一种轮子加工装置的制作方法

本发明涉及一种轮子加工装置，属于零部件加工技术领域。

背景技术：

轮子通常安装在物件的底部，拉动时有利于减少与接触面的磨擦系数。随着轮子结构的研究和发展，现多数使用的轮子为在轮芯的基础上以注塑工艺包覆一层胶面，提高其耐用性和耐摩擦性。而在制备的过程中，由于注塑工艺会在轮芯轴孔四周形成多余的胶边，需要被切割掉。除此以外，对脚轮的加工，通常还包括经常需对脚轮进行喷漆，喷漆加工分为对工件整体进行喷漆，或者对工件局部进行喷漆，当需要对工件正反面分别进行喷漆，或者需要局部喷漆时，要调整喷枪的方向或者工件的位置。然而现有技术中的切割以及喷漆都需要通过人工来进行，人工将脚轮放置于切割工位，使用机器进行切割，或者直接手动进行切割；喷漆将以手持喷枪的形式完成，该方式只适用于劳动力资源密集型地区，但其劳动力成本较高，喷漆质量参差不齐，影响使用。生产线加工线均无法完全脱离人工的监控，需及时查看加工线的情况，针对人工作业方式，效率低、工作环境差、劳动强度高，因此有必要针对脚轮或类似的圆形工件加工的进行全自动化的改进。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的第一个目的在于提供一种轮子加工装置，该轮子加工装置适用于脚轮等空心轮体形状的工件进行加工，全自动化实现切割注塑边沿、转移、喷漆等加工过程。

实现本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：一种轮子加工装置，包括按加工顺序依次排列的切割组件和喷漆组件；切割组件和喷漆组件之间设有运送机；

切割组件包括切割器、第一水平气缸、转动轴和第一工作台；第一水平气缸的输出轴与切割器固定连接；转动轴包括主动转动轴、从动转动轴、第一竖直气缸和第二竖直气缸；第一工作台上设有通孔；主动转动轴和从动转动轴分别设置在第一工作台的上下两侧；主动转动轴端部和从动转动轴端部相对设置；第一竖直气缸的输出轴与主动转动轴连接；第二竖直气缸的输出轴与从动转动轴连接；主动转动轴和从动转动轴相互靠近时，从动转动轴自下而上穿设工作台的通孔，主动转动轴和从动转动轴匹配卡入与工作台的通孔同心的轮子轴孔中；

喷漆组件包括第一隔板、第一喷射器、第三竖直气缸和第二工作台；第一隔板设置在第二工作台的上方；第一喷射器与第一隔板固定连接；第三竖直气缸的输出轴与第一隔板固定连接；第一隔板上设有第一开孔；第一喷射器的喷射口与第一开孔相对；

运送机在第一工作台的上方和第二工作台的上方往复移动，并将第一工作台上完成切割的轮子运送至第二工作台上。

进一步地，主动转动轴和从动转动轴的端部均为锥形端部。

进一步地，第一工作台包括至少两个通孔；至少两个通孔围绕第一工作台的中心分布；第一工作台以第一伺服电机驱动，在水平面上转动。

进一步地，切割组件还包括气管；气管的吹气端设置在主动转动轴和第一工作台之间；气管的吹气方向从第一工作台吹向第一工作台的外侧。

进一步地，喷漆组件还包括水帘；水帘包括至少三个水流平面，三个水流平面依次相接，并围绕第二工作台设置；至少一个水流平面与第一喷射器的喷射方向相对。

进一步地，喷漆组件还包括第二隔板、第二喷射器和第四竖直气缸；第二隔板设置在第二工作台的上方；第二喷射器与第二隔板固定连接；第四竖直气缸的输出轴与第二隔板固定连接；第二隔板上设有第二开孔；第二喷射器的喷射口与第二开孔相对；第二工作台以第二伺服电机驱动，在水平面上转动。

进一步地，第一隔板和第二隔板之间还设有翻转组件；

翻转组件包括第一夹持件、第二夹持件、转动驱动机构、第一滑轨、第一齿轮、第二水平气缸和第五竖直气缸；第一夹持件和第二夹持件相对设置；第一夹持件包括第一滑动件和第一夹块；第一夹块活动连接在第一滑动件上；第一滑动件上设有第一滑槽和第一齿条；转动驱动机构的输出轴与第一夹块固定连接；第二夹持件包括第二滑动件和第二夹块；第二夹块活动连接在第二滑动件上；第二滑动件上设有第二滑槽和第二齿条；第一齿条和第二齿条相平行；

第一滑槽和第二滑槽分别与第一滑轨活动连接；第一齿轮设置于第一齿条和第二齿条之间，并与第一齿条和第二齿条分别啮合；第二水平气缸的输出轴与第二滑动件固定连接；第五竖直气缸的输出轴与第一滑轨固定连接。

进一步地，转动驱动机构包括第三水平气缸、传动件和第二齿轮；第三水平气缸的输出轴与传动件固定连接；传动件上设有第三齿条；第三齿条与第二齿轮相啮合；第二齿轮上设有传动轴；传动轴与第一夹块固定连接。

进一步地，翻转组件还包括第四水平气缸；第二夹块上设有定位槽；第四水平气缸的输出轴与定位槽相对。

进一步地，运送机包括第六竖直气缸、第七竖直气缸、第二滑轨、第五水平气缸、第六水平气缸和第七水平气缸；第六竖直气缸上设有第三滑槽；第七竖直气缸上设有第四滑槽；第六竖直气缸和第七竖直气缸分别通过第三滑槽与第四滑槽与第二滑轨活动连接；第六竖直气缸和第七竖直气缸的输出轴均为半圆形；第六竖直气缸输出轴与第七竖直气缸输出轴的直径边相对；第六竖直气缸的输出轴直径和第七竖直气缸的输出轴直径均小于轮子轴孔的直径；第五水平气缸的输出轴与第六竖直气缸固定连接；第六水平气缸的输出轴与第七竖直气缸固定连接；第七水平气缸的输出轴与第二滑轨固定连接。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

1、本发明设置切割组件和喷漆组件，自动化对轮子进行注塑胶边的切割后，通过运送机将轮子送至喷漆组件进行喷漆，实现加工的全自动化，加工过程不需人工干预；

2、本发明的切割组件通过从动转动轴从通孔的下方向上延伸并顶起轮子，主动转动轴向下延伸与从动转动轴一同卡进轮子的轴孔中，主动转动轴带动轮子高速转动，则切割器靠近轮子的待切割位置，即可完成切割，工作稳定，切割效率高，机械控制定位准确；

3、本发明的喷漆组件进行工作时，轮子放置于第二工作台上，第一隔板可遮挡轮子，轮子通过第一开孔露出的部分为需要喷漆的部分，则第一喷射器朝向第一开孔，对轮子进行喷漆，该步骤从人工转变为机械化，喷漆效率高；喷漆位置准确；

4、本发明切割组件和喷漆组件的部件通过气缸驱动，其运动距离精准，加工精度高，质量好，效率高。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图；

图2为实施例1切割组件的结构示意图；

图3为实施例1喷漆组件的结构示意图；

图4为实施例2喷漆组件的结构示意图；

图5为实施例2翻转组件的结构示意图；

图6为实施例2翻转组件的仰视图；

图7为实施例3运送机的结构示意图

图中，100、切割组件；110、切割器；120、第一水平气缸；130、转动轴；131、主动转动轴；132、从动转动轴；133、第一竖直气缸；134、第二竖直气缸；140、第一工作台；141、通孔；142、第一伺服电机；150、气管；200、喷漆组件；210、第一隔板；211、第一开孔；220、第一喷射器；230、第三竖直气缸；240、第二工作台；241、第二伺服电机；250、水帘；251、水流平面；260、第二隔板；261、第二开孔；270、第二喷射器；280、第四竖直气缸；300、运送机；310、第六竖直气缸；311、第三滑槽；320、第七竖直气缸；330、第二滑轨；340、第五水平气缸；350、第六水平气缸；360、第七水平气缸；361、第四滑槽；400、翻转组件；410、第一夹持件；411、第一滑动件；412、第一夹块；413、第一滑槽；414、第一齿条；420、第二夹持件；421、第二滑动件；422、第二夹块；423、第二滑槽；424、第二齿条；425、定位槽；430、转动驱动机构；431、第三水平气缸；432、传动件；433、第二齿轮；434、第三齿条；435、传动轴；440、第一滑轨；450、第一齿轮；460、第二水平气缸；470、第五竖直气缸；480、第四水平气缸。

具体实施方式

本发明的描述中，需要说明的是，术语“水平”、“垂直”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不理解为对本发明的限制。

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

实施例1：

参照图1，一种轮子加工装置，包括按加工顺序依次排列的切割组件100和喷漆组件200；切割组件100和喷漆组件200之间设有运送机300；

参照图2，切割组件100包括切割器110、第一水平气缸120、转动轴130、第一工作台140和气管150；

第一水平气缸120的输出轴与切割器110固定连接，第一水平气缸120驱动切割器110在水平方向上往复移动，方向为朝向转动轴130；

转动轴130包括主动转动轴131、从动转动轴132、第一竖直气缸133和第二竖直气缸134；第一工作台140上设有四个通孔141；四个通孔141围绕第一工作台140的中心分布；第一工作台140以第一伺服电机142驱动，在水平面上转动；主动转动轴131和从动转动轴132分别设置在第一工作台140的上下两侧；主动转动轴131端部和从动转动轴132端部相对设置；主动转动轴131和从动转动轴132的端部均为锥形端部；第一竖直气缸133的输出轴与主动转动轴131连接，第一竖直气缸133驱动主动转动轴131在竖直方向上往复移动；第二竖直气缸134的输出轴与从动转动轴132连接，第二竖直气缸134驱动从动转动轴132在竖直方向上往复移动；主动转动轴131和从动转动轴132相互靠近时，从动转动轴132自下而上穿设第一工作台140的通孔141，主动转动轴131和从动转动轴132匹配卡入与通孔141同心的轮子轴孔中；

气管150的吹气端设置在主动转动轴131和第一工作台140之间；气管150的吹气方向从第一工作台140吹向第一工作台140的外侧；

更具体地，切割器110包括但不限于切割刀。

参照图1并结合图3，喷漆组件200包括第一隔板210、第一喷射器220、第三竖直气缸230、第二工作台240和水帘250；

第一隔板210设置在第二工作台240的上方；

第一喷射器220与第一隔板210固定连接；

第三竖直气缸230的输出轴与第一隔板210固定连接，第三竖直气缸230驱动第一隔板210在竖直方向上往复移动；

第一隔板210上设有第一开孔211；第一喷射器220的喷射口与第一开孔211相对；

水帘250包括至少三个水流平面251，三个水流平面251依次相接，并围绕第二工作台240设置；至少一个水流平面251与第一喷射器220的喷射方向相对。

运送机300在第一工作台140的上方和第二工作台240的上方往复移动，并将第一工作台140上完成切割的轮子运送至第二工作台240上。

本实施例的使用方式为：待切割的轮子以机械(传送带输送后，通过机械臂或机械爪)或人工的方式放置于第一工作台140上(第一工作台140上放置轮子的位置称第一放置工位)，轴孔与通孔141同心，然后第一工作台140转动一定角度，使得轮子处于主动转动轴131的下方(进行切割加工的位置称切割工位)，同时，另一个通孔141恰好位于第一放置工位，在第一放置工位以相同的方式放入另一个待切割的轮子；

主动转动轴131以第一竖直气缸133驱动向下移动固定距离，从动转动轴132以第二竖直气缸134驱动向上移动固定距离，从动转动轴132端部从通孔141的下方延伸并穿设通孔141，主动转动轴131和从动转动轴132均伸入轮子的轴孔，锥形端部更容易对准轴孔和进入轴孔，将轮子定位，从动转动轴132将轮子托起离开第一工作台140；然后主动转动轴131以电机驱动转动，转动时带动轮子高速转动，从动转动轴132由轮子带动转动；第一水平气缸120驱动切割器110水平移动靠近至与待切割部位相抵，轮子转动完成切割后，第一水平气缸120输出轴收缩复位，主动转动轴131停止转动；主动转动轴131和从动转动轴132收缩复位，轮子落回第一工作台140上，切出的胶带环被气管150吹开至第一工作台140外，第一工作台140重新转动一定角度，完成切割加工的轮子位于运送机300下方(运送工位)，使得下一个待切割的轮子位于切割工位，而另一个通孔141位于第一放置工位，重复以上加工步骤。通孔141需围绕第一工作台140的中心分布，则第一工作台140在转动时，才能产生位移。

运送机300以夹持、抓取、平移等通过机械实现的方式，将位于运送工位的轮子移动至第二工作台240上；第二工作台240可以为固定，或者可转动，如果第二工作台240为固定，则运送机300需将轮子放置于第二工作台240与第一隔板210之间，如果第二工作台240可以转动，则通过运送机300将轮子放置于围绕第二工作台240中心的位置上(第二放置工位)，第二工作台240转动一定角度，使得轮子位于第一隔板210的下方(第一喷漆工位)，需要喷漆的部分与第一开孔211对应；第三竖直气缸230驱动第一隔板210向下移动固定距离，靠近轮子并使得喷漆的部分从第一开孔211露出；启动第一喷射器220往第一开孔211喷射油漆，完成后，第三竖直气缸230驱动第一隔板210向上复位，完成喷漆步骤，以机械(机械臂或机械爪)或人工的方式取出轮子，放于下一加工步骤的工位上，或者收集。

水帘250的作用是冲洗空气中的油漆颗粒，水帘250设置为与第一喷射器220的喷射方向相对，能够更快冲洗喷出的油漆，净化空气。

轮子加工装置整机的工作过程例如各驱动机构的先后启动顺序，暂停时间等可通过控制器或人工操作完成，该部分为现有技术。

实施例2：

参照图4，喷漆组件200还包括第二隔板260、第二喷射器270和第四竖直气缸280；

第二隔板260设置在第二工作台240的上方；

第二喷射器270与第二隔板260固定连接；

第四竖直气缸280的输出轴与第二隔板260固定连接，第四竖直气缸280驱动第二隔板260在竖直方向上往复移动；第二隔板260上设有第二开孔261；第二喷射器270的喷射口与第二开孔261相对；第二工作台240以第二伺服电机241驱动，在水平面上转动。

第一隔板210和第二隔板260之间还设有翻转组件400；

参照图5结合图6，翻转组件400包括第一夹持件410、第二夹持件420、转动驱动机构430、第一滑轨440、第一齿轮450、第二水平气缸460、第五竖直气缸470和第四水平气缸480；

第一夹持件410和第二夹持件420相对设置；第一夹持件410包括第一滑动件411和第一夹块412；第一夹块412活动连接在第一滑动件411上；第一滑动件411上设有第一滑槽413和第一齿条414；

第二夹持件420包括第二滑动件421和第二夹块422；第二夹块422活动连接在第二滑动件421上；第二滑动件421上设有第二滑槽423和第二齿条424；第一齿条414和第二齿条424相平行；

第一滑槽413和第二滑槽423分别与第一滑轨440活动连接；第一齿轮450设置于第一齿条414和第二齿条424之间，并与第一齿条414和第二齿条424分别啮合；第二水平气缸460的输出轴与第二滑动件421固定连接，第二水平气缸460驱动第二滑动件421沿第一滑轨440往复移动；第五竖直气缸470的输出轴与第一滑轨440固定连接，第五竖直气缸470驱动第一滑轨440在竖直方向上往复移动；

转动驱动机构430包括第三水平气缸431、传动件432和第二齿轮433；第三水平气缸431的输出轴与传动件432固定连接，第三水平气缸431驱动传动件432在水平方向上往复移动；传动件432上设有第三齿条434；第三齿条434与第二齿轮433相啮合；第二齿轮433上设有传动轴435；传动轴435与第一夹块412固定连接，传动轴435带动第一夹块412在竖直平面上转动；

第二夹块422上设有定位槽425；第四水平气缸480的输出轴与定位槽425相对，第四水平气缸480的输出轴在水平方向上伸缩运动。其余结构和特征与实施例1相同。

本实施例的使用方式为：第二喷射器270用于对轮子的反面进行喷漆，在第二次喷漆前，需通过翻转组件400将轮子进行翻转：

第二工作台240在第二伺服电机241的驱动下转动一定角度，将在第一喷漆工位完成喷漆的轮子运送至翻转组件400的下方(翻转工位)，同时第二工作台240将第二放置工位上的轮子运送至第一喷漆工位进行第一次喷漆加工；

翻转工位下的轮子翻转过程如下：第五竖直气缸470驱动第一滑轨440向下移动固定距离，使得第一滑轨440带动第一夹持件410和第二夹持件420向下运动，至第一夹块412和第二夹块422分别位于轮子的两侧，第二水平气缸460驱动第二滑动件421沿第一滑轨440向靠近轮子的方向移动，第二滑动件421移动时，第二齿条424带动第一齿轮450转动，则第一齿轮450带动第一齿条414移动，第一齿条414和第二齿条424互为反向运动，使得第一滑动件411也往靠近轮子的方向移动，第一滑动件411和第二滑动件421分别带动第一夹块412和第二夹块422相对靠近，直到将轮子夹紧；

夹紧轮子后，第五竖直气缸470驱动第一滑轨440复位向上，第三水平气缸431带动传动件432在水平方向上移动固定距离，第三齿条434带动第二齿轮433转动，第二齿轮433带动第一夹块412在竖直方向上转动；第一夹块412带动轮子以及第二夹块422同步转动至反面(180°)后，第五竖直气缸470再次驱动第一滑轨440向下移动固定距离，第二水平气缸460带动第二滑动件421复位往反方向运动，则第一夹块412和第二夹块422均往远离轮子的方向运动，松开轮子至第二工作台240上；第五竖直气缸470驱动第一滑轨440复位向上，第三水平气缸431复位使得第一夹块412回转180°；

第二工作台240再次转动一定角度，经翻转的轮子被运送至第二隔板260和第二工作台240之间(第二喷漆工位)，同时第一喷漆工位上的另一个轮子被运送至翻转工位上重复进行翻转过程。

第二喷漆工位上，轮子背面需要喷漆的部分与第二开孔261对应；第四竖直气缸280驱动第二隔板260向下移动固定距离，靠近轮子并使得喷漆的部分从第二开孔261露出；启动第二喷射器270往第二开孔261喷射油漆，完成后，第四竖直气缸280驱动第二隔板260复位向上，完成喷漆步骤。

实施例3：

实施例1中的运送机300其中一种实现方式为：

参照图7，运送机300包括第六竖直气缸310、第七竖直气缸320、第二滑轨330、第五水平气缸340、第六水平气缸350和第七水平气缸360；第六竖直气缸310上设有第三滑槽311；第七竖直气缸320上设有第四滑槽361；第六竖直气缸310和第七竖直气缸320分别通过第三滑槽311与第四滑槽361与第二滑轨330活动连接；第六竖直气缸310和第七竖直气缸320的输出轴均为半圆形，输出轴在竖直方向上伸缩；第六竖直气缸310输出轴与第七竖直气缸320输出轴的直径边相对；第六竖直气缸310的输出轴直径和第七竖直气缸320的输出轴直径均小于轮子轴孔的直径；第五水平气缸340的输出轴与第六竖直气缸310固定连接，第五水平气缸340驱动第六竖直气缸310沿第二滑轨330往复移动；第六水平气缸350的输出轴与第七竖直气缸320固定连接，第六水平气缸350驱动第七竖直气缸320沿第二滑轨330往复移动；第七水平气缸360的输出轴与第二滑轨330固定连接，第七水平气缸360驱动第二滑轨330带动第六竖直气缸310和第七竖直气缸320在第一工作台140的上方和第二工作台240的上方往复移动。

当轮子位于运送工位时，第五水平气缸340和第六水平气缸350驱动第六竖直气缸310和第七竖直气缸320沿第二滑轨330滑动，相互靠近至第六竖直气缸310的输出轴和第七竖直气缸320输出轴的直径边沿相抵，二者组合形成圆柱以和轮子轴孔的形状相匹配，第六竖直气缸310的输出轴和第七竖直气缸320的输出轴向下伸出固定距离，使得两个输出轴一同伸入轮子的轴孔中，第五水平气缸340和第六水平气缸350复位缩回，使得第六竖直气缸310的输出轴和第七竖直气缸320的输出轴分开至分别和轮子轴孔的内壁相抵压；第六竖直气缸310的输出轴和第七竖直气缸320的输出轴向上复位，提起轮子；第七水平气缸360驱动第二滑轨330水平移动，使得轮子从运送工位的上方移动至第二放置工位的上方，第六竖直气缸310的输出轴和第七竖直气缸320的输出轴再次向下伸出固定距离，第五水平气缸340和第六水平气缸350再次驱动第六竖直气缸310和第七竖直气缸320相互靠近，松开轮子，轮子得以落至第二工作台240上。

本发明轮子加工装置中，对于轮子的移动，例如将轮子从传送带或其他地方运送至第一放置工位，或将第二工作台240上完成二次喷漆的轮子运送至下一加工工位或放置于传送带上均可以通过实施例3的运送机300结构完成。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。