移栽；且在特定工位处由扳盖机械臂及定制撬刀实现自动扳除防尘盖；该自动扳盖机提供了更完善的扳盖细节控制流程，同时提供了对扳盖失败的不良品筛件分装，完全解放了人工，且大幅提升了轴承返工件的处理效率。

除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种轴承防尘盖的自动扳盖机，其特征在于：包括基板上整装的主控器、喂料单元、横向运料单元、下料滑道和至少一个扳盖机械臂，其中所述喂料单元设有对接横向运料单元载件通道的变向通道、入位感应器及电驱动的推杆，所述横向运料单元在载件通道的外侧设有双轴位移机构及其表面装接的位移板，所述位移板对应载件通道间隙配合且沿载件通道长度向分布设有半圆形的槽口，所述槽口的内径对应轴承匹配相容其中，所述扳盖机械臂设有在预设角度内翻转的操作头，且操作头端部接设有可对应插入轴承防尘盖卷边位置的定制撬刀；所述轴承受驱于位移板在各槽口中逐一递进、横向位移，并在对应扳盖机械臂所在工位处，由操作头受驱动作、扳除轴承表侧的防尘盖，除盖的轴承自下料滑道转存中转箱。

2.根据权利要求1所述轴承防尘盖的自动扳盖机，其特征在于：在扳盖机械臂旁侧设有用于感测扳盖成功与否的光电感应器，且光电感应器信号反馈输入主控器。

3.根据权利要求2所述轴承防尘盖的自动扳盖机，其特征在于：所述扳盖机械臂对应每个轴承单侧的防尘盖预设有两次扳盖动作，在一次扳盖动作下所述光电感应器反馈成功信号，则扳盖机械臂中止第二次扳盖动作、静置等待，反馈失败信号则扳盖机械臂执行第二次扳盖动作。

4.根据权利要求1所述轴承防尘盖的自动扳盖机，其特征在于：所述轴承具有正反双面的防尘盖，所述自动扳盖机沿载件通道长度向，分布设有两个扳盖机械臂及其间受驱动作的翻转机构，且每个扳盖机械臂独立配套设有一个光电感应器，所述轴承受位移板横向带动，在前一个扳盖机械臂所在第一工位处扳除防尘盖，在翻转机构所在第二工位处翻面，并在后一个扳盖机械臂所在第三工位处扳除防尘盖。

5.根据权利要求1或4所述轴承防尘盖的自动扳盖机，其特征在于：所述扳盖机械臂为单一竖立平面内的三轴运动机构，包括带动中位载板进退位移的第一轴驱动部，与中位载板枢接的杠杆，在中位载板内侧一端竖向伸缩的第二轴活塞部，主体固接于杠杆并与第二轴活塞部的轴杆相接的第三轴驱动部，以及与第三轴驱动部的输出轴相连并枢接于杠杆外侧一端的操作头，所述操作头以与杠杆枢接点为中心、在90°范围内受驱转动并带动定制橇刀。

6.根据权利要求4所述轴承防尘盖的自动扳盖机，其特征在于：所述翻转机构的外端设有受控180度旋转的圆柱杆，且圆柱杆开设有穿透中心轴的槽型载台，所述载件通道在第二工位处设有与圆柱杆同轴且相容的半圆形槽，在翻转机构两个静止状态下，所述槽型载台与载件通道共面。

7.根据权利要求4所述轴承防尘盖的自动扳盖机，其特征在于：所述位移板在对应第一工位和第三工位的槽口处设有轴承定位挡块及增强限位的弹片。

8.根据权利要求4所述轴承防尘盖的自动扳盖机，其特征在于：沿轴承在载件通道横移方向，在每个扳盖机械臂的后向旁侧设有顶杆机构，且载件通道对应顶杆机构设有落料坡口，载件通道底部设有装盛不良品的回收箱，所述落料坡口的宽度适于扳盖失败的轴承受顶杆机构推送、滑落入回收箱。

9.根据权利要求4所述轴承防尘盖的自动扳盖机，其特征在于：所述双轴位移机构以扳盖机械臂连续两次扳盖动作为周期，受控带动位移板沿载件通道长度向向后位移一个槽口位置、沿载件通道宽度向移动使槽口脱离轴承、沿载件通道长度向向前位移一个槽口位置、再沿载件通道宽度向移动使槽口抱接轴承；且翻转机构在槽口脱离轴承状态下转动圆柱杆、轴承翻面；

所述双轴位移机构以扳盖机械臂单次扳盖动作为周期，受控带动位移板横向摇摆并复位。

10.根据权利要求4所述轴承防尘盖的自动扳盖机，其特征在于：所述喂料单元在变向通道外端还连接设有上料通道和盘式送料箱，所述盘式送料箱中部设有受控转动的搅拌翼片，且盘式送料箱侧壁与上料通道对接处开设有条状送料口。

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