一种螺伞齿轮磨齿加工机器人自动化搬运系统技术方案

一种螺伞齿轮磨齿加工机器人自动化搬运系统，机器人从工件缓存装置上抓取工件，进行首次精定位，然后进行磨齿，磨齿完成后进行第二次精定位，再进行甩油，甩油完成后进行第三次精定位，再进行清洗，清洗完成后进行第四次精定位，最后由机器人夹持工件至下料托盘。通过PLC控制器实现螺伞齿轮磨齿自动上料，可实现无人化操作。通过一套机器人夹爪，满足四种不同抓取姿态的需求，工装通用性高，能兼容所有螺伞齿轮生产，减少换产时间。新产品工装成本低，极大程度的适应客车桥多品种、小批量、频繁换产的生产特点。

【技术实现步骤摘要】
一种螺伞齿轮磨齿加工机器人自动化搬运系统
本专利技术属于客车零部件自动化加工
，具体涉及一种螺伞齿轮磨齿加工机器人自动化搬运系统。
技术介绍
随着我国客车加工生产技术的蓬勃发展，客车驱动桥主减速器螺伞齿轮的加工制造技术也在不断完善和提高。目前，机器人自动化搬运在国内客车驱动桥主减速器螺伞齿轮加工制造行业已得到开始应用，提高了自动化水平和加工产品的质量；但与其相配套的用于螺伞主动齿轮的磨齿上料自动化装置却迟迟跟不上发展的步伐，主要因为磨齿工装与工件的直径方向间隙为±0.025mm，间隙小，不容易实现自动化上下料。自动化程度低造成了人力成本高，人为操作误差大造成产品加工精度低。目前，在客车驱动桥主减速器螺伞主动齿轮的磨齿加工工序使用的螺伞齿轮上料方式主要有以下两种：第一种，人工直接搬运螺伞齿轮放入螺伞齿轮磨齿机的工装上，启动机床开始加工，加工后人工搬运工件放在甩油机甩油，再人工搬运至清洗机清洗；第二种，人工操作KBK吊装螺伞齿轮放入螺伞齿轮磨齿机的工装上，启动机床开始加工，加工后人工操作KBK吊装工件放在甩油机甩油，再人工操作KBK搬运至清洗机清洗。但是上述两种上料方式都存在不足：第一种纯人工操作，无设备成本，但需人力搬运操作，工序步骤多，劳动强度大，人员投入成本高，人为操作的不一致性造成产品定位精度低，搬运过程产品容易磕碰。第二种虽然增加了KBK吊装设备，代替人力搬运，但只是降低了劳动强度，KBK同样需要专人操作，工序多，同样存在人员投入成本高，人为操作的不一致性造成产品定位精度低，搬运过程产品容易磕碰。
技术实现思路
为了克服现有技术中的不足，本专利技术提供了一种螺伞齿轮磨齿加工自动化系统。可实现螺伞齿轮磨齿工装±0.025mm间隙上料要求，同时兼顾甩油、清洗工序自动上下料，同时，兼容化的夹爪设计，可满足螺伞齿轮长度≤350mm，直径≤230mm，重量≤25Kg的类似轴齿生产。批量无人化值守生产，降低劳动强度，节约人力成本，同时系统中自身较高的定位精度决定了磨齿产品的高精度与批量加工一致性。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种螺伞齿轮磨齿加工机器人自动化搬运系统，机器人从工件缓存装置上抓取工件，夹持运送至工件精定位装置进行首次精定位，首次精定位完成后机器人夹持工件运送至磨齿机进行磨齿，磨齿完成后进行第二次精定位，第二次精定位完成后机器人夹持工件进入甩油机进行甩油，甩油完成后进行第三次精定位，第三次精定位后机器人夹持工件进入清洗机进行清洗，清洗完成后进行第四次精定位，第四次精定位完成后，机器人夹持工件至下料托盘；第二次精定位、第三次精定位、第四次精定位均是由机器人夹持工件运送至工件精定位装置。机器人从工件缓存滑台以A姿态抓取工件，首次精定位完成后机器人以B姿态抓取夹持工件至磨齿机，第二次精定位后机器人以C姿态抓取夹持工件进入甩油机，第三次精定位后机器人以D姿态抓取夹持工件进入清洗机，第四次精定位后，机器人以A姿态抓取夹持工件至下料托盘。A姿态是工件水平放置，机器人工件夹持机构沿工件径向抓取工件中部轴承径；B姿态是工件竖直放置，机器人工件夹持机构沿工件轴线抓取工件顶部轴承径；C姿态是工件竖直放置，机器人工件夹持机构沿工件径向抓取工件中部轴承径；D姿态是工件竖直放置，机器人工件夹持机构沿工件径向抓取工件顶部轴承径。所述机器人包括机器手臂和工件夹持机构，机器手臂与工件夹持机构之间连接轴补偿模块。所述轴补偿模块包括XY轴补偿模块和Z轴补偿模块，XY轴补偿模块固定连接在机器手臂的法兰盘上，XY轴补偿模块与Z轴补偿模块固定连接，Z轴补偿模块固定连接工件夹持机构。所述工件夹持机构包括成对设置的气动夹爪，气动夹爪内表面设置工件夹持手指，气动夹爪外表面还设置位移传感器，位移传感器与PLC控制器连接。所述的位移传感器精确度为0.01mm。所述精定位装置包括精定位工作台，精定位工作台中心设置定位套，定位套两侧均设置气爪，气爪侧边通过连接板安装精定位传感器，精定位传感器与PLC控制器连接，PLC控制器控制气爪伸缩。精定位工作台下方还设置定位套暂存位，定位套暂存位前方设置定位套传感器，定位套传感器与PLC控制器连接。所述工件缓存装置包括工件缓存滑台，工件缓存滑台上下游两端分别设置上游料台传感器、下游料台传感器，工件缓存滑台上还设置六工位缓存台，六工位缓存台上每个工位两侧均布置对射传感器，料台传感器、对射传感器均与PLC控制器连接。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术是通过PLC控制器实现螺伞齿轮磨齿自动上料，可实现无人化操作，节约2名操作工。2、本专利技术通过一套机器人夹爪，满足四种不同抓取姿态的需求，工装通用性高，能兼容所有螺伞齿轮生产，减少换产时间。新产品工装成本低，极大程度的适应客车桥多品种、小批量、频繁换产的生产特点。3、本专利技术是首先通过机器人加持机构抓取上料，夹持工件至精定位工作台实现预定位，然后由轴补偿模块结合六轴机器人自身的软浮动功能，共同实现XYZ三个方向的位移浮动，能满足磨齿机工装和螺伞齿轮单边0.025mm间隙要求，保证了机器人给磨齿机的自动化上料精度，保证了螺伞齿轮上料的一致性。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术精定位装置的结构示意图。图3为图2中A处局部放大图。图4为本专利技术工件缓存滑台的结构示意图。图5为本专利技术机器人加持机构抓取工件时的A姿态示意图。图6为本专利技术的工件在V型支架上的放置示意图。图7为本专利技术机器人加持机构抓取工件时的B姿态示意图。图8为本专利技术的工件在磨齿工装上的夹持示意图。图9为本专利技术机器人加持机构抓取工件时的C姿态示意图。图10为本专利技术的工件在甩油工装上的夹持示意图。图11为本专利技术机器人加持机构抓取工件时的D姿态示意图。图12为本专利技术的工件在清洗工装上的夹持示意图。图13为本专利技术的机器人夹爪的结构示意图。图中：1-工件夹持机构，2-工件缓存滑台，3-精定位工作台，4-磨齿机，5-甩油机，6-清洗机，7-下料托盘，8-工件夹持手指，9-气动夹爪，10-轴补偿模块，11-位移传感器，12-V型支架，13-磨齿工装，14-甩油工装，15-清洗工装，16-定位套，17-气爪，18-精定位传感器，19-对射传感器，20-气吹铜管，21-定位套传感器，23-六工位缓存台，24-工件，25-上游料台传感器，26-下游料台传感器。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种螺伞齿轮磨齿加工机器人自动化搬运系统，其特征在于：机器人从工件缓存装置上抓取工件，夹持运送至工件精定位装置进行首次精定位，首次精定位完成后机器人夹持工件运送至磨齿机进行磨齿，磨齿完成后进行第二次精定位，第二次精定位完成后机器人夹持工件进入甩油机进行甩油，甩油完成后进行第三次精定位，第三次精定位后机器人夹持工件进入清洗机进行清洗，清洗完成后进行第四次精定位，第四次精定位完成后，机器人夹持工件至下料托盘；第二次精定位、第三次精定位、第四次精定位均是由机器人夹持工件运送至工件精定位装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种螺伞齿轮磨齿加工机器人自动化搬运系统，其特征在于：机器人从工件缓存装置上抓取工件，夹持运送至工件精定位装置进行首次精定位，首次精定位完成后机器人夹持工件运送至磨齿机进行磨齿，磨齿完成后进行第二次精定位，第二次精定位完成后机器人夹持工件进入甩油机进行甩油，甩油完成后进行第三次精定位，第三次精定位后机器人夹持工件进入清洗机进行清洗，清洗完成后进行第四次精定位，第四次精定位完成后，机器人夹持工件至下料托盘；第二次精定位、第三次精定位、第四次精定位均是由机器人夹持工件运送至工件精定位装置。


2.根据权利要求1所述一种螺伞齿轮磨齿加工机器人自动化搬运系统，其特征在于：机器人从工件缓存滑台以A姿态抓取工件，首次精定位完成后机器人以B姿态抓取夹持工件至磨齿机，第二次精定位后机器人以C姿态抓取夹持工件进入甩油机，第三次精定位后机器人以D姿态抓取夹持工件进入清洗机，第四次精定位后，机器人以A姿态抓取夹持工件至下料托盘。


3.根据权利要求2所述一种螺伞齿轮磨齿加工机器人自动化搬运系统，其特征在于：A姿态是工件水平放置，机器人工件夹持机构沿工件径向抓取工件中部轴承径；B姿态是工件竖直放置，机器人工件夹持机构沿工件轴线抓取工件顶部轴承径；C姿态是工件竖直放置，机器人工件夹持机构沿工件径向抓取工件中部轴承径；D姿态是工件竖直放置，机器人工件夹持机构沿工件径向抓取工件顶部轴承径。


4.根据权利要求1所述一种螺伞齿轮磨齿加工机器人自动化搬运系统，其特征在于：所述机器人包括机器手臂和工件夹持机构，机器手臂与工件夹持机构之间连接轴补偿模块。

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【专利技术属性】
技术研发人员：张喜兵，杨阔，张灿，
申请(专利权)人：郑州精益达汽车零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41