CN203999728U - 淬火机床用感应线圈自动更换装置 - Google Patents

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Abstract

淬火机床用感应线圈自动更换装置属于自动控制技术领域，尤其涉及一种淬火机床用感应线圈自动更换装置。本实用新型提供一种可提高生产效率、降低工人劳动强度的淬火机床用感应线圈自动更换装置。本实用新型包括水平运动直线电机底座、下感应线圈装置旋转柱、上感应线圈装置旋转柱、待加工件尺寸检测传感器和控制器，其结构要点水平运动直线电机底座上设置有水平运动直线电机驱动极，水平运动直线电机驱动极上设置有水平移动平台，水平移动平台上设置有竖向垂直运动直线电机底座，垂直运动直线电机底座侧部设置有垂直运动直线电机驱动极，垂直运动直线电机驱动极外侧设置有横梁平台，横梁平台外侧与电极横梁左端相连。

Description

淬火机床用感应线圈自动更换装置
技术领域
本实用新型属于自动控制技术领域，尤其涉及一种淬火机床用感应线圈自动更换装置。
背景技术
目前，齿轮的淬火处理或者采用人工操作，一个个工件手工淬火；或者采用半自动化的淬火机床处理，但总体上自动化程度较低，工人劳动强度大。对于改进的淬火机床，虽然有的采用自动上下料机构，一定程度上缓解了劳动者劳动强度。可实际上，每批次的加工件的尺寸各不相同，这就要求相应的感应线圈大小随之变化。如果加工件的尺寸不能统一，则会造成频繁更换感应线圈或者采用不同尺寸感应线圈的几台淬火机床，结果只能在增加工人劳动量和增加设备台套数中选择，同时也造成了生产效率降低。针对此问题，如果淬火机床可以根据加工件尺寸而自动更换相应大小的感应线圈，那么就可以解决传统淬火机床存在的问题，既提高了生产效率，又减轻了工人的劳动强度。
发明内容
本实用新型就是针对上述问题，提供一种可提高生产效率、降低工人劳动强度的淬火机床用感应线圈自动更换装置。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，本实用新型包括水平运动直线电机底座、下感应线圈装置旋转柱、上感应线圈装置旋转柱、待加工件尺寸检测传感器和控制器，其结构要点水平运动直线电机底座上设置有水平运动直线电机驱动极，水平运动直线电机驱动极上设置有水平移动平台，水平移动平台上设置有竖向垂直运动直线电机底座，垂直运动直线电机底座侧部设置有垂直运动直线电机驱动极，垂直运动直线电机驱动极外侧设置有横梁平台，横梁平台外侧与电极横梁左端相连，电极横梁右端与竖向电极上部相连，竖向电极下部与导电线圈夹紧器上端连接。
所述下感应线圈装置旋转柱、上感应线圈装置旋转柱分别设置在水平运动直线电机底座的前侧、后侧，下感应线圈装置旋转柱中部与横向下感应线圈装置气缸后端固定，下感应线圈装置气缸前端输出杆连接有横向下感应线圈装置气爪；上感应线圈装置旋转柱中部与横向上感应线圈装置气缸后端固定，上感应线圈装置气缸前端输出杆连接有横向上感应线圈装置气爪；下感应线圈装置气爪和上感应线圈装置气爪的竖向位置与所述导电线圈夹紧器的竖向位置相对应。
所述控制器的信号输入端口与待加工件尺寸检测传感器的检测信号输出端口相连，控制器的信号输出端口分别与水平运动直线电机的控制信号输入端口、垂直运动直线电机的控制信号输入端口、下感应线圈装置旋转柱的控制信号输入端口、上感应线圈装置旋转柱的控制信号输入端口、下感应线圈装置气缸的控制信号输入端口、上感应线圈装置气缸的控制信号输入端口、下感应线圈装置气爪的控制信号输入端口、上感应线圈装置气爪的控制信号输入端口、竖向电极加电控制端口相连。
作为一种优选方案，本实用新型所述水平运动直线电机底座的左端相应于水平运动直线电机驱动极设置有左限位开关，水平运动直线电机底座的右端相应于水平运动直线电机驱动极设置有右限位开关，垂直运动直线电机底座上端相应于垂直运动直线电机驱动极设置有上限位开关；所述控制器的信号输入端口分别与左限位开关的位置信号输出端口、右限位开关的位置信号输出端口、上限位开关的位置信号输出端口相连。
作为另一种优选方案，本实用新型所述上限位开关与垂直运动直线电机驱动极之间的垂直运动直线电机底座上相应于垂直运动直线电机驱动极设置有感应线圈更换位置传感器，感应线圈更换位置传感器的位置信号输出端口与所述控制器的信号输入端口相连。
作为另一种优选方案，本实用新型所述垂直运动直线电机驱动极与水平移动平台之间的垂直运动直线电机底座上相应于垂直运动直线电机驱动极设置有淬火位置传感器，淬火位置传感器位置信号输出端口与所述控制器的信号输入端口相连。
通过设置各位置传感器便于各工作位置的准确定位。
作为另一种优选方案，本实用新型所述淬火位置传感器下端设置在垂直运动直线电机底座上的竖向滑道内，竖向滑道侧方设置有淬火位置传感器的竖向位置限定部件（可根据加工件的厚度不同，对淬火位置传感器的竖向位置进行调节）。
作为另一种优选方案，本实用新型所述待加工件尺寸检测传感器采用图像摄取传感器，图像摄取传感器设置在待加工件经过路径的上方。
作为另一种优选方案，本实用新型所述电极横梁为两个，水平对称设置在横梁平台前后两侧，两侧竖向电极下端导电线圈夹紧器的间距与感应线圈的两个引出电极的间距相对应（便于感应线圈的夹持）。
其次，本实用新型所述竖向电极下端的右部与右连接板左端相连，竖向电极下端的左部与左连接板右端相连，右连接板右端与右线圈夹紧器上端固定，左连接板左端与左线圈夹紧器上端固定。
另外，本实用新型所述左线圈夹紧器、右线圈夹紧器和导电线圈夹紧器均包括线圈夹紧器外侧圆弧板和线圈夹紧器内侧圆弧板，线圈夹紧器外侧圆弧板上端内壁与线圈夹紧器内侧圆弧板上端外壁通过夹紧器连接板相连；左线圈夹紧器和右线圈夹紧器的内侧圆弧板中部两侧外壁均通过横向线圈夹紧器弹簧与外侧圆弧板中部两侧内壁相连；所述线圈夹紧器内侧圆弧板采用弹性板，每组线圈夹紧器外侧圆弧板与线圈夹紧器内侧圆弧板同心，同一侧的三个线圈夹紧器内侧圆弧板平行且圆心在同一条直线上（感应线圈的夹持稳定）。
本实用新型有益效果。
本实用新型通过水平运动直线电机底座、下感应线圈装置旋转柱、上感应线圈装置旋转柱、待加工件尺寸检测传感器和控制器的配合应用，可根据加工齿轮的不同更换淬火感应线圈，提高产品淬火质量和改善工人劳动强度与提高生产效率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。
图1是系统总图的正视图简图。
图2是控制器侧视图。
图3是图2中A-A方向线圈夹紧器剖面图。
图4是图2中B-B方向导电线圈夹紧器剖面图。
图5是取下感应线圈过程的示意图。
图6是控制器框图。
图7是本实用新型感应线圈俯视图。
图中：1.电源进线1；2.电源进线2；3. 垂直运动直线电机驱动极；4.电极横梁1；5.电极横梁2；6.电极1；7.电极2；8.待加工件；9.感应线圈；10.托板；11.淬火液；12.下感应线圈装置气缸；13.下感应线圈装置旋转柱；14.下感应线圈装置气爪；15.上感应线圈装置旋转柱；16.上感应线圈装置气缸；17.上感应线圈装置气爪；18. 待加工件传输装置；19. 待加工件尺寸检测传感器；20.待加工件；21.横梁平台；22.上限位开关；23.垂直运动直线电机底座；24.淬火位置传感器；25.水平移动平台；26.水平运动直线电机驱动极；27.水平运动直线电机底座；28.线圈夹紧器弹簧；29.31.线圈夹紧器内侧圆弧板；30.32.线圈夹紧器外侧圆弧板；33.35.43.45.线圈夹紧器；34.44.导电线圈夹紧器；36.右限位开关；37左限位开关；38感应线圈更换位置传感器。
具体实施方式
如图所示，整套系统主要由加工件传输装置、取料与出料装置、感应线圈更换系统等三部分组成。其中感应线圈更换系统为本实用新型部分，而加工件传输装置和取料与出料装置可以由现有淬火机床改进而来，不作为本实用新型组成内容。感应线圈更换系统又可以细分为：加工件检测、主控部分、下感应线圈装置、上感应线圈装置、淬火调节装置五部分。
加工件传输装置主要是利用传输带将待加工的齿轮送到淬火机床。
取料装置是利用机械手将传输装置送来的加工件取出放到感应线圈下方的托板上。出料装置是将淬火后的加工件用机械手从托板上取出放入淬火液中淬火，然后送入成品区。
当加工件尺寸变化时，在加工件传输装置上方的加工件检测传感器给出改变后的加工件尺寸。通过直线电机将感应线圈返回，下感应线圈装置通过气爪将感应线圈摘除送入感应线圈元件库，然后上感应线圈装置动作，将新尺寸感应线圈安装到线圈夹紧器中，与电极接通。淬火位置传感器是利用红外测距传感器间接测量出感应线圈与待加工件之间的距离，保证加工件淬火质量。所述控制器可采用SIMATIC S7-200 PLC。
下面结合附图说明本实用新型的控制过程。
1、感应线圈复位。
当加工件检测传感器19检测到传输带18上的加工件尺寸改变了，图像摄取传感器19将图像信号返给控制器，控制器控制上感应线圈装置气爪17夹紧取出所需感应线圈，切断电源进线1、2后，控制直线电机3上升，带动4、5、6、7、21、33、34、35、43、44、45等向上运动，至位置传感器38。控制器通过控制直线电机26向左运动，带动水平移动平台25上的设备向左运动至左限位开关37动作而停止，电极6和7和感应线圈复位到初始位置。
2、摘取感应线圈（旧的）。
感应线圈复位到初始位置后，下感应线圈装置（由12、13、14组成）通过电动设备（电机）使旋转柱13顺时针旋转90度，然后气缸12动作，使气爪14伸出。此动作将保证下感应线圈装置气爪14通过线圈夹紧器33（43）和34（44）、34（44）和35（45）间的空隙伸入到线圈夹紧器中，接着气爪14抓紧要取下的感应线圈。图5左图是气爪伸入到线圈的过程，右图是伸入后抓紧的动作过程。气爪14抓紧要取下的感应线圈后气缸12保持不动，控制器通过控制直线电机3向上运动至上限位开关22。在上升的过程中由于直线电机3上升将带动4、5、6、7、21、33、34、35、43、44、45等向上运动，而气爪14和抓紧的感应线圈却不动，又由于线圈夹紧器内侧板29和31具有弹性性质，则感应线圈9将被从线圈夹紧器33（43）、34（44）、35（45）中拉出，同时不会损伤感应线圈的电极。然后气缸12动作使气爪14缩回，旋转柱13逆时针旋转90度，带动气爪和被取下的感应线圈返回给线圈库，最后，气爪14松开将摘下的感应线圈放入库中相应位置。
3、更换感应线圈（新的）。
控制器给上感应线圈装置发出移入新的感应线圈命令。第一步中感应线圈已被气爪17取出待用。接着旋转柱15逆时针旋转90度后，气缸16动作使气爪17伸出，将待安装的感应线圈放到线圈夹紧器33（43）、34（44）、35（45）下方，保持加紧并不动。然后控制器通过直线电机3向下运动至位置传感器38再次动作而停止。在直线电机3下降的过程中，将带动4、5、6、7、21、33、34、35、43、44、45等向下运动，而气爪17和待更换的感应线圈不动，则由于直线电机3的作用和线圈夹紧器内侧板弹性，感应线圈的电极会自动被线圈夹紧器33（43）、34（44）、35（45）夹紧，从而自动安装完毕。上感应线圈装置在安装感应线圈完毕后，气爪17将松开，气缸16动作使气爪17缩回，接着旋转柱15顺时针旋转90度返回原始位置。
4、重回加工位置。
控制器通过控制直线电机26向右运动（带动水平移动平台25上的设备（见图2），包括电极6、7和更换的感应线圈9）至右限位开关36动作而停止，此时更换的感应线圈9正好位于托板10的正上方（通过调节右限位开关36的位置来实现）。最后电源进线1、2通电。
本实用新型在更换线圈的过程中，最后感应线圈9与加工件8之间的距离要求在2～3mm为宜，这样可以保证加工质量最优。但是由于加工件的厚度不同，这就需要淬火调节装置起作用。淬火调节装置的核心是安装在垂直运动直线电机底座23上的淬火位置传感器24，传感器24位置可以上下调节。控制器根据加工件检测传感器19检测到的加工件厚度在程序中自动给出需要的距离，再通过垂直运动直线电机驱动极3的上下运动，使其与传感器24间的距离满足要求，从而间接控制感应线圈9与加工件8间的距离在2～3mm之间。
感应线圈的大小可以根据实际生产的产品情况自行设计一套或直接购买。每个感应线圈的两个引出电极要求要求满足以下条件：①水平（目前基本为上下垂直排列）排列；②两个引出电极间的距离相同、且与线圈夹紧器33和35中心距相同；③引出电极的长度要大于线圈夹紧器33外侧到35外侧之间的长度，且留有余量。
可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.淬火机床用感应线圈自动更换装置，包括水平运动直线电机底座、下感应线圈装置旋转柱、上感应线圈装置旋转柱、待加工件尺寸检测传感器和控制器，其特征在于水平运动直线电机底座上设置有水平运动直线电机驱动极，水平运动直线电机驱动极上设置有水平移动平台，水平移动平台上设置有竖向垂直运动直线电机底座，垂直运动直线电机底座侧部设置有垂直运动直线电机驱动极，垂直运动直线电机驱动极外侧设置有横梁平台，横梁平台外侧与电极横梁左端相连，电极横梁右端与竖向电极上部相连，竖向电极下部与导电线圈夹紧器上端连接；
所述下感应线圈装置旋转柱、上感应线圈装置旋转柱分别设置在水平运动直线电机底座的前侧、后侧，下感应线圈装置旋转柱中部与横向下感应线圈装置气缸后端固定，下感应线圈装置气缸前端输出杆连接有横向下感应线圈装置气爪；上感应线圈装置旋转柱中部与横向上感应线圈装置气缸后端固定，上感应线圈装置气缸前端输出杆连接有横向上感应线圈装置气爪；下感应线圈装置气爪和上感应线圈装置气爪的竖向位置与所述导电线圈夹紧器的竖向位置相对应；
所述控制器的信号输入端口与待加工件尺寸检测传感器的检测信号输出端口相连，控制器的信号输出端口分别与水平运动直线电机的控制信号输入端口、垂直运动直线电机的控制信号输入端口、下感应线圈装置旋转柱的控制信号输入端口、上感应线圈装置旋转柱的控制信号输入端口、下感应线圈装置气缸的控制信号输入端口、上感应线圈装置气缸的控制信号输入端口、下感应线圈装置气爪的控制信号输入端口、上感应线圈装置气爪的控制信号输入端口、竖向电极加电控制端口相连。
2.根据权利要求1所述淬火机床用感应线圈自动更换装置，其特征在于所述水平运动直线电机底座的左端相应于水平运动直线电机驱动极设置有左限位开关，水平运动直线电机底座的右端相应于水平运动直线电机驱动极设置有右限位开关，垂直运动直线电机底座上端相应于垂直运动直线电机驱动极设置有上限位开关；所述控制器的信号输入端口分别与左限位开关的位置信号输出端口、右限位开关的位置信号输出端口、上限位开关的位置信号输出端口相连。
3.根据权利要求2所述淬火机床用感应线圈自动更换装置，其特征在于所述上限位开关与垂直运动直线电机驱动极之间的垂直运动直线电机底座上相应于垂直运动直线电机驱动极设置有感应线圈更换位置传感器，感应线圈更换位置传感器的位置信号输出端口与所述控制器的信号输入端口相连。
4.根据权利要求1所述淬火机床用感应线圈自动更换装置，其特征在于所述垂直运动直线电机驱动极与水平移动平台之间的垂直运动直线电机底座上相应于垂直运动直线电机驱动极设置有淬火位置传感器，淬火位置传感器位置信号输出端口与所述控制器的信号输入端口相连。
5.根据权利要求4所述淬火机床用感应线圈自动更换装置，其特征在于所述淬火位置传感器下端设置在垂直运动直线电机底座上的竖向滑道内，竖向滑道侧方设置有淬火位置传感器的竖向位置限定部件。
6.根据权利要求1所述淬火机床用感应线圈自动更换装置，其特征在于所述待加工件尺寸检测传感器采用图像摄取传感器，图像摄取传感器设置在待加工件经过路径的上方。
7.根据权利要求1所述淬火机床用感应线圈自动更换装置，其特征在于所述电极横梁为两个，水平对称设置在横梁平台前后两侧，两侧竖向电极下端导电线圈夹紧器的间距与感应线圈的两个引出电极的间距相对应。
8.根据权利要求7所述淬火机床用感应线圈自动更换装置，其特征在于所述竖向电极下端的右部与右连接板左端相连，竖向电极下端的左部与左连接板右端相连，右连接板右端与右线圈夹紧器上端固定，左连接板左端与左线圈夹紧器上端固定。
9.根据权利要求8所述淬火机床用感应线圈自动更换装置，其特征在于所述左线圈夹紧器、右线圈夹紧器和导电线圈夹紧器均包括线圈夹紧器外侧圆弧板和线圈夹紧器内侧圆弧板，线圈夹紧器外侧圆弧板上端内壁与线圈夹紧器内侧圆弧板上端外壁通过夹紧器连接板相连；左线圈夹紧器和右线圈夹紧器的内侧圆弧板中部两侧外壁均通过横向线圈夹紧器弹簧与外侧圆弧板中部两侧内壁相连；所述线圈夹紧器内侧圆弧板采用弹性板，每组线圈夹紧器外侧圆弧板与线圈夹紧器内侧圆弧板同心，同一侧的三个线圈夹紧器内侧圆弧板平行且圆心在同一条直线上。
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