一种曲轴去毛刺机器及去毛刺工艺的制作方法

本发明涉及机械制造加工领域，属于曲轴加工方面，尤其涉及一种曲轴去毛刺机器及去毛刺工艺。

背景技术：

曲轴作为发动机的关键部件之一，在生产加工过程中对于每道工序加工工艺的控制十分严谨，因为曲轴的加工精度直接影响发动机的整体工作状态和使用寿命。

发动机曲轴加工过程中在加工面与加工面交界处，或加工面与毛胚面交界处，例如曲轴辅板边缘、直油道与斜油道交叉孔处会出现毛刺，因曲轴外形多为不规则曲面，曲轴毛胚面与加工面边缘处尺寸一致性不好,数控机床不易进行去毛刺加工。原有加工技术为操作者使用手持气动工具打磨去除毛刺，加工环节多劳动强度大、磨削效率低、磨削效果一致性不受控、铁屑飞溅工作环境恶劣。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中操作者使用手持气动工具打磨去除毛刺，加工环节多劳动强度大、磨削效率低、磨削效果一致性不受控、铁屑飞溅工作环境恶劣，曲轴外形曲面一致性不好，不易实现自动化加工的缺陷提供了一种曲轴去毛刺机器。

本发明的目的是通过一下技术方案来实现的：

一种曲轴去毛刺机器，包括机床床架、伺服电机、气动卡盘、曲轴支架、去毛刺刀具和机械臂；所述伺服电机设置在所述机床床架的一侧，所述曲轴支架对应伺服电机设置在机床床架相对的一侧，所述气动卡盘通过伺服电机驱动，所述曲轴支架和气动卡盘配合夹住曲轴；所述机械臂相邻机床床架设置，所述去毛刺刀具安装在所述机械臂的前端，通过机械臂驱动完成曲轴去毛刺工序。

优选地，还包括曲轴支架移动平台和托盘，所述托盘设置在机床床架上，所述托盘的一端为上料区，另一端为去毛刺区，在上料区和去毛刺区之间设置有平台轨道，所述曲轴支架移动平台滑动设置在所述平台轨道上。

优选地，所述曲轴支架移动平台包括支架轨道、曲轴支架、夹具和轴向定位缸，所述曲轴支架包括曲轴前端支架和曲轴输出端支架，所述支架轨道和所述平台轨道垂直设置，所述夹具设置在曲轴前端支架和曲轴输出端支架之间，所述曲轴支架和夹具滑动设置在所述曲轴支架移动平台的支架轨道上，所述前端支架设置在靠近气动卡盘的一侧，所述轴向定位缸设置在所述输出端支架远离夹具的一侧，所述轴向定位缸驱动曲轴输出端支架移动。

优选地，还包括清扫毛轮、清扫驱动电机、清扫架、旋转轴和用于升降清扫架的清扫气缸，所述清扫毛轮通过清扫架设置在机床床架上，所述清扫架通过旋转轴安装在机床床架上；所述清扫气缸安装在机床床架上，驱动清扫架绕旋转轴旋转；所述清扫驱动电机和清扫毛轮驱动连接。

优选地，还包括移动式刀库，所述移动式刀库设置在所述机械臂的一侧，所述移动式刀库包括放置刀具的刀架和刀架轨道，所述刀架滑动设置在所述刀架轨道上。

优选地，还包括清扫毛轮保护罩，所述清扫毛轮保护罩罩在所述清扫毛轮上。

优选地，所述机床床架上设置有用来驱动曲轴支架移动平台在托盘轨道上移动的工位定位缸。

一种曲轴去毛刺工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1，工位定位缸将所述曲轴支架移动平台从托盘的去毛刺去驱动到上料区；

S2，所述传感器检测进行自检，若传感器正常工作，曲轴被放置在所述曲轴支架上，所述传感器对曲轴进行尺寸检测；

S3，所述传感器将检测到的曲轴尺寸上传至控制系统，控制系统控制曲轴支架移动平台的轴向定位缸调节曲轴前端支架和曲轴输出端支架之间的间距，直至能将曲轴两端的主轴颈分别放置到曲轴前端支架和曲轴输出端支架上；

S4，所述工位定位缸将所述曲轴支架移动平台从托盘的上料区驱动至去毛刺区；

S5，所述轴向定位缸对曲轴进行轴向定位，将其推至所述气动卡盘处；

S6，所述气动卡盘将曲轴卡住固定；

S7，刀架在刀架轨道上滑至机械臂所在工作区，机械臂将对应的去毛刺刀具从所述刀架里边取出，安装在所述机械臂的前端，然后刀架从刀架轨道上滑出机械臂所在工作区；

S8，伺服电机进行旋转，通过气动卡盘驱动曲轴旋转；

S9，机械臂驱动刀具对曲轴进行去毛刺工序；

S10，通过压缩空气高压吹枪对各油道孔进行吹扫；

S11，清扫气缸将清扫架落下，清扫驱动电机驱动清扫毛轮对曲轴进行清理，清扫完之后，清扫驱动电机停止转动，清扫气缸将清扫架升起；

S12，工位定位缸将所述曲轴支架移动平台从所述去毛刺区驱动至上料区，取下曲轴。

与现有技术相比本发明至少具有一下优点：

在六轴工业机器人的基础上增加了第七轴，第七轴伺服电机驱动气动卡盘使曲轴与机器人随动工作大幅度缩短加工节拍，采用轴向浮动打磨装置和径向浮动打磨装置去除毛刺，解决了曲轴外形曲面一致性不好，不易实现自动化加工的难题，在加工时实现了曲轴的自动轴向定位、自动角向定位；在加工前设置防错检测，使加工用自动化程序与加工工件型号相对应，避免误操作现象发生；在需要更换产品型号加工时，实现工装自动切换。

附图说明

图1为本发明提供的一种曲轴去毛刺机器的整体结构示意图；

图2为本发明提供的一种曲轴去毛刺机器的曲轴支架移动平台结构示意图；

图3为本发明提供的一种曲轴去毛刺机器的清扫结构示意图；

图4为本发明提供的一种曲轴去毛刺机器的曲轴支架移动平台的放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种曲轴去毛刺机器，包括机床床架1，伺服电机2、气动卡盘19、曲轴支架、去毛刺刀具和机械臂8；伺服电机2设置在机床床架1的一侧，曲轴支架对应伺服电机2设置在机床床架1相对的一侧，气动卡盘19通过伺服电机2驱动，曲轴支架和气动卡盘19配合夹住曲轴；机械臂8相邻机床床架1设置，去毛刺刀具安装在机械臂8的前端，通过机械臂8驱动完成曲轴去毛刺工序。

结合图1对本发明进行说明，本发明包括机床床架1、清扫架10、清扫驱动电机7、伺服电机2、托盘3、旋转轴4、清扫气缸5、机械臂8、工位定位缸6和移动式刀库，机床床架1上设置有托盘3、伺服电机2、清扫驱动电机7、旋转轴4、清扫气缸5、清扫架10和工位定位缸6，托盘3与机床床架1的内边缘相接，伺服电机2设置在机床床架1的一侧并且高于托盘3，清扫驱动电机7设置在伺服电机2的上端，清扫架10通过旋转轴4和清扫气缸5连接于机床床架1，工位定位缸6设置在机床床架1的两端，用来驱动曲轴支架移动平台20在托盘轨道12上移动；机械臂8设置在机床床架1的一侧，机械臂8设置在和托盘3成一排的位置上，移动式刀库设置在机械臂8的一侧，移动式刀库包括刀架9和刀架轨道11，刀架9根据机械臂8的操作在刀架轨道11上移动。刀架9用来放置和检测去毛刺刀具，机械臂8从刀架9内换取去毛刺刀具，刀架9在机械臂8换刀时在刀架轨道11上从护栏(图中未示出)外移至机械臂8的工作区，刀架9在机械臂8去毛刺时移出机械臂8的工作区到护栏(图中未示出)外。

如图2所示本发明提供的曲轴去毛刺机器中的曲轴支架移动平台结构示意图，托盘3上设置有平台轨道13，曲轴支架移动平台20滑动设置在托盘3的平台轨道13上，曲轴支架移动平台20的移动由工装定位缸6来驱动；曲轴支架移动平台20上设置有支架轨道18、曲轴支架、夹具14和轴向定位缸17，曲轴支架包括曲轴前端支架15和曲轴输出端支架16，支架轨道18和所述平台轨道13垂直设置，夹具14设置在曲轴前端支架15和曲轴输出端支架16之间，曲轴支架和夹具14滑动设置在曲轴支架移动平台20的支架轨道18上，前端支架15设置在靠近气动卡盘19的一侧，夹具14上设置有传感器，轴向定位缸17设置在输出端支架16远离气动卡盘19的一侧，轴向定位缸17驱动曲轴输出端支架16在支架平台上移动。

如图3所示为本发明提供的曲轴去毛刺机器中的清扫结构示意图，清扫结构包括清扫毛轮21、清扫毛轮保护罩12、清扫气缸5和清扫驱动电机7，清扫毛轮21通过清扫架10上设置在机床床架1，清扫毛轮保护罩12罩在清扫毛轮21的上，将清扫毛轮21的上半部包围，清扫毛轮保护罩用来保护清扫毛轮21和防止清扫时毛刺碎屑乱飞，清扫气缸5连接清扫架10和机床床架1。

如图4所述为曲轴去毛刺机器的曲轴支架移动平台的放大结构示意图。曲轴支架移动平台20上设置有支架轨道18、曲轴支架、夹具14和轴向定位缸17，曲轴支架包括曲轴前端支架15和曲轴输出端支架16，支架轨道18和所述平台轨道13垂直设置，夹具14设置在曲轴前端支架15和曲轴输出端支架16之间，曲轴支架和夹具14滑动设置在曲轴支架移动平台20的支架轨道18上，前端支架15设置在靠近气动卡盘19的一侧，夹具14上设置有传感器，轴向定位缸17设置在输出端支架16远离气动卡盘19的一侧，轴向定位缸17驱动曲轴输出端支架16在支架平台上移动。

本发明的工作原理如下：

S1：在桁架机械手上料之前，工位定位缸6控制曲轴支架移动平台20在托盘3的轨道13上进行移动到托盘3的上料区。

S2：设备控制系统根据目前加工的曲轴型号，对所有传感器进行装置自检，检测传感器是否可以正常工作，在检测无误后，设备控制系统向桁架机械手(图中未示出)发出上料指令，桁架机械手将曲轴放置在曲轴支架上，传感器对曲轴尺寸型号进行检测，根据曲轴连杆颈的尺寸来判断曲轴型号。

S3：传感器将检测到的曲轴尺寸上传至控制系统，控制系统控制曲轴支架移动平台的轴向定位缸调节曲轴前端支架和曲轴输出端支架之间的间距，直至能将曲轴两端的主轴颈分别放置到曲轴前端支架和曲轴输出端支架上；

S4：。工位定位缸将曲轴支架移动平台从托盘的上料区驱动至去毛刺区；

S5：夹具14将曲轴加紧，轴向定位缸17开始工作，对曲轴进行轴向定位，将曲轴推至与气动卡盘19连接处。

S6：气动卡盘19将曲轴的一端夹紧，将曲轴固定，夹具14松开然后。

S7：刀架9在刀架轨道11上滑至机械臂8所在工作区，机械臂8将对应的去毛刺刀具从所述刀架9里边取出，安装在机械臂8的前端，然后刀架9从刀架轨道11上滑出机械臂8所在工作区；

S8：刀库9在机械臂8每次换刀前在刀库轨道11上从护栏外移动至机械臂8的工作区，换完刀后进行去毛刺时从机械臂8的工作区在刀库轨道11上移出机械臂8的工作区。

S9：伺服电机2开始旋转，通过气动卡盘19带动曲轴旋转。

S10：机械臂8开始工作，机械臂8驱动去毛刺刀具对曲轴进行去毛刺，伺服电机2配合机械臂8随动去毛刺，伺服电机2根据机械臂8的工作步骤进行相应的旋转，正转、反转或者正反转结合旋转，伺服电机2通过气动卡盘19带动曲轴进行相应的旋转；机械臂8在换刀前先进行刀具检测，机械臂8在加工完一道工序之后，将刀具放入刀架9，然后机械臂8将自动更换下一道工序所需要的刀具；机械臂8更换油道孔去毛刺径向浮动刀具，并且和伺服电机2、气动卡盘19随动完成各油道孔交叉孔毛刺清理工作，伺服电机2通过气动卡盘19带动曲轴旋转，伺服电机2根据机械臂8的工作步骤进行相应的旋转，在进行油道孔交叉孔毛刺清理时，机械臂8先对曲轴的半面进行加工，此时伺服电机2不转，当机械臂8将这半面的油道孔交叉孔毛刺清理完成之后，伺服电机2进行旋转，旋转到曲轴的另半面和机械臂8相对，然后机械臂8在进行剩余半面油道孔交叉孔毛刺的清理工作；机械臂8使用压缩空气高压吹枪对各油道孔交叉孔内的残留碎屑进行吹扫；机械臂8对中心孔进行去毛刺，气动卡盘19松开，工位定位缸6将曲轴推送至中心孔去毛刺工位，机械臂8更换纵向浮动刀具，利用纵向浮动刀具的橡胶磨头对中心孔毛刺进行清理。

S11：机械臂8每次换刀后，刀库9都对刀具进行检测，如果检测出刀具损坏将损坏刀具放入刀库9，黄色报警灯闪亮，显示屏提示几号刀损坏需要更换(报警灯和显示屏图中未示出)，机械臂8将拿起同一型号的刀具将上一道工序重新进行加工，如果加工完这道工序，刀具被放回到移动式刀库9后没有被检测出被损坏，则刀检通过，进行下一道工序。

S12：清扫气缸5将清扫架10落下，清扫驱动电机7开始旋转，驱动清扫毛轮21旋转，同时伺服电机2通过气动卡盘19驱动曲轴旋转，清扫毛轮21和曲轴同时旋转清理曲轴表面碎屑，完成后清扫驱动电机7停止转动，清扫气缸5将清扫架10升起。

S13：工位定位缸6驱动曲轴支架移动平台20在轨道11上进行移动，从去毛刺区驱动至上料区，桁架机械手落下，桁架机械手取走曲轴，此循环结束。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。