CN114101809A - 一种自动化磨齿机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及齿轮加工设备领域，特别是涉及一种自动化磨齿机，包括机架和安装在机架上的齿轮磨齿机，所述机架上安装有环形输送台，所述环形输送台上设有若干用于放置齿轮的承载部，环形输送台一侧罩有操作室，操作室内安装有自动上下料机构，所述自动上下料机构用于将承载部上的半成品齿轮送入齿轮磨齿机和用于将加工后的成品齿轮送出齿轮磨齿机至承载部。本发明能够有效解决传统磨齿过程中人工上下料耗时费力，自动化程度低的问题。

Description

一种自动化磨齿机
技术领域
本发明涉及齿轮加工设备领域，特别是涉及一种自动化磨齿机。
背景技术
随着科技的不断进步，自动化加工技术正在逐渐代替效率较低的人工操作，在工业生产中的地位日益增高，其中齿轮磨齿机主要用于消除热处理后的变形和提高齿轮精度，使得磨削后齿的精度更高，数控技术的进步促进了成形砂轮磨齿技术的发展和普遍应用。
目前，国内数控磨齿机大部分仍采用人工装夹齿轮工件的方式，这种传统的装夹方式存在很多缺点，例如自动化、智能化程度低，加工效率不高等。特别是当生产成批工件时，这种传统的装夹方式显然不能满足大量重复、快速生产的要求。
公开号为CN102848029A的发明提供了一种高效磨齿机，通过设置了两个打磨机，可以同时实现对齿轮的齿和齿槽打磨加工，大大加快了打磨加工的速度，从而大大提高了加工的效率，但是这样的加工方式虽然可以对每一个工件的加工效率得到提升，缩短大批量生产的时间，但是依然不可避免需要人工进行上下料，费时费力，对于上下料的过程自动化程度过低。
发明内容
本发明提供了一种自动化磨齿机，为了解决传统磨齿过程中人工上下料耗时费力，自动化程度低的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种自动化磨齿机，包括机架和安装在机架上的齿轮磨齿机，所述机架上安装有环形输送台，所述环形输送台上设有若干用于放置齿轮的承载部，环形输送台一侧罩有操作室，操作室内安装有自动上下料机构，所述自动上下料机构用于将承载部上的半成品齿轮送入齿轮磨齿机和用于将加工后的成品齿轮送出齿轮磨齿机至承载部。
采用上述技术方案，通过固定安装在机架上的环形输送台实现对于若干放置有半成品齿轮的承载部的输送，环形输送台上可以安装输送带，通过驱动装置驱动实现对于若干承载部的输送，承载部将逐个输送进自动上下料机构中，在自动上下料机构中将自动完成将承载部上的半成品齿轮送入齿轮磨齿机内加工，以及将完成加工后的成品齿轮送出至承载部上随着环形输送台输出。
与现有技术相比，本发明能够通过环形输送台带动承载部实现自动化输送，以及自动上下料机构自动完成送入齿轮磨齿机构进行加工，以及将半成品齿轮自动上料，成品齿轮自动下料的工作，全体流程自动化程度高，无需再通过操作人员将半成品齿轮放入齿轮磨齿机等待加工完成后，再将成品齿轮取下，一直重复这样的操作，费时费力。本发明可实现自动输送以及自动上下料，缩短上下料的辅助时间，提高加工效率，符合目前工业发展的高度自动化要求。
进一步，所述自动上下料机构包括伺服电机、第一转盘和固定安装在转盘中心的支撑柱，第一转盘和支撑柱均转动连接在操作室内，所述支撑柱上设有第一无杆气缸和第二无杆气缸，所述第一无杆气缸上固定安装有第一夹爪，所述第二无杆气缸上固定安装有第二夹爪，所述伺服电机的输出轴与第一转盘固定连接。
由于第一夹爪和第二夹爪是相对安装在支撑柱上，通过伺服电机带动第一转盘旋转180°，以此实现第一夹爪和第二夹爪的位置互换，当第一夹爪夹持位于承载部上的半成品齿轮时，同一时间第二夹爪夹持在齿轮磨齿机内已经加工完毕的成品齿轮，在第一夹爪和第二夹爪随着转盘的旋转位置互换后，第二夹爪将加工完成的成品齿轮放在原本放置半成品齿轮的承载部上，半成品齿轮被第一夹爪送入齿轮磨齿机内进行加工。自动化程度高，同时完成上料和下料的动作。
进一步，所述承载部包括底座、与底座固定连接的拨片器和与底座可拆卸连接的承托座，所述承托座与相应齿轮内孔直径对应，所述拨片器包括拨片部和与拨片部铰接的拨片。
承托座和底座可拆卸连接，并且承托座与相应齿轮的内孔直径相对应，可以更换不同的承托座实现对于不同半成品齿轮的加工。拨片器内的拨片在外拨出时，表示此承载部上的齿轮为半成品齿轮。
进一步，所述自动上下料机构下料口处设有拨回器，所述拨回器用于将所述拨片拨回拨片器内。拨回器设置在自动上下料机构的下料口处，成品齿轮被承载部输出时，拨回器将把代表半成品齿轮的拨片拨回，表示此承载部上的齿轮为成品齿轮。
进一步，所述齿轮磨齿机包括机箱、固定安装在机箱底部的工作台和与工作台同轴的压紧块，所述机箱顶部固定连接有第一液压缸，所述第一液压缸输出轴与压紧块固定连接，所述工作台上转动连接有第二转盘，压紧块上转动连接有第三转盘。通过压紧块确保半成品齿轮压紧在工作台上，在第二转盘和第三转盘的转动下，确保半成品齿轮精确加工为成品齿轮。
进一步，所述机箱侧壁固定连接有大型液压缸，所述大型液压缸输出轴固定连接有一面开口的连接箱，所述连接箱内开有两个弧形滑槽，两个所述弧形滑槽上滑动连接有有第一连接柱，所述第一连接柱中间设有转轴，所述转轴固定连接在连接箱上，所述连接箱内还设有用于调节第一连接柱角度的角度调节机构，第一连接柱上固定连接有第二连接柱，所述第二连接柱端部转动连接有砂轮。
第一连接柱和连接箱上的弧形滑槽滑动连接，且中间设有转轴，第一连接柱可以在连接箱内绕中间转轴转动，即可根据半成品齿轮需要打磨的形状(直齿、斜齿等不同齿的形状)调整砂轮的倾斜角度；通过大型液压缸推动连接箱，保证砂轮移动位置一次到位，精确加工且大型液压缸驱动更为稳定。
进一步，所述角度调节机构包括第三液压缸，所述第三液压缸滑动连接在连接箱底部，第三液压缸输出轴与第一连接柱一端固定连接。第二液压缸确保第一连接柱的位置锁定。
进一步，还包括安装在机架上的PLC，所述环形输送台上设有通过PLC控制的第一传感器和第二传感器；所述第一传感器安装在环形输送台位于操作室外部，第一传感器用于检测拨片是否收回拨片部内并将检测信息传送至PLC；PLC用于接收第一传感器的检测信息，并控制环形输送台上的输送带进行输送或者停止；所述第二传感器安装在自动上下料机构的上料口处，第二传感器用于检测当前位置是否有承载部并将检测信息传送至PLC，PLC二还用于接收第二传感器的检测信息，并控制环形输送台上的输送带进行输送或者停止。通过第一传感器和第二传感器配合PLC使用，自动化程度高。
进一步，所述机箱另一侧壁开有窗口，所述窗口用于第一夹爪和第二夹爪的伸入或伸出。机箱侧壁开出窗口，便于第一夹爪或第二夹爪伸入交换半成品齿轮和成品齿轮。
进一步，所述操作室与所述齿轮磨齿机的机箱连通，所述自动上下料机构位于连通处。操作室和齿轮磨齿机的机箱连通，使得自动上下料机构可以直接在连通处进行成品齿轮和半成品齿轮的切换，方便快捷。
附图说明
图1为本发明一种自动化磨齿机的俯视图。
图2为本发明一种自动化磨齿机的承托部主视图。
图3为本发明一种自动化磨齿机的旋转夹持机构主视图。
图4为本发明一种自动化磨齿机的齿轮磨齿机构主视图。
图5为本发明一种自动化磨齿机的连接箱内部示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：机架1、环形输送台2、操作室3、第一转盘31、支撑柱32、第一无杆气缸33、第一夹爪331、第二无杆气缸34、第二夹爪341、齿轮磨齿机4、机箱41、工作台42、第二转盘421、压紧块43、第一液压缸431、第三转盘432、第二液压缸44、连接箱45、弧形滑槽451、第一连接柱452、第二连接柱453、第三液压缸454、砂轮46、承载部5、底座51、承托座52、拨片器53、拨片部531、拨片532、拨回器6、第一传感器7、第二传感器8。
实施例基本如附图1、2、3、4、5所示：
一种自动化磨齿机，包括机架1，机架1上安装有环形输送台2，环形输送台2内安装有输送带，在环形输送台2上输送有若干用于放置齿轮的承载部5，承载部5包括底座51和承载座，承载座螺纹连接在底座51上，承载座与相应齿轮内孔直径对应，可以根据不同待加工齿轮的型号更换承载座。在环形输送台2的右边，罩设有操作室3，操作室3内安装有自动上下料机构，操作室3与齿轮磨齿机4的机箱41连通，自动上下料机构位于连通处，整体来看就是两个箱体安装在环形输送台2的右边。
图1的下方为自动上下料机构的上料方向，开有上料口，上方为自动上下料机构的下料方向，开有下料口，自动上下料机构内包括嵌入安装地面，与地表面平齐的转盘，转盘通过伺服电机驱动，在转盘的中心安装有长方体的支撑柱32，在支撑柱32相对的两面分别固定连接有第一无杆气缸33和第二无杆气缸34，第一无杆气缸33的活塞上固定连接有第一夹爪331，第二无杆气缸34的活塞上固定连接有第二夹爪341。承载部5上还包括固定安装在底座51上的拨片器53，拨片器53包括拨片部531和与拨片部531铰接的拨片532，下料口处设有拨回器6，拨回器6用于将拨片532拨回拨片器53内。
齿轮磨齿机4包括机箱41，在机箱41底部固定安装有工作台42，工作台42上转动连接有第二转盘421，在机箱41顶部与工作台42同轴处固定连接有第一液压缸431，第一液压缸431的输出轴固定连接有压紧块43，压紧块43上转动连接有第三转盘432。在机箱41的左侧壁固定连接有第二液压缸44，第二液压缸44输出轴固定连接有连接箱45，连接箱45靠近工作台42一侧敞口设置，连接箱45内开有两个弧形滑槽451，两个所述弧形滑槽451上滑动连接有有第一连接柱452，第一连接柱452中间设有转轴，转轴固定连接在连接箱45上，第一连接柱452上固定连接有第二连接柱453，第二连接柱453端部转动连接有砂轮46，连接箱45底部还滑动连接有第三液压缸454，第三液压缸454的输出轴与第一连接柱452的左端固定连接。机箱41的右侧壁开有窗口，窗口用于第一夹爪331和第二夹爪341的伸入或伸出。
还包括安装在机架1上的PLC，在环形输送台2上还安装有通过PLC控制的第一传感器7和第二传感器8，第一传感器7位于环形输送台2的左端，第二传感器8位于环形输送台2右端的自动上下料机构的上料口附近。其中第一传感器7用于检测拨片532是否收回拨片部531内并将检测信息传送至PLC，若拨片532收回则PLC接受此信息后，将控制环形输送台2上的输送带停止承载部5的输送；若拨片532未收回则PLC接受此信息后，控制环形输送台2上的输送带继续承载部5的输送。第二传感器8用于检测第二传感器8所在的位置是否有承载部5并将检测信息传送至PLC，若当前位置有承载部5并且拨片532未收回，则PLC接受此信息后控制环形输送台2上的输送带停止承载部5的输送；若当前位置没有承载部5，则PLC接受此信息后控制环形输送台2上的输送带将承载部5输送至当前位置。
具体实施过程如下：
若干半成品齿轮将放置在承载部5上等待送入自动上下料机构进行加工，此时承载半成品齿轮的承载部5上的拨片器53为拨片532向外拨出的状态。承载部5送入自动上下料机构后，在加工位停下等待加工，此时第一夹爪331下移夹持位于加工位处的承载部5上的半成品齿轮，第二夹爪341夹持工作台42上已经加工完毕的成品齿轮，之后第一转盘31转动180°，使得第一夹爪331和第二夹爪341的位置进行交换，第一夹爪331将伸入窗口内，将所夹持的半成品齿轮放置在第二转盘421上，第二夹爪341将成品齿轮放置在加工位处的承载部5上。
同一时间，承载部5将向下料口方向移动，下料口处的拨回器6会将此承载部5上的拨片532拨回至拨片器53内，证明此承载部5上的齿轮已经加工完毕；而在工作台42上的半成品齿轮将被砂轮46打磨加工至成品齿轮，等待下一次循环交换。
当所有的半成品齿轮加工完毕，即所有承载部5上的拨片器53均为拨片532收回的状态时，第一传感器7将检测到位于其位置的拨片器53状态，反馈至PLC，PLC将控制环形输送台2上的的输送带停止输送，直到人工将所有加工完毕的成品齿轮取下，放上新的半成品齿轮并将拨片532拨出后，环形输送台2将再次进行同样的循环工作。第二传感器8的位置相当于承载部5排队等待加工的位置，不会产生过多承载部5的堆积，只有第二传感器8所处的当前位置需要补充承载部5时，第二传感器8检测到承载部5缺失，反馈至PLC，由PLC控制环形输送台2上的输送带将下一个承载部5输送至当前位置排队等待。
由于第一连接柱452和连接箱45上的弧形滑槽451滑动连接，且中间设有转轴，第一连接柱452可以在连接箱45内绕中间转轴转动，即可根据半成品齿轮需要打磨的形状(直齿、斜齿等不同齿的形状)调整砂轮46的倾斜角度，并且在第二液压缸44的带动下，保证砂轮46移动位置一次到位，精确加工。本发明全程自动化操作，上下料方便，加工精确，适合投入生产加工过程中。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本发明要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种自动化磨齿机，包括机架和安装在机架上的齿轮磨齿机，其特征在于：所述机架上安装有环形输送台，所述环形输送台上设有若干用于放置齿轮的承载部，环形输送台一侧罩有操作室，操作室内安装有自动上下料机构，所述自动上下料机构用于将承载部上的半成品齿轮送入齿轮磨齿机和用于将加工后的成品齿轮送出齿轮磨齿机至承载部。
2.根据权利要求1所述的一种自动化磨齿机，其特征在于：所述自动上下料机构包括伺服电机、第一转盘和固定安装在转盘中心的支撑柱，第一转盘和支撑柱均转动连接在操作室内，所述支撑柱上设有第一无杆气缸和第二无杆气缸，所述第一无杆气缸上固定安装有第一夹爪，所述第二无杆气缸上固定安装有第二夹爪，所述伺服电机的输出轴与第一转盘固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种自动化磨齿机，其特征在于：所述承载部包括底座、与底座固定连接的拨片器和与底座可拆卸连接的承托座，所述承托座与相应齿轮内孔直径对应，所述拨片器包括拨片部和与拨片部铰接的拨片。
4.根据权利要求3所述的一种自动化磨齿机，其特征在于：所述自动上下料机构下料口处设有拨回器，所述拨回器用于将所述拨片拨回拨片器内。
5.根据权利要求4所述的一种自动化磨齿机，其特征在于：所述齿轮磨齿机包括机箱、固定安装在机箱底部的工作台和与工作台同轴的压紧块，所述机箱顶部固定连接有第一液压缸，所述第一液压缸输出轴与压紧块固定连接，所述工作台上转动连接有第二转盘，压紧块上转动连接有第三转盘。
6.根据权利要求5所述的一种自动化磨齿机，其特征在于：所述机箱侧壁固定连接有第二液压缸，所述第二液压缸输出轴固定连接有连接箱，连接箱靠近工作台一侧敞口设置，所述连接箱内开有两个弧形滑槽，两个所述弧形滑槽上滑动连接有有第一连接柱，所述第一连接柱中间设有转轴，所述转轴固定连接在连接箱上，所述连接箱内还设有用于调节第一连接柱角度的角度调节机构，第一连接柱上固定连接有第二连接柱，所述第二连接柱端部转动连接有砂轮。
7.根据权利要求6所述的一种自动化磨齿机，其特征在于：所述角度调节机构包括第三液压缸，所述第三液压缸滑动连接在连接箱底部，第三液压缸输出轴与第一连接柱一端固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种自动化磨齿机，其特征在于：还包括安装在机架上的PLC，所述环形输送台上设有通过PLC控制的第一传感器和第二传感器；
所述第一传感器安装在环形输送台位于操作室外部，第一传感器用于检测拨片是否收回拨片部内并将检测信息传送至PLC；
PLC用于接收第一传感器的检测信息，并控制环形输送台上的输送带进行输送或者停止；
所述第二传感器安装在自动上下料机构的上料口处，第二传感器用于检测当前位置是否有承载部并将检测信息传送至PLC；
PLC二还用于接收第二传感器的检测信息，并控制环形输送台上的输送带进行输送或者停止。
9.根据权利要求8所述的一种自动化磨齿机，其特征在于：所述机箱另一侧壁开有窗口，所述窗口用于第一夹爪和第二夹爪的伸入或伸出。
10.根据权利要求9所述的一种自动化磨齿机，其特征在于：所述操作室与所述齿轮磨齿机的机箱连通，所述自动上下料机构位于连通处。
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