CN215033802U - 一种蜗杆驱动左右抱轴分度盘四工位机器人辅助锪孔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机器人辅助粉末冶金工件气阀锪孔加工领域，具体涉及一种蜗杆驱动左右抱轴分度盘四工位机器人辅助锪孔装置。一种蜗杆驱动左右抱轴分度盘四工位机器人辅助锪孔装置，其特征是，蜗杆蜗轮机壳内，蜗轮通轴向上，蜗杆蜗轮机壳的上部，设置分度盘；蜗杆蜗轮机壳内，蜗轮通轴向下，蜗杆蜗轮机壳的下部，设置左右抱轴装置；本实用新型的有益之处是，用蜗杆蜗轮驱动的分度盘，转动角度准确，分度盘上工件圆台的锪孔工件可以准确到位。锪孔加工时，左右抱轴抱紧蜗轮通轴，消除轴间晃动，可以使工件圆台上的工件锪孔精确定位；左右抱轴分度盘，可以长期稳定工作，无需调整。

Description

一种蜗杆驱动左右抱轴分度盘四工位机器人辅助锪孔装置

技术领域

本实用新型属于机器人辅助粉末冶金工件气阀锪孔加工领域，具体涉及一种蜗杆驱动左右抱轴分度盘四工位机器人辅助锪孔装置。

背景技术

某空调压缩机的粉末冶金件，是一个中心通轴的转盘。该转盘盘面上设置有气阀通孔，气阀通孔与盘中心通轴平行。气阀通孔表面需要锪孔加工，满足气阀密封功能。锪孔加工，是在原工件预留气阀通孔的上表面内沿，加工内陷斜面、研磨，气阀密封监测，确保气阀活塞与对应气阀通孔之间的密封。锪孔过程：锪孔工件的通孔向上，套在钻床工件圆台的中心圆柱上，锪孔工件的气阀通孔套装在定位销上，保持锪孔工件不动。气阀通孔的正上方，是钻床的锪孔刀具。现实的问题是，每次工件锪孔加工时间短，但拆换工件（安装、取件）耗费时间长，导致锪孔总体效率低。为提高锪孔效率，引用机器人辅助装置，在拆换工件的同时，锪孔加工，提高效率。创新思路是，在钻床前设置蜗轮驱动的分度盘，在分度盘沿上、90度圆心角间隔，安装四个工件定位圆台。锪孔时，分度盘沿顺时针方向90度转动，盘上每个工件定位圆台依次是安装工位、锪孔工位、监测工位和取走工位。分度盘在转动，工位的位置不变，永久循环。转动中，分度盘上锪孔工位工件的通孔，准确定位在钻床正下方，其余三个工位离开钻床加工位置。该装置的全部操作，如电机驱动蜗杆，蜗轮、分度盘转动、放置工件、锪孔加工、监测气阀和取走工件过程，全部由pic系统控制。锪孔过程：初始，分度盘静止，锪孔工位与钻床对齐；机器人在分度盘安装工位工件圆台上，放置工件，分度盘上其它3工位空置；随后，pic系统启动步进电机，步进电机驱动蜗杆，蜗杆驱动蜗轮，蜗轮与分度盘同轴，分度盘顺时针转动90度停止，刚才放置工件的工件圆台，刚好转到钻床正下方，钻床在pic系统控制下，开始锪孔加工；与此同时，分度盘上另一个空置的定位圆台，刚好在安装工位，机器人再次放置工件，分度盘上，还有2工位空置，没有操作；再后，放置结束、锪孔结束，pic系统启动步进电机，蜗杆驱动蜗轮，分度盘再次顺时针转动90度停止；刚才放置工件的工件圆台，刚好又转到钻床正下方，钻床在pic系统控制下，开始锪孔加工；与此同时，分度盘上另一个空置的定位圆台，刚好在安装工位，机器人放置工件；与此同时，刚才锪孔工件的工件圆台，刚好转到监测工位，气压嘴伸出，开始监测气阀密封情况，此时，分度盘上只有1工位空置；再后，放置工件结束、监测结束、锪孔结束，pic系统启动步进电机，蜗杆驱动蜗轮，分度盘顺时针转动90度停止；刚才放置工件的工件圆台，刚好又转到钻床正下方，钻床在pic系统控制下，开始锪孔加工；与此同时，分度盘上的另一个空置定位圆台，刚好在安装工位，机器人放置工件；刚才监测工位的工件，转到取走工位，由机器人取走工件；取走工件、放置工件结束、监测结束、锪孔结束，pic系统开始新一轮机器人放置、锪孔、监测和取走过程。整个过程，最关键的要求是，分度盘每次必须转动90度。查阅机械手册，蜗杆驱动蜗轮转动，可以精确控制蜗轮转动的角度；蜗轮通轴的上部固定分度盘，就可以精确控制分度盘的角度。进一步，考虑到分度盘上锪孔位置远离分度盘盘心竖轴，锪孔钻床向下作用力矩，能引起分度盘转轴偏心；蜗轮通轴承与蜗轮通轴的稍许间隙，会影响锪孔精度。因此，特别在蜗轮通轴下，设置气压左右抱轴装置。每次锪孔前，pic系统启动气压左右抱轴，抱住分度盘下蜗轮通轴，保持蜗轮通轴竖立，保证锪孔精度。本发明人，用蜗杆蜗轮驱动左右抱轴分度盘四工位锪孔装置，提高锪孔加工效率。

发明内容

针对现有工件钻床锪孔加工时间短，拆换锪孔工件（安装、取件）耗费时间长的缺点，本发明人，用蜗杆蜗轮驱动左右抱轴分度盘四工位机器人辅助锪孔装置，在锪孔同时拆换锪孔工件，提高锪孔加工效率。

本实用新型的技术方案：一种蜗杆驱动左右抱轴分度盘四工位机器人辅助锪孔装置，其特征是，该机器人辅助锪孔装置的中间部分，是蜗杆蜗轮机壳(4)，蜗杆蜗轮机壳(4)安装在钻床前的水平基座上；蜗杆蜗轮机壳(4)内，蜗轮通轴（16）向上，蜗杆蜗轮机壳(4)的上部，设置分度盘（10）；蜗杆蜗轮机壳(4)内，蜗轮通轴（16）向下，蜗杆蜗轮机壳(4)的下部，设置左右抱轴装置；如图1所示，蜗杆蜗轮机壳(4)内部，蜗轮（9）通过轴键（17）与蜗轮通轴（16）连接；蜗轮通轴（16）竖立；蜗轮通轴（16）上端通过轴键(15)连接分度盘（10），分度盘（10）盘面水平；在分度盘(10)上，设置4个工件定位圆台（12），4个工件定位圆台（12）绕分度盘(10)盘心中心对称分布；工件定位圆台（12），被4个埋头螺钉（11）十字形固定在分度盘(10)上，高度是10毫米；工件定位圆台（12）的中心，设置工件定位圆柱（13），工件定位圆柱（13）的高度是5毫米；工件定位圆台（12）中心与内侧螺钉（11）的之间，设置定位销（14），定位销（14）高度是3毫米；

如图2所示，蜗杆蜗轮机壳(4)内部，蜗杆(6)水平安装，蜗杆(6)两端设置轴承，蜗杆(6)的一端通过联轴器(2), 轴连接步进电机(1)；蜗杆(6)机械连接蜗轮（9），蜗轮（9）竖立安装，蜗轮（9）机械连接蜗轮通轴（16），蜗轮通轴（16）上端机械连接分度盘(10)；分度盘(10)上，设置4个工件定位圆台（12）；4个工件定位圆台（12），绕分度盘(10)盘心中心对称；工件定位圆台（12）的直径是80毫米，被4个螺钉（11）十字形固定在分度盘(10)上；工件定位圆台（12）的中心设置工件定位圆柱（13），工件定位圆柱（13）的直径是15毫米；工件定位圆台（12）中心与内侧螺钉（11）连线的中间，设置定位销（14），定位销（14）距工件定位圆台（12）中心的距离，是25毫米；

如图3所示，左右抱轴装置，包括左抱轴（26）、右抱轴（19）、左推杆（25）、右推杆（22）、左右弹簧座（27）各2个、前后弹簧（28）各1个、气缸（23）、气缸活塞（29）和前后燕尾导轨（18）各1条，左抱轴（26）和右抱轴（19）合起来，外形是一个正方形立方体，正方形立方体中心是内圆，内圆的半径与蜗轮通轴（16）适配；在蜗杆蜗轮机壳(4)下端面，设置前后燕尾导轨（18），在左右抱轴部件的上端面设置燕尾槽，该燕尾导轨与对应燕尾槽适配；通过燕尾槽，左右抱轴部件悬挂在蜗杆蜗轮机壳(4)下；在左右抱轴部件的前后端面，沿左右抱轴分界面对称设置左右弹簧卡座（27），弹簧（28）支撑在左右抱轴前后端的弹簧卡座上，左右抱轴部件的内圆面，不接触蜗轮通轴（16）表面；在左右抱轴部件的下端面，设置左推杆（25）、右推杆（22）；左推杆（25）的一端固定在左抱轴部件（26）下端面中间的转轴上，右推杆（22）的一端固定在右抱轴部件（19）下端面中间的转轴上，左右推杆的另一端与气缸活塞杆（29）的鱼眼转轴连接；气缸（23）通过气缸座（30）固定在钻床的前侧。

本实用新型的工作原理说明；1分度盘准确转动：简单讲，利用蜗杆驱动蜗轮，可以精确控制蜗轮转动角度的方法，控制分度盘精确转动90度；步进电机驱动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮，蜗轮带动分度盘90度转动，分度盘上四个工件圆台，依次进入锪孔工位。详细，蜗杆蜗轮机壳安装在钻床的水平基座上，步进电机轴连接蜗杆，蜗杆水平安装，蜗轮通轴竖直向上，蜗轮通轴上端安装四工位分度盘，四工位分度盘盘平面水平设置，四工位分度盘盘沿上，按等半径、90度角间距，设置四个安装工件的工件圆台，工件圆台轴向与四工位分度盘转轴平行；工件圆台的中心，是定位圆柱；在工件圆台上，定位圆柱柱心与分度盘盘心的连线上，对应工件的锪孔孔心位置，设置定位销。2安装锪孔工件：锪孔工件的中轴通孔套在单位圆柱上，锪孔工件圆盘上需要锪孔的通孔套在定位销上，保证该工件既不能移动，也不能转动，等待锪孔加工。分度盘上四个工件圆台，沿顺时针依次是，放置工位、锪孔工位、测试工位和取走工位。锪孔工位的工件锪孔口，在锪孔钻床的锪孔位置。四工位分度盘，安装在竖直的蜗轮通轴上，四工位分度盘平面水平；四工位分度盘上，共有四个工件圆台。步进电机驱动蜗杆，蜗杆驱动蜗轮，带动四工位分度盘，每次准确转动90度，四个工件圆台轮流进入锪孔位置。此时，工件圆台上锪孔工件的锪孔通孔，正对数控钻床的钻头。3气压左右抱轴：考虑的四工位分度盘的受力和轴与轴承间隙，在四工位分度盘下的蜗轮通轴上，安装气压左右抱轴装置。左右抱轴的外形是两个外方内半圆壳体，内半圆半径与突出蜗轮通轴适配；左抱轴（26）和右抱轴（19）合起来，外形是一个正方形立方体，正方形立方体中心是内圆，内圆的半径与蜗轮通轴（16）适配；在蜗杆蜗轮机壳(4)下端面，设置前后燕尾导轨（18），在左右抱轴部件的上端面设置燕尾槽，该燕尾导轨与对应燕尾槽适配；通过燕尾槽，左右抱轴部件悬挂在蜗杆蜗轮机壳(4)下；在左右抱轴部件的前后端面，沿左右抱轴分界面对称设置左右弹簧卡座（27），弹簧（28）支撑在左右抱轴前后端的弹簧卡座上，左右抱轴部件的内圆面，不接触蜗轮通轴（16）表面；在左右抱轴部件的下端面，设置左推杆（25）、右推杆（22）；左推杆（25）的一端固定在左抱轴部件（26）下端面中间的转轴上，右推杆（22）的一端固定在右抱轴部件（19）下端面中间的转轴上，左右推杆的另一端与气缸活塞杆（29）的鱼眼转轴连接；气缸（23）通过气缸座（30）固定在钻床的前侧。分度盘转动时，弹簧（28）支撑在左右抱轴前后端的弹簧卡座上，左右抱轴部件的内圆面，不接触蜗轮通轴（16）表面；蜗轮通轴（16）及分度盘自由转动；分度盘转动结束锪孔前，气阀打开，气缸活塞伸出，通过左右推杆推动左右抱轴合拢，抱住蜗轮通轴（16），分度盘上开始锪孔加工；锪孔加工结束，气阀反向进气，气压缸杆收回，左右推杆收回，前后弹簧推动左右抱轴松开蜗轮通轴（16），放松蜗轮通轴后，步进电机、蜗轮驱动四工位分度盘转动90度，又开始抱轴，下一工位继续锪孔。本实用新型蜗杆蜗轮驱动左右抱轴四工位分度盘，是全自动粉末冶金工件加工、检测、涂油和包装生产线的一部分。

本实用新型一种蜗杆驱动左右抱轴分度盘四工位机器人辅助锪孔装置的有益之处是，用蜗杆蜗轮驱动的分度盘，转动角度准确，分度盘上工件圆台的锪孔工件可以准确到位。锪孔加工时，分度盘下左右抱轴抱紧蜗轮通轴，消除轴间晃动，可以使工件圆台上的工件锪孔精确定位；左右抱轴分度盘，可以长期稳定工作，无需调整。

附图说明

图1一种蜗杆驱动左右抱轴分度盘四工位机器人辅助锪孔装置的整体结构刨面图。

图2一种蜗杆驱动左右抱轴分度盘四工位机器人辅助锪孔装置的整体结构俯视局刨图。

图3一种蜗杆驱动左右抱轴分度盘四工位机器人辅助锪孔装置左右抱轴构件的结构示意图。

图中 1、步进电机, 2、联轴器, 3、轴承盖，4、蜗杆蜗轮机壳， 5、圆锥滚子轴承,6、蜗杆， 7、深沟轴承, 8、轴承盖, 9、蜗轮, 10、分度盘, 11、工件定位台固定螺钉，12、工件定位台，13、工件定位圆柱， 14、工件定位销，15、轴键，16、蜗轮通轴，17、轴键，18、抱轴导轨，19、右抱轴，20、右推杆转轴，21、右推杆固定螺丝，22、右推杆，23、气缸，24、气缸活塞连接螺栓，25、左推杆，26、左抱轴，27、弹簧座，28、张力弹簧，29、气缸活塞杆，30、气缸固定底座。

具体实施方式

具体实施例，以FMYJ- G2021粉末冶金工件自动锪孔机生产线为例，说明如下：一种蜗杆驱动左右抱轴分度盘四工位机器人辅助锪孔装置是粉末冶金工件自动锪孔生产线的一部分。如图2所示，蜗杆蜗轮机壳(4)安装在水平基座上；蜗杆蜗轮机壳(4)内部，蜗杆(6)水平安装，蜗杆(6)两端设置蜗杆轴承；蜗杆齿轮与蜗轮齿轮适配，蜗杆(6)与蜗轮（9）机械连接，蜗轮通轴竖直向上，蜗杆(6)的一端轴连接步进电机(1)轴；1分度盘准确转动：简单讲，利用蜗杆驱动蜗轮，可以精确控制蜗轮转动角度的方法，控制分度盘精确转动90度；步进电机驱动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮，蜗轮带动分度盘90度转动，分度盘上四个工件圆台，依次进入锪孔工位。详细，蜗杆蜗轮机壳安装在钻床的水平基座上，步进电机轴连接蜗杆，蜗杆水平安装，蜗轮通轴竖直向上，蜗轮通轴上端安装四工位分度盘，四工位分度盘盘平面水平设置，四工位分度盘盘沿上，按等半径、90度角间距，设置四个安装工件的工件圆台，工件圆台轴向与四工位分度盘转轴平行；工件圆台的中心，是定位圆柱；在工件圆台上，定位圆柱柱心与分度盘盘心的连线上，对应工件的锪孔孔心位置，设置定位销。2安装锪孔工件：锪孔工件的中轴通孔套在单位圆柱上，锪孔工件圆盘上需要锪孔的通孔套在定位销上，保证该工件既不能移动，也不能转动，等待锪孔加工。分度盘上四个工件圆台，沿顺时针依次是，放置工位、锪孔工位、测试工位和取走工位。锪孔工位的工件锪孔口，在锪孔钻床的锪孔位置。四工位分度盘，安装在竖直的蜗轮通轴上，四工位分度盘平面水平；四工位分度盘上，共有四个工件圆台。步进电机驱动蜗杆，蜗杆驱动蜗轮，带动四工位分度盘，每次准确转动90度，四个工件圆台轮流进入锪孔位置。此时，工件圆台上锪孔工件的锪孔通孔，正对数控钻床的钻头。3气压左右抱轴：考虑的四工位分度盘的受力和轴与轴承间隙，在四工位分度盘下的蜗轮通轴上，安装气压左右抱轴装置。左右抱轴的外形是两个外方内半圆壳体，内半圆半径与突出蜗轮通轴适配；左抱轴（26）和右抱轴（19）合起来，外形是一个正方形立方体，正方形立方体中心是内圆，内圆的半径与蜗轮通轴（16）适配；在蜗杆蜗轮机壳(4)下端面，设置前后燕尾导轨（18），在左右抱轴部件的上端面设置燕尾槽，该燕尾导轨与对应燕尾槽适配；通过燕尾槽，左右抱轴部件悬挂在蜗杆蜗轮机壳(4)下；在左右抱轴部件的前后端面，沿左右抱轴分界面对称设置左右弹簧卡座（27），弹簧（28）支撑在左右抱轴前后端的弹簧卡座上，左右抱轴部件的内圆面，不接触蜗轮通轴（16）表面；在左右抱轴部件的下端面，设置左推杆（25）、右推杆（22）；左推杆（25）的一端固定在左抱轴部件（26）下端面中间的转轴上，右推杆（22）的一端固定在右抱轴部件（19）下端面中间的转轴上，左右推杆的另一端与气缸活塞杆（29）的鱼眼转轴连接；气缸（23）通过气缸座（30）固定在钻床的前侧。分度盘转动时，弹簧（28）支撑在左右抱轴前后端的弹簧卡座上，左右抱轴部件的内圆面，不接触蜗轮通轴（16）表面；蜗轮通轴（16）及分度盘自由转动；分度盘转动结束锪孔前，气阀打开，气缸活塞伸出，通过左右推杆推动左右抱轴合拢，抱住蜗轮通轴（16），分度盘上开始锪孔加工；锪孔加工结束，气阀反向进气，气压缸杆收回，左右推杆收回，前后弹簧推动左右抱轴松开蜗轮通轴（16），放松蜗轮通轴后，步进电机、蜗轮驱动四工位分度盘转动90度，又开始抱轴，下一工位继续锪孔。

本实用新型一种蜗杆驱动左右抱轴分度盘四工位机器人辅助锪孔装置的有益之处是，用蜗杆蜗轮驱动的分度盘，转动角度准确，分度盘上工件圆台的锪孔工件可以准确到位。锪孔加工时，左右抱轴抱紧蜗轮通轴，消除轴间晃动，可以使工件圆台上的工件锪孔精确定位；左右抱轴分度盘，可以长期稳定工作，无需调整。

Claims (1)

1.一种蜗杆驱动左右抱轴分度盘四工位机器人辅助锪孔装置，其特征是，该机器人辅助锪孔装置的中间部分，是蜗杆蜗轮机壳(4)，蜗杆蜗轮机壳(4)安装在钻床前的水平基座上；蜗杆蜗轮机壳(4)内，蜗轮通轴（16）向上，蜗杆蜗轮机壳(4)的上部，设置分度盘（10）；蜗杆蜗轮机壳(4)内，蜗轮通轴（16）向下，蜗杆蜗轮机壳(4)的下部，设置左右抱轴装置；蜗杆蜗轮机壳(4)内部，蜗轮（9）通过轴键（17）与蜗轮通轴（16）连接；蜗轮通轴（16）竖立；蜗轮通轴（16）上端通过轴键(15)连接分度盘（10），分度盘（10）盘面水平；在分度盘(10)上，设置4个工件定位圆台（12），4个工件定位圆台（12）绕分度盘(10)盘心中心对称分布；工件定位圆台（12），被4个埋头螺钉（11）十字形固定在分度盘(10)上，高度是10毫米；工件定位圆台（12）的中心，设置工件定位圆柱（13），工件定位圆柱（13）的高度是5毫米；工件定位圆台（12）中心与内侧螺钉（11）的之间，设置定位销（14），定位销（14）高度是3毫米；蜗杆蜗轮机壳(4)内部，蜗杆(6)水平安装，蜗杆(6)两端设置轴承，蜗杆(6)的一端通过联轴器(2), 轴连接步进电机(1)；蜗杆(6)机械连接蜗轮（9），蜗轮（9）竖立安装， 蜗轮（9）机械连接蜗轮通轴（16），蜗轮通轴（16）上端机械连接分度盘(10)；分度盘(10)上，设置4个工件定位圆台（12）；4个工件定位圆台（12），绕分度盘(10)盘心中心对称；工件定位圆台（12）的直径是80毫米，被4个螺钉（11）十字形固定在分度盘(10)上；工件定位圆台（12）的中心设置工件定位圆柱（13），工件定位圆柱（13）的直径是15毫米；工件定位圆台（12）中心与内侧螺钉（11）连线的中间，设置定位销（14），定位销（14）距工件定位圆台（12）中心的距离，是25毫米；左右抱轴装置，包括左抱轴（26）、右抱轴（19）、左推杆（25）、右推杆（22）、左右弹簧座（27）各2个、前后弹簧（28）各1个、气缸（23）、气缸活塞（29）和前后燕尾导轨（18）各1条，左抱轴（26）和右抱轴（19）合起来，外形是一个正方形立方体，正方形立方体中心是内圆，内圆的半径与蜗轮通轴（16）适配；在蜗杆蜗轮机壳(4)下端面，设置前后燕尾导轨（18），在左右抱轴部件的上端面设置燕尾槽，该燕尾导轨与对应燕尾槽适配；通过燕尾槽，左右抱轴部件悬挂在蜗杆蜗轮机壳(4)下；在左右抱轴部件的前后端面，沿左右抱轴分界面对称设置左右弹簧卡座（27），弹簧（28）支撑在左右抱轴前后端的弹簧卡座上，左右抱轴部件的内圆面，不接触蜗轮通轴（16）表面；在左右抱轴部件的下端面，设置左推杆（25）、右推杆（22）；左推杆（25）的一端固定在左抱轴部件（26）下端面中间的转轴上，右推杆（22）的一端固定在右抱轴部件（19）下端面中间的转轴上，左右推杆的另一端与气缸活塞杆（29）的鱼眼转轴连接；气缸（23）通过气缸座（30）固定在钻床的前侧。

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