CN115489997A

CN115489997A - 一种变矩器壳体加工生产线

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Publication number: CN115489997A
Application number: CN202211137340.XA
Authority: CN
Inventors: 许文昊; 李长河; 赵同涛; 崔建涛; 徐帅强; 周宗明; 万斌辉; 王奇森; 张朝阳; 吉卫喜; 陈帅
Original assignee: Shandong Jinlite Bridge Box Co ltd; Qingdao University of Technology
Current assignee: Shandong Jinlite Bridge Box Co ltd; Qingdao University of Technology
Priority date: 2022-09-19
Filing date: 2022-09-19
Publication date: 2022-12-20

Abstract

本发明提供一种变矩器壳体加工生产线，涉及变矩器生产线领域，针对目前变矩器生产时自动化程度较低导致的生产进度缓慢、残品率较高的问题，包括自动化上下料系统、机器人运输系统、自动化夹具系统；工件在三个不同工位通过自动化夹具系统实现定位并夹紧，移载机构的设置有利于机械手爪抓取工件分别进行两侧加工；配置变矩器壳体自动化生产线可以实现变矩器壳体的自动化上下料、精密化加工，提高了变矩器壳体的加工效率与加工质量，全自动化设计、产线布局合理能够改善加工环境，提高了工人操作环境的安全性。

Description

一种变矩器壳体加工生产线

技术领域

本发明涉及变矩器生产线领域，具体涉及一种变矩器壳体加工生产线。

背景技术

变矩器作为汽车的关键零部件之一，具有增扭、液力偶合、锁止等作用。变矩器壳体是变矩器不可或缺的组件，其生产类型为批量生产。然而，大多数企业生产模式为功能模块相对独立的离散式生产加工，企业生产效率相对较低。而且，变矩器壳体传统生产过程工艺种类复杂，生产过程上下料与工装技术方案落后，难以实现对最终产品的把控。现有技术中，发明CN201610530951.9公开了一种机器人给机床自动化上下料集成系统，采用多个外夹式的机械手实现工件的上下料，然而该方案不利于多生产节拍的变矩器壳体的自动化上下料且不利于进行大型料框的吊装，且外夹式的机械手无法实现对变矩器壳体以及料框的抓取。在发明 CN202010582127.4公开了一种内撑式机械手，该机械手通过气缸带动连杆滑块上行，该方案不利于夹持重量较大且无法实现对内孔深度较小的变矩器壳体的可靠夹持。目前，没有相关的变矩器壳体的自动化生产线的技术方案。

综上所述，现有的变矩器壳体生产过程中存在生产管理困难、工艺技术要求不明确、自动化程度较低导致的生产进度缓慢、残品率较高的技术难题，无法实现变矩器壳体规模化、透明化、高效化的生产。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种变矩器壳体加工生产线，通过配置上下料系统、转运系统、夹具系统，可以实现变矩器壳体的自动化上下料、精密化加工，提高了变矩器壳体的加工效率与加工质量，全自动化设计、产线布局合理能够改善加工环境，提高了工人操作环境的安全性。

为了实现上述目的，采用以下方案：

一种变矩器壳体加工生产线，包括：

转运系统，包括多个转运机器人；

上料系统，配合有第一转运机器人；

加工系统，包括对应多道加工工序的多组加工装置，相邻组加工装置之间设有移载装置；

码垛系统，与上料系统并列布置，获取承载加工系统输出工件的料框并进行码垛；

上料系统通过第二转运机器人对接加工系统首道加工工序对应的加工装置，以输入待加工工件至加工系统；加工系统末道加工工序对应的加工装置通过第二转运机器人对接码垛系统，以输出加工后的工件至料框。

进一步地，所述上料系统设有并行的两条，分别为第一上料系统和第二上料系统，第一转运机器人位于上料系统的首端，抓取待加工工件后同时上料至两条上料系统。

进一步地，所述移载装置包括倾斜布置的底板和布置于底板上的压紧组件，底板上设有凹槽，压紧组件上设有用于承载工件的配合部，维持位于配合部上的工件处于倾斜状态以便夹持。

进一步地，所述加工系统配合有第三转运机器人，第三转运机器人末端连接有机械手，机械手包括定位气缸和一对手爪，定位气缸和手爪之间共同形成夹持部，手爪从工件轴向端面进行夹持，定位气缸抵接工件侧面。

进一步地，首道加工工序对应的加工装置、末道加工工序对应的加工装置、上料系统和码垛系统对应位于其形成矩形的四角位置，且第二转运机器人位于矩形的中心。

进一步地，所述码垛系统包括料框输送系统和下料系统，料框输送系统包括安装在地轨上的料框支撑系统，料框支撑系统上设有料框夹紧组件，以承载并夹持料框承接加工后的工件。

进一步地，所述料框夹紧组件包括X轴导向支架、Y轴导向支架、摆动杆和压紧气缸，摆动杆安装于料框夹紧组件主体的底部，摆动杆顶部能够探出或缩回，配合Y轴导向支架并避让料框的抓取位置以夹持料框；压紧气缸通过伸缩配合X轴导向支架以夹持料框。

进一步地，所述下料系统包括三轴移动系统和码垛机械手，三轴移动系统驱动码垛机械手移动，码垛机械手上设有夹爪，以夹持料框。

进一步地，所述加工系统的多组加工装置中，首道加工工序对应两个并行的加工装置，末道加工工序对应两个并行的加工装置，以对应上料系统和码垛系统。

进一步地，所述加工装置均设有与对应加工工序时工件所处姿态匹配的夹具，其中，末道加工工序对应的加工装置上设有翻转夹具。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

(1)针对目前变矩器生产时自动化程度较低导致的生产进度缓慢、残品率较高的问题，配置变矩器壳体自动化生产线可以实现变矩器壳体的自动化上下料、精密化加工，提高了变矩器壳体的加工效率与加工质量，全自动化设计、产线布局合理能够改善加工环境，提高了工人操作环境的安全性。

(2)本发明的变矩器壳体自动化生产线中的自动上下料系统高度自动化，可以自动将变矩器壳体搬运到输送道上，上下料时，不需要工人重复的搬运变矩器壳体。

(3)本发明的变矩器壳体自动化生产线中的自动上下料系统提出的码垛方案，使得码垛时变矩器壳体的码垛以及料框的码垛均由机械手完成，便于生产管理的同时，解放了劳动力。

(4)本发明的变矩器壳体自动化生产线中的自动化夹具可以实现对不同尺寸变矩器壳体的定位和夹紧，夹紧力垂直于定位基面，夹紧可靠，提高了变矩器壳体的加工精度。夹具适应性强，可以用一个加工单元生产多种型号的变矩器壳体。

(5)本发明的变矩器壳体自动化生产线中的内撑式机械手可以实现对不同尺寸甚至具有相同结构特征的工件柔性化夹持，夹持过程可靠。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1本发明实施例1中变矩器壳体机械加工生产线轴测图；

图2本发明实施例1中自动上下料系统轴测图；

图3本发明实施例1中上料装置轴测图；

图4本发明实施例1中料框轴测图；

图5本发明实施例1中料框定位装置轴测图；

图6本发明实施例1中料框定位装置轴测图；

图7本发明实施例1中料框定位装置轴测图；

图8本发明实施例1中料框定位装置受力图；

图9本发明实施例1中龙门码垛系统轴测图；

图10本发明实施例1中料框手爪轴测图；

图11本发明实施例1中料框手爪轴测图；

图12本发明实施例1中料框手爪受力图；

图13本发明实施例1中料框手爪剖视图；

图14本发明实施例1中输运机器人轴测图；

图15本发明实施例1中机械手轴测图；

图16本发明实施例1中单个机械卡爪俯视图；

图17本发明实施例1中单个机械卡爪剖视图；

图18本发明实施例1中变矩器壳体轴测图；

图19本发明实施例1中OP10夹具系统俯视图；

图20本发明实施例1中OP10夹具系统轴测图；

图21本发明实施例1中OP20夹具系统轴测图；

图22本发明实施例1中OP20夹具系统俯视图；

图23本发明实施例1中OP20夹具系统俯视图；

图24本发明实施例1中OP20夹具系统剖视图；

图25本发明实施例1中OP30夹具系统轴测图；

图26本发明实施例1中OP30夹具系统正视图；

图27本发明实施例1中OP30夹具系统俯视图；

图28本发明实施例1中移载机构轴测图；

图29本发明实施例1中移载机构俯视图；

图30本发明实施例1中上料装置轴测图；

图31本发明实施例1中外夹式机械手轴测图；

图32本发明实施例1中外夹式机械手剖视图；

图33本发明实施例1中外夹式机械手工装轴测图；

图34本发明实施例1中OP20夹具系统俯视图；

图35本发明实施例1中外夹式机械手取料轴测图；

图36本发明实施例1中外夹式机械手取料侧视图。

图中，I码垛系统；II-1第一机器人；II-2第二机器人；II-3第三机器人；III-1第一上料系统；III-2第二上料系统；IV料框输运系统；V地轨；VI-1OP10第一立式数控车床；VI-2OP10 第二立式数控车床；VII移载装置；VIII-1OP20第一立式加工中心；VIII-2OP20第二立式加工中心；VIII-3OP20第三立式加工中心；VIII-4OP20第四立式加工中心；IX-1OP30第一立式加工中心；IX-2OP30第二立式加工中心；

I-1龙门桁架；I-2XYZ轴移动系统；I-3码垛区；I-4料框区；I-2-1X轴移动系统；I-2-2Y 轴移动系统；I-2-3Z轴移动系统；I-2-4码垛机械手；I-2-4-1气缸；I-2-4-2气缸保护壳；I-2-4-3 第一连接横板；I-2-4-4连接底座；I-2-4-5轴承座；I-2-4-6夹爪；I-2-4-7第二连接横板；I-2-4-8 抓钩座；I-2-4-9摆动杆；I-2-4-10夹爪底板；I-2-4-11耳轴座；I-2-4-12铰接座；I-2-4-13销轴； I-2-4-14转轴；I-2-4-15摆动杆；I-2-4-16涨紧套；I-2-4-17螺钉；

II-1-1机械手；II-1-2六自由度机器人基体；II-1-1-1螺纹连接套；II-1-1-2气缸；II-1-1-3 气缸杆；II-1-1-4卡爪底座；II-1-1-5导轨；II-1-1-6连接座；II-1-1-7卡爪；II-1-1-8驱动连接块； II-1-1-9移动轴座；II-1-1-10驱动体；II-3-1机器人连接件；II-3-2手爪连接件；II-3-3基体连接件；II-3-4基体；II-3-5定位手爪；II-3-6定位气缸；II-3-7夹紧手爪；II-3-8中间连接件；II-3-9 导轨；II-3-10滑块；II-3-11定位钉底座；II-3-12三导轨气缸；II-3-13气缸带动杠；

III-2-1辊道；III-2-2辅助推进系统；III-2-3传送带系统；III-2-2-1滚珠丝杠连接壳体； III-2-2-2Z轴滚珠丝杠驱动副；III-2-2-3Y轴滚珠丝杠驱动副；III-2-2-4推动板；III-2-3-1传送带基体；III-2-3-2传送带驱动系统；III-2-3-3立柱；III-2-4-1光电传感器；III-2-4-2传动板；III-2-4-3 内孔定位座；III-2-4-4运输基体；III-2-4-5小孔定位钉；III-2-4-6传动链；

IV-I地轨；IV-2料框；IV-3料框支撑系统；VI-1-1定位支撑钉；VI-1-2浮动定位销；VI-1-3 侧面定位钉；VI-1-4吹气机构；VI-1-5涨紧下拉机构；VI-1-6杠杆压紧机构；IV-3-1X轴导向支架；IV-3-2支撑底板；IV-3-3围板；IV-3-4Y轴导向支架；IV-3-5底座；IV-3-6推杆；IV-3-7 气缸；IV-3-8气缸底座；IV-3-9垫板；IV-3-10转动座；IV-3-11连接座；IV-3-12连接底板；IV-3-13 连接块；IV-3-14气缸支撑底板；IV-3-15气缸；IV-3-16摆动杆；IV-3-17气缸支撑座；

VII-1底座；VII-2底板；VII-3连接件；VII-4支撑架；VII-5旋转压紧缸；VII-6旋转定位钉；VII-7定位支撑钉；VII-8连接座；VII-9侧翼定位钉；

VIII-2-1推缸；VIII-2-2夹紧杠杆缸；VIII-2-3夹具体；VIII-2-4定位支撑钉；VIII-2-5推缸底座；VIII-1-1浮动定位钉；VIII-1-2弹性浮动底座；VIII-1-3弹性推块；VIII-1-4夹具体； VIII-1-5加工中心安装基座；VIII-1-6吊环；VIII-1-7夹紧杠杆缸；VIII-1-8支撑钉；VIII-1-9 定位钉；VIII-1-10后拉卡爪；VIII-1-11卡爪底座；VIII-1-12螺钉；VIII-1-13推缸；VIII-1-14 下拉块；VIII-1-15楔形块；VIII-1-16压紧块；VIII-1-17气缸杆；VIII-1-18气缸底座；VIII-1-19 密封圈；

IX-1-1翻转机构；IX-1-2夹紧缸；IX-1-3定位支撑钉；IX-1-4支撑块；IX-1-5V形块底座； IX-1-6V形块；IX-1-7后拉卡爪；IX-1-8卡爪底座；IX-1-9密封圈；IX-1-10气缸底座；IX-1-11 吊环。

具体实施方式

实施例1

本发明的一个典型实施例中，如图1-图36所示，给出一种一种变矩器壳体加工生产线。

如图1所示，本实施例提出的变矩器分体式壳体自动化生产线由码垛系统I、第一机器人 II-1、第二机器人II-2、第三机器人II-3、第一上料系统III-1、第二上料系统III-2、料框输运系统IV、地轨V、OP10第一立式数控车床VI-1、OP10第二立式数控车床VI-2、移载装置VII、 OP20第一立式加工中心VIII-1、OP20第二立式加工中心VIII-2、OP20第三立式加工中心VIII-3、 OP20第四立式加工中心VIII-4、OP30第一立式加工中心IX-1、OP30第二立式加工中心IX-2 组成。

其中，码垛系统I、第一上料系统III-1、第二上料系统III-2、料框输运系统IV设置于所有加工单元的外侧，沿地轨V纵向布置各加工单元与移载装置VII。OP10第一立式数控车床 VI-1与OP30第二立式加工中心IX-2间错放置，OP20第一立式加工中心VIII-1到OP20第二立式加工中心VIII-2的直线距离和OP20第三立式加工中心VIII-3到OP20第四立式加工中心 VIII-4的直线距离相等。定位系统分别置于各加工单元内，OP10第一立式数控车床VI-1与 OP10第二立式数控车床VI-2相同且内部定位系统相同。OP20第一立式加工中心VIII-1、OP20 第二立式加工中心VIII-2、OP20第三立式加工中心VIII-3与OP20第四立式加工中心VIII-4 相同且内部定位系统相同。OP30第一立式加工中心IX-1、OP30第二立式加工中心IX-2相同且内部定位系统相同。第一机器人II-1、第二机器人II-2与第三机器人II-3结构相同。

具体的，第一机器人II-1抓取毛坯放置于第一上料系统III-1和第二上料系统III-2，第二机器人II-2抓取将上料系统输送的毛坯放置于OP10第一立式数控车床VI-1与OP10第二立式数控车床进行加工。待OP10第一立式数控车床VI-1与OP10第二立式数控车床加工完成后第二机器人II-2将加工后的工件放置于移载装置VII，第三机器人II-3抓取移载装置VII上的工件进行翻转，翻转后将其放置于OP20第一立式加工中心VIII-1、OP20第二立式加工中心VIII-2、 OP20第三立式加工中心VIII-3和OP20第四立式加工中心VIII-4中进行第二道工序加工。待第二道工序加工完成后第三机器人II-3抓取加工完成的工件放置于移载装置VII，第二机器人 II-2抓取移载装置VII上的工件并进行翻转，翻转后将其放置于OP30第一立式加工中心IX-1 与OP30第二立式加工中心IX-2进行第三道工序加工。加工后的零件在第二机器人II-2抓取下放置于料框输运系统IV，最后由码垛系统I将装满零件的料框进行码垛。

如图2-3所示，本实施例提出的自动上下料系统由龙门桁架I-1、XYZ轴移动系统I-2、码垛区I-3、料框区I-4、机械手II-1-1、六自由度机器人基体II-1-2、辊道III-2-1、辅助推进系统III-2-2、传送带系统III-2-3、地轨IV-I、料框IV-2、料框支撑系统IV-3组成。

具体的，第一机器人II-1抓取毛坯放置于第一上料系统III-1和第二上料系统III-2，第一上料系统III-1和第二上料系统III-2上设置有工件粗定位装置，工件在输送带的带动下输送至末端，此时由辅助推进系统III-2-2将工件推入辊道，工件在辊道终保持一定位置不动，后由第二机器人II-2抓取工件实现自动上料功能。下料时，第二机器人II-2抓取工件放置于料框IV-2 中，料框IV-2在料框支撑系统IV-3上完成定位与夹紧，并在地轨IV-I的传动下输运至龙门桁架I-1中，XYZ轴移动系统I-2将料框抓取并放置于码垛区I-3，待料框达到一定数量时，由叉车将其送入仓储室。

如图3所示，第二上料系统III-2-2由滚珠丝杠连接壳体III-2-2-1、Z轴滚珠丝杠驱动副 III-2-2-2、Y轴滚珠丝杠驱动副III-2-2-3、推动板III-2-2-4、传送带基体III-2-3-1、传送带驱动系统III-2-3-2、立柱III-2-3-3组成。其中滚珠丝杠连接壳体III-2-2-1通过螺钉与Z轴滚珠丝杠驱动副III-2-2-2连接，滚珠丝杠连接壳体III-2-2-1通过螺钉与传送带基体III-2-3-1连接。

如图4-7所示，料框支撑系统IV-3由X轴导向支架IV-3-1、支撑底板IV-3-2、围板IV-3-3、 Y轴导向支架IV-3-4、底座IV-3-5、推杆IV-3-6、气缸IV-3-7、气缸底座IV-3-8、垫板IV-3-9、转动座IV-3-10、连接座IV-3-11、连接底板IV-3-12、连接块IV-3-13、气缸支撑底板IV-3-14、气缸IV-3-15、摆动杆IV-3-16、气缸支撑座IV-3-17组成。其中X轴导向支架IV-3-1、支撑底板IV-3-2、Y轴导向支架IV-3-4可以引导料框的定向运动。其中推杆IV-3-6、气缸IV-3-7、气缸底座IV-3-8为料框一个方向的夹紧实施方式，推杆IV-3-6、气缸IV-3-7通过螺钉连接到气缸底座IV-3-8上，气缸IV-3-7通过推动推板进行夹紧。

转动座IV-3-10、连接座IV-3-11、连接底板IV-3-12、连接块IV-3-13、气缸支撑底板IV-3-14、气缸IV-3-15、摆动杆IV-3-16、气缸支撑座IV-3-17为料框另一个方向的夹紧实施方式，气缸 IV-3-15与连接块IV-3-13铰接，连接块IV-3-13与摆动杆IV-3-16铰接，摆动杆IV-3-16与转动座IV-3-10铰接。在气缸IV-3-7带动下，摆动杆IV-3-16绕转动座IV-3-10转动从而实现对料框的夹紧。其中绕转动座IV-3-10通过螺钉与连接座IV-3-11连接，连接座IV-3-11通过螺钉与连接底板IV-3-12连接，连接底板IV-3-12通过螺钉与底座IV-3-5连接。气缸IV-3-7通过螺钉与气缸支撑座IV-3-17，气缸支撑座IV-3-17通过螺钉与气缸支撑底板IV-3-14连接，气缸支撑底板IV-3-14通过螺钉与底座IV-3-5连接。

对料框夹紧过程进行受力分析，首先，作出相应的机构运动简图，如图7所示。其中构件1视为气缸IV-3-7的气缸杆，构件2视为连接块IV-3-13，构件3视为摆动杆IV-3-16，构件 4视为连接基体。构件1也即气缸杆为驱动件，驱动力设为F，驱动件作用于二力杆构件2也即连接块IV-3-13上，在二力杆上实现二力平衡，作用力设为R₁₂与R₃₂，其中构件2对构件3的作用力为R₃₂的反作用力，构件3还会受到构件4对其的作用力R₄₃，该作用力与构件2对其的作用力形成力矩。对驱动构件1进行受力分析，构件1实现三力平衡，以此可以求解相应构件的受力情况。

如图8-图13所示，XYZ轴移动系统I-2由X轴移动系统I-2-1、Y轴移动系统I-2-2、Z轴移动系统I-2-3、码垛机械手I-2-4组成负责料框的搬运。

其中码垛机械手I-2-4由气缸I-2-4-1、气缸保护壳I-2-4-2、第一连接横板I-2-4-3、连接底座I-2-4-4、轴承座I-2-4-5、夹爪I-2-4-6、第二连接横板I-2-4-7、抓钩座I-2-4-8、摆动杆I-2-4-9、夹爪底板I-2-4-10、耳轴座I-2-4-11、铰接座I-2-4-12、销轴I-2-4-13、转轴I-2-4-14、摆动杆 I-2-4-15、涨紧套I-2-4-16、螺钉I-2-4-17组成。

其中连接底座I-2-4-4通过螺钉与第一连接横板I-2-4-3、第二连接横板I-2-4-7连接，夹爪 I-2-4-6通过螺钉I-2-4-17与抓钩座I-2-4-8连接，摆动杆I-2-4-9通过螺钉与抓钩座I-2-4-8连接。摆动杆I-2-4-9通过涨紧套I-2-4-16固定于转轴I-2-4-14上，转轴I-2-4-14装配有角接触球轴承，轴承座I-2-4-5通过螺钉和夹爪底板I-2-4-10连接。气缸I-2-4-1和耳轴座I-2-4-11铰接，耳轴座I-2-4-11通过螺钉连接于夹爪底板I-2-4-10上，气缸I-2-4-1和夹爪I-2-4-6通过销轴 I-2-4-13铰接。气缸I-2-4-1驱动夹爪I-2-4-6实现夹紧。

第一机器人II-1、第二机器人II-2、第三机器人II-3结构相同，均由机械手II-1-1与六自由度机器人基体II-1-2组成，内撑式三爪卡盘II-1-1为气动夹爪，负责夹持并输运工件。

对三轴机械手夹紧料框的过程进行受力分析，首先，作出相应机构的机构运动简图，如图10所示。其中构件1视为气缸I-2-4-1，构件2视为气缸I-2-4-1的气缸杆，构件3视为夹爪I-2-4-6，构件4视为夹爪的基体。构件1也即气缸I-2-4-1为驱动件，受气缸的作用力F，受外力体构件3也即夹爪I-2-4-6，受到的外作用力为R₄₃，同时构件2对构件3的作用力R₂₃与R₄₃相同。对驱动部件也即气缸杆进行受力分析即可得到气缸的作用力与气缸杆的受力情况。

如图14-17所示，内撑式三爪卡盘II-1-1由螺纹连接套II-1-1-1、气缸II-1-1-2、气缸杆 II-1-1-3、卡爪底座II-1-1-4、导轨II-1-1-5、连接座II-1-1-6、卡爪II-1-1-7、驱动连接块II-1-1-8、移动轴座II-1-1-9、驱动体II-1-1-10组成。其中，卡爪II-1-1-7围绕卡爪底座II-1-1-4呈120°均匀分布三个，每个卡爪与连接座II-1-1-6通过螺钉固连，每个连接座II-1-1-6与导轨II-1-1-5 通过螺钉固连，驱动连接块II-1-1-8两端分别与导轨II-1-1-5和驱动体II-1-1-10铰接。驱动体 II-1-1-10和气缸杆II-1-1-3通过螺纹连接套II-1-1-1连接，气缸II-1-1-2通过螺钉与卡爪底座 II-1-1-4固连。气缸杆推动与其铰接的驱动连接块进而带动导轨与卡爪的径向移动实现对工件的夹紧。

毛坯的加工工序为OP10到OP20到OP30，其中OP10的加工工序为粗车止口端面、车内孔端面、车止口内圆、粗车内孔端面、粗车内孔内圆、精车止口端面、精车内孔端面、精车内孔内圆。OP20的加工工序为精铣端面、粗镗底孔、精镗底孔、钻孔、攻丝。OP30的加工工序为钻孔并倒角、攻丝。

如图18-图20所示，OP10工位的夹具系统由定位支撑钉VI-1-1、浮动定位销VI-1-2、侧面定位钉VI-1-3、吹气机构VI-1-4、涨紧下拉机构VI-1-5、杠杆压紧机构VI-1-6组成。其中三个定位支撑钉VI-1-1与涨紧下拉机构VI-1-5底座定位粗铣平面限制工件三个自由度，浮动定位销VI-1-2定位内孔，限制两个自由度，定位后退回，该工位的定位方式为不完全定位。夹紧过程是由涨紧下拉机构VI-1-5、杠杆压紧机构VI-1-6实现。吹气机构VI-1-4负责清除加工后夹具体上的切屑，避免干扰定位。

如图21-图24所示，OP20工位的夹具系统由浮动定位钉VIII-1-1、弹性浮动底座VIII-1-2、弹性推块VIII-1-3、夹具体VIII-1-4、加工中心安装基座VIII-1-5、吊环VIII-1-6、夹紧杠杆缸 VIII-1-7、支撑钉VIII-1-8、定位钉VIII-1-9、后拉卡爪VIII-1-10、卡爪底座VIII-1-11、螺钉 VIII-1-12、推缸VIII-1-13、下拉块VIII-1-14、楔形块VIII-1-15、压紧块VIII-1-16、气缸杆VIII-1-17、气缸底座VIII-1-18、密封圈VIII-1-19组成。

其中三个支撑钉VIII-1-8和两个定位钉VIII-1-9定位精车止口端面，限制三个自由度，三个后拉卡爪VIII-1-10定位内孔限制两个自由度，两个浮动定位钉VIII-1-1角向定位平面限制一个自由度，该工件在OP20工位实现完全定位。夹紧杠杆缸VIII-1-7和后拉式卡爪VIII-1-10 负责工件的夹紧。

三个支撑钉VIII-1-8和两个定位钉VIII-1-9通过螺钉连接在夹具体VIII-1-4上，夹紧杠杆缸VIII-1-7通过螺钉与夹具体连接。浮动定位钉VIII-1-1上套有弹簧并与弹性推块VIII-1-3固连在一起，浮动定位钉VIII-1-1受挤压可以移动。弹性浮动底座VIII-1-2通过螺钉与夹具体 VIII-1-4固连。

推缸VIII-1-13通过螺钉VIII-1-12与弹性浮动底座VIII-1-2连接，在安装不同尺寸大小的工件时可以调节浮动定位钉VIII-1-1的位置实现对多类型工件的兼容。后拉卡爪VIII-1-10通过螺钉固连在楔形块VIII-1-15上，楔形块VIII-1-15侧翼有矩形开口，下拉块VIII-1-14嵌入楔形块VIII-1-15侧翼的矩形开口处，并通过螺钉与气缸杆VIII-1-17固连，楔形块VIII-1-15 密封于卡爪底座VIII-1-11中，卡爪底座VIII-1-11嵌入密封圈VIII-1-19，并通过螺钉与密封圈 VIII-1-19连接，密封圈VIII-1-19通过螺钉与气缸底座VIII-1-18连接。

气缸杆VIII-1-17在气缸的带动下，下拉下拉块VIII-1-14，下拉块VIII-1-14下拉楔形块 VIII-1-15，由于楔形独特的作用机制后拉卡爪VIII-1-10受力后向后下方移动实现对内孔的后拉式夹紧，并且可以通过更换夹爪实现对不同内孔工件的加工兼容性。三卡爪的设计是由于避免和三卡爪机械手对工件的夹持方式的冲突。

为进一步提升杠杆液压缸的夹紧力，在杠杆头部用螺钉固连压紧块VIII-1-16。

如图25-图27所示，OP30工位的夹具系统由翻转机构IX-1-1、夹紧缸IX-1-2、定位支撑钉IX-1-3、支撑块IX-1-4、V形块底座IX-1-5、V形块IX-1-6、后拉卡爪IX-1-7、卡爪底座IX-1-8、密封圈IX-1-9、气缸底座IX-1-10、吊环IX-1-11组成。为适应工件的侧面螺纹孔的加工，OP30 采用翻转夹具，翻转夹具体通过常用的翻转机构IX-1-1实现反转。四个定位支撑钉IX-1-3通过螺钉固连在翻转机构IX-1-1夹具体上，限制三个自由度，后拉卡爪IX-1-7定位精镗内孔限制两个自由度，V形块IX-1-6与V形块底座IX-1-5固连，V形块底座IX-1-5通过螺钉与固连在翻转机构IX-1-1夹具体上，实现工件的角向定位，限制一个自由度。以上定位元件将OP30 的定位方式确定为完全定位。该工位的夹紧实施方式为，三个夹紧缸IX-1-2通过下压的方式分别作用于工件的止口端面和平面。夹具体设置吊环IX-1-11，方便将该夹具系统吊装于加工单元上。后拉卡爪IX-1-7的定位于夹紧实施方式和OP20相同，这里不再赘述，需要注意的是，由于OP20和OP30的加工面不同，故卡爪底座IX-1-8、密封圈IX-1-9和气缸底座IX-1-10的安装位置不同。

如图28-图29所示，由于工序OP10和OP20加工工件的加工面相反，OP20和OP30的加工工件的加工面相反，故为了实现相反面的加工，且机械手的路径和不同加工单元的夹具系统不形成干涉，在OP10和OP20工序间设置移载装置VII。移载装置VII由底座VII-1、底板VII-2、连接件VII-3、支撑架VII-4、旋转压紧缸VII-5组成。底座VII-1通过连接件VII-3和支撑架VII-4连接，连接件VII-3通过螺钉分别与底座VII-1和连接件VII-3固连，这种设计使得工件倾斜一个角度便于机械手的夹持。底板VII-2通过螺钉与支撑架VII-4固连，旋转压紧缸VII-5通过螺钉与底板VII-2固连。底板设计成带有U形凹槽，便于机械手从底部进行夹持，便于旋转，旋转气缸VII-5起到粗导向与定位的作用。

如图30所示，上料系统包括光电传感器III-2-4-1、传动板III-2-4-2、内孔定位座III-2-4-3、运输基体III-2-4-4、小孔定位钉III-2-4-5、传动链III-2-4-6。毛坯被第一机器人II-1抓取放置在传动板III-2-4-2上，传动板III-2-4-2上的内孔定位座III-2-4-3与小孔定位钉III-2-4-5可以对毛坯起到粗定位的作用。传动板III-2-4-2在与其固连的传动链III-2-4-6的带动下传输工件，运输基体III-2-4-4的末端设置有光电传感器III-2-4-1，当毛坯被输运至末端一定位置时，毛坯触碰至光电传感器III-2-4-1发出的信号，使得传动链III-2-4-6停止工作，待机械手抓取该位置的毛坯后，传动链III-2-4-6继续工作，毛坯依次上料。

如图31-图34所示，第三机器人的外夹式机械手与其配合的OP20夹具系统、移载装置，外夹式机械手由机器人连接件II-3-1、手爪连接件II-3-2、基体连接件II-3-3、基体II-3-4、定位手爪II-3-5、定位气缸II-3-6、夹紧手爪II-3-7、中间连接件II-3-8、导轨II-3-9、滑块II-3-10、定位钉底座II-3-11、三导轨气缸II-3-12、气缸带动杠II-3-13组成。OP20夹具系统包括推缸 VIII-2-1、夹紧杠杆缸VIII-2-2、夹具体VIII-2-3、定位支撑钉VIII-2-4、推缸底座VIII-2-5。移载装置由旋转定位钉VII-6、定位支撑钉VII-7、连接座VII-8、侧翼定位钉VII-9组成。

如图35-图36所示，被第二机器人II-2放置于移载机构的工件位置确定，三个定位支撑钉VII-7定位粗铣平面限制三个自由度，两个旋转定位钉VII-6定位工件后平面，限制两个自由度，侧翼定位钉VII-9定位工件侧平面，限制一个自由度。另外，旋转定位钉VII-6可以通过改变定位的伸出长度实现工件尺寸兼容性。旋转定位钉VII-6与连接座VII-8通过螺钉固连，定位支撑钉VII-7通过螺钉与底板固连。

外夹式机械手的定位手爪II-3-5定位精车止口端面，限制三个自由度，定位气缸II-3-6定位工件侧面，限制一个自由度，可以通过气缸杆的伸缩实现不同工件尺寸的兼容，定位钉底座 II-3-11上的定位钉定位工件的侧翼平面，限制两个自由度。定位后的工件被夹紧手爪II-3-7夹紧，定位手爪II-3-5通过固定滑块与基体II-3-4固连，夹紧手爪II-3-7和定位手爪II-3-5实现工件的上下夹紧。机器人连接件II-3-1与手爪连接件II-3-2通过螺钉固连，机器人连接件II-3-1 通过螺钉与机器人固连，手爪连接件II-3-2通过螺钉与基体II-3-4固连。基体连接件II-3-3通过螺钉与基体II-3-4连接，夹紧手爪II-3-7通过螺钉与滑块II-3-10固连，导轨II-3-9通过螺钉与基体II-3-4固连。三导轨气缸II-3-12通过螺钉与中间连接件II-3-8固连，气缸带动杠II-3-13 通过螺钉与滑块II-3-10固连。三导轨气缸II-3-12带动气缸带动杠II-3-13从而带动滑块II-3-10 与夹紧手爪II-3-7实现对工件的夹紧。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种变矩器壳体加工生产线，其特征在于，包括：

转运系统，包括多个转运机器人；

上料系统，配合有第一转运机器人；

2.如权利要求1所述的一种变矩器壳体加工生产线，其特征在于，所述上料系统设有并行的两条，分别为第一上料系统和第二上料系统，第一转运机器人位于上料系统的首端，抓取待加工工件后同时上料至两条上料系统。

3.如权利要求1所述的一种变矩器壳体加工生产线，其特征在于，所述移载装置包括倾斜布置的底板和布置于底板上的压紧组件，底板上设有凹槽，压紧组件上设有用于承载工件的配合部，维持位于配合部上的工件处于倾斜状态以便夹持。

4.如权利要求3所述的一种变矩器壳体加工生产线，其特征在于，所述加工系统配合有第三转运机器人，第三转运机器人末端连接有机械手，机械手包括定位气缸和一对手爪，定位气缸和手爪之间共同形成夹持部，手爪从工件轴向端面进行夹持，定位气缸抵接工件侧面。

5.如权利要求1所述的一种变矩器壳体加工生产线，其特征在于，首道加工工序对应的加工装置、末道加工工序对应的加工装置、上料系统和码垛系统对应位于其形成矩形的四角位置，且第二转运机器人位于矩形的中心。

6.如权利要求1所述的一种变矩器壳体加工生产线，其特征在于，所述码垛系统包括料框输送系统和下料系统，料框输送系统包括安装在地轨上的料框支撑系统，料框支撑系统上设有料框夹紧组件，以承载并夹持料框承接加工后的工件。

7.如权利要求6所述的一种变矩器壳体加工生产线，其特征在于，所述料框夹紧组件包括X轴导向支架、Y轴导向支架、摆动杆和压紧气缸，摆动杆安装于料框夹紧组件主体的底部，摆动杆顶部能够探出或缩回，配合Y轴导向支架并避让料框的抓取位置以夹持料框；压紧气缸通过伸缩配合X轴导向支架以夹持料框。

8.如权利要求6或7所述的一种变矩器壳体加工生产线，其特征在于，所述下料系统包括三轴移动系统和码垛机械手，三轴移动系统驱动码垛机械手移动，码垛机械手上设有夹爪，以夹持料框。

9.如权利要求1所述的一种变矩器壳体加工生产线，其特征在于，所述加工系统的多组加工装置中，首道加工工序对应两个并行的加工装置，末道加工工序对应两个并行的加工装置，以对应上料系统和码垛系统。

10.如权利要求1所述的一种变矩器壳体加工生产线，其特征在于，所述加工装置均设有与对应加工工序时工件所处姿态匹配的夹具，其中，末道加工工序对应的加工装置上设有翻转夹具。