CN115255883B - 一种桌面机器人式凸轮轴u帽压装机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种桌面机器人式凸轮轴U帽压装机，用于将U帽压装在凸轮轴端部，包括机台、设置在机台上的工件夹紧机构、顶销机构、推靠机构、以及送料机构；工件夹紧机构用于放置并夹紧待加工凸轮轴；顶销机构用于辅助固定待加工凸轮轴，顶触在待加工凸轮轴的一侧端部；送料机构用于U帽的逐个进料，包括料仓、柔性上料盘、CCD照相机、四轴机械手、以及将四轴机械手中的U帽送至推靠机构的定位及上料组件。本发明提供一种桌面机器人式凸轮轴U帽压装机，通过柔性上料盘、CCD照相机、四轴机械手、定位及上料组件的相互配合，实现U帽的可靠上料，设备运作高效稳定，压装效率高，压装过程不易发生异常，设备稳定性好。

Description

一种桌面机器人式凸轮轴U帽压装机

技术领域

本发明涉及凸轮轴加工领域，具体而言，特别是涉及一种桌面机器人式凸轮轴U帽压装机。

背景技术

凸轮轴加工时，需要将U帽压装在凸轮轴端部，传统的U帽压装设备的效率较低，尤其是U帽容易在上料的过程中发生异常，或上料夹空，或上料运送的过程中意外掉落，或上料的效率较低，制约生产效率，亟待改善。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种桌面机器人式凸轮轴U帽压装机，通过柔性上料盘、CCD照相机、四轴机械手、定位及上料组件的相互配合，实现U帽的可靠上料，设备运作高效稳定，压装效率高，压装过程不易发生异常，设备稳定性好。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种桌面机器人式凸轮轴U帽压装机，用于将U帽压装在凸轮轴端部，包括机台、设置在机台上的工件夹紧机构、顶销机构、推靠机构、以及送料机构；工件夹紧机构用于放置并夹紧待加工凸轮轴；顶销机构用于辅助固定待加工凸轮轴，顶触在待加工凸轮轴的一侧端部；推靠机构用于将U帽压入待加工凸轮轴的另一侧端部，与顶销机构配合作业，包括与送料机构配合作用的取料组件、推动U帽的推料电缸、对推料电缸进行辅助导向的导向组件；送料机构用于U帽的逐个进料，包括料仓、柔性上料盘、CCD照相机、四轴机械手、以及将四轴机械手中的U帽送至推靠机构的定位及上料组件。

通过柔性上料盘、CCD照相机、四轴机械手、定位及上料组件的相互配合，实现U帽的可靠上料，以保证压装机高效稳定地运作。具体的，柔性上料盘中的U帽由CCD照相机进行拍照识别，然后通过四轴机械手拾取经CCD照相机识别的U帽，并将该U帽送至定位及上料组件进行准确定位，被送至定位及上料组件中的U帽此时处于水平横置的状态，定位及上料组件对U帽进行翻转，使得U帽变为竖向状态，并将翻转后的U帽送至推料电缸处，由推料电缸将U帽压装在凸轮轴端部，压装效率高，压装过程不易发生异常，设备稳定性好。

可选地，在一种可能的实现方式中，所述定位及上料组件包括定位底座、安装在定位底座的左右移动气缸、由左右移动气缸驱使移动的前后移动气缸、由前后移动气缸驱使移动并用于夹紧U帽的翻转夹持气缸、以及用于定位U帽的定位伸缩气缸。

四轴机械手拾取经CCD照相机识别的U帽后，将U帽送至定位伸缩气缸处，并将U帽调整至水平横置的状态，然后翻转夹持气缸夹紧U帽，定位伸缩气缸回缩，翻转夹持气缸翻转90度，左右移动气缸和前后移动气缸启动，将U帽朝着左右、前后多个方向移动，从而将U帽送至推靠机构，以进行后续的U帽压装。

可选地，在一种可能的实现方式中，所述定位伸缩气缸的输出端设置有定位柱，U帽外套在定位柱的顶部并可由翻转夹持气缸所夹持。所述四轴机械手从柔性上料盘中拾取U帽并送至定位柱。

定位柱的顶部形状与U帽相互匹配，U帽套在定位柱的顶部，定位柱与U帽的配合严丝合缝，U帽可稳稳地外套于定位柱的顶部，通过定位柱实现U帽的定位。

可选地，在一种可能的实现方式中，所述料仓与柔性上料盘相接，所述料仓可通过振动的方式将U帽送至柔性上料盘，所述柔性上料盘可通过振动的方式将U帽散开。所述CCD照相机悬挂在柔性上料盘的上方，CCD照相机的镜头朝向柔性上料盘中的U帽。

待压装的U帽首先置入到料仓中，料仓可将U帽送至柔性上料盘，而到达柔性上料盘的U帽会因受到振动作用而渐渐散开，以方便CCD照相机对柔性上料盘中的U帽进行拍照识别，提高CCD识别的准确性。

可选地，在一种可能的实现方式中，所述导向组件包括导向底座、安装在导向底座的导向气缸、由导向气缸推动的导向套板，所述导向套板具有圆形贯穿孔，所述圆形贯穿孔一端部延伸有套管，所述套管朝向工件夹紧机构方向，所述套管套接在待加工凸轮轴端部的外周。推料电缸所推动的U帽穿过圆形贯穿孔后装入待加工凸轮轴。

套管套接在待加工凸轮轴端部的外周，一方面可对凸轮轴做进一步的夹紧固定，避免凸轮轴因U帽压装时受力而发生位移，保证U帽压装稳定可靠，另一方面可保证导向套板中的圆形贯穿孔的轴线与待加工凸轮轴的轴线处于同一直线上，确保导向套板稳定地对推料电缸进行引导，保证推料电缸准确地将U帽压装在凸轮轴端部，确保U帽压装稳定可靠。

可选地，在一种可能的实现方式中，导向底座设置有导向线轨，所述导向套板底部套接在导向线轨，所述导向套板沿导向线轨延伸方向移动。

导向套板可在导向气缸的作用下，沿着导向线轨的走向移动，而导向线轨的走向与待加工凸轮轴的轴线平行，可有效保证套管能够稳定套接在待加工凸轮轴端部的外周，避免套接偏差的现象发生。

可选地，在一种可能的实现方式中，所述工件夹紧机构包括安装在机台上的伺服滑台、连接在伺服滑台上的工件台、安装在工作台上的左支撑柱和右支撑柱、位于左支撑柱旁的左压块气缸、连接在左压块气缸输出端的左下压块、位于右支撑柱旁的右压块气缸、连接在右压块气缸输出端的右下压块。

待加工凸轮轴水平放置在左支撑柱和右支撑柱上，待加工凸轮轴的一端下表面与左支撑柱的顶部接触，待加工凸轮轴的另一端下表面与右支撑柱的顶部接触，左支撑柱和右支撑柱共同将凸轮轴托起，左支撑柱和右支撑柱高度一致，保证待加工凸轮轴处于水平状态，伺服滑台可对工件台的位置进行调整，以保证调试后的工件台，其上的待加工凸轮轴与导向套板稳定协同作业，保证U帽压装稳定可靠。

可选地，在一种可能的实现方式中，所述顶销机构包括顶销底座、设置在顶销底座上的顶销块、与顶销块连接的顶销柱，所述顶销柱顶触在待加工凸轮轴的端部，所述顶销柱可相对于顶销块自由转动。

顶销机构可辅助固定待加工凸轮轴，顶销机构顶触在待加工凸轮轴的一侧端部，顶销柱顶触在凸轮轴端部，顶销柱可相对于顶销块自由转动，因为受到顶销柱的顶触作用，凸轮轴被进一步地夹紧固定，可有效避免凸轮轴因U帽压装时受力而发生位移，保证U帽压装稳定可靠。

本发明相较于现有技术的有益效果是：

本发明的桌面机器人式凸轮轴U帽压装机，通过柔性上料盘、CCD照相机、四轴机械手、定位及上料组件的相互配合，实现U帽的可靠上料，设备运作高效稳定。具体的，柔性上料盘中的U帽由CCD照相机进行拍照识别，然后通过四轴机械手拾取经CCD照相机识别的U帽，并将该U帽送至定位及上料组件进行准确定位，被送至定位及上料组件中的U帽此时处于水平横置的状态，定位及上料组件对U帽进行翻转，使得U帽变为竖向状态，并将翻转后的U帽送至推料电缸处，由推料电缸将U帽压装在凸轮轴端部，压装效率高，压装过程不易发生异常，设备稳定性好。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一实施例中桌面机器人式凸轮轴U帽压装机的平面图。

图2为本发明一实施例中桌面机器人式凸轮轴U帽压装机的立体图。

图3为本发明一实施例中定位及上料组件的结构图。

图4为本发明一实施例中桌面机器人式凸轮轴U帽压装机的局部结构图。

图5为本发明一实施例中四轴机械手的局部结构图。

图6为本发明一实施例中桌面机器人式凸轮轴U帽压装机的局部放大图。

图7为本发明一实施例中桌面机器人式凸轮轴U帽压装机的局部放大图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

本实施例提供一种桌面机器人式凸轮轴U帽压装机，用于将U帽压装在凸轮轴端部，包括机台100、设置在机台100上的工件夹紧机构200、顶销机构300、推靠机构400、以及送料机构500；工件夹紧机构200用于放置并夹紧待加工凸轮轴；顶销机构300用于辅助固定待加工凸轮轴，顶触在待加工凸轮轴的一侧端部；推靠机构400用于将U帽压入待加工凸轮轴的另一侧端部，与顶销机构300配合作业，包括与送料机构500配合作用的取料组件410、推动U帽的推料电缸420、对推料电缸420进行辅助导向的导向组件430；送料机构500用于U帽的逐个进料，包括料仓510、柔性上料盘520、CCD照相机530、四轴机械手540、以及将四轴机械手540中的U帽送至推靠机构400的定位及上料组件550。

通过柔性上料盘520、CCD照相机530、四轴机械手540、定位及上料组件550的相互配合，实现U帽的可靠上料，以保证压装机高效稳定地运作。具体的，柔性上料盘520中的U帽由CCD照相机530进行拍照识别，然后通过四轴机械手540拾取经CCD照相机530识别的U帽，并将该U帽送至定位及上料组件550进行准确定位，被送至定位及上料组件550中的U帽此时处于水平横置的状态，定位及上料组件550对U帽进行翻转，使得U帽变为竖向状态，并将翻转后的U帽送至推料电缸420处，由推料电缸420将U帽压装在凸轮轴端部，压装效率高，压装过程不易发生异常，设备稳定性好。

需要说明的是，本实施例中，定位及上料组件550包括定位底座551、安装在定位底座551的左右移动气缸552、由左右移动气缸552驱使移动的前后移动气缸553、由前后移动气缸553驱使移动并用于夹紧U帽的翻转夹持气缸554、以及用于定位U帽的定位伸缩气缸555。左右移动气缸552、前后移动气缸553在水平面上横移，定位伸缩气缸555在竖直方向升降。

四轴机械手540拾取经CCD照相机530识别的U帽后，将U帽送至定位伸缩气缸555处，并将U帽调整至水平横置的状态，然后翻转夹持气缸554夹紧U帽，定位伸缩气缸555回缩，翻转夹持气缸554翻转90度，左右移动气缸552和前后移动气缸553启动，将U帽朝着左右、前后多个方向移动，从而将U帽送至推靠机构400，以进行后续的U帽压装。

需要说明的是，本实施例中，定位伸缩气缸555的输出端设置有定位柱556，U帽外套在定位柱556的顶部并可由翻转夹持气缸554所夹持。四轴机械手540从柔性上料盘520中拾取U帽并送至定位柱556。

定位柱556的顶部形状与U帽相互匹配，U帽套在定位柱556的顶部，定位柱556与U帽的配合严丝合缝，U帽可稳稳地外套于定位柱556的顶部，通过定位柱556实现U帽的定位。

需要说明的是，本实施例中，料仓510与柔性上料盘520相接，料仓510可通过振动的方式将U帽送至柔性上料盘520，柔性上料盘520可通过振动的方式将U帽散开。CCD照相机530悬挂在柔性上料盘520的上方，CCD照相机530的镜头朝向柔性上料盘520中的U帽。

待压装的U帽首先置入到料仓510中，料仓510可将U帽送至柔性上料盘520，而到达柔性上料盘520的U帽会因受到振动作用而渐渐散开，以方便CCD照相机530对柔性上料盘520中的U帽进行拍照识别，提高CCD识别的准确性。

需要说明的是，本实施例中，导向组件430包括导向底座431、安装在导向底座431的导向气缸434、由导向气缸434推动的导向套板432，导向套板432具有圆形贯穿孔433，圆形贯穿孔433一端部延伸有套管435，套管朝向工件夹紧机构200方向，套管套接在待加工凸轮轴端部的外周。推料电缸420所推动的U帽穿过圆形贯穿孔433后装入待加工凸轮轴。

套管套接在待加工凸轮轴端部的外周，一方面可对凸轮轴做进一步的夹紧固定，避免凸轮轴因U帽压装时受力而发生位移，保证U帽压装稳定可靠，另一方面可保证导向套板432中的圆形贯穿孔433的轴线与待加工凸轮轴的轴线处于同一直线上，确保导向套板432稳定地对推料电缸420进行引导，保证推料电缸420准确地将U帽压装在凸轮轴端部，确保U帽压装稳定可靠。

需要说明的是，本实施例中，导向底座431设置有导向线轨436，导向套板432底部套接在导向线轨436，导向套板432沿导向线轨延伸方向移动。

导向套板432可在导向气缸的作用下，沿着导向线轨的走向移动，而导向线轨的走向与待加工凸轮轴的轴线平行，可有效保证套管能够稳定套接在待加工凸轮轴端部的外周，避免套接偏差的现象发生。

需要说明的是，本实施例中，工件夹紧机构200包括安装在机台100上的伺服滑台、连接在伺服滑台上的工件台202、安装在工作台上的左支撑柱210和右支撑柱220、位于左支撑柱210旁的左压块气缸211、连接在左压块气缸211输出端的左下压块212、位于右支撑柱220旁的右压块气缸221、连接在右压块气缸221输出端的右下压块222。

待加工凸轮轴水平放置在左支撑柱210和右支撑柱220上，待加工凸轮轴的一端下表面与左支撑柱210的顶部接触，待加工凸轮轴的另一端下表面与右支撑柱220的顶部接触，左支撑柱210和右支撑柱220共同将凸轮轴托起，左支撑柱210和右支撑柱220高度一致，保证待加工凸轮轴处于水平状态，伺服滑台可对工件台202的位置进行调整，以保证调试后的工件台202，其上的待加工凸轮轴与导向套板432稳定协同作业，保证U帽压装稳定可靠。

需要说明的是，本实施例中，左支撑柱210的顶部设置有左V形支撑213，右支撑柱220的顶部设置有右V形支撑223。

左支撑柱210和右支撑柱220的顶部分别是左V形支撑213和右V形支撑223，左V形支撑213和右V形支撑223的形状均呈V字形，能够更稳定地将凸轮轴托起。

需要说明的是，本实施例中，工件夹紧机构200还包括安装在工作台上的第二左支撑柱230和第二右支撑柱240、位于第二左支撑柱230旁的第二左压块气缸231、连接在第二左压块气缸231输出端的第二左下压块232、位于第二右支撑柱240旁的第二右压块气缸241、连接在第二右压块气缸241输出端的第二右下压块242，第二左支撑柱230与第二右支撑柱240的间距和左支撑柱210与右支撑柱220的间距不相等。

为增加本设备的泛用性，使得本设备能够加工不同尺寸的凸轮轴，故工件夹紧机构200还新增了一套支撑结构，具体为第二左支撑柱230和第二右支撑柱240，待加工凸轮轴水平放置在第二左支撑柱230和第二右支撑柱240上，待加工凸轮轴的一端下表面与第二左支撑柱230的顶部接触，待加工凸轮轴的另一端下表面与第二右支撑柱240的顶部接触，第二左支撑柱230和第二右支撑柱240共同将凸轮轴托起，第二左支撑柱230和第二右支撑柱240高度一致，保证待加工凸轮轴处于水平状态，伺服滑台可对工件台202的位置进行调整，以保证调试后的工件台202，其上的待加工凸轮轴与导向套板432稳定协同作业，保证U帽压装稳定可靠。

需要说明的是，本实施例中，第二左支撑柱230的顶部设置有第二左V形支撑233，第二右支撑柱240的顶部设置有第二右V形支撑243。

第二左支撑柱230和第二右支撑柱240的顶部分别是第二左V形支撑233和第二右V形支撑243，第二左V形支撑233和第二右V形支撑243的形状均呈V字形，能够更稳定地将凸轮轴托起。

需要说明的是，本实施例中，顶销机构300包括顶销底座、设置在顶销底座上的顶销块、与顶销块连接的顶销柱，顶销柱顶触在待加工凸轮轴的端部，顶销柱可相对于顶销块自由转动。

顶销机构300可辅助固定待加工凸轮轴，顶销机构300顶触在待加工凸轮轴的一侧端部，顶销柱顶触在凸轮轴端部，顶销柱可相对于顶销块自由转动，因为受到顶销柱的顶触作用，凸轮轴被进一步地夹紧固定，可有效避免凸轮轴因U帽压装时受力而发生位移，保证U帽压装稳定可靠。

需要说明的是，本实施例中，取料组件410具体为设置在推料电缸420的输出端的推料吸嘴。推料吸嘴能够有效夹持U帽，将旋转送料组件送来的U帽进行吸附固定，然后送至待加工凸轮轴进行压装，推料吸嘴稳定可靠的夹持效果，可避免U帽意外掉落的情况发生，保证设备稳定运作。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种桌面机器人式凸轮轴U帽压装机，其特征在于，用于将U帽压装在凸轮轴端部，包括机台、设置在机台上的

工件夹紧机构，用于放置并夹紧待加工凸轮轴；

顶销机构，用于辅助固定待加工凸轮轴，顶触在待加工凸轮轴的一侧端部；

推靠机构，用于将U帽压入待加工凸轮轴的另一侧端部，与顶销机构配合作业，包括与送料机构配合作用的取料组件、推动U帽的推料电缸、对推料电缸进行辅助导向的导向组件；

送料机构，用于U帽的逐个进料，包括料仓、柔性上料盘、CCD照相机、四轴机械手、以及将四轴机械手中的U帽送至推靠机构的定位及上料组件；

所述定位及上料组件包括定位底座、安装在定位底座的左右移动气缸、由左右移动气缸驱使移动的前后移动气缸、由前后移动气缸驱使移动并用于夹紧U帽的翻转夹持气缸、以及用于定位U帽的定位伸缩气缸；

所述定位伸缩气缸的输出端设置有定位柱，U帽外套在定位柱的顶部并可由翻转夹持气缸所夹持；

所述导向组件包括导向底座、安装在导向底座的导向气缸、由导向气缸推动的导向套板，所述导向套板具有圆形贯穿孔，所述圆形贯穿孔一端部延伸有套管，所述套管朝向工件夹紧机构方向，所述套管套接在待加工凸轮轴端部的外周；

所述导向底座设置有导向线轨，所述导向套板底部套接在导向线轨，所述导向套板沿导向线轨延伸方向移动。

2.根据权利要求1所述的桌面机器人式凸轮轴U帽压装机，其特征在于，所述料仓与柔性上料盘相接，所述料仓可通过振动的方式将U帽送至柔性上料盘，所述柔性上料盘可通过振动的方式将U帽散开。

3.根据权利要求2所述的桌面机器人式凸轮轴U帽压装机，其特征在于，所述CCD照相机悬挂在柔性上料盘的上方，CCD照相机的镜头朝向柔性上料盘中的U帽。

4.根据权利要求1所述的桌面机器人式凸轮轴U帽压装机，其特征在于，所述推料电缸所推动的U帽穿过圆形贯穿孔后装入待加工凸轮轴。

5.根据权利要求1所述的桌面机器人式凸轮轴U帽压装机，其特征在于，所述工件夹紧机构包括安装在机台上的伺服滑台、连接在伺服滑台上的工件台、安装在工作台上的左支撑柱和右支撑柱、位于左支撑柱旁的左压块气缸、连接在左压块气缸输出端的左下压块、位于右支撑柱旁的右压块气缸、连接在右压块气缸输出端的右下压块。

6.根据权利要求1所述的桌面机器人式凸轮轴U帽压装机，其特征在于，所述顶销机构包括顶销底座、设置在顶销底座上的顶销块、与顶销块连接的顶销柱，所述顶销柱顶触在待加工凸轮轴的端部，所述顶销柱可相对于顶销块自由转动。