一种用于自动化生产线上的销轴类防错装置的制作方法

本发明属于钢板弹簧销生产线领域，尤其是一种用于自动化生产线上的销轴类防错装置。

背景技术：

汽车弹簧钢板弹簧销的生产批量很大，产品种类繁多，各产品之间的差异在于长度、外圆直径和环形槽位置。因产品种类繁多，在生产线上钢板弹簧销的品种经常会出现混淆现象。在钢板弹簧销毛坯件进入生产线之前，必须保证钢板弹簧销型号符合当前生产线正在加工的工件型号，因此需在生产线的最前端设置钢板弹簧销产品防错装置。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新提供一种用于自动化生产线上的销轴类防错装置，解决了生产线上钢板弹簧销型号不符合的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种用于自动化生产线上的销轴类防错装置，包括机架，机架内设有工件输送装置，其特征在于:工件输送装置上设有多个间隔均布的随行工装，机架上从首端至尾端依次设有轴向对中定位机构、直径检测机构及环槽位置检测纠正机构，工件输送装置上的随行工装依次从轴向对中定位机构、直径检测机构及环槽位置检测纠正机构的腔内穿过；轴向对中定位机构能对随行工装上的工件进行夹紧及对中，根据长度尺寸识别工件类型；直径检测机构能对随行工装上的工件进行直径检测，根据直径尺寸识别工件类型；环槽位置检测纠正机构能对随行工装上的工件进行环槽位置检测并作校正。

对上述技术方案进一步的限定，所述随行工装的结构为：包括定位座，定位座的左右两端上均设有定位块，两个定位块分别对工件的两端进行定位。优点：此结构的工作只对工件的两端进行定位，为了不使后序的检测设备与工件的中点位置发生干涉，且结构简单、生产成本低，便于维护。

对上述技术方案进一步的限定，所述两个定位块的定位面上均设有v形的定位槽。优点：v形的定位槽能对多种规格的工件进行定位。

对上述技术方案进一步的限定，所述轴向对中定位机构的结构为：包括定位机架、左夹臂、右夹臂、磁性环气缸、同步器；左夹臂和右夹臂能在定位机架内作水平滑动，磁性环气缸通过同步器同时驱动左夹臂和右夹臂，左夹臂和右夹臂以随行工装中心点为中心作相向等距运动，左夹臂和右夹臂能对随行工装内的工件进行轴向夹紧及对中；工件被夹紧后，磁性环气缸运动被限制停止，根据磁性环气缸内的磁环位置判断工件的长度。优点：1.因左夹臂和右夹臂移动至随行工装中心点的距离相等，当两者对工件进行轴向夹紧时，即工件的中心点与随行工装的中心点重合，达到夹紧及对中的目的，便于后序设备加工；2.磁性环气缸的运动被工件限制停止，其内部的磁环通过安装于其上的磁性开关进行位置检测，根据磁环的位置判断工件的长度值，防止了钢板弹簧销型号不符合的问题，且能对多种型号的工件进行长度检测；3.此机构代替以往传统人工检测方式，降低操作工的劳动强度，防错装置采用数控编程技术，保证检测的准确性，可靠性；5.本发明是工件自动化生产线的保证，是工件进入生产线前的删选工作，保证生产线的稳定性和生产的合格率。

对上述技术方案进一步的限定，所述同步器由两个齿带轮和齿带构成，水平设置的齿带通过两个齿带轮固定在机架内，齿带的上齿条与左夹臂固定连接，齿带的下齿条与右夹臂固定连接。优点：此结构的同步器具有结构简单、维护方便及位移精度高的优点，从而提高了工件定位的精度。

对上述技术方案进一步的限定，所述直径检测机构的结构为：包括检测机架、垂直位移器、直径检测块、感应块及多个直径检测开关，垂直位移器固定在检测机架内，直径检测块固定在垂直位移器的下端上，直径检测块与随行工装内的工件呈上下相对设置，感应块固定在垂直位移器的顶端上，垂直位移器能带动直径检测块和感应块作升降运动，多个直径检测开关通过连接座固定在检测机架上，在感应块的运动向上多个直径检测开关呈间隔设置；直径检测块压紧于工件周面上后，直径检测开关检测感应块的位置，根据感应块的位置判断工件的直径。优点：1.本实用新根据感应块的位于位置判断工件的直径值，防止工件型号不符合的问题；2.多个直径检测开关与感应块配合能对多种型号的工件直径进行检测，实现机构通用性的目的；3.此机构采用自动化方式对工件进行直径检测，代替以往传统人工检测方式，降低操作工的劳动强度，防错装置采用数控编程技术，保证检测的准确性，可靠性；3.本发明是销类自动化生产线的保证，是工件进入生产线前的删选工作，保证生产线的稳定性和生产的合格率。

对上述技术方案进一步的限定，所述垂直位移器为双活塞杆气缸，双活塞杆气缸中的下活塞杆与直径检测块连接、上活塞杆与感应块连接。优点：双活塞杆气缸能实现检测块和感应块同步运动，简化了结构，降低了生产成本，工作效率高，满足生产线快速生产的要求。

对上述技术方案进一步的限定，所述检测块的检测面上设有v形槽。优点：v形槽能对多种规格的工件进行直径检测。

对上述技术方案进一步的限定，所述环槽位置检测纠正机构的结构为：包括相互独立的位置检测机构和校正机构；位置检测机构由座体、滑座、检测杆、接近开关构成，滑座能在座体上作水平滑动，检测杆的上端与滑座铰接，检测杆的下端能从工件的环槽内穿过，接近开关固定在滑座上、且与检测杆的上端呈相对应设置，接近开关与检测杆配合能对多种型号的工件环槽位置进行检测；校正机构为机械手，机械手能夹起随行工装内的工件作旋转运动。1.检测杆能在座体上作水平滑动、检测杆与接近开关通过触碰的方式判断环槽位置，从而能对多种型号的工件环槽位置进行检测，实现机构通用性的目的；2.检测杆靠自重回位，简化了结构，降低了生产成本；3.机械手具有动作灵活、通用性强、工作效率高的优点，满足生产线快速生产的要求；4.互独立的位置检测机构和校正机构，实现检测、校正同时进行；5.此机构采用自动化方式对工件环槽位置进行检测，代替以往传统人工检测方式，降低操作工的劳动强度，防错装置采用数控编程技术，保证检测的准确性，可靠性；6.本发明是钢板弹簧销自动化生产线的保证，是工件进入生产线前的删选工作，保证生产线的稳定性和生产的合格率。

对上述技术方案进一步的限定，所述检测杆由连接块和细杆构成，连接块的上端与滑座铰接，细杆的上端与连接块的下端螺纹连接，细杆的下端延伸至工件的环槽内。优点：1.连接块是为了增加自重，防止检测杆回位失败的问题；2.细杆与连接块螺纹连接，可以调节细杆的高度位置，实现细杆能从多种规格的工件环槽位置进行检测，实现通用性。

对上述技术方案进一步的限定，所述机械手由校正机座、升降气缸、旋转气缸及手指气缸构成，升降气缸固定在校正机座上，升降气缸能带动旋转气缸作升降运动，旋转气缸能做水平旋转运动，手指气缸能夹持随行工装内的工件。优点：构成机械手的零件易采购，便于组装和维护，工作效率高，降低了生产成本，满足生产线快速生产的要求。

有益效果：1.本发明中的轴向对中定位机构、直径检测机构及环槽位置检测呈相互独立设置，达到同时对工件输送装置上的工件进行长度、直径及环槽位置检测，防止多种型号的工件混淆在生产线上，避免不符合要求的工件出现损坏的问题；2.代替以往传统人工检测方式，降低操作工的劳动强度，防错装置采用数控编程技术，保证检测的准确性，可靠性；3.本发明是钢板弹簧销自动化生产线的保证，是工件进入生产线前的删选工作，保证生产线的稳定性和生产的合格率。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是图1的左视图。

图3是本发明中的随行工装主视图。

图4是图3的左视图。

图5是本发明中的轴向对中定位机构主视图。

图6是图5的右视图。

图7是本发明中的直径检测机构主视图。

图8是图7的左视图。

图9是本发明中的位置检测机构主视图。

图10是图9的左视图。

图11是本发明中的校正机构主视图。

图12是图11的左视图。

图13是本发明中的带磁气缸、直径检测开关、直径检测机构及接近开关与控制中心的电路方框图。

图14是本发明中的位置检测机构检测合格状态图。

图15是本发明中的位置检测机构检测不合格状态图。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种用于自动化生产线上的销轴类防错装置，包括机架1，机架内设有工件输送装置2，工件输送装置上设有多个间隔均布的随行工装3，机架从首端至尾端依次设有轴向对中定位机构4、直径检测机构5及环槽位置检测纠正机构6，工件输送装置上的随行工装依次从轴向对中定位机构、直径检测机构及环槽位置检测纠正机构的腔内穿过；轴向对中定位机构能对随行工装上的工件进行夹紧及对中，根据长度尺寸识别工件类型；直径检测机构能对随行工装上的工件进行直径检测，根据直径尺寸识别工件类型；环槽位置检测纠正机构能对随行工装上的工件进行环槽位置检测并作校正；

如图1和图2所示，所述工件输送装置为链条式输送机构2，主要由左链条、右链条及驱动电机构成，左链条和右链条分别通过齿轮组固定在机架左右内侧处，驱动电机通过同步轴同时驱动左链条和右链条；

如图3和图4所示，所述随行工装3的结构为：包括定位座301、两个定位块302，定位座的左右两端分别固定在工件输送装置内的左、右链条上，两个定位块302分别与定位座的左右两端可拆卸式连接，两个定位块的定位面上均设有v形的定位槽303，两个定位块分别对一个工件的两端进行定位；

如图5和图6所示，所述轴向对中定位机构4的结构为：包括定位机架401、左夹臂402、右夹臂403、带磁气缸404、压紧气缸405、l形压板406，定位机架与机架可拆卸式连接，左夹臂和右夹臂能在定位机架内作相向水平滑动，即定位机架内设有直线导轨407、左夹臂和右夹臂的上端分别通过滑座408与直线导轨滑动连接；左夹臂和右夹臂的下端延伸至能与工件端面接触的位置，左夹臂和右夹臂分置于随行工装中心点两侧，左夹臂和右夹臂与随行工装中心点的距离相等，左夹臂和右夹臂通过同步器连接为一体，即同步器由两个齿带轮409和环形齿带410构成、水平设置的齿带通过两个齿带轮固定在定位机架内、齿带轮带动齿带转动、齿带的上齿条通过连接板411及螺栓组件与左夹臂的中段固定连接、齿带的下齿条通过连接板411及螺栓组件与右夹臂的中段固定连接；磁性环气缸通过同步器同时驱动左夹臂和右夹臂，即磁性环气缸通过螺栓组件固定在定位机架上、磁性环气缸内的活塞杆与左夹臂的中上段可拆卸式连接；压板通过压紧气缸405能对工件进行径向压紧，即压紧气缸通过螺栓组件固定在定位机架内、压紧气缸内的活塞杆与压板可拆卸式连接；所述左夹臂和右夹臂能对工件进行轴向夹紧及对中，作进一步地解释：左夹臂和右夹臂分置于随行工装中心点两侧，磁性环气缸直线运动时驱动左夹臂移动，左夹臂的移动带动齿带上齿条直线移动，进而驱动齿带下齿条与上齿条作相向直线运动，实现了左夹臂和右夹臂以随行工装中心点为中心作相向、等速、等距运动，工件被左夹臂和右夹臂夹紧后，工件的中心点与随行工装的中心点重合，即实现对中；

如图7和图8所示，所述直径检测机构5的结构为：包括检测机架501、垂直位移器502、直径检测块503、感应块504、连接座505及三个直径检测开关506，检测机架与机架可拆卸式连接，垂直位移器固定在检测机架内，直径检测块固定在垂直位移器的下端上，直径检测块与随行工装内的工件呈上下相对设置，感应块固定在垂直位移器的顶端上，感应块由永磁材料制成，垂直位移器能带动直径检测块和感应块作升降运动，三个直径检测开关通过连接座固定在检测机架上，三个直径检测开关为磁感应开关，在感应块的运动方向上三个直径检测开关呈间隔设置，即三个直径检测开关在连接座上从上至下呈间隔设置，感应块与直径检测开关配合能对三种型号的工件直径进行检测；所述垂直位移器为双活塞杆气缸，双活塞杆气缸中的下活塞杆与直径检测块可拆卸式连接、上活塞杆与感应块可拆卸式连接，检测块的检测面上设有v形槽；

所述环槽位置检测纠正机构6的结构为：包括相互独立的位置检测机构601和校正机构602；如图9和图10所示，位置检测机构由座体6011、滑座6012、检测杆6013、接近开关6014构成，座体与机架可拆卸式连接，座体与机架可拆卸式连接，滑座能在座体上作水平滑动，滑座的运动方向与工件的轴向同向，滑座上设有锁紧螺栓，即座体上设有水平导轨6015、滑座与水平导轨滑动连接；检测杆的上端通过销轴与滑座铰接，检测杆能绕销轴摆动、且检测杆的摆动方向与工件输送装置的输送方向一致，检测杆的下端能从工件的环槽内穿过；即检测杆由连接块和细杆构成，连接块的上端与滑座铰接，细杆的上端与连接块的下端连接，细杆的下端延伸至工件的环槽内；接近开关的前端固定在滑座上，接近开关与检测杆的上端呈相对应设置，接近开关的尾端置于在座体上的空开槽内，空开槽6016是为了不妨碍接近开关在水平方向上的位置调节，接近开关与检测杆配合能对三种型号的工件环槽位置进行检测；校正机构为机械手，机械手能夹起随行工装内的工件作旋转运动；如图11和图12所示，机械手602由校正机座6021、升降气缸6022、旋转气缸6023及手指气缸6024构成，校正机座与机架可拆卸式连接，升降气缸通过螺栓组件固定在校正机座上，升降气缸通过螺栓组件固定在校正机座上，升降气缸能带动旋转气缸作升降运动，旋转气缸的固定端与升降气缸内的活塞杆可拆卸式连接，旋转气缸的旋转端与手指气缸的固定端可拆卸式连接，旋转气缸能做水平旋转运动，手指气缸能夹持随行工装内的工件进行校正。

所述带磁气缸：活塞上有一个磁环，气缸体上设有三个磁性开关，当活塞运动到磁性开关的位置，磁力使开关接合，产生一个电信号给控制中心；即三个磁性开关固定在带磁气缸的周面上，三个磁性开关在带磁气缸上从尾端至前端呈间隔设置。所述螺栓组件由螺栓和螺母构成。

如图13所示，带磁气缸上的磁性开关、直径检测开关、直径检测机构及接近开关与控制中心的电路方框图；控制中心与轴向对中定位机构、直径检测机构及环槽位置检测纠正机构中的气缸连接管路属于本领域公知的常识，且连接每个气缸的管路上均设有电磁阀。

工作原理：1）导向槽内的工件导入至随行工装内，每个随行工装内只能放置一个工件，工件输送装置带动工件进入轴向对中定位机构内；

2）轴向对中定位机构：在磁性环气缸内的磁环运动方向上三个磁性开关呈间隔设置，可对三种工件的长度进行检测；举例说明：控制中心内存了三种待生产工件的长度值，每一个长度对应了一个磁性开关位置，设a品种对应磁性开关a、b品种对应磁性开关b、c品种对应磁性开关c；现在需要生产b品种钢板销，当一个钢板销被左夹紧臂、右夹紧臂夹紧后，磁性开关b感应到磁性，开关闭合，发送信号到控制中心，控制中心判断在生产的b品种对应磁性开关b正确，工件的长度符合控制中心的要求，合格后该工件被放行；如果是磁性开关a导通、磁性开关c导通或三个磁性开关均未导通，控制中心判断工件的长度不符合要求，设备停机报警，待工人取出不符合要求的工件；工件长度检测合格后，压紧气缸驱动压板下行，压板压紧随行工装内的工件，轴向夹紧和径向压紧能精准地定位工件；工件进行分中定位后通过工件输送装置进入直径检测机构内；

3）直径检测机构：在感应块的运动方向上三个直径检测开关呈间隔设置，可对三种工件的直径进行检测；举例说明：控制中心设定了第一种工件的直径值，检测块通过垂直位移器压紧在第一种工件的周面上，此时垂直位移器上的感应块移动至与第一直径检测开关相对应处，第一直径检测开关感应到感应块后，感应时间为3-5秒，说明工件的直径符合控制中心的要求；如果第一直径检测开关没有感应到感应块的磁场信号或感应时间在1-2秒内，说明工件的直径不符合要求，设备停机，待工人取出不符合要求的工件；工件通过直径检测后由工件输送装置进入环槽位置检测纠正机构；

4）环槽位置检测纠正机构：检测杆通过滑座调节水平位置，检测杆通过螺纹连接结构调节高度位置，通过位置调节可以检测至少三种工件环槽的位置；举例说明：适当调整检测杆沿工件轴线及高度位置，与待加工品种适应，即待加工工件品种、位置均正确时，随行工装内的工件在工件输送装置上作水平移动，工件通过环形槽检测机构时，环形槽与检测杆下端不接触（如图14所示），检测杆不动作，接近开关信号导通状态不变，控制系统未收到该接近开关信号，说明工件的位置符合要求，合格的工件直接从校正机构内穿过，无需校正；加工工件品种、位置不正确时，工件通过环形槽检测机构时，环形槽与检测杆干涉接触，检测杆被推动（如图15所示），检查块与接近开关信号的距离变化，其导通状态改变，控制系统收到该接近开关信号变化，则判断通过机构的工件位置不正确，工件从环槽位置检测纠正机构内穿出后，检测杆靠自重回位，该不符合要求的工件进入校正机构内，控制中心启动校正机构；

5）校正机构：升降气缸带动旋转气缸和手指气缸下行，手指气缸夹住工件的中心位置，升降气缸带动旋转气缸和手指气缸上行，旋转气缸带动手指气缸旋转180度，升降气缸带动旋转气缸和手指气缸下行，工件压紧在随行工装上，手指气缸松开工件并回位，实现了位置错误的工件校正至正确位置；校正后的工件通过工件输送装置移至后序的加工设备内。

本说明书中未做详细说明之处，本为本领域公知的常识。以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于机械技术领域中的普通技术人员来说，在不脱离本专利核心技术特征的前提下，还可以做出若干改进和变形，例如：各个机构的安装顺序重新排布；随行工装是以其他形状设计等。类似于这些改进和变形也应视为本专利的保护范围。