CN209379851U - 轴承环锻造生产线自动送料系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种轴承环锻造生产线自动送料系统，包括安装在机架上的送料机构、抓取机构，送料机构包括横置的步进梁，步进梁前侧左端设置有驱动步进梁横向移动的同步带，步进梁经连接座与同步带相连接，步进梁旁侧由左至右间隔设置若干固定板，固定板安装在机架上，固定板的四个角部设置有滚轮，步进梁位于上方及下方的滚轮之间，抓取机构设置在步进梁前侧，抓取机构包括由左至右间隔设置的5个机械手，步进梁后侧间隔设置5个载料台，本系统结构简单、设计合理，用于轴承环自动化锻造生产，大幅减少锻造操作用工量，减轻工人的劳动强度，改善操作者工作环境，有助于提高产品质量和生产效率。

Description

轴承环锻造生产线自动送料系统

技术领域

本实用新型涉及一种轴承环锻造生产线自动送料系统, 属于锻造自动化技术领域。

背景技术

滚动轴承一般包括内圈、外圈、滚动体以及保持架四部分，轴承的内圈和外圈都属于轴承环，轴承环的总重量一般来说会占据轴承总重量的60%~70%。也就是说，轴承环在滚动轴承中是相对重要的角色，而轴承环坯料的锻造加工，是我国目前轴承生产中一个比较薄弱的环节。同时，这却又是轴承加工当中的一个重要工序，轴承环锻压主要经过5个工序完成，依次是墩粗、冲孔、反向冲孔、旋压、整形，在锻造加工过程中主要采用了冲床以及碾环机进行加工，依次通过四台冲床和一台碾环机的顺序加工完成轴承环由毛坯到成品的加工。

当前在轴承环自由锻生产过程中大多采用人工作业，劳动强度大、工作环境恶劣，易发生安全事故。其次生产效率低、质量稳定性差，制约了轴承工业的发展，行业企业迫切希望采用机器人自动化送料系统替代当前的人工作业。

发明内容

本实用新型提出一种轴承环锻造生产线自动送料系统。

本实用新型解决技术问题所采用的方案是， 一种轴承环锻造生产线自动送料系统，包括安装在机架上的送料机构、抓取机构；

所述送料机构包括横置的步进梁，步进梁前侧左端设置有驱动步进梁横向移动的同步带，步进梁经连接座与同步带相连接，步进梁旁侧由左至右间隔设置若干固定板，固定板安装在机架上，固定板的四个角部设置有滚轮，步进梁位于上方及下方的滚轮之间，步进梁上下两侧设置有横向凸起，滚轮外周设置有容纳横向凸起的环槽；

所述抓取机构设置在步进梁前侧，抓取机构包括由左至右间隔设置的5个机械手，所述步进梁后侧间隔设置5个载料台。

进一步的，所述同步带包括带体、安装在机架上的主动带轮、从动带轮、伺服电机A，伺服电机A与主动带轮的轮轴连接传动，在主动带轮、从动带轮经带体连接传动，上侧的带体上设置有移动座，上侧的带体前后两侧沿横向对称设置有两个安装在机架上的直线导轨，移动座下侧设置有容置直线导轨的导轨槽，移动座经导轨槽搭设在直线导轨上，步进梁经连接座与移动座相连接。

进一步的，所述机械手包括升降机构、纵移机构、气动夹爪，所述升降机构包括竖直安装在机架上的丝杆A，丝杆A一端与伺服电机B连接传动,丝杆A上套设有与其螺纹配合的螺母A，螺母与升降座连接固定，所述纵移机构包括纵置的丝杆B，丝杆B一端与伺服电机C连接传动,丝杆B安装在升降座上，丝杆B上套设有与其螺纹配合的螺母B，螺母B与纵移座连接固定，气动夹爪安装在纵移座上。

进一步的，丝杆A前后两侧对称设置有竖置的导轨A，导轨A、伺服电机B安装在机架上，导轨A上设置有滑块A, 滑块A与升降座连接固定，丝杆B上下两侧对称设置有纵置的导轨B，导轨B、伺服电机C安装在升降座上，导轨B上设置有滑块B, 滑块B与纵移座连接固定。

进一步的，所述纵移座下方设置有转向架，转向架前后两侧各设置一个气动夹爪，纵移座上设置有转向轴、伺服电机D，转向轴经轴承座安装在纵移座上，伺服电机D竖直安装在纵移座上，转向轴下端连接转向架，上端设置有大带轮，伺服电机D输出轴上设置有小带轮，大带轮、小带轮经皮带连接传动。

进一步的，第三个、第四个机械手上的气动夹爪经纵置的轴体与转向架相连接，轴体经轴承座安装在转向架上，轴体上设置有齿轮，齿轮上部或下部设置有与其啮合的横向齿条，转向架前侧、后侧分别横置有翻转气缸，翻转气缸的气缸杆末端经连接板与横向齿条一端连接固定，同一转向架上前后两侧的两个翻转气缸反向设置。

进一步的，所述气动夹爪包括基板、左右对称设置的两侧夹爪，基板中部横置有双向气缸，双向气缸的两个气缸杆末端分别连接与其同侧的夹爪。

进一步的，所述气动夹爪包括基板、左右对称设置的两侧夹爪，基板中部横置有两个夹爪气缸，两个夹爪气缸反向设置，夹爪气缸的气缸杆末端连接与其同侧的夹爪。

进一步的，基板上部、下部对称设置有两个横向导轨，横向导轨上左右对称设置有两个滑块C，两个滑块C分别连接与其同侧的夹爪。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：结构简单、设计合理，用于轴承环自动化锻造生产，大幅减少锻造操作用工量，减轻工人的劳动强度，改善操作者工作环境，有助于提高产品质量和生产效率。

附图说明

下面结合附图对本实用新型专利进一步说明。

图1为本送料系统的结构示意图；

图2为同步带与步进梁的配合结构示意图；

图3为升降机构、纵移机构的结构示意图；

图4为转向架的安装结构示意图；

图5为第三个、第四个机械手上的气动夹爪的安装结构示意图。

1-机架；2-步进梁；3-同步带；301-伺服电机A；302-减速器；303-主动带轮；304-从动带轮；305-带体；306-直线导轨；307-导轨槽；308-移动座；309-连接座；4-固定板；5-滚轮；6-载料台；7-机械手；8-镦粗冲床；9-冲孔冲床；10-反向冲孔冲床；11-立式碾环机；12-整形冲床；13-伺服电机C；14-横向凸起；15-环槽；16-丝杆A；17-螺母A；18-升降座；19-滑块A；20-导轨A；21-丝杆B；22-螺母B；23-导轨B；24-滑块B；25-纵移座；26-伺服电机D；27-气动夹爪；28-伺服电机B；29-小带轮；30-皮带；31-大带轮；32-转向轴；33-转向架；34-轴体；35-齿轮；36-横向齿条；37-翻转气缸；38-连接板；39-基板；40-横向导轨；41-滑块C；42-夹爪气缸；43-夹爪。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1-5所示，一种轴承环锻造生产线自动送料系统，包括安装在机架上的送料机构、抓取机构；

所述送料机构包括横置的步进梁，步进梁采用长矩形型材，步进梁前侧左端设置有驱动步进梁横向移动的同步带，步进梁经连接座与同步带相连接，同步带能减小其运行过程中的震动，步进梁旁侧由左至右间隔设置若干固定板，固定板安装在机架上，固定板的四个角部设置有滚轮，步进梁位于上方及下方的滚轮之间，并将生产线方向的左右运动转化为步进梁与滚轮之间的相对滚动，采用滚动摩擦减少了铝型材的步进梁左右移动受到的阻力，减小了其左右运送轴承环毛坯所需要的动力，也减小了能源的消耗，步进梁上下两侧设置有横向凸起，滚轮外周设置有容纳横向凸起的环槽；

所述抓取机构设置在步进梁前侧，抓取机构包括由左至右间隔设置的5个机械手，所述步进梁后侧间隔设置5个载料台，载料台用于在生产线方向上运送坯料和半成形工件。为便于操控，5个机械手等距间隔，5个载料台等距间隔设置，相邻的载料台的间距与相邻的机械手的间距相同。

在本实施例中，步进梁左右移动有一部分时间与机械手动作的时间重叠，可以减少总的工艺流程中消耗的时间。

在本实施例中，所述同步带包括带体、安装在机架上的主动带轮、从动带轮、伺服电机A，伺服电机A与主动带轮的轮轴连接传动，在主动带轮、从动带轮经带体连接传动，上侧的带体上设置有移动座，上侧的带体前后两侧沿横向对称设置有两个安装在机架上的直线导轨，移动座下侧设置有容置直线导轨的导轨槽，移动座经导轨槽搭设在直线导轨上，步进梁经连接座与移动座相连接。

在本实施例中，所述机械手包括升降机构、纵移机构、气动夹爪，所述升降机构包括竖直安装在机架上的丝杆A，丝杆A一端与伺服电机B连接传动,丝杆A上套设有与其螺纹配合的螺母A，螺母与升降座连接固定，所述纵移机构包括纵置的丝杆B，丝杆B一端与伺服电机C连接传动,丝杆B安装在升降座上，丝杆B上套设有与其螺纹配合的螺母B，螺母B与纵移座连接固定，气动夹爪安装在纵移座上。

在本实施例中，丝杆A前后两侧对称设置有竖置的导轨A，导轨A、伺服电机B安装在机架上，导轨A上设置有滑块A, 滑块A与升降座连接固定，丝杆B上下两侧对称设置有纵置的导轨B，导轨B、伺服电机C安装在升降座上，导轨B上设置有滑块B, 滑块B与纵移座连接固定。

在本实施例中，所述纵移座下方设置有转向架，转向架前后两侧各设置一个气动夹爪，两侧的气动夹爪前后对称布置方便同时夹取并快速交换工件，纵移座上设置有转向轴、伺服电机D，转向轴经轴承座安装在纵移座上，伺服电机D竖直安装在纵移座上，轴承座内上下设置两个球轴承，有利于手爪绕轴转动时保持平稳，同时，下方的球轴承可减少转向轴运行时的轴向振动和径向跳动，提高转向轴的回转精度，转向轴下端连接转向架，上端设置有大带轮，伺服电机D输出轴上设置有小带轮，大带轮、小带轮经皮带连接传动。

在本实施例中，第三个、第四个机械手上的气动夹爪经纵置的轴体与转向架相连接，轴体经轴承座安装在转向架上，轴体上设置有齿轮，齿轮上部或下部设置有与其啮合的横向齿条，转向架前侧、后侧分别横置有翻转气缸，翻转气缸的气缸杆末端经连接板与横向齿条一端连接固定，同一转向架上前后两侧的两个翻转气缸反向设置。

在本实施例中，所述气动夹爪包括基板、左右对称设置的两侧夹爪，基板中部横置有双向气缸，双向气缸的两个气缸杆末端分别连接与其同侧的夹爪。

在本实施例中，所述气动夹爪包括基板、左右对称设置的两侧夹爪，夹爪内侧中部设有弧形凹槽以便夹持工件，基板中部横置有两个夹爪气缸，两个夹爪气缸反向设置，夹爪气缸的气缸杆末端连接与其同侧的夹爪。

在本实施例中，基板上部、下部对称设置有两个横向导轨，横向导轨上左右对称设置有两个滑块C，两个滑块C分别连接与其同侧的夹爪。

本送料系统运作流程如下：

镦粗：将加热后的坯料置于第一个载料台上，载料平台将其送至第一个镦粗待抓取工位，第一个机械手将通过气动夹爪将工件抓起后水平转动180度，然后送至镦粗冲床的冲压台，工件经锻压后再经由气动夹爪夹起，水平转动180度，放至第二个载料台；

正向冲孔：第二个载料台将工件送至正向冲孔待抓取工位，第二个机械手将通过气动夹爪将工件抓起后水平转动180度，然后送至正向冲孔的冲压台，工件经正向冲孔后再经由气动夹爪夹起，水平转动180度，放至第三个载料台；

反向冲孔：第三个载料台将工件送至反向冲孔待抓取工位，第三个机械手将通过气动夹爪将工件抓起后水平转动180度，再将抓住工件的气动夹爪在竖直平面内转动180度，然后送至反向冲孔冲床的冲压台，工件经反向冲孔后再经由气动夹爪夹起，水平转动180度，放至第四个载料台；

旋压：第四个载料台将工件送至旋压加工待抓取工位，第四个机械手将通过气动夹爪将工件抓起后水平转动180度，再将抓住工件的气动夹爪在竖直平面内转动180度，然后送至立式碾环机内加工，工件经旋压加工后再经由气动夹爪夹起，水平转动180度，放至第五个载料台；

整形：第五个载料台将工件送至整形待抓取工位，第五个机械手将通过气动夹爪将工件抓起后水平转动180度，然后送至整形冲床的冲压台，工件经整形后再经由气动夹爪夹起，水平转动180度，并将加工好的工件送送出生产线。

本实用新型在总体布局方式上在每个工位机床对向布置机械手，而非在两个工位之间布置机械手，减少了锻压机械手的运动行程并远离了锻压机床，也即减少了锻压机床工作时对机械手造成的震动影响，步进梁联系了各个机械手的位置关系和运动关系，使得机械手需要有各自配合的动作，实现同步上下运动和前后运动，再通过气动夹爪实现工件在相应工序的夹持、翻转及旋转等操作。

本实用新型将轴承环毛坯的左右移动独立出来，减少了由于左右移动行程过长对轴承环锻压机械手的影响，左右移动使用同步带驱动，利用同步带的缓冲，可减少震动，同时也可以协调各个机械手的同步性。机械手负责前后移动以及上下移动，由此可以大大减少其移动轴承环毛坯的行程，气动夹爪和与其配合的伺服电机D，只需要调整轴承环毛坯的姿态既可以，即旋转，因此轴承环毛坯将更准确有效的传送到各个工序待加工工位，提高了整个生产的工作效率。

上列较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种轴承环锻造生产线自动送料系统，其特征在于：包括安装在机架上的送料机构、抓取机构；

所述送料机构包括横置的步进梁，步进梁前侧左端设置有驱动步进梁横向移动的同步带，步进梁经连接座与同步带相连接，步进梁旁侧由左至右间隔设置若干固定板，固定板安装在机架上，固定板的四个角部设置有滚轮，步进梁位于上方及下方的滚轮之间，步进梁上下两侧设置有横向凸起，滚轮外周设置有容纳横向凸起的环槽；

所述抓取机构设置在步进梁前侧，抓取机构包括由左至右间隔设置的5个机械手，所述步进梁后侧间隔设置5个载料台。

2.根据权利要求1所述的轴承环锻造生产线自动送料系统，其特征在于：所述同步带包括带体、安装在机架上的主动带轮、从动带轮、伺服电机A，伺服电机A与主动带轮的轮轴连接传动，在主动带轮、从动带轮经带体连接传动，上侧的带体上设置有移动座，上侧的带体前后两侧沿横向对称设置有两个安装在机架上的直线导轨，移动座下侧设置有容置直线导轨的导轨槽，移动座经导轨槽搭设在直线导轨上，步进梁经连接座与移动座相连接。

3.根据权利要求1所述的轴承环锻造生产线自动送料系统，其特征在于：所述机械手包括升降机构、纵移机构、气动夹爪，所述升降机构包括竖直安装在机架上的丝杆A，丝杆A一端与伺服电机B连接传动,丝杆A上套设有与其螺纹配合的螺母A，螺母与升降座连接固定，所述纵移机构包括纵置的丝杆B，丝杆B一端与伺服电机C连接传动,丝杆B安装在升降座上，丝杆B上套设有与其螺纹配合的螺母B，螺母B与纵移座连接固定，气动夹爪安装在纵移座上。

4.根据权利要求3所述的轴承环锻造生产线自动送料系统，其特征在于：丝杆A前后两侧对称设置有竖置的导轨A，导轨A、伺服电机B安装在机架上，导轨A上设置有滑块A, 滑块A与升降座连接固定，丝杆B上下两侧对称设置有纵置的导轨B，导轨B、伺服电机C安装在升降座上，导轨B上设置有滑块B, 滑块B与纵移座连接固定。

5.根据权利要求3或4所述的轴承环锻造生产线自动送料系统，其特征在于：所述纵移座下方设置有转向架，转向架前后两侧各设置一个气动夹爪，纵移座上设置有转向轴、伺服电机D，转向轴经轴承座安装在纵移座上，伺服电机D竖直安装在纵移座上，转向轴下端连接转向架，上端设置有大带轮，伺服电机D输出轴上设置有小带轮，大带轮、小带轮经皮带连接传动。

6.根据权利要求5所述的轴承环锻造生产线自动送料系统，其特征在于：第三个、第四个机械手上的气动夹爪经纵置的轴体与转向架相连接，轴体经轴承座安装在转向架上，轴体上设置有齿轮，齿轮上部或下部设置有与其啮合的横向齿条，转向架前侧、后侧分别横置有翻转气缸，翻转气缸的气缸杆末端经连接板与横向齿条一端连接固定，同一转向架上前后两侧的两个翻转气缸反向设置。

7.根据权利要求6所述的轴承环锻造生产线自动送料系统，其特征在于：所述气动夹爪包括基板、左右对称设置的两侧夹爪，基板中部横置有双向气缸，双向气缸的两个气缸杆末端分别连接与其同侧的夹爪。

8.根据权利要求6所述的轴承环锻造生产线自动送料系统，其特征在于：所述气动夹爪包括基板、左右对称设置的两侧夹爪，基板中部横置有两个夹爪气缸，两个夹爪气缸反向设置，夹爪气缸的气缸杆末端连接与其同侧的夹爪。

9.根据权利要求7或8所述的轴承环锻造生产线自动送料系统，其特征在于：基板上部、下部对称设置有两个横向导轨，横向导轨上左右对称设置有两个滑块C，两个滑块C分别连接与其同侧的夹爪。