CN115947100B - 一种汽车轮边加工中心上料装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车轮边加工中心上料装置，主要涉及轮边壳加工领域。一种汽车轮边加工中心上料装置，包括承载架、机械手、承接架以及设置在加工中心工作台上的定位工装，所述承载架上具有送料输送带，所述送料输送带前端设置取料平台，所述机械手至少具有三自由度，所述机械手前端设置夹头，所述定位工装包括工装底座，所述工装底座两侧具有工装台，所述工装底座上设置升降台，所述升降台中心设置中心柱，所述中心柱底部设置中心气缸，所述中心柱顶部铰接若干压片，所述中心柱内设置压片气缸。本发明的有益效果在于：本发明合并了轮边壳的法兰端以及底面端孔位的加工工序，加工效率得到了极大提高，且提高了自动化程度，降低了人力成本。

Description

一种汽车轮边加工中心上料装置

技术领域

本发明主要涉及轮边壳加工领域，具体是一种汽车轮边加工中心上料装置。

背景技术

轮边减速器是汽车传动系中最后一级减速增扭装置，采用轮边减速器可满足在总传动比相同的条件下，使变速器、传动轴、主减速器、差速器、半轴等部件的载荷减少，尺寸变小以及使驱动桥获得较大的离地间隙等优点，它被广泛应用于载重货车、大型客车、越野汽车及其他一些大型工矿用车。

轮边减速器主要由轮边壳、输入轴与行星轮系统几部分组成，其中轮边壳作为各部件的防护、安装部件，其端面法兰以及底面具有若干安装孔、销孔以及螺纹油孔，在进行轮边外圆、内腔以及底面中心孔的粗车、精车之后，需要吊运固定在加工中心上进行各个孔位的加工。目前主要通过行车吊运加上手动调整的方式将轮边壳固定在工装上，在完成法兰面的孔位加工之后，需要将工件卸下转运到另一加工中心上，利用第二套模具对轮边壳进行翻转固定，完成轮边壳的底面孔位加工。这种加工工艺将孔位加工分隔为两道工序，利用两套工装进行两次上料完成。整体工艺需要对工件进行两次上料以及定位装夹，非加工时间较长，导致加工效率较低，且加工过程需要人工参与程度高，增加了人力成本。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种汽车轮边加工中心上料装置，它合并了轮边壳的法兰端以及底面端孔位的加工工序，加工效率得到了极大提高，且提高了自动化程度，降低了人力成本。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种汽车轮边加工中心上料装置，包括承载架、机械手、承接架以及设置在加工中心工作台上的定位工装，所述承载架上具有送料输送带，所述送料输送带前端设置取料平台，所述取料平台底部设置可升降的定位弧板，所述定位弧板与轮边壳内壁相适应；所述机械手至少具有三自由度，所述机械手前端设置夹头，所述夹头底部铰接若干卡爪，所述卡爪末端的铰接位置为圆弧形且具有环齿，所述夹头中心设置夹头电机，所述夹头电机的电机轴上设置与环齿啮合的驱动齿轮；所述承接架设置在承载架相对一侧，所述定位工装包括工装底座，所述工装底座两侧具有工装台，所述工装台与工装底座组合成为“U”型结构，两个所述工装台上均设置内轨，所述内轨内滑动设置推动座，所述推动座末端设置推动气缸，两个所述推动座上转动设置翻转轴，所述翻转轴上设置翻转电机，所述翻转轴前端底部固定设置承载板，所述翻转轴前端顶部设置装夹座，所述装夹座上设置装夹气缸，所述装夹气缸的活塞杆上设置装夹片，所述工装底座上设置升降台，所述升降台上设置至少一个定位销，所述升降台中心设置中心柱，所述中心柱底部设置中心气缸，所述中心柱顶部铰接若干压片，所述中心柱内设置压片气缸，所述压片气缸的活塞杆顶端与压片铰接。

所述取料平台上具有凹槽，所述定位弧板滑动安装在凹槽内，所述定位弧板底部设置定位气缸，所述定位弧板顶部具有锥度。

所述卡爪处于初始状态时，所述卡爪收起在夹头内部。

所述工装台侧面具有限位槽，所述承载板与限位槽滑动连接。

所述推动气缸为两级气缸，所述推动气缸的一级伸展使得所述承载板前端滑出限位槽但后端仍在限位槽内，所述推动气缸的二级伸展使得所述承载板完全滑出限位槽。

所述升降台与工装台滑动连接，所述升降台与工装底座之间设置升降气缸。

所述工装台中部设置限位台，所述限位台与升降台顶面相适应。

当所述压片处于初始状态时，所述压片位于中心柱内。

所述装夹座上转动设置摆动座，所述摆动座上设置摆动电机，所述装夹气缸设置在摆动座上。

所述工装台侧面呈倾斜状态设置高压喷嘴。

对比现有技术，本发明的有益效果是：

本发明完成了轮边壳底面孔位以及法兰端孔位的合并加工，通过一次的上料可以完成两端孔位的加工，减少了一次工件的上下料操作，且通过合并工序，减少了一次工件的转运过程，提高了加工效率。

本装置通过机械手完成了轮边壳的自动上下料，提高了轮边壳孔位加工的自动化程度，减少了人工的参与程度，使得一名操作人员能够照看更多的加工中心，从而降低了人力成本。

本装置提高了加工工装的电气化程度，通过加工工装的自动化驱动，可带动轮边壳进行翻转，从而完成轮边壳加工位置的转换，极大的提高了加工效率。

附图说明

附图1是本发明使用状态参考图；

附图2是本发明轮边壳底面加工的定位工装结构示意图；

附图3是本发明轮边壳底面加工的定位工装左视结构示意图；

附图4是本发明轮边壳法兰面加工的定位工装结构示意图；

附图5是本发明轮边壳法兰面加工的定位工装俯视结构示意图；

附图6是本发明定位工装结构示意图；

附图7是本发明推动座部分结构示意图；

附图8是本发明中心柱局部剖视结构示意图；

附图9是本发明夹头俯视状态结构示意图；

附图10是本发明取料平台结构示意图；

附图11是本发明A部局部放大结构示意图；

附图12是本发明B部局部放大结构示意图。

附图中所示标号：1、承载架；2、机械手；3、承接架；4、定位工装；5、升降台；11、送料输送带；12、取料平台；13、定位弧板；14、定位气缸；21、夹头；22、卡爪；23、夹头电机；41、工装底座；42、工装台；43、内轨；44、推动座；45、推动气缸；46、翻转轴；47、翻转电机；48、承载板；49、装夹座；50、装夹气缸；51、装夹片；52、定位销；53、中心柱；54、中心气缸；55、压片；56、压片气缸；57、限位槽；58、升降气缸；59、限位台；491、摆动座；492、摆动电机。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

如图1-12所示，本发明所述一种汽车轮边加工中心上料装置，包括承载架1、机械手2、承接架3以及设置在加工中心工作台上的定位工装4。本装置的各动作部件均受到控制器的控制。所述承载架1作为汽车轮边壳的存放架，并作为机械手2抓取的定位位置。所述定位工装4作为加工中心进行孔位加工的定位工装，用于对轮边壳进行定位，完成轮边壳法兰端与底面端的孔位加工操作。所述定位工装4是合并孔位加工工序的重要部件。所述承接架3作为完成孔位加工的工件的暂存架，通过机械手完成工件的上料以及下料的搬运操作。

所述承载架1上具有送料输送带11，所述送料输送带11前端设置取料平台12，所述取料平台12底部设置可升降的定位弧板13，所述定位弧板13与轮边壳内壁直径一致。所述送料输送带11作为车加工完成的轮边壳的输送机构，其可连接在车加工工序，可也单独设置，通过吊装的方式将轮边壳进行摆放。送料输送带11上的轮边壳法兰端朝下与输送带11表面相接触。所述的送料输送带11通过送料电机的驱动带动轮边壳向下游位移，到达取料平台12后被取料平台12进行定位。取料平台12也是机械手2对轮边壳夹取的位置。取料平台12上、送料输送带11的末端均安装与控制器信号连接的定位传感器。具体的，所述取料平台12上具有凹槽，所述定位弧板13滑动安装在凹槽内，所述定位弧板13底部安装定位气缸14，所述定位弧板13顶部具有锥度。所述定位弧板13顶部朝向圆心方向过度，从而形成一定的锥度。当轮边壳本输送到取料平台12上时，取料平台12上的传感器检测到信号，由控制器控制输送带11停止运行，同时定位气缸14顶升定位弧板13，定位弧板13顶部的锥度对轮边壳内壁进行一定的引导，并最终利用定位弧板13的直径将轮边壳定位到待抓取位置，此时定位弧板13的外壁与轮边壳的内壁相贴合。当送料输送带11启动且末端的定位传感器长时间检测不到轮边壳时，向控制器发出信号报告工件告罄，由操作人员进行补充。

所述机械手2至少具有三自由度，所述机械手2可以采用框架式的由丝杠传动或者同步带机构驱动的机械手结构，也可采用高自由度的数控机器人，由丝杠传动或者同步带机构驱动的机械手结构适合重量较大的工件，数控机器人适合质量较轻、加工位置较为狭窄的工件。由于机械手2本身并不是本发明的终点，因而本实施方式中仅以数控机器人为例进行图解描述。

所述机械手2前端安装夹头21，所述夹头21底部铰接若干卡爪22，所述卡爪22末端的铰接位置为圆弧形且具有环齿，所述夹头21中心安装夹头电机23，所述夹头电机23的电机轴上安装与环齿啮合的驱动齿轮。本机械手2前端的夹头21作为轮边壳底面中心孔夹取的动作部件。所述夹头21的直径略小于轮边壳底面中心孔的直径。当所述卡爪22处于初始状态时，所述卡爪22收起在夹头21内部。在需要对轮边壳进行抓取时，机械手2带动夹头21插入到轮边壳中心孔内，夹头电机23通过驱动齿轮带动环齿转动，从而将卡爪22自夹头21内旋出，从而使卡爪22对轮边壳内底面接触，从而利用将轮边壳提起转运。当完成转运后，只需要控制夹头电机23反转，将卡爪22重新收起到夹头21内即可。

所述承接架3设置在承载架1相对一侧，所述承接架3对孔位加工完成的轮边壳进行承载，所述承载架1可以选用具有可转移轮组的架体，也可安装带式输送机进行转移。

所述定位工装4包括工装底座41，所述工装底座41两侧具有工装台42，所述工装台42与工装底座41组合成为“U”型结构。所述工装底座41通过“T”型压块安装在加工中心的工作台上。两个所述工装台42上均开设有内轨43，两个内轨43在同一直线上。所述内轨43内滑动安装推动座44，所述推动座44与内轨43紧密贴合无间隙。所述推动座44末端安装推动气缸45，所述推动气缸45作为推动座44沿内轨43滑动的动力源。本实施方式中所述推动气缸45采用两级伸展的气缸，从而对后续的承载板48进行二级推动。

两个所述推动座44上转动设置翻转轴46，所述翻转轴46上设置翻转电机47，所述翻转轴46前端底部固定设置承载板48，所述翻转轴46前端顶部设置装夹座49，所述装夹座49上设置装夹气缸50，所述装夹气缸50的活塞杆上设置装夹片51。所述承载板48受到推动气缸45的推动伸出到推动座44外侧，从而对轮边壳的法兰端进行承载。所述装夹气缸50上的装夹座49对轮边壳的法兰端进行压紧，从而对轮边壳进行固定。所述工装台42侧面具有限位槽57，所述承载板48与限位槽57滑动连接。所述推动气缸45的一级伸展使得所述承载板48前端滑出限位槽57但后端仍在限位槽57内，使得所述承载板48在限位槽57的限位下保持水平，从而保证轮边壳孔位加工的平面度。所述推动气缸45的二级伸展使得所述承载板48完全滑出限位槽57，此时解放了翻转轴46的动作，使得装夹片51与承载板48的装夹能够带动轮边壳翻转，使轮边壳的底面朝下进而完成法兰端孔位的加工。

更为具体的，所述工装台42上位于内轨43的下方为空心结构，且该空心结构与内轨43底部相连通，从而在翻转轴46带动装夹座49翻转后，随着推动座44的回收所述装夹座49以及其上的装夹气缸50、装夹片51能够进入该空心结构内，从而防止该部分结构与工装台42发生干涉。

更为具体的，所述装夹座49上转动安装摆动座491，所述摆动座491上设置摆动电机492，所述装夹气缸50设置在摆动座491上。所述摆动电机492可以驱动摆动座491进行180度的转动，从而在初始状态时，装夹片51不会对轮边壳的放置造成干涉。

所述工装底座41上设置升降台5，所述升降台5上具有至少一个定位销52，所述定位销52对轮边壳底面的加工孔进行定位，从而确定法兰上的孔位位置。所述升降台5中心设置中心柱53，中心柱53作为对轮边壳进行压紧定位的部件。中心柱53包括与升降台5固定连接的固定筒以及与固定筒滑动连接的滑动筒。所述中心柱53底部的固定筒内安装中心气缸54，中心气缸54的活塞杆与滑动筒底部固定安装，通过中心气缸54的伸缩可以实现滑动筒的上升与下降。所述中心柱53的滑动筒顶部铰接若干压片55，所述中心柱53的滑动筒内安装压片气缸56，所述压片气缸56的活塞杆顶端与压片55铰接。具体的，所述压片55末端为长孔，所述压片气缸56前端具有连接柱，连接柱在长孔内滑动。通过压片气缸56的下压，可以推动压片55转动从而使压片55展开，进而中心气缸54收缩，使压片55压动轮边壳的底部，完成对轮边壳的固定。进一步的，当所述压片55处于初始状态时，所述压片55位于中心柱53内。所述中心柱53顶部具有限位块，当所述压片55自下向上展开90度后，会与中心柱53顶部的限位块相接触，从而对压片55的位移进行限位，对轮边壳进行良好的固定。

具体的，所述升降台5与工装台42滑动连接，所述升降台5与工装底座41之间安装升降气缸58。所述工装台42侧边具有滑槽，升降台5上具有与滑槽相配合的滑块。通过所述升降气缸58的顶升动作，可以将升降台5进行顶升，使其与翻转过来的轮边壳底面相接触。所述工装台42中部具有限位台59，所述限位台59与升降台5顶面相接触，从而保证升降台5的水平度，确保轮边壳的水平状态，以保证轮边壳底面的孔位加工精确度。

更为具体的，为了确保加工中心孔位加工时铁削的顺利排出，所述工装台42侧面呈倾斜状态设置高压喷嘴。所述高压喷嘴连接高压气流，在加工完成后进行吹扫清除铁销，避免铁销对后续的加工造成干涉。

使用本装置完成轮边壳的加工方法如下：

S1：首先控制器控制所述承载架1上的送料输送带11将倒置防止的轮边壳输送到取料平台12上，随后定位气缸14带动定位弧板13顶升，随着定位弧板13与轮边壳内腔的接触而将轮边壳带动，使轮边壳移动到取料平台12的待抓取位置。

S2：随后控制器控制机械手2对轮边壳进行抓取，机械手2带动夹头21插入到轮边壳底面的中心孔内，夹头21内的夹头电机23驱动卡爪22自夹头21内旋出，随后机械手2将轮边壳提起后转运到加工中心内的定位工装4上，定位气缸14带动定位弧板13收缩，送料输送带11将下一轮边壳输送到取料平台12上。

S3：所述推动气缸45带动推动座44一级伸展，所述机械手2将轮边壳放置到承载板48的承接位置进行承托，随后控制器控制摆动座491转动180度后朝向轮边壳方向，装夹气缸50控制装夹片51下压对轮边壳固定，随后控制器控制夹头21内的卡爪22回缩，机械手2脱离对轮边壳的装夹，随后由加工中心对轮边壳的底面孔位进行加工。

S4、当完成了轮边壳底面的孔位加工后，所述装夹气缸50暂时控制装夹片51松开装夹，随后推动气缸45带动推动座44二级伸展，承载板48脱离与限位槽57的接触，同时装夹气缸50控制装夹片51继续对轮边壳进行夹紧，随后由翻转电机47带动翻转轴46翻转180度，装夹气缸50控制装夹片51再次松开对轮边壳的夹紧。同时升降气缸58带动升降台5提升到与轮边壳底面相接触的位置，其中中心柱53与轮边壳底面的加工孔进行插接，中心柱53插入到底面的中心孔内，并由压片气缸56下降带动压片55展开，中心气缸54下压带动压片55对轮边壳内底面进行装夹固定，随后推动气缸45带动推动座44完全收缩脱离与轮边壳法兰端的接触，由加工中心完成轮边壳法兰面的孔位加工。

S5：完成轮边壳法兰面的孔位加工后，推动气缸45带动推动座44二级伸展，承载板48继续与法兰端接触，装夹气缸50控制装夹片51对轮边壳进行夹紧，随后由翻转电机47带动翻转轴46翻转180度，使轮边壳底面朝上。随后由机械手2对轮边壳进行抓取，将其放置到承接架3上。

S6：所述推动气缸45带动推动座44收缩一级呈现一级伸缩状态，摆动座491摆动180度到后侧，等待下一轮边壳的加工。

Claims (7)

1.一种汽车轮边加工中心上料装置，包括承载架（1）、机械手（2）、承接架（3）以及设置在加工中心工作台上的定位工装（4），其特征在于：所述承载架（1）上具有送料输送带（11），所述送料输送带（11）前端设置取料平台（12），所述取料平台（12）底部设置可升降的定位弧板（13），所述定位弧板（13）与轮边壳内壁相适应；所述机械手（2）至少具有三自由度，所述机械手（2）前端设置夹头（21），所述夹头（21）底部铰接若干卡爪（22），所述卡爪（22）末端的铰接位置为圆弧形且具有环齿，所述夹头（21）中心设置夹头电机（23），所述夹头电机（23）的电机轴上设置与环齿啮合的驱动齿轮；所述承接架（3）设置在承载架（1）相对一侧，所述定位工装（4）包括工装底座（41），所述工装底座（41）两侧具有工装台（42），所述工装台（42）与工装底座（41）组合成为“U”型结构，两个所述工装台（42）上均设置内轨（43），所述内轨（43）内滑动设置推动座（44），所述推动座（44）末端设置推动气缸（45），两个所述推动座（44）上转动设置翻转轴（46），所述翻转轴（46）上设置翻转电机（47），所述翻转轴（46）前端底部固定设置承载板（48），所述工装台（42）侧面具有限位槽（57），所述承载板（48）与限位槽（57）滑动连接，所述推动气缸（45）为两级气缸，所述推动气缸（45）的一级伸展使得所述承载板（48）前端滑出限位槽（57）但后端仍在限位槽（57）内，使得所述承载板（48）在限位槽（57）的限位下保持水平，所述推动气缸（45）的二级伸展使得所述承载板（48）完全滑出限位槽（57），使得装夹片（51）与承载板（48）的装夹能够带动轮边壳翻转，所述翻转轴（46）前端顶部设置装夹座（49），所述装夹座（49）上设置装夹气缸（50），所述装夹座（49）上转动设置摆动座（491），所述摆动座（491）上设置摆动电机（492），所述装夹气缸（50）设置在摆动座（491）上，所述装夹气缸（50）的活塞杆上设置装夹片（51），所述工装底座（41）上设置升降台（5），所述升降台（5）上设置至少一个定位销（52），所述升降台（5）中心设置中心柱（53），所述中心柱（53）底部设置中心气缸（54），所述中心柱（53）顶部铰接若干压片（55），所述中心柱（53）内设置压片气缸（56），所述压片气缸（56）的活塞杆顶端与压片（55）铰接。

2.根据权利要求1所述的一种汽车轮边加工中心上料装置，其特征在于：所述取料平台（12）上具有凹槽，所述定位弧板（13）滑动安装在凹槽内，所述定位弧板（13）底部设置定位气缸（14），所述定位弧板（13）顶部具有锥度。

3.根据权利要求1所述的一种汽车轮边加工中心上料装置，其特征在于：所述卡爪（22）处于初始状态时，所述卡爪（22）收起在夹头（21）内部。

4.根据权利要求1所述的一种汽车轮边加工中心上料装置，其特征在于：所述升降台（5）与工装台（42）滑动连接，所述升降台（5）与工装底座（41）之间设置升降气缸（58）。

5.根据权利要求4所述的一种汽车轮边加工中心上料装置，其特征在于：所述工装台（42）中部设置限位台（59），所述限位台（59）与升降台（5）顶面相适应。

6.根据权利要求1所述的一种汽车轮边加工中心上料装置，其特征在于：当所述压片（55）处于初始状态时，所述压片（55）位于中心柱（53）内。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种汽车轮边加工中心上料装置，其特征在于：所述工装台（42）侧面呈倾斜状态设置高压喷嘴。

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