CN107745331A - 三球销轴承外圈自动翻面上料机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了三球销轴承外圈自动翻面上料机，包括上料装置、输送配料装置、外圈端面识别装置、翻面装置、拣料装置、出料装置和PLC控制***，输送配料装置将外圈端面识别装置、翻面装置、拣料装置、出料装置串联成一工件流转路径，外圈端面识别装置处、翻面装置处及拣料装置处均设有定位推送机构，外圈端面识别装置和拣料装置均包括检测识别机构，外圈端面识别装置、翻面装置和拣料装置均接入PLC控制***。本发明采用符合工件特点的缺口面检测杆、定位推送机构和输送配料装置，使工件定位和正反面检测识别准确度较高，可有效降低误识率，提高设备整体实用性，且工作可靠。

Description

三球销轴承外圈自动翻面上料机

技术领域

本发明涉及一种轴承生产线设备，更具体地说，它涉及一种三球销轴承外圈自动翻面上料机。

背景技术

三球销轴承主要应用于三球销万向节上，其轴承外圈的一面开有一对缺口，另一面则没有。三球销轴承外圈的内圆沟道是在磨床上加工出来的。磨床在加工内圆沟道时，砂轮必须从无缺口面进入，否则会造成撞车，砂轮和产品都可能报废。传统的三球销轴承外圈加工工艺中的上料步骤是通过人工操作，逐个将轴承外圈送入磨床进行加工的，时间间隔长，工作效率低。为提高效率，节约人工，有企业试图开发三球销轴承外圈自动上料机，以实现三球销轴承外圈对磨床的自动上料，节省烦琐的人工上料时间，提高劳动效率。三球销轴承外圈的自动上料需要解决的主要问题是识别轴承外圈的正反面，并对朝向错误的轴承外圈进行自动翻面处理，确保所有轴承外圈的缺口都朝上，因此三球销轴承外圈自动上料机的工作流程包括：转盘上料、输送带配料、检测、翻面、出料，但目前此类设备应用情况并不理想，主要原因有：1.夹紧气缸行程长且为双气缸夹紧，造成产品夹紧定位不准；2.检测头设计不合理，正反面识别时易造成误判；3.翻面后产品无检测处理手段，造成误判料流入磨加工线，因此此类设备目前还未成熟，尚不能在全自动磨加工线上使用，需要进一步改进设计，消除缺陷。

发明内容

现有的三球销轴承外圈加工工艺中的上料步骤是人工完成的，时间间隔长，工作效率低，而现有三球销轴承外圈自动上料机也因关键的正反面识别环节准确性、可靠性方面仍存在不足，在实际生产中应用表现不佳，为克服这一缺陷，本发明提供了一种设计合理，识别准确，工作可靠的三球销轴承外圈自动翻面上料机。

本发明的技术方案是：三球销轴承外圈自动翻面上料机，包括上料装置、输送配料装置、外圈端面识别装置、翻面装置、拣料装置、出料装置和PLC控制***，输送配料装置将外圈端面识别装置、翻面装置、拣料装置、出料装置串联成一工件流转路径，外圈端面识别装置处、翻面装置处及拣料装置处均设有定位推送机构，外圈端面识别装置和拣料装置均包括检测识别机构，外圈端面识别装置、翻面装置和拣料装置均接入PLC控制***。本三球销轴承外圈自动翻面上料机用来将成批量的三球销轴承外圈工件持续供给到打磨加工线上，实现机器换人的自动上料，可以减少人工，大大降低人员劳动强度并提高工作效率。本上料机工作时，工件通过输送配料装置由上料装置逐个送到外圈端面识别装置，在此处通过检测识别机构进行工件正反面识别，并把工件正反面信息存入PLC并进行标记信息储存，以便在众多排列行进的工件中指示需要翻面的工件。工件行进到翻面装置处时，翻面装置根据PLC中的指示信息对朝向不对的工件进行翻面，翻面完成后工件在拣料装置处再次进行检测，复核翻面处理结果，以发现因前道误识而未做翻面处理的工件，并拣出此类误识、漏处理的工件，朝向正确的工件由出料装置排出并进入内圈沟道打磨加工线。由于本上料机设置了拣料装置，不仅增加了对工件的检测识别频次，还对翻面装置的处理结果进行检验，而且还具备剔除不合格品的功能，从而确保本三球销轴承外圈自动翻面上料机的工作可靠性。

作为优选，所述检测识别机构包括缺口面检测杆、检测电机、升降座位置传感器、滑动升降座、固定的立架和回升气缸，检测电机固设于滑动升降座上，缺口面检测杆连接在检测电机输出端，缺口面检测杆上设有可与三球销轴承外圈的缺口适配嵌合的检测头，滑动升降座滑动连接在立架上，升降座位置传感器水平固设于立架上，回升气缸固设于立架顶部，滑动升降座固连在回升气缸的活塞杆上。检测识别机构检测工件的正反面时，控制回升气缸动作的电磁阀接通大气，回升气缸暂停气动驱动功能，滑动升降座连同其上的缺口面检测杆、检测电机在自身重力作用下下降并压在工件端面上方，若检测头未对准轴承外圈缺口，检测头会被工件端面顶住，此时缺口面检测杆未降到底，随后检测电机启动，带动缺口面检测杆以适当速度水平转动半周，检测头转到与轴承外圈缺口对准时，缺口面检测杆从轴承外圈缺口中下探，滑动升降座也因失去工件支撑而降到底并触发升降座位置传感器，PLC接收到升降座位置传感器发出的信号后判定所检工件的状态为缺口朝上，符合要求，无需在下道翻面装置翻面。而如果缺口面检测杆水平转动半周后仍未落下，则判定所检工件的状态为缺口朝下的反位工件，不符合要求，需要在下道翻面装置翻面，该工件此时会被PLC进行编码标示，并根据外圈端面识别装置与翻面装置间的工作循环步数计算出何时向翻面装置发出翻面动作指令。检测完一个工件后，控制回升气缸动作的电磁阀重新接通压缩空气，回升气缸回缩，将滑动升降座拉起，缺口面检测杆脱离工件，等待下一个工件到来。

作为优选，翻面装置包括旋转气缸和夹头，夹头转动连接在旋转气缸的输出轴上。经过检测识别机构检测的工件被送到夹头中，旋转气缸在PLC控制下启动，旋转气缸输出轴转动180°，夹头中的工件随夹头一起转动了180°，工件完成翻面，随后通过定位推送机构推出夹头，继续向后道转移。

作为优选，拣料装置还包括弃料活门和弃料排出槽，弃料活门滑动连接在拣料装置的检测识别机构下方的工件承载面上，弃料活门与一弃料活门开闭装置固连，弃料排出槽倾斜设于弃料活门下方。弃料活门开闭装置受PLC控制，拣料装置的检测识别机构再次检测工件后，如不合格，弃料活门开闭装置就将弃料活门打开，反位工件落下离线，避免进入后道工序影响生产节拍。

作为优选，所述输送配料装置包括工件承载板和工件单列导轨，工件单列导轨包括一对平行档条，平行档条固设于工件承载板上，两平行档条的间距与单个轴承外圈的外径适配。工件承载板和工件单列导轨构成的输送配料装置可使工件平放着排列成单列，便于工件规则有序地进行转移输送，同时还可以较好地与定位推送机构配合工作，此外，此种结构的输送配料装置结构简单，实施容易。

作为优选，所述定位推送机构包括定位气缸和推送气缸，定位气缸和推送气缸固设于工件单列导轨旁，推送气缸的活塞杆与工件单列导轨的平行档条垂直或平行，定位气缸的活塞杆与工件单列导轨的平行档条垂直，定位气缸的活塞杆端部设有V形推块。V形推块的V形开口可卡住轴承外圈周面，定位气缸通过V形推块将轴承外圈推压靠紧工件单列导轨的平行档条时，轴承外圈的周面受到三面抵紧，可以被稳妥定位，确保工件的检测识别能准确、顺利地进行。工件完成检测识别、翻面后，推送气缸可以将工件推离定位点。各装置之间可以错开进行布置而不必排成直线，以节约空间，在此情况下，推送气缸可沿与平行档条垂直的方向推动工件，使工件发生横移，以适应设备传输路径的布局。

作为优选，上料装置包括上料转盘和上料引导槽，上料转盘外包围有圆形挡板，上料引导槽固定在圆形挡板的内壁上并延伸出圆形挡板。上料转盘具有较大的上料容纳空间，添料方便，空间利用率高。上料转盘转动时，工件在上料转盘上会产生离心效应，得到速度进入上料引导槽并前进，后续的工件持续冲击推挤上料引导槽中的工件，使得工件可沿上料引导槽持续输送。此种上料装置结构较为简单，较容易实施。

作为优选，出料装置包括接料斗和工件滚道，接料斗固设于出料装置的输出端，工件滚道倾斜固设于接料斗下方。接料斗口大底小，接收工件方便，又能将工件准确引导到与工件滚道交接位置，准确转移到工件滚道上，向后道工序有序地转移。

作为优选，升降座位置传感器为接近开关。接近开关在检测范围内可以无接触地检测金属材料，灵敏度高且不易被干扰。

本发明的有益效果是：

识别准确。本发明采用符合工件特点的缺口面检测杆、定位推送机构和输送配料装置，使工件定位和正反面检测识别准确度较高，可有效降低误识率，提高设备整体实用性。

工作可靠。本发明在工作中，在翻面工序前后各进行一次正反面检测识别，且通过拣料装置截留反位工件，可防止反位工件流入后道内圈沟道打磨加工线，从而提高设备的工作可靠性。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图2为本发明中外圈端面识别装置、翻面装置及拣料装置的一种结构示意图；

图3为本发明中外圈端面识别装置、翻面装置及拣料装置的另一视角的结构示意图；

图4为本发明中外圈端面识别装置、翻面装置及拣料装置的一种俯视图。

图中，1-上料装置，2-外圈端面识别装置，3-翻面装置，4-拣料装置，5-检测电机，6-升降座位置传感器，7-旋转气缸，8-夹头，9-出料装置，10-弃料活门，11-弃料排出槽，12-工件承载板，13-工件单列导轨，14-定位气缸，15-推送气缸，16-接料斗，17-工件滚道，18-滑动升降座，19-立架，20-回升气缸，21-气动顶块，22-工件槽，23-工件，24-推板。

具体实施方式

下面结合附图具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例：

如图1至图4所示，三球销轴承外圈自动翻面上料机，包括上料装置1、输送配料装置、外圈端面识别装置2、翻面装置3、拣料装置4、出料装置9和PLC控制***，输送配料装置将外圈端面识别装置2、翻面装置3、拣料装置4、出料装置9串联成一工件流转路径，外圈端面识别装置处、翻面装置3处及拣料装置4处均设有定位推送机构，外圈端面识别装置2和拣料装置4均包括检测识别机构，外圈端面识别装置2、翻面装置3和拣料装置4均接入PLC控制***。所述检测识别机构包括缺口面检测杆4、检测电机5、升降座位置传感器6、滑动升降座18、固定的立架19和回升气缸20，检测电机5固设于滑动升降座18上，立架19的立面上设有竖直的滑轨，滑动升降座18上设有滑块，通过滑块与滑轨的配合，滑动升降座18滑动连接在立架19上，滑动升降座18上固定有两根连杆，升降座位置传感器6水平固设于立架19上，滑动升降座18的升降路径经过升降座位置传感器6的检测区域，立架19呈Z形，回升气缸20固设于立架19顶部，滑动升降座18通过所述连杆固连在一推板24上，推板24固连在回升气缸20的活塞杆上，缺口面检测杆4连接在检测电机5输出端且贯穿滑动升降座18，缺口面检测杆4上设有可与三球销轴承外圈的缺口适配嵌合的圆饼状的检测头，检测头的直径与工件上相对的两个缺口底部距离适配，检测头的轴向长度则与缺口宽度适配。翻面装置3包括旋转气缸7和圆柱形的夹头8，夹头8转动连接在旋转气缸7的输出轴上，夹头8上设有一径向贯通周面的工件槽22，该工件槽22可容整个轴承外圈进入，工件槽22内设有气动顶块21。拣料装置4除了检测识别机构外还包括弃料活门10和弃料排出槽11，弃料活门10滑动连接在拣料装置4的检测识别机构下方的工件承载面上，弃料活门10自由端连接在一弃料活门开闭装置上，该弃料活门开闭装置为一气缸，弃料排出槽11倾斜设于弃料活门10下方。上料装置1包括上料转盘和上料引导槽，上料转盘外包围有圆形挡板，上料引导槽固定在圆形挡板的内壁上并延伸出圆形挡板，上料引导槽位于上料转盘盘面上方0.2mm处。所述输送配料装置包括工件承载板12和工件单列导轨13，工件单列导轨13包括一对平行档条，平行档条固设于工件承载板12上，两平行档条的间距与单个轴承外圈的外径适配，轴承外圈工件在平行档条之间排成单列移动，工件移动动力来自上料装置1上料转盘的离心作用，使得工件逐个推挤前进。所述定位推送机构包括定位气缸14和推送气缸15，定位气缸14和推送气缸15固设于工件单列导轨13旁，推送气缸15包括横向推送气缸和纵向推送气缸，推送气缸15的活塞杆与工件单列导轨13的平行档条垂直或平行，横向推送气缸的活塞杆与工件单列导轨13的平行档条垂直，纵向推送气缸活塞杆与工件单列导轨13的平行档条平行，上料装置1与外圈端面识别装置2之间的工件单列导轨13有一处90°转弯部，便于使推挤前进的工件遇阻，停止前进，以便定位气缸14和推送气缸15介入，顺利、准确地进行工件定位，转弯部设有一横向推送气缸。定位气缸14的活塞杆与工件单列导轨13的平行档条垂直，定位气缸14的活塞杆端部设有V形推块。出料装置9包括接料斗16和工件滚道17，接料斗16固设于出料装置9的输出端，工件滚道17倾斜固设于接料斗16下方。接料斗16为上大下小漏斗状结构，接料斗16底部设有与轴承外圈轴向尺寸适配的出料口，使得滑落的轴承外圈工件仅能以侧立姿态落到工件滚道17上，而工件滚道17为U形槽结构且槽宽也与轴承外圈轴向尺寸适配，便于轴承外圈以滚动方式沿工件滚道17快速排出下机。升降座位置传感器6为接近开关。

本上料机工作时，工件23通过输送配料装置由上料装置1逐个送到外圈端面识别装置2，在此处通过检测识别机构进行工件正反面识别，并把工件正反面信息存入PLC并进行标记信息储存，以便在众多排列行进的工件中指示需要翻面的工件。工件行进到翻面装置3处时，翻面装置3根据PLC中的指示信息对朝向不对的工件进行翻面，翻面时，工件23被翻面装置3处的推送气缸15推送到夹头8的工件槽22中，旋转气缸在PLC控制下启动，旋转气缸输出轴转动180°，夹头8中的工件随夹头8一起转动了180°，工件23完成翻面，随后被定位推送机构推送而来的下一个工件推出夹头8，继续向后道转移。无论翻面与否，所有工件23都要经过工件槽22并在此停留。通过翻面装置3的工件23在拣料装置4处再次进行检测，复核翻面处理结果，以发现因前道误识而未做翻面处理的工件，并拣出此类误识、漏处理的工件，朝向正确的工件由出料装置9排出并进入内圈沟道打磨加工线。

Claims (9)

1.三球销轴承外圈自动翻面上料机，其特征是包括上料装置（1）、输送配料装置、外圈端面识别装置（2）、翻面装置（3）、拣料装置（4）、出料装置（9）和PLC控制***，输送配料装置将外圈端面识别装置（2）、翻面装置（3）、拣料装置（4）、出料装置（9）串联成一工件流转路径，外圈端面识别装置处、翻面装置（3）处及拣料装置（4）处均设有定位推送机构，外圈端面识别装置（2）和拣料装置（4）均包括检测识别机构，外圈端面识别装置（2）、翻面装置（3）和拣料装置（4）均接入PLC控制***。

2.根据权利要求1所述的三球销轴承外圈自动翻面上料机，其特征是所述检测识别机构包括缺口面检测杆（4）、检测电机（5）、升降座位置传感器（6）、滑动升降座（18）、固定的立架（19）和回升气缸（20），检测电机（5）固设于滑动升降座（18）上，缺口面检测杆（4）连接在检测电机（5）输出端，缺口面检测杆（4）上设有可与三球销轴承外圈的缺口适配嵌合的检测头，滑动升降座（18）滑动连接在立架（19）上，升降座位置传感器（6）水平固设于立架（19）上，回升气缸（20）固设于立架（19）顶部，滑动升降座（18）固连在回升气缸（20）的活塞杆上。

3.根据权利要求1所述的三球销轴承外圈自动翻面上料机，其特征是翻面装置（3）包括旋转气缸（7）和夹头（8），夹头（8）转动连接在旋转气缸（7）的输出轴上。

4.根据权利要求1所述的三球销轴承外圈自动翻面上料机，其特征是拣料装置（4）还包括弃料活门（10）和弃料排出槽（11），弃料活门（10）滑动连接在拣料装置（4）的检测识别机构下方的工件承载面上，弃料活门（10）与一弃料活门开闭装置固连，弃料排出槽（11）倾斜设于弃料活门（10）下方。

5.根据权利要求1所述的三球销轴承外圈自动翻面上料机，其特征是所述输送配料装置包括工件承载板（12）和工件单列导轨（13），工件单列导轨（13）包括一对平行档条，平行档条固设于工件承载板（12）上，两平行档条的间距与单个轴承外圈的外径适配。

6.根据权利要求5所述的三球销轴承外圈自动翻面上料机，其特征是所述定位推送机构包括定位气缸（14）和推送气缸（15），定位气缸（14）和推送气缸（15）固设于工件单列导轨（13）旁，推送气缸（15）的活塞杆与工件单列导轨（13）的平行档条垂直或平行，定位气缸（14）的活塞杆与工件单列导轨（13）的平行档条垂直，定位气缸（14）的活塞杆端部设有V形推块。

7.根据权利要求1所述的三球销轴承外圈自动翻面上料机，其特征是上料装置（1）包括上料转盘和上料引导槽，上料转盘外包围有圆形挡板，上料引导槽固定在圆形挡板的内壁上并延伸出圆形挡板。

8.根据权利要求1所述的三球销轴承外圈自动翻面上料机，其特征是出料装置（9）包括接料斗（16）和工件滚道（17），接料斗（16）固设于出料装置（9）的输出端，工件滚道（17）倾斜固设于接料斗（16）下方。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的三球销轴承外圈自动翻面上料机，其特征是升降座位置传感器（6）为接近开关。