CN208195666U - 一种轮毂自动车削加工单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种轮毂自动车削加工单元，包括轮毂自动化输送线、轮毂搬运机器人系单元、卧式车床一、卧式车床二、卧式车床三和清扫设备。本实用新型的目的在于提供一种制造成本低、加工精度高的轮毂自动车削加工单元，能够完成15吋到24吋轮毂毛坯件的自动化上下料、外轮廓和端面精车加工和清扫。本实用新型的优点是人工参与度低、加工精度高、效率高，适用范围广，满足企业实际生产需要。

Description

一种轮毂自动车削加工单元

技术领域

本实用新型涉及一种车削加工自动化技术领域，尤其涉及一种轮毂自动车削加工单元。

背景技术

随着汽车工业的加速发展，汽车零配件生产的自动化水平越来越高，但是目前在我国不少轮毂产品的车削加工系统适应性不广，同一产线无法同时满足大、小轮毂的车削加工，因此大型轮毂产品的生产过程中仍然存在着用人工进行装夹、上下料的情况，如在铝合金轮毂的生产过程中，人工装夹定心精度低，导致生产出来的铝合金轮毂的动平衡性能不好，且人工操作，劳动强度大，产品性能不稳定，效率低。

因此需要设计一种轮毂自动化生产线，生产的轮毂性能稳定，动平衡性能好，生产效率高，能够兼容大、小轮毂的生产，能将工人从繁重的体力劳动中解放出来。

中国专利公开号：106425620A公开了一种加工轮毂的车夹具,所述夹具本体沿轴向依次设有法兰、支撑凸台和定位销，所述的定位销为与轮毂轴孔的形状配合的圆柱形，所述法兰上设有主安装孔，所述支撑凸台的外形尺寸大于所述定位销的直径尺寸；所述支撑凸台近定位销的端面上设有沿径向上超出所述定位销外周的支撑肩；所述定位销的外端面上沿轴向设有螺杆，所述螺杆外周具有外螺纹，所述车夹具还包括压板和将压板压紧在轮毂上的螺母。

由此可见，该夹具存在以下问题：

第一，该夹具在进行安装时需要使用人工进行装夹，在安装拆卸时需要耗费大量时间，从而降低生产效率。

第二，单个规格的夹具只能对单个规格的轮毂进行安装，在加工不同尺寸的轮毂时需要使用不同的生产线，增加了制造成本。

第三，该夹具在使用上需要人力的支持，无法解放工人的劳动压力，即无法实现自动化。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种轮毂自动车削加工单元，用以克服现有技术中轮毂车削加工过程中的搬运不能实现自动化的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种轮毂自动车削加工单元，包括：搬运机器人单元，其能够同时抓取至少两个待加工或加工后的轮毂，并将相应的轮毂放置到相应的加工单元内或指定的放置位置；所述加工单元包括，至少两个能够对所述轮毂完成同一种类加工工序的第一加工单元和至少一个能够对第一加工单元加工后的轮毂进行加工的第二加工单元。

进一步地，所述搬运机器人单元在初始加工时，同时夹取至少两个待加工轮毂并分别放置到相应的第一加工单元；所述搬运机器人在其中一个第一加工单元加工完成后，夹取一个待加工轮毂，在夹取完成的第一加工单元内的轮毂后，将夹取的待加工轮毂放置到该第一加工单元内，并将夹取的第一加工单元加工后的轮滚放置到所述第二加工单元内进行加工；所述搬运机器人在其中一个第二加工单元完成加工后，从第二加工单元内夹取加工后的轮毂，并放置夹取的第一加工单元加工后的轮毂于第二加工单元内。

进一步地，所述搬运机器人单元包括：用以提供动力的驱动机构；与所述驱动机构连接，在驱动机构的作用下，做多自由度的运动的手臂机构；设置在所述手臂机构的末端，并能够同时抓取至少两个所述轮毂的抓取机构。

进一步地，所述抓取机构包括：与所述手臂机构的末端连接的夹爪支座；与所述夹爪支座连接的至少两个第二驱动气缸，所述第二驱动气缸的第一活塞杆端设置第一仿形抓手，在第二活塞杆端设置第二仿形抓手，两个仿形抓手在第二驱动气缸的作用下可抓取轮毂。

进一步地，所述第二驱动气缸的两个活塞杆端部与相应的仿形抓手之间设置连接板，所述连接板为L型板，L型板的第一直板与活塞杆端部固定，L型板的第二直板与仿形抓手的一端固定。

进一步地，所述夹爪支座连接两个所述第二驱动气缸，夹爪支座包括设置在中间、并与所述手臂机构的末端连接的第一支座板，所述第一支座板两侧对称设置第二支座板，在所述第二支座板的两端分别设置有与所述第二驱动气缸连接的第三支座板。

进一步地，所述仿形抓手包括一弧形板，在所述弧形板的其中一端面上设置若干滚轮，用以夹持所述轮毂，所述滚轮与轮毂的接触的一侧伸出所述弧形板的内侧，以使弧形板内侧与轮毂之间预设一定空间。

进一步地，所述系统还包括轮毂自动化输送线，其设置在所述搬运机器人单元的一侧，其包括：用以输送毛坯轮毂的轮毂自动化输送线；用以对轮毂进行存放定位的轮毂定位装置；用以输送加工完成的轮毂的加工件输送线。

进一步地，所述第一加工单元为粗加工车床、铣床，所述第二加工单元为精加工车床、铣床。

进一步地，所述系统还包括用于完成轮毂零件车削后清扫工作的清扫设备。

与现有技术相比本实用新型的有益效果在于，本实用新型提供的轮毂自动车削加工单元，通过设置搬运机器人能够同时抓取至少两个待加工或加工后的轮毂，并将相应的轮毂放置到相应的加工单元内或轮毂指定的放置位置；通过设置至少两个能够对所述轮毂完成同一种类的加工工序第一加工单元和至少一个能够对第一加工单元加工后的轮毂进行加工的第二加工单元。这样，搬运机器人在某一工序完成搬运动作时，可以同时夹取至少两个轮毂，在夹取加工后的轮毂时，同时将待加工的轮毂放置到位，通过在一次运输过程中，完成两个夹取或者放置动作，一方面在不需要人参与的自动化的流水操作过程中，提高了工作效率，另一方面，通过降低机器人的来回搬运过程，进一步提高了工作效率，降低了机器人来回运动的失效风险及安全事故；由于机器人按照预设的时间指令或者响应动作，各个工序具有高度的稳定性，还能够提高产品质量的稳定性及轮毂的动平衡性能。

尤其是，本实用新型采用的搬运机器人设置在各个加工单元的中间位置，这样，在搬运机器人对每个加工单元进行上料和夹取时，总能够通过最短的路径完成；在每个加工单元都能同时进行夹取和放置轮毂，节约了搬运时间。本实用新型搬运机器人包括多自由度的手臂机构，手臂机构的末端连接右能够提供同种运动的抓取机构，能够确保搬运机器人能够采用任一抓取机构完成抓取和放置动作，增加搬运机器人的搬运过程的灵活性。

进一步地，在设置两个抓取机构时，手臂机构的末端通过夹爪支座的两侧对称设置仿形抓手，确保仿形抓手运动的统一性。

进一步地，仿形抓手为对称设置的两个弧形板，在所述弧形板的其中一端面上设置若干滚轮，用以夹持所述轮毂，所述滚轮与轮毂的接触的一侧伸出所述弧形板的内侧，以使弧形板内侧与轮毂之间预设一定空间，以保证搬运机器人运动的稳定性和可靠性。

进一步地，在搬运机器人的一侧设置了轮毂自动化输送线，用于运输待加工的毛坯轮毂以及运输加工完成的轮毂，并在运送毛坯轮毂的输送线末端设置了定位装置，用于停止和存放待加工的毛坯轮毂，实现了输送的自动化，进一步提高了工作效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例轮毂自动车削加工单元的结构示意图；

图2为图1中搬运机器人抓取机构的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非在限制本实用新型的保护范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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实用新型的限制。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1所示，其为本实用新型实施例轮毂自动车削加工单元的结构示意图，本实施例中的系统包括搬运机器人单元2、加工单元、轮毂自动化输送线1和清扫设备6，其中，搬运机器人单元2，其能够同时抓取至少两个待加工或加工后的轮毂，并将相应的轮毂放置到相应的加工单元内或指定的放置位置；加工单元，包括至少两个能够对所述轮毂完成同一种类的加工工序第一加工单元和至少一个能够对第一加工单元加工后的轮毂进行加工的第二加工单元；轮毂自动化输送线1设置在搬运机器人2的一侧，用以输送及放置待加工或者加工好的轮毂；清扫设备6，其设置在加工单元的一侧，用以对加工完的轮毂进行清洗。

在工作时，所述搬运机器人单元2在初始加工时，同时夹取至少两个待加工轮毂分别放置到相应的第一加工单元；所述搬运机器人在其中一个第一加工单元加工完成后，夹取一个待加工轮毂，在夹取加工完成的第一加工单元内的轮毂后，将夹取的待加工轮毂放置到该第一加工单元内，并将夹取的第一加工单元加工后的轮毂放置到所述第二加工单元内进行加工；所述搬运机器人在其中一个第二加工单元完成加工后，夹取一个待加工轮毂，在夹取加工完成的第一加工单元内的轮毂后，将夹取的待加工轮毂放置到该第一加工单元内，放置待加工轮毂后，夹取加工完成的第二加工单元内的轮毂，并将夹取的第一加工单元加工后的轮毂放置到所述第二加工单元内进行加工，放置完成后，所述搬运机器人将夹取的第二加工单元加工后的轮毂放置到所述清扫设备6中对轮毂进行清理；所述搬运机器人在轮毂清理完成后，夹取一个第二加工单元加工后的轮毂，在夹取清理完成的轮毂后，将夹取的第二加工单元加工后的轮毂放置到清扫设备6中，并将清理完成的轮毂放置到输送线1上。

本实施例系统在夹取加工后的轮毂时，同时将待加工的轮毂放置到相应位置，通过在一次运输过程中，完成两个夹取或者放置动作，一方面在不需要人参与的自动化的流水操作过程中，提高了工作效率，另一方面，通过降低机器人的来回搬运过程，进一步提高了工作效率，降低了机器人来回运动的失效风险及安全事故。本领域技术人员可以理解的是，本实施例不限于仅对轮毂的加工，也可以为其他任何具有至少两个工序的零件的加工，只需能够满足本实施例的搬运机器人的搬运过程即可。当然，搬运机器人的设置位置可以根据实际需要进行适应性的调整，如设置在加工单元的一侧或者前后端，只需满足搬运机器人能够快速且稳定的将轮毂放置到相应加工单元内即可。

请继续参阅图1所示，本实施例的第一加工单元为对轮毂进行粗加工的第一卧式车床3、第二卧式车床4，第二加工单元为对轮毂进行精加工的第三卧式车床5，当然，本实施例对轮毂进行粗加工的车床可以为两个以上，也可为其他加工形式的车床，如铣床、立式车床等，本实施例不做限制，当然，本实施例的精加工设备也不做限制，只需能够满足本实施例的搬运机器人的可操作范围内即可。本实施例的轮毂自动化输送线1与第一卧式车床3、第二卧式车床4、第三卧式车床5分散设置，搬运机器人单元设置在几个车床和轮毂自动化输送线1的中间位置，以节约机器人的轮毂搬运时间。

请继续参阅图1所示，本实施例的轮毂自动化输送线1设置在搬运机器人单元2的前端，轮毂自动化输送线1为双层辊筒线结构，其包括毛坯轮毂输送线11、轮毂定位装置12和加工件输送线13，毛坯轮毂输送线11输送毛坯轮毂件，轮毂定位装置12位置在毛坯轮毂输送线11末端，将输送过来的轮毂毛坯定位，加工件输送线13位于毛坯轮毂输送线11下方，将加工好的轮毂送回。

具体而言，所述毛坯轮毂输送线11和加工输送线13均由并排的圆柱金属辊筒构成，在运输轮毂时，各输送线中的辊筒向同一方向旋转，以此将轮毂运输至指定位置；本领域的技术人员可以理解的是，所述辊筒的材料可以为铁、锌、不锈钢或其他种类的金属或合金，只要满足能够将所述轮毂运输至指定位置即可。

具体而言，所述轮毂定位装置12为至少四个固定在毛坯轮毂输送线11末端的圆柱滚轮，所述滚轮均匀分布在输送线两端，在毛坯轮毂运送至指定位置时，所述圆柱滚轮会向中间收缩，利用四个滚轮的对中限位将轮毂固定在指定位置，以便搬运机器人抓取；可以理解的是，所述圆柱滚轮的材料可以是铁、铜、不锈钢、聚乙烯、聚丙烯或其他种类的金属材料或非金属材料，只要满足圆柱滚轮在不划伤所述轮毂表面的基础上将轮毂固定在指定位置上即可。

请继续参阅图1所示，本实施例的搬运机器人单元2包括驱动机构22、手臂机构23、抓取机构24和底座21，其中，驱动机构22为手臂机构23和抓取机构24提供动力，手臂机构23与驱动机构22的输出端连接，在驱动机构22的作用下，做多自由度的运动，抓取机构24设置在所述手臂机构23的末端，并能够同时抓取至少两个所述轮毂，底座21设置在最底端，用以支撑驱动机构20、手臂机构23以及抓取机构24。

具体而言，底座21在本实施例中为一带有支腿的平台，支腿的下端通过固定板与地面固定，在底座21上可设置控制单元、显示单元，对搬运机器人单元2的动作进行控制及调节。在平台上设置有用以安装驱动机构22的支板，在本实施例中，驱动机构22为第一气缸，第一气缸的缸筒外侧壁设置在支板上，支板可以为设置在第一气缸两侧、并带有固定孔的两个板，第一气缸通过螺钉连接在支板上，并能够使第一气缸的角度可调。可以理解的是，第一气缸与支板的连接方式可以为其他方式，只需能够满足第一气缸与支板相连后角度可调即可。

具体而言，第一气缸的活塞杆端与手臂机构23连接，手臂机构23在本实施例中为两节旋转臂，能够实现各个角度旋转的动作，具有4个自由度，当然，也可以设置两节以上的旋转臂，实现更高自由度的输出，只要能够满足本实施例的搬运需求即可。

请参阅图2所示，其为本实用新型抓取机构24的结构示意图，在本实施例中，抓取机构24包括夹爪支座241、第二驱动气缸242、L型板243以及仿形抓手244，其中，第二驱动气缸242与夹爪支座241的端部相连，仿形抓手244与第二驱动气缸242通过L型板243相连。在工作时，第二驱动气缸242动作使仿形抓手244张开，经手臂机构23相应的移动后，使得仿形抓手244位于能够抓取到轮毂的位置，此时第二驱动气缸242动作使仿形抓手闭合，并夹取轮毂。

请继续参阅图2所示，所述夹爪支座241包括第一支座板2411和第二支座板2412，其中第一支座板2411为夹爪支座241的主体部分，用以与所述手臂机构23连接，在第一支座板2411的连接部分上设有肋板，用以保证第一支座板2411的强度；可以理解的是，所述第一支座板2411的材料可以为铁、锌、不锈钢或其他种类的金属材料或合金，只要满足使所述第一支座板2411能够达到预计的强度即可。

具体而言，所述第二支座板2412为至少两个条形金属板，其对称设置于第一支座板2411的两侧，且与第一支座板2411形成一定的夹角，两第二支座板2412间通过条形肋板相连，用以保证第二支座板2412的强度；可以理解的是，所述第二支座板2412与第一支座板2411的连接方式可以是螺栓连接、焊接、一体连接或其他连接方式，只要满足所述第二支座板2421能够达到预计的强度即可。

请继续参阅图2所示，所述第二驱动气缸242与第二支座板2412的端部相连，在所述第二驱动气缸的两侧分别设有滑杆，两个滑杆间设有联动结构，这样，在第二驱动气缸2412动作带动滑杆位移时，两滑杆的位移距离相同，在第二驱动气缸242与第二支座板2412相连的另一侧设有滑道，用以使L型板243固定在驱动气缸上且能够在单一方向上平稳移动；可以理解的是，所述第二驱动气缸242的驱动方式可以为气压驱动、液压驱动、电机驱动或其他种类的驱动方式，只要满足能够驱动所述滑杆位移即可。

请继续参阅图2所示，所述L型板243由两块金属板相连而成，两金属板的端部相连，呈L形，其中，L型板243的一边与所述滑杆相连，用以带动L型板进行位移，L型板243的另一边在内侧设有滑轨，与所述第二驱动气缸242的滑道相连，使得L型板243固定在第二驱动气缸242上且能够在单一方向上平稳移动，在L型板243设有滑轨的一边的外侧与所述仿形抓手244相连，这样，在L型板243位移时能够带动仿形抓手244进行位移，从而完成抓取动作；可以理解的是，L型板中两金属板的连接方式可以为螺栓连接、焊接、一体或其他连接方式，只要使所述L型板能够承受相应的载荷即可；当然，L型板与滑杆的连接方式本实施例中也不作限制，只要满足L型板能够随着滑杆的移动而位移即可。

请继续参阅图2所示，所述仿形抓手244与L型板相连，包括至少两个弧形板2441和至少四个圆柱滚轮2442，其中，圆柱滚轮2442均匀分布在弧形板2441上；在抓取轮毂时，所述第二驱动气缸242驱动L型板243，使其带动弧形板2441移动，使弧形板2441上的圆柱滚轮2442与所述轮毂充分接触并将轮毂夹紧，以此完成对轮毂的夹取；可以理解的是，所述仿形抓手可以用于抓取轮毂或其他圆柱形的零件，本实施例不作具体限制，只要能够满足本实施例仿形抓手的抓取过程即可。

具体而言，所述弧形板2441为圆弧状的金属板，在其主体上设有多个圆形孔洞，所述孔洞均匀分布，用以减轻弧形板的整体质量，在其与所述L型板的连接处设有肋板，用以增加连接处的强度；可以理解的是，所述弧形板2441的材料可以为铁、锌、不锈钢或其他种类的金属或合金，只要满足所述弧形板能够承受指定的载荷即可。

具体而言，所述圆柱滚轮2442为圆柱型的滚轮，其均匀设置于所述弧形板2441上，且圆柱滚轮2442的一部分会处于弧形板2441外，用以与所属轮毂接触；在抓取所述轮毂时，所述圆柱轮滚2442会利用对中限位将轮毂放置至仿形抓手24的正中心，以此保证所述仿形抓手242的精准度；可以理解的是，所述圆柱滚轮的材料可以是铁、铜、不锈钢、聚乙烯、聚丙烯或其他种类的金属材料或非金属材料，只要满足圆柱滚轮在不划伤所述轮毂表面的基础上将轮毂固定在指定位置上即可，当然，所述圆柱滚轮2442的个数可以为4个、6个、8个或其他的双数个数，只要满足圆柱滚轮2442能够在夹取轮毂时利用对中限位将其定位至仿形抓手242的中心位置即可。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轮毂自动车削加工单元，其特征在于，包括：

搬运机器人单元，其能够同时抓取至少两个待加工或加工后的轮毂，并将相应的轮毂放置到相应的加工单元内或轮毂指定的放置位置；

所述加工单元包括，至少两个能够对所述轮毂完成同一种类加工工序的第一加工单元和至少一个能够对第一加工单元加工后的轮毂进行加工的第二加工单元。

2.根据权利要求1所述的轮毂自动车削加工单元，其特征在于，所述搬运机器人单元在初始加工时，同时夹取至少两个待加工轮毂并分别放置到相应的第一加工单元；

所述搬运机器人在其中一个第一加工单元加工完成后，夹取一个待加工轮毂，在夹取完成的第一加工单元内的轮毂后，将夹取的待加工轮毂放置到该第一加工单元内，并将夹取的第一加工单元加工后的轮滚放置到所述第二加工单元内进行加工；

所述搬运机器人在其中一个第二加工单元完成加工后，从第二加工单元内夹取加工后的轮毂，并放置夹取的第一加工单元加工后的轮毂于第二加工单元内。

3.根据权利要求2所述的轮毂自动车削加工单元，其特征在于，所述搬运机器人单元包括：

用以提供动力的驱动机构；

与所述驱动机构连接，在驱动机构的作用下，做多自由度的运动的手臂机构；

设置在所述手臂机构的末端，并能够同时抓取至少两个所述轮毂的抓取机构。

4.根据权利要求3所述的轮毂自动车削加工单元，其特征在于，所述抓取机构包括：

与所述手臂机构的末端连接的夹爪支座；

与所述夹爪支座连接的至少两个第二驱动气缸，所述第二驱动气缸的第一活塞杆端设置第一仿形抓手，在第二活塞杆端设置第二仿形抓手，两个仿形抓手在第二驱动气缸的作用下可抓取轮毂。

5.根据权利要求4所述的轮毂自动车削加工单元，其特征在于，所述第二驱动气缸的两个活塞杆端部与相应的仿形抓手之间设置连接板，所述连接板为L型板，L型板的第一直板与活塞杆端部固定，L型板的第二直板与仿形抓手的一端固定。

6.根据权利要求4所述的轮毂自动车削加工单元，其特征在于，所述夹爪支座连接两个所述第二驱动气缸，夹爪支座包括设置在中间、并与所述手臂机构的末端连接的第一支座板，所述第一支座板两侧对称设置第二支座板，在所述第二支座板的两端分别设置有与所述第二驱动气缸连接的第三支座板。

7.根据权利要求4所述的轮毂自动车削加工单元，其特征在于，所述仿形抓手包括一弧形板，在所述弧形板的其中一端面上设置若干滚轮，用以夹持所述轮毂，所述滚轮与轮毂的接触的一侧伸出所述弧形板的内侧，以使弧形板内侧与轮毂之间预设一定空间。

8.根据权利要求1-7任一项所述的轮毂自动车削加工单元，其特征在于，所述轮毂自动车削加工单元还包括轮毂自动化输送线，其设置在所述搬运机器人单元的一侧，其包括：用以输送毛坯轮毂的轮毂自动化输送线；

用以对轮毂进行存放定位的轮毂定位装置；

用以输送加工完成的轮毂的加工件输送线。

9.根据权利要求1-7任一项所述的轮毂自动车削加工单元，其特征在于，所述第一加工单元为粗加工车床、铣床，所述第二加工单元为精加工车床、铣床。

10.根据权利要求1-7任一项所述的轮毂自动车削加工单元，其特征在于，所述轮毂自动车削加工单元还包括用于完成轮毂零件车削后清扫工作的清扫设备。