一种适用于发动机曲轴的磨削处理方法和服务器与流程

1.本发明涉及发动机曲轴精密加工技术领域，尤其涉及一种适用于发动机曲轴的磨削处理方法和服务器。


背景技术：

2.现有工艺中，对于曲轴的信号盘棱边去毛刺倒角、轴颈油槽去毛刺、油孔口倒角抛光和油孔内交叉孔去毛刺，均是采用人工手持打磨工具如气动磨头、电动磨头、油石、棉布条、砂布条等对固定在专用夹具上的曲轴进行磨削加工，导致现有工艺存在人员劳动强度大、工作环境差(粉尘、噪音)、生产效率低、产品质量不稳定、意外碰伤导致产品报废多等缺点。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种适用于发动机曲轴的磨削处理方法，其能解决现有工艺存在人员劳动强度大、工作环境差(粉尘、噪音)、生产效率低、产品质量不稳定、意外碰伤导致产品报废多等问题。
4.本发明的目的之二在于提供一种适用于发动机曲轴的磨削处理服务器，其能解决现有工艺存在人员劳动强度大、工作环境差(粉尘、噪音)、生产效率低、产品质量不稳定、意外碰伤导致产品报废多等问题
5.为了达到上述目的之一，本发明所采用的技术方案如下：
6.一种适用于发动机曲轴的磨削处理方法，包括以下步骤：
7.s1：将曲轴固定在曲轴夹具上，驱使曲轴上的油孔与合金铰刀同轴心，再通过合金铰刀以800转/分钟的转速进入油孔内去除毛刺，然后将合金铰刀退回起始位置；
8.s2：判断曲轴是否存在待去除毛刺的油孔，若是，则执行s1，若否，则执行s3；
9.s3：调整曲轴上的油孔与旋转砂枪回转中心同轴心，驱使旋转砂枪的转速为200转/分钟、砂带的转速为2000转/分钟对油孔口进行倒角和抛光；
10.s4：判断曲轴是否存在待倒角和抛光的油孔口，若是，则执行s3，若否，则执行s5；
11.s5：调整曲轴信号盘棱边面与合金旋转锉刀呈水平45
°
夹角，驱使合金旋转锉刀以2000转/分钟的转速对曲轴信号盘棱边面进行倒角；
12.s6：判断曲轴是否存在待倒角信号盘棱边面，若是，则执行s5，若否，则执行s7；
13.s7：调整曲轴旋转中心与钢丝轮旋转中心平行，驱使钢丝轮以3kgf的浮动力对磨削曲轴轴颈油槽；
14.s8：判断曲轴是否存在待磨削的曲轴轴颈油槽，若是，则执行s7，若否，则结束程序。
15.优选的，所述s1具体由以下步骤实现：
16.s11：将曲轴固定在曲轴夹具上，驱使曲轴上的油孔与合金铰刀同轴心，再移动曲轴至油孔口与合金铰刀前端点距离5mm的位置；
17.s12：驱使合金铰刀以800转/分钟的转速进入油孔内，并运动至交叉孔位置，然后维持在交叉孔位置停留1秒，然后将合金铰刀退回起始位置。
18.优选的，所述s3具体由以下步骤实现：
19.s31：调整曲轴上的油孔与旋转砂枪回转中心同轴心，再移动曲轴至油孔口与旋转砂枪前端点距离0.5mm的位置；
20.s32：驱使转速为200转/分钟的旋转砂枪和转速为2000转/分钟的砂带以1kgf的浮动力对油孔口进行倒角和抛光1秒。
21.优选的，所述s5具体由以下步骤实现：
22.s51：调整曲轴信号盘棱边面与合金旋转锉刀呈水平45
°
夹角，移动曲轴至信号盘棱边与合金旋转锉刀接触的位置；
23.s52：驱使转速为2000转/分钟的合金旋转锉刀以3kgf的浮动力对曲轴信号盘棱边面进行倒角。
24.优选的，所述s7具体由以下步骤实现：
25.调整曲轴旋转中心与钢丝轮旋转中心平行，驱使转速为1000转/分钟的钢丝轮以3kgf的浮动力对磨削曲轴轴颈油槽。
26.为了达到上述目的之二，本发明所采用的技术方案如下：
27.一种适用于发动机曲轴的磨削处理服务器，包括储存器和处理器；
28.储存器，用于储存程序指令；
29.处理器，用于运行所述程序指令，以执行上述的适用于发动机曲轴的磨削处理方法。
30.相比现有技术，本发明的有益效果在于：根据曲轴磨削加工的实际需要，采用对应的磨削工具分别对信号盘棱、轴颈油槽、油孔口和油孔内进行自动化加工，降低曲轴磨削加工工艺对人工的劳动强度和依赖，有效避免了因人工作业而产生的工业伤害的可能，提升了产品良品率，避免了人为碰伤报废。
附图说明
31.图1为本发明中所述的适用于发动机曲轴的磨削处理方法的流程图。
32.图2为本发明中所述的曲轴的结构示意图。
具体实施方式
33.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
34.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
35.在本发明的描述中，需要说明的是，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
37.本发明中所述的适用于发动机曲轴的磨削处理方法，应用于自动打磨设备中，尤其是6轴工业机械人，其中，所述曲轴如图2所示，其主要作用是承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作，也就是说曲轴在工作中会受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用。因此要求曲轴有足够的强度和刚度，轴颈表面需耐磨、工作均匀、平衡性好，所以必须对曲轴的油孔、信号盘棱边面和曲轴轴颈油槽进行倒角、去毛刺和抛光处理，以避免曲轴的正常工作被影响，出现受力不均匀等问题，导致曲轴断裂。在本发明中，所述六轴工业机器人来模拟人手对产品进行移动和磨抛等操作，同时机器人手臂末端第6轴上安装有专用夹具，具有夹持、放松、自动对正曲轴中心和可绕曲轴中心旋转任意角度的功能，进一步的机器人周围分布有料架(用于产品放置)、带力控浮动电主轴(安装合金旋转锉刀用于曲轴信号盘棱边去毛刺倒角)、带力控旋转砂枪(安装砂带用于油孔口倒角、抛光)、带力控抛光机(安装钢丝轮、磨料丝轮用于轴颈油槽、机加工面产生的毛刺去除)、轴向往复电主轴(安装合金铰刀用于油孔内交叉孔毛刺的去除)等专用设备。一般情况下，产品料架上有10个用于放置待加工产品的v型架，因此先设定程序起始产品座标原点共10个点(设置方法为利用示教器，人工示教输入。输入的方法为：1、通过示教器操作机器人运动到第一个产品处；2、在系统中记录下当前机器人6个轴的数值位置寄存器中，此时为第一个产品的座标原点；3、因为料架间的距离为等距的220mm，因此采用平行偏置220mm的方法，产生另外9个产品座标原点。程序中设定有相关的i/o指令，能让机器人自动循环的轮流读取这10个座标，分别抓取这10个座标上的产品去加工。加工完成后，会自动放回原处，并从下一个座标点抓取产品加工。整个过程是自动的，由程序中的i/o指令执行)，用于机器人识别抓取和放置产品。进行设定时，设定各加工设备的用户座标，用于让机器人识别不同工具的相对位置。设定方法为：1、利用示教器移动机器人第6轴到各加工设备的基准点上；2、计录当前相对于机器人底座基准座标的位置数据；3、根据笛卡尔法则定义加工设备的三轴方向，设定机器人端专用夹具的工具座标时，用于让机器人识别夹具夹持产品后与各加工设备上的工具的相对位置。设定方法为：1、测量专用夹具的旋转中心与机器人第6轴法兰的距离；2、把距离数据(单位为mm)直接输入到工具座标系中的“z”值中，保存后就可自动生成。当设定好产品座标原点、各加工设备的用户座标原点、专用夹具的工具座标原点后，就可通过机器人的示教器移动机器人并记录运动轨迹，从而生成从产品搬运到加工等一系列动作的标准程序。后面所述工艺步骤中各种耗材及加工参数值为经过实际打磨抛光验证后制定的标准，可根据不同的产品形状及加工质量要求，只需重新设定座标及参数，即可以满足加工不同产品之需求。人工或其它专用设备将待加工产品放入储料架后，启动机器人，机器人会自动从料架中抓取待加工产品。当机器人抓取到产品后开始进行如下适用于发动机曲轴的磨削处理方法所述的步骤进行工作，以达成自动化加工处理曲轴。
38.实施例一：
39.如图1
‑
2所示，一种适用于发动机曲轴的磨削处理方法，包括以下步骤：
40.s1：将曲轴固定在曲轴夹具上，驱使曲轴上的油孔与合金铰刀同轴心，再通过合金铰刀以800转/分钟的转速进入油孔内去除毛刺，然后将合金铰刀退回起始位置；
41.具体的，自动打磨设备从料架上抓取曲轴，并移动至轴向往复电主轴设备前并调整好姿态，使曲轴上的油孔与轴向往复电主轴上的合金铰刀同轴心，在本实施例中，所述s1具体由以下步骤实现：
42.s11：将曲轴固定在曲轴夹具上，驱使曲轴上的油孔与合金铰刀同轴心，再移动曲轴至油孔口与合金铰刀前端点距离5mm的位置；
43.具体的，将曲轴固定在自动打磨设备的曲轴夹具上，并驱使曲轴上的油孔与合金铰刀同轴心，然后启动轴向往复电主轴并设定转速为800转/分钟(此时仅有轴向往复电主轴转动，合金铰刀未转动)，移动曲轴至油孔口与合金铰刀前端点距离5mm位置，从而进一步校准油孔与合金铰刀的位置，提供加工精度。
44.s12：驱使合金铰刀以800转/分钟的转速进入油孔内，并运动至交叉孔位置，然后维持在交叉孔位置停留1秒，然后将合金铰刀退回起始位置。
45.具体的，启动驱动轴向往复电主轴轴向运动的气缸开关使电主轴带着旋转中的合金铰刀向前运动(进入油孔内)，此时合金铰刀在轴向往复电主轴的驱动下，以800转/分钟的转速进入油孔内，合金铰刀到达交叉孔位置后停留1秒(利用旋转中的合金铰刀刃口将孔内毛刺去除)，然后关闭驱动轴向往复电主轴轴向运动的气缸开关使轴向往复电主轴回退到起始位置，再将合金铰刀移离油孔，完成该油孔的去除毛刺作业。
46.s2：判断曲轴是否存在待去除毛刺的油孔，若是，则执行s1，若否，则执行s3；
47.具体的，重复步骤s11
–
s12，直至曲轴上所有的油孔均完成去除毛刺作业，再进行油孔口的倒角和抛光作业。具体的，可通过向自动打磨设备内部的储存器中预存曲轴上所有油孔的坐标，并将油孔的坐标沿加工方向依次排列，自动打磨设备沿加工方向对逐个油孔进行去除毛作业，当自动打磨设备完成当前油孔的去除毛刺作业后，则判断该油孔的坐标是否属于加工方向上的最后一个油孔的坐标，若是，则执行s3，若否，则重复步骤s11
–
s12，对加工方向上的下一个油孔进行加工；优选的，所述自动打磨设备设置有图像捕捉分析装置，如cn106584273b一种用于机器人打磨的在线视觉检测系统，当自动打磨设备完成当前油孔的去除毛刺作业后，再通过图像捕捉分析装置捕捉曲轴上的油孔图像，分析曲轴上是否存在待去除毛刺的油孔，若是，则重复步骤s11
–
s12，若否，则执行s3。
48.s3：调整曲轴上的油孔与旋转砂枪回转中心同轴心，驱使旋转砂枪的转速为200转/分钟、砂带的转速为2000转/分钟对油孔口进行倒角和抛光；
49.具体的，自动打磨设备的曲轴夹具移动曲轴到旋转砂枪前并调整好姿态，使曲轴上的油孔与旋转砂枪回转中心同轴心，在本实施例中，所述s3具体由以下步骤实现：
50.s31：调整曲轴上的油孔与旋转砂枪回转中心同轴心，再移动曲轴至油孔口与旋转砂枪前端点距离0.5mm的位置；
51.具体的，自动打磨设备的曲轴夹具移动曲轴到旋转砂枪前并调整好姿态，使曲轴上的油孔与旋转砂枪回转中心同轴心。启动旋转砂枪并设定旋转速度为200转/分钟以及砂带转速为2000转/分钟，再移动曲轴至油孔口与旋转砂枪前端点距离0.5mm位置，进一步校准油孔口与旋转砂枪前端点的位置，便于旋转砂枪对油孔进行倒角和抛光。
52.s32：驱使转速为200转/分钟的旋转砂枪和转速为2000转/分钟的砂带以1kgf的浮
动力对油孔口进行倒角和抛光1秒。
53.具体的，开启旋转砂枪浮动开关使旋转砂枪以恒定的浮动力1kgf向前运动，具体的，旋转砂枪抵住油孔口打磨1秒(利用旋转中的砂带对油孔口进行倒角和抛光)，然后关闭旋转砂枪浮动开关使旋转砂枪回退到起始位置，离开油孔，完成对油孔口的倒角和抛光作业。
54.s4：判断曲轴是否存在待倒角和抛光的油孔口，若是，则执行s3，若否，则执行s5；
55.具体的，重复步骤s31
–
s32，直至曲轴上所有的油孔口均完成倒角和抛光作业，再进行信号盘棱边面的倒角作业。具体的，可通过向自动打磨设备内部的储存器中预存曲轴上所有油孔口的坐标，并将油孔口的坐标沿加工方向依次排列，自动打磨设备沿加工方向对逐个油孔口进行倒角和抛光，当自动打磨设备完成当前油孔口的倒角和抛光作业后，则判断该油孔口的坐标是否属于加工方向上的最后一个油孔口的坐标，若是，则执行s5，若否，则重复步骤s31
–
s3，对加工方向上的下一个油孔口进行加工；优选的，所述自动打磨设备设置有图像捕捉分析装置，如cn106584273b一种用于机器人打磨的在线视觉检测系统，当自动打磨设备完成当前油孔口的倒角和抛光作业后，再通过图像捕捉分析装置捕捉曲轴上的油孔口图像，分析曲轴上是否存在待倒角和抛光的油孔口，若是，则重复步骤s31
–
s3，若否，则执行s5。
56.s5：调整曲轴信号盘棱边面与合金旋转锉刀呈水平45
°
夹角，驱使合金旋转锉刀以2000转/分钟的转速对曲轴信号盘棱边面进行倒角；
57.具体的，自动打磨设备的曲轴夹具移动曲轴到浮动电主轴前并调整好姿态，使曲轴信号盘棱边面与浮动电主轴轴心呈水平45
°
夹角，在本实施例中，所述s5具体由以下步骤实现：
58.s51：调整曲轴信号盘棱边面与合金旋转锉刀呈水平45
°
夹角，移动曲轴至信号盘棱边与合金旋转锉刀接触的位置；
59.具体的，自动打磨设备的曲轴夹具移动曲轴到浮动电主轴前并调整好姿态，使曲轴信号盘棱边面与浮动电主轴轴心呈水平45
°
夹角。启动浮动电主轴并设定转速为2000转/分钟(此时浮动电主轴转动，合金旋转锉刀未转动)，移动曲轴至信号盘棱边与合金旋转锉刀接触的位置，以便于进一步校准信号盘棱边与合金旋转锉刀接触的位置。
60.s52：驱使转速为2000转/分钟的合金旋转锉刀以3kgf的浮动力对曲轴信号盘棱边面进行倒角。
61.具体的，自动打磨设备的曲轴夹具移动曲轴至信号盘棱边与合金旋转锉刀接触后，开启浮动电主轴浮动开关使合金旋转锉刀以3kgf的恒定浮动力切削曲轴信号盘棱边(此时合金旋转锉刀在浮动电主轴的带动下，以2000转/分钟的转速转动)，形成均匀一至的倒角效果，改变机器人姿态，使浮动电主轴轴心与信号盘棱边面保持45
°
夹角，使曲轴这一位置上的棱边需要进行加工的区域均匀的进行了倒角加工，然后关闭浮动电主轴浮动开关，并且自动打磨设备移动曲轴使其离开浮动电主轴。
62.s6：判断曲轴是否存在待倒角信号盘棱边面，若是，则执行s5，若否，则执行s7；
63.具体的，重复步骤s51
–
s52，直至曲轴上所有的信号盘棱边面均完成倒角作业，再进行曲轴轴颈油槽的磨削作业。具体的，可通过向自动打磨设备内部的储存器中预存曲轴上所有信号盘棱边的坐标，并将信号盘棱边的坐标沿加工方向依次排列，自动打磨设备沿
加工方向对逐个信号盘棱边进行倒角，当自动打磨设备完成当前信号盘棱边的倒角作业后，则判断该信号盘棱边的坐标是否属于加工方向上的最后一个信号盘棱边的坐标，若是，则执行s7，若否，则重复步骤s51
–
s52，对加工方向上的下一个信号盘棱边进行加工；优选的，所述自动打磨设备设置有图像捕捉分析装置，如cn106584273b一种用于机器人打磨的在线视觉检测系统，当自动打磨设备完成当前信号盘棱边的倒角作业后，再通过图像捕捉分析装置捕捉曲轴上的信号盘棱边图像，分析曲轴上是否存在待倒角的信号盘棱边面，若是，则重复步骤s51
–
s52，若否，则执行s7。
64.s7：调整曲轴旋转中心与钢丝轮旋转中心平行，驱使钢丝轮以3kgf的浮动力对磨削曲轴轴颈油槽；
65.具体的，自动打磨设备的曲轴夹具移动曲轴到力控抛光机前并调整好姿态，使曲轴旋转中心与力控抛光机上的钢丝轮旋转中心平行，在本实施例中，所述s7具体由以下步骤实现：
66.具体的，自动打磨设备的曲轴夹具移动曲轴到力控抛光机前并调整好姿态，使曲轴旋转中心与力控抛光机上的钢丝轮旋转中心平行。启动力控抛光机并设定转速为1000转/分钟(此时力控抛光机转动，钢丝轮未转动)，再移动曲轴至曲轴轴颈油槽与钢丝轮接触后，开启力控抛光机浮动开关使钢丝轮以3kgf的恒定浮动力磨削曲轴轴颈油槽，改变机器人姿态，使曲轴在绕轴心旋转过程中，轴颈始终与钢丝轮平行接触，使曲轴这一位置上的轴颈油槽均经过钢丝轮的磨削加工、达到去除毛刺的目的，然后关闭力控抛光机浮动开关并且动打磨设备移动曲轴使其离开钢丝轮。
67.s8：判断曲轴是否存在待磨削的曲轴轴颈油槽，若是，则执行s7，若否，则结束程序。
68.具体的，重复步骤s7，直至曲轴上所有的曲轴轴颈油槽均完成磨削作业，然后结束程序，具体的，可通过向自动打磨设备内部的储存器中预存曲轴上所有曲轴轴颈油槽的坐标，并将曲轴轴颈油槽的坐标沿加工方向依次排列，自动打磨设备沿加工方向对逐个曲轴轴颈油槽进行磨削，当自动打磨设备完成当前曲轴轴颈油槽的磨削作业后，则判断该曲轴轴颈油槽的坐标是否属于加工方向上的最后一个曲轴轴颈油槽的坐标，若是，则结束程序，若否，则重复步骤s7，对加工方向上的下一个曲轴轴颈油槽进行加工；优选的，所述自动打磨设备设置有图像捕捉分析装置，如cn106584273b一种用于机器人打磨的在线视觉检测系统，当自动打磨设备完成当前曲轴轴颈油槽的磨削作业后，再通过图像捕捉分析装置捕捉曲轴上的曲轴轴颈油槽的图像，分析曲轴上是否存在待磨削的曲轴轴颈油槽，若是，则重复步骤s7，若否，则结束程序，完成以上加工后，自动打磨设备将曲轴放回料架中，此次产品加工周期完成。
69.实施例二：
70.一种适用于发动机曲轴的磨削处理服务器，包括储存器和处理器；
71.储存器，用于储存程序指令；
72.处理器，用于运行所述程序指令，以执行如实施例一所述的适用于发动机曲轴的磨削处理方法。
73.对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围
之内。