一种自动化自行车轮毂加工系统.pdf

本发明一种自动化自行车轮毂加工系统涉及一种用于加工轮毂的机加工系统。其目的是为了提供一种加工精度高、结构简单、工作效率高的自动化自行车轮毂加工系统。本发明一种自动化自行车轮毂加工系统包括导轨，导轨上方安装有滑动梁，滑动梁上安装有搬运机器人，滑动梁下方设置有第一平面加工装置和第二平面加工装置，第一平面加工装置包括第一主轴箱和第一滑轨，第一主轴箱上设置有定位轴和定位销，第一滑轨上方安装有第一刀具组和螺钉装卸机构，第二平面加工装置包括第二主轴箱和第二滑轨，第二主轴箱上设置有夹具体，第二滑轨上方安装有第二刀具组，第一平面加工装置和第二平面加工装置之间设置有进料装置，进料装置前方设置有中转装置。

1.  一种自动化自行车轮毂加工系统，其特征在于：包括多根立柱，立柱上方安装有横梁，多根横梁组成的导轨架上安装有导轨，导轨上方安装有能够左右移动的滑动梁，滑动梁上安装有搬运机器人，滑动梁下方设置有第一平面加工装置和第二平面加工装置，所述第一平面加工装置包括第一床身，第一床身上方设置有第一主轴箱和第一滑轨，第一主轴箱上设置有定位轴和定位销，定位轴中部开设有螺纹孔，定位销用于挡住轮毂工件的轮辐，对轮毂工件进行周向定位，第一滑轨上方安装有第一刀具组和螺钉装卸机构，所述螺钉装卸机构用于将螺钉安装进定位轴的螺纹孔中，所述第二平面加工装置包括第二床身，第二床身上方设置有第二主轴箱和第二滑轨，第二主轴箱上设置有夹具体，第二滑轨上方安装有第二刀具组，第一平面加工装置和第二平面加工装置之间设置有进料装置，进料装置包括传动架，传动架上安装有传送带，传送带上设置有多个等间距的挡板，进料装置前方设置有中转装置。

2.  根据权利要求1所述的一种自动化自行车轮毂加工系统，其特征在于：所述滑动梁上安装有可以前后滑动的滑板，所述搬运机器人安装在滑板上。

3.  根据权利要求1或2所述的一种自动化自行车轮毂加工系统，其特征在于：所述搬运机器人包括机械臂，机械臂下端固定有电机支架，电机支架上安装有旋转电机，旋转电机的输出轴通过皮带与轮架端面上突出的圆柱相连，轮架用于夹持轮毂工件，轮架中部设置有一个定位凸缘。

4.  根据权利要求3所述的一种自动化自行车轮毂加工系统，其特征在于：所述轮架为丁字形，包括上臂和左右两个夹持臂，其中上臂上端固定在机械臂上，上臂下部加工有圆孔，左右两个夹持臂与穿过圆孔的圆柱固定连接，夹持臂上安装有夹持气缸，夹持气缸的气缸杆带动一个夹持块。

5.  根据权利要求1所述的一种自动化自行车轮毂加工系统，其特征在于：所述第一床身的外部设置有第一壳体，所述第一滑轨上活动设置有第一大托板，第一大托板能够在第一滑轨上滑动，第一大托板上设置有第一小托板，第一小托板能够在第一大托板上滑动，且第一大托板和第一小托板的运动方向互相垂直，所述第一刀具组和螺钉装卸机构安装在第一小托板上方。

6.  根据权利要求5所述的一种自动化自行车轮毂加工系统，其特征在于：所述螺钉装卸机构包括能够在第一小托板上滑动的机架，机架与装卸气缸的气缸杆相连，装卸气缸固定在第一小托板上，机架上安装有伺服电机，伺服电机的转轴上套有带磁性的套筒，套筒内放置 螺钉，通过伺服电机转轴的正反转实现螺钉的装卸，机架上设置有视频检测系统，视频检测系统用于检测定位销的位置。

7.  根据权利要求1所述的一种自动化自行车轮毂加工系统，其特征在于：所述第二床身外部设置有第二壳体，所述夹具体用于夹持轮毂工件的端面上设置有三个限位柱，夹具体上设置有三个夹持轮毂工件的夹具爪子，第二滑轨上活动设置有第二大托板，第二大托板能够在第二滑轨上滑动，第二大托板上设置有第二小托板，第二小托板能够在第二大托板上滑动，且第二大托板和第二小托板的运动方向互相垂直，所述第二刀具组安装在第二小托板上方。

8.  根据权利要求1所述的一种自动化自行车轮毂加工系统，其特征在于：所述中转装置包括转架，转架上方安装有在水平方向内转动的转盘，转盘上方设置有两块夹板，两块夹板之间用于放置轮毂工件。

一种自动化自行车轮毂加工系统
技术领域
本发明涉及一种机加工系统，特别是涉及一种用于加工自行车轮毂的自动化系统。
背景技术
现阶段，在市场对自行车轮毂需求量很大的基础上，加工企业还是采用多购置机床，多招人的“人海战术”满足生产加工的需求。然而近年来，在人口红利日趋微薄的的情况下，薪酬待遇日趋上升，并且各地区已经出现了“制造业用工荒”的问题，企业的管理者们正在谋求满足生产的前提下，如何实现企业的最大“利润化”。自行车轮毂的加工主要是对两个侧面进行车铣加工。加工工序多为上料、加工、旋转换面、再加工和下料。现有自动化设备如中国发明专利CN 104308187 A中公开的一种轮毂自动化加工设备及其加工方法，其中详细介绍了上料和下料过程中的自动化设备结构和工作原理，但其结构过于复杂，不利于加工和组装，在实际工作中故障率也会因其复杂的结构而增高。此外上述发明中并未对加工设备进行清楚的描述，而加工中轮毂工件的精确定位正是加工质量的关键所在，现有的其他自动化设备中也存在因定位不准确而导致废品率升高的情况。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种加工精度高、结构简单、工作效率高的自动化自行车轮毂加工系统。
本发明一种自动化自行车轮毂加工系统，包括多根立柱，立柱上方安装有横梁，多根横梁组成的导轨架上安装有导轨，导轨上方安装有能够左右移动的滑动梁，滑动梁上安装有搬运机器人，滑动梁下方设置有第一平面加工装置和第二平面加工装置，所述第一平面加工装置包括第一床身，第一床身上方设置有第一主轴箱和第一滑轨，第一主轴箱上设置有定位轴和定位销，定位轴中部开设有螺纹孔，定位销用于挡住轮毂工件的轮辐，对轮毂工件进行周向定位，第一滑轨上方安装有第一刀具组和螺钉装卸机构，所述螺钉装卸机构用于将螺钉安装进定位轴的螺纹孔中，所述第二平面加工装置包括第二床身，第二床身上方设置有第二主轴箱和第二滑轨，第二主轴箱上设置有夹具体，第二滑轨上方安装有第二刀具组，第一平面 加工装置和第二平面加工装置之间设置有进料装置，进料装置包括传动架，传动架上安装有传送带，传送带上设置有多个等间距的挡板，进料装置前方设置有中转装置。
本发明一种自动化自行车轮毂加工系统，其中所述滑动梁上安装有可以前后滑动的滑板，所述搬运机器人安装在滑板上。
本发明一种自动化自行车轮毂加工系统，其中所述搬运机器人包括机械臂，机械臂下端固定有电机支架，电机支架上安装有旋转电机，旋转电机的输出轴通过皮带与轮架端面上突出的圆柱相连，轮架用于夹持轮毂工件，轮架中部设置有一个定位凸缘。
本发明一种自动化自行车轮毂加工系统，其中所述轮架为丁字形，包括上臂和左右两个夹持臂，其中上臂上端固定在机械臂上，上臂下部加工有圆孔，左右两个夹持臂与穿过圆孔的圆柱固定连接，夹持臂上安装有夹持气缸，夹持气缸的气缸杆带动一个夹持块。
本发明一种自动化自行车轮毂加工系统，其中所述第一床身的外部设置有第一壳体，所述第一滑轨上活动设置有第一大托板，第一大托板能够在第一滑轨上滑动，第一大托板上设置有第一小托板，第一小托板能够在第一大托板上滑动，且第一大托板和第一小托板的运动方向互相垂直，所述第一刀具组和螺钉装卸机构安装在第一小托板上方。
本发明一种自动化自行车轮毂加工系统，其中所述螺钉装卸机构包括能够在第一小托板上滑动的机架，机架与装卸气缸的气缸杆相连，装卸气缸固定在第一小托板上，机架上安装有伺服电机，伺服电机的转轴上套有带磁性的套筒，套筒内放置螺钉，通过伺服电机转轴的正反转实现螺钉的装卸，机架上设置有视频检测系统，视频检测系统用于检测定位销的位置。
本发明一种自动化自行车轮毂加工系统，其中所述第二床身外部设置有第二壳体，所述夹具体用于夹持轮毂工件的端面上设置有三个限位柱，夹具体上设置有三个夹持轮毂工件的夹具爪子，第二滑轨上活动设置有第二大托板，第二大托板能够在第二滑轨上滑动，第二大托板上设置有第二小托板，第二小托板能够在第二大托板上滑动，且第二大托板和第二小托板的运动方向互相垂直，所述第二刀具组安装在第二小托板上方。
本发明一种自动化自行车轮毂加工系统，其中所述中转装置包括转架，转架上方安装有在水平方向内转动的转盘，转盘上方设置有两块夹板，两块夹板之间用于放置轮毂工件。
本发明一种自动化自行车轮毂加工系统与现有技术不同之处在于本发明一种自动化自行车轮毂加工系统采用第一平面加工装置和第二平面加工装置同时进行加工。第一平面加工装置需要对轮毂工件的第一个侧面进行加工，本发明采用定位轴、定位销和螺钉装卸机构三部分保证其安装位置的精确。将轮毂工件的轮轴孔穿过定位轴，旋转定位轴使定位销紧靠在轮辐上，再通过螺钉装卸机构将螺钉安装进定位轴的螺纹孔中。螺钉实现了轮毂工件的轴向定 位，而定位销实现了轮毂工件的周向定位。因此整个侧面加工过程中，加工精度和稳定性得到明显提高。第二平面加工装置对轮毂工件的另一个侧面进行加工，采用夹具体对轮毂工件进行定位，拆卸方便，在保证安装精度的前提下，工作效率有所提高。本发明的进料装置采用传送带，并在传送带上安装等距的挡板，相邻两个挡板之间放置一个轮毂工件，较普通的采用辊子运送轮毂工件的方法而言，结构简单，且相邻两个轮毂工件之间位置固定，进料的距离更容易控制，避免不必要的位置调整，简化了加工过程，提高了生产效率。
下面结合附图对本发明的一种自动化自行车轮毂加工系统作进一步说明。
附图说明
图1为本发明一种自动化自行车轮毂加工系统的立体图；
图2为本发明一种自动化自行车轮毂加工系统中搬运机器人的轴测图；
图3为本发明一种自动化自行车轮毂加工系统中轮架放大后的轴测图；
图4为本发明一种自动化自行车轮毂加工系统中夹具体放大后的轴测图；
图5为本发明一种自动化自行车轮毂加工系统中螺钉装卸机构放大后的侧视图；
图6为本发明一种自动化自行车轮毂加工系统中进料装置的主视图；
图7为本发明一种自动化自行车轮毂加工系统中中转装置放大后的轴测图；
图8为本发明一种自动化自行车轮毂加工系统中第一平面加工装置的轴测图；
图9为本发明一种自动化自行车轮毂加工系统中第二平面加工装置的轴测图。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种自动化自行车轮毂加工系统包括四根立柱19，立柱19上方安装有由四根横梁12组成的导轨架，前后两侧的导轨架上安装有导轨11，导轨11上方安装有滑动梁8，滑动梁8可以在导轨11上左右滑动。滑动梁8上安装有可以前后滑动的滑板38，滑板38上安装有搬运机器人。如图2所示，搬运机器人包括可上下移动的机械臂7，机械臂7下端固定有电机支架24，电机支架24上安装有旋转电机23，旋转电机23的输出轴通过皮带22与轮架21端面上突出的圆柱27相连。如图3所示，轮架21为丁字形，包括上臂和左右两个夹持臂41，其中上臂下部加工有圆孔，左右两个夹持臂41与穿过圆孔的圆柱27固定连接，夹持臂41可以在旋转电机23的带动下绕圆柱27转动。夹持臂41上安装有夹持气缸26，夹持气缸26的气缸杆带动一个夹持块25，夹持气缸26可调节两个夹持块25之间的距离。两个夹持块25之间放置轮毂工件。轮架21中部设置有一个定位凸缘28，用于与轮毂工 件的轮轴孔配合。轮毂工件端面的加工在滑动梁8下方的第一平面加工装置和第二平面加工装置中完成。
如图1和图8所示，第一平面加工装置包括第一壳体20，第一壳体20内部设置有第一床身43，第一床身43上方设置有第一主轴箱10和第一滑轨13。第一主轴箱10上设置有用于固定轮毂工件的定位轴42，定位轴42与轮毂工件的轮轴孔配合且定位轴42中部开设有螺纹孔。第一主轴箱10上还设置有定位销，定位销用于在安装轮毂工件时挡住轮毂工件的轮辐，对轮毂工件进行周向定位。第一滑轨13上活动设置有第一大托板18，第一大托板18可以在第一滑轨13上滑动，第一大托板18上设置有第一小托板17，第一小托板17可以在第一大托板18上滑动，且第一大托板18和第一小托板17的运动方向互相垂直。第一小托板17上方安装有用于加工轮毂工件的第一刀具组9。第一大托板18和第一小托板17的运动可以实现第一刀具组9在第一滑轨13上任意位置停止和工作。第一小托板17上还安装有螺钉装卸机构。如图5所示，螺钉装卸机构包括可在第一小托板17上滑动的机架15，机架15与装卸气缸16的气缸杆相连，装卸气缸16固定在第一小托板17上。机架15上安装有伺服电机14，伺服电机14的转轴上套有带磁性的套筒31，套筒31内放置螺钉，通过伺服电机14转轴的正反转实现螺钉的装卸。机架15上设置有视频检测系统40，视频检测系统40配合定位销和定位轴42使用，用于检测定位销的位置。当视频检测系统40发现定位销挡住轮辐时，定位轴42停止转动。
如图1和图9所示，第二平面加工装置包括第二壳体4，第二壳体4内部设置有第二床身44，第二床身44上方设置有第二主轴箱5和第二滑轨39。第二主轴箱5上设置有用于夹持轮毂工件的夹具体6。如图4所示，夹具体6用于夹持轮毂工件的端面上设置有三个限位柱30，夹具体6上还设置有三个夹持轮毂工件的夹具爪子29。如图1所示，第二滑轨39上活动设置有第二大托板1，第二大托板1可以在第二滑轨39上滑动，第二大托板1上设置有第二小托板2，第二小托板2可以在第二大托板1上滑动，且第二大托板1和第二小托板2的运动方向互相垂直。第二小托板2上方安装有用于加工轮毂工件的第二刀具组3。第二大托板1和第二小托板2的运动可以实现第二刀具组3在第二滑轨39上任意位置停止和工作。
第一平面加工装置和第二平面加工装置之间设置有进料装置，如图6所示，进料装置包括传动架34，传动架34上安装有传送带32，传送带32上设置有多个等间距的挡板33，相邻两个挡板33之间放置有一个待加工的轮毂工件。进料装置前方设置有中转装置，如图7所示，中转装置包括转架37，转架37上方安装有在水平方向转动的转盘36，转盘36上方设置有两块夹板35，两块夹板35之间用于放置进行中转工序的轮毂工件。
本发明一种自动化自行车轮毂加工系统的工作原理如下：
1)首先将待加工的轮毂工件放置在进料装置传送带32上的挡板33之间，移动滑动梁8和滑板38，使搬运机器人到达最前方的轮毂工件上方，用夹持臂41夹持轮毂工件的左右两端将轮毂工件夹起并运送到第一平面加工装置进行加工。
2)将轮毂工件的轮轴孔放入定位轴42中，旋转定位轴42使定位销挡住轮毂工件，此时装卸气缸16的气缸杆伸出，推动机架15向轮毂工件移动，将套筒31内的螺钉安装进定位轴42上的螺纹孔中并锁紧。
3)装卸气缸16的气缸杆收缩，机架15后退，同时搬运机器人撤出，第一刀具组9开始对轮毂工件的一侧端面进行加工。
4)一侧端面加工结束后，装卸气缸16工作，将螺钉卸下，搬运机器人将轮毂工件取出并运送到中转装置的转盘36上，此时转盘36上夹板35的板面方向与轮毂工件在第二平面加工装置上安装时的端面方向相同。
5)转盘36带动轮毂工件转动180度后，搬运机器人将轮毂工件运送到第二平面加工装置的夹具体6上，夹具爪子29将轮毂工件固定，搬运机器人撤出，第二刀具组3开始对轮毂工件的另一个侧面进行加工。
6)加工结束后，夹具爪子29打开，搬运机器人将轮毂工件取出送往下一工序。
7)进料装置上的传送带32工作，将轮毂工件向前移动一个位置，搬运机器人重新夹取轮毂工件进行下一轮加工。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述6，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。