CN207309612U - 一种用于轮毂三维空间上的毛刺去除的自动化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于轮毂三维空间上的毛刺去除的自动化系统，包括机架以及安装在机架上的机械臂，所述机架上安装有旋转台，所述旋转台上安装有两个用于夹紧轮毂的夹紧单元，所述机械臂的末端安装有用于去除轮毂中毛刺的柔性执行器机构。通过机械臂带动柔性执行器机构按某一设定的轨迹打磨轮毂上的毛刺，不仅打磨精度高生产效率也得到很大，利用机器人快速性和高精度性可以实现零件的高质、快速生产；采用本实用新型后可以明显改善工人面临的工作环境。本实用新型适用于去除轮毂的毛刺。

Description

一种用于轮毂三维空间上的毛刺去除的自动化系统

技术领域

本实用新型涉及汽车零部件生产研究领域中的一种自动化设备，特别是一种用于轮毂三维空间上的毛刺去除的自动化系统。

背景技术

在金属铸件和塑料注塑件毛刺去除的加工工艺中，以前一直采用的是人工打磨的方法来去除，不仅效率低下而且很难保证打磨的精度，经常需要二次加工。采用传统的人工去除，零件加工质量不稳定，工作环境对人危害大，灰尘和噪声影响人的身体健康；利用手动去毛刺机器直接对零件进行加工，容易导致刀具的破坏和零件的报废。现在随着科技的进步，机器人的使用也越来越广泛，故我们可以使用机械手臂代替人力来完成打磨的操作，并且由于打磨头使用的是柔性机构，可以降低设备对加工精度的影响。现在随着我国自动化行业的发展，自动去毛刺等设备的运用会越来越广泛，这不仅提高了生产效率而且会降低生产成本。

实用新型内容

本实用新型的目的，在于提供一种用于轮毂三维空间上的毛刺去除的自动化系统，其不仅打磨精度高生产效率也得到很大，利用机器人快速性和高精度性可以实现零件的高质、快速生产；采用本实用新型后可以明显改善工人面临的工作环境。

本实用新型解决其技术问题的解决方案是：一种用于轮毂三维空间上的毛刺去除的自动化系统，包括机架以及安装在机架上的机械臂，所述机架上安装有旋转台，所述旋转台上安装有两个用于夹紧轮毂的夹紧单元，所述机械臂的末端安装有用于去除轮毂中毛刺的柔性执行器机构。

作为上述技术方案的进一步改进，所述机架上还包括将机架和机械臂包裹的防护罩，所述防护罩上布置有一个将旋转台分隔成打磨区和上料下料区的自动门，所述打磨区位于防护罩内，所述上料下料区位于防护罩外，其中一个夹紧单元位于打磨区内，余下一个夹紧单元位于上料下料区内。

作为上述技术方案的进一步改进，每个所述夹紧单元包括三个外部夹紧气缸以及三个内部气功夹紧指，三个所述外部夹紧气缸呈品字形分布，外部夹紧气缸的伸出端布置有外部夹紧块，所述外部夹紧块的夹紧面朝向相应的内部气功夹紧指，所述内部气功夹紧指的工作端朝向相应的外部夹紧块。

作为上述技术方案的进一步改进，所述柔性执行器机构包括外罩以及主轴，所述外罩内部依次安装有缸体和空气弹垫，所述主轴穿过缸体和空气弹垫后主轴的两端位于外罩外侧，主轴和缸体之间通过辅助结构固定，所述缸体的外圆表面和外罩的内表面之间设置密封圈，所述空气弹垫内部通过空气通道与外罩上的气管接头连通。

作为上述技术方案的进一步改进，所述辅助结构的外侧布置有前盖板，所述空气弹垫的外侧布置有导向板，所述前盖板和导向板之间形成用于限制辅助结构、主轴以及空气弹垫沿轴向方向往复移动的限位空间。

作为上述技术方案的进一步改进，所述空气弹垫中靠近导向板的一端布置有支柱销，所述外罩上布置有与支柱销相匹配的导向槽，所述导向板外侧依次布置有安装板、后盖板和后罩，所述前盖板外侧布置有前罩。

作为上述技术方案的进一步改进，所述辅助结构包括套装在主轴上的免键轴衬以及位于免键轴衬和缸体之间的关节轴承。

作为上述技术方案的进一步改进，所述免键轴衬包括轴衬内圈和轴衬外圈，所述轴衬内圈和轴衬外圈通过楔形面配合，所述关节轴承包括圆柱销、套装在轴衬外圈的关节内圈以及套装在关节内圈外的关节外圈，所述圆柱销的一端固定在关节内圈的安装孔内，圆柱销的另一端穿过关节外圈的定位孔，所述轴衬内圈中与轴衬外圈匹配的一端通过间隙分成若干个夹紧爪，轴衬内圈的另一端布置有限位螺栓，所述限位螺栓的一端穿过轴衬内圈的安装块后朝向轴衬外圈的端面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述空气弹垫包括两个橡胶垫环、两个橡胶固定板、两个橡胶圈、与主轴接触的内环以及与外罩接触的外环，橡胶圈的一端嵌在橡胶垫环和外环之间，橡胶圈的另一端插入到相应的橡胶固定板和内环之间的缝隙后固定，两个橡胶圈、内环和外环之间形成气腔，所述气腔通过空气通道与外罩上的气管接头连通，所述空气通道包括第一通道、第二通道和第三通道，所述第一通道布置在外罩内，第一通道的一端通过塞头封堵，所述第二通道布置在缸体中，所述第三通道贯穿在橡胶圈、橡胶垫环和外环，所述缸体和橡胶圈贴合后第二通道和第三通道连通。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括控制机械臂打磨轨迹的控制箱，所述控制箱通过延时阀和机械阀控制夹紧单元工作状态。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过机械臂带动柔性执行器机构按某一设定的轨迹打磨轮毂上的毛刺，不仅打磨精度高生产效率也得到很大，利用机器人快速性和高精度性可以实现零件的高质、快速生产；采用本实用新型后可以明显改善工人面临的工作环境。本实用新型适用于去除轮毂的毛刺。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。

图1是本实用新型带保护罩时的结构示意图；

图2是本实用新型去掉保护罩后的侧视图；

图3是本实用新型去掉保护罩后的俯视图；

图4是本实用新型中柔性执行器机构的结构示意图；

图5是图4中A-A向的剖视图；

图6是本实用新型中柔性执行器机构的等轴示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。

参照图1～图6，一种用于轮毂三维空间上的毛刺去除的自动化系统，包括机架25以及安装在机架25上的机械臂26，所述机架25上安装有旋转台28，所述旋转台28上安装有两个用于夹紧轮毂的夹紧单元，所述机械臂26的末端安装有用于去除轮毂中毛刺的柔性执行器机构27。还包括控制机械臂26打磨轨迹的控制箱，所述控制箱通过延时阀和机械阀控制夹紧单元工作状态。采用延时阀和机械阀的夹紧方案，有顺序地固定轮毂，可以使轮毂固定的更牢固。

进一步作为优选的实施方式，所述机架25上还包括将机架25和机械臂26包裹的防护罩31，所述防护罩31上布置有一个将旋转台28分隔成打磨区33和上料下料区34的自动门32，所述打磨区33位于防护罩31内，所述上料下料区34位于防护罩31外，其中一个夹紧单元位于打磨区33内，余下一个夹紧单元位于上料下料区34内。

进一步作为优选的实施方式，每个所述夹紧单元包括三个外部夹紧气缸29以及三个内部气功夹紧指30，三个所述外部夹紧气缸29呈品字形分布，外部夹紧气缸29的伸出端布置有外部夹紧块，所述外部夹紧块的夹紧面朝向相应的内部气功夹紧指30，所述内部气功夹紧指30的工作端朝向相应的外部夹紧块。

轮毂安放在旋转台28的上料下料区34中后，然后内部气功夹紧指30张紧轮毂的内侧，外部夹紧气缸29夹紧轮毂的外侧，人退到安全位置，自动门32向上打开，然后相应的旋转电机驱使旋转台28旋转180度，将该轮毂旋进保护罩内，即该轮毂位于打磨区33，另一个夹紧单元旋至保护罩外，即该夹紧单元位于上料下料区34，操作人员将打磨好的轮毂取下，将新的轮毂安装到夹紧单元中。操作人员退到安全位置，机械臂26按控制箱预设定的轨迹驱使柔性执行器机构27运行对轮毂上的毛刺进行打磨，当打磨完一个轮毂后，自动门32向上打开，旋转台28旋转180°，机械臂26和柔性执行器机构27又开始打磨另外一个轮毂。

进一步作为优选的实施方式，所述柔性执行器机构27包括外罩3以及主轴12，所述外罩3内部依次安装有缸体4和空气弹垫，所述主轴12穿过缸体4和空气弹垫后主轴12的两端位于外罩3外侧，主轴12和缸体4之间通过辅助结构固定，所述缸体4的外圆表面和外罩3的内表面之间设置密封圈后辅助结构和空气弹垫之间形成密封腔，所述空气弹垫内部通过空气通道与外罩3上的气管接头14连通。密封圈为O型密封圈。

通过设置缸体4和空气弹垫，当主轴12收到轴向或者轴向力时，缸体4能带着主轴12往空气弹垫方向移动，此时，缸体4为活塞，能在外罩3内往复移动，通过气管接头14和空气通道往空气弹垫内部通入空气后，使得空气弹垫中的橡胶圈发生变形，当外力变化时，橡胶圈的变形量也随之改变，外力消失时，橡胶圈变形消失，恢复原始状态；通过调整输入的压缩气体的压强，可以改变发生摆动或轴向浮动时主轴12所受外界力的大小，实现对轮毂；本实用新型够实现主轴12在360°周向±5°角的浮动和轴向9mm的浮动，使得本实用新型能够适用广泛的加工工艺。

进一步作为优选的实施方式，所述辅助结构的外侧布置有前盖板2，所述空气弹垫的外侧布置有导向板9，所述前盖板2和导向板9之间形成用于限制辅助结构、主轴12以及空气弹垫沿轴向方向往复移动的限位空间。前盖板2和导向板9之间限制了外罩3内电动主轴12、免键轴衬、关节轴承和空气弹垫的轴向浮动范围。

进一步作为优选的实施方式，所述空气弹垫中靠近导向板9的一端布置有支柱销15，所述外罩3上布置有与支柱销15相匹配的导向槽。

进一步作为优选的实施方式，所述导向板9外侧依次布置有安装板8、后盖板10和后罩11，所述前盖板2外侧布置有前罩1。后罩11和前罩1均为防尘罩，起防止外界杂物进入柔性执行器内部的作用。

进一步作为优选的实施方式，所述辅助结构包括套装在主轴12上的免键轴衬以及位于免键轴衬和缸体4之间的关节轴承。所述免键轴衬包括轴衬内圈23和轴衬外圈22，所述轴衬内圈23和轴衬外圈22通过楔形面配合，所述关节轴承包括圆柱销19、套装在轴衬外圈22的关节内圈21以及套装在关节内圈21外的关节外圈20，所述圆柱销19的一端固定在关节内圈21的安装孔内，圆柱销19的另一端穿过关节外圈20的定位孔。在关节内圈21能够摆动的情况下，通过圆柱销19和定位孔的配合防止关节内圈21与关节外圈20的相对转动。

进一步作为优选的实施方式，所述轴衬内圈23中与轴衬外圈22匹配的一端通过间隙分成若干个夹紧爪，轴衬内圈23的另一端布置有限位螺栓24，所述限位螺栓24的一端穿过轴衬内圈23的安装块后朝向轴衬外圈22的端面，通过轴衬外圈22在轴衬内圈23的外表面滑行，使得夹紧爪将主轴12固定，而限位螺栓24起限位作用，防止夹紧爪将主轴12夹伤。

进一步作为优选的实施方式，所述空气弹垫包括两个橡胶垫环7、两个橡胶固定板70、两个橡胶圈6、与主轴12接触的内环71以及与外罩3接触的外环5，橡胶圈6的一端嵌在橡胶垫环7和外环5之间，橡胶圈6的另一端插入到相应的橡胶固定板70和内环71之间的缝隙后固定，两个橡胶圈6、内环71和外环5之间形成气腔，所述气腔通过空气通道与外罩3上的气管接头14连通。其中内环71与主轴12配合，外环5与外罩3配合，当主轴12刀头受到外界力的作用时，主轴12绕关节轴承的中心摆动，橡胶圈6发生变形，当外力变化时，橡胶圈6的变形量也随之改变，外力消失时，橡胶圈6变形消失，恢复原始状态。

进一步作为优选的实施方式，所述空气通道包括第一通道18、第二通道17和第三通道16，所述第一通道18布置在外罩3内，第一通道18的一端通过塞头13封堵，所述第二通道17布置在缸体4中，所述第三通道16贯穿在橡胶圈6、橡胶垫环7和外环5，所述缸体4和橡胶圈6贴合后第二通道17和第三通道16连通。外部空气经气管接头14进入到外罩3的第一通道18内后，流经缸体4内部呈L状的第二通道17，然后进入到第三通道16后进入套空气弹垫内部，调整通入空气的压强后，控制空气弹垫中的橡胶圈6形变量，以改变发生摆动或轴向浮动时主轴12所受外界力的大小，实现对轮毂加工。

以上是对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种用于轮毂三维空间上的毛刺去除的自动化系统，其特征在于：包括机架以及安装在机架上的机械臂，所述机架上安装有旋转台，所述旋转台上安装有两个用于夹紧轮毂的夹紧单元，所述机械臂的末端安装有用于去除轮毂中毛刺的柔性执行器机构。

2.根据权利要求1所述的用于轮毂三维空间上的毛刺去除的自动化系统，其特征在于：所述机架上还包括将机架和机械臂包裹的防护罩，所述防护罩上布置有一个将旋转台分隔成打磨区和上料下料区的自动门，所述打磨区位于防护罩内，所述上料下料区位于防护罩外，其中一个夹紧单元位于打磨区内，余下一个夹紧单元位于上料下料区内。

3.根据权利要求1所述的用于轮毂三维空间上的毛刺去除的自动化系统，其特征在于：每个所述夹紧单元包括三个外部夹紧气缸以及三个内部气功夹紧指，三个所述外部夹紧气缸呈品字形分布，外部夹紧气缸的伸出端布置有外部夹紧块，所述外部夹紧块的夹紧面朝向相应的内部气功夹紧指，所述内部气功夹紧指的工作端朝向相应的外部夹紧块。

4.根据权利要求1所述的用于轮毂三维空间上的毛刺去除的自动化系统，其特征在于：所述柔性执行器机构包括外罩以及主轴，所述外罩内部依次安装有缸体和空气弹垫，所述主轴穿过缸体和空气弹垫后主轴的两端位于外罩外侧，主轴和缸体之间通过辅助结构固定，所述缸体的外圆表面和外罩的内表面之间设置密封圈，所述空气弹垫内部通过空气通道与外罩上的气管接头连通。

5.根据权利要求4所述的用于轮毂三维空间上的毛刺去除的自动化系统，其特征在于：所述辅助结构的外侧布置有前盖板，所述空气弹垫的外侧布置有导向板，所述前盖板和导向板之间形成用于限制辅助结构、主轴以及空气弹垫沿轴向方向往复移动的限位空间。

6.根据权利要求5所述的用于轮毂三维空间上的毛刺去除的自动化系统，其特征在于：所述空气弹垫中靠近导向板的一端布置有支柱销，所述外罩上布置有与支柱销相匹配的导向槽，所述导向板外侧依次布置有安装板、后盖板和后罩，所述前盖板外侧布置有前罩。

7.根据权利要求4所述的用于轮毂三维空间上的毛刺去除的自动化系统，其特征在于：所述辅助结构包括套装在主轴上的免键轴衬以及位于免键轴衬和缸体之间的关节轴承。

8.根据权利要求7所述的用于轮毂三维空间上的毛刺去除的自动化系统，其特征在于：所述免键轴衬包括轴衬内圈和轴衬外圈，所述轴衬内圈和轴衬外圈通过楔形面配合，所述关节轴承包括圆柱销、套装在轴衬外圈的关节内圈以及套装在关节内圈外的关节外圈，所述圆柱销的一端固定在关节内圈的安装孔内，圆柱销的另一端穿过关节外圈的定位孔，所述轴衬内圈中与轴衬外圈匹配的一端通过间隙分成若干个夹紧爪，轴衬内圈的另一端布置有限位螺栓，所述限位螺栓的一端穿过轴衬内圈的安装块后朝向轴衬外圈的端面。

9.根据权利要求4所述的用于轮毂三维空间上的毛刺去除的自动化系统，其特征在于：所述空气弹垫包括两个橡胶垫环、两个橡胶固定板、两个橡胶圈、与主轴接触的内环以及与外罩接触的外环，橡胶圈的一端嵌在橡胶垫环和外环之间，橡胶圈的另一端插入到相应的橡胶固定板和内环之间的缝隙后固定，两个橡胶圈、内环和外环之间形成气腔，所述气腔通过空气通道与外罩上的气管接头连通，所述空气通道包括第一通道、第二通道和第三通道，所述第一通道布置在外罩内，第一通道的一端通过塞头封堵，所述第二通道布置在缸体中，所述第三通道贯穿在橡胶圈、橡胶垫环和外环，所述缸体和橡胶圈贴合后第二通道和第三通道连通。

10.根据权利要求1～9任一项所述的用于轮毂三维空间上的毛刺去除的自动化系统，其特征在于：还包括控制机械臂打磨轨迹的控制箱，所述控制箱通过延时阀和机械阀控制夹紧单元工作状态。