一种滚丝机自动上下料装置的制作方法

1.本实用新型属于滚丝加工技术领域，涉及一种滚丝机自动上下料装置。


背景技术：

2.目前汽车行业轴类产品的广泛开发，使得下料机的应用越来越成熟化，普及化。滚丝机是一种多功能冷挤压成形机床，在其滚压力范围内冷态下对工件进行螺纹、直纹、斜纹滚压等处理；直齿、斜齿及斜花键齿轮的滚轧；校直、缩径、滚光和各种成形滚压，是汽车行业轴类产品的主要加工装置之一。实际生产过程中，由于原料杆尺寸不达标，或者滚丝中对于原料杆的磨损，使得所得滚丝尺寸难以满足下游汽车装配需求。通常的做法是人工一一校验，但这样又会导致生产效率大幅下降、人力成本显著提高，并进而导致企业产能严重降低。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的就是提供一种滚丝机自动上下料装置。
4.本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
5.一种滚丝机自动上下料装置，用于配合滚丝机将原料杆加工为滚丝产品，所述的原料杆包括沿轴向依次连接的支撑端、花键外凸部、细光杆颈部、滚丝加工外凸部，所述的支撑端的端面开设有前锥孔，所述的滚丝加工外凸部的端面开设有后锥孔；
6.该滚丝机自动上下料装置包括
7.单件排料机构，用于实现原料杆的单件出料，包括用于储存多个原料杆的上料料仓、倾斜设于上料料仓内的输料传送带、与输料传送带传动连接的伺服驱动电机、升降设于输料传送带下端上方的出料挡板，以及设于输料传送带下端外并与原料杆相适配的单料定位槽；所述的输料传送带上并列设有多个支撑齿，所述的支撑齿沿输料传送带宽度方向延伸，所述的原料杆平放于相邻2个支撑齿上；
8.运料机械臂，用于将单件排料机构的单件出料输送至原料尺寸检测机构；
9.原料尺寸检测机构，用于对原料杆进行长度及端部锥孔深度检测；
10.产品尺寸检测及吹气机构，用于对滚丝产品进行长度检测；
11.上下料机械臂，用于将长度及端部锥孔深度检测合格的原料杆运送至滚丝机、将滚丝产品输送至产品尺寸检测及吹气机构，以及将长度检测合格的滚丝产品输送至收料机构。
12.进一步地，所述的单件排料机构还包括设于单料定位槽与输料传送带下端之间的单料送料组件，该单料送料组件包括送料台、设于送料台顶端且下缘与单料定位槽相连接的送料斜面、设于送料台与输料传送带下端之间的落料槽，以及升降设于落料槽内的升料台；
13.所述的落料槽宽度与原料杆径向宽度相适配；所述的升料台顶端设有与送料斜面相适配的限料斜面，使得升料台上升过程中，所述的原料杆限位于限料斜面与送料台侧壁
之间，并且当升料台上升至顶端后，所述的限料斜面下缘与送料斜面上缘相连接。
14.进一步地，所述的单料定位槽沿原料杆轴向的两端设有开口；
15.该装置还包括原料杆摆放方向筛选机构，该原料杆摆放方向筛选机构包括激光传感器、设于单料定位槽一端开口处的推料气缸，以及设于单料定位槽另一端开口处的反料收集槽；
16.所述的激光传感器指向单料定位槽内、与正向出料的原料杆上细光杆颈部相对应的位置。
17.进一步地，所述的装置还包括设于单件排料机构与原料尺寸检测机构之间的锥孔吹气机构；
18.所述的锥孔吹气机构包括吹气盒、开设于吹气盒顶部的原料杆让位孔，以及设于吹气盒内的吹气喷管。
19.进一步地，所述的原料尺寸检测机构包括后端开口的原料检测定位槽、设于原料检测定位槽前端的原料检测限位板、沿原料杆轴向滑动设于后端开口处的原料长度检测推管、设于原料长度检测推管内并从前端伸出的后锥孔检测探杆、开设于原料检测限位板上的检测让位孔，以及能够沿原料杆轴向移动并穿过检测让位孔的前锥孔检测探杆；
20.所述的原料长度检测推管、前锥孔检测探杆、后锥孔检测探杆分别与相应的位移传感器相连接。
21.进一步地，所述的运料机械臂包括桁架机械手、设于桁架机械手活动端上的竖直伸缩气缸、设于竖直伸缩气缸活动端上的夹爪气缸，以及与夹爪气缸传动连接的夹爪。
22.进一步地，所述的上下料机械臂为端部设有双夹爪的六轴机器人。
23.进一步地，所述的产品尺寸检测及吹气机构包括顶部开口的产品检测槽、设于产品检测槽内且一端开口的产品检测定位槽、设于产品检测定位槽另一端的产品检测限位板、沿滚丝产品轴向滑动设于端部开口处的产品长度检测推杆、与产品长度检测推杆相连接的位移传感器，以及设于产品检测槽内的吹油嘴与油雾收集器。
24.进一步地，所述的装置包括2个并列设置的产品尺寸检测及吹气机构，以及设于2个产品检测槽一侧的盖板位移导轨、移动设于盖板位移导轨上的位移座，以及设于位移座上且与产品检测槽顶部开口相适配的吹油仓盖板。
25.进一步地，所述的收料机构包括并列设置的成品传送带与次品传送带。
26.与现有技术相比，本实用新型具有以下特点：
27.1)本实用新型通过采用带齿传送带作为原料杆出料传送带，使原料杆能够平放于相邻2个支撑齿上，搭配伺服驱动电机，实现步进式输料，同时结合升降设置的出料挡板，控制每次仅出1枚原料杆，以便于之后的单料检测与加工；并且基于皮带输送机构，也可以有效防止产品堆积卡料；
28.2)本实用新型通过在单件排料机构4与原料尺寸检测机构6之间设置锥孔吹气机构14，以避免加工锥孔时残留的铁屑对检测距离产生影响以及原材料上有可能存在的铁屑对滚丝质量的影响，保证检测准确性与滚丝加工质量；
29.3)本实用新型能够实现滚丝机自动上下料，并通过接触式位移传感器检测原料与产品长度以及锥孔深度，根据检测结果通过六轴机器人进行分拣，显著减少了时间成本，提升了生产效率，降低了人力成本降低上手难度，并增强了安全性。
附图说明
30.图1为一种原料杆的结构示意图；
31.图2为一种滚丝产品的结构示意图；
32.图3为实施例中一种滚丝机自动上下料装置的结构示意图；
33.图4、图5为单件排料机构的结构示意图；
34.图6为单料送料组件的结构示意图；
35.图7为运料机械臂的结构示意图；
36.图8为原料尺寸检测机构的结构示意图；
37.图9为图8中a处的局部放大示意图；
38.图10为上下料机械臂的结构示意图；
39.图11为产品尺寸检测及吹气机构的结构示意图；
40.图12为图3中b处的局部放大示意图；
41.图中标记说明：
42.1-原料杆：
43.101-支撑端、102-花键外凸部、103-细光杆颈部、104-滚丝加工外凸部；
44.2-滚丝产品；3-工作台；
45.4-单件排料机构：
46.401-上料料仓、402-输料传送带、403-伺服驱动电机、404-挡板升降气缸、405
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楔形出料挡板、406-单料定位槽、407-支撑齿、408-送料台、409-落料槽、410-升料台、411-激光传感器、412-推料气缸、413-反料收集槽、414-后吹气喷管；
47.5-运料机械臂：
48.501-桁架机械手、502-竖直伸缩气缸、503-夹爪气缸、504-夹爪；
49.6-原料尺寸检测机构：
50.601-原料检测定位槽、602-原料检测限位板、603-原料检测前安装板、604-原料检测后安装板、605-原料长度检测气缸、606-原料后检测板、607-原料长度检测推管、608-后锥孔检测探杆、609-前锥孔检测气缸、610-原料前检测板、611-前锥孔检测探杆；
51.7-产品尺寸检测及吹气机构：
52.701-产品检测槽、702-产品检测定位槽、703-产品检测限位板、704-产品检测安装板、705-产品检测气缸、706-产品检测板、707-产品长度检测推杆、708-吹油嘴、709-吹油仓盖板、710-位移导轨；
53.8-上下料机械臂、9-成品传送带、10-次品传送带、11-移动轨道、12-移动架、 13-接油盘、14-锥孔吹气机构。
具体实施方式
54.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
55.实施例：
56.一种滚丝机自动上下料装置，用于配合滚丝机将原料杆1加工为滚丝产品2。原料
杆1结构如图1所示，包括沿轴向依次连接的支撑端101、花键外凸部102、细光杆颈部103、滚丝加工外凸部104，支撑端101的端面开设有前锥孔，滚丝加工外凸部104的端面开设有后锥孔。滚丝产品2结构如图2所示。
57.本装置用于对原料杆1的长度、前后端锥孔深度进行检测，对于不合格的产品进行回收，合格产品送入滚丝机进行滚丝加工，并对所得滚丝产品2的长度进行检测，并通过自动化操作，提高工作效率，降低人力成本。
58.如图3所示，该滚丝机自动上下料装置包括工作台3、设于工作台3上的单件排料机构4、运料机械臂5、原料尺寸检测机构6、产品尺寸检测及吹气机构7，以及上下料机械臂8与收料机构。
59.如图4、图5所示，单件排料机构4包括用于储存多个原料杆1的上料料仓401、倾斜设于上料料仓401内的输料传送带402、与输料传送带402传动连接的伺服驱动电机403、设于输料传送带402下端上方的挡板升降气缸404、设于挡板升降气缸404输出端的楔形出料挡板405，以及设于输料传送带402下端外并与原料杆1 相适配的单料定位槽406。
60.输料传送带402上并列设有多个支撑齿407，每个支撑齿407沿输料传送带402 宽度方向延伸，原料杆1平放支撑于相邻2个支撑齿407之间，并搭配伺服驱动电机403，实现步进式输料，同时结合升降设置的出料挡板405，控制每次抬升高度仅为一个原料杆1高度，从而实现单枚出料的效果，以便于之后的单料检测与加工。
61.具体的，本实施例中支撑齿407为三棱柱形齿结构，在其他实施例中也可选用长方体形齿结构。
62.如图6所示，为保证单件出料的效果，本实施例还包括设于单料定位槽406 与输料传送带402下端之间的单料送料组件，该单料送料组件包括送料台408、设于送料台408顶端且下缘与单料定位槽406相连接的送料斜面、设于送料台408 与输料传送带402下端之间的落料槽409，以及升降设于落料槽409内的升料台 410。落料槽409宽度与原料杆1径向宽度相适配，使得槽内只能容纳单个原料杆1。升料台410顶端设有与送料斜面相适配的限料斜面，使得升料台410上升过程中，原料杆1夹持限位于限料斜面与送料台408侧壁之间，并且当升料台410上升至顶端后，限料斜面下缘与送料斜面上缘相连接，原料杆1沿着两个相连接的斜面滑落至单料定位槽406内。
63.此外，如图5所示，在送料斜面上并列设有多个沟槽，以减少送料斜面与原料杆1的接触面积，减少产品粘连。
64.由于原料杆1前后结构不对称，为避免下游加工错误，在单料定位槽406处还设有原料杆摆放方向筛选机构，该原料杆摆放方向筛选机构包括设于工作台3上的激光传感器411、设于单料定位槽406一端开口处的推料气缸412，以及设于单料定位槽406另一端开口处的反料收集槽413；单料定位槽406侧壁上开设有缺口，激光传感器411发出的检测光束穿过该缺口，指向单料定位槽406内、与正向出料的原料杆1上细光杆颈部103相对应的位置。当原料杆1出料摆放方向正确时，激光传感器411能够检测到由细光杆颈部103反射的反射面积较小的激光信号；当摆放方向错误时，该位置对应于滚丝加工外凸部104，反射面积较大，此时推料气缸 412沿轴向推动原料杆1至其落入反料收集槽413，以便于工作人员收捡重新摆料。
65.如图7所示，运料机械臂5包括桁架机械手501、设于桁架机械手501活动端上的竖
直伸缩气缸502、设于竖直伸缩气缸502活动端上的夹爪气缸503，以及与夹爪气缸503传动连接的夹爪504。
66.如图8、图9所示，原料尺寸检测机构6包括后端开口且与原料杆1相适配的原料检测定位槽601、设于原料检测定位槽601前端的原料检测限位板602、开设于原料检测限位板602上且与前锥孔位置相适配的检测让位孔、一前一后并列设于原料检测定位槽601两端外的原料检测前安装板603与原料检测后安装板604、设于原料检测后安装板604上的原料长度检测气缸605、设于原料长度检测气缸605 移动端上的原料后检测板606、滑动设于原料检测后安装板604上且前端固定于原料后检测板606并伸出的原料长度检测推管607、活动设于原料长度检测推管607 内并可伸出且沿轴向指向后锥孔的后锥孔检测探杆608、设于原料检测前安装板 603上的前锥孔检测气缸609、设于前锥孔检测气缸609移动端上的原料前检测板 610、滑动设于原料检测前安装板603上且后端固定于原料前检测板610上并伸出指向前锥孔的前锥孔检测探杆611，以及多个设于原料检测前安装板603与原料检测后安装板604上且检测端分别与相应的原料长度检测推管607、前锥孔检测探杆611、后锥孔检测探杆608相连接的位移传感器。
67.检测过程中，首先通过原料长度检测气缸605推动原料后检测板606直至原料长度检测推管607将原料杆1夹紧于原料长度检测推管607前端与原料检测限位板 602之间，此时检测端连接于原料长度检测推管607或者原料长度检测气缸605的位移传感器即可根据相对于标准件的位移距离差，计算原料杆1长度；同时，根据后锥孔检测探杆608伸出原料长度检测推管607的伸出距离相对于标准件的偏差，即可获得后锥孔深度；另一方面，前锥孔深度则通过检测前锥孔检测探杆611的位移距离或前锥孔检测气缸609的伸出距离，相对于标准件的偏差，计算得到。
68.为避免加工锥孔时残留的铁屑对检测距离产生影响以及原材料上有可能存在的铁屑对滚丝质量的影响，如图12所示，本实施例还包括设于单件排料机构4与原料尺寸检测机构6之间的锥孔吹气机构14；锥孔吹气机构14包括吹气盒1401、开设于吹气盒1401顶部的原料杆让位孔1402，以及设于吹气盒1401内并用于对原料杆1两端锥孔以及杆身进行吹气的吹气喷管。
69.为提高检测自动化程度，在原料检测定位槽601内还设有无料传感器，用于检测原料杆是否放置到位，从而自动启动或停止原料长度检测气缸605等装置的运行。本实施例中该物料传感器为接近开关。
70.上下料机械臂8结构如图10所示，其端部设有双夹爪，分上料与下料，下料夹爪自带吹气装置，图中未示出，该吹气装置的吹气端指向该下料夹爪，意为防止滚丝后零件上油渍过多，传输过程中油渍飞溅造成加工现场卫生环境过差。在其他实施例中也可采用端部设有双夹爪的安川六轴机器人。
71.如图1、图11所示，产品尺寸检测及吹气机构7设有2个且一前一后并列设于工作台3上。在后的产品尺寸检测及吹气机构7包括顶部开口的产品检测槽701、设于产品检测槽701内且前端开口的产品检测定位槽702、设于产品检测定位槽702 前端的产品检测限位板703、设于产品检测槽701后侧的产品检测安装板704、设于产品检测安装板704上的产品检测气缸705、设于产品检测气缸705活动端上的产品检测板706、滑动设于产品检测安装板704上且前端固定于产品检测板706上并依次穿过产品检测板706与产品检测槽701侧壁、沿
轴向指向滚丝产品2后端的产品长度检测推杆707、检测端与产品长度检测推杆707相连接的位移传感器，以及设于产品检测槽701内的吹油嘴708与油雾收集器。
72.在前的产品尺寸检测及吹气机构7与在后的产品尺寸检测及吹气机构7前后对称设置，且2个产品检测槽701并列设置。
73.类似于原料尺寸检测机构6中的长度检测方式，工作时，通过产品检测气缸 705推动产品检测板706直至将滚丝产品2夹紧于产品长度检测推杆707与产品检测限位板703之间，此时即可根据产品长度检测推杆707的位移距离，计算滚丝产品2的轴向长度。在夹紧滚丝产品2后，可通过吹油嘴708对滚丝产品2进行吹气，并通过油雾收集器避免油雾影响环境。
74.为进一步降低油雾影响，本实施例还包括设于2个产品检测槽701一侧的盖板位移导轨710、移动设于盖板位移导轨710上的位移座，以及设于位移座上且与产品检测槽701顶部开口相适配的吹油仓盖板709；吹油前，移动吹油仓盖板709至相应产品检测槽701的顶部开口处，即可避免油雾逸出；同时也可实现2个产品尺寸检测及吹气机构7的交错工作，提高工作效率。
75.如图1所示，收料机构包括并列设置的成品传送带9与次品传送带10，以及分别驱动两种传送带的伺服电机。
76.此外，本实施例还包括设于地面的移动轨道11、滑动设于移动轨道11上的移动架12，以及设于移动架12上的接油盘13，工作台3设于移动架12上并位于接油盘13上方，同时在工作台3上还设有多个漏油孔，以便于及时导出污油，保证工作台3清洁。为保证安全，本装置外围还设有安全围栏。
77.使用时，将多个原料杆1置于上料料仓401内，并堆叠于输料传送带402上，位于底部的原料杆1通过相邻2个支撑齿407得到支撑与逐个分离，伺服驱动电机 403带动输料传送带402步进式输送，在经过出料挡板405位置时，出料挡板405 上移至留出一个原料杆1通过高度，此时配合步进式送料，实现单个原料杆1的出料，之后降下出料挡板405。
78.出料的单个原料杆1，落入落料槽409内的升料台410上，并限位于限料斜面与送料台408侧壁之间，之后随着升料台410上升至限料斜面与送料斜面相连接，原料杆1即可沿着两个相连接的斜面滑落至单料定位槽406内。
79.之后，激光传感器411工作，若检测到细光杆颈部103则摆放正确通过运料机械臂5先经锥孔吹气机构去除锥孔内及杆身上的铁屑，再运送至原料尺寸检测机构 6；若未检测到，则摆放错误，通过推料气缸412推入反料收集槽413内，以重新摆放。
80.进入原料尺寸检测机构6内的原料杆1，在原料检测限位板602与原料长度检测推管607的夹持过程中，通过与原料长度检测推管607传动连接的位移传感器，获得原料杆1长度，通过与前锥孔检测探杆611传动连接的位移传感器，获得前锥孔长度，通过与后锥孔检测探杆608传动连接的位移传感器，获得后锥孔长度。
81.尺寸检测不合格的原料杆1通过上下料机械臂8运送至次品传送带10上；合格的原料杆1通过上下料机械臂8运送至滚丝机中进行滚丝，所得滚丝产品再通过上下料机械臂8运送至产品尺寸检测及吹气机构7，置于产品检测定位槽702内，在滚丝产品2被产品长度检测推杆707与产品检测限位板703夹紧过程中，计算滚丝产品2的轴向长度，同时移动位移座使吹油仓盖板709封闭产品检测槽701，以通过吹油嘴708对滚丝产品2进行吹气，并通过油
雾收集器避免油雾影响环境。
82.尺寸检测不合格的滚丝产品2通过上下料机械臂8运送至次品传送带10上；合格的滚丝产品2通过上下料机械臂8运送至成品传送带9上。
83.在其他实施例中，次品传送带10与成品传送带9上分别设有相应的检测传感器以统计成品及次品数量。
84.此外，在原料检测定位槽601、产品检测槽701的底部通过蝶形螺栓、定位销固定于相应的底座或底板上，以达到快速更换的效果。
85.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。