CN114986259A - 星轮加工设备、加工系统及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械零部件加工领域，具体公开了一种星轮加工设备，包括用于装夹星轮的定位夹具以及用于对星轮加工的加工组件，定位夹具包括用于放置星轮的定位轴，定位夹具还包括滑板、滑动连接在滑板上的抵压件以及用于检测抵压件滑动的检测件，滑板、抵压件的滑动方向均沿定位轴的轴向，抵压件用于和星轮端面相贴。采用本发明的方案，可以解决定位夹具由于多次装夹星轮并进行加工，上面容易留下残渣碎屑，进而影响后续的星轮装夹的问题。

Description

星轮加工设备、加工系统及加工方法

技术领域

本发明属于机械零部件加工领域，具体涉及了星轮加工设备、加工系统及加工方法。

背景技术

星轮是单向器结构的重要组成部件，如图1所示，星轮包括轮体100以及安装部101，安装部101和轮体100同轴设置且外径大于轮体100，安装部101内壁沿周向均布有若干定位槽102。星轮的加工需求包括对轮体100车端面、轮体100外壁切槽、对轮体100和安装部101的连接拐角处倒角、对安装部101车端面、镗孔、安装部101外壁切槽等，星轮按照相应设置的加工步骤完成上述加工需求。

在加工过程中，为提高加工效率，现有技术中通常在星轮的每道加工步骤中，均设置多台相同的加工设备同时加工，而为了提高加工流程自动化，每台加工设备均需配备相应的上下料传送线，导致占地面积较大，且待加工的星轮和加工好的星轮均需要在多条上下料传送线上分散，需要工作人员分别放置或分别收集。

另外，现有技术中的加工设备的加工原理通常为利用定位夹具装夹星轮后，使用相应的加工组件(如专用于切槽或专用于镗孔的加工组件)进行加工，定位夹具由于多次装夹星轮并进行加工，上面容易留下残渣碎屑，进而影响后续的星轮装夹，如导致星轮在装夹时容易卡在定位轴上，而无法装夹到所需位置。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了星轮加工设备、加工系统及加工方法，以解决定位夹具由于多次装夹星轮并进行加工，上面容易留下残渣碎屑，进而影响后续的星轮装夹的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

星轮加工设备，包括用于装夹星轮的定位夹具以及用于对星轮加工的加工组件，定位夹具包括用于放置星轮的定位轴，定位夹具还包括滑动设置的滑板、滑动连接在滑板上的抵压件以及用于检测抵压件滑动的定位检测件，滑板、抵压件的滑动方向均沿定位轴的轴向，抵压件用于和星轮端面相贴。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

星轮放置到定位轴上后，在定位轴上没有残渣碎屑影响星轮时，星轮可以直接装夹到位，此时滑板带动抵压件滑动设定距离(设定滑板每次的滑动距离均一致)，滑板停止滑动时，则抵压件和星轮端面刚好相抵，可以启动加工组件开始进行加工。但若星轮没有装夹到位，即受到残渣碎屑影响为卡在定位轴上某处时，滑板停止滑动时，抵压件和星轮端面相抵，并受到星轮的挤压在滑板上滑动。

本方案中，通过定位检测件检测抵压件的滑动，当检测到抵压件滑动时，即可判断星轮没有装夹到位，需要停机检查。

进一步，滑板上固定有安装块，抵压件包括滑动连接在安装块上的抵压杆，抵压杆和安装块之间固定有弹性件。

有益效果：通过弹性件的设置，使得抵压杆可以在未受外力时始终保持在安装块上的固定位置，以便于在每次滑板移动后，抵压杆都能准确复位，使得后续的检测更加精准。

进一步，抵压件还包括固定在抵压杆朝向定位轴一侧端部的抵压块；定位检测件包括安装在安装块上且用于检测抵压块位移的位移传感器。

有益效果：通过抵压块增大和星轮端面的接触面积，以便于和星轮接触后推动星轮运动或受星轮的挤压推动抵压杆运动，通过位移传感器检测抵压块的位移，可以迅速检测出抵压块是否运动。

进一步，还包括定位控制器以及和定位控制器信号连接的报警器，定位控制器还和定位检测件、加工组件信号连接，定位控制器的信号接收端用于接收定位检测件的检测信号，定位控制器接收到定位检测件的检测信号，则定位控制器的信号输出端控制报警器启动，定位控制器没有接收到定位检测件的检测信号，则定位控制器的信号输出端控制加工组件对星轮进行加工。

有益效果：通过定位控制器的设置，提高定位检测的自动化程度，通过报警器的设置，在定位检测件检测星轮装夹不到位时，可以迅速提醒工作人员进行处理。

为实现上述目的，本发明还采用了如下的技术方案：

星轮加工系统，包括多道按星轮加工步骤依次设置的工序工装，每道工序工装包括至少两台星轮加工设备。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

每道工序工装通过多台星轮加工设备同时加工，提高加工效率。

进一步，还包括多条传送线，传送线包括对应第一道工序工装的初始上料线、对应最后一道工序工装的末端下料线以及中转线，中转线均包括相连接的下料部和上料部，下料部、上料部分别对应相邻的两道工序工装。

有益效果：多道工序工装通过传送线依次连接，提高加工流程的自动化程度。

进一步，初始上料线和上料部均包括上料传送带以及若干组安装在上料传送带上的截流组件，截流组件和星轮加工设备一一对应，截流组件包括固定连接在上料传送带末端的止位板、活动连接在上料传送带上的截流板以及用于对每台星轮加工设备待加工的星轮计数的计数检测件，每组截流组件的截流板、计数检测件均沿上料传送带的传送方向设置。

有益效果：通过截流板的截流以控制星轮在上料传送带上的传送，通过计数检测件检测每台星轮加工设备处所对应堆积的待加工的星轮，当待加工的星轮堆积到一定数量后，即可通过截流板阻碍星轮继续向该处传送。通过截流组件的设置，使得同一道工序工装的多台星轮加工设备共用一条星轮上料的传送路线，且每台星轮加工设备处均可堆积一定数量的待加工星轮，完成连续加工。

进一步，截流组件还包括截流控制器以及用于控制截流板运动的截流驱动件，截流驱动件、计数检测件均和截流控制器信号连接，截流控制器的信号接收端用于接收计数检测件的检测信号，截流控制器的信号输出端用于控制截流驱动件带动截流板运动。

有益效果：通过计数检测件对每台星轮加工设备处对应堆积的星轮数量进行检测，当数量达到一定程度后，控制截流板阻碍星轮继续传送至该处，而当该处的星轮数量不足时，则控制截流板打开，以便于星轮传送补位，实现星轮传送、补位的自动化。

进一步，还包括转移件，转移件用于将星轮从传送线上转移至星轮加工设备或从星轮加工设备转移至传送线上。

有益效果：通过转移件转移星轮，提高加工流程的自动化。

为实现上述目的，本发明还采用了如下的技术方案：

星轮加工方法，使用星轮加工系统，包括以下步骤；

S1、将星轮按加工步骤依次传送至相应工序工装处，并放置到该工序工装的星轮加工设备内进行加工；

S2、星轮放置到定位轴上后，滑板带动抵压件滑动设定距离，滑板停止滑动时，抵压件和星轮端面刚好相抵，则启动加工组件开始进行加工；滑板停止滑动时，抵压件和星轮端面相抵并受到挤压在滑板上滑动，则停止加工进行检查；

S3、每台星轮加工设备处，均放置多个待加工的星轮备用，当备用星轮数量不足时，传送待加工的星轮至该台星轮加工设备处进行补充；

S4、星轮加工完成后，传送至下一道工序工装，重复上述加工步骤。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

本方案步骤S2，通过检测抵压件的滑动，判断星轮是否装夹到位，以避免星轮装夹不到位所导致的无法加工或加工精度不足的问题。本方案步骤S3，通过星轮的备用、补充，使得每台星轮加工设备均可同时完成连续加工，提高加工效率。

附图说明

图1为本发明背景技术中所述星轮的整体结构示意图。

图2为本发明实施例中星轮加工设备的结构示意图。

图3为本发明实施例中星轮加工系统的结构示意图。

图4为图3中初始上料线的结构示意图。

在图中：100、轮体；101、安装部；102、定位槽；1、定位轴；2、抵压块；3、抵压杆；4、安装块；5、滑板；6、工序工装；7、星轮加工设备；8、初始上料线；9、末端下料线；10、下料部；11、上料部；12、中转线；13、止位板；14、光电信号发射端；15、光电信号接收端；16、光电开关；17、截流板；18、截流组件；19、限位槽；20、上料传送带。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明作进一步详细说明，并给出具体实施方式。

如图2所示，星轮加工设备，包括机体，机体内设有用于装夹星轮的定位夹具以及用于对星轮加工的加工组件，定位夹具包括用于放置星轮的定位轴1，装夹时，星轮的安装部101或轮体100套设到定位轴1上即可，根据加工需求选择是将安装部101套设到定位轴1上还是将轮体100套设到定位轴1上，根据装夹需求，设置定位轴1的外径，使得定位轴1的外径等于星轮的安装部101内径或轮体100内径，实际使用过程中可设置其他结构辅助定位轴1进行定位装夹。

定位夹具还包括滑动连接在机体上的滑板5、滑动连接在滑板5上的抵压件以及用于检测抵压件滑动的定位检测件，滑板5、抵压件的滑动方向均沿定位轴1的轴向，机体上安装有用于驱动滑板5滑动的气缸。抵压件用于和星轮端面相贴，具体的，抵压件包括抵压杆3以及固定在抵压杆3朝向定位轴1一侧端部的抵压块2，抵压块2的外径大于抵压杆3的外径，通过抵压块2和星轮端面相贴。滑板5上固定有安装块4，抵压杆3滑动连接在安装块4上，抵压杆3和安装块4之间固定有弹性件，具体的，弹性件选用弹簧，弹簧的收缩方向和抵压杆3的滑动方向平行，即抵压杆3在安装块4上滑动时，抵压杆3带动弹簧伸长或收缩。定位检测件包括安装在安装块4上且用于检测抵压块2位移的位移传感器，位移传感器选用现有技术中具有位移检测功能的位移传感器，位移传感器用于检测抵压块2和安装块4之间的间距。

具体使用时，设定气缸驱动滑板5滑动的间距，在星轮装夹到位时，在弹性件的自然状态下，滑板5滑动后，抵压块2的端面刚好和星轮相贴，此时滑板5的滑动距离即为滑板5的设定滑动距离。将星轮放置到定位轴1上后，在定位轴1上没有残渣碎屑影响星轮时，星轮可以直接装夹到位，此时滑板5带动抵压件滑动设定距离，滑板5停止滑动时，则抵压件和星轮端面刚好相抵，可以启动加工组件开始进行加工，滑板5带动抵压件复位。

若星轮没有装夹到位，即受到残渣碎屑影响为卡在定位轴1上某处时，滑板5带动抵压件滑动设定距离，滑板5停止滑动时，抵压块2和星轮端面相抵，且抵压块2受到星轮端面的挤压在安装块4上滑动，说明星轮没有装夹到位，此时需要停机检查。滑板5带动抵压杆3复位后，抵压杆3受到弹性件的复原作用力复位。

在本发明的另一个实施例中，星轮加工设备，还包括定位控制器以及和定位控制器信号连接的报警器，报警器选用现有技术中具有声光电报警信号的报警器，也可选用现有技术中可以和工作人员手机或电脑蓝牙连接的蓝牙信号传输器，起到提醒工作人员的作用即可，定位控制器选用现有技术中常规的通过PLC等程序控制的控制器。定位控制器还和定位检测件、加工组件信号连接，定位控制器的信号接收端用于接收定位检测件的检测信号，具体的，定位控制器的信号接收端用于接收位移传感器的位移信号，定位控制器接收到定位检测件的检测信号，则定位控制器的信号输出端控制报警器启动，提醒工作人员星轮装夹不到位，定位控制器没有接收到定位检测件的检测信号，则在滑板5复位后，定位控制器的信号输出端控制加工组件对星轮进行加工。

如图3、图4所示，星轮加工系统，包括多道按星轮加工步骤依次设置的工序工装6、多条传送线以及多个转移件，每道工序工装6包括至少两台星轮加工设备7，每道工序工装6的星轮加工设备7根据其对应的星轮加工步骤选用不同的加工组件(例如专用于切槽或专用于镗孔的加工组件)，加工组件的具体加工原理不在本申请的保护范围内，因此不做赘述。本实施例中，以三道工序工装6，每道工序工装6包括三台星轮加工设备7为例进行叙述。

传送线的数量比工序工装6的道数多一条，即本实施例中，传送线共四条，传送线包括对应第一道工序工装6的初始上料线8、对应最后一道工序工装6的末端下料线9以及中转线12，中转线12均包括相连接的下料部10和上料部11，下料部10、上料部11分别对应相邻的两道工序工装6，即中转线12共两条，以第一条中转线12为例来说明中转线12的功能，第一条中转线12对应第一道工序工装6和第二道工序工装6，第一条中转线12的下料部10用于传送第一道工序工装6加工完成的星轮，第一条中转线12的上料部11则用于将下料部10传送来的星轮送到第二道工序工装6处待加工。相应的，第二条中转线12则对应第二道工序工装6和第三道工序工装6。

为减少占地面积，多条传送线的分布方式为：整体呈两条式排布，具有重叠部分的中转线12交错设置，本实施例中，两条中转线12的重叠部分在第二道工序工装6处，则其中一条中转线12位于靠近工序工装6的内侧，另一条中转线12则位于外侧，通过多条中转线12的交错设置，则使得多条传送线整体呈两条式分布，既满足了传送需求，也减少了占地面积。

初始上料线8和上料部11均包括上料传送带20以及若干组安装在上料传送带20上的截流组件18，截流组件18和星轮加工设备7一一对应，以本实施例中每道工序工装6有三台星轮加工设备7为例，则初始上料线8、上料部11上均设有三组截流组件18以分别对应三台星轮加工设备7。

截流组件18包括固定连接在上料传送带20末端的止位板13、活动连接在上料传送带20上的截流板17、用于驱动截流板17运动的截流驱动件以及用于对每台星轮加工设备7待加工的星轮计数的计数检测件，每组截流组件18的截流板17、计数检测件均沿上料传送带20的传送方向设置，具体的，截流板17沿竖向滑动连接在上料传送带20上方，截流驱动件包括固定在上料传送带20上方的用于驱动截流板17滑动的气缸，截流板17向下滑动至和上料传送带20上端相贴时，截流板17阻碍上料传送带20上星轮的传送。计数检测件选用现有技术中常规的光电开关16，光电开关16包括分别位于上料传送带20两侧的光电信号发射端14和光电信号接收端15，实际安装时，光电开关16的光电信号发射高度低于星轮上端的高度，当星轮位于光电开关16处时，阻碍光电信号接收端15接收光电信号，当星轮离开光电开关16处后，光电信号接收端15即可接收光电信号。

截流组件18还包括截流控制器，截流控制器选用现有技术中常规的通过PLC等程序控制的控制器。截流驱动件、计数检测件均和截流控制器信号连接，截流控制器的信号接收端用于接收计数检测件的检测信号，截流控制器的信号输出端用于控制截流驱动件带动截流板17运动，具体的，截流控制器的信号接收端接收光电信号接收端15的检测信号，截流控制器的信号输出端控制气缸驱动截流板17竖向滑动。

转移件用于将星轮从传送线上转移至星轮加工设备7或从星轮加工设备7转移至传送线上，转移件的数量和星轮加工设备7的数量一致，转移件和星轮加工设备7一一对应，转移件选用现有技术中常规的机械手。末端下料线9和下料部10均选用现有技术中常规的传送带，实际使用过程中，中转线12可设计为一条整体的传送带，并将传送带分为下料部10和上料部11的上料传送带20。为了避免星轮在传送线的传送过程中移动，可在初始上料线8、中转线12、末端下料线9的表面均设置用于卡住星轮的轮体100或安装部101的限位槽19，限位槽19沿传送线的传送方向设置，星轮的轮体100或安装部101插入限位槽19内，则使得星轮只能沿限位槽19的方向进行输送。

具体使用时，将待加工的星轮通过初始上料线8传送，星轮在初始上料线8上的传送过程为：三个截流板17初始均为打开状态，即截流板17和上料传送带20之间留出供星轮传送通过的间隙，将多个星轮分散放置入初始上料线8上进行传送，星轮传送到达第一台星轮加工设备7处时，被第一台星轮加工设备7所对应的机械手抓取送入第一台星轮加工设备7内进行加工，然后星轮继续传送至第二台、第三台星轮加工设备7处时，均被机械手抓取送入相应星轮加工设备7内加工。

在三台星轮加工设备7均在加工的过程中，星轮被传送至止位板13处受到阻碍无法继续传送，星轮在第三台星轮加工设备7所对应的初始上料线8的对应段堆积，当该段的星轮堆积到尾端阻碍该组光电开关16的光电信号时，截流控制器控制第二台星轮加工设备7末端的截流板17运动，则该截流板17阻碍星轮继续传送至第三台星轮加工设备7处堆积，依次类推，当第二台星轮加工设备7处也堆积数量足够的星轮后，第一台星轮加工设备7末端的截流板17运动阻碍星轮继续传送，当第一台星轮加工设备7处堆积数量足够的星轮后，第一台星轮加工设备7首端的截流板17运动，阻碍待加工的星轮继续传送。

当星轮加工设备7加工完成星轮后，机械手将星轮从星轮加工设备7内取出并转移至相对应的中转线12的下料部10，通过下料部10传送至下道工序工装6所对应的中转线12的上料部11时，按照前述的传送过程在该道工序工装6处传送，直到最后一到工序工装6加工完成后，星轮通过末端下料线9传送下料。

随着星轮加工设备7的加工完成，机械手抓取堆积在该台星轮加工设备7处的星轮继续加工，则堆积的星轮数量减少，当星轮不再阻碍光电信号接收端15接收光电信号时，截流控制器控制相应的截流板17打开，使得星轮补位。具体的，当第三台星轮加工设备7处的星轮数量不足时，第二台星轮加工设备7末端的截流板17打开，堆积在第二台星轮加工设备7处首位的星轮向前输送补位，当星轮重新阻碍第三台星轮加工设备7处的光电信号时，截流板17关闭。而由于第二台星轮加工设备7处堆积的星轮补位到第三台星轮加工设备7处，则相应的，也需要星轮补位，补位过程和前述过程一致。

本实施例中，通过截流组件18的设置，完成待加工星轮在相应星轮加工设备7处的堆积、补位过程，使得每台星轮加工设备7均可以持续的对星轮进行加工，加工流程更加自动化。

星轮加工方法，使用星轮加工系统，包括以下步骤；

S1、将星轮按加工步骤依次传送至相应工序工装6处，并放置到该工序工装6的星轮加工设备7内进行加工。

S2、星轮放置到定位轴1上后，滑板5带动抵压件滑动设定距离，滑板5停止滑动时，抵压件和星轮端面刚好相抵，则启动加工组件开始进行加工；滑板5停止滑动时，抵压件和星轮端面相抵并受到挤压在滑板5上滑动，则停止加工进行检查。

S3、通过传送线传送星轮，每台星轮加工设备7处，均放置多个待加工的星轮备用，当备用星轮数量足够时，通过截流板17阻碍星轮继续传送至该处，当备用星轮数量不足时，打开截流板17，传送待加工的星轮至该台星轮加工设备7处进行补充。

S4、星轮加工完成后，通过中转线12的下料部10传送至下一道工序工装6，重复上述加工步骤。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.星轮加工设备，包括用于装夹星轮的定位夹具以及用于对星轮加工的加工组件，定位夹具包括用于放置星轮的定位轴，其特征在于：所述定位夹具还包括滑动设置的滑板、滑动连接在滑板上的抵压件以及用于检测抵压件滑动的定位检测件，滑板、抵压件的滑动方向均沿定位轴的轴向，抵压件用于和星轮端面相贴。

2.根据权利要求1所述的星轮加工设备，其特征在于：所述滑板上固定有安装块，抵压件包括滑动连接在安装块上的抵压杆，抵压杆和安装块之间固定有弹性件。

3.根据权利要求2所述的星轮加工设备，其特征在于：所述抵压件还包括固定在抵压杆朝向定位轴一侧端部的抵压块；定位检测件包括安装在安装块上且用于检测抵压块位移的位移传感器。

4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的星轮加工设备，其特征在于：还包括定位控制器以及和定位控制器信号连接的报警器，定位控制器还和定位检测件、加工组件信号连接，定位控制器的信号接收端用于接收定位检测件的检测信号，定位控制器接收到定位检测件的检测信号，则定位控制器的信号输出端控制报警器启动，定位控制器没有接收到定位检测件的检测信号，则定位控制器的信号输出端控制加工组件对星轮进行加工。

5.星轮加工系统，其特征在于：包括多道按星轮加工步骤依次设置的工序工装，每道工序工装包括至少两台如权利要求1-4任一权利要求所述的星轮加工设备。

6.根据权利要求5所述的星轮加工系统，其特征在于：还包括多条传送线，传送线包括对应第一道工序工装的初始上料线、对应最后一道工序工装的末端下料线以及中转线，中转线均包括相连接的下料部和上料部，下料部、上料部分别对应相邻的两道工序工装。

7.根据权利要求6所述的星轮加工系统，其特征在于：所述初始上料线和上料部均包括上料传送带以及若干组安装在上料传送带上的截流组件，截流组件和星轮加工设备一一对应，截流组件包括固定连接在上料传送带末端的止位板、活动连接在上料传送带上的截流板以及用于对每台星轮加工设备待加工的星轮计数的计数检测件，每组截流组件的截流板、计数检测件均沿上料传送带的传送方向设置。

8.根据权利要求7所述的星轮加工系统，其特征在于：所述截流组件还包括截流控制器以及用于控制截流板运动的截流驱动件，截流驱动件、计数检测件均和截流控制器信号连接，截流控制器的信号接收端用于接收计数检测件的检测信号，截流控制器的信号输出端用于控制截流驱动件带动截流板运动。

9.根据权利要求6所述的星轮加工系统，其特征在于：还包括转移件，转移件用于将星轮从传送线上转移至星轮加工设备或从星轮加工设备转移至传送线上。

10.星轮加工方法，其特征在于：使用如权利要求5-9任一权利要求所述的星轮加工系统，包括以下步骤；

S1、将星轮按加工步骤依次传送至相应工序工装处，并放置到该工序工装的星轮加工设备内进行加工；

S2、星轮放置到定位轴上后，滑板带动抵压件滑动设定距离，滑板停止滑动时，抵压件和星轮端面刚好相抵，则启动加工组件开始进行加工；滑板停止滑动时，抵压件和星轮端面相抵并受到挤压在滑板上滑动，则停止加工进行检查；

S3、每台星轮加工设备处，均放置多个待加工的星轮备用，当备用星轮数量不足时，传送待加工的星轮至该台星轮加工设备处进行补充；

S4、星轮加工完成后，传送至下一道工序工装，重复上述加工步骤。

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