薄壁缸套翻边装置
技术领域
本发明属于发动机缸套加工技术领域，具体涉及一种薄壁缸套翻边装置。
背景技术
薄壁缸套筒坯加工成型后需要对一端进行翻边以形成套肩，传统翻边设备一般采用刚性夹具从缸套内部张紧缸套然后旋转缸套进行加工，然而缸套内表面的光洁度要求较高，采用传统夹具易导致缸套内壁磨损变形。另外，缸套翻边之前为了对材料表面进行防护，一般需要在翻边区域涂抹油液，传统加工方式一般采用人工涂油，费时费力，影响加工效率。最后，传统缸套加工时需要人工放料和取料，自动化程度较低，无法实现规模化、智能化生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种薄壁缸套翻边装置，能够实现薄壁缸套的自动化上料、翻边和取料操作，提高生产效率。
本发明采取的技术方案具体如下：
一种薄壁缸套翻边装置，包括机械手、转动夹具和翻边滚轮，机械手用于夹持缸套并将缸套送入转动夹具以及将缸套从转动夹具内取出，所述转动夹具转动设置在机架上用于夹紧缸套并带动缸套转动，所述翻边滚轮转动设置在进给支架上，进给支架沿转动夹具的径向活动设置；所述机械手与转动夹具之间设有联动机构，联动机构被装配为当机械手将缸套送入转动夹具内的指定位置时联动机构驱动转动夹具将缸套夹紧。
所述转动夹具包括环形回转底座，环形回转底座与机架转动连接，机架上设有用于驱动环形回转底座转动的回转驱动单元，环形回转底座上沿周向均匀间隔设有多个夹块，所述夹块沿环形回转底座的径向活动设置；联动机构包括沿环形回转底座轴向活动设置的驱动环，驱动环与环形回转底座同轴设置且两者同步转动连接，所述驱动环上设有与夹块一一对应设置的驱动块，各驱动块与各夹块构成滑动配合且滑动方向与环形回转底座的轴线方向成夹角设置，所述驱动环与滑动环同轴转动连接，且滑动环与驱动环沿轴向相互挡接，所述滑动环沿环形回转底座的轴向与机架滑动连接，所述转动夹具的轴线方向上设有一挡架，所述挡架与滑动环相对固接；所述机械手上设有与挡架配合的推块，当机械手沿转动夹具的轴线方向将缸套送入转动夹具内时，推块与挡架抵接，此时机械手带动滑动环和驱动环沿环形回转底座轴向运动，驱动块挤压所述夹块使各夹块相互合拢以夹紧缸套外壁；所述滑动环与机架之间设有第五压簧，当机械手从转动夹具内抽出时，滑动环和驱动环在第五压簧的作用下复位，此时各驱动块驱动各夹块沿环形回转底座的径向向外滑动从而松开缸套。
所述机械手被装配为从缸套内部夹紧或松开缸套内壁。
所述机械手包括夹持单元，所述夹持单元包括相互平行设置的第一圆盘和第二圆盘，第一圆盘和第二圆盘之间设有鼓状气囊，所述第一圆盘和第二圆盘沿两者盘面的垂向相互开合设置，当第一圆盘和第二圆盘相互合拢时鼓状气囊沿第一圆盘和第二圆盘的径向向外膨胀以抵紧缸套内壁，当第一圆盘与第二圆盘相互远离时鼓状气囊沿第一圆盘和第二圆盘的径向向内收缩以脱离缸套内壁；所述夹持单元沿转动夹具的轴线方向活动设置。
所述夹持单元还包括芯筒和滑套，所述滑套滑动设置在芯筒外环面上，所述第一圆盘与芯筒固接，第二圆盘与滑套固接，鼓状气囊包括一环形囊壁，环形囊壁的一端与第一圆盘密封连接，环形囊壁的另一端与第二圆盘密封连接，滑套内环面与芯筒外环面之间为密封滑动配合，所述环形囊壁、第一圆盘、第二圆盘以及芯筒的桶壁共同围合成所述鼓状气囊。
所述芯筒沿轴线方向与安装板活动连接，芯筒与安装板之间设有第一压簧，第一压簧被装配为其弹力能够驱使芯筒向远离安装板的方向运动，芯筒与安装板之间还设有用于限制芯筒活动行程的第一限位块，所述滑套沿轴线方向与安装板活动连接，滑套与安装板之间设有第二压簧，第二压簧被装配为其弹力能够驱使滑套向远离安装板的方向运动，滑套与安装板之间设有用于限制滑套活动行程的第二限位块；所述推块固定在芯筒上远离安装板的一端，当芯筒和滑套分别在第一压簧和第二压簧的弹力做用下处于远离安装板的极限工位时第一圆盘和第二圆盘相互靠近，此时环形囊壁处于膨胀状态；所述芯筒与滑套之间设有锁止机构，所述锁止机构被装配为当环形囊壁处于膨胀状态时能够将芯筒与滑套之间的相对位置锁紧，且当芯筒受到挡架轴向作用力而压缩第一压簧并达到预设压缩量时，锁止机构能够将滑套释放，滑套在第二压簧的作用下与芯筒相对滑动使第二圆盘远离第一圆盘，此时环形囊壁沿径向收缩。
所述锁止机构包括与滑套相对固接的导柱，以及芯筒上沿导柱径向滑动设置的第一卡板，所述导柱上设有第一卡槽，当环形囊壁处于膨胀状态时，第一卡板与第一卡槽平齐，所述第一卡板与芯筒之间设有第三压簧，第一卡板上设有第一楔形块，所述安装板上设有第一楔形驱动块，当第一压簧未达到预设压缩量时第一楔形驱动块与第一楔形块相互分离，此时第一卡板在第三压簧的作用下卡入第一卡槽内，当第一压簧达到预设压缩量时第一楔形驱动块挤压第一楔形块进而驱动第一卡板滑动并使第一卡板脱离第一卡槽。
所述滑套通过径向销与芯筒内部设置的滑座固接，所述芯筒的筒壁上设有供径向销沿芯筒轴向滑动的条形孔，所述导柱与滑座固接；所述导柱和导杆与安装板滑动连接，第一压簧套装在导杆上，第二压簧套装在导柱上；
所述安装板为圆盘状，夹持单元安装在安装板的边缘，安装板的中心设有转轴，转轴转动设置在机架上且转轴沿轴线方向与机架滑动连接，机架上设有用于驱动转手转动和滑动的驱动元件。
一种缸套加工系统，包括所述的薄壁缸套翻边装置。
本发明取得的技术效果为：本发明利用机械手实现缸套的自动上料和取料，且机械手与翻边装置之间设有联动装置，利用机械手的伸缩动作实现物料在机械手与翻边装置之间的转移，实现了缸套的自动化加工，提高了生产效率。
附图说明
图1是本发明的实施例所提供的缸套加工系统的立体图；
图2是本发明的实施例所提供的机械手的立体图；
图3是本发明的实施例所提供的缸套加工系统的俯视图；
图4是图3的A-A剖视图；
图5是图3的B-B剖视图；
图6是图3的C-C剖视图；
图7是图3的D-D剖视图；
图8是本发明的实施例所提供的涂油装置的立体图；
图9是本发明的实施例所提供的涂油装置的爆炸图；
图10是本发明的实施例所提供的涂油装置的俯视图；
图11是本发明的实施例所提供的翻边装置的立体图；
图12是本发明的实施例所提供的翻边装置另一视角的立体图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。
实施例1
如图1、3所示，一种缸套加工系统，包括转运机械手，所述转运机械手包括圆形的安装板50，安装板50的中心设有转轴，转轴转动设置在机架上且转轴沿轴线方向与机架滑动连接，机架上设有用于驱动转手转动和滑动的驱动元件，安装板50的边缘设有夹持单元60，夹持单元60的回转路径上依次设有取料工位、涂油工位、翻边工位和卸料工位，取料工位设有缸套筒坯输送槽10，涂油工位设有涂油装置20，翻边工位设有翻边装置30，卸料工位设有卸料输送带40，夹持单元60从取料工位夹取缸套70筒坯，依次将缸套70转移至涂油工位、翻边工位和卸料工位，并在卸料工位将缸套70释放到卸料输送带40上。本发明采用机械手对物料进行转移，机械手依次经过上料工位、涂油工位、翻边工位和卸料工位，机械手对缸套70自动抓取、转移和释放，实现了缸套70在各工位之间的自动流转，实现了薄壁缸套70的自动化翻边加工，提高了生产效率，降低了产品成本。
如图2所示，所述夹持单元60包括相互平行设置的第一圆盘61和第二圆盘62，第一圆盘61和第二圆盘62之间设有鼓状气囊，所述第一圆盘61和第二圆盘62沿两者盘面的垂向相互开合设置，当第一圆盘61和第二圆盘62相互合拢时鼓状气囊沿第一圆盘61和第二圆盘62的径向向外膨胀以抵紧缸套70内壁，当第一圆盘61与第二圆盘62相互远离时鼓状气囊沿第一圆盘61和第二圆盘62的径向向内收缩以脱离缸套70内壁；优选的，如图4-7所示，所述夹持单元60还包括芯筒64和滑套65，所述滑套65滑动设置在芯筒64外环面上，所述第一圆盘61与芯筒64固接，第二圆盘62与滑套65固接，鼓状气囊包括一环形囊壁63，环形囊壁63的一端与第一圆盘61密封连接，环形囊壁63的另一端与第二圆盘62密封连接，滑套65内环面与芯筒64外环面之间为密封滑动配合，所述环形囊壁63、第一圆盘61、第二圆盘62以及芯筒64的桶壁共同围合成所述鼓状气囊。本发明采用膨胀气囊从缸套70内部进行夹紧，实现了缸套70的柔性夹持和转移，最大限度降低了机械手对缸套70内壁的损害。
优选的，如图4、7所示，所述芯筒64沿轴线方向与安装板50活动连接，芯筒64与安装板50之间设有第一压簧644，第一压簧644被装配为其弹力能够驱使芯筒64向远离安装板50的方向运动，芯筒64与安装板50之间还设有用于限制芯筒64活动行程的第一限位块643，所述滑套65沿轴线方向与安装板50活动连接，滑套65与安装板50之间设有第二压簧674，第二压簧674被装配为其弹力能够驱使滑套65向远离安装板50的方向运动，滑套65与安装板50之间设有用于限制滑套65活动行程的第二限位块673，当芯筒64和滑套65分别在第一压簧644和第二压簧674的弹力做用下处于远离安装板50的极限工位时第一圆盘61和第二圆盘62相互靠近，此时环形囊壁63处于膨胀状态；所述芯筒64与滑套65之间设有锁止机构，所述锁止机构被装配为当环形囊壁63处于膨胀状态时能够将芯筒64与滑套65之间的相对位置锁紧，且当芯筒64受到外部轴向作用力而压缩第一压簧644并达到预设压缩量时，锁止机构能够将滑套65释放，滑套65在第二压簧674的作用下与芯筒64相对滑动使第二圆盘62远离第一圆盘61，此时环形囊壁63沿径向收缩；所述翻边工位设有用于挤压芯筒64的挡架37，所述卸料工位设有用于挤压芯筒64的托板41；所述锁止机构包括与滑套65相对固接的导柱672，以及芯筒64上沿导柱672径向滑动设置的第一卡板68，所述导柱672上设有第一卡槽6721，当环形囊壁63处于膨胀状态时，第一卡板68与第一卡槽6721平齐，所述第一卡板68与芯筒64之间设有第三压簧681，第一卡板68上设有第一楔形块682，所述安装板50上设有第一楔形驱动块683，当第一压簧644未达到预设压缩量时第一楔形驱动块683与第一楔形块682相互分离，此时第一卡板68在第三压簧681的作用下卡入第一卡槽6721内，当第一压簧644达到预设压缩量时第一楔形驱动块683挤压第一楔形块682进而驱动第一卡板68滑动并使第一卡板68脱离第一卡槽6721。本发明采用锁止机构实现了夹持单元60从夹紧状态到松开状态的瞬时切换，即在夹持单元60下行过程中，当下方未受到阻挡时，夹持单元60始终处于夹紧状态，而当下方受到阻挡时，滑套65第一时间在锁止机构的作用下会与芯筒64同步被阻挡，而随着安装板50的继续下行，锁止机构被解锁，此时滑套65在第二压簧674的作用下瞬间向下弹出，实现夹持单元60的瞬间释放，之所以将夹持单元60设计为瞬间释放结构是为了便于与本发明下述所记载的翻边装置30更好的配合，这一点将在后续对翻边装置30的说明中进行详细解释。
另外，本发明还提供了滑套65与安装板50的另一种配合方式为：所述滑套65与安装板50固接，当芯筒64在第一压簧644弹力做用下处于远离安装板50的极限工位时第一圆盘61和第二圆盘62相互靠近，此时环形囊壁63处于膨胀状态，当芯筒64受到外部轴向作用力而压缩第一压簧644时第一圆盘61和第二圆盘62相互远离，此时环形囊壁63沿径向收缩。该实施方式同样能够实现夹持单元60随安装板50的升降而夹紧或松开，但与本发明的上述优选实施方式相比，该实施方式在与翻边装置30相配合时存在一定不足，这一点将在下述对翻边装置30的说明中进行详细解释。
进一步的，如图4所示，所述芯筒64与安装板50之间设有锁紧装置，所述锁紧装置被装配为当芯筒64受到外部轴向作用力而压缩第一压簧644并到达预设压缩量时锁紧装置能够将芯筒64保持在该压缩状态，进而使环形囊壁63保持收缩状态，且当夹持单元60到达预设指定工位时，锁紧机构能够将芯筒64释放使芯筒64在第一压簧644的作用下运动并将环形囊壁63挤压至膨胀状态；所述锁紧装置包括与芯筒64固接的导杆642，以及安装板50上沿导杆642径向滑动设置的第二卡板51，所述第二卡板51与安装板50之间设有第四压簧512，所述导杆642上设有第二卡槽6421，当芯筒64受到外部轴向作用力将第一压簧644压缩至预设压缩量时，第二卡板51与第二卡槽6421正对，此时第二卡板51在第四压簧512的作用下卡在第二卡槽6421内，所述第二卡板51上设有第二楔形块511，所述预设指定工位上设有第二楔形驱动块52，当夹持单元60在预设指定工位沿周向运动时，第二楔形驱动块52挤压第二楔形块511从而驱动第二卡板51滑动并使第二卡板51脱离第二卡槽6421，所述预设指定工位为取料工位和翻边工位。锁紧装置的作用主要是为了实现缸套70与夹持单元60之间的脱离，如图4所示，当夹持单元60的芯筒64在上一工位被挤压后，若没有对应的第二楔形驱动块52对锁紧装置进行解锁，那么芯筒64会一直锁紧在压缩状态，此时环形囊壁63处于径向收缩状态，该状态下，夹持单元60能够自由进出缸套70内孔，而要想让夹持单元60夹紧相应工位的缸套70，只需在该工位对应设置第二楔形驱动块52即可。
优选的，所述滑套65通过径向销671与芯筒64内部设置的滑座67固接，所述芯筒64的筒壁上设有供径向销671沿芯筒64轴向滑动的条形孔641，所述导柱672与滑座67固接；所述导柱672和导杆642与安装板50滑动连接，第一压簧644套装在导杆642上，第二压簧674套装在导柱672上。
优选的，如图6、11、12所示，所述翻边装置30包括转动夹具和翻边滚轮38，所述转动夹具转动设置在机架上用于夹紧缸套70并带动缸套70转动，所述翻边滚轮38转动设置在进给支架382上，进给支架382由电缸381或液压缸驱动使进给支架382沿转动夹具的径向活动设置；所述机械手与转动夹具之间设有联动机构，联动机构被装配为当机械手将缸套70送入转动夹具内的指定位置时联动机构驱动转动夹具将缸套70夹紧；所述转动夹具包括环形回转底座32，环形回转底座32与机架转动连接，机架上设有用于驱动环形回转底座32转动的回转驱动单元，驱动单元为电机，电机通过齿轮322与转动支架上同轴设置的齿圈321啮合，环形回转底座32上沿周向均匀间隔设有多个夹块31，所述夹块31沿环形回转底座32的径向活动设置；联动机构包括沿环形回转底座32轴向活动设置的驱动环33，驱动环33与环形回转底座32同轴设置且两者同步转动连接，所述驱动环33上设有与夹块31一一对应设置的驱动块34，各驱动块34与各夹块31构成滑动配合且滑动方向与环形回转底座32的轴线方向成夹角设置，所述驱动环33与滑动环35同轴转动连接，且滑动环35与驱动环33沿轴向相互挡接，所述滑动环35沿环形回转底座32的轴向与机架滑动连接，所述转动夹具的轴线方向上设有一挡架37，所述挡架37与滑动环35相对固接；所述机械手上设有与挡架37配合的推块66，所述推块66固定在芯筒64上远离安装板50的一端，当机械手沿转动夹具的轴线方向将缸套70送入转动夹具内时，推块66与挡架37抵接，此时机械手带动滑动环35和驱动环33沿环形回转底座32轴向运动，驱动块34挤压所述夹块31使各夹块31相互合拢以夹紧缸套70外壁；所述滑动环35与机架之间设有第五压簧36，当机械手从转动夹具内抽出时，滑动环35和驱动环33在第五压簧36的作用下复位，此时各驱动块34驱动各夹块31沿环形回转底座32的径向向外滑动从而松开缸套70。本发明前述已经提到了夹持单元60是利用安装板50的上下运动实现夹紧和松开功能，而在本发明的翻边装置30中，需要确保翻边装置30将缸套70夹紧后夹持单元60再将缸套70松开，以便将缸套70精确送至指定深度，进而确保翻边尺寸的准确性，因此，本发明将夹持单元60设置为瞬时松开式结构，另外本发明中第一压簧644的弹性系数要大于第五压簧36的弹性系数，安装板50下压初期，首先压缩第五压簧36，直至夹块31将缸套70外壁夹紧，此时挡架37无法继续下行进而开始压缩第一压簧644和第二压簧674，随着安装板50逐渐靠近芯筒64，锁止机构被解锁，此时滑套65在第二压簧674的作用下瞬间弹出，进而使夹持单元60将缸套70瞬间松开，此时翻边装置30便可以驱动缸套70转动以完成翻边动作。上述过程中，在压缩第五压簧36时，第一压簧644也会存在轻微形变，此时若没有锁止机构存在，则这种形变很可能使气囊出现松弛，从而导致缸套70下滑，影响翻边精度，而本发明设置锁止机构，在翻边装置30夹紧缸套70前夹持单元60不会出现丝毫松弛，进而确保了缸套70的装夹精度。
优选的，如图5、8、9、10所示，所述涂油装置20包括油槽22、油刷21和油盒23，所述油刷21为环形，油刷21安装在油槽22侧壁外侧，油槽22侧壁上开设有渗油孔，油盒23位于油槽22下方用于存放油液，所述机械手用于夹持缸套70并将缸套70端部套设在油刷21上以及将缸套70从油刷21上抽离；还设有补油机构，所述补油机构被装配为机械手每取放一次缸套70补油装置就将油盒23内的部分油液提升至油槽22内。具体的，所述补油机构包括连接油槽22和油盒23的纵向通道24，所述纵向通道24的底部侧壁上设有进油口241，纵向通道24内设有活塞板25，活塞板25与纵向通道24之间设有第六压簧27，第六压簧27被装配为其弹力能够驱使活塞板25向上抬升，所述活塞板25上固定有一推杆26，所述推杆26凸伸至油槽22上方。所述油槽22的底面为中间高边缘低的锥面状结构；所述油槽22的底面上设有导油槽28，所述导油槽28一端与纵向通道24连通，另一端延伸至靠近油槽22侧壁但不与油槽22侧壁相接；所述导油槽28两侧的油槽22底面上设有溢流孔29，所述溢流孔29与油槽22侧壁间隔一段距离设置，溢流孔29能够使油槽22内的油液控制在预设范围内，防止油液过多而从油刷21侧溢出。所述油刷21的外环面为上窄下宽的锥面状机构，便于缸套70套接在油刷21上。
实施例2
一种采用实施例1所述加工系统加工缸套的法，包括如下步骤：
步骤1：将缸套70筒坯放置在输送槽10上；
步骤2：将缸套70筒坯转移至涂油工位，对缸套70待翻边的一端内环面进行涂油；
步骤3：将涂油后的缸套70筒坯转移至翻边工位，对缸套70进行翻边处理；
步骤4：将翻边后的缸套70转移至卸料工位并将缸套70释放到卸料输送带40上。
实施例3
一种用于缸套加工的物料转移方法，采用机械手从缸套70内部夹紧缸套70，并将缸套70依次转移经过涂油工位、翻边工位和卸料工位，并在卸料工位将缸套70释放；所述机械手包括圆形的安装板50，安装板50的中心设有转轴，转轴转动设置在机架上且转轴沿轴线方向与机架滑动连接，机架上设有用于驱动转手转动和滑动的驱动元件，安装板50的边缘设有夹持单元60，夹持单元60的回转路径上依次设有取料工位、涂油工位、翻边工位和卸料工位，取料工位设有缸套70筒坯输送槽10，涂油工位设有涂油装置20，翻边工位设有翻边装置30，卸料工位设有卸料输送带40；当夹持单元60到达取料工位时，安装板50下行将夹持单元60插入缸套70内，夹持单元60夹紧缸套70，安装板50上行；安装板50转动一个步距，使夹持单元60到达涂油工位，安装板50再次下行，使缸套70下端内环面与涂油装置20接触，然后安装板50上行使缸套70与涂油装置20分离；安装板50再次转动一个步距，使夹持单元60到达翻边工位，安装板50再次下行，将缸套70送入翻边装置30，夹持机构将缸套70松开；缸套70翻边结束后，夹持机构将缸套70夹紧，安装板50上行，使缸套70与翻边装置30脱离；安装板50再次转动一个步距，使夹持机构到达卸料工位，安装板50下行，夹持单元60将缸套70松开，安装板50上行且保持夹持机构为松开状态，安装板50再转动一个步距使夹持单元60回到取料工位。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。
