一种用于轴承强化研磨的自动上下料装置的制作方法

本发明涉及轴承强化研磨设备，具体涉及一种用于轴承强化研磨的自动上下料装置。

背景技术：

随着现代工业技术的快速发展，各行各业对机械装备的安全可靠性能和寿命要求越来越高，例如汽车、机器人、内燃机、船舶、冶金机械、煤矿机械等；例如，轴承作为必不可少的旋转承重体，广泛应用于现代机械设备中，被机械行业称为机械关节，轴承的失效不仅会造成财产损失，还可能会导致大量的人员伤亡，因此提高轴承的疲劳寿命具有重大意义。

因此，现有技术中提出一些能够直接提高零部件的机械性能的加工方法，例如授权公告号为cn204736102u的实用新型专利公开了一种金属工件表面强化研磨机，该强化研磨机通过高压气体把强化研磨料和强化研磨液混合后输送到喷头，高速地撞击在工件的表面上，从而在表面形成一层强化研磨层，基于该研磨层，可以大大提高工件的机械性能以及使用寿命。上述强化研磨机虽然能够自动地完成强化加工，且具有结构简单、控制方便等优点，但是仍存在以下的不足：

由于缺少自动上下料装置，在加工的前后需要通过人工对工件进行搬送，完成上料和下料的工作，这样不仅浪费人力，而且会限制生产加工的效率，难以获得较高加工效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种用于轴承强化研磨的自动上下料装置，该自动上下料装置能够自动完成轴承的上料和下料工作，有利于提高强化研磨的效率。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种用于轴承强化研磨的自动上下料装置，包括机架以及设置在机架上的上料机构、下料机构、中间送料机构，所述中间送料机构包括摆动送料臂、用于驱动摆动送料臂进行旋转的旋转驱动机构以及用于驱动摆动送料臂靠近或远离强化研磨加工装置的直线驱动机构，所述摆动送料臂设有两个往不同径向方向延伸的送料臂，该送料臂的末端设有用于夹取轴承的膨胀夹具；

其中，所述上料机构和下料机构均设有两组，且对称设置在中间送料机构的两侧，所述强化研磨加工装置位于两侧的上料机构和下料机构之间；所述上料机构包括倾斜设置的上料通道，所述下料机构包括倾斜设置的下料通道，所述上料通道的底端延伸在下料通道的顶端的上方；所述下料通道面向中间送料机构的一侧设有取放口；所述上料通道与下料通道之间设有上下料共位机构，该上下料共位机构包括用于将上料通道中的轴承转移至下料通道中的十字翻转架和用于实现十字翻转架进行逐步翻转的换位机构，所述上料通道的底端设有通往下料通道的下料口，所述十字翻转架铰接在下料口处；上料通道靠近下料口的底面设有用于避让十字翻转架进行翻转的翻转避让口；

所述换位机构包括用于对十字翻转架进行限位的限位组件和用于解除限位组件对十字翻转架的限位的释放组件，所述限位组件包括限位块和用于促使限位块进入上料通道中对十字翻转架进行限位的限位扭簧；所述释放组件包括铰接驱动件和释放连杆，所述释放连杆包括第一连杆、第二连杆和第三连杆，所述铰接驱动件的一端铰接在下料通道的底面上的安装孔中；所述第一连杆的一端与铰接驱动件的另一端铰接，另一端往下延伸并第二连杆的下端铰接；所述第二连杆的上端铰接在第三连杆上，下端横穿在支撑座的竖向导向槽中；所述第三连杆的中部铰接在铰接座上，两端分别与第二连杆的上端和限位块的上端铰接，所述第三连杆与限位块铰接的一端设有长圆孔；所述铰接座固定设置在上料通道的上表面，所述限位扭簧套设在铰接座的铰接轴上，两端分别固定在铰接座和第三连杆上；在非外力挤压下，所述限位扭簧促使限位块的下端延伸至上料通道中，所述铰接驱动件与第一连杆的一端进入下料通道中，且位于正十字状态的十字翻转架靠近下料通道顶端的一侧。

上述自动上下料装置的工作原理是：

工作时，工作人员将轴承(内圈)投放在上料通道中，轴承(内圈)依次沿着倾斜的上料通道往下滚动，直至上料通道的底端，由十字翻转架进行阻挡，停留在翻转避让口的上方；此时十字翻转架在限位块的阻挡下，处于正十字状态(两组相对的架体分别在竖直面和水平面上)，其中一个架体位于翻转避让口中。

待完成一轮强化加工，直线驱动机构先驱动摆动送料臂靠近强化研磨加工装置，通过设置在送料臂的末端上的膨胀夹具对完成加工的轴承进行夹紧，然后直线驱动机构再驱动摆动送料臂远离强化研磨加工装置，接着由旋转驱动机构驱动摆动送料臂转动，直至送料臂末端的完成加工的轴承转动至其中一侧的下料通道的取放口之前，继而直线驱动机构驱动摆动送料臂往前移动，使得轴承从取放口进入到下料通道内，摆动送料臂末端的膨胀夹具松开该完成加工的轴承；与此同时，另一个送料臂上的待加工的轴承进入到强化研磨加工装置中，将待加工的轴承交接到强化研磨加工装置的加工工位中。接着，直线驱动机构驱动摆动送料臂往后移动，使得两个膨胀夹具分别远离强化研磨加工装置和取放口，从而开展轴承的强化研磨加工工作。其中，由于缺少膨胀夹具的限位固定，而且处于倾斜的下料通道中，完成加工的轴承会自动往下滚动，远离下料通道的顶端。进一步，由于铰接驱动件铰接在下料通道的地面，当完成加工的轴承往下滚动时，会直接从铰接驱动件上方压过，使得铰接驱动件绕着安装孔往下转动，避让轴承；当铰接驱动件往下转动时，会驱动第一连杆沿着竖向导向槽往下移动，同时带动第二连杆下移，从而拉动第三连杆绕着铰接座上的铰接轴往下转动，使得限位块绕着铰接座上的铰接轴往上转动，远离上料通道，解除对十字翻转架的限位；随着完成加工的轴承往下滚动，十字翻转架也往前翻转，位于翻转避让口中的架体往上转动，从而将停放在翻转避让口上方的待加工的轴承托起；其中，当完成加工的轴承越过铰接驱动件后(此时十字翻转对应的架体已经翻过限位块的限位位置)，在限位扭簧的复位作用力，促使限位块、释放连杆和铰接驱动件复位，防止十字架连续翻转，实现对原先位于翻转避让口中的架体进行限位，此时原先位于翻转避让口上方的轴承转移并停留至下料口的上方，原先位于下料口的上方的轴承则从下料口下落至下料通道中，而完成加工的轴承继续沿着下料通道往下滚动，直至收集箱中。

最后，直线驱动机构驱动摆动送料臂往前移动，使得位于取放口前方的膨胀夹具进入下料通道中，由该膨胀夹具对下料通道中待加工的轴承进行夹取，直线驱动机构再驱动轴承往后移动，将该待加工的轴承转移至下料通道之外。待位于强化研磨加工装置中的轴承完成加工，旋转驱动机构驱动摆动送料臂转动，将完成加工的轴承转动至另一个下料通道的取放口之前，接着按照上述操作步骤完成此轮的上下料工作，继而不断重复地实现多个轴承的自动上下料工作。

本发明的一个优选方案，其中，所述第二连杆设有两个，对称地铰接在第一连杆和第三连杆之间。

本发明的一个优选方案，其中，所述十字翻转架上设有四组沿着圆周方向均匀排列的架体，其中每一组架体设有至少架体，所述翻转避让口的数量与每一组架体的数量相同。这样，由多个架体对同一个轴承进行承托和支撑，稳定性更好。

本发明的一个优选方案，其中，所述下料通道的顶端设有限位护板，该限位护板的一端延伸至上料通道的前方，且往上料通道的一侧倾斜。在十字翻转架进行翻转时，限位护板可以对位于下料口上方的轴承进行挡位，使其沿着倾斜限位护板缓慢下落至下料通道中，防止发生剧烈的碰撞。

本发明的一个优选方案，其中，所述摆动送料臂上的两个送料臂的夹角为90°。

本发明的一个优选方案，其中，所述旋转驱动机构包括传动轴、空气压缩机和气动活塞缸，所述传动轴转动设置在机壳上，所述机壳固定在机架上；所述摆动送料臂固定连接在传动轴靠近强化研磨加工装置的一端；

所述气动活塞缸与空气压缩机连通，其内的活塞沿着直线的方向设有齿条结构，所述传动轴的圆周侧面上设有齿轮结构；所述气动活塞缸垂直地镶嵌在机壳上，使得齿轮结构与齿条结构配合。通过上述结构，空气压缩机提供高压气体，推动气动活塞缸内的活塞移动，进而驱动传动轴转动，实现摆动送料臂的转动。

优选地，所述气动活塞缸设有两个，平行地镶嵌在机壳上。

本发明的一个优选方案，其中，所述直线驱动机构包括用于驱动传动轴进行转动的直线驱动件和直线传动件，所述传动轴的另一端固定在直线传动件的输出端上。

优选地，所述直线驱动件为所述空气压缩机，所述直线传动件为驱动气缸，所述驱动气缸与空气压缩机连通。采用气动元件，且与旋转驱动机构共用一个动力来源，可降低制造成本，同时具备纯气动的简单控制的优点。

进一步，所述传动轴上的齿轮结构的宽度大于气动活塞缸的活塞上的齿条结构的宽度，在传动轴进行直线移动后，可以确保齿轮结构和齿条结构始终保持啮合的状态。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明中的自动上下料装置能够自动完成轴承的上料和下料工作，有利于提高强化研磨的效率。

2、在中间送料机构的两侧设置对称的两组上料机构和下料机构，配合摆动送料臂的来回送料，其中一个送料臂负责将完成加工的轴承从强化研磨加工装置中转移至下料通道中，另一个送料负责将待加工的轴承从下料通道中转移至强化研磨加工装置中，同时进行上料和下料两个工序，从而大大节省了总体的加工时间，提高轴承的加工效率。

3、通过将上料通道和下料通道汇集在一起，将上料通道中的待加工的轴承转移至下料通道中，与下料工序共用一个工位，由同一个膨胀夹具先后完成下料和上料，这样能够实现两个送料臂同时对完成加工的轴承和待加工的轴承进行夹具，从而同步进行转移，有利于优化上料和下料的操作步骤，使得上料和下料工序更加简单、快捷。

附图说明

图1-2为本发明中的用于轴承强化研磨的自动上下料装置的两个不同视角的立体结构示意图。

图3为图1中的a的放大图。

图4为本发明中的上料机构和下料机构的局部立体图。

图5-8为本发明中的上料机构和下料机构的工作状态图，其中，图5为将完成加工的轴承转移至下料通道中的状态图，图6为完成加工的轴承往下滚动压着铰接驱动件的状态图，图7为十字翻转架进行翻转的状态图，图8为待加工的轴承下落至下料通道中的状态图。

图9为本发明中的上料通道的局部立体图。

图10为本发明中的下料通道的局部立体图。

图11为本发明中的旋转驱动机构和直线驱动机构的立体结构示意图。

图12为图11中的机壳的内部局部剖视图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。

实施例1

参见图1-10，本实施例中的用于轴承强化研磨的自动上下料装置，包括机架以及设置在机架上的上料机构、下料机构、中间送料机构，所述中间送料机构包括摆动送料臂1、用于驱动摆动送料臂1进行旋转的旋转驱动机构以及用于驱动摆动送料臂1靠近或远离强化研磨加工装置2(具体可参考授权公告号为cn204736102u和授权公告号cn104942664b的专利文献)的直线驱动机构，所述摆动送料臂1设有两个往不同径向方向延伸的送料臂(两个送料臂的夹角为90°)，该送料臂的末端设有用于夹取轴承的膨胀夹具2。

其中，所述上料机构和下料机构均设有两组，且对称设置在中间送料机构的两侧，所述强化研磨加工装置2位于两侧的上料机构和下料机构之间；所述上料机构包括倾斜设置的上料通道3，所述下料机构包括倾斜设置的下料通道4，所述上料通道3的底端延伸在下料通道4的顶端的上方；所述下料通道4面向中间送料机构的一侧设有取放口4-1；所述上料通道3与下料通道4之间设有上下料共位机构，该上下料共位机构包括用于将上料通道3中的轴承转移至下料通道4中的十字翻转架5和用于实现十字翻转架5进行逐步翻转的换位机构，所述上料通道3的底端设有通往下料通道4的下料口3-1，所述十字翻转架5铰接在下料口3-1处；上料通道3靠近下料口3-1的底面设有用于避让十字翻转架5进行翻转的翻转避让口3-2。

参见图1-10，所述换位机构包括用于对十字翻转架5进行限位的限位组件和用于解除限位组件对十字翻转架5的限位的释放组件，所述限位组件包括限位块6和用于促使限位块6进入上料通道3中对十字翻转架5进行限位的限位扭簧7；所述释放组件包括铰接驱动件8和释放连杆，所述释放连杆包括第一连杆9、第二连杆10和第三连杆11，所述铰接驱动件8的一端铰接在下料通道4的底面上的安装孔4-2中；所述第一连杆9的一端与铰接驱动件8的另一端铰接，另一端往下延伸并第二连杆10的下端铰接；所述第二连杆10的上端铰接在第三连杆11上，下端横穿在支撑座12的竖向导向槽12-1中，所述第二连杆10设有两个，对称地铰接在第一连杆9和第三连杆11之间。所述第三连杆11的中部铰接在铰接座13上，两端分别与第二连杆10的上端和限位块6的上端铰接，所述第三连杆11与限位块6铰接的一端设有长圆孔；所述铰接座13固定设置在上料通道3的上表面，所述限位扭簧7套设在铰接座13的铰接轴上，两端分别固定在铰接座13和第三连杆11上；在非外力挤压下，所述限位扭簧7促使限位块6的下端延伸至上料通道3中，所述铰接驱动件8与第一连杆9的一端进入下料通道4中，且位于正十字状态的十字翻转架5靠近下料通道4顶端的一侧。

参见图1-10，本发明的一个优选方案，其中，所述十字翻转架5上设有四组沿着圆周方向均匀排列的架体，其中每一组架体设有至少架体，所述翻转避让口3-2的数量与每一组架体的数量相同。这样，由多个架体对同一个轴承进行承托和支撑，稳定性更好。具体地，本实施例中每一组架体设有三个架体。

参见图3-8，所述下料通道4的顶端设有限位护板14，该限位护板14的一端延伸至上料通道3的前方，且往上料通道3的一侧倾斜。在十字翻转架5进行翻转时，限位护板14可以对位于下料口3-1上方的轴承进行挡位，使其沿着倾斜限位护板14缓慢下落至下料通道4中，防止发生剧烈的碰撞。

参见图1-2和图11-12，所述旋转驱动机构包括传动轴15、空气压缩机和气动活塞缸16，所述传动轴15转动设置在机壳17上，所述机壳17固定在机架上；所述摆动送料臂1固定连接在传动轴15靠近强化研磨加工装置2的一端；所述气动活塞缸16与空气压缩机连通，其内的活塞16-1沿着直线的方向设有齿条结构，所述传动轴15的圆周侧面上设有齿轮结构；所述气动活塞缸16垂直地镶嵌在机壳17上，使得齿轮结构与齿条结构配合。通过上述结构，空气压缩机施加气压经过气动阀门驱动活塞16-1，进而驱动传动轴15转动，使得摆动送料臂1上的轴承摆动90°至加工区域；而后空气压缩机停止施加气压，原来装置里的气压又因为气动阀门的作用下被释放，然后活塞16-1回正，摆动送料臂1上完成加工的轴承回到初始位置，进行下料，并准备下一个待加工的轴承的上料工作，与此同时摆动送料臂1的另一侧将待加工的轴承送到加工区域，此过程为自动上下料的一个工况周期。

进一步，所述气动活塞缸16设有两个，且平行地镶嵌在机壳17上。

参见图1-2和图11-12，所述直线驱动机构包括所述空气压缩机和驱动气缸18，所述传动轴15的另一端固定在驱动气缸18的输出端上，所述驱动气缸18与空气压缩机连通。具体地，本实施例中的空气压缩机采用或者搭接具有多个通道的气动阀门结构，同时实现多个气动元件的动力来源。进一步，采用气动元件，且与旋转驱动机构共用一个动力来源，可降低制造成本，同时具备纯气动的简单控制的优点。

进一步，所述传动轴15上的齿轮结构的宽度大于气动活塞缸16的活塞16-1上的齿条结构的宽度，在传动轴15进行直线移动后，可以确保齿轮结构和齿条结构始终保持啮合的状态。

参见图1-12，本实施例中的自动上下料装置的工作原理是：

工作时，工作人员将轴承(内圈)投放在上料通道3中，轴承(内圈)依次沿着倾斜的上料通道3往下滚动，直至上料通道3的底端，由十字翻转架5进行阻挡，停留在翻转避让口3-2的上方；此时十字翻转架5在限位块6的阻挡下，处于正十字状态(两组相对的架体分别在竖直面和水平面上)，其中一个架体位于翻转避让口3-2中。

待完成一轮强化加工，直线驱动机构先驱动摆动送料臂1靠近强化研磨加工装置2，通过设置在送料臂的末端上的膨胀夹具2对完成加工的轴承进行夹紧，然后直线驱动机构再驱动摆动送料臂1远离强化研磨加工装置2，接着由旋转驱动机构驱动摆动送料臂1转动，直至送料臂末端的完成加工的轴承转动至其中一侧的下料通道4的取放口4-1之前，继而直线驱动机构驱动摆动送料臂1往前移动，使得轴承从取放口4-1进入到下料通道4内，摆动送料臂1末端的膨胀夹具2松开该完成加工的轴承，使得完成加工的轴承转移至下料通道4中，如图5；与此同时，另一个送料臂上的待加工的轴承进入到强化研磨加工装置2中，将待加工的轴承交接到强化研磨加工装置2的加工工位中。接着，直线驱动机构驱动摆动送料臂1往后移动，使得两个膨胀夹具2分别远离强化研磨加工装置2和取放口4-1，从而开展轴承的强化研磨加工工作。其中，由于缺少膨胀夹具2的限位固定，而且处于倾斜的下料通道4中，完成加工的轴承会自动往下滚动，远离下料通道4的顶端。进一步，由于铰接驱动件8铰接在下料通道4的地面，当完成加工的轴承往下滚动时，会直接从铰接驱动件8上方压过，使得铰接驱动件8绕着安装孔4-2往下转动，避让轴承，如图6；当铰接驱动件8往下转动时，会驱动第一连杆9沿着竖向导向槽12-1往下移动，同时带动第二连杆10下移，从而拉动第三连杆11绕着铰接座13上的铰接轴往下转动，使得限位块6绕着铰接座13上的铰接轴往上转动，远离上料通道3，解除对十字翻转架5的限位；随着完成加工的轴承往下滚动，十字翻转架5也往前翻转，位于翻转避让口3-2中的架体往上转动，从而将停放在翻转避让口3-2上方的待加工的轴承托起，如图7；其中，当完成加工的轴承越过铰接驱动件8后(此时十字翻转对应的架体已经翻过限位块6的限位位置)，在限位扭簧7的复位作用力，促使限位块6、释放连杆和铰接驱动件8复位，防止十字翻转架5连续翻转，实现对原先位于翻转避让口3-2中的架体进行限位，此时原先位于翻转避让口3-2上方的轴承转移并停留至下料口3-1的上方，原先位于下料口3-1的上方的轴承则从下料口3-1下落至下料通道4中，而完成加工的轴承继续沿着下料通道4往下滚动，直至收集箱中，如图8。进一步，在强化研磨加工初始阶段，需要工作人员将待加工的轴承装夹在膨胀夹具2上，并辅助下一个待加工的轴承转移至下料口3-1的上方，做好开始自动循环上下料的准备。

当轴承下落至下料通道4时，直线驱动机构立即驱动摆动送料臂1往前移动，使得位于取放口4-1前方的膨胀夹具2进入下料通道4中，由该膨胀夹具2对下料通道4中的待加工的轴承进行夹取，直线驱动机构再驱动轴承往后移动，将该待加工的轴承转移至下料通道4之外。待位于强化研磨加工装置2中的轴承完成加工，旋转驱动机构驱动摆动送料臂1转动，将完成加工的轴承转动至另一个下料通道4的取放口4-1之前，接着按照上述操作步骤完成此轮的上下料工作，继而不断重复地实现多个轴承的自动上下料工作。另外，本实施例中的下料通道4的顶端地面可设置成水平面或具有相反方向的倾斜面，一侧设有推送机构，以便将完成加工的轴承推向往下倾斜的通道。

实施例2

与实施例1不同的是，本实施例中旋转驱动机构由驱动电机和齿轮传动结构构成，直线驱动机构由驱动电机和丝杆传动组件构成，具体结构可参考现有技术中的能够同时实现直线驱动和旋转驱动的技术方案。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。