一种车轮边角打磨装置的制作方法

本发明涉及车轮边角打磨的技术领域，具体地说是一种自动打磨车轮螺栓孔边角、气门孔边角、外侧轮缘边角和帽口边角四个位置的装置。

背景技术：

在铝合金车轮生产中，腐蚀失效占很大比重，通过客户反馈发现，腐蚀最多的集中在四个部位，分别为螺栓孔沉孔边角、气门孔沉孔边角、外侧轮缘边角和帽口边角。腐蚀的最大原因为边角圆角过小，漆膜覆盖不足。实际生产中，若人工打磨边角，不仅效率低下，而且无法保证所有边角位置全部光滑平顺。

技术实现要素：

本发明的目的是要提供一种车轮边角打磨装置，能够满足自动化生产线要求，对车轮螺栓孔边角、气门孔边角、外侧轮缘边角和帽口边角四个位置自动打磨。

一种车轮边角打磨装置，由机架、顶升气缸ⅰ、导向柱ⅰ、升降台ⅰ、导轨ⅰ、调节气缸ⅰ、滑台ⅰ、打磨电机ⅰ、外轮缘打磨头、顶升气缸ⅱ、导向柱ⅱ、升降台ⅱ、导轨ⅱ、调节气缸ⅱ、滑台ⅱ、打磨电机ⅱ、帽口打磨头、工位切换电机、联轴器、轴承座、轴承、工位切换台、定位导轨、左滑台、右滑台、齿轮齿条、夹紧气缸、驱动电机、夹紧轮、打磨辊道、进轮辊道、出轮辊道、调距导轨、调距滑台、调距气缸、导轨ⅲ、调节气缸ⅲ、滑台ⅲ、连杆、翻板、进给导轨、进给滑台、进给气缸、打磨电机ⅲ、气门孔打磨头、视觉传感器、伺服电机、轴、旋转台、电动缸、支撑架、导柱、进给平台、导轨ⅳ、滑台ⅳ、调节气缸ⅳ、打磨电机ⅳ和螺栓孔打磨头组成。

工位切换电机固定在机架上，其输出端通过联轴器连接工位切换台，工位切换台上表面安装有打磨辊道、四条定位导轨。左滑台与右滑台对称安装在定位导轨上，并通过齿轮齿条相连。夹紧气缸固定在工位切换台上，其输出端连接左滑台。左滑台、右滑台上均安装两个驱动电机，驱动电机输出端安装夹紧轮。当车轮由进轮辊道进入打磨辊道时，夹紧气缸启动，在齿轮齿条的作用下，左滑台与右滑台同步运动，通过夹紧轮可将车轮定位夹紧。车轮在工位切换台上表面被定位夹紧后，开始对螺栓孔和气门孔边角进行打磨，此为上工位。工位切换台下表面结构与上表面对称，且完全一致，车轮在工位切换台下表面被定位夹紧后，开始对外侧轮缘和帽口边角进行打磨，此为下工位。工位切换电机可以控制工位切换台转动，从而控制上工位和下工位循环切换，当车轮在上工位完成螺栓孔和气门孔边角打磨后，会被切换到下工位进行外侧轮缘和帽口边角打磨，打磨完成后，车轮再次被旋转到上工位进行下转。上工位完成车轮螺栓孔和气门孔边角打磨，下工位完成外侧轮缘和帽口边角打磨，通过上、下工位切换和配合完成四个位置的边角打磨，此为工位切换系统。

调距气缸和调距导轨固定在机架上，调距滑台安装在调距导轨上，调距气缸输出端连接调距滑台，控制滑台的水平移动。调节气缸ⅲ和导轨ⅲ固定在调距滑台上，滑台ⅲ安装在导轨ⅲ上，调节气缸ⅲ输出端连接滑台ⅲ，控制滑台ⅲ的水平移动。翻板与调距滑台铰接，连杆一端铰接滑台ⅲ，另一端铰接翻板，当调节气缸ⅲ驱动滑台ⅲ水平运动时，可以调节翻板的翻转角度。进给气缸和进给导轨固定安装在翻板上，进给滑台安装在进给导轨上，进给气缸输出端连接进给滑台，打磨电机ⅲ固定在进给滑台上，打磨电机ⅲ输出端安装气门孔打磨头。翻板的底部安装有视觉传感器，用于识别气门孔的位置，当车轮在上工位被定位夹紧后，驱动电机启动，使车轮低速旋转，气门孔转动到视觉传感器下方时会被识别，此时，车轮停止转动，准备气门孔边角打磨。通过调距气缸可以调节气门孔打磨头的水平位置，通过调节气缸ⅲ可以调节气门孔打磨头与车轮中心轴线的角度，通过进给气缸可以使旋转的打磨头沿着气门孔方向进给打磨，此为气门孔打磨系统。此系统打磨头可根据气门孔的径向位置和气门孔角度进行相应的调节，所以，能够用于不同轮外径、不同气门孔角度的边角打磨，适应性更广。

伺服电机固定安装在机架顶部，其输出端通过轴连接旋转台，并控制旋转台的转动。支撑架固定在旋转台上，电动缸固定在支撑架上，电动缸输出端连接进给平台，在导柱的导向作用下，控制进给平台的上下运动。导轨ⅳ和调节气缸ⅳ固定在进给平台上，滑台ⅳ安装在导轨ⅳ上，调节气缸ⅳ输出端连接滑台ⅳ，控制其水平运动。打磨电机ⅳ安装在滑台ⅳ上，打磨电机ⅳ输出端安装螺栓孔打磨头。当车轮气门孔被视觉传感器识别后，车轮停止转动，根据气门孔与螺栓孔的夹角确定第一个被打磨的螺栓孔，此时，伺服电机启动，带动旋转台转动，从而带动螺栓孔打磨头围绕车轮中心转动，将螺栓孔打磨头转到第一个需要打磨的螺栓孔的上方，接着电动缸启动，驱动旋转的螺栓孔打磨头向下进给打磨边角。第一个螺栓孔边角打磨完成后，电动缸带动螺栓孔打磨头向上运动复位，然后伺服电机继续带动螺栓孔打磨头绕车轮中心转动，依据螺栓孔之间的夹角，使螺栓孔打磨头转动到第二个螺栓孔上方，开始打磨，如此顺序依次打磨完所有的螺栓孔，此为螺栓孔打磨系统。通过调节气缸ⅳ可以调节打磨头的水平位置，从而，此系统可以打磨不同节圆直径的车轮螺栓孔，伺服电机可以带动打磨头绕车轮中心360度旋转，从而，此系统可用于打磨不同螺栓孔个数的车轮。

顶升气缸ⅰ固定在机架底部的横梁上，其输出端连接升降台ⅰ，在四根导向柱ⅰ的导向作用下，控制升降台ⅰ的上升和下降。调节气缸ⅰ和导轨ⅰ固定在升降台ⅰ上，滑台ⅰ安装在导轨ⅰ上，调节气缸ⅰ输出端连接滑台ⅰ，控制其水平运动，滑台ⅰ上安装有打磨电机ⅰ，打磨电机ⅰ输出端安装外轮缘打磨头，通过顶升气缸ⅰ可以控制外轮缘打磨头的进给。顶升气缸ⅱ固定在机架底部的横梁上，其输出端连接升降台ⅱ，在四根导向柱ⅱ的导向作用下，控制升降台ⅱ的上升和下降。调节气缸ⅱ和导轨ⅱ固定在升降台ⅱ上，滑台ⅱ安装在导轨ⅱ上，调节气缸ⅱ输出端连接滑台ⅱ，控制其水平运动，滑台ⅱ上安装有打磨电机ⅱ，打磨电机ⅱ输出端安装帽口打磨头，通过顶升气缸ⅱ可以控制帽口打磨头的进给。当车轮在上工位完成气门孔和螺栓孔打磨后，会通过工位切换系统，将车轮切换到下工位，此时，车轮在驱动电机的驱动下开始低速旋转，顶升气缸ⅰ驱动外轮缘打磨头进给打磨车轮外轮缘，顶升气缸ⅱ驱动帽口打磨头进给打磨车轮帽口。从打磨开始到车轮旋转一周后，整个一圈外轮缘和帽口全部打磨完成，此为轮缘帽口同步打磨系统。通过调节气缸ⅰ可以调节外轮缘打磨头的水平位置，通过调节气缸ⅱ可以调节帽口打磨头的水平位置，所以，此系统可以打磨不同轮外径、不同帽口尺寸的车轮。

装置工作过程为：首先，根据在线生产的车轮外径、帽口尺寸、气门孔角度和螺栓孔节圆直径，调节好外轮缘打磨头、帽口打磨头、气门孔打磨头和螺栓孔打磨头的初始位置。当车轮由进轮辊道进入打磨辊道时，夹紧气缸启动，车轮被定位夹紧；接着，驱动电机启动，带动车轮低速旋转，视觉传感器识别到气门孔位置时，车轮停止转动；然后，气门孔打磨头进给打磨气门孔边角，螺栓孔打磨头转动到第一个螺栓孔上方，开始打磨螺栓孔边角，第一个螺栓孔打磨完成后，伺服电机驱动旋转台旋转，使螺栓孔打磨头运动到第二个螺栓孔上方，如此依次打磨螺栓孔边角，直至所以螺栓孔全部打磨完成；接着，工位切换电机启动，将上工位的车轮转动到下工位继续外轮缘和帽口边角打磨，下工位空载的定位装置转动到上工位开始下一个车轮的定位、打磨。此时，装置处于满载状态，上工位进行车轮气门孔和螺栓孔边角打磨，下工位进行外侧轮缘和帽口边角打磨，通过上下工位的合理设计，有效的压缩了所有边角打磨的时间，所以节拍短，效率高。当上、下工位均完成打磨时，工位切换电机再次启动，切换上、下工位的车轮，此时，处于上工位的车轮已经完成四个位置的边角打磨，车轮被松开并送入出轮辊道，上工位继续迎接下一个待打磨车轮，如此循环。

本发明能够满足自动化生产线的要求，通过合理的工艺布局，设置上、下工位，利用各个系统的协同配合，可对车轮螺栓孔边角、气门孔边角、外侧轮缘边角和帽口边角四个位置自动打磨，使四个位置的最小圆角满足要求。此装置具有节拍短、效率高、构思巧妙、通用性强、制造容易等特点。

附图说明

图1是本发明一种车轮边角打磨装置的主视图。

图2是本发明一种车轮边角打磨装置的左视图。

图3是本发明一种车轮边角打磨装置的俯视图。

图4是本发明一种车轮边角打磨装置气门孔打磨系统的局部放大图。

图中，1-机架，2-顶升气缸ⅰ，3-导向柱ⅰ，4-升降台ⅰ，5-导轨ⅰ，6-调节气缸ⅰ，7-滑台ⅰ，8-打磨电机ⅰ，9-外轮缘打磨头，10-顶升气缸ⅱ，11-导向柱ⅱ，12-升降台ⅱ，13-导轨ⅱ，14-调节气缸ⅱ，15-滑台ⅱ，16-打磨电机ⅱ，17-帽口打磨头，18-工位切换电机，19-联轴器，20-轴承座，21-轴承，22-工位切换台，23-定位导轨，24-左滑台，25-右滑台，26-齿轮齿条，27-夹紧气缸，28-驱动电机，29-夹紧轮，30-打磨辊道，31-进轮辊道，32-出轮辊道，33-调距导轨，34-调距滑台，35-调距气缸，36-导轨ⅲ，37-调节气缸ⅲ，38-滑台ⅲ，39-连杆，40-翻板，41-进给导轨，42-进给滑台，43-进给气缸，44-打磨电机ⅲ，45-气门孔打磨头，46-视觉传感器，47-伺服电机，48-轴，49-旋转台，50-电动缸，51-支撑架，52-导柱，53-进给平台，54-导轨ⅳ，55-滑台ⅳ，56-调节气缸ⅳ，57-打磨电机ⅳ，58-螺栓孔打磨头。

具体实施方式

下面结合附图说明，给出本发明提出的具体装置细节和工作情况。

一种车轮边角打磨装置，由机架1、顶升气缸ⅰ2、导向柱ⅰ3、升降台ⅰ4、导轨ⅰ5、调节气缸ⅰ6、滑台ⅰ7、打磨电机ⅰ8、外轮缘打磨头9、顶升气缸ⅱ10、导向柱ⅱ11、升降台ⅱ12、导轨ⅱ13、调节气缸ⅱ14、滑台ⅱ15、打磨电机ⅱ16、帽口打磨头17、工位切换电机18、联轴器19、轴承座20、轴承21、工位切换台22、定位导轨23、左滑台24、右滑台25、齿轮齿条26、夹紧气缸27、驱动电机28、夹紧轮29、打磨辊道30、进轮辊道31、出轮辊道32、调距导轨33、调距滑台34、调距气缸35、导轨ⅲ36、调节气缸ⅲ37、滑台ⅲ38、连杆39、翻板40、进给导轨41、进给滑台42、进给气缸43、打磨电机ⅲ44、气门孔打磨头45、视觉传感器46、伺服电机47、轴48、旋转台49、电动缸50、支撑架51、导柱52、进给平台53、导轨ⅳ54、滑台ⅳ55、调节气缸ⅳ56、打磨电机ⅳ57和螺栓孔打磨头58组成。

工位切换电机18固定在机架1上，其输出端通过联轴器19连接工位切换台22，工位切换台22上表面安装有打磨辊道30、四条定位导轨23。左滑台24与右滑台25对称安装在定位导轨23上，并通过齿轮齿条26相连。夹紧气缸27固定在工位切换台22上，其输出端连接左滑台24。左滑台24、右滑台25上均安装两个驱动电机28，驱动电机28输出端安装夹紧轮29。当车轮由进轮辊道31进入打磨辊道30时，夹紧气缸27启动，在齿轮齿条26的作用下，左滑台24与右滑台25同步运动，通过夹紧轮29可将车轮定位夹紧。车轮在工位切换台22上表面被定位夹紧后，开始对螺栓孔和气门孔边角进行打磨，此为上工位。工位切换台22下表面结构与上表面对称，且完全一致，车轮在工位切换台22下表面被定位夹紧后，开始对外侧轮缘和帽口边角进行打磨，此为下工位。工位切换电机18可以控制工位切换台22转动，从而控制上工位和下工位循环切换，当车轮在上工位完成螺栓孔和气门孔边角打磨后，会被切换到下工位进行外侧轮缘和帽口边角打磨，打磨完成后，车轮再次被旋转到上工位进行下转。上工位完成车轮螺栓孔和气门孔边角打磨，下工位完成外侧轮缘和帽口边角打磨，通过上、下工位切换和配合完成四个位置的边角打磨，此为工位切换系统。

调距气缸35和调距导轨33固定在机架1上，调距滑台34安装在调距导轨33上，调距气缸35输出端连接调距滑台34，控制滑台的水平移动。调节气缸ⅲ37和导轨ⅲ36固定在调距滑台34上，滑台ⅲ38安装在导轨ⅲ36上，调节气缸ⅲ37输出端连接滑台ⅲ38，控制滑台ⅲ38的水平移动。翻板40与调距滑台34铰接，连杆39一端铰接滑台ⅲ38，另一端铰接翻板40，当调节气缸ⅲ37驱动滑台ⅲ38水平运动时，可以调节翻板40的翻转角度。进给气缸43和进给导轨41固定安装在翻板40上，进给滑台42安装在进给导轨41上，进给气缸43输出端连接进给滑台42，打磨电机ⅲ44固定在进给滑台42上，打磨电机ⅲ44输出端安装气门孔打磨头45。翻板40的底部安装有视觉传感器46，用于识别气门孔的位置，当车轮在上工位被定位夹紧后，驱动电机28启动，使车轮低速旋转，气门孔转动到视觉传感器46下方时会被识别，此时，车轮停止转动，准备气门孔边角打磨。通过调距气缸35可以调节气门孔打磨头45的水平位置，通过调节气缸ⅲ37可以调节气门孔打磨头45与车轮中心轴线的角度，通过进给气缸43可以使旋转的打磨头沿着气门孔方向进给打磨，此为气门孔打磨系统。此系统打磨头可根据气门孔的径向位置和气门孔角度进行相应的调节，所以，能够用于不同轮外径、不同气门孔角度的边角打磨，适应性更广。

伺服电机47固定安装在机架1顶部，其输出端通过轴48连接旋转台49，并控制旋转台49的转动。支撑架51固定在旋转台49上，电动缸50固定在支撑架51上，电动缸50输出端连接进给平台53，在导柱52的导向作用下，控制进给平台53的上下运动。导轨ⅳ54和调节气缸ⅳ56固定在进给平台53上，滑台ⅳ55安装在导轨ⅳ54上，调节气缸ⅳ56输出端连接滑台ⅳ55，控制其水平运动。打磨电机ⅳ57安装在滑台ⅳ55上，打磨电机ⅳ57输出端安装螺栓孔打磨头58。当车轮气门孔被视觉传感器46识别后，车轮停止转动，根据气门孔与螺栓孔的夹角确定第一个被打磨的螺栓孔，此时，伺服电机47启动，带动旋转台49转动，从而带动螺栓孔打磨头58围绕车轮中心转动，将螺栓孔打磨头58转到第一个需要打磨的螺栓孔的上方，接着电动缸50启动，驱动旋转的螺栓孔打磨头58向下进给打磨边角。第一个螺栓孔边角打磨完成后，电动缸50带动螺栓孔打磨头58向上运动复位，然后伺服电机47继续带动螺栓孔打磨头58绕车轮中心转动，依据螺栓孔之间的夹角，使螺栓孔打磨头58转动到第二个螺栓孔上方，开始打磨，如此顺序依次打磨完所有的螺栓孔，此为螺栓孔打磨系统。通过调节气缸ⅳ56可以调节打磨头的水平位置，从而，此系统可以打磨不同节圆直径的车轮螺栓孔，伺服电机47可以带动打磨头绕车轮中心360度旋转，从而，此系统可用于打磨不同螺栓孔个数的车轮。

顶升气缸ⅰ2固定在机架1底部的横梁上，其输出端连接升降台ⅰ4，在四根导向柱ⅰ3的导向作用下，控制升降台ⅰ4的上升和下降。调节气缸ⅰ6和导轨ⅰ5固定在升降台ⅰ4上，滑台ⅰ7安装在导轨ⅰ5上，调节气缸ⅰ6输出端连接滑台ⅰ7，控制其水平运动，滑台ⅰ7上安装有打磨电机ⅰ8，打磨电机ⅰ8输出端安装外轮缘打磨头9，通过顶升气缸ⅰ2可以控制外轮缘打磨头9的进给。顶升气缸ⅱ10固定在机架1底部的横梁上，其输出端连接升降台ⅱ12，在四根导向柱ⅱ11的导向作用下，控制升降台ⅱ12的上升和下降。调节气缸ⅱ14和导轨ⅱ13固定在升降台ⅱ12上，滑台ⅱ15安装在导轨ⅱ13上，调节气缸ⅱ14输出端连接滑台ⅱ15，控制其水平运动，滑台ⅱ15上安装有打磨电机ⅱ16，打磨电机ⅱ16输出端安装帽口打磨头17，通过顶升气缸ⅱ10可以控制帽口打磨头17的进给。当车轮在上工位完成气门孔和螺栓孔打磨后，会通过工位切换系统，将车轮切换到下工位，此时，车轮在驱动电机28的驱动下开始低速旋转，顶升气缸ⅰ2驱动外轮缘打磨头9进给打磨车轮外轮缘，顶升气缸ⅱ10驱动帽口打磨头17进给打磨车轮帽口。从打磨开始到车轮旋转一周后，整个一圈外轮缘和帽口全部打磨完成，此为轮缘帽口同步打磨系统。通过调节气缸ⅰ6可以调节外轮缘打磨头9的水平位置，通过调节气缸ⅱ14可以调节帽口打磨头17的水平位置，所以，此系统可以打磨不同轮外径、不同帽口尺寸的车轮。

装置工作过程为：首先，根据在线生产的车轮外径、帽口尺寸、气门孔角度和螺栓孔节圆直径，调节好外轮缘打磨头9、帽口打磨头17、气门孔打磨头45和螺栓孔打磨头58的初始位置。当车轮由进轮辊道31进入打磨辊道30时，夹紧气缸27启动，车轮被定位夹紧；接着，驱动电机28启动，带动车轮低速旋转，视觉传感器46识别到气门孔位置时，车轮停止转动；然后，气门孔打磨头45进给打磨气门孔边角，螺栓孔打磨头58转动到第一个螺栓孔上方，开始打磨螺栓孔边角，第一个螺栓孔打磨完成后，伺服电机47驱动旋转台49旋转，使螺栓孔打磨头58运动到第二个螺栓孔上方，如此依次打磨螺栓孔边角，直至所以螺栓孔全部打磨完成；接着，工位切换电机18启动，将上工位的车轮转动到下工位继续外轮缘和帽口边角打磨，下工位空载的定位装置转动到上工位开始下一个车轮的定位、打磨。此时，装置处于满载状态，上工位进行车轮气门孔和螺栓孔边角打磨，下工位进行外侧轮缘和帽口边角打磨，通过上下工位的合理设计，有效的压缩了所有边角打磨的时间，所以节拍短，效率高。当上、下工位均完成打磨时，工位切换电机18再次启动，切换上、下工位的车轮，此时，处于上工位的车轮已经完成四个位置的边角打磨，车轮被松开并送入出轮辊道32，上工位继续迎接下一个待打磨车轮，如此循环。

本发明能够满足自动化生产线的要求，通过合理的工艺布局，设置上、下工位，利用各个系统的协同配合，可对车轮螺栓孔边角、气门孔边角、外侧轮缘边角和帽口边角四个位置自动打磨，使四个位置的最小圆角满足要求。此装置具有节拍短、效率高、构思巧妙、通用性强、制造容易等特点。