用于汽车曲轴加工的零件姿态转换机构及其转换方法
【专利摘要】本发明公开了用于汽车曲轴加工的零件姿态转换机构及其转换方法，该转换机构包括底座和曲柄，所述底座上设有支撑所述曲轴的支撑块和推动所述曲柄转动的气缸；所述曲柄一端上设有拨杆，所述曲柄另一端和所述气缸的活塞推杆相连接，所述曲柄两端之间设有连接部和所述支撑块或所述底座活动连接；气缸的活塞推杆伸出带动曲柄旋转，曲柄上的拨杆和曲轴接触后带动曲轴转动，曲轴转动到达设定位置；气缸的活塞推杆缩回带动曲柄逆向旋转，曲柄返回至原始位置；对到达设定位置的曲轴进行相应加工操作即可；通过对气缸的控制，气缸带动曲柄运动，该位置转换机构能够使曲轴转到预定位置，曲轴姿态转换准确，能够保证曲轴加工质量。
【专利说明】用于汽车曲轴加工的零件姿态转换机构及其转换方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及曲轴自动化加工领域，具体涉及用于汽车曲轴加工的零件姿态转换机构及其转换方法。
【背景技术】
[0002]目前我国汽车工业的发展日新月异，汽车零件的批量生产也越来越多的依靠搬运机器人及其他的一些附属产品来实现自动化加工。曲轴作为汽车的关键零件之一，加工工艺繁琐，重量较重，实现曲轴加工的全自动加工不仅可以保证加工质量与效率，还可以大幅度降低员工的劳动强度，实现降低生产成本的目标。
[0003]由于曲轴加工工艺复杂，工序繁多，前后两工序间采用的机床夹具等完全不同，导致了对曲轴姿态的要求也不一致，所以在曲轴自动化加工中，工序间的姿态转换及姿态的准确性就很重要。其中实现曲轴角度旋转90°，是非常关键的一步，遇到问题也最多。
[0004]目前解决曲轴角度旋转90°的主要方案有以下三种:
[0005](I)通过人工旋转曲轴90°，将零件姿态调整正确；
[0006](2)通过电机结合其他一些夹持机构实现；
[0007](3)通过旋转摆缸结合其他一些夹持机构实现。
[0008]从以上三种方案中，通过人工的方式存在浪费人力资源，姿态不准确等问题，通过电机及旋转摆缸的方式结构复杂，成本较高，没有市场竞争力。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供曲轴姿态转换准确，提高曲轴生产自动化水平，保证曲轴加工质量，降低员工劳动强度，且成本低的用于汽车曲轴加工的零件姿态转换机构及其转换方法。
[0010]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
[0011]该用于汽车曲轴加工的零件姿态转换机构，包括底座和曲柄，所述底座上设有支撑所述曲轴的支撑块和推动所述曲柄转动的气缸；所述曲柄一端上设有拨杆，所述曲柄另一端和所述气缸的活塞推杆相连接，所述曲柄两端之间设有连接部和所述支撑块或所述底座活动连接。
[0012]所述底座上位于所述支撑块的一侧设有限位块。
[0013]所述支撑块上设有和所述曲轴配合的V型卡槽或U型卡槽。
[0014]所述支撑块和限位块设在所述底座的底板上，所述底板底端设有和所述气缸活塞推杆所在一端连接的气缸连接板。
[0015]所述底座的底板底端设有L型的支撑板，所述支撑板两侧设有三角结构加强板。
[0016]所述底板和所述气缸连接板之间设有固定连接板。
[0017]所述曲柄为两个，两曲柄的一端通过推杆连接，所述推杆中部和所述气缸的活塞推杆相连接。
[0018]所述支撑板一端上设有通孔，所述气缸穿过所述通孔后固定在所述支撑板的另一端上。
[0019]所述曲柄为V型结构，所述曲柄的V型顶点位置为所述连接部，所述支撑块或所述底座上设有和所述连接部连接的转轴。
[0020]该用于汽车曲轴加工的零件姿态转换方法，利用上述用于汽车曲轴加工的零件姿态转换机构来实现，包括以下步骤；
[0021 ] 搬运机器人将曲轴从前一工序搬到支撑块上；
[0022]气缸的活塞推杆伸出带动曲柄旋转，曲柄上的拨杆和曲轴接触后带动曲轴转动，曲轴转动至设定位置；
[0023]气缸的活塞推杆缩回带动曲柄逆向旋转，曲柄返回至原始位置；
[0024]对达到设定位置的曲轴进行相应的加工操作或搬运机器人将曲轴拿走放入下一工序。
[0025]本发明的优点在于:该用于汽车曲轴加工的零件姿态转换机构及其转换方法，气缸的活塞推杆伸出带动曲柄旋转，曲柄上的拨杆和曲轴接触后带动曲轴转动，曲轴转动到达设定位置；气缸的活塞推杆缩回带动曲柄逆向旋转，曲柄返回至原始位置；通过对气缸的控制，气缸带动曲柄运动，该位置转换机构能够使曲轴转到预定位置，曲轴姿态转换准确，能够保证曲轴加工质量。
[0026]本发明采用机械化操作，代替人工操作，在提高曲轴生产自动化水平，提高工作效率的同时，降低了员工劳动强度。
[0027]本发明通过一些简单的机构即实现曲轴的90°旋转，以该机构代替使用电机或旋转摆缸的复杂结构，降低了成本，提高了自动化行业的市场竞争力。
[0028]同时本发明通过不断调整曲柄旋转中心、曲柄结构及气缸的行程与位置，在实现曲轴旋转90°要求的同时，保证机构返回时与零件不发生干涉，该机构运行稳定，使用寿命长。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明:
[0030]图1为本发明用于汽车曲轴加工的位置转换机构的结构示意图。
[0031]图2为图1用于汽车曲轴加工的位置转换机构的侧视图。
[0032]图3为本发明用于汽车曲轴加工的位置转换机构的曲轴初始位置的结构示意图。
[0033]图4为图3用于汽车曲轴加工的位置转换机构的曲轴初始位置的后视图。
[0034]图5为图3用于汽车曲轴加工的曲轴初始位置的位置转换机构的侧视图。
[0035]图6为本发明用于汽车曲轴加工的位置转换机构的曲轴姿态转换后的结构示意图。
[0036]图7为图6用于汽车曲轴加工的位置转换机构的曲轴姿态转换后的侧视图。
[0037]图8为本发明用于汽车曲轴加工的位置转换机构的曲轴姿态转换后曲柄回到初始位置的结构示意图。
[0038]图9为图8用于汽车曲轴加工的位置转换机构的曲轴姿态转换后曲柄回到初始位置的侧视图。
[0039]图10为本发明用于汽车曲轴加工的位置转换机构的曲轴姿态转换方法的流程图。
[0040]上述图中的标记均为:
[0041]1、底座，2、曲柄，3、支撑块，4、气缸，5、拨杆，6、连接部，7、限位块，8、底板，9、气缸连接板，10、支撑板，11、三角结构加强板，12、固定连接板，13、推杆，14、转轴，15、曲轴，16、通孔。
【具体实施方式】
[0042]下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0043]如图1-图9所示,该用于汽车曲轴加工的位置转换机构,包括底座I和曲柄2,底座I上设有支撑曲轴15的支撑块3和推动曲柄2转动的气缸4 ;曲柄2 —端上设有拨杆5，曲柄2另一端和气缸4的活塞推杆相连接，曲柄2两端之间设有连接部6和支撑块3或底座I活动连接。该用于汽车曲轴加工的位置转换机构，利用曲轴15自身结构特点，气缸4的活塞推杆伸出带动曲柄2旋转，曲柄2上的拨杆5和曲轴15接触后带动曲轴15转动，曲轴15转动到达设定位置；气缸4的活塞推杆缩回带动曲柄2逆向旋转，曲柄2返回至原始位置；通过对气缸4的控制，气缸4带动曲柄2运动，该位置转换机构能够使曲轴15转到预定位置，曲轴15姿态转换准确，能够保证曲轴15加工质量。
[0044]底座I上位于支撑块3的一侧设有限位块7。限位块7设在底座I上，且设于限位块7的一侧上，限位块7在曲轴15转动至设定位置时刚好挡住曲轴15，限位曲轴15的转动角度；曲柄2上的拨杆5和曲轴15接触后带动曲轴15转动，曲轴15转动到达设定位置时，限位块7和曲轴15相接触，限位块7挡住曲轴15，防止曲轴15进一步转动，以防止曲柄2转动角度过大，进而进一步的保证曲轴15的姿态转换的准确性。
[0045]支撑块3上设有和曲轴15配合的V型卡槽或U型卡槽。V型卡槽或U型卡槽作用下，曲轴15在转动时不偏离中心位置，进一步保证曲轴15姿态转换的准确性。
[0046]支撑块3和限位块7设在底座I的底板8上，底板8底端设有和气缸4活塞推杆所在一端连接的气缸连接板9。
[0047]底座I的底板8底端设有L型的支撑板10，支撑板10两侧设有三角结构加强板
11。底座I的结构稳定性好。
[0048]底板8和气缸连接板9之间设有固定连接板12。固定连接板12在连接气缸连接板9同时，具有加强底板8结构强度的作用。
[0049]曲柄2为两个，两曲柄2的一端通过推杆13连接，推杆13中部和气缸4的活塞推杆相连接。推杆13连接两曲轴15，保证两曲柄2的工作同步性。
[0050]支撑板10 —端上设有通孔16，气缸4穿过通孔16后固定在支撑板10的另一端上。气缸4的这种安装方式结构合理。
[0051]曲柄2为V型结构，曲柄2的V型顶点位置为连接部6，支撑块3或底座I上设有和连接部6连接的转轴14。V型结构是利用曲轴15自身的外形特点，调整曲柄2的旋转位置，利用2维平面图与3D仿真软件相结合的方式，进而确定出的曲柄2的最优化结构，保证曲柄2带动曲轴15转动到设定位置的同时，曲柄2退回和其他零部件不发生干涉。
[0052]如图10所示，该用于汽车曲轴加工的零件姿态转换方法，利用上述用于汽车曲轴加工的零件姿态转换机构来实现，包括以下步骤；
[0053](I)搬运机器人将曲轴15从前一工序搬到支撑块3上；
[0054](2)气缸4的活塞推杆伸出带动曲柄2旋转，曲柄2上的拨杆5和曲轴15接触后带动曲轴15转动，曲柄2拨动曲轴15旋转90° ；曲轴15转动至设定位置；
[0055](3)气缸4的活塞推杆缩回带动曲柄2逆向旋转，曲柄2返回至原始位置；
[0056](4)对达到设定位置的曲轴15进行相应的加工操作或搬运机器人将曲轴15拿走放入下一工序
[0057]重复上述步骤(I)-⑷。
[0058]进一步优选的方案，为确保曲轴15能够准确旋转90°，进一步保证旋转角度既不会小于90°也不会超过90°的方法是，调整曲柄2与气缸4的行程，使得曲轴15转动的理论角度大于90°，在曲轴15转到90°的设定位置处设置限位块7，限位块7使零件转到90°后不再往过转；即在步骤(2)中，曲柄2旋转角度大于90°，曲柄2拨动曲轴15旋转至曲轴15和限位块7压紧接触，限位块7限制曲轴15的进一步旋转，进而保证曲轴15刚好旋转至90°，保证曲轴15旋转的准确性。
[0059]进一步的，本设计解决零件转到位后，机构返回过程中与零件干涉的问题的方法是，利用曲轴15自身的外形特点，调整曲柄2的旋转位置利用2维平面图与3D仿真软件相结合的方式，找到曲柄2的结构和曲柄2合适的旋转位置。
[0060]显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.用于汽车曲轴加工的零件姿态转换机构，其特征在于:包括底座和曲柄，所述底座上设有支撑所述曲轴的支撑块和推动所述曲柄转动的气缸；所述曲柄一端上设有拨杆，所述曲柄另一端和所述气缸的活塞推杆相连接，所述曲柄两端之间设有连接部和所述支撑块或所述底座活动连接。
2.如权利要求1所述的用于汽车曲轴加工的零件姿态转换机构，其特征在于:所述底座上位于所述支撑块的一侧设有限位块。
3.如权利要求1或2所述的用于汽车曲轴加工的零件姿态转换机构，其特征在于:所述支撑块上设有和所述曲轴配合的V型卡槽或U型卡槽。
4.如权利要求3所述的用于汽车曲轴加工的零件姿态转换机构，其特征在于:所述支撑块和限位块设在所述底座的底板上，所述底板底端设有和所述气缸活塞推杆所在一端连接的气缸连接板。
5.如权利要求4所述的用于汽车曲轴加工的零件姿态转换机构，其特征在于:所述底座的底板底端设有L型的支撑板，所述支撑板两侧设有三角结构加强板。
6.如权利要求4所述的用于汽车曲轴加工的零件姿态转换机构，其特征在于:所述底板和所述气缸连接板之间设有固定连接板。
7.如权利要求1所述的用于汽车曲轴加工的零件姿态转换机构，其特征在于:所述曲柄为两个，两曲柄的一端通过推杆连接，所述推杆中部和所述气缸的活塞推杆相连接。
8.如权利要求5所述的用于汽车曲轴加工的零件姿态转换机构，其特征在于:所述支撑板一端上设有通孔，所述气缸穿过所述通孔后固定在所述支撑板的另一端上。
9.如权利要求7所述的用于汽车曲轴加工的零件姿态转换机构，其特征在于:所述曲柄为V型结构，所述曲柄的V型顶点位置为所述连接部，所述支撑块或所述底座上设有和所述连接部连接的转轴。
10.用于汽车曲轴加工的零件姿态转换方法，利用权利要求1-9任一项所述的用于汽车曲轴加工的零件姿态转换机构来实现，其特征在于:包括以下步骤； 搬运机器人将曲轴从前一工序搬到支撑块上； 气缸的活塞推杆伸出带动曲柄旋转，曲柄上的拨杆和曲轴接触后带动曲轴转动，曲轴转动至设定位置； 气缸的活塞推杆缩回带动曲柄逆向旋转，曲柄返回至原始位置； 对达到设定位置的曲轴进行相应的加工操作或搬运机器人将曲轴拿走放入下一工序。
【文档编号】B25H1/10GK104070381SQ201410277013
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】闫克英, 董茂年, 谢春林, 李启余, 秦基伟 申请人:安徽埃夫特智能装备有限公司