CN115302223A - 一种多工位凸轮轴u帽压装机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多工位凸轮轴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、送料机构、以及位移检测机构；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。本发明提供一种多工位凸轮轴U帽压装机，通过弧形料道与平移送料组件的配合作用，实现U帽的可靠上料，以保证压装机高效稳定地运作，同时可检测待加工凸轮轴的位移量，以确保U帽压装品质。

Description

一种多工位凸轮轴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，特别是涉及一种多工位凸轮轴U帽压装机。

背景技术

凸轮轴是活塞发动机里的一个部件，它的作用是控制气门的开启和闭合动作，由于气门运动规律关系到一台发动机的动力和运转特性，因此凸轮轴设计在发动机的设计过程中占据着十分重要的地位。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，此外，由于缺少有效的凸轮轴检测设备，造成凸轮轴与U帽的压装效果难以保证，制约产品品质，亟待改善。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种多工位凸轮轴U帽压装机，通过弧形料道与平移送料组件的配合作用，实现U帽的可靠上料，以保证压装机高效稳定地运作，压装过程不易发生异常，设备稳定性好，同时引入位移检测机构，可检测待加工凸轮轴的位移量，以确保U帽压装品质。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种多工位凸轮轴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、送料机构、以及位移检测机构；所述工件夹紧机构用于放置并夹紧待加工凸轮轴；所述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；所述推靠机构用于将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；所述送料机构用于U帽的逐个进料，包括振动盘、与振动盘连接并逐项送料的弧形料道、将弧形料道中的U帽送至推靠机构的平移送料组件；所述位移检测机构，用于检测待加工凸轮轴位移量，与顶销机构配合作业，包括位移传感器。

通过弧形料道与平移送料组件的配合作用，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，U帽从振动盘逐个排出并进入到弧形料道，顺着弧形料道的走向移动，弧形料道的弧度为90度，初入弧形料道的U帽处于水平横置的，而当U帽移动到弧形料道的末端时，U帽完成了90度的翻动，此时该U帽处于竖向状态，平移送料组件将弧形料道末端最后一个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，所述平移送料组件包括设置在机台上的送料底座、安装在送料底座上的送料伺服电机、固定在送料伺服电机输出端的送料丝杆、移动套接在送料丝杆上的送料滑块、安装在送料滑块的送料架，所述送料架上设置有料品槽，所述料品槽的上部与弧形料道相接。

料品槽能够容纳U帽，且一次只能容纳一个U帽，弧形料道末端最后一个U帽会在重力作用下掉落到料品槽，送料伺服电机启动并推动送料架移动，前述U帽随送料架移动并送至推靠机构进行压装，弧形料道末端倒数第二个U帽下部与送料架上表面接触，受到送料架上表面的支撑作用，暂时保持原有位置不动，直至送料架回位，料品槽再次位于弧形料道末端的下方时，该倒数第二个U帽此时变为最后一个U帽，并在重力作用下掉落到料品槽，如此往复循环即可完成U帽的持续压装。

可选地，在一种可能的实现方式中，所述送料架的上表面设置有承接面，所述承接面平整光滑，所述弧形料道末端与承接面相贴近，送料滑块在送料丝杆上移动时，承接面始终与弧形料道末端相贴近。

送料架的上表面为平整光滑的承接面，其摩擦系数小，承托U帽的效果更好，摩擦力更小，能够避免U帽上料过程发生卡涩，保证U帽上料。

可选地，在一种可能的实现方式中，位于弧形料道末端的U帽处于竖直状态，料品槽的形状与竖直状态的U帽相匹配，所述料品槽的一侧面为敞口，所述料品槽的顶部亦为敞口且与承接面相通。

料品槽顶部的敞口，是U帽进入料品槽的路径，而料品槽侧面的敞口，则是U帽离开料品槽的路径。在料品槽外周设置工件传感器，可实时监测料品槽内是否有U帽，避免设备空转，提高生产效率。

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夹持的U帽进行引导，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，所述取料组件包括与推料电缸输出端活动套接的套筒、固定在套筒上的取料吸嘴、驱使套筒与推料电缸输出端分离或连接的链式驱动单元，所述取料吸嘴用于吸附固定U帽。

链式驱动单元能够将套筒与推料电缸输出端分离，套筒与推料电缸输出端分离后，套筒上的取料吸嘴随之前移，取料吸嘴前移后与料品槽中的U帽接触，取料吸嘴能够有效夹持U帽，然后链式驱动单元驱使套筒回位，套筒重新与推料电缸输出端连接，在推料电缸的驱动下，U帽被送至待加工凸轮轴进行压装，取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。

可选地，在一种可能的实现方式中，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。

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：

本发明的多工位凸轮轴U帽压装机，通过弧形料道与平移送料组件的配合作用，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，U帽从振动盘逐个排出并进入到弧形料道，顺着弧形料道的走向移动，弧形料道的弧度为90度，初入弧形料道的U帽处于水平横置的，而当U帽移动到弧形料道的末端时，U帽完成了90度的翻动，此时该U帽处于竖向状态，平移送料组件将弧形料道末端最后一个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多工位凸轮轴U帽压装机的结构图。

图2为图1中A区域的放大图。

图3为本发明一实施例中多工位凸轮轴U帽压装机的结构图。

图4为图3中B区域的放大图。

图5为本发明一实施例中推靠机构的结构图。

图6为本发明一实施例中平移送料组件的结构图。

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。

本实施例提供一种多工位凸轮轴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、送料机构500、以及位移检测机构600；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，包括振动盘510、与振动盘510连接并逐项送料的弧形料道520、将弧形料道520中的U帽送至推靠机构400的平移送料组件530；位移检测机构600用于检测待加工凸轮轴位移量，与顶销机构300配合作业，包括位移传感器601。

通过弧形料道520与平移送料组件530的配合作用，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，U帽从振动盘510逐个排出并进入到弧形料道520，顺着弧形料道520的走向移动，弧形料道520的弧度为90度，初入弧形料道520的U帽处于水平横置的，而当U帽移动到弧形料道520的末端时，U帽完成了90度的翻动，此时该U帽处于竖向状态，平移送料组件530将弧形料道520末端最后一个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，平移送料组件530包括设置在机台100上的送料底座531、安装在送料底座531上的送料伺服电机532、固定在送料伺服电机532输出端的送料丝杆533、移动套接在送料丝杆533上的送料滑块534、安装在送料滑块534的送料架535，送料架535上设置有料品槽536，料品槽536的上部与弧形料道520相接。

料品槽536能够容纳U帽，且一次只能容纳一个U帽，弧形料道520末端最后一个U帽会在重力作用下掉落到料品槽536，送料伺服电机532启动并推动送料架535移动，前述U帽随送料架535移动并送至推靠机构400进行压装，弧形料道520末端倒数第二个U帽下部与送料架535上表面接触，受到送料架535上表面的支撑作用，暂时保持原有位置不动，直至送料架535回位，料品槽536再次位于弧形料道520末端的下方时，该倒数第二个U帽此时变为最后一个U帽，并在重力作用下掉落到料品槽536，如此往复循环即可完成U帽的持续压装。

需要说明的是，本实施例中，送料架535的上表面设置有承接面537，承接面537平整光滑，弧形料道520末端与承接面537相贴近，送料滑块534在送料丝杆533上移动时，承接面537始终与弧形料道520末端相贴近。

送料架535的上表面为平整光滑的承接面537，其摩擦系数小，承托U帽的效果更好，摩擦力更小，能够避免U帽上料过程发生卡涩，保证U帽上料。

需要说明的是，本实施例中，位于弧形料道520末端的U帽处于竖直状态，料品槽536的形状与竖直状态的U帽相匹配，料品槽536的一侧面为敞口，料品槽536的顶部亦为敞口且与承接面537相通。

料品槽536顶部的敞口，是U帽进入料品槽536的路径，而料品槽536侧面的敞口，则是U帽离开料品槽536的路径。在料品槽536外周设置工件传感器，可实时监测料品槽536内是否有U帽，避免设备空转，提高生产效率。

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432、由导向气缸432推动的导向套板433，导向套板433具有圆形贯穿孔434，圆形贯穿孔434一端部延伸有套管435，套管435朝向工件夹紧机构200方向，套管435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434后装入待加工凸轮轴。

套管435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433中的圆形贯穿孔434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433稳定地对推料电缸420夹持的U帽进行引导，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，取料组件410包括与推料电缸420输出端活动套接的套筒411、固定在套筒411上的取料吸嘴412、驱使套筒411与推料电缸420输出端分离或连接的链式驱动单元413，取料吸嘴412用于吸附固定U帽。

链式驱动单元413能够将套筒411与推料电缸420输出端分离，套筒411与推料电缸420输出端分离后，套筒411上的取料吸嘴412随之前移，取料吸嘴412前移后与料品槽536中的U帽接触，取料吸嘴412能够有效夹持U帽，然后链式驱动单元413驱使套筒411回位，套筒411重新与推料电缸420输出端连接，在推料电缸420的驱动下，U帽被送至待加工凸轮轴进行压装，取料吸嘴412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。

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433底部套接在导向线轨436，导向套板433沿导向线轨436延伸方向移动。

导向套板433可在导向气缸432的作用下，沿着导向线轨436的走向移动，而导向线轨436的走向与待加工凸轮轴的轴线平行，可有效保证套管435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201、连接在伺服滑台201上的工件台202、安装在工作台上的左支撑柱203和右支撑柱204、位于左支撑柱203旁的左压块气缸205、连接在左压块气缸205输出端的左下压块206、位于右支撑柱204旁的右压块气缸207、连接在右压块气缸207输出端的右下压块208。

待加工凸轮轴水平放置在左支撑柱203和右支撑柱204上，待加工凸轮轴的一端下表面与左支撑柱203的顶部接触，待加工凸轮轴的另一端下表面与右支撑柱204的顶部接触，左支撑柱203和右支撑柱204共同将凸轮轴托起，左支撑柱203和右支撑柱204高度一致，保证待加工凸轮轴处于水平状态，伺服滑台201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433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203的顶部设置有左V形支撑209，右支撑柱204的顶部设置有右V形支撑210。

左支撑柱203和右支撑柱204的顶部分别是左V形支撑209和右V形支撑210，左V形支撑209和右V形支撑210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301、设置在顶销底座301上的顶销块302、与顶销块302连接的顶销柱303，顶销柱303顶触在待加工凸轮轴的端部，顶销柱303可相对于顶销块302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303顶触在凸轮轴端部，顶销柱303可相对于顶销块302自由转动，因为受到顶销柱303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，位移传感器601安装在检测底座602上，工件夹紧机构200旁还设置有废料盒700。

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 (10)

1.一种多工位凸轮轴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，包括振动盘、与振动盘连接并逐项送料的弧形料道、将弧形料道中的U帽送至推靠机构的平移送料组件；

位移检测机构，用于检测待加工凸轮轴位移量，与顶销机构配合作业，包括位移传感器。

2.根据权利要求1所述的多工位凸轮轴U帽压装机，其特征在于，所述平移送料组件包括设置在机台上的送料底座、安装在送料底座上的送料伺服电机、固定在送料伺服电机输出端的送料丝杆、移动套接在送料丝杆上的送料滑块、安装在送料滑块的送料架，所述送料架上设置有料品槽，所述料品槽的上部与弧形料道相接。

3.根据权利要求2所述的多工位凸轮轴U帽压装机，其特征在于，所述送料架的上表面设置有承接面，所述承接面平整光滑，所述弧形料道末端与承接面相贴近，送料滑块在送料丝杆上移动时，承接面始终与弧形料道末端相贴近。

4.根据权利要求3所述的多工位凸轮轴U帽压装机，其特征在于，位于弧形料道末端的U帽处于竖直状态，料品槽的形状与竖直状态的U帽相匹配，所述料品槽的一侧面为敞口，所述料品槽的顶部亦为敞口且与承接面相通。

5.根据权利要求1所述的多工位凸轮轴U帽压装机，其特征在于，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。

6.根据权利要求5所述的多工位凸轮轴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。

7.根据权利要求1所述的多工位凸轮轴U帽压装机，其特征在于，所述取料组件包括与推料电缸输出端活动套接的套筒、固定在套筒上的取料吸嘴、驱使套筒与推料电缸输出端分离或连接的链式驱动单元，所述取料吸嘴用于吸附固定U帽。

8.根据权利要求5所述的多工位凸轮轴U帽压装机，其特征在于，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。

9.根据权利要求1所述的多工位凸轮轴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。

10.根据权利要求1所述的多工位凸轮轴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。

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