轴承圈冲压用全自动转运装置

技术领域

本发明属于轴承生产设备领域，尤其涉及一种轴承圈冲压用全自动转运装置。

背景技术

轴承是当代机械设备中的一种重要零部件，它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数并保证其回转精度。轴承多是由内圈、外圈、滚动体和保持架组成，即内外圈同轴放置，滚动体置于内外圈之间，再利用保持架对滚动体起到一定的限位作用。轴承圈的生产流程包括切料、冲压/锻压、热处理、车削、整径、开槽和抛光等。冲压设备通过快速驱动主轴令上下模合模的同时实现工件冲压成型，如CN202120164481.5公开的一种轴承锻造用轴承圈冲压装置和CN201220234941.8新型冲床冲孔机构，冲压的坯料一般为管料和实心柱，而实心坯更为常见。

目前，对尺寸较小的轴承圈可以一次冲压成型，但是对于再大一些的轴承圈则需要从正反面两个方向上先后冲压成型，而不论是一次冲压动作还是正反两次冲压动作，多数还是需要人工手持钳子对工件进行取放，而且坯料装夹也多数需要手动来实现，这样不仅需要适当拉长冲压设备执行冲压动作的周期，还需要工人长时间保持高强度工作，所以生产效率比较低，影响车间的产量。

发明内容

本发明针对上述轴承圈的冲压设备所存在的技术问题，提出一种设计合理、能够自动装夹、自动取放料、能够实现自动翻转且有利于提高生活效率的轴承圈冲压用全自动转运装置。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供的轴承圈冲压用全自动转运装置，包括三个呈一字排列的下模组件，所述下模组件设置在基座上，所述基座设置在冲床床体上，其特征在于，三个所述下模组件依次为预装模组、正冲模组和反冲模组，所述下模组件包括下模主体，所述下模主体的中心设置有沉头模孔，所述沉头模孔中用来放置工件和用来托举工件的托件，所述下模主体的侧面设置有多个朝其内侧延伸的定位组件和起模组件，所述定位组件设置在起模组件的顶部，所述定位组件用来对工件进行夹持与定位，所述起模组件用来对托件进行楔向推动并令托件升降，所述定位组件和起模组件的外侧设置有用来驱动二者同步径向活动的旋转驱动组件，所述冲床床体的两侧设置有一对横驱气缸，所述横驱气缸的动力输出端设置有推板，所述推板上设置有两个上下间隔分布的直线电机，所述直线电机的活动方向与横驱气缸的驱动方向相垂直，每个所述直线电机上设置有均设置有一个安装架，所述安装架上设置有朝下模组件方向延伸的多功能夹持机构，所述多功能夹持机构包括一对弯臂，所述弯臂的前端设置有U形的连接臂，所述连接臂的前端转动设置有M形的制动臂，所述制动臂包括与沉头模孔相对的圆弧口，所述圆弧口的相对侧设置有弹性夹持臂，所述弹性夹持臂远离圆弧口的一端设置有与连接臂的中间贯穿连接的活动杆，所述活动杆的动力端设置有翻转电机，所述翻转电机远离活动杆的一端设置有伸缩缸，所述伸缩缸通过夹持座与安装架连接。

作为优选，所述定位组件与设置在下模主体侧面的第一活动槽配合，所述定位组件包括伸缩杆，所述伸缩杆的前端设置有顶头，所述伸缩杆的末端设置有弯杆，所述弯杆的末端螺纹连接有安装管，所述安装管固定设置在起模组件上。

作为优选，所述起模组件与设置在下模主体侧面的第二活动槽配合，所述起模组件包括滑块，所述滑块背向第二活动槽的一端凸出于下模主体的外侧面，所述滑块朝向第二活动槽的一侧为阶梯面，所述阶梯面上设置有位于不同阶位的复位弹簧和导向键，所述滑块朝向托件的一端设置有主楔面，所述托件的底部设置有与主楔面配合的从动楔面。

作为优选，所述旋转驱动组件包括驱动圈，所述驱动圈侧面设置有多个与滑块一一对应的导向槽口，所述导向槽口的槽面为V形且其一侧与滑块的外侧形成半包围墙体，所述半包围墙体的径向厚度逐渐变厚，所述驱动圈的底部内侧设置有内齿轮，所述内齿轮的传动侧设置有主动轮，所述主动轮的驱动端设置有步进电机。

作为优选，所述滑块位于下模主体外侧的一端设置有与导向槽口过渡配合的导向倒角。

作为优选，所述连接臂的内侧设置有一对舵机，所述舵机的输出轴穿出连接臂并与制动臂传动连接，所述制动臂的底面设置有一对分布于圆弧口两侧的制动脚。

作为优选，所述弹性夹持臂包括两个S形体，所述S形体的前段曲率半径大于其后段曲率半径。

作为优选，所述夹持座包括倒T形的座体，所述座体的顶部设置有U形的夹板，所述夹板的两侧设置有调节螺栓，所述调节螺栓的端部与伸缩缸夹持配合。

作为优选，所述下模主体的顶面设置有异型槽，所述异型槽包括靠近多功能夹持机构分布的八字形段，所述八字形段的一端设置有圆弧段，所述圆弧段的端部设置有缓冲口。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、本发明提供的轴承圈冲压用全自动转运装置，预装模组用来与输送坯料的设备衔接，便于多功能夹持机构准确取走坯料并放到正冲模组中，而工件在正冲模组中完成第一冲压之后由多功能夹持机构取走并翻转放到反冲模组中，工件完成反冲之后再由多功能夹持机构取走并释放到与本装置衔接的下一级设备中。

2、本发明提供的轴承圈冲压用全自动转运装置，其旋转驱动组件可对定位组件和起模组件同步驱动，其第一次驱动动作令定位组件将坯料夹持并放正，有利于提高冲压节点的准确性，其第二次驱动动作令起模组件将托件连同工件顶出一定高度，便于多功能夹持机构进行夹持。旋转驱动组件、定位组件和起模组件采用径向联动来实现多项操作，不仅具有较高的动作效率，还能避开冲压压力的集中位置，有利于延长本装置的实际使用寿命。

3、本发明提供的轴承圈冲压用全自动转运装置，其多功能夹持机构在横驱气缸作用下可实现进给和退让动作，由直线电机驱动而在不同的下模组件位置执行其夹持操作，而多功能夹持机构本身不仅可以对工件进行夹持与释放，还能实现翻转，有利于本装置完成正反两面的自动冲压动作。

本装置设计合理、结构简单、能够自动装夹、自动取放料、能够实现自动翻转且有利于提高生活效率，适合大规模推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例提供的轴承圈冲压用全自动转运装置的轴测图；

图2为下模组件、定位组件、起模组件和旋转驱动组件的剖视图；

图3为下模组件、定位组件、起模组件和旋转驱动组件的仰视图；

图4为下模组件、定位组件、起模组件和旋转驱动组件的轴测图；

图5为下模组件、定位组件、起模组件和旋转驱动组件的俯视图；

图6为定位组件、起模组件和旋转驱动组件的轴测图；

图7为多功能夹持机构和安装架的轴测图；

图8为多功能夹持机构和安装架的侧视图；

图9为横驱气缸和推板的轴测图；

图10为多功能夹持机构中部分结构的轴测图；

图11为制动臂的轴测图；

以上各图中：1、下模组件；1a、下模主体；1b、沉头模孔；1c、托件；1d、第一活动槽；1e、第二活动槽；1f、异型槽；1f1、八字形段；1f2、圆弧段；1f3、缓冲口；2、基座；3、冲床床体；4、定位组件；41、伸缩杆；42、顶头；43、弯杆；44、安装管；5、起模组件；51、滑块；52、阶梯面；53、复位弹簧；54、导向键；55、主楔面；56、导向倒角；6、旋转驱动组件；61、驱动圈；62、导向槽口；63、半包围墙体；64、内齿轮；65、主动轮；66、步进电机；7、横驱气缸；8、推板；9、直线电机；10、安装架；11、多功能夹持机构；111、弯臂；112、连接臂；113、制动臂；113a、圆弧口；113b、制动脚；114、弹性夹持臂；114a、S形体；115、活动杆；116、翻转电机；117、伸缩缸；118、夹持座；118a、座体；118b、夹板；118c、调节螺栓；119、舵机。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例，如图1～11所示，本发明提供的轴承圈冲压用全自动转运装置，包括三个呈一字排列的下模组件1，所述下模组件1设置在基座2上，所述基座2设置在冲床床体3上。其中，冲床床体3不包括冲压主轴和液压系统，冲压主轴和液压系统为现有冲床的成熟技术，本实施例在此不再赘述。在此基础上，下模组件1包括下模主体1a，下模主体1a的中心设置有沉头模孔1b，沉头模孔1b中用来放置工件和用来托举工件的托件1c，并且如图1所示，本发明提供的三个所述下模组件1依次为预装模组、正冲模组和反冲模组。预装模组的沉头模孔1b设计的比较大一些，这样可以在其与输送坯料的设备衔接之后令坯件更方便且快速地进入沉头模孔1b中，而且在通过简单定位之后即能令多功能夹持机构11准确取走坯料，取走的坯料被放到正冲模组中，而工件在正冲模组中完成第一冲压之后由多功能夹持机构11取走并翻转放到反冲模组中，工件完成反冲之后再由多功能夹持机构11取走并释放到与本装置衔接的下一级设备中。

进一步地，下模主体1a的侧面设置有多个朝其内侧延伸的定位组件4和起模组件5，定位组件4设置在起模组件5的顶部，定位组件4用来对工件进行夹持与定位，起模组件5用来对托件1c进行楔向推动并令托件1c升降，定位组件4和起模组件5的外侧设置有用来驱动二者同步径向活动的旋转驱动组件6，冲床床体3的两侧设置有一对横驱气缸7，横驱气缸7的动力输出端设置有推板8，推板8上设置有两个上下间隔分布的直线电机9，直线电机9的活动方向与横驱气缸的驱动方向相垂直，每个所述直线电机9上设置有均设置有一个安装架10，安装架10上设置有朝下模组件1方向延伸的多功能夹持机构11，多功能夹持机构11包括一对弯臂111，弯臂111的前端设置有U形的连接臂112，连接臂112的前端转动设置有M形的制动臂113，制动臂113包括与沉头模孔1b相对的圆弧口113a，圆弧口113a的相对侧设置有弹性夹持臂114，弹性夹持臂114远离圆弧口113a的一端设置有与连接臂112的中间贯穿连接的活动杆115，活动杆115的动力端设置有翻转电机116，翻转电机116远离活动杆115的一端设置有伸缩缸117，伸缩缸117通过夹持座118与安装架10连接。

具体地，其旋转驱动组件6可对定位组件4和起模组件5同步驱动，其第一次驱动动作令定位组件4将坯料夹持并放正，定位组件4和起模组件5在坯料放正之后就被反向驱动而退出冲压范围，坯料的轴心正对冲床主轴的冲头，从而保证冲压节点的准确性；旋转驱动组件6的第二次驱动动作令起模组件5将托件1c连同工件顶出一定高度，其露出的部分则足够多功能夹持机构11进行夹持。本发明中的旋转驱动组件6虽然是旋转动作但是能够令定位组件4和起模组件5实现径向联动，同时带动托件1c升降，这样不仅具有较高的动作效率，还能避开冲压压力的集中位置，有利于延长本装置的实际使用寿命，同时也具有较高的空间集约程度。

关于多功能夹持机构11，其在横驱气缸7作用下可实现进给和退让动作，由直线电机9驱动而在不同的下模组件1位置之间切换并执行其夹持操作。安装架10用来将多功能夹持机构11预设到相应的高度，特别是处于靠下位置的直线电机9，与其连接的安装架10的竖向高度要较高一些，以保证两套多功能夹持机构11具有较为统一的工作高度，并且这样也不会令冲床床体3扩展出较大的面积而影响车间工位的实际利用率。更具体地，弯臂111用来实现角度转折与过渡，令多功能夹持机构11的主要工作面覆盖下膜组件所在范围。弹性夹持臂114在伸缩缸117的驱动下朝工件所在的沉头模孔1b方向延伸，其夹持口径在未完全夹持工件之前，制动臂113翻转到弹性夹持臂114的正对面，与弹性夹持臂114构成交错的夹持机构，但不影响弹性夹持臂114的继续延伸动作，但对工件起到制动的作用，所以工件在被动夹持的过程中不会脱离沉头模孔1b；在需要释放工件的时候，制动臂113自动翻转到另一侧，即叠在弹性夹持臂114的上方，并且圆弧口113a依然对住工件，制动臂113作用在工件上的压力与弹性夹持臂114的回缩方向相反，这样的话，伸缩缸117带动弹性夹持臂114回缩的时候，工件抵在圆弧口113a处直到其从弹性夹持臂114的夹持口径中撸下来，工件即得到合理的释放，从而完成工件在不同下模组件1之间的转移。为了提高冲压成品的质量，本发明提供的弹性夹持臂114可在翻转电机116的驱动下实现翻转，其冲压正面翻到下面，而另一面翻上来被冲压机头进行冲压，即获得冲压反面，本装置完成正反两面的自动冲压动作，通过两次相反方向上的冲压可有效提高本装置的出品质量。需要说明的是，冲床可一次性配套两个冲压主轴，所以在一次冲压行程中可对两个工件的不同面进行冲压，有利于提高设备的生产效率和实际利用率。

由于工件在未冲压之前的直径小于沉头模孔1b，所以为了提高定位组件4的定位效率，本发明提供的定位组件4与设置在下模主体1a侧面的第一活动槽1d配合，定位组件4包括伸缩杆41，伸缩杆41的前端设置有顶头42，伸缩杆41的末端设置有弯杆43，弯杆43的末端螺纹连接有安装管44，安装管44固定设置在起模组件5上。其中，安装管44与起模组件5同时受旋转驱动组件6驱动，而伸缩杆41在朝工件所在方向移动的同时，顶头42同时接触工件，以三点夹持的方式保证工件处于相对中心的位置；进一步地，旋转驱动组件6在第一次驱动的同时不必旋转到底，只需保证顶头42能接触到工件即可，而在第二次驱动的时候，即起模组件5发挥起模作用的时候，旋转驱动组件6可以驱动到底，顶头42虽然再次工件但由于其具有伸缩功能，所以顶头42作用在工件上的压力不至于影响托件1c将工件托起。

为了提高起模组件5的起模效率，本发明提供的起模组件5与设置在下模主体1a侧面的第二活动槽1e配合，起模组件5包括滑块51，滑块51背向第二活动槽1e的一端凸出于下模主体1a的外侧面，滑块51朝向第二活动槽1e的一侧为阶梯面52，阶梯面52上设置有位于不同阶位的复位弹簧53和导向键54，滑块51朝向托件1c的一端设置有主楔面55，托件1c的底部设置有与主楔面配合的从动楔面。其中，滑块51在旋转驱动组件6的驱动下可做径向运动，其运动的同时由导向键54提供导向以保证其运动的可靠性，而主楔面可逐渐顶起托件1c和工件，其顶起的最终高度取决于主楔面55的斜率，不必完全将工件顶出沉头模孔1b，否则会影响弹性夹持臂114的对中效率。再者，复位弹簧53在旋转驱动组件6正转时产生弹性压缩，而在其反转时逐渐释放弹力，令滑块51最终复位，并离开冲压主力的正对范围。

为了提高旋转驱动组件6的驱动效率，本发明提供的旋转驱动组件6包括驱动圈61，驱动圈61侧面设置有多个与滑块51一一对应的导向槽口62，导向槽口62的槽面为V形且其一侧与滑块51的外侧形成半包围墙体63，半包围墙体63的径向厚度逐渐变厚，驱动圈61的底部内侧设置有内齿轮64，内齿轮64的传动侧设置有主动轮65，主动轮65的驱动端设置有步进电机66。其中，步进电机66用来控制主动轮65与内齿轮64的正反转，内齿轮64与驱动圈61同步旋转；导向槽口62在静止的时候对滑块51的端部起到夹持的作用，而导向槽口62随驱动圈61转动的同时会与滑块51产生滑动配合，而且可衬入滑块51的底部并将滑块51尾端稍微抬高一点，便于主楔面衬入从动楔面而将托件1c顶高；特别是，半包围墙体63在转动过程中，其墙壁对滑块51施加偏径向的压力，令滑块51能够产生径向活动的趋势，直到托件1c被动顶起。这样的话，本旋转驱动装置就能够以平面旋转的方式驱动定位组件4和起模组件5进行径向运动，进而将工件定位和适当的顶起，驱动效果较好，稳定性较高且空间利用率也比较高。

为了提高滑块51与导向槽口62的配合平稳性，本发明在滑块51位于下模主体1a外侧的一端设置有与导向槽口62过渡配合的导向倒角，导向倒角可与导向槽口62的斜面产生比较流畅的过渡，进而令滑块51在驱动圈61转动的时候具有较好的灵敏度。

为了提高制动臂113的自动性能，本发明在连接臂112的内侧设置有一对舵机119，舵机119的输出轴穿出连接臂112并与制动臂113传动连接，制动臂113的底面设置有一对分布于圆弧口113a两侧的制动脚。其中，舵机119为制动臂113翻转的直接动力，用来控制制动臂113的翻转时机与翻转角度；制动脚可在正面冲压工位处支撑在下模主体1a的表面，并且适当卡在异型槽的槽端，以充分制动工件，保证制动臂113与弹性夹持臂114的夹持效率。

为了提高弹性夹持臂114的夹持效率，本发明提供的弹性夹持臂114包括两个S形体114a，S形体的前段曲率半径大于其后段曲率半径。S形体的前段主要起到导向的作用，其与工件的曲面接触后可向前段施加压力，并且在弹性夹持臂114继续延伸的时候逐渐打开夹持口以实现完全夹持住工件。S形体的后段直接起夹持的作用，所以其夹持口径可略小于工件成品的直径，以提高工件随多功能夹持机构11转运的稳定性。

为了提高多功能夹持机构11的夹持准确性，除了控制直线电机9的启停时机之外，通过控制伸缩缸117的位置也可以实现微调。如夹持座118包括倒T形的座体118a，座体118a的顶部设置有U形的夹板118b，夹板118b的两侧设置有调节螺栓118c，调节螺栓118c的端部与伸缩缸117夹持配合。通过调节伸缩缸117在夹板之间的前后位置并用调节螺栓锁紧就可得到微调的目的，从而令弹性夹持臂114和制动臂113能够更高效地对工件进行夹持与释放。

为了提高本装置的冲压效率以及工件转移效率，本发明在下模主体1a的顶面设置有异型槽1f，异型槽1f包括靠近多功能夹持机构11分布的八字形段1f1，八字形段1f1的一端设置有圆弧段1f2，圆弧段1f2的端部设置有缓冲口1f3。异型槽1f的槽面为冲床主轴的下降提供一定的缓冲距离，而其同时也为多功能夹持机构11的伸缩提供参照与导向，令弹性夹持臂114的夹持中心不会与沉头模孔1b的误差过大，而且缓冲口1f3为弹性夹持臂114的前端让出合理的伸缩距离，以保证弹性夹持臂114的实际夹持效率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。