CN114985330A - 一种曲柄盘清除焊渣的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种曲柄盘清除焊渣的方法及装置，包括在机架上连接设有可转动定位座的定位旋转机构；定位旋转机构一侧设有相连的浮动调节机构和可往复运动刮刀的铲渣机构，刮刀刀口轮廓与曲柄盘上表面形状匹配；定位旋转机构上方设置包含可往复运动且自由转动顶压头的顶压机构，顶压头用于压紧曲柄盘；曲柄清除焊渣的方法包括以下步骤：S1、通过定位销将曲柄安装在定位座上形成周侧向定位；S2、将顶压头压在曲柄上，使曲柄在轴向形成定位；S3、刮刀移动至除渣工作区域，经浮动调节机构使刮刀刀口轮廓与曲柄盘上表面吻合；S4、驱动定位座连同曲柄转动，使刮刀与曲柄盘上表面发生刮铲、切削运动。本发明代替曲柄人工清渣，提高清渣效率，除渣效果好。

Description

一种曲柄盘清除焊渣的方法及装置

技术领域

本发明涉及清除焊渣技术领域，具体涉及一种曲柄盘清除焊渣的方法及装置。

背景技术

动感单车是一种常见的室内健身器材，其中曲柄是动感单车的主要部件之一；图1所示，曲柄是曲柄臂71和曲柄盘72两个零件通过焊接而成，在焊接时曲柄盘表面会飞溅上焊渣，为了不影响美观必须将曲柄盘表面的焊渣去除。由于曲柄形状限制，通用的去除焊渣的方法和设备无法使用，现阶段曲柄去除焊渣主要通过人工实现，即：工人一手握着曲柄、另一个手拿着刮刀，逐一进行铲除焊渣工作，这种除焊渣的方法存在以下缺点：

1.劳动强度大：因为是靠工人手拿刮刀去除焊渣，由于焊渣多，且焊渣与接触面结合较为牢固，不易清理，造成工人体力消耗大，工作效率低。

2.除焊渣质量差：由于是工人手动操刮刀去除焊渣，操控力度的大小和方向不易掌控，力度过大容易铲伤曲柄表面，力度过小焊渣去除不干净，从而导致曲柄的品质不稳定，表面外观质量较差。

4.安全性差：工人手一手握曲柄另一个手持刮刀去除焊渣，存刮刀碰到人手的风险，容易导致受伤。

因此，为了提高去除焊渣的工效，提高工件质量，减轻劳动强度，防止安全事故的发生，发明曲柄盘自动除焊渣装置是十分必要的，也是十分重要的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种曲柄清除焊渣的方法及装置。

本发明采用了如下技术方案：

一种曲柄盘清除焊渣的方法，所述曲柄盘连接有曲柄，其特征在于：包括机架，所述机架上连接定位旋转机构，定位旋转机构中设有可转动且用于固定曲柄盘的定位座；定位旋转机构一侧设有铲渣机构，铲渣机构中设有相连的浮动调节机构和可往复运动的刮刀，刮刀刀口轮廓与曲柄的曲柄盘上表面形状匹配；所述定位旋转机构上方设置顶压机构，顶压机构中设有可沿曲柄盘转动轴线往复运动且自由转动的顶压头，顶压头用于压紧曲柄；

曲柄盘清除焊渣的方法包括以下步骤：

S1、将曲柄盘安装在定位座上形成周侧向定位；

S2、将顶压机构中顶压头压在曲柄上，使曲柄盘在转动轴线方向上形成定位；

S3、刮刀移动至曲柄盘除渣工作区域，经浮动调节机构使刮刀刀口轮廓与曲柄的曲柄盘上表面吻合；

S4、定位旋转机构工作，驱动定位座连同曲柄转动，使刮刀与曲柄的曲柄盘上表面发生刮铲、切削运动，清除曲柄盘表面焊渣。

一种曲柄盘清除焊渣的装置，应用于曲柄盘清除焊渣的方法，其特征在于：所述定位旋转机构包括减速电机，减速电机输出端连接可转动的定位座，所述定位座竖向设置，其上端面设有一组与曲柄安装孔配合的定位销，所述定位销不高于配合后曲柄的曲柄盘上表面；

所述铲渣机构包括：第一驱动源，第一驱动源与滑块连接，滑块配合在直线导轨上，滑块通过刀座经浮动调节机构连接刮刀；

所述顶压机构包括：固定于机架上的支架，支架上连接第二驱动源，第二驱动源移动端通过连接板连接所述顶压头。

进一步地，所述连接板与导向杆的一端固定连接，导向杆的另一端与支架的通孔间隙配合形成导向，导向杆与第二驱动源的移动轴线相平行。

进一步地，所述浮动调节机构包括在所述滑块设有容纳刀座的定位槽，定位槽内通过一组竖向的导柱滑动配合刀座，定位槽的顶壁与刀座上表面留有竖向移动的间隙；

所述滑块上设有与定位槽顶壁贯通的第一配合孔，第一配合孔竖向设置且与限位螺钉杆身间隙配合，所述刀座设有与第一配合孔对应的螺纹孔，限位螺钉通过螺纹孔与刀座连接，在间隙处的限位螺钉杆身上套设有弹簧，弹簧两端分别与定位槽的顶壁和刀座上表面接触，限位螺钉经弹簧作用弹性限制刀座的竖向移动。

进一步地，所述顶压头为尼龙材质。

进一步地，所述第一驱动源为气缸或液压缸。

进一步地，所述滑块的运动方向上设有防止刮刀超限碰撞曲柄的限位块。

进一步地，所述机架上连接用于人身防护的安全光栅。

进一步地，所述机架上部设置用于方便观察的照明灯。

相比于现有技术，本发明具的有益效果：

1、通过设置的定位旋转机构和铲渣机构相互配合，实现了刮刀与曲柄盘相对转动，发生刮铲、切削运动，清除焊渣。

2、通过设置顶压机构能够在不影响曲柄转动的情况下对曲柄盘进行轴向限定，减小曲柄重心偏位的影响，进一步稳固曲柄，减少抖动。

3、设置浮动调节机构，通过滑块与刀座之间设有套有弹簧的限位螺钉以及导柱，可实现对刀座导向性的弹性限定，保证刮刀始终紧贴曲柄盘表面，避免了人工除渣用力的大小和方向不好掌握的弊端；同时，刀座根据刮刀的反作用力进行动态平衡，使刀座自动竖向移动调整，防止过硬或者分布过于集中的焊渣损坏刮刀，能够有效保护刮刀；

另外，通过调节限位螺钉旋入尺寸，改变弹簧的初始作用力，可根据批量曲柄盘的焊渣情况进行灵活调节，以提高清渣的适应能力和工作效率。

4、本装置代替人工除渣，提高了曲柄盘清渣效率，避免了铲伤和碰伤操作工的手的情况发生，同时，设有的安全光栅，在发生误操作时可以有效保护操作工的安全。

附图说明

图1是曲柄的结构示意图；

图2是本发明实施例的立体结构示意图；

图3是本发明实施例的定位旋转机构结构示意图；

图4是本发明实施例的铲渣机构结构示意图；

图5是本发明实施例的顶压机构结构示意图。

附图标记说明：1、机架；11、框型架；12、中部支撑板；13、底板；2、照明灯；21、电控箱；22、感应块；23、接近开关；3、定位旋转机构；31、减速电机；32、定位座；33、定位销；34、电机座；35、轴承座；36、基板；37、轴承；4、铲渣机构；4a、浮动调节机构；41、第一驱动源；411、安装座；42、滑块；421、定位槽；422、第一配合孔；423、导柱；424、凸块；43、直线导轨；44、刀座；45、刮刀；46、间隙；47、限位螺钉；48、弹簧；49、限位块；5、顶压机构；51、支架； 52、第二驱动源；53、连接板；54、顶压头；55、导向杆；56、直线轴承；57、转座；6、安全光栅；7、曲柄；71、曲柄臂；72、曲柄盘。

具体实施方式

为使本发明更加清楚明白，下面结合附图对本发明的一种曲柄盘清除焊渣的方法及装置进一步说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图2所示，一种曲柄盘清除焊渣的装置，它包括由铝型材通过螺栓紧固连接而组成的框型架11，框型架11的中部位置固定连接中部支撑板12、下部位置固定连接底板13，它们共同组成了机架1。在中部支撑板12上用螺栓固定连接有定位旋转机构3。在定位旋转机构3一侧设置有连接在中部面板12上可往复直线运动的铲渣机构4、另一侧设有用于人身防护的安全光栅6，在定位旋转机构3上方设置一个用于压紧曲柄的顶压机构5，在机架1顶部设有设置方便观察的照明灯2。

如图3所示，所述定位旋转机构3包括：位于中部支撑板12下侧的减速电机31，减速电机31通过电机座34固定在轴承座35下端，轴承座35通过基板36固定在中部支撑板12中。减速电机31的输出端竖向设置，其轴端通过联轴套与定位座32同轴连接，定位座32为上端大、下端小的阶梯轴状结构，其上端为盘状并外露于轴承座35，定位座32上端面上设有一组与曲柄盘72安装孔配合的定位销33，定位销33沿定位座32轴心圆周分布并竖向设置，当定位座32与曲柄7定位配合后，定位销33不高于曲柄的曲柄盘72上表面。定位座32轴身通过轴承37套设在轴承座35内，轴承37下侧通过轴承挡圈和锁紧螺母卡紧连接、上侧通过端盖压紧，以实现对轴承37轴向进行固定和限位。减速电机31通过定位座32上的一组定位销33驱动曲柄7完成旋转运动。

如图5所示，在定位座32的外露周面上固定一个感应块22，在机架1上固定连接与之配合的接近开关23，用于检测定位座32的转动。

如图4所示，所述铲渣机构4包括：可伸缩移动的第一驱动源41，第一驱动源41通过安装座411固定在基板36的一侧。在第一驱动源41的伸缩方向上设置一对与基板36固定连接的直线导轨43，两直线导轨43平行设置，其上共同滑动连接一个滑块42，滑块42一端与第一驱动源41固定连接，第一驱动源41驱动滑块42沿着直线导轨43往复运动，即靠近或远离曲柄盘的转动轴线方向进行往复直线运动。其中，第一驱动源41可以为电缸、气液压缸或电机配合丝母螺杆机构等直线往复式运行机构。为了防止过载引起本装置的损坏，第一驱动源41优选采用气缸或液压缸。

所述铲渣机构4还包括浮动调节机构4a，浮动调节机构4a为组合件，其包括在所述滑块42上设有容纳刀座44的定位槽421，定位槽421的下端和靠近定位旋转机构3的一端敞口。刀座44通过过盈配合连接一对伸入定位槽421内的导柱423，导柱423竖向设置，其下部与刀座44中配合孔形成间隙导向配合，定位槽的顶壁与刀座44上表面留有竖向移动的间隙46。滑块42和刀座44通过一对限位螺钉47形成连接，具体为；在滑块42上设有与定位槽顶壁贯通的第一配合孔422，第一配合孔422竖向设置且与限位螺钉47杆身间隙配合；所述刀座44设有与第一配合孔对应的螺纹孔441，限位螺钉47通过螺纹孔与刀座44连接，在间隙46处的限位螺钉47杆身上套设有弹簧48，弹簧48两端分别与定位槽的顶壁和刀座44上表面接触，限位螺钉47经弹簧48作用弹性限制刀座44的竖向移动。

刀座44靠近靠近定位旋转机构3的一端通过螺栓固定连接一个刮刀45，刮刀45采用合金钢制造，其刀口轮廓采用仿形曲面的刀刃，使之与曲柄盘上表面轮廓形状相匹配。通过减速电机31经定位座32带动曲柄转动，第一驱动源41驱动滑块42使刮刀45靠近曲柄表面发生切削运动。

另外，为了防止刮刀45与曲柄出现撞刀现象，如图1所示，在滑块42的侧面固定连接凸块424，在同侧面设有与机架1固定连接的限位块49，限位块49上设有可微调限位行程的螺钉，通过凸块424和限位块49的配合，实现刮刀45移动方向的限位。

如图5所示，所述顶压机构5包括：固定于机架1上的支架51，支架51为门式支架并跨设在定位旋转机构3的正上方。在支架51的横梁上固定连接一对直线轴承56和一个第二驱动源52，直线轴承56为竖直设置的滑套，第二驱动源52为前端法兰式固定的气缸。气缸竖向设置，其伸缩端朝下，通过杆端螺纹与连接板53连接。在连接板53下表面固定连接转座57，转座57通过轴承实现转动功能，在转座57下端连接尼龙材质的顶压头54，顶压头54的移动、旋转轴线与定位后的曲轴转动轴线共线。

在连接板53上固定连接一对与直线轴承56对应的导向杆55，导向杆55与直线轴承56形成直线移动导向配合。通过第二驱动源向下伸杆，经导向杆55导向作用，使顶压头54压紧在曲柄7上一同转动。

所述定位旋转机构3、铲渣机构4、顶压机构5、安全光栅6以及照明灯2与电控箱21电学连接，电控箱21内通过设有程序的PLC控制系统，控制各机构的自动运行。电控箱21固定安装在底板13上。其中PLC控制系统为本领域技术人员能够掌握的现有技术，此处不再展开赘述。

使用本装置的一种曲柄盘清除焊渣的方法，其具体步骤为：

S1、首先控制照明灯2打开，而后将曲柄7放置在定位座32的端面上，使曲柄7上的安装孔与定位销33要对应配合，曲柄7的下端面和定位座32上端面贴合。

然后，PLC控制系统控制本装置通过一下步骤自动运行：

S2、顶压机构5运行，第二驱动源52的推杆下降带动转座57上的顶压头54压住曲柄7，形成对曲柄7的竖向固定；

S3、铲渣机构4运行，第一驱动源41推动滑块42向靠近定位座32方向移动，经限位块49停止运动，通过浮动调节机构4a作用，使刮刀45的刀口与曲柄盘72上表面完全接触；

S4、定位旋转机构3运行，减速电机31经定位座32带动曲柄7一起旋转，定位座32转过一圈时，接近开关23检测到感应块22发出信号给PLC控制系统， PLC控制系统根据设定转动圈数的程序接收匹配的信号后，发出指令控制减速电机31停止旋转，这时曲柄盘72上表面的焊渣已经被铲除干净；

S5、铲渣机构4的第一驱动源41的推杆回收带动刮刀45一起回到初始起点位置；顶压机构5的第二驱动源52的推杆回收带动顶压头54回到起点位置。

S6、最后，人工将曲柄7 取下放入周转箱，曲柄除渣工作结束。

本装置在工作时，由于焊渣在曲柄盘上分布不均匀，并且与曲柄盘结合的紧密程度也不同，当刮刀45刮铲、切削焊渣时，给予刮刀的反作用力不同，此时，在浮动调节机构4a中，通过刀座44与定位槽421之间的弹性限位配合，适用于不同状况下的清渣工作。

当刮刀的反作用力过大时，刮刀连同刀座44向上移动，在弹簧48作用下形成作用力的动态平衡，可以避开较硬、结合较紧密或者分布过密的焊渣，同时清除较软、结合较松散或者分布稀疏的焊渣，经数次刮擦、切削焊渣后，逐渐清除顽固焊渣，完成清理工作，此结构可防止刮刀刀口崩坏损伤。

另外，通过调节限位螺钉47拧入刀座44的尺寸，改变间隙46尺寸的初始大小，即改变弹簧48的初始作用力，可根据批量曲柄盘的焊渣情况进行灵活调节，以提高清渣的适应能力和工作效率。

总的来说，本发明可有效代替曲柄人工清渣，除渣效果好，产品表面质量高，有效保护操作工安全，保护刮刀不易损坏，可根据批量曲柄焊渣量进行灵活调整，提高清渣效率。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种曲柄盘清除焊渣的方法，所述曲柄盘连接有曲柄，其特征在于：包括机架（1），所述机架（1）上连接定位旋转机构（3），定位旋转机构（3）中设有可转动且用于固定曲柄盘的定位座（32），定位旋转机构（3）一侧设有铲渣机构（4），铲渣机构（4）中设有相连的浮动调节机构（4a）和可往复运动的刮刀（45），刮刀（45）刀口轮廓与曲柄的曲柄盘上表面形状匹配；所述定位旋转机构（3）上方设置顶压机构（5），顶压机构（5）中设有可沿曲柄盘转动轴线往复运动且自由转动的顶压头（54），顶压头（54）用于压紧曲柄；

曲柄盘清除焊渣的方法包括以下步骤：

S1、将曲柄盘安装在定位座（32）上形成周侧向定位；

S2、将顶压机构（5）中顶压头（54）下压在曲柄上，使曲柄盘在转动轴线方向上形成定位；

S3、刮刀（45）移动至曲柄盘除渣工作区域，经浮动调节机构（4a）使刮刀（45）刀口轮廓与曲柄的曲柄盘上表面吻合；

S4、定位旋转机构（3）工作，驱动定位座（32）连同曲柄转动，使刮刀（45）与曲柄的曲柄盘上表面发生刮铲、切削运动，清除曲柄盘表面焊渣。

2.一种曲柄盘清除焊渣的装置，应用于曲柄盘清除焊渣的方法，其特征在于：所述定位旋转机构（3）包括减速电机（31），减速电机（31）输出端连接可转动的定位座（32），所述定位座竖向设置，其上端面设有一组与曲柄安装孔配合的定位销（33），定位销（33）不高于配合后曲柄的曲柄盘上表面；

所述铲渣机构（4）包括：第一驱动源（41），第一驱动源（41）与滑块（42）连接，滑块（42）配合在直线导轨（43）上，滑块（42）通过刀座（44）经浮动调节机构（4a）连接刮刀（45）；

所述顶压机构（5）包括：固定于机架（1）上的支架（51），支架（51）上连接第二驱动源（52），第二驱动源（52）移动端通过连接板（53）连接所述顶压头（54）。

3.根据权利要求2所述的一种曲柄盘清除焊渣的装置，其特征在于：所述连接板（53）与导向杆（55）的一端固定连接，导向杆的另一端与支架（51）的通孔间隙配合形成导向，导向杆（55）与第二驱动源（52）的移动轴线相平行。

4.根据权利要求2或3所述的一种曲柄盘清除焊渣的装置，其特征在于：所述浮动调节机构（4a）包括在所述滑块（42）设有容纳刀座（44）的定位槽（421），定位槽（421）内通过一组竖向的导柱（45）滑动配合刀座（44），定位槽的顶壁与刀座（44）上表面留有竖向移动的间隙（46）；

所述滑块（42）上设有与定位槽顶壁贯通的第一配合孔（422），第一配合孔（422）竖向设置且与限位螺钉（47）杆身间隙配合，所述刀座（44）设有与第一配合孔对应的螺纹孔（441），限位螺钉（47）通过螺纹孔与刀座（44）连接，在间隙（46）处的限位螺钉（47）杆身上套设有弹簧（48），弹簧（48）两端分别与定位槽的顶壁和刀座（44）上表面接触，限位螺钉（47）经弹簧（48）作用弹性限制刀座（44）的竖向移动。

5.根据权利要求2所述的一种曲柄盘清除焊渣的装置，其特征在于：所述顶压头（54）为尼龙材质。

6.根据权利要求2所述的一种曲柄盘清除焊渣的装置，其特征在于：所述第一驱动源（41）为气缸或液压缸。

7.根据权利要求2所述的一种曲柄盘清除焊渣的装置，其特征在于：所述滑块（42）的运动方向上设有防止刮刀（45）超限碰撞曲柄的限位块（49）。

8.根据权利要求2所述的一种曲柄盘清除焊渣的装置，其特征在于：所述机架（1）上连接用于人身防护的安全光栅（6）。

9.根据权利要求2所述的一种曲柄盘清除焊渣的装置，其特征在于：所述机架（1）上部设置用于方便观察的照明灯（2）。

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