CN105415122A - 一种发动机缸体的自动化打磨生产线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发动机缸体的自动化打磨生产线，包括上件流水线、一对桁架机械手、双工位四面磨削机、下件流水线、四个机器人打磨单元。一对桁架机械手并行地从上件流水线上抓取发动机缸体，并将发动机缸体移送至双工位四面磨削机的两个工位上；双工位四面磨削机按序对两工位上的发动机缸体的左右两个端面及顶面和底面进行打磨；一对桁架机械手并行地将发动机缸体移送至下件流水线；四个打磨机器人并行地从下件流水线上抓取发动机缸体，并将其移送至三种磨削工具进行打磨。本发明采用一对桁架机械手、双工位四面磨削机、四个机器人打磨单元的结构可大大提高发动机缸体的磨削效率。

Description

一种发动机缸体的自动化打磨生产线
技术领域
本发明涉及发动机缸体的加工技术领域，具体而言，涉及一种发动机缸体的自动化打磨生产线。
背景技术
缸体铸造毛坯表面清理工艺在国外已有成熟的技术，而国内，少数采取简单机械磨削，多数用手提砂轮打磨，以人工打磨为主，生产效率低，工作环境差，劳动强度大。在汽车工业日趋发展的今天，汽车缸体铸造毛坯表面清理工艺需要技术先进的工作机床，而目前此类工作机床几乎没有。
为解决上述技术问题，申请号为CN200420017166.6的专利申请公开了一种汽车发动机缸体清理磨床，主要包括磨头机构、传动基座、夹具小车；所述两磨头机构安装在所述传动基座的两边，包括电机、砂轮、磨头箱、支架和磨头座，所述磨头座与所述传动基座固定连接，所述磨头箱固定在所述支架上，并与固定在磨头座上的油缸的活塞杆固连，动力输入轴接电机输出端，输出端接砂轮；所述夹具小车安装在所述传动基座上的导轨上，可沿着所述导轨前后移动；所述导轨的端部设有油缸驱动的转位机构。上述汽车发动机缸体清理磨床的制造成本低，取代了人工打磨，提高了生产效率，改善了工作环境，降低了劳动强度。
发明内容
本发明所解决的技术问题：现有技术中的发动机缸体磨床，能够对发动机缸体的左右端面进行打磨，发动机缸体旋转九十度后，能够对发动机缸体的顶面和底面进行打磨，但是，却不能对发动机缸体的曲面进行打磨。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种发动机缸体的自动化打磨生产线，包括上件流水线、桁架机械手、四面磨削机、下件流水线、机器人打磨单元；
所述上件流水线和下件流水线均纵向设置；
所述四面磨削机包括四面磨削工作台、滑动安装在四面磨削工作台上的四面磨削工装、用于驱动四面磨削工装在四面磨削工作台上纵向平移的驱动装置、横向设置在四面磨削工作台两侧的四面磨削动力头、安装在四面磨削动力头上用于磨削发动机缸体的第一砂轮；所述四面磨削工装包括滑动安装在四面磨削工作台上的底座、枢接在底座上的旋转座、安装在底座上用于驱动旋转座旋转的驱动元件、安装在底座上的旋转压紧气缸；
所述桁架机械手包括龙门支架、滑动安装在龙门支架横梁上的横向移动座体、安装在龙门支架横梁上用于驱动横向移动座体作横向移动的横向驱动装置、安装在横向移动座体上的升降气缸、安装在升降气缸活塞杆上的夹爪气缸；所述龙门支架横跨四面磨削机、上件流水线和下件流水线；
所述四面磨削工装的数量为两个，所述桁架机械手的数量为两个，两个桁架机械手纵向设置在四面磨削动力头的两侧；两个四面磨削工装中的第一个四面磨削工装位于两个桁架机械手中的第一个桁架机械手的下方，两个四面磨削工装中的第二个四面磨削工装位于两个桁架机械手中的第二个桁架机械手的下方；
所述机器人打磨单元位于下件流水线旁侧；机器人打磨单元包括打磨机器人、并列设置的打磨工具一、打磨工具二和打磨工具三，所述打磨机器人可将下件流水线上的发动机缸体移送至打磨工具一、打磨工具二和打磨工具三；所述打磨工具一、打磨工具二和打磨工具三均包括打磨电机、安装在打磨电机上的第二砂轮；
所述机器人打磨单元的数量为四个，四个机器人打磨单元纵向并列设置在下件流水线的旁侧。
按上述技术方案，本发明所述发动机缸体的自动化打磨生产线的工作原理如下：
第一，桁架机械手从上件流水线上抓取发动机缸体，并将发动机缸体移送至四面磨削工装的旋转座上，旋转压紧气缸将发动机缸体固定在旋转座上。
第二，在驱动装置的驱动下，四面磨削工装带着发动机缸体纵向平移至一对四面磨削动力头之间，一对四面磨削动力头对发动机缸体的左右两个端面进行打磨；一对四面磨削动力头对发动机缸体的左右两个端面打磨完成后，驱动元件驱动旋转座旋转九十度，一对四面磨削动力头对发动机缸体的顶面和底面进行打磨。
第三，四面磨削工装带着发动机缸体复位，旋转压紧气缸松开发动机缸体，桁架机械手将发动机缸体移送至下件流水线。
第四，打磨机器人从下件流水线上抓取发动机缸体，并将其移送至打磨工具一、打磨工具二和打磨工具三，由打磨工具一、打磨工具二和打磨工具三对发动力机缸体的其他表面进行打磨。
通过上述技术方案，本发明不仅能够对发动机缸体的左右端面及顶面和底面进行打磨，而且，还能对发动机缸体的其他表面进行打磨。整个打磨的过程自动化进行，有利于加工效率的提高。
上述技术方案中，两个桁架机械手同时作业，分别从上件流水线上抓取发动机缸体，并将其移送至相应的四面磨削工装上，由四面磨削工装将其上的发动机缸体移送至一对四面磨削动力头之间，由一对四面磨削动力头对发动机缸体进行打磨。如此，可提高发动机缸体的打磨效率。
基于上述技术方案，需重点说明的是：本发明所述一对桁架机械手并行不悖地从上件流水线上抓取发动机缸体输送至四面磨削机的两个工位上，四面磨削机对其两个工位上的发动机缸体按序磨削，四个机器人打磨单元中的四个打磨机器人可并行不悖地从下件流水线上抓取发动机缸体，并互相独立地对其进行打磨，如此结构，可大大提高发动机缸体的磨削效率。
作为本发明对上述技术方案的一种说明，用于驱动四面磨削工装在四面磨削工作台上纵向平移的驱动装置可以为油缸、气缸或丝杆机构。安装在底座上用于驱动旋转座旋转的驱动元件可以为旋转气缸，也可以为伺服电机。安装在龙门支架横梁上用于驱动横向移动座体作横向移动的横向驱动装置可以为油缸、气缸或丝杆机构。
作为本发明对上述技术方案的一种说明，所述打磨机器人可以采用申请号为CN201210566463.5的轻型六轴通用机器人。
作为本发明对上述技术方案的一种改进，所述发动机缸体的自动化打磨生产线还包括位于机器人打磨单元旁侧的轴瓦槽专机，所述打磨机器人可将经打磨工具一、打磨工具二和打磨工具三打磨的发动机缸体移送至轴瓦槽专机，所述轴瓦槽专机用于打磨发动机缸体上轴瓦槽，轴瓦槽专机包括用于输送发动机缸体的直线输送线，所述直线输送线与第二下件流水线衔接。按上述改进，打磨完成的发动机缸体由打磨机器人放入轴瓦槽专机，轴瓦槽专机为流水线通过式专机，自动完成加工后的产品进入第二下件流水线输出。
作为本发明对四面磨削机的一种说明，所述四面磨削机设有罩壳，所述罩壳的顶部设有吸尘装置。
作为本发明对四面磨削机的一种说明，所述四面磨削机设有激光测距装置，所述激光测距装置与PLC***电连接，PLC***与四面磨削动力头电连接，所述PLC***设有可进行参数设置的触摸屏。按上述说明，激光测距装置将检测的数据通过PLC***分析处理，以实现砂轮的自动刀补功能，并且在更换发动机缸体时，只需在触摸屏上进行参数设置即可。
作为本发明对机器人打磨单元的一种说明，所述机器人打磨单元设有对打磨机器人从下件流水线上抓取发动机缸体的精度进行检测的视觉***，所述视觉***与控制***电连接；在打磨工具一、打磨工具二、打磨工具三对打磨机器人所抓取的发动机缸体进行打磨时，所述控制***根据视觉***检测到的打磨机器人的抓取偏差自动调整打磨机器人的运行轨迹进行补偿。按上述说明，由于发动机缸体铸造毛坯存在一定的偏差，发动机缸体的定位区域可能存在毛刺导致打磨机器人每次抓取的一致性较差，通过视觉***检测到的偏差，打磨机器人在打磨时针对相应的偏差自动调整打磨机器人的轨迹进行补偿，打磨工具一、打磨工具二、打磨工具三配合完成发动机缸体的自动打磨。
作为本发明对轴瓦槽专机的一种说明，所述轴瓦槽专机的数量为两个，两个轴瓦槽专机中的第一个轴瓦槽专机位于四个机器人打磨单元中第一个机器人打磨单元和第二个机器人打磨单元之间，两个轴瓦槽专机中的第二个轴瓦槽专机位于四个机器人打磨单元中第三个机器人打磨单元和第四个机器人打磨单元之间。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
图1为本发明一种发动机缸体的自动化打磨生产线的平面结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为图1的俯视图；
图4为本发明一种发动机缸体的自动化打磨生产线的立体结构示意图。
图中符号说明：
10、上件流水线；
20、桁架机械手；21、龙门支架；22、夹爪气缸；
30、四面磨削机；31、四面磨削工作台；32、四面磨削工装；321、旋转座；322、旋转压紧气缸；33、四面磨削动力头；34、罩壳；
40、下件流水线；
50、机器人打磨单元；51、打磨机器人；52、打磨工具一；53、打磨工具二；54、打磨工具三；55、视觉***；
60、轴瓦槽专机；
70、第二下件流水线。
具体实施方式
结合图1至图4，一种发动机缸体的自动化打磨生产线，包括上件流水线10、桁架机械手20、四面磨削机30、下件流水线40、机器人打磨单元50、轴瓦槽专机60、第二下件流水线70。
所述上件流水线和下件流水线均纵向设置。
所述四面磨削机包括四面磨削工作台31、滑动安装在四面磨削工作台上的四面磨削工装32、用于驱动四面磨削工装在四面磨削工作台上纵向平移的驱动装置、横向设置在四面磨削工作台两侧的四面磨削动力头33、安装在四面磨削动力头上用于磨削发动机缸体的第一砂轮；所述四面磨削工装包括滑动安装在四面磨削工作台上的底座、枢接在底座上的旋转座321、安装在底座上用于驱动旋转座旋转的驱动元件、安装在底座上的旋转压紧气缸322。
所述四面磨削机30设有罩壳34，所述罩壳的顶部设有吸尘装置。
所述四面磨削机30设有激光测距装置，所述激光测距装置与PLC***电连接，PLC***与四面磨削动力头33电连接，所述PLC***设有可进行参数设置的触摸屏。
所述桁架机械手包括龙门支架21、滑动安装在龙门支架横梁上的横向移动座体、安装在龙门支架横梁上用于驱动横向移动座体作横向移动的横向驱动装置、安装在横向移动座体上的升降气缸、安装在升降气缸活塞杆上的夹爪气缸22；所述龙门支架横跨四面磨削机、上件流水线和下件流水线。
所述机器人打磨单元50位于下件流水线旁侧；机器人打磨单元包括打磨机器人51、并列设置的打磨工具一52、打磨工具二53和打磨工具三54，所述打磨机器人可将下件流水线上的发动机缸体移送至打磨工具一、打磨工具二和打磨工具三；所述打磨工具一、打磨工具二和打磨工具三均包括打磨电机、安装在打磨电机上的第二砂轮。
所述机器人打磨单元50设有对打磨机器人51从下件流水线40上抓取发动机缸体的精度进行检测的视觉***55，所述视觉***与控制***电连接；在打磨工具一52、打磨工具二53、打磨工具三54对打磨机器人所抓取的发动机缸体进行打磨时，所述控制***根据视觉***检测到的打磨机器人的抓取偏差自动调整打磨机器人的运行轨迹进行补偿。
所述轴瓦槽专机60位于机器人打磨单元旁侧，所述打磨机器人51可将经打磨工具一52、打磨工具二53和打磨工具三54打磨的发动机缸体移送至轴瓦槽专机，所述轴瓦槽专机用于打磨发动机缸体上轴瓦槽，轴瓦槽专机包括用于输送发动机缸体的直线输送线，所述直线输送线与第二下件流水线70衔接。
结合图3、图4，所述四面磨削工装32的数量为两个，所述桁架机械手20的数量为两个，两个桁架机械手纵向设置在四面磨削动力头33的两侧；两个四面磨削工装中的第一个四面磨削工装位于两个桁架机械手中的第一个桁架机械手的下方，两个四面磨削工装中的第二个四面磨削工装位于两个桁架机械手中的第二个桁架机械手的下方。所述机器人打磨单元50的数量为四个，四个机器人打磨单元纵向并列设置在下件流水线40的旁侧；所述轴瓦槽专机60的数量为两个，两个轴瓦槽专机中的第一个轴瓦槽专机位于四个机器人打磨单元中第一个机器人打磨单元和第二个机器人打磨单元之间，两个轴瓦槽专机中的第二个轴瓦槽专机位于四个机器人打磨单元中第三个机器人打磨单元和第四个机器人打磨单元之间。
实际操作中，本发明所述发动机缸体的自动化打磨生产线的工作流程如下：
第一，桁架机械手20从上件流水线10上抓取发动机缸体，并将发动机缸体移送至四面磨削工装32的旋转座321上，旋转压紧气缸322将发动机缸体固定在旋转座321上。
第二，在驱动装置的驱动下，四面磨削工装32带着发动机缸体纵向平移至一对四面磨削动力头33之间，一对四面磨削动力头33对发动机缸体的左右两个端面进行打磨；一对四面磨削动力头33对发动机缸体的左右两个端面打磨完成后，驱动元件驱动旋转座321旋转九十度，一对四面磨削动力头33对发动机缸体的顶面和底面进行打磨。
第三，四面磨削工装32带着发动机缸体复位，旋转压紧气缸322松开发动机缸体，桁架机械手20将发动机缸体移送至下件流水线40。
第四，打磨机器人51从下件流水线40上抓取发动机缸体，并将其移送至打磨工具一52、打磨工具二53和打磨工具三54，由打磨工具一、打磨工具二和打磨工具三对发动力机缸体的其他表面进行打磨。在打磨工具一52、打磨工具二53、打磨工具三54对打磨机器人51所抓取的发动机缸体进行打磨时，控制***根据视觉***55检测到的打磨机器人51的抓取偏差自动调整打磨机器人的运行轨迹进行补偿。
以上内容仅为本发明的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种发动机缸体的自动化打磨生产线，包括上件流水线(10)、桁架机械手(20)、四面磨削机(30)、下件流水线(40)；
所述上件流水线和下件流水线均纵向设置；
所述四面磨削机包括四面磨削工作台(31)、滑动安装在四面磨削工作台上的四面磨削工装(32)、用于驱动四面磨削工装在四面磨削工作台上纵向平移的驱动装置、横向设置在四面磨削工作台两侧的四面磨削动力头(33)、安装在四面磨削动力头上用于磨削发动机缸体的第一砂轮；所述四面磨削工装包括滑动安装在四面磨削工作台上的底座、枢接在底座上的旋转座(321)、安装在底座上用于驱动旋转座旋转的驱动元件、安装在底座上的旋转压紧气缸(322)；
所述桁架机械手包括龙门支架(21)、滑动安装在龙门支架横梁上的横向移动座体、安装在龙门支架横梁上用于驱动横向移动座体作横向移动的横向驱动装置、安装在横向移动座体上的升降气缸、安装在升降气缸活塞杆上的夹爪气缸(22)；所述龙门支架横跨四面磨削机、上件流水线和下件流水线；
所述四面磨削工装(32)的数量为两个，所述桁架机械手(20)的数量为两个，两个桁架机械手纵向设置在四面磨削动力头(33)的两侧；两个四面磨削工装中的第一个四面磨削工装位于两个桁架机械手中的第一个桁架机械手的下方，两个四面磨削工装中的第二个四面磨削工装位于两个桁架机械手中的第二个桁架机械手的下方；
其特征在于：
所述发动机缸体的自动化打磨生产线还包括位于下件流水线旁侧的机器人打磨单元(50)；机器人打磨单元包括打磨机器人(51)、并列设置的打磨工具一(52)、打磨工具二(53)和打磨工具三(54)，所述打磨机器人可将下件流水线上的发动机缸体移送至打磨工具一、打磨工具二和打磨工具三；所述打磨工具一、打磨工具二和打磨工具三均包括打磨电机、安装在打磨电机上的第二砂轮；
所述机器人打磨单元(50)的数量为四个，四个机器人打磨单元纵向并列设置在下件流水线(40)的旁侧。
2.如权利要求1所述的一种发动机缸体的自动化打磨生产线，其特征在于：所述发动机缸体的自动化打磨生产线还包括位于机器人打磨单元旁侧的轴瓦槽专机(60)，所述打磨机器人(51)可将经打磨工具一(52)、打磨工具二(53)和打磨工具三(54)打磨的发动机缸体移送至轴瓦槽专机，所述轴瓦槽专机用于打磨发动机缸体上轴瓦槽，轴瓦槽专机包括用于输送发动机缸体的直线输送线，所述直线输送线与第二下件流水线(70)衔接。
3.如权利要求1所述的一种发动机缸体的自动化打磨生产线，其特征在于：所述四面磨削机(30)设有罩壳(34)，所述罩壳的顶部设有吸尘装置。
4.如权利要求1所述的一种发动机缸体的自动化打磨生产线，其特征在于：所述四面磨削机(30)设有激光测距装置，所述激光测距装置与PLC***电连接，PLC***与四面磨削动力头(33)电连接，所述PLC***设有可进行参数设置的触摸屏。
5.如权利要求1所述的一种发动机缸体的自动化打磨生产线，其特征在于：所述机器人打磨单元(50)设有对打磨机器人(51)从下件流水线(40)上抓取发动机缸体的精度进行检测的视觉***(55)，所述视觉***与控制***电连接；在打磨工具一(52)、打磨工具二(53)、打磨工具三(54)对打磨机器人所抓取的发动机缸体进行打磨时，所述控制***根据视觉***检测到的打磨机器人的抓取偏差自动调整打磨机器人的运行轨迹进行补偿。
6.如权利要求2所述的一种发动机缸体的自动化打磨生产线，其特征在于：
所述轴瓦槽专机(60)的数量为两个，两个轴瓦槽专机中的第一个轴瓦槽专机位于四个机器人打磨单元中第一个机器人打磨单元和第二个机器人打磨单元之间，两个轴瓦槽专机中的第二个轴瓦槽专机位于四个机器人打磨单元中第三个机器人打磨单元和第四个机器人打磨单元之间。
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