一种浮动油封环加工生产线及其工作方法与流程

1.本发明涉及浮动油封技术领域，尤其涉及一种浮动油封环加工生产线及其工作方法。


背景技术：

2.浮动油封常用于工程机械行走部分的行星减速器，对该部件端面进行动态密封。由于其可靠性高，近几年也用作挖泥船斗轮输出轴的动态密封。此类密封属于机械密封，一般由铁合金材料的浮动油封环简称浮封环及配套的丁腈橡胶o形密封圈组成。浮封环成对使用，一个随旋转部件转动，一个相对静止。浮动油封的密封原理是：两个浮封环靠o形密封圈受轴向压缩后的变形，产生对浮封环密封端面的压紧力。随着密封端面的均匀磨损，这种由o形密封圈储存的弹性能量逐步释放，从而起到轴向补偿作用。
3.浮封环的加工目前差用车削加工方式，采用数控车床进行精密加工，相对于传统的普通车床大幅提高了生产效率和车削质量。然而，现阶段虽然使用数控车床对浮封环的加工，还是需要人工装卡、上下物料，浪费了人力，降低了生产效率。
4.因此，需要针对上述缺陷开发一种浮动油封环加工生产线及其工作方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种浮动油封环加工生产线及其工作方法，采用一套机械手配备两台数控车床的方式，完成浮动油封环的整个加工过程，最大限度节省了人工，提高了作业效率和质量。
6.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：本发明一种浮动油封环加工生产线，包括第一车床、第二车床、机械手机构和物料输送机构，所述第一车床和第二车床对称设置在所述物料输送机构的两侧，所述机械手机构设置在所述物料输送机构上方且朝向两侧的所述第一车床和第二车床上方扩展延伸；所述机械手机构能够在所述物料输送机构、所述第一车床和第二车床之间传递浮封环的毛坯料或者半成品。
7.进一步的，所述机械手机构包括机械手支架、横梁、滑车、竖臂和机械抓手，所述机械手支架采用跨设在所述物料输送机构上的桁架结构，所述横梁水平设置在所述机械手支架顶部，所述滑车沿着所述横梁左右行走，所述竖臂能够竖直移动的连接在所述滑车前部，所述机械抓手设置在所述竖臂的底端，所述机械抓手能够抓取和放置所述浮封环。
8.进一步的，还包括横齿条和竖齿条，所述横齿条水平敷设在所述横梁上，所述滑车上设置有与所述横齿条啮合的齿轮驱动组件；所述竖齿条竖直敷设在所述竖臂上，所述滑车上设置有与所述竖齿条啮合的齿轮驱动组件。
9.进一步的，所述机械抓手包括两套三抓卡盘，一套所述三抓卡盘安装內撑卡爪另一套所述三抓卡盘安装外卡卡爪。
10.进一步的，所述物料输送机构包括物料输送主机和物料托盘，多个所述物料托盘
设置在所述物料输送主机的顶部，所述物料输送主机顶部通过传动链条和导向机构连接所述物料托盘的底部，所述物料托盘能够沿着所述导向机构的矩形环状轨迹往复移动。
11.进一步的，所述物料托盘包括底托盘和竖直设置在所述底托盘上的三个挡杆，所述浮封环叠放在所述底托盘上且外缘被所述挡杆限定。
12.进一步的，所述底托盘上开设有三个圆周均布的径向腰型孔，所述挡杆的根部穿过所述径向腰型孔与底部的驱动组件连接。
13.进一步的，还包括喷装箱，所述喷装箱设置在所述机械手机构的后方，所述喷装箱朝向下方的所述物料输送机构设置有喷出封孔剂的喷嘴。
14.进一步的，所述喷装箱还包括外套筒、内套筒、驱动工作杆和竖向驱动单元，所述竖向驱动单元带动所述驱动工作杆朝向所述物料输送机构竖直靠近或者远离，所述驱动工作杆的底端连接所述外套筒，所述内套筒同轴设置在所述外套筒内侧，多个所述喷嘴圆周均布在所述外套筒顶板上且位于所述内套筒外侧，所述外套筒和内套筒的底端圆环面积与所述浮封环的胶圈作用面相对应。
15.一种浮动油封环加工生产线工作方法，应用上述任一项所述的浮动油封环加工生产线进行所述浮封环的加工，在两台车床之间自动传递物料且完成所有加工面的车削工作。
16.与现有技术相比，本发明的有益技术效果：本发明一种浮动油封环加工生产线，通过合理排布第一车床、第二车床、机械手机构和物料输送机构，能够使得机械手机构在第一车床、第二车床和物料输送机构之间灵活传动物料，两步车削工艺依次完成，保证了浮封环自动化准确加工。最大限度节省了人工，提高了作业效率和质量。
17.此外，通过机械手支架采用跨设在所述物料输送机构上的桁架结构，能够骑跨在所述物料输送机构上，机械抓手能够在所述物料输送机构上抓取或者放置物料；通过采用齿条和齿轮的啮合驱动形式，重复定位较准确，保证了机械抓手准确的抓取、放置浮封环。通过设置两套不同卡爪形式的所述三抓卡盘能够采用内撑或者外抱的方式抓取浮封环。通过物料输送主机顶部的传动链条和导向机构驱动物料托盘沿着矩形环状轨迹往复移动，能够保证每个物料托盘都能够移动到机械抓手的正下方，能够进行物料的传递；通过所述底托盘上设置三个圆周均布的挡杆，能够限定浮封环的外缘，进而便于叠放。通过在所述底托盘上开设用于安装挡杆的径向腰型孔并配合底部的所述驱动组件，便于灵活调整适用于不同规格的浮封环存储。通过在所述机械手机构的后方集成喷装箱，能够对胶圈接触面喷涂封孔剂，形成光滑连续表面，有利于胶圈的静密封效果。通过同轴设置的外套筒和内套筒，形成环形喷涂空间，将封孔剂的喷涂范围尽量控制在胶圈接触面区域内，避免工作面受到影响。通过所述竖向驱动单元带动驱动工作杆，进而带动外套筒上下移动，能够保证对不同叠放高度的浮封环均能完成准确的喷涂作用。
18.本发明浮动油封环加工生产线工作方法通过两台数控车床协调加工，一次人工上料即可完成浮封环13的所有表面车削，大幅提高了作业效率；通过喷涂封孔剂的工序，与车削工序穿插进行，能够对胶圈接触面131进行封孔光滑处理，降低微观的渗漏情况，提高了产品的密封性能。
附图说明
19.下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
20.图1为本发明浮动油封环加工生产线立体结构示意图；图2为本发明浮动油封环加工生产线的主视结构示意图；图3为本发明浮动油封环加工生产线左视结构示意图；图4为本发明浮动油封环加工生产线俯视结构示意图；图5为本发明浮动油封环加工生产线喷装箱工作原理示意图；图6为本发明加工的浮封环剖视结构示意图。
21.附图标记说明：1、第一车床；2、第二车床；3、机械手支架；4、横梁；5、横齿条；6、滑车；7、竖臂；701、竖齿条；8、机械抓手；9、喷装箱；901、喷嘴；902、外筒套；903、内筒套；904、驱动工作杆；905、箱盖；10、物料输送主机；11、物料托盘；12、防护罩；13、浮封环；131、胶圈接触面；132、工作面；14、电控箱。
具体实施方式
22.本发明的核心是提供一种浮动油封环加工生产线及其工作方法，采用一套机械手配备两台数控车床的方式，完成浮动油封环的整个加工过程，最大限度节省了人工，提高了作业效率和质量。
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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。
25.参考附图，图1为本发明浮动油封环加工生产线立体结构示意图；图2为本发明浮动油封环加工生产线的主视结构示意图；图3为本发明浮动油封环加工生产线左视结构示意图；图4为本发明浮动油封环加工生产线俯视结构示意图；图5为本发明浮动油封环加工生产线喷装箱工作原理示意图；图6为本发明加工的浮封环剖视结构示意图。
26.在一具体实施方式中，如图1～6所示，一种浮动油封环加工生产线，包括第一车床1、第二车床2、机械手机构和物料输送机构。所述物料输送机构一端设置有上料工位和下料工位。第一车床1和第二车床2的中心位置对称设置在所述物料输送机构的两侧，所述机械手机构设置在所述物料输送机构上方且朝向两侧的第一车床1和第二车床2上方扩展延伸。所述机械手机构能够在所述物料输送机构、第一车床1和第二车床2之间传递浮封环13的毛坯料或者半成品。第一车床1加工浮封环13的胶圈接触面131的外侧壁和对应的端面。第二车床2加工工作面132的端面和内孔面。
27.通过合理排布第一车床1、第二车床2、机械手机构和物料输送机构，能够使得机械手机构在第一车床1、第二车床2和物料输送机构之间灵活传动物料，两步车削工艺依次完成，保证了浮封环13自动化准确加工。最大限度节省了人工，提高了作业效率和质量。
28.在本发明的一具体实施方式中，如图1～4所示，所述机械手机构包括机械手支架3、横梁4、滑车6、竖臂7和机械抓手8，机械手支架3采用跨设在所述物料输送机构上的桁架结构，横梁4水平连接在机械手支架3顶部，滑车6能够沿着横梁4左右行走。竖臂7能够竖直移动的连接在滑车6前部，机械抓手8设置在竖臂7的底端，机械抓手8能够抓取和放置浮封环13。滑车6的后部连接有横向拖链，所述横向拖链放置在沿着横梁敷设的拖链板上，所述横向拖链为滑车6上的电气设备提供电力和控制信号的输送。
29.具体而言，如图1和图2所示，所述机械手机构还包括横齿条5和竖齿条701，横齿条5水平敷设在横梁4上，滑车6上设置有与横齿条5啮合的齿轮驱动组件。竖齿条701竖直敷设在竖臂7上，滑车6上设置有与竖齿条701啮合的齿轮驱动组件。两处齿轮驱动组件均采用伺服电机带动齿轮的结构。
30.具体而言，如图1和图2所示，机械抓手8包括两套三抓卡盘，一套所述三抓卡盘安装內撑卡爪，另一套所述三抓卡盘安装外卡卡爪。进一步的，机械抓手8上还设置有视频摄像头，所述摄像头能够对下方的物料状态进行观察和拍照并反馈到机械手支架3后方的电控箱14。电控箱14内设置有控制整个生产线协调运行的电控系统。
31.通过机械手支架3采用跨设在所述物料输送机构上的桁架结构，能够骑跨在所述物料输送机构上，机械抓手8能够在所述物料输送机构上抓取或者放置物料；通过采用齿条和齿轮的啮合驱动形式，重复定位较准确，保证了机械抓手8准确的抓取、放置浮封环13。通过设置两套不同卡爪形式的所述三抓卡盘能够采用内撑或者外抱的方式抓取浮封环13。
32.在本发明的一具体实施方式中，如图1～4所示，所述物料输送机构包括物料输送主机10和物料托盘11，多个物料托盘11设置在物料输送主机10的顶部，物料输送主机10顶部通过传动链条和导向机构连接物料托盘11底部的移动座，物料托盘11能够沿着所述导向机构的矩形环状轨迹往复移动。
33.具体而言，每个物料托盘11都有自己的id地址，控制系统对每个物料托盘11存放何种状态的物料，都有规定，并严格按照此规定进行物料的抓取和转移。
34.具体而言，如图1～4所示，物料托盘11包括底托盘和竖直设置在所述底托盘上的三个挡杆，浮封环13叠放在所述底托盘上且外缘被三个所述挡杆限定。
35.具体而言，如图4所示，所述底托盘上开设有三个圆周均布的径向腰型孔，所述挡杆的根部穿过径向腰型孔与底部的驱动组件连接。所述驱动组件能够同步驱动三个所述挡杆向内移动或者向外移动，进而改变对不同规格的浮封环13进行装载。
36.通过物料输送主机10顶部的传动链条和导向机构驱动物料托盘11沿着矩形环状轨迹往复移动，能够保证每个物料托盘11都能够移动到机械抓手8的正下方，能够进行物料的传递；通过所述底托盘上设置三个圆周均布的挡杆，能够限定浮封环13的外缘，进而便于叠放。通过在所述底托盘上开设用于安装挡杆的径向腰型孔并配合底部的所述驱动组件，便于灵活调整适用于不同规格的浮封环13存储。
37.在本发明的一具体实施方式中，如图1、图3和图4所示，本发明浮动油封环加工生产线还包括喷装箱9，喷装箱9设置在所述机械手机构的后方，喷装箱9朝向下方的所述物料输送机构设置有喷出封孔剂的喷嘴901。喷装箱9内还设置有气泵和封孔剂存储罐。浮封环13往往采用合金铸铁材质制作，然而车削加工完的合金铸铁材料往往有着微型孔洞，这些微型孔洞位于工作面132能够存储润滑油有利于形成油膜，对油膜密封有利。然而，这些微
型孔洞位于胶圈接触面131时，往往引起微型空洞连通引起的微泄漏，不利于密封。所述物料输送机构能够带着完成胶圈接触面131完成车削的半成品，运动到喷嘴901的正下方。
38.具体而言，喷装箱9还包括外套筒902、内套筒903、驱动工作杆904和竖向驱动单元，所述竖向驱动单元带动驱动工作杆904朝向所述物料输送机构竖直靠近或者远离。所述竖向驱动单元具体采用电动推杆或者气缸。驱动工作杆904的底端可拆卸的连接外套筒902。内套筒903同轴设置在外套筒902内侧，多个喷嘴901圆周均布在外套筒902顶板上且位于内套筒903外侧。外套筒902和内套筒903的底端圆环面积与浮封环13的胶圈作用面相对应。
39.通过在所述机械手机构的后方集成喷装箱9，能够对胶圈接触面131喷涂封孔剂，形成光滑连续表面，有利于胶圈的静密封效果。通过同轴设置的外套筒902和内套筒903，形成环形喷涂空间，将封孔剂的喷涂范围尽量控制在胶圈接触面131区域内，避免工作面132受到影响。通过所述竖向驱动单元带动驱动工作杆904，进而带动外套筒902上下移动，能够保证对不同叠放高度的浮封环13均能完成准确的喷涂作用。
40.本发明浮动油封环加工生产线，通过合理排布第一车床1、第二车床2、机械手机构和物料输送机构，能够使得机械手机构在第一车床1、第二车床2和物料输送机构之间灵活传动物料，两步车削工艺依次完成，保证了浮封环13自动化准确加工。最大限度节省了人工，提高了作业效率和质量。此外，通过机械手支架3采用跨设在所述物料输送机构上的桁架结构，能够骑跨在所述物料输送机构上，机械抓手8能够在所述物料输送机构上抓取或者放置物料；通过采用齿条和齿轮的啮合驱动形式，重复定位较准确，保证了机械抓手8准确的抓取、放置浮封环13。通过设置两套不同卡爪形式的所述三抓卡盘能够采用内撑或者外抱的方式抓取浮封环13。通过物料输送主机10顶部的传动链条和导向机构驱动物料托盘11沿着矩形环状轨迹往复移动，能够保证每个物料托盘11都能够移动到机械抓手8的正下方，能够进行物料的传递；通过所述底托盘上设置三个圆周均布的挡杆，能够限定浮封环13的外缘，进而便于叠放。通过在所述底托盘上开设用于安装挡杆的径向腰型孔并配合底部的所述驱动组件，便于灵活调整适用于不同规格的浮封环13存储。通过在所述机械手机构的后方集成喷装箱9，能够对胶圈接触面131喷涂封孔剂，形成光滑连续表面，有利于胶圈的静密封效果。通过同轴设置的外套筒902和内套筒903，形成环形喷涂空间，将封孔剂的喷涂范围尽量控制在胶圈接触面131区域内，避免工作面132受到影响。通过所述竖向驱动单元带动驱动工作杆904，进而带动外套筒902上下移动，能够保证对不同叠放高度的浮封环13均能完成准确的喷涂作用。
41.一种浮动油封环加工生产线工作方法，应用上述任一具体实施例中的浮动油封环加工生产线进行浮封环13的加工，在两台车床之间自动传递物料且完成所有加工面的车削工作。
42.具体的包括以下步骤：s1、设备正面防护罩12下方为上料工位，人工将整摞的浮封环13坯料放置到多个相邻的物料托盘11上，并将物料托盘11的id号输入到控制系统软件中；s2、物料输送主机10驱动物料托盘11沿着设定轨迹移动，使得带有坯料的物料托盘11依次处于横梁4下方靠前位置，机械抓手8下行，使用外卡卡爪抱住最上面一个浮封环13坯料的外圆，抓取上来并输送到第一车床1进行内孔定位装卡；
s3、第一车床1按照设定程序对浮封环13坯料的胶圈接触面131外侧壁和对应的端面进行加工成型；机械抓手8取下后放到第二车床2外圆抱卡，第二车床2对工作面132的端面和内孔面车削加工成型；s4、机械抓手8取下第二车床2上加工成型的浮封环13放置到存储成品id号的物料托盘11中，注意放置时，胶圈接触面131朝上。
43.s5、存储成品id号的物料托盘11被物料输送主机10驱动，移动到喷装箱9正下方，电动推杆带动驱动工作杆904下行，使得外套筒902和内套筒903下端对准最上面的浮封环13的胶圈接触面131，依次对每个浮封环13喷涂封孔剂。
44.进一步的，步骤s5应该与s2～s4同步协调运行，不应该出现等待和窝工情况。
45.通过两台数控车床协调加工，一次人工上料即可完成浮封环13的所有表面车削，大幅提高了作业效率；通过喷涂封孔剂的工序，与车削工序穿插进行，能够对胶圈接触面131进行封孔光滑处理，降低微观的渗漏情况，提高了产品的密封性能。
46.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
47.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。