CN114799375A - 一种轮胎模具花纹块电火花自动加工线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轮胎模具花纹块电火花自动加工线，CNC电火花机包括工作台和主轴头，花纹块工装定位安装在工作台的第一零点定位夹具上，电极定位安装在主轴头的定位夹具上，主轴头通过四轴联动对花纹块电火花加工；装载台是花纹块工装装载和卸载的中转站，花纹块料架、电极料架和装载台构成存取料区域；坐标机器人的机械臂上设置有与花纹块工装的第一快换夹持和电极抓取机械手的第二快换夹持匹配的装卸托盘，坐标机器人通过四轴联动，通过装卸托盘抓取花纹块工装，通过装卸托盘切换安装电极抓取机械手抓取电极，机器人在加工区域和存取料区域对花纹块工装和电极进行装载及搬运。具有提高加工效率和加工质量、节约人工成本等优点。

Description

一种轮胎模具花纹块电火花自动加工线
技术领域
本发明涉及轮胎模具加工制造领域，具体是涉及一种轮胎模具花纹块电火花自动加工线。
背景技术
近些年，随着科技的发展特别是新能源汽车的普及，汽车厂商对轮胎的噪音和节能减排等性能提出更高的要求。轮胎制造厂商不得不在轮胎生产的各个工艺环节进行深入研究，尽可能的优化提升轮胎的质量和性能参数。其中，轮胎模具的精度直接关系到轮胎在硫化后的外形尺寸，如轮胎的真圆度、轮辋和台面直径的同轴度、花纹块间的飞边大小等。全钢轮胎模具的花纹块的型腔花纹在CNC加工中心钣金雕刻后需经过电火花清根清角才能达到客户的图纸要求；通常，全钢花纹块电火花加工前，首先，需对电极进行人工校准，加工精度很大程度取决于操作者的技能，花纹块精加工后的圆跳动可以达到0.2-0.3mm，电极间的对接台阶可能达到0.2mm，电火花后的人工抛光打磨量比较多，型腔表面的表面一致性和平面度会较差。
另外，电火花加工的环境相对数控铣床会比较脏，加工效率也没有数控铣床高，随着用工成本的不断上涨，电火花工种招工越来越难，电火花加工的加工成本越来越高。
因而，设计组建花纹块电火花加工自动化生产线非常重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种轮胎模具花纹块电火花自动加工线，通过组建花纹块电火花加工自动化生产线，从而实现花纹块和电极的自动化上、下料，提升全钢花纹块电火花加工的质量和效率，同时降低人工成本。
本发明的目的是这样实现的，一种轮胎模具花纹块电火花自动加工线，包括CNC电火花机、花纹块料架、装载台、电极料架、电极抓取机械手和坐标机器人；CNC电火花机包括工作台和主轴头，从花纹块料架装载及搬运的花纹块工装定位安装在工作台的第一零点定位夹具上，从电极料架装载及搬运的电极定位安装在主轴头的定位夹具上，主轴头通过沿X轴左右移动、Y轴前后移动、Z轴上下移动和主轴头自身C回转轴动作，构成CNC电火花机对花纹块电火花加工的加工区域；装载台是花纹块工装通过坐标机器人进行装载和卸载的中转站，花纹块料架、电极料架和装载台构成存取料区域；坐标机器人包括坐标和机器人，机器人的机械臂上设置有与花纹块工装的第一快换夹持和电极抓取机械手的第二快换夹持匹配的装卸托盘，机器人沿坐标Y1轴左右移动并沿机器人自身C1回转轴动作，机械臂沿机器人Z1轴上下移动动作，装卸托盘沿机械臂X1轴伸缩动作，通过装卸托盘抓取花纹块工装，通过装卸托盘切换安装电极抓取机械手抓取电极，机器人在加工区域和存取料区域对花纹块工装和电极进行装载及搬运。
本发明，花纹块工装包括垂直工装和花纹块，花纹块安装在垂直工装上，垂直工装底部设置有中间拉钉和二个旁侧拉钉；中间拉钉与装载台的第二零点定位夹具匹配而将花纹块工装锁紧在装载台上、与花纹块料架上的第三零点定位夹具匹配而将花纹块工装锁紧在花纹块料架上，防止花纹块翻转；二个旁侧拉钉与工作台上的第一零点定位夹具匹配而将花纹块工装锁紧在工作台上。
本发明，花纹块工装在工作台定位安装和电极在主轴头定位安装后，通过程序控制油槽填充电火花油，然后，启动CNC电火花机的电加工程序对花纹块工装的花纹块进行电蚀加工。
本发明，电极抓取机械手包括第二快换夹持和第一电气快换模块，第二快换夹持通过连接板与旋转气缸固定连接，连接板的侧面安装有用于旋转气缸的0°限位和90°限位的角度限位块，旋转气缸的输出端连接气动夹持模块，气动夹持模块安装有用于抓取电极的夹爪；第一电气快换模块与坐标机器人的装卸托盘一旁侧安装的第二电气快换模块配套，第一电气快换模块用于控制、检测气动夹持模块的开合及夹紧；第二快换夹持设置第一拉钉，第二快换夹持通过第一拉钉与装卸托盘的***孔匹配构成机械手快换夹持结构。
本发明，电极在电极底板设置第二拉钉，电极通过第二拉钉与CNC电火花机的主轴头在零点加工位置定位和锁紧。
本发明，在花纹块料架上设置有若干个花纹块工装工位，在每一个花纹块工装工位设置对花纹块工装定位锁紧的第三零点定位夹具，在每一个花纹块工装工位设置有花纹块物料检测元件。
本发明，在电极料架上设置有一个电极抓取机械手工位和若干个电极工位，电极在每一个电极工位呈直立悬挂设置的结构，在每一个工位设置有电极物料检测元件。
本发明，装载台旁侧设置有中控电柜，装载台包括转台和旋转门，待搬运的花纹块工装锁紧在转台上的第二零点定位夹具上。
本发明，通过组建花纹块电火花加工自动化生产线，采用坐标机器人，从而实现花纹块和电极的自动化上、下料，提升全钢花纹块电火花加工的质量和效率，同时降低人工成本。
下面实施例结合附图对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的立体结构示意图；
图2是图1实施例存取料区域的立体结构示意图；
图3是图1实施例CNC电火花机的立体结构示意图；
图4是图1实施例坐标机器人的立体结构示意图；
图5是图1实施例花纹块工装在装载台及花纹块料架上固定的立体结构示意图；
图6是图1实施例花纹块工装在CNC电火花机工作台上安装的立体结构示意图；
图7是图1实施例电极抓取机械手在电极料架上放置的立体结构示意图；
图8是图7电极抓取机械手抓取电极时的立体结构示意图；
图9是图1实施例装载台的立体结构示意图。
图中，1、CNC电火花机；2、花纹块料架；3、装载台；4、电极料架；5、电极抓取机械手；6、坐标机器人；7、中控电柜；8、工作台；9、主轴头；10、花纹块工装；11、第一零点定位夹具；12、电极；13、坐标；14、机器人；15、第一快换夹持；16、第二快换夹持；17、装卸托盘；18、垂直工装；19、花纹块；20、中间拉钉；21、旁侧拉钉；22、第二零点定位夹具；23、第三零点定位夹具；24、油槽；25、第一电气快换模块；26、连接板；27、旋转气缸；28、角度限位块；29、气动夹持模块；30、夹爪；31、第二电气快换模块；32、第一拉钉；33、第二拉钉；34、转台；35、旋转门。
具体实施方式
参照图1至图9，本实施例是一种轮胎模具花纹块电火花自动加工线，包括CNC电火花机1、花纹块料架2、装载台3、电极料架4、电极抓取机械手5、坐标机器人6和中控电柜7；6台CNC电火花机均有工作台8和主轴头9，CNC电火花机的主轴头有四个动作轴，分别是X轴、Y轴、Z轴和C回转轴，从花纹块料架装载及搬运的花纹块工装10定位安装在工作台的第一零点定位夹具11上，从电极料架装载及搬运的电极12定位安装在主轴头的定位夹具上，主轴头通过沿X轴左右移动、Y轴前后移动、Z轴上下移动和主轴头自身C回转轴动作，构成CNC电火花机对花纹块电火花加工的加工区域；装载台是花纹块工装通过坐标机器人进行装载和卸载的中转站，花纹块料架、电极料架和装载台构成存取料区域；坐标机器人包括坐标13和机器人14，机器人的机械臂上设置有与花纹块工装的第一快换夹持15和电极抓取机械手的第二快换夹持16匹配的装卸托盘17，机器人沿坐标Y1轴左右移动并沿机器人自身C1回转轴动作，机械臂沿机器人Z1轴上下移动动作，装卸托盘沿机械臂X1轴伸缩动作，通过装卸托盘抓取花纹块工装，通过装卸托盘切换安装电极抓取机械手抓取电极，坐标机器人通过X1轴、Y1轴、Z1轴和C1回转轴的四轴联动，在加工区域和存取料区域对花纹块工装和电极进行装载及搬运。
参照图5、图6，花纹块工装包括垂直工装18和花纹块19，花纹块安装在垂直工装上，垂直工装底部设置有中间拉钉20和二个旁侧拉钉21；中间拉钉与装载台的第二零点定位夹具22匹配而将花纹块工装锁紧在装载台上、与花纹块料架上的第三零点定位夹具23匹配而将花纹块工装锁紧在花纹块料架上；二个旁侧拉钉与工作台上的第一零点定位夹具匹配而将花纹块工装锁紧在工作台上。
参照图3，花纹块工装在工作台定位安装和电极在主轴头定位安装后，油槽24可以通过程序控制升起并填充电火花油，然后启动电加工程序对花纹块进行电蚀加工。
参照图7、图8，电极抓取机械手包括第二快换夹持和第一电气快换模块25，第二快换夹持通过连接板26与旋转气缸27固定连接，连接板的侧面安装有用于旋转气缸的0°限位和90°限位的角度限位块28，旋转气缸的输出端连接气动夹持模块29，气动夹持模块安装有用于抓取电极的夹爪30；第一电气快换模块与坐标机器人的装卸托盘一旁侧安装的第二电气快换模块31配套，第一电气快换模块用于控制、检测气动夹持模块的开合及夹紧；第二快换夹持设置第一拉钉32，第二快换夹持通过第一拉钉与装卸托盘的***孔匹配构成机械手快换夹持结构。
参照图8、图3，电极在电极底板设置第二拉钉33，电极通过第二拉钉与CNC电火花机的主轴头在零点加工位置定位和锁紧。
参照图1，在花纹块料架上设置有若干个花纹块工装工位，花纹块工装工位可以按照项目规划增减数量，花纹块料架也可以增减数量，在每一个花纹块工装工位设置对花纹块工装定位锁紧的第三零点定位夹具，在每一个花纹块工装工位设置有花纹块物料检测元件。
参照图1，在电极料架上设置有一个电极抓取机械手工位和若干个电极工位，电极在每一个电极工位呈直立悬挂设置的结构，在每一个工位设置有电极物料检测元件，电极料架悬挂电极是通过人工进行装载和卸载。
参照图1、图9，装载台旁侧设置有中控电柜7，装载台包括转台34和旋转门35，待搬运的花纹块工装锁紧在转台上的第二零点定位夹具上。

Claims (8)

1.一种轮胎模具花纹块电火花自动加工线，其特征在于：包括CNC电火花机（1）、花纹块料架（2）、装载台（3）、电极料架（4）、电极抓取机械手（5）和坐标机器人（6）；
所述CNC电火花机包括工作台（8）和主轴头（9），从花纹块料架装载及搬运的花纹块工装（10）定位安装在工作台的第一零点定位夹具（11）上，从电极料架装载及搬运的电极（12）定位安装在主轴头的定位夹具上，主轴头通过沿X轴左右移动、Y轴前后移动、Z轴上下移动和主轴头自身C回转轴动作，构成CNC电火花机对花纹块电火花加工的加工区域；
所述装载台是花纹块工装通过坐标机器人进行装载和卸载的中转站，所述花纹块料架、电极料架和装载台构成存取料区域；
所述坐标机器人包括坐标（13）和机器人（14），机器人的机械臂上设置有与花纹块工装的第一快换夹持（15）和电极抓取机械手的第二快换夹持（16）匹配的装卸托盘（17），所述机器人沿坐标Y1轴左右移动并沿机器人自身C1回转轴动作，机械臂沿机器人Z1轴上下移动动作，装卸托盘沿机械臂X1轴伸缩动作，通过装卸托盘抓取花纹块工装，通过装卸托盘切换安装电极抓取机械手抓取电极，机器人在加工区域和存取料区域对花纹块工装和电极进行装载及搬运。
2.根据权利要求1所述的轮胎模具花纹块电火花自动加工线，其特征在于：所述花纹块工装包括垂直工装（18）和花纹块（19），花纹块安装在垂直工装上，垂直工装底部设置有中间拉钉（20）和二个旁侧拉钉（21）；中间拉钉与装载台的第二零点定位夹具（22）匹配而将花纹块工装锁紧在装载台上、与花纹块料架上的第三零点定位夹具（23）匹配而将花纹块工装锁紧在花纹块料架上；二个旁侧拉钉与工作台上的第一零点定位夹具匹配而将花纹块工装锁紧在工作台上。
3.根据权利要求1所述的轮胎模具花纹块电火花自动加工线，其特征在于：所述花纹块工装在工作台定位安装和电极在主轴头定位安装后，通过程序控制油槽（24）填充电火花油，然后，启动CNC电火花机的电加工程序对花纹块工装的花纹块进行电蚀加工。
4.根据权利要求1所述的轮胎模具花纹块电火花自动加工线，其特征在于：所述电极抓取机械手包括第二快换夹持和第一电气快换模块（25），第二快换夹持通过连接板（26）与旋转气缸（27）固定连接，连接板的侧面安装有用于旋转气缸的0°限位和90°限位的角度限位块（28），旋转气缸的输出端连接气动夹持模块（29），气动夹持模块安装有用于抓取电极的夹爪（30）；所述第一电气快换模块与坐标机器人的装卸托盘一旁侧安装的第二电气快换模块（31）配套，第一电气快换模块用于控制、检测气动夹持模块的开合及夹紧；所述第二快换夹持设置第一拉钉（32），第二快换夹持通过第一拉钉与装卸托盘的***孔匹配构成机械手快换夹持结构。
5.根据权利要求1所述的轮胎模具花纹块电火花自动加工线，其特征在于：所述电极在电极底板设置第二拉钉（33），电极通过第二拉钉与CNC电火花机的主轴头在零点加工位置定位和锁紧。
6.根据权利要求1所述的轮胎模具花纹块电火花自动加工线，其特征在于：在所述花纹块料架上设置有若干个花纹块工装工位，在每一个花纹块工装工位设置对花纹块工装定位锁紧的第三零点定位夹具，在每一个花纹块工装工位设置有花纹块物料检测元件。
7.根据权利要求1所述的轮胎模具花纹块电火花自动加工线，其特征在于：在所述电极料架上设置有一个电极抓取机械手工位和若干个电极工位，电极在每一个电极工位呈直立悬挂设置的结构，在每一个工位设置有电极物料检测元件。
8.根据权利要求2所述的轮胎模具花纹块电火花自动加工线，其特征在于：所述装载台旁侧设置有中控电柜（7），装载台包括转台（34）和旋转门（35），待搬运的花纹块工装锁紧在转台上的第二零点定位夹具上。
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