CN105666145B - 一种车轮加工全自动生产***及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车轮加工全自动生产***，环绕机械手的四周分别间隔设置有毛坯检测台、气门孔检测台、第一机床、检测箱、第二机床、吹屑装置、气孔检测装置以及第三机床，毛坯检测台连接有上料轨道，位置度检测台连接有出料轨道。本发明的机械手能够用于自动加工生产线具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动化控制***可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和较高的产品合格率。
Description
技术领域
本发明涉及车轮加工技术领域，具体是指一种车轮加工全自动生产***及其加工工艺。
背景技术
随着机械自动化技术的快速发展，机械自动化生产正在逐步取代传统人工生产，与传统人工生产车轮相比，自动加工生产线生产的产品具有更高的品质，能够带来更好的社会效益和经济效益，生产能力和工作质量提高。伴随中国社会发展进程，劳动密集型低端产业将失去竞争优势，更多的机器设备、自动化技术将代替人走进工厂车间，改善劳动条件。
所以，自动机加工生产线开发和应用势在必行，顺应了车轮行业的发展趋势。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种车轮加工全自动生产***，旨在于降低员工劳动强度，完善加工工艺，满足客户要求，提高公司市场竞争力。
一种车轮加工全自动生产***，其特征在于：包括机械手、毛坯检测台、位置度检测台、上料轨道、出料轨道、第一机床、检测箱、第二机床、吹屑装置、气孔检测装置以及第三机床，机械手安装在加工区域的中心，环绕机械手的四周分别间隔设置有毛坯检测台、位置度检测台、第一机床、检测箱、第二机床、吹屑装置、气孔检测装置以及第三机床，毛坯检测台连接有上料轨道，位置度检测台连接有出料轨道。
而且，在加工区域的外周环绕设置有封闭护栏隔离全部加工设备，只有上料轨道和出料轨道穿过封闭护栏。
而且，机械手包括基座、转盘、一级机械臂、转向座、二级机械臂、二级转盘、三级机械臂、转动卡盘以及车轮夹具，在基座上端安装有一竖直轴向的转盘，该转盘上端通过驱动轴铰装有一级机械臂的一端，该一级机械臂的另一端通过驱动轴铰装转向座下部，该转向座上部一端转动调节安装有二级机械臂的一端，该二级机械臂的另一端同轴安装有二级转盘，该二级转盘驱动安装三级机械臂的一端，该三级机械臂的另一端安装转动卡盘，该转动卡盘上安装有车轮夹具；在转盘上安装有主电机，在转向座上部另一端安装有多个驱动电机。
而且，所述车轮夹具为双向夹具，车轮夹具包括固定板、滑道以及夹臂，固定板中部制有用于连接转动卡盘的安装孔，固定板两端分别固装有滑道，滑道上相对驱动安装有两个夹臂，两个夹臂上分别间隔安装有多个护垫。
而且，上料轨道包括机架、上层轨道以及下层轨道，在机架上、下间隔固装有上层轨道和下层轨道，上层轨道与下层轨道的结构相同，均是由多个同向设置的驱动辊组成。
而且，具体步骤为：
⑴毛坯上料；毛坯由上料轨道进入加工区域；
⑵毛坯检测；工件由上料轨道送入毛坯检测台进行检测；
⑶OP1加工；经过毛坯检测后，机械手将毛坯检测台上的工件取出，送入第一机床进行机初步加工；
⑷清理工件铝屑；第一机床加工完成后，机械手的夹具将工件取出，并将工件翻转至水平方向送入吹屑装置内，机械手带动工件在吹屑装置内上下移动，同时，吹屑装置内的喷气产生的气流清洁工件上的铝屑；
⑸检测工件；依次检测中心孔直径和盖口深度，检测合格的工件进入一下工序，不合格的工件进行报废或返工；
⑹OP2加工；经过上一步骤检测合格的工件由机械手夹持，送入第二机床进行进一步的精度加工；
⑺检测气门孔位置；通过检测定位耳缘开口，确认气门孔在工件圆周上的位置，将位置精确数据传送给到一工序的设备；
⑻OP3加工；经过检测气门孔位置的工件由机械手送入第三机床，第三机床对工件进行气门孔精确加工；
⑼合格检测，机械手将第三机床加工完成的工件送入位置度检测台，检测工件的位置度、盖口、气门孔的尺寸，检测合格的工件送入成品的出料轨道，检测不合格工件报废处理；
⑽成品出料，完成加工的合格工件由出料轨道送出。
而且，步骤⑵毛坯检测是通过激光扫描检测毛坯定位耳缘端面一周，将检测数据分析，最终确认三点，这三点平面度≤0.5mm，且这三点的位置在圆周均布。
而且，步骤⑸检测工件的具体步骤为：
检测中心孔直径，检测合格的进一步进行盖口深度检测，检测不合格的报废处理，并将该中心孔检测差值补偿给第一机床；
检测盖口深度，检测合格的工件送到第二机床进行精度加工，并将需要补偿刀补数值输送给第二机床；检测不合格，进行记录并集中放置等待对盖口进行补刀加工。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明的机械手能够用于自动加工生产线具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动化控制***可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和较高的产品合格率。
2、本发明提升使用安全性和可靠性，机械自动化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，避免和减少人身与设备事故，显著提高设备的使用安全性。
具体实施方式
图1为本发明的整体布局示意图；
图2为本发明的加工工艺流程图；
图3为机械手的结构示意图；
图4为车轮夹具结构示意图；
图5为图4的仰视图；
图6为上料轨道截面结构示意图；
图7为毛坯检测工艺示意图；
图8为吹屑装置加工示意图；
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种车轮加工全自动生产***，包括机械手1、毛坯检测台2、位置度检测台3、上料轨道4、出料轨道5、第一机床6、检测箱7、第二机床8、吹屑装置9、气孔检测装置10以及第三机床11，机械手安装在加工区域的中心，环绕机械手的四周分别间隔设置有毛坯检测台、位置度检测台、第一机床、检测箱、第二机床、吹屑装置、气孔检测装置以及第三机床，毛坯检测台连接有上料轨道，位置度检测台连接有出料轨道，机械手为六轴多自由度专用机械手，可以运送将工件在加工区域内进行全自动生产；
具体布局参见附图1所示为经过多次验证最佳布局，以机械手为中心，上料轨道与出料轨道的端部位于机械手的同一侧，体积较大的第一机床、第二机床以及第三机床分别位于机械手的另外三个侧边并相互垂直设置，在第一机床、第二机床以及第三机床之间形成的夹角位置分别放置有体积较小的检测箱7、吹屑装置9以及气孔检测装置10。
由于整个加工过程无需人工干预，工件的搬运由机械手实现，加工由设备实现，检测则有专用检测设备实现，参见附图1所示，在加工区域的外周环绕设置有封闭护栏(图中未标号)隔离全部加工设备，只有上料轨道和出料轨道穿过封闭护栏，防止人员进入加工区域提升生产安全。
机械手包括基座110、转盘109、一级机械臂107、转向座105、二级机械臂104、二级转盘103、三级机械臂102、转动卡盘101以及车轮夹具，在基座上端安装有一竖直轴向的转盘，该转盘上端通过驱动轴106铰装有一级机械臂的一端，该一级机械臂的另一端通过驱动轴铰装转向座下部，该转向座上部一端转动调节安装有二级机械臂的一端，该二级机械臂的另一端同轴安装有二级转盘，该二级转盘驱动安装三级机械臂的一端，该三级机械臂的另一端安装转动卡盘101，该转动卡盘上安装有车轮夹具；在转盘上安装有主电机108提供驱动力，在转向座上部另一端安装有多个驱动电机，分别控制各个驱动轴进行运动。
车轮夹具可以根据车轮尺寸选择规格，本实施例所示的车轮夹具为双向夹具，参见附图4至5所示，车轮夹具包括固定板12、滑道14以及夹臂15，固定板中部制有用于连接转动卡盘的安装孔13，固定板两端分别固装有滑道，滑道上相对驱动安装有两个夹臂，两个夹臂夹紧车轮，两个夹臂上分别间隔安装有多个护垫16防止夹具夹伤车轮。
参见附图6所示，上料轨道包括机架402、上层轨道401以及下层轨道403，在机架上、下间隔固装有上层轨道和下层轨道，上层轨道与下层轨道的结构相同，均是由多个同向设置的驱动辊组成，上层轨道用于输送毛坯，将毛坯送至检测工位，下层轨道用于放置等待返工的工件。
上述生产***的全自动加工方法，具体步骤为：
⑴毛坯上料；毛坯由上料轨道进入加工区域；
上料轨道分为双层，上层轨道用于输送毛坯，将毛坯送至检测工位，下层轨道用于放置等待返工的工件；
⑵毛坯检测；工件由上料轨道送入毛坯检测台进行检测；
毛坯检测通过激光扫描检测毛坯定位耳缘端面一周，将检测数据分析，最终确认三点，这三点平面度≤0.5mm，且这三点的位置在圆周均布，参见附图7所示为毛坯检测工艺示意图；
⑶OP1加工；经过毛坯检测后，机械手将毛坯检测台上的工件取出，送入第一机床进行机初步加工；
第一机床采用外购的切削数控加工机床，本文不对其进行详细描述；
⑷清理工件铝屑；第一机床加工完成后，机械手的夹具将工件取出，并将工件翻转至水平方向送入吹屑装置内，机械手带动工件在吹屑装置内上下移动，同时，吹屑装置内的喷气产生的气流清洁工件上的铝屑；
⑸检测工件；依次检测中心孔直径和盖口深度，检测合格的工件进入一下工序，不合格的工件进行报废或返工；
检测中心孔直径，检测合格的进一步进行盖口深度检测，检测不合格的报废处理，并将该中心孔检测差值补偿给第一机床；
检测盖口深度，检测合格的工件送到第二机床进行精度加工，并将需要补偿刀补数值输送给第二机床；检测不合格，进行记录并集中放置等待对盖口进行补刀加工；等待返工的工件达到一定数量够，通常设定为工件即将摆满下层轨道时，对待返工的工件进行加工；
毛坯轨道为双层轨道，参见附图6，完成盖口深度检测的毛坯放入毛坯轨道下层等待；
⑹OP2加工；经过上一步骤检测合格的工件由机械手夹持，送入第二机床进行进一步的精度加工；
第二机床采用外购的切削数控加工机床，本文不对其进行详细描述；
⑺检测气门孔位置；通过检测定位耳开口，确认气门孔在工件圆周上的位置，将位置精确数据传送给到一工序的设备；
⑻OP3加工；经过检测气门孔位置的工件由机械手送入第三机床，第三机床对工件进行气门孔精确加工；
⑼合格检测，机械手将第三机床加工完成的工件送入位置度检测台，检测工件的位置度、盖口、气门孔的尺寸，检测合格的工件送入成品的出料轨道，检测不合格工件报废处理；
⑽成品出料，完成加工的合格工件由出料轨道送出。
在加工机、夹具、刀具效率满足要求情况下。瓶颈时间设定为一工程，瓶颈时间由产品在设备中加工时间和机械手在该工序所有影响到生产节拍的辅助动作时间组成，机械手在该工序所有影响到生产节拍的辅助动作时间≤28秒。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
Claims (6)
1.一种车轮加工全自动生产***，其特征在于：包括机械手、毛坯检测台、位置度检测台、上料轨道、出料轨道、第一机床、检测箱、第二机床、吹屑装置、气孔检测装置以及第三机床，机械手安装在加工区域的中心，环绕机械手的四周分别间隔设置有毛坯检测台、位置度检测台、第一机床、检测箱、第二机床、吹屑装置、气孔检测装置以及第三机床，毛坯检测台连接有上料轨道，位置度检测台连接有出料轨道；
本***的加工方法，具体步骤为：
⑴毛坯上料；毛坯由上料轨道进入加工区域；
⑵毛坯检测；工件由上料轨道送入毛坯检测台进行检测；
⑶OP1加工；经过毛坯检测后，机械手将毛坯检测台上的工件取出，送入第一机床进行机初步加工；
⑷清理工件铝屑；第一机床加工完成后，机械手的夹具将工件取出，并将工件翻转至水平方向送入吹屑装置内，机械手带动工件在吹屑装置内上下移动，同时，吹屑装置内的喷气产生的气流清洁工件上的铝屑；
⑸检测工件；依次检测中心孔直径和盖口深度，检测合格的工件进入一下工序，不合格的工件进行报废或返工；
检测中心孔直径，检测合格的进一步进行盖口深度检测，检测不合格的报废处理，并将该中心孔检测差值补偿给第一机床；
检测盖口深度，检测合格的工件送到第二机床进行精度加工，并将需要补偿刀补数值输送给第二机床；检测不合格，进行记录并集中放置等待对盖口进行补刀加工；
⑹OP2加工；经过上一步骤检测合格的工件由机械手夹持，送入第二机床进行进一步的精度加工；
⑺检测气门孔位置；通过检测定位耳缘开口，确认气门孔在工件圆周上的位置，将位置精确数据传送给到一工序的设备；
⑻OP3加工；经过检测气门孔位置的工件由机械手送入第三机床，第三机床对工件进行气门孔精确加工；
⑼合格检测，机械手将第三机床加工完成的工件送入位置度检测台，检测工件的位置度、盖口、气门孔的尺寸，检测合格的工件送入成品的出料轨道，检测不合格工件报废处理；
⑽成品出料，完成加工的合格工件由出料轨道送出。
2.根据权利要求1所述的车轮加工全自动生产***，其特征在于：在加工区域的外周环绕设置有封闭护栏隔离全部加工设备，只有上料轨道和出料轨道穿过封闭护栏。
3.根据权利要求1所述的车轮加工全自动生产***，其特征在于：机械手包括基座、转盘、一级机械臂、转向座、二级机械臂、二级转盘、三级机械臂、转动卡盘以及车轮夹具，在基座上端安装有一竖直轴向的转盘，该转盘上端通过驱动轴铰装有一级机械臂的一端，该一级机械臂的另一端通过驱动轴铰装转向座下部，该转向座上部一端转动调节安装有二级机械臂的一端，该二级机械臂的另一端同轴安装有二级转盘，该二级转盘驱动安装三级机械臂的一端，该三级机械臂的另一端安装转动卡盘，该转动卡盘上安装有车轮夹具；在转盘上安装有主电机，在转向座上部另一端安装有多个驱动电机。
4.根据权利要求3所述的车轮加工全自动生产***，其特征在于：所述车轮夹具为双向夹具，车轮夹具包括固定板、滑道以及夹臂，固定板中部制有用于连接转动卡盘的安装孔，固定板两端分别固装有滑道，滑道上相对驱动安装有两个夹臂，两个夹臂上分别间隔安装有多个护垫。
5.根据权利要求1所述的车轮加工全自动生产***，其特征在于：上料轨道包括机架、上层轨道以及下层轨道，在机架上、下间隔固装有上层轨道和下层轨道，上层轨道与下层轨道的结构相同，均是由多个同向设置的驱动辊组成。
6.根据权利要求1所述的车轮加工全自动生产***，其特征在于：步骤⑵毛坯检测是通过激光扫描检测毛坯定位耳缘端面一周，将检测数据分析，最终确认三点，这三点平面度≤0.5mm，且这三点的位置在圆周均布。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20160615 Assignee: BAODING LIZHONG DONG'AN LIGHT ALLOY PARTS CO.,LTD. Assignor: BAODING LIZHONG WHEEL MANUFACTURING Co.,Ltd. Contract record no.: X2023990000004 Denomination of invention: A fully automatic production system for wheel processing and its processing technology Granted publication date: 20180727 License type: Common License Record date: 20230112 |
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| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A fully automatic production system for wheel processing and its processing technology Effective date of registration: 20230118 Granted publication date: 20180727 Pledgee: Bank of Communications Ltd Baoding branch Pledgor: BAODING LIZHONG WHEEL MANUFACTURING Co.,Ltd. Registration number: Y2023980031635 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |