离合器压盘自动料库、自动上下料装置及自动生产线的制作方法

本发明涉及汽车零部件的生产加工，具体涉及离合器压盘的自动料库、自动上下料装置及自动生产线。

背景技术：

离合器安装在发动机和变速器之间，是汽车传动系中直接与发动机相联系的总成件。参见图1，现有一种离合器压盘1包括呈中空盘状的盘体11、一体均布在盘体边缘用于安装螺栓的若干支耳12及均布在盘体其中一个表面的圆弧凸块13。

在生产这种离合器压盘的过程中，需要将工件装夹在机床的夹具上才能进行加工，目前出现了各种机械手能够从料库中抓取工件及能够将料库中的零件推送至下一工序的自动送料机构，机械手能够进行上料、下料，但是现有的料库仅仅是一个平台，工件采用叠放或并列放置的方式置于料库的平台上，机械手直接抓取零件，每次抓取工件，机械手的位置都会发生改变，下一次机械手抓取工件的轨迹会加长，使得机械手的抓取路径过于复杂，导致机械手的内部控制程序相应较为复杂，机械手抓取工件所需的时间较长；而现有自动送料结构是利用气缸或传输带等将工件直接推送至下一工序，不适用于离合器压盘这种需要装夹在机床上加工的工件；另外，离合器压盘的两个表面均有需加工的部位，但加工其中一个面时，机床的夹具会挡住另一个面，使得被挡住的面只能进入下一道工序重新装夹后才能加工，而目前，两道工序之间只能利用人工改变装夹面。

技术实现要素：

针对现有技术中所存在的不足，本发明的目的在于提供一种离合器压盘自动料库、自动上下料装置及自动生产线，以简化机械手的抓取路径，缩短机械手抓取该离合器压盘所需的时间，提高生产效率。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种离合器压盘自动料库，包括：

机架；

凸轮分割器，所述凸轮分割器设置在机架上，所述凸轮分割器设有出力轴；

工件存储组件，所述工件存储组件包括水平设置的转盘、圆周均布在转盘上用于托起工件的托盘、设置在转盘上用于限制托盘和工件滑动方向的导向限位件，所述转盘同心设置在凸轮分割器的出力轴上并随出力轴间歇性转动，每个托盘上层叠放置有若干工件，所述导向限位件使得托盘和工件能够沿导向限位件竖直滑动，每个托盘中心对应转盘的位置上设有顶出孔；

顶升装置，所述顶升装置位于转盘底部所在的一侧，所述顶升装置上设有可伸缩的顶杆，该顶杆在出力轴静止状态下与转盘上的其中一个顶出孔的位置对应，该顶杆用于穿过与其位置对应的顶出孔并顶起对应的托盘和该托盘上的工件，使得托盘上最顶部的工件沿导向限位件滑动至指定位置供机械手抓取，并在抓取完成后收缩回位；

第一传感器，所述第一传感器设置在机架上，用于监测与顶杆对应的托盘最顶部的工件是否位于机械手的指定抓取位置；

及第二传感器，所述第二传感器设置在机架上，用于监测顶杆是否回位。

可选的，所述导向限位件包括至少三根垂直于转盘表面的限位轴，所述限位轴固定在转盘上，托盘上设有与限位轴位置和数量对应的托盘限位孔，限位轴穿过该托盘限位孔，各限位轴的连线构成的三角形中至少有一个三角形为锐角三角形或直角三角形，每根限位轴均与工件的内圈相切使得工件能够沿限位轴上下滑动。

可选的，所述转盘上设有用于安装限位轴的U型孔，该U型孔的两圆弧中心连线的延伸线穿过转盘的回转中心，所述限位轴包括依次设置的轴头、定位段和轴身段，所述定位段穿过顶出孔，定位段上配合设置有定位螺母，所述轴头位于转盘底部所在一侧，该定位螺母位于转盘另一侧，所述定位段的外轮廓呈由两个切面和两个圆弧面构成的双切边圆柱状，定位段两侧的切面与U型孔配合，定位段的圆弧面上设有与定位螺母配合的螺纹，所述圆弧段的两切面之间的距离不小于轴身段的轴径使得定位段和轴身段之间形成台阶，托盘置于该台阶上。

可选的，所述转盘上设有用于防止工件自转的防转件。

可选的，所述防转件包括槽钢及用于将槽钢竖直固定在转盘上的过渡连接板，所述槽钢一体焊接在过渡连接板上，所述过渡连接板安装在转盘上，每个工件中有一个支耳位于槽钢的凹槽内。

可选的，所述转盘上设有用于调节槽钢与托盘中心距离的调节组件，每个槽钢对应一组调节组件，所述调节组件包括用于使过渡连接板能够靠近或远离托盘中心连接板导向件及用于压紧过渡连接板使其不能与连接板导向件产生相对位移的快速夹钳；所述连接板导向件包括固定设置在转盘上的两根导轨，两根导轨对称设置在过渡连接板两侧，每根导轨上均设有用于卡入过渡连接板的导向槽。

可选的，所述机架上设有用于置换工件被抓取面的换面组件。

可选的，所述换面组件包括旋转件、用于将立放的工件夹紧在旋转件上的换面夹具、用于驱动旋转件转动的旋转气缸及用于将旋转气缸安装在机架上的安装件。

一种离合器压盘自动上下料装置，包括上述方案中任意一种离合器压盘自动料库及用于抓取自动料库上指定位置的工件的机械手。

一种离合器压盘自动生产线，包括设有上述任意一种设有换面组件的离合器压盘自动料库、用于加工离合器压盘其中一个面的第一机床、用于加工离合器压盘其中另一个面的第二机床及用于抓取工件的机械手。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

本发明的离合器压盘自动料库，可利用工件存储组件有序的存放大量工件，并在凸轮分隔器和顶升装置的共同作用下及时向指定位置补给工件，使得机械手每次抓取工件的位置均不变，抓取轨迹单一，简化了机械手的抓取路径，从而可简化机械手内部的控制系统或控制程序，缩短了机械手抓取零件所需的时间。

本发明的离合器压盘自动上下料装置，利用自动料库简化机械手抓取路径，提高了生产效率。

本发明的离合器压盘自动生产线，利用自动料库简化机械手抓取路径，提高了生产效率；还设有换面组件和两台机床，使得该生产线不仅可以自动将离合器压盘装夹到第一机床上加工压盘的其中一个面，还能利用机械手将零件置于换面组件上换面后，直接装夹到第二机床上加工另一面，自动完成压盘的双面加工，减少了人力资本，并提高了生产效率。

附图说明

图1为离合器压盘的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为凸轮分割器的结构示意图；

图4为工件存储组件的结构示意图；

图5为托盘和工件的安装结构示意图；

图6为转盘的主视图；

图7为限位轴的结构示意图；

图8为顶升装置的结构示意图；

图9为防转件和调节组件的结构示意图；

图10为换面组件的结构示意图；

图11本发明的离合器压盘自动上下料装置、

图12本发明的离合器压盘自动生产线。

其中，1－离合器压盘、2－机架、3－凸轮分割器、4－工件存储组件、5－顶升装置、6－第一传感器支架、7－第二传感器支架、8－换面组件、11－盘体、12－支耳、13－圆弧凸块、31－出力轴、41－转盘、42－托盘、43－导向限位件、44－防转件、45－调节组件、51－顶杆、81－旋转件、82－旋转气缸、83－安装件、411－顶出孔、412－U型孔、431－限位轴、431a－轴头、431b－定位段、431c－轴身段、441－槽钢、442－过渡连接板、443－把手、451－导轨、452－快速夹钳、451a－导向槽、841－换面限位件、842－换面气缸、100－机械手、200－第一机床、300－第二机床、400－输送线。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本发明所述的离合器某零件自动料库、自动上下料装置及自动生产线的实施例。

本实施例中，提供一种离合器压盘自动料库，参见图2至图5，包括：

机架2；

凸轮分割器3，所述凸轮分割器3设置在机架2上，所述凸轮分割器3设有出力轴31；

工件存储组件4，所述工件存储组件4包括水平设置的转盘41、圆周均布在转盘41上用于托起工件的托盘42、设置在转盘41上用于限制托盘42和工件滑动方向的导向限位件43，所述转盘41同心设置在凸轮分割器3的出力轴31上并随出力轴31间歇性转动，每个托盘42上层叠放置有若干工件，所述导向限位件43使得托盘42和工件能够沿导向限位件43竖直滑动，每个托盘42中心对应转盘41的位置上设有顶出孔411；

顶升装置5，所述顶升装置5位于转盘41底部所在的一侧，所述顶升装置5上设有可伸缩的顶杆51，该顶杆51在出力轴31静止状态下与转盘41上的其中一个顶出孔411的位置对应，该顶杆51用于穿过与其位置对应的顶出孔411并顶起对应的托盘42和该托盘42上的工件，使得托盘42上最顶部的工件沿导向限位件43滑动至指定位置供机械手抓取，并在抓取完成后收缩回位；

第一传感器(图未示)，所述第一传感器设置在机架2上，用于监测与顶杆51对应的托盘42最顶部的工件是否位于机械手的指定抓取位置；

及第二传感器(图未示)，所述第二传感器设置在机架2上，用于监测顶杆51是否回位。

其中，凸轮分割器3可采用电机驱动(图未示，驱动方式不限于电机)，利用现有技术控制出力轴每次转动的时间间隔和单次转动角度。将相邻两托盘分别与出力轴中心的连线构成的夹角定义为转动角，若该转动角等于凸轮分割器的单次转动角度，则可实现转盘上的工件在圆周方向上被均匀的抓取，使得转盘的重心保持在转盘的中心，转盘能够更平稳的随出力轴转动，提高自动料库的可靠性。另外，该凸轮分割器3的安装方式不限，可直接固定在机架2上，也可在机架2上设置一个安装座，将凸轮分割器3安装在该安装座上，在具体实施过程中，可通过安装不同高度的安装座或是设置高度可调的安装座，以改变转盘41的高度。

其中，顶升装置5可采用气缸、油缸或电动推杆等装置。

其中，第一传感器可通过设置在机架2上的第一传感器支架6安装在机架2上，第二传感器可通过设置在机架2上的第二传感器支架7安装在机架2上，

工作前，先将大量工件层叠放置在每个托盘上，利用导向限位件，使得托盘和工件的可滑动方向受限。

工作时，凸轮分割器3的出力轴31间歇性转动，每次出力轴静止时，转盘41上均有一个顶出孔411的位置与顶升装置5的顶杆51位置对应，也就是顶杆51正好位于其中一个托盘42下方，此时，顶杆51穿过该顶出孔411，对托盘42施加向上的推力，使得托盘42和托盘42上的工件竖直向上运动，当该托盘42顶部的工件到达指定位置时，第一传感器反馈该信息，使得顶杆51停止上升；在机械手抓取该指定位置的零件后，该指定位置无工件，第一传感器反馈该信息，可控制顶杆51收缩回位，当顶杆51端部也从顶出孔411退出后，第二传感器反馈该信息，使得出力轴31转动，当出力轴31停止转动时，循环上述步骤。

本实施例的离合器压盘自动料库，能够利用工件存储组件4有序的存放大量工件，并在凸轮分割器3和顶升装置5的共同作用下及时向指定位置补给工件，使得机械手每次抓取工件的位置均不变，抓取轨迹单一，简化了机械手的抓取路径，从而可简化机械手内部的控制系统或控制程序，缩短了机械手抓取零件所需的时间。

在一个可选的实施例中，该导向限位件43包括至少三根垂直于转盘41表面的限位轴431，限位轴431固定在转盘41上，托盘42上设有与限位轴431位置和数量对应的托盘42限位孔，限位轴431穿过该托盘42限位孔，各限位轴的连线构成的三角形中至少有一个三角形为锐角三角形或直角三角形，每根限位轴均与工件的内圈相切使得工件能够沿限位轴上下滑动。这种导向限位件结构简单，便于加工。在具体实施过程中，也可选用其他结构形式的导向限位件，比如：在托盘42和工件外围设置其他形状的导向限位件。优化的，导向限位件包括三根限位轴，三根限位轴构成等边三角形，可使得三根限位轴与工件之间的滑动摩擦力相等，从而使得导向限位件对工件的限位导向更为可靠。另外，该限位轴的截面可采用任意一种形状，在一种可选的实施方式中，该限位轴的截面为圆形，使得限位轴与工件之间为线接触，限位轴与工件之间的摩擦力较小，可减小工件演限位轴滑动过程中的阻力。

在一个可选的实施例中，该转盘41上设有用于安装限位轴431的U型孔412，该U型孔412的两圆弧中心连线的延伸线穿过转盘41的回转中心，该限位轴431包括依次设置的轴头431a、定位段431b和轴身段431c，所述定位段431b穿过顶出孔411，定位段431b上配合设置有定位螺母(图未示)，轴头431a位于转盘41底部所在一侧，该定位螺母位于转盘41另一侧，定位段431b的外轮廓呈由两个切面和两个圆弧面构成的双切边圆柱状，定位段431b两侧的切面与U型孔412配合，定位段431b的圆弧面上设有与定位螺母配合的螺纹，所述圆弧段的两切面之间的距离不小于轴身段431c的轴径使得定位段431b和轴身段431c之间形成台阶，托盘42置于该台阶上。此时，转盘41上设置的U型孔412使得限位轴431相对转盘41回转中心的距离可调，使得该自动料库能够适用于大小不同的离合器压盘的加工；；而该定位段431b呈双切边圆柱状使得该定位段431b与U型孔412之间为面接触，限位轴431与U型孔412之间的连接更为可靠。

在一个可选的实施例中，顶杆51装置的顶杆51包括杆身和设置在杆身端部呈盘状的顶出头，这种形状的顶杆51可增大顶杆51端部与托盘42的接触面积，顶杆51对托盘42施加顶出力时，可使得顶出力更为均匀，能够避免托盘42在顶出过程中卡滞，提高了设备的可靠性。优化的，该盘状的顶出头顶部同心设置有柱状凸起，托盘42中心设有用于容纳该柱状凸起的容纳孔，顶升过程中，该凸起伸入该容纳孔内，可防止顶杆51与托盘42发生相对偏移，进一步提高了设备的可靠性。更为优化的，该柱状凸起顶部设有倒角，顶升过程中，该倒角具有导向作用，柱状凸起更易进入容纳孔内，更可靠。

在一个可选的实施例中，转盘41上设有用于防止工件自转的防转件44，能够使得机械手每次抓取工件时，机械手卡爪张开的宽度一致，并可控制该宽度为与工件匹配的最小张开尺寸，从而能够简化机械手的程序，并缩短卡爪的行程，驱动机械手卡爪所需的能量相应减小，能够达到节能的效果。

在一个可选的实施例中，该防转件44包括槽钢441及用于将槽钢441竖直固定在转盘41上的过渡连接板442，所述槽钢441一体焊接在过渡连接板442上，所述过渡连接板442安装在转盘41上，每个工件中有一个支耳12位于槽钢441的凹槽内。这种结构的防转件44直接利用槽钢441焊接在过渡连接板442上，利用的是已经成型的型材，无需额外加工凹槽，减少了制造防转件44所需的工序，从而降低了成本。

在一个可选的实施例中，转盘41上设有用于调节槽钢441与托盘42中心距离的调节组件45，每个槽钢441对应一组调节组件45。该调节组件45使得该自动料库适用于外围尺寸不同的离合器压盘，能够对度不同尺寸的离合器压盘自转，使得整个自动料库的适用范围更广。

在一个可选的实施例中，该调节组件45包括用于使过渡连接板442能够靠近或远离托盘42中心连接板导向件及用于压紧过渡连接板442使其不能与连接板导向件产生相对位移的快速夹钳452；所述连接板导向件包括固定设置在转盘41上的两根导轨451，两根导轨451对称设置在过渡连接板442两侧，每根导轨451上均设有用于卡入过渡连接板442的导向槽451a，所述快速夹钳452设置在过渡连接板442和导轨451之间。这种结构的调节组件45，可利用快速夹钳452使得过渡连接板442能够快速固定，也可快速松开，在需要加工不同尺寸的离合器压盘时，利用这种结构调节组件45可缩短工作前的准备时间，提高了生产效率。具体的，该快速夹钳452的结构可采用图所示的结构，也可采用其他现有快速夹钳452的结构。

在一个可选的实施例中，该导向槽451a由导轨451上的两个直角面和转盘41的顶面构成，使得过渡连接板442与转盘41贴合，此时，过渡连接板442压紧在转盘41顶面上，能够防止过渡连接板442因受到快速夹钳452的压力而变形。

在一个可选的实施例中，所述槽钢441上一体设置有便于拉动防转件44沿导向槽451a滑动的把手443，调节过程中更省力。

在一个可选的实施例中，所述机架2上设有用于置换工件被抓取面的换面组件8。该换面组件8能够对改变工件朝向机械手的面，使得加工时能够根据需求改变抓取面，离合器压盘的两个面上所需加工的部位均能够自动在机床上加工。

在一个可选的实施例中，所述换面组件8包括旋转件81、用于将立放的工件夹紧在旋转件81上的换面夹具、用于驱动旋转件81转动的旋转气缸82及用于将旋转气缸82安装在机架2上的安装件83。

在一个可选的实施例中，所述夹具包括设置旋转件81上的换面限位件841及用于将工件压紧在换面限位件841上的换面气缸842。换面气缸842包括固定设置在换面限位件841上的缸体和可伸缩的设置在缸体上的气缸杆。换面时，机械手将工件立放在换面限位件841和换面气缸842之间，气缸杆伸出并将工件压紧在限位件上，待压稳后，旋转气缸82转动换面，然后机械手抓取工件，同时气缸回缩，完成换面。

本实施例中还提供了一种离合器压盘自动上下料装置，参见图，该上下料装置包括上述实施例和可选实施例中的任意一种离合器压盘自动料库及用于抓取自动料库上指定位置的工件的机械手100。本实施例的离合器压盘自动上下料装置，利用自动料库简化机械手100抓取路径，提高了生产效率。

本实施例中还提供了一种离合器压盘自动生产线，包括设有上述任意一种设有换面组件8的离合器压盘自动料库、用于加工离合器压盘其中一个面的第一机床200、用于加工离合器压盘其中另一个面的第二机床300及用于抓取工件的机械手100。

工作时，机械手100先抓取转盘41上指定位置的工件，将其装夹到第一机床200上加工其中一个面，待第一机床200加工完毕后，将工件取下并置于换面组件8上换面，待换面完成后，再将其抓取到第二机床300上加工另一个未加工的面。

本实施例的离合器压盘自动生产线，利用自动料库简化机械手100抓取路径，提高了生产效率；还设有换面组件8和两台机床，使得该生产线不仅可以自动将离合器压盘装夹到第一机床200上加工压盘的其中一个面，还能利用机械手100将零件置于换面组件8上换面后，直接装夹到第二机床300上加工另一面，自动完成压盘的双面加工，减少了人力资本，并提高了生产效率。

在一个可选的实施例中，该离合器压盘自动生产线还包括用于将已加工的工件送入下一工序的输送线400。工作时，机械手100将加工完成的工件放入输送线400进入下一工序，进一步提高了自动化程度，提高了生产效率。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。