CN115519189A - 车磨中心料仓二次定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种车磨中心料仓二次定位装置，车磨中心料仓采用链条传输被加工齿轮，链条的长度方向等间距设置有若干用于安装被加工齿轮的托盘，托盘上同轴固接有垂直于托盘设置的竖向的定位柱，被加工齿轮的中心孔能够套在定位柱外且可相对定位柱转动。本发明的链条带动托盘在料仓上循环运转，被加工齿轮随链条运动并停靠在抓取工位时，通过插销使被加工齿轮绕定位柱转动，以对被加工齿轮的齿位置进行精准定位，三个定位件即可确定一个圆，通过三个定位件对托盘的重复位置精度进行精定位，以对托盘上被加工齿槽的位置精定位，从而对被加工齿轮的位置以及齿位置进行精定位，保证节圆夹具抓取被加工齿轮的高精度和稳定性。

Description

车磨中心料仓二次定位装置

技术领域

本发明属于齿轮加工技术领域，具体涉及一种车磨中心料仓二次定位装置。

背景技术

众所周知，汽车排放标准越来越高，因此汽车变速箱齿轮的精度要求也越来越高，尺寸及公差的一致性要求也越来越高，还需要考核CPK，因此汽车变速箱齿轮的加工是机械加工中的难点和样板。

目前，汽车主流生产厂的该类零件的热后加工普遍采用了先车内外圆及端面去除大余量，然后转序到内圆磨床完成内孔磨削加工，然后再转序到外圆磨床完成外圆磨削加工或端面磨削加工，然后转序到磨齿机上通过内孔和端面定位完成磨齿工序。该种加工方式普遍存在需要转序，二次装卡造成齿轮精度不高、不稳定，以及加工周期长等问题。

为了实现汽车变速箱齿轮的热后车磨复合加工，申请人研发了立式车磨复合加工中心(简称车磨中心)，该车磨中心能够实现热处理后齿轮一次装夹完成车内孔外圆及两端面、磨内孔、磨外圆或磨端面等工序加工，达到汽车变速箱齿轮的高效率要求。

该车磨中心采用料仓完成自动化送料，使该车磨中心实现自动化加工。为了满足齿轮加工需要，齿轮装夹采用了节圆夹具，由于节圆夹具需要齿轮的对齿进行夹持，因此对齿轮的状态(齿轮的位置、以及齿轮齿的位置)要求高，故自动送料机构料仓需要二次精定位满足抓取位置要求。众所周知，料仓使用的传输方式为链条传动，链条传动存在很大的误差，满足不了车磨中心主轴抓料定位精度±0.05毫米及垂直度0.02毫米的要求。因此亟需一种车磨中心料仓二次定位装置，以满足车磨中心的高精度抓料要求。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种车磨中心料仓二次定位装置。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：车磨中心料仓二次定位装置，车磨中心料仓采用链条传输被加工齿轮，链条的长度方向等间距设置有若干用于安装被加工齿轮的托盘，二次定位装置包括底座和安装在底座上的工作平台，工作平台具有对应节圆夹具抓取被加工齿轮的抓取工位，链条能够从工作平台通过并将被加工齿轮输送至抓取工位，托盘为圆盘状，托盘上同轴固接有垂直于托盘设置的竖向的定位柱，被加工齿轮的中心孔能够套在定位柱外且可相对定位柱转动；工作平台上安装有对被加工齿轮的齿位置进行定位的齿定位装置、以及对运动至抓取工位的托盘的位置进行定位的托盘定位装置；齿定位装置包括设在抓取工位处的插销、以及驱动插销运动的第一驱动机构，插销具有伸出的齿定位状态和缩回的让位状态；当插销处于让位状态时，被加工齿轮能够到达或离开抓取工位；当托盘位于抓取工位时，插销处于齿定位状态时，插销能够插入被加工齿轮的齿槽中、并使该被加工齿轮绕定位柱转动；托盘定位装置包括安装在工作平台上的能够环设在托盘外周的三个定位件，三个定位件分别为一个第一定位件和位于第一定位件对侧的两个第二定位件，第一定位件与第二定位件之间的距离可调，两个第二定位件之间的距离可调或固定，三个定位件组成的托盘定位装置具有定位状态和通过状态；当托盘定位装置处于通过状态时，至少一个定位件相对其他定位件以远离，托盘能够到达或离开抓取工位；当托盘位于抓取工位，托盘定位装置处于定位状态时，三个定位件能够同时与托盘的外壁相抵、并使托盘横向移动。

上述技术方案中，链条带动托盘在料仓上循环运转，定位柱和被加工齿轮随托盘一起随链条运动；被加工齿轮随链条运动并停靠在抓取工位时，通过插销插入被加工齿轮的齿槽中，使被加工齿轮绕定位柱转动，以对被加工齿轮的齿位置进行精准定位；三个定位件即可确定一个圆，通过三个定位件对托盘的重复位置精度进行精定位，以对托盘上被加工齿槽的位置精确定位。本发明能够对位于抓取工位的被加工齿轮的位置以及齿位置进行精定位，保证节圆夹具抓取被加工齿轮的高精度和稳定性。

在本发明的一种优选实施方式中，第一驱动机构为安装在工作平台上并位于链条一侧的第一气缸，第一气缸的伸缩轴与插销固接。

上述技术方案中，采用第一气缸驱动插销运动，运行可靠。

在本发明的一种优选实施方式中，第一驱动机构驱动插销沿垂直于链条的方向运动。

在本发明的一种优选实施方式中，第一定位件和第二定位件分别位于链条的两侧，第一定位件为固接在工作平台上的固定块，该固定块具有供托盘进入抓取工位的起导向作用的倒角，第二定位件连接有驱动其运动以靠近或远离第一定位件的第二驱动机构，两个第二定位件由一套第二驱动机构驱动或者两个第二定位件各自由一套第二驱动机构驱动。

上述技术方案中，第一定位件固定设置，托盘定位装置在通过状态和定位状态之间切换，仅需使第二定位件运动以靠近或远离第一定位件即可，运动方式简单可靠。

在本发明的一种优选实施方式中，第二驱动机构为安装在工作平台上的第二气缸，第二气缸的伸缩轴与第二定位件连接。

上述技术方案中，采用第二气缸驱动插销运动，运行可靠。

在本发明的另一种优选实施方式中，两个第二定位件之间的距离不可调，第二定位件为可转动安装在连接架上且能够与托盘的外壁相抵的转轮，第二驱动机构驱动连接架运动以使第二定位件靠近或远离第一定位件。

上述技术方案中，两个第二定位件安装在连接架上且两者之间的距离相对固定，仅需第二驱动机构驱动连接架直线运动，便可实现托盘定位装置在通过状态和定位状态之间切换，尽量减少零部件运动带来的位置偏差，提高该二次定位装置的定位精度。

在本发明的另一种优选实施方式中，齿定位装置还包括安装在工作平台上的拨齿销，拨齿销位于抓取工位的上游，拨齿销能够插入经过其的被加工齿轮的齿槽中、并使该被加工齿轮绕定位柱转动。

上述技术方案中，通过设置拨齿销，在被加工尺寸运行至抓取工位之前，对被加工齿轮的齿位置进行粗定位，使得后续的插销进行精定位时更快速和便捷。

在本发明的另一种优选实施方式中，工作平台上还设有用于检测托盘是否到达抓取工位的接近开关。

上述技术方案中，通过设置接近开关来检测托盘是否到达抓取工位，托盘到位后，链条停止运行，托盘定位装置和第一驱动机构才工作，避免托盘定位装置和第一驱动机构空行程作业。

在本发明的另一种优选实施方式中，工作平台上还安装有用于检测抓取工位的托盘上是否有被加工齿轮的检测装置，检测装置包括光电发射器和与光电发射器配对的反射器，光电发射器和反射器分别位于链条的两侧。

上述技术方案中，通过光电发射器发射光电信号，反射器反射信号，光电发射器是否接收到反射信号来判断该托盘上是否有被加工齿轮，保证节圆夹具每次抓取被加工齿轮的准确性。

在本发明的另一种优选实施方式中，节圆夹具的下端具有横向向内延伸的插爪，插爪的高度大于工作平台的上端面与被加工齿轮的下端面之间的距离，工作平台通过弹簧顶紧装置与底座浮动连接，在弹簧顶紧装置的作用下，插爪能够伸入工作平台与被加工齿轮之间且与两者抵紧。

上述技术方案中，通过设置弹簧顶紧装置使工作平台可上下浮动，使得插爪能够伸入工作平台与被加工齿轮之间且与两者抵紧，从而保证节圆夹具与齿轮之间的贴合，保证节圆夹具抓取被加工齿轮到位。

相比现有技术，本发明较优的技术方案具有如下有益效果：链条带动托盘在料仓上循环运转，定位柱和被加工齿轮随托盘一起随链条运动。链条运转时，通过拨齿销对被加工齿轮的齿位置进行拨齿，以实现被加工齿轮的齿位置的粗定位；通过接近开关检测托盘是否到抓取工位；通过插销对被加工齿轮的齿位置进行精准定位；通过三个定位件对托盘的重复位置精度进行精定位；通过光电发射器发射光电信号，反射器反射信号，光电发射器是否接收到信号判断该托盘上是否有齿轮，保证每次抓取零件的正确性；节圆夹具抓取零件时，弹簧顶紧装置使工作平台向下浮动，来保证节圆夹具与被加工齿轮之间的贴合。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是实施例的车磨中心料仓二次定位装置和节圆夹具的立体结构示意图。

图2是被加工齿轮位于抓取工位时的状态图。

图3是图2的俯视平面示意图。

图4是图3中的A-A剖视示意图。

图5是图3中的B-B剖视示意图。

说明书附图中的附图标记包括：底座10、工作平台11、条形槽111、弹簧顶紧装置12、链条20、托盘21、定位柱22、被加工齿轮30、齿定位装置40、拨齿销41、安装座42、插销43、第一驱动机构(第一气缸)44、第一定位件51、第二定位件52、第二驱动机构(第二气缸)53、连接架54、接近开关60、光电发射器71、反射器72、节圆夹具80、插爪81。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本发明提供了一种车磨中心料仓二次定位装置，如图1所示，车磨中心料仓采用链条20来传输被加工齿轮30，链条20的长度方向等间距的设置有若干用于安装被加工齿轮30的托盘21。

如图1和图2所示，在本发明的一种优选实施方式中，该二次定位装置包括底座10和安装在底座10上的工作平台11，工作平台11具有对应节圆夹具80抓取被加工齿轮30的抓取工位，链条20能够从工作平台11通过并将被加工齿轮30输送至抓取工位。结合图5所示，工作平台11的中间具有沿链条20长度方向贯穿设置的上端开口的条形槽111，链条20能够从条形槽111穿过，托盘21的下端与链条20固接，链条20从条形槽111经过工作平台11时，托盘21从工作平台11的上方经过。托盘21为圆盘状，托盘21上同轴固接有垂直于托盘21设置的竖向的定位柱22，被加工齿轮30的中心孔能够环套在定位柱22外且可相对定位柱22转动。使用托盘21和定位柱22安装被加工齿轮30为现有技术，在此不详述。

工作平台11上安装有对被加工齿轮30的齿位置进行定位的齿定位装置40、以及对运动至抓取工位的托盘21的位置进行定位的托盘定位装置。

其中，如图2-图4所示，齿定位装置40包括设在抓取工位处的插销43、以及驱动插销43运动的第一驱动机构44。第一驱动机构44为通过螺栓安装在工作平台11上并位于链条20左侧的第一气缸，第一气缸44的伸缩轴横向且垂直于链条20设置，第一气缸44的伸缩轴的右端与插销43固接，由第一气缸44驱动插销43沿垂直于链条20的方向运动。优选地，插销43略微向前偏移被加工齿轮30垂直于链条20的中心线，比如向前偏移被加工齿轮30的一个齿的距离。

第一气缸44驱动插销43左右运动，插销43具有向右伸出的齿定位状态和向左缩回的让位状态。当插销43处于缩回的让位状态时，随着链条20的运行，被加工齿轮30能够到达或离开抓取工位。当托盘21位于抓取工位时，第一气缸44驱动插销43向右移动至设定位置，使插销43处于伸出的齿定位状态，插销43插入被加工齿轮30的齿槽中、并使该被加工齿轮30绕定位柱22转动，从而对被加工齿轮30的齿位置进行精准定位。

其中，如图2-图4所示，托盘定位装置包括安装在工作平台11上的能够环设在托盘21外周的三个定位件，三个定位件能够位于一个圆上，三个定位件两两之间的圆心角小于180°。三个定位件分别为一个第一定位件51和位于第一定位件51对侧的两个第二定位件52，比如第一定位件51位于链条20的左侧，两个第二定位件52位于链条20的右侧。第一定位件51与第二定位件52之间的距离可调，两个第二定位件52之间的距离可调或固定，通过调整定位件之间的距离，使得三个定位件组成的托盘定位装置具有定位状态和通过状态。

当托盘定位装置处于通过状态时，至少一个定位件相对其他定位件以远离，使得三个定位件确定的圆增大,托盘21能够到达或离开抓取工位。当托盘21位于抓取工位，托盘定位装置处于定位状态时，三个定位件确定的圆变小,三个定位件确定的圆为定位标准圆(需要预先设定)，三个定位件能够同时与托盘21的外壁相抵、并使托盘21横向移动。

定位件运动使三个定位件组成的托盘定位装置处于定位状态时，定位件运动使托盘21的位置进行横向微调，使托盘21的外壁与定位标准圆重合，以此对托盘21的重复位置精度进行精定位，保证托盘21上被加工齿轮30位置的精定位。

如图3和图4所示，在另一优选的实施方式中，第一定位件51为固接在工作平台11上且位于链条20左侧的固定块，该固定块具有供托盘21进入抓取工位的起导向作用的倒角。第二定位件52连接有驱动其左右运动以靠近或远离第一定位件51的第二驱动机构53，两个第二定位件52由一套第二驱动机构53驱动或者两个第二定位件52各自由一套第二驱动机构53驱动。第二驱动机构53为通过螺栓安装在工作平台11上的位于链条20右侧的第二气缸，第二气缸53的伸缩轴的左端与第二定位件52连接。

常态时，第二气缸53驱动第二定位件52向右运动以使托盘定位装置处于通过状态，此时第一定位件51与第二定位件52之间垂直于链条20的距离大于托盘21的直径，不影响托盘21到达抓取工位。托盘21随链条20运行至抓取工位，托盘21左侧外缘与第一定位件51的右端相抵或两者之间具有间隙，启动第二气缸53使两个第二定位件52向左运动至设定位置，使托盘定位装置处于定位状态(即三个定位件确定的圆为定位标准圆)，两个第二定位件52向左运动与托盘21右侧外缘相抵并使托盘21横向运动(左右和/或前后微调位置)，以此对托盘21的重复位置精度进行精定位。

如图3和图4所示，在另一优选的实施方式中，两个第二定位件52之间的距离不可调，两个第二定位件52由一个第二气缸53驱动，第二定位件52为可转动安装在连接架54上且能够与托盘21的外壁相抵的转轮，两个转轮一前一后对称的设在被加工齿轮30垂直于链条20的中心线的两侧。第二气缸53的左端与连接架54固接，第二气缸53通过驱动连接架54左右运动以使第二定位件52靠近或远离第一定位件51。

如图2和图3所示，在另一优选的实施方式中，齿定位装置40还包括安装在工作平台11上的位于链条20的左侧的拨齿销41，拨齿销41位于抓取工位的上游。工作平台11上通过螺栓固接有安装座42，拨齿销41固定在安装座42上，拨齿销41横向设置且其轴线垂直于链条20设置。被加工齿轮30随着链条20向前运动并经过拨齿销41时，拨齿销41能够插入经过其的被加工齿轮30的齿槽中、并使该被加工齿轮30绕定位柱22转动，即对被加工齿轮的齿进行拨齿，以此对被加工齿轮30的齿位置进行粗定位。

如图4所示，在另一优选的实施方式中，工作平台11上还设有用于检测托盘21是否到达抓取工位的接近开关60。托盘21到达抓取工位时，托盘21触碰接近开关60而使链条20停止运行，然后托盘定位装置和第一驱动机构44才工作，均为现有技术，在此不详述。

如图2所示，在另一优选的实施方式中，工作平台11上还安装有用于检测抓取工位的托盘21上是否有被加工齿轮的检测装置，检测装置包括光电发射器71和与光电发射器71配对的反射器72，光电发射器71和反射器72分别位于链条20的两侧。链条20运转时，通过光电发射器71发射光电信号，反射器72反射信号，光电发射器71是否接收到反射信号来判断该托盘21上是否有被加工齿轮，保证节圆夹具80每次抓取被加工齿轮的准确性。采用光电发射器71和反射器72检测是否有零件经过为现有技术，其原理在此不详述。

如图1、图4和图5，在另一优选的实施方式中，节圆夹具80的下端具有横向向内延伸的插爪81，插爪81的高度大于工作平台11的上端面与被加工齿轮30的下端面之间的距离。工作平台11通过弹簧顶紧装置12与底座10竖向浮动连接，比如在工作平台11的四个边角各通过一套弹簧顶紧装置12与底座10连接。弹簧顶紧装置12为现有技术，其结构在此不详述。

在插销43对被加工齿轮30的齿位置进行精准定位、以及第一定位件51和两个第二定位件52对托盘21的重复位置精度进行精定位后，第一气缸44驱动插销43向左运动而复位，第二气缸53驱动第二定位件52向右运动而复位。节圆夹具80工作以抓取位于抓取工位的被加工齿轮30(此过程不是本发明的创新点，在此不详述)，在弹簧顶紧装置12的作用下，节圆夹具80的插爪81下压工作平台11而使工作平台11向下运动(比如运动0.1mm)，增大被加工齿轮30的下端面与工作平台11的上端面之间的距离，使得插爪81能够伸入工作平台11与被加工齿轮30之间且与两者抵紧，此时节圆夹具80与被加工齿轮30的下端面的贴合，表明节圆夹具80抓取被加工齿轮30到位。

在本说明书的描述中，参考术语“优选的实施方式”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.车磨中心料仓二次定位装置，所述车磨中心料仓采用链条传输被加工齿轮，所述链条的长度方向等间距设置有若干用于安装被加工齿轮的托盘，其特征在于，所述二次定位装置包括底座和安装在底座上的工作平台，所述工作平台具有对应节圆夹具抓取被加工齿轮的抓取工位，所述链条能够从工作平台通过并将被加工齿轮输送至所述抓取工位，所述托盘为圆盘状，所述托盘上同轴固接有垂直于所述托盘设置的竖向的定位柱，被加工齿轮的中心孔能够套在所述定位柱外且可相对所述定位柱转动；

所述工作平台上安装有对被加工齿轮的齿位置进行定位的齿定位装置、以及对运动至抓取工位的托盘的位置进行定位的托盘定位装置；

所述齿定位装置包括设在抓取工位处的插销、以及驱动插销运动的第一驱动机构，所述插销具有伸出的齿定位状态和缩回的让位状态；当所述插销处于让位状态时，被加工齿轮能够到达或离开所述抓取工位；当托盘位于抓取工位时，所述插销处于齿定位状态时，插销能够插入被加工齿轮的齿槽中、并使该被加工齿轮绕所述定位柱转动；

所述托盘定位装置包括安装在工作平台上的能够环设在托盘外周的三个定位件，三个定位件分别为一个第一定位件和位于第一定位件对侧的两个第二定位件，第一定位件与第二定位件之间的距离可调，两个第二定位件之间的距离可调或固定，三个定位件组成的托盘定位装置具有定位状态和通过状态；当所述托盘定位装置处于通过状态时，至少一个定位件相对其他定位件以远离，托盘能够到达或离开所述抓取工位；当托盘位于抓取工位，所述托盘定位装置处于定位状态时，三个定位件能够同时与托盘的外壁相抵、并使托盘横向移动。

2.根据权利要求1所述的车磨中心料仓二次定位装置，其特征在于，所述第一驱动机构为安装在工作平台上并位于链条一侧的第一气缸，第一气缸的伸缩轴与所述插销固接。

3.根据权利要求1所述的车磨中心料仓二次定位装置，其特征在于，所述第一驱动机构驱动所述插销沿垂直于所述链条的方向运动。

4.根据权利要求1所述的车磨中心料仓二次定位装置，其特征在于，所述第一定位件和第二定位件分别位于链条的两侧，所述第一定位件为固接在工作平台上的固定块，该固定块具有供托盘进入抓取工位的起导向作用的倒角，所述第二定位件连接有驱动其运动以靠近或远离所述第一定位件的第二驱动机构，两个第二定位件由一套第二驱动机构驱动或者两个第二定位件各自由一套第二驱动机构驱动。

5.根据权利要求4所述的车磨中心料仓二次定位装置，其特征在于，所述第二驱动机构为安装在工作平台上的第二气缸，第二气缸的伸缩轴与所述第二定位件连接。

6.根据权利要求4所述的车磨中心料仓二次定位装置，其特征在于，两个所述第二定位件之间的距离不可调，第二定位件为可转动安装在连接架上且能够与所述托盘的外壁相抵的转轮，所述第二驱动机构驱动连接架运动以使第二定位件靠近或远离所述第一定位件。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的车磨中心料仓二次定位装置，其特征在于，所述齿定位装置还包括安装在工作平台上的拨齿销，拨齿销位于所述抓取工位的上游，所述拨齿销能够插入经过其的被加工齿轮的齿槽中、并使该被加工齿轮绕所述定位柱转动。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的车磨中心料仓二次定位装置，其特征在于，所述工作平台上还设有用于检测托盘是否到达抓取工位的接近开关。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的车磨中心料仓二次定位装置，其特征在于，所述工作平台上还安装有用于检测抓取工位的托盘上是否有被加工齿轮的检测装置，所述检测装置包括光电发射器和与光电发射器配对的反射器，光电发射器和反射器分别位于链条的两侧。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的车磨中心料仓二次定位装置，其特征在于，所述节圆夹具的下端具有横向向内延伸的插爪，插爪的高度大于工作平台的上端面与被加工齿轮的下端面之间的距离，所述工作平台通过弹簧顶紧装置与底座浮动连接，在弹簧顶紧装置的作用下，所述插爪能够伸入工作平台与被加工齿轮之间且与两者抵紧。

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