一種曲軸去毛刺機器及去毛刺工藝的製作方法

2023-05-27 13:55:56 2

本發明涉及機械製造加工領域，屬於曲軸加工方面，尤其涉及一種曲軸去毛刺機器及去毛刺工藝。

背景技術：

曲軸作為發動機的關鍵部件之一，在生產加工過程中對於每道工序加工工藝的控制十分嚴謹，因為曲軸的加工精度直接影響發動機的整體工作狀態和使用壽命。

發動機曲軸加工過程中在加工面與加工面交界處，或加工面與毛胚面交界處，例如曲軸輔板邊緣、直油道與斜油道交叉孔處會出現毛刺，因曲軸外形多為不規則曲面，曲軸毛胚面與加工面邊緣處尺寸一致性不好,數控工具機不易進行去毛刺加工。原有加工技術為操作者使用手持氣動工具打磨去除毛刺，加工環節多勞動強度大、磨削效率低、磨削效果一致性不受控、鐵屑飛濺工作環境惡劣。

技術實現要素：

本發明針對現有技術中操作者使用手持氣動工具打磨去除毛刺，加工環節多勞動強度大、磨削效率低、磨削效果一致性不受控、鐵屑飛濺工作環境惡劣，曲軸外形曲面一致性不好，不易實現自動化加工的缺陷提供了一種曲軸去毛刺機器。

本發明的目的是通過一下技術方案來實現的：

一種曲軸去毛刺機器，包括工具機床架、伺服電機、氣動卡盤、曲軸支架、去毛刺刀具和機械臂；所述伺服電機設置在所述工具機床架的一側，所述曲軸支架對應伺服電機設置在工具機床架相對的一側，所述氣動卡盤通過伺服電機驅動，所述曲軸支架和氣動卡盤配合夾住曲軸；所述機械臂相鄰工具機床架設置，所述去毛刺刀具安裝在所述機械臂的前端，通過機械臂驅動完成曲軸去毛刺工序。

優選地，還包括曲軸支架移動平臺和託盤，所述託盤設置在工具機床架上，所述託盤的一端為上料區，另一端為去毛刺區，在上料區和去毛刺區之間設置有平臺軌道，所述曲軸支架移動平臺滑動設置在所述平臺軌道上。

優選地，所述曲軸支架移動平臺包括支架軌道、曲軸支架、夾具和軸向定位缸，所述曲軸支架包括曲軸前端支架和曲軸輸出端支架，所述支架軌道和所述平臺軌道垂直設置，所述夾具設置在曲軸前端支架和曲軸輸出端支架之間，所述曲軸支架和夾具滑動設置在所述曲軸支架移動平臺的支架軌道上，所述前端支架設置在靠近氣動卡盤的一側，所述軸向定位缸設置在所述輸出端支架遠離夾具的一側，所述軸向定位缸驅動曲軸輸出端支架移動。

優選地，還包括清掃毛輪、清掃驅動電機、清掃架、旋轉軸和用於升降清掃架的清掃氣缸，所述清掃毛輪通過清掃架設置在工具機床架上，所述清掃架通過旋轉軸安裝在工具機床架上；所述清掃氣缸安裝在工具機床架上，驅動清掃架繞旋轉軸旋轉；所述清掃驅動電機和清掃毛輪驅動連接。

優選地，還包括移動式刀庫，所述移動式刀庫設置在所述機械臂的一側，所述移動式刀庫包括放置刀具的刀架和刀架軌道，所述刀架滑動設置在所述刀架軌道上。

優選地，還包括清掃毛輪保護罩，所述清掃毛輪保護罩罩在所述清掃毛輪上。

優選地，所述工具機床架上設置有用來驅動曲軸支架移動平臺在託盤軌道上移動的工位定位缸。

一種曲軸去毛刺工藝，其特徵在於，包括以下步驟：

S1，工位定位缸將所述曲軸支架移動平臺從託盤的去毛刺去驅動到上料區；

S2，所述傳感器檢測進行自檢，若傳感器正常工作，曲軸被放置在所述曲軸支架上，所述傳感器對曲軸進行尺寸檢測；

S3，所述傳感器將檢測到的曲軸尺寸上傳至控制系統，控制系統控制曲軸支架移動平臺的軸向定位缸調節曲軸前端支架和曲軸輸出端支架之間的間距，直至能將曲軸兩端的主軸頸分別放置到曲軸前端支架和曲軸輸出端支架上；

S4，所述工位定位缸將所述曲軸支架移動平臺從託盤的上料區驅動至去毛刺區；

S5，所述軸向定位缸對曲軸進行軸向定位，將其推至所述氣動卡盤處；

S6，所述氣動卡盤將曲軸卡住固定；

S7，刀架在刀架軌道上滑至機械臂所在工作區，機械臂將對應的去毛刺刀具從所述刀架裡邊取出，安裝在所述機械臂的前端，然後刀架從刀架軌道上滑出機械臂所在工作區；

S8，伺服電機進行旋轉，通過氣動卡盤驅動曲軸旋轉；

S9，機械臂驅動刀具對曲軸進行去毛刺工序；

S10，通過壓縮空氣高壓吹槍對各油道孔進行吹掃；

S11，清掃氣缸將清掃架落下，清掃驅動電機驅動清掃毛輪對曲軸進行清理，清掃完之後，清掃驅動電機停止轉動，清掃氣缸將清掃架升起；

S12，工位定位缸將所述曲軸支架移動平臺從所述去毛刺區驅動至上料區，取下曲軸。

與現有技術相比本發明至少具有一下優點：

在六軸工業機器人的基礎上增加了第七軸，第七軸伺服電機驅動氣動卡盤使曲軸與機器人隨動工作大幅度縮短加工節拍，採用軸向浮動打磨裝置和徑向浮動打磨裝置去除毛刺，解決了曲軸外形曲面一致性不好，不易實現自動化加工的難題，在加工時實現了曲軸的自動軸向定位、自動角向定位；在加工前設置防錯檢測，使加工用自動化程序與加工工件型號相對應，避免誤操作現象發生；在需要更換產品型號加工時，實現工裝自動切換。

附圖說明

圖1為本發明提供的一種曲軸去毛刺機器的整體結構示意圖；

圖2為本發明提供的一種曲軸去毛刺機器的曲軸支架移動平臺結構示意圖；

圖3為本發明提供的一種曲軸去毛刺機器的清掃結構示意圖；

圖4為本發明提供的一種曲軸去毛刺機器的曲軸支架移動平臺的放大結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發明的保護範圍。

一種曲軸去毛刺機器，包括工具機床架1，伺服電機2、氣動卡盤19、曲軸支架、去毛刺刀具和機械臂8；伺服電機2設置在工具機床架1的一側，曲軸支架對應伺服電機2設置在工具機床架1相對的一側，氣動卡盤19通過伺服電機2驅動，曲軸支架和氣動卡盤19配合夾住曲軸；機械臂8相鄰工具機床架1設置，去毛刺刀具安裝在機械臂8的前端，通過機械臂8驅動完成曲軸去毛刺工序。

結合圖1對本發明進行說明，本發明包括工具機床架1、清掃架10、清掃驅動電機7、伺服電機2、託盤3、旋轉軸4、清掃氣缸5、機械臂8、工位定位缸6和移動式刀庫，工具機床架1上設置有託盤3、伺服電機2、清掃驅動電機7、旋轉軸4、清掃氣缸5、清掃架10和工位定位缸6，託盤3與工具機床架1的內邊緣相接，伺服電機2設置在工具機床架1的一側並且高於託盤3，清掃驅動電機7設置在伺服電機2的上端，清掃架10通過旋轉軸4和清掃氣缸5連接於工具機床架1，工位定位缸6設置在工具機床架1的兩端，用來驅動曲軸支架移動平臺20在託盤軌道12上移動；機械臂8設置在工具機床架1的一側，機械臂8設置在和託盤3成一排的位置上，移動式刀庫設置在機械臂8的一側，移動式刀庫包括刀架9和刀架軌道11，刀架9根據機械臂8的操作在刀架軌道11上移動。刀架9用來放置和檢測去毛刺刀具，機械臂8從刀架9內換取去毛刺刀具，刀架9在機械臂8換刀時在刀架軌道11上從護欄(圖中未示出)外移至機械臂8的工作區，刀架9在機械臂8去毛刺時移出機械臂8的工作區到護欄(圖中未示出)外。

如圖2所示本發明提供的曲軸去毛刺機器中的曲軸支架移動平臺結構示意圖，託盤3上設置有平臺軌道13，曲軸支架移動平臺20滑動設置在託盤3的平臺軌道13上，曲軸支架移動平臺20的移動由工裝定位缸6來驅動；曲軸支架移動平臺20上設置有支架軌道18、曲軸支架、夾具14和軸向定位缸17，曲軸支架包括曲軸前端支架15和曲軸輸出端支架16，支架軌道18和所述平臺軌道13垂直設置，夾具14設置在曲軸前端支架15和曲軸輸出端支架16之間，曲軸支架和夾具14滑動設置在曲軸支架移動平臺20的支架軌道18上，前端支架15設置在靠近氣動卡盤19的一側，夾具14上設置有傳感器，軸向定位缸17設置在輸出端支架16遠離氣動卡盤19的一側，軸向定位缸17驅動曲軸輸出端支架16在支架平臺上移動。

如圖3所示為本發明提供的曲軸去毛刺機器中的清掃結構示意圖，清掃結構包括清掃毛輪21、清掃毛輪保護罩12、清掃氣缸5和清掃驅動電機7，清掃毛輪21通過清掃架10上設置在工具機床架1，清掃毛輪保護罩12罩在清掃毛輪21的上，將清掃毛輪21的上半部包圍，清掃毛輪保護罩用來保護清掃毛輪21和防止清掃時毛刺碎屑亂飛，清掃氣缸5連接清掃架10和工具機床架1。

如圖4所述為曲軸去毛刺機器的曲軸支架移動平臺的放大結構示意圖。曲軸支架移動平臺20上設置有支架軌道18、曲軸支架、夾具14和軸向定位缸17，曲軸支架包括曲軸前端支架15和曲軸輸出端支架16，支架軌道18和所述平臺軌道13垂直設置，夾具14設置在曲軸前端支架15和曲軸輸出端支架16之間，曲軸支架和夾具14滑動設置在曲軸支架移動平臺20的支架軌道18上，前端支架15設置在靠近氣動卡盤19的一側，夾具14上設置有傳感器，軸向定位缸17設置在輸出端支架16遠離氣動卡盤19的一側，軸向定位缸17驅動曲軸輸出端支架16在支架平臺上移動。

本發明的工作原理如下：

S1：在桁架機械手上料之前，工位定位缸6控制曲軸支架移動平臺20在託盤3的軌道13上進行移動到託盤3的上料區。

S2：設備控制系統根據目前加工的曲軸型號，對所有傳感器進行裝置自檢，檢測傳感器是否可以正常工作，在檢測無誤後，設備控制系統向桁架機械手(圖中未示出)發出上料指令，桁架機械手將曲軸放置在曲軸支架上，傳感器對曲軸尺寸型號進行檢測，根據曲軸連杆頸的尺寸來判斷曲軸型號。

S3：傳感器將檢測到的曲軸尺寸上傳至控制系統，控制系統控制曲軸支架移動平臺的軸向定位缸調節曲軸前端支架和曲軸輸出端支架之間的間距，直至能將曲軸兩端的主軸頸分別放置到曲軸前端支架和曲軸輸出端支架上；

S4：。工位定位缸將曲軸支架移動平臺從託盤的上料區驅動至去毛刺區；

S5：夾具14將曲軸加緊，軸向定位缸17開始工作，對曲軸進行軸向定位，將曲軸推至與氣動卡盤19連接處。

S6：氣動卡盤19將曲軸的一端夾緊，將曲軸固定，夾具14鬆開然後。

S7：刀架9在刀架軌道11上滑至機械臂8所在工作區，機械臂8將對應的去毛刺刀具從所述刀架9裡邊取出，安裝在機械臂8的前端，然後刀架9從刀架軌道11上滑出機械臂8所在工作區；

S8：刀庫9在機械臂8每次換刀前在刀庫軌道11上從護欄外移動至機械臂8的工作區，換完刀後進行去毛刺時從機械臂8的工作區在刀庫軌道11上移出機械臂8的工作區。

S9：伺服電機2開始旋轉，通過氣動卡盤19帶動曲軸旋轉。

S10：機械臂8開始工作，機械臂8驅動去毛刺刀具對曲軸進行去毛刺，伺服電機2配合機械臂8隨動去毛刺，伺服電機2根據機械臂8的工作步驟進行相應的旋轉，正轉、反轉或者正反轉結合旋轉，伺服電機2通過氣動卡盤19帶動曲軸進行相應的旋轉；機械臂8在換刀前先進行刀具檢測，機械臂8在加工完一道工序之後，將刀具放入刀架9，然後機械臂8將自動更換下一道工序所需要的刀具；機械臂8更換油道孔去毛刺徑向浮動刀具，並且和伺服電機2、氣動卡盤19隨動完成各油道孔交叉孔毛刺清理工作，伺服電機2通過氣動卡盤19帶動曲軸旋轉，伺服電機2根據機械臂8的工作步驟進行相應的旋轉，在進行油道孔交叉孔毛刺清理時，機械臂8先對曲軸的半面進行加工，此時伺服電機2不轉，當機械臂8將這半面的油道孔交叉孔毛刺清理完成之後，伺服電機2進行旋轉，旋轉到曲軸的另半面和機械臂8相對，然後機械臂8在進行剩餘半面油道孔交叉孔毛刺的清理工作；機械臂8使用壓縮空氣高壓吹槍對各油道孔交叉孔內的殘留碎屑進行吹掃；機械臂8對中心孔進行去毛刺，氣動卡盤19鬆開，工位定位缸6將曲軸推送至中心孔去毛刺工位，機械臂8更換縱向浮動刀具，利用縱向浮動刀具的橡膠磨頭對中心孔毛刺進行清理。

S11：機械臂8每次換刀後，刀庫9都對刀具進行檢測，如果檢測出刀具損壞將損壞刀具放入刀庫9，黃色報警燈閃亮，顯示屏提示幾號刀損壞需要更換(報警燈和顯示屏圖中未示出)，機械臂8將拿起同一型號的刀具將上一道工序重新進行加工，如果加工完這道工序，刀具被放回到移動式刀庫9後沒有被檢測出被損壞，則刀檢通過，進行下一道工序。

S12：清掃氣缸5將清掃架10落下，清掃驅動電機7開始旋轉，驅動清掃毛輪21旋轉，同時伺服電機2通過氣動卡盤19驅動曲軸旋轉，清掃毛輪21和曲軸同時旋轉清理曲軸表面碎屑，完成後清掃驅動電機7停止轉動，清掃氣缸5將清掃架10升起。

S13：工位定位缸6驅動曲軸支架移動平臺20在軌道11上進行移動，從去毛刺區驅動至上料區，桁架機械手落下，桁架機械手取走曲軸，此循環結束。

以上，僅為本發明較佳的具體實施方式，但發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求書的保護範圍為準。