一种活塞环端面磨削自动上料装置的制作方法

本发明属于零部件加工上料装置，具体涉及一种活塞环端面磨削自动上料装置。

背景技术：

活塞环安装在活塞的环槽里，广泛地应用在各种动力机械上，其体量庞大。在活塞环制造的众多工序中，端面磨削为其必不可少的一个环节。当前活塞环的端面磨削采用专用磨床进行加工，磨床的来料从上一道工序用转运料车人工推送过来，料车上装载约28～35根料杆，每根料杆上装载约600mm（环高叠加）活塞环，活塞环和料杆可以方便地从转运料车上装载或拿下。受制于现有车间大批量料车制造精度的限制，依靠传统的机械定位无法实现成串工件的自动上料，因此现有磨床正常工作时仍旧采用手动上料。在上料装置装载量（装载量低于300mm）的限制下，人工上料每次只能拿取约200mm活塞环，其存在的问题如下：上料工人需要不间断的取料、下料，节拍快，劳动强度大；人工上料时，需要预留较大间隙的上料接口并通过手动对中校正，导致对中一致性差从而使磨床吃料出现卡滞现象；每台磨床需配备1名上料工人，约2～3台磨床需配备1名料车转运工人，人力用工成本大，并严重制约着车间自动化生产进程。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种自动化程度和效率高且可靠性强的活塞环端面磨削自动上料装置。

实现本发明目的采用的技术方案如下：

本发明提供的活塞环端面磨削自动上料装置，包括：多轴执行机构、设在多轴执行机构作业区域内的上料单元、喂料平台、料杆引导装置、料杆收集小车，所述上料单元由料车停放夹紧机构和转运料车组成，所述喂料平台与设在磨床送料口的导向机构衔接，多轴执行机构末端设有带视觉定位引导装置的自动抓手，在视觉定位引导装置引导下自动抓手从转运料车取出装有成串活塞环工件的料杆放置于喂料平台上，松开料杆并通过料杆引导装置使之掉落在料杆收集小车内，喂料平台将成串活塞环工件转运至磨床送料口的导向机构处，并在导向机构引导下活塞环工件完成向磨床送料的动作。

所述喂料平台包括升降回转平台、设于升降回转平台两端对称布置的两组下料机构，所述两组下料机构在升降回转平台转动时分别与存料端工位和下料端工位对应；所述下料机构包括控制活塞环工件落料的挡料机构、设在挡料机构之上容纳并对合作用于活塞环工件的对中机构和夹持对中机构中部分活塞环工件的分离机构；所述挡料机构、对中机构、分离机构均由对中控制装置控制开合动作。

所述挡料机构包括挡板、驱动挡板开合的第一气缸。

所述对中机构包括第二气缸、通过调整机构与第二气缸连接的两块竖立的第一v型夹块，第一v型夹块与挡料机构的挡板上下对应，第一两块v型夹块上对应开设长槽。

所述分离机构包括对中装置和升降装置，对中装置两端设置由第三气缸驱动的第二v型夹块，第二v型夹块设在与对中机构的第一v型夹块外且与第一v型夹块上长槽相对应的位置，升降装置由第四气缸驱动升降。

所述自动抓手包括抓手固定座、安装在抓手固定座上的视觉定位引导装置、料杆定位夹紧机构、成串工件轴向夹紧机构、设有v型槽压紧块的成串工件上部压紧机构，料杆定位夹紧机构设在抓手固定座的上面，料杆定位夹紧机构和抓手固定座前端的两侧分别安装有一组上下对应的第三v型夹爪，成串工件上部压紧机构设在两组第三v型夹爪之间，成串工件轴向夹紧机构设在成串工件上部压紧机构的下面，料杆定位夹紧机构、成串工件轴向夹紧机构和成串工件上部压紧机构分别由独立的第五气缸驱动。

所述转运料车包括框架、设在框架底部的万向轮、设在框架上多层相互对应的支架及若干活动安装在支架上的料杆；所述支架上设有若干成对的用于卡装料杆的v型卡槽。

本发明的有益效果

1、本发明用于活塞环端面磨床上料，转运料车可以直接由转运工人推送到指定地点，可以减掉磨床配备的上料工人（1人/台），降低人力用工成本的同时，解决以往上料过程人工干预所带来的一致性差引起卡料问题。

2、料杆可以集中收集，便于车间对物料的集中化管理。

3、采用视觉定位识别技术，解决了车间成批量料车来料粗矿的问题，现有基础上无需人工干预和料车改制即能实现无人化上料，降低设备投入成本的同时契合车间最大化减人的需求。

4、按正常的车间节拍核算，本发明至少可以兼顾2台磨床，如此可以更大范围地降低设备成本，并提升车间自动化进程，具有良好的社会价值。

下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中喂料平台的轴测图。

图3是本发明中喂料平台的主视图。

图4是喂料平台中挡料机构的结构示意图。

图5是喂料平台中对中机构的安装示意图。

图6是喂料平台中分离机构的安装示意图。

图7是本发明中自动抓手抓取成串工件的结构示意图。

图8是自动抓手的k向示意图。

图9是自动抓手从转运料车上抓料的结构示意图。

图10是本发明中转运料车的结构示意图。

图11是本发明装置兼顾多台磨床的示意图。

具体实施方式

见图1、图7，本发明提供的活塞环端面磨削自动上料装置，包括：一台多轴执行机构（机器人）7、设在多轴执行机构7作业区域内的上料单元、喂料平台2、料杆引导装置3、料杆收集小车5，所述上料单元由料车停放夹紧机构9和转运料车8组成，所述喂料平台2与设在磨床1送料口的导向机构4衔接，多轴执行机构7末端设有带视觉定位引导装置605的自动抓手6，在视觉定位引导装置605引导下自动抓手6从转运料车8取出装有成串活塞环工件a的料杆606放置于喂料平台2上，松开料杆606并通过料杆引导装置3使之掉落在料杆收集小车5内，喂料平台2将成串活塞环工件a转运至磨床1送料口的导向机构4处，并在导向机构4引导下活塞环工件a完成向磨床1送料的动作。

见图2——图6，所述喂料平台2包括升降回转平台201、通过安装板205设于升降回转平台201两端对称布置的两组下料机构，所述两组下料机构在升降回转平台201转动时分别与存料端工位和下料端工位对应；每组下料机构包括控制活塞环工件落料的挡料机构202、设在挡料机构202之上容纳并对合作用于活塞环工件的对中机构203和夹持对中机构203中部分活塞环工件的分离机构204。其中，挡料机构202包括挡板2021、驱动挡板2021开合的气缸2022；对中机构203包括通过支架2034固定在安装板205上的气缸2035、通过调整机构2033与气缸2035连接的两块竖立的v型夹块2031，v型夹块2031与挡料机构202的挡板2021上下对应，两块v型夹块2031上对应开设长槽2032；分离机构204包括对中装置2042和升降装置2043，对中装置2042两端设置由气缸2045驱动的v型夹块2041，v型夹块2041设在与对中机构203的v型夹块2031外且与v型夹块2031上长槽2032相对应的位置，升降装置2043由气缸2044驱动升降。挡料机构202、对中机构203、分离机构204均由对中控制装置控制开合动作。挡料机构202的挡板2021闭合时用于承受工件的重量，打开时用于工件a向磨床1送料口的导向机构4处落料。对中机构203由两块v型夹块2031对工件的对合动作实现工件的对中，便于工件落料顺畅，两v型夹块2031之间的距离可通过调整机构2033调整以适用工件不同型号大小。分离机构204的v型夹块2041，用于对落在对中机构203v型夹块2031之间的工件a上半部分的夹持，使之与下半部分分离，避免成串工件a下料过程所产生的冲击，并通过升降装置2043将上半部分工件a无冲击地下落至挡料机构202的挡板2021上。

见图7——图9，所述自动抓手6由抓手固定座601、安装在抓手固定座601上的视觉定位引导装置605、料杆定位夹紧机构602、成串工件轴向夹紧机构603、设有v型槽压紧块608的成串工件上部压紧机构604等组成，料杆定位夹紧机构602设在抓手固定座501的上面，料杆定位夹紧机构602和抓手固定座601前端的两侧分别安装有一组上下对应的v型夹爪607，成串工件上部压紧机构604设在两组v型夹爪607之间，成串工件轴向夹紧机构603设在成串工件上部压紧机构604的下面，料杆定位夹紧机构602、成串工件轴向夹紧机构603和成串工件上部压紧机构604分别由独立的气缸驱动。

当视觉定位引导装置605完成识别后，自动抓手6从转运料车8上利用抓手固定座601前端的v型夹爪607将成串的活塞环工件a的料杆606两端平行提起一段距离，并利用自身的v型槽结构对其进行初步定位，之后料杆夹紧机构602前端的v型夹爪607与抓手固定座601前端的v型夹爪607配合将料杆606夹紧，接着成串工件轴向夹紧机构603将活塞环工件a在轴向方向夹紧，最后利用成串工件上部压紧机构604的v型槽压紧块608将活塞环工件a的上部压紧。

见图10，所述转运料车8由框架803、设在框架803底部的万向轮804、设在框架803上多层相互对应的支架802及若干活动安装在支架802上的料杆606组成；支架802上设有若干成对v型卡槽801，料杆606卡装于卡槽801内，每根料杆606上套装有成串工件a。

下面结合图1——图11说明本发明的上料过程：

人工将转运料车8推送至料车停放夹紧机构9处并夹紧定位，多轴执行机构7拖动其末端自动抓手6上所带的视觉定位引导装置605对料车上穿有成串的活塞环工件a的料杆606进行扫描，完成料车上料杆606的位置识别；多轴执行机构7按照视觉定位引导装置605所识别位置引导自动抓手6从料车上抓取料杆606两端成串取下活塞环工件a（由料杆定位夹紧机构602实现），之后自动抓手6完成对工件两端料杆606的夹紧（由接着成串工件轴向夹紧机构603实现）和上部辅助压紧动作（由成串工件上部压紧机构604实现），防止抓手执行空中翻转动作时工件间位置发生变动。

待自动抓手6完成取料动作后，多轴执行机构7驱动自动抓手6将整杆成串的活塞环工件a放置在喂料平台2存料端工位的挡料机构202的挡板2021上，之后松开自动抓手6，料杆606受重力作用通过料杆引导装置3掉落至料杆收集小车5内，与此同时，喂料平台2上存料端工位的对中机构203的v型夹紧块2031对挡板2021上的工件a执行对中动作并等待工位切换信号。当喂料台2的下料端工位下料完毕，喂料平台2进行工位切换，升降回转平台201转动180度，工件a被转至下料端工位。此时分离机构204夹住单串工件a的上半部分，当磨床送料口内剩余工件高度至设定值后发出落料信号，喂料平台2从高度a整体下降至高度b，以减小待下料工件a的下半部分与磨床送料口内剩余工件的高度差，之后工件下端挡料机构202打开挡板2021，对中机构203的v型夹紧块2031松开工件，则整串活塞环工件a的下半部分在自身重力作用下通过喇叭状的导向机构4引导向磨床1的送料口内实现无卡滞落料。下半部分工件落料完毕，喂料平台2整体上升至高度a，接着下料端工位的挡料机构202的挡板2021闭合，分离机构204将已夹紧的上半部分工件a降落至挡料机构202的挡板2021上，接着对中机构203再次执行对中夹紧动作。当磨床送料口内的下半部分工件a不断送料至剩余工件高度设定值发出落料信号时，喂料平台2再次下降至高度b，并打开挡料机构202的挡板2021和松开对中机构203的v型夹紧块2031使工件a再次无卡滞落料，待上半部分工件落料完毕喂料平台2再次整体上升至高度a，在挡料机构202的挡板2021闭合后升降回转平台201转动180度，喂料平台2执行工位切换动作，将存料端工位的成串工件a再次切换到下料端工位等待下一次的下料动作，如此即完成单杆成串工件自动下料作业的一个循环。

本发明装置可以兼顾两台磨床1的上料工作，如图11所示。