CN118990088B - 一种齿轮轴自动加工及检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及机械加工与自动化检测技术领域，具体涉及一种齿轮轴自动加工及检测系统，包括自动加工装置、自动上下料装置、清洗装置、转运装置以及自动检测装置；自动加工装置包括齿轮轴加工机床，清洗装置包括超声波清洗机；自动检测装置包括二次元测量仪以及三坐标测量仪；设置的齿轮轴自动加工及检测系统，通过自动上下料装置夹取齿轮轴毛坯件至齿轮轴加工机床上，实现对齿轮轴的自动加工，超声波清洗机便于去除齿轮轴成品上的污渍和毛刺，避免在检测时增大测量误差，影响测量精确度；转运装置将齿轮轴成品放置在二次元测量仪与三坐标测量仪上，实现了齿轮轴成品从生产加工到检测的全过程自动化，无需人工干预，从而提升了齿轮轴的生产效率。

Description

一种齿轮轴自动加工及检测系统

技术领域

本申请涉及机械加工与自动化检测技术领域，具体涉及一种齿轮轴自动加工及检测系统。

背景技术

随着制造业的快速发展，对机械加工精度与效率的要求日益增加。齿轮轴作为机械传动中的重要部件，其加工精度直接影响到机械系统的性能与稳定性。

传统的齿轮轴加工过程中，往往依赖人工进行上下料，需要操作人员手动将齿轮轴毛坯件夹持固定在机床上进行加工，导致生产效率低下，同时，在齿轮轴加工完成后，需要操作人员手动将齿轮轴放置在检测仪器上，利用人工对齿轮轴成品进行定位，然后再进行测量，这样的测量方式，测量精度极易受到人工定位的影响，在齿轮轴成品的检测位置放置不正时，测量结果的准确性无法得到保证，从而影响齿轮轴的生产质量。

发明内容

针对上述缺陷和不足，本申请提供一种齿轮轴自动加工及检测系统。

本申请提供的一种齿轮轴自动加工及检测系统采用如下的技术方案：

一种齿轮轴自动加工及检测系统，包括自动加工装置、自动上下料装置、清洗装置、转运装置以及自动检测装置；

所述自动加工装置包括齿轮轴加工机床，所述齿轮轴加工机床两侧分别放置有齿轮轴原料托盘以及齿轮轴成品托盘；所述自动上下料装置架设于所述齿轮轴原料托盘、齿轮轴加工机床以及齿轮轴成品托盘上方；所述齿轮轴原料托盘上放置有齿轮轴毛坯件，所述齿轮轴成品托盘上放置有加工完成的齿轮轴成品；

所述清洗装置靠近所述齿轮轴成品托盘放置，所述清洗装置包括超声波清洗机，所述超声波清洗机用于对齿轮轴成品进行清洗；

所述自动检测装置包括二次元测量仪以及三坐标测量仪；所述二次元测量仪位于所述超声波清洗机远离所述齿轮轴加工机床一侧，所述三坐标测量仪位于所述二次元测量仪远离所述超声波清洗机一侧；所述二次元测量仪与所述三坐标测量仪之间设置有废料收集箱，所述三坐标测量仪远离所述二次元测量仪一侧设置有合格品托盘；

所述转运装置用于实现齿轮轴成品托盘、清洗装置以及自动检测装置之间齿轮轴成品的转移与运输。

通过采用上述技术方案，首先自动上下料装置夹取齿轮轴原料托盘上的齿轮轴毛坯件，并将齿轮轴毛坯件移动至齿轮轴加工机床内，齿轮轴加工机床对齿轮轴毛坯件进行加工，得到齿轮轴成品，自动上下料装置将加工完成的齿轮轴成品从齿轮轴加工机床内夹取，并移动至齿轮轴成品托盘内，然后，转运装置将齿轮轴成品托盘上的齿轮轴成品转移至超声波清洗机内，超声波清洗机对齿轮轴成品进行清洗；转运装置依次将清洗完成后的齿轮轴成品放置在二次元测量仪以及三坐标测量仪上，二次元测量仪对齿轮轴成品的尺寸进行检测，三坐标测量仪对齿轮轴成品的形位公差进行检测，在检测结束后，转运装置将检测不合格的齿轮轴成品放置在废料收集箱内，将合格的齿轮轴成品放置在合格品托盘内；设置的齿轮轴自动加工及检测系统，通过自动上下料装置夹取齿轮轴毛坯件至齿轮轴加工机床上，实现对齿轮轴的自动加工，超声波清洗机便于去除齿轮轴成品上的污渍和毛刺，从而避免在检测齿轮轴成品尺寸时增大测量误差，影响测量的精确度；转运装置将齿轮轴成品放置在二次元测量仪与三坐标测量仪上，二次元测量仪与三坐标测量仪可对齿轮轴成品进行自动检测，实现了齿轮轴成品从生产加工到清洗再到检测的全过程自动化，无需人工干预，从而提升了齿轮轴的生产效率。

在一个具体的可实施方案中，所述自动上下料装置包括机架、滑轨、滑动座、直线电机以及气动卡爪；所述机架架设于所述齿轮轴原料托盘、齿轮轴加工机床以及齿轮轴成品托盘的上方，所述滑轨设置于所述机架上，且所述滑轨沿所述齿轮轴原料托盘、齿轮轴加工机床以及齿轮轴成品托盘的延伸方向水平设置，所述滑动座卡合于所述滑轨上，且所述滑动座可沿所述滑轨的长度方向滑移，所述直线电机固定设置于所述滑动座上，所述直线电机穿过所述滑动座竖直设置，所述直线电机位于所述滑动座下方一端固定连接所述气动卡爪，所述气动卡爪用于夹持齿轮轴毛坯件或齿轮轴成品。

通过采用上述技术方案，在生产加工齿轮轴时，滑动座带动直线电机以及气动卡爪沿滑轨的长度方向移动至齿轮轴原料托盘的上方，启动直线电机，使得气动卡爪下降，气动卡爪夹取齿轮轴原料托盘上放置的齿轮轴毛坯件，然后直线电机带动气动卡爪上升，滑动座带动直线电机和气动卡爪移动至齿轮轴加工机床上方，然后直线电机带动气动卡爪下降，气动卡爪将齿轮轴毛坯件放置在齿轮轴加工机床内，最后，直线电机带动气动卡爪回到齿轮轴加工机床上方，齿轮轴加工机床夹持齿轮轴毛坯件进行加工；在加工完成后，气动卡爪再次下降，将加工完成的齿轮轴成品夹起，并移动放置在齿轮轴成品托盘内；设置的自动上下料装置，通过气动卡爪夹取齿轮轴毛坯件以及齿轮轴成品，直线电机驱动气动卡爪升降，滑动座带动直线电机在滑轨上移动，实现对齿轮轴加工时的自动上下料，避免了人工进行上下料，从而提高齿轮轴生产的效率。

在一个具体的可实施方案中，所述齿轮轴原料托盘与所述齿轮轴成品托盘内均设置有多个用于放置齿轮轴毛坯件和齿轮轴成品的固定腔，齿轮轴毛坯件与齿轮轴成品均竖直插接于所述固定腔内。

通过采用上述技术方案，设置的固定腔，将齿轮轴毛坯件和齿轮轴成品竖直插接在固定腔内，避免了齿轮轴或齿轮轴毛坯件的杂乱存放，同时，齿轮轴毛坯件和齿轮轴成品在固定腔内单独设置，便于气动卡爪进行定位，从而精准抓取齿轮轴毛坯件和齿轮轴成品，避免在抓取过程中对其他工件产生影响。

在一个具体的可实施方案中，所述超声波清洗机包括箱体、超声波发生器、清洗槽、升降机构以及限位托板；所述超声波发生器与所述清洗槽设置于所述箱体内腔中，所述超声波发生器位于所述清洗槽下方，所述升降机构固定设置于所述清洗槽相对的两侧壁，所述限位托板与所述升降机构固定连接；所述清洗槽内设置有清洗液；

所述升降机构包括驱动螺杆、导向杆以及第一驱动电机；所述清洗槽相对的两侧壁分别开设有容纳槽，所述容纳槽沿所述清洗槽的高度方向设置，两个所述容纳槽相对设置，且两个容纳槽内分别设置有所述导向杆以及所述驱动螺杆；所述导向杆与所述驱动螺杆竖直设置，所述导向杆与所述清洗槽的底部固定连接，所述驱动螺杆与所述清洗槽的底部转动连接；所述驱动螺杆与所述导向杆均穿过所述限位托板，所述驱动螺杆与所述限位托板螺纹连接，所述导向杆与所述限位托板滑移连接，所述限位托板与所述清洗槽的内壁相贴合，齿轮轴成品设置于所述限位托板上；所述清洗槽的顶部固定设置有所述第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出轴与所述驱动螺杆的端部同轴固定连接。

通过采用上述技术方案，在齿轮轴加工完成后，启动第一驱动电机，第一驱动电机带动驱动螺杆旋转，使得限位托板沿驱动螺杆的高度方向运动，驱动螺杆带动限位托板上升，直至脱离清洗液的液面，转运装置将齿轮轴成品从齿轮轴成品托盘上夹起，并放置在限位托板上，然后第一驱动电机带动驱动螺杆旋转，使限位托板以及齿轮轴成品浸入清洗液中，启动超声波发生器，产生超声波对清洗液中的齿轮轴成品进行清洗，在清洗完成后，第一驱动电机带动限位托板上升，限位托板带动齿轮轴成品脱离清洗液的液面，转运装置夹取齿轮轴成品，并转移至检测装置进行检测；设置的超声波清洗机，对加工完成的齿轮轴成品进行清洗，避免齿轮轴成品上附着有油污和加工产生的废屑，造成齿轮轴成品在测量尺寸时产生较大的测量误差，同时，超声波清洗机还可去除齿轮轴表面的毛刺，便于提高齿轮轴的产品质量。

在一个具体的可实施方案中，所述限位托板上开设有多个限位孔，齿轮轴成品插入所述限位孔内。

通过采用上述技术方案，设置的限位孔，通过将齿轮轴成品插入限位孔内，避免了齿轮轴在清洗过程中产生碰撞，导致齿轮轴成品表面产生损伤，影响产品质量，同时齿轮轴通过限位孔整齐摆放，便于转运装置对齿轮轴进行定位和夹取。

在一个具体的可实施方案中，所述转运装置包括支架、机械臂、底座以及导轨，所述支架架设于所述超声波清洗机、二次元测量仪以及所述三坐标测量仪的上方，所述导轨设置于所述支架上，且所述导轨沿所述超声波清洗机、二次元测量仪以及所述三坐标测量仪的延伸方向水平设置，所述底座卡合于所述导轨上，且所述底座可沿所述导轨的长度方向滑移，所述机械臂固定安装于所述底座上。

通过采用上述技术方案，设置的转运装置，通过底座机械臂在导轨上滑移，便于实现对齿轮轴成品托盘、清洗装置以及自动检测装置之间齿轮轴成品的转移与运输，避免了人工进行运输，便于提高生产效率。

在一个具体的可实施方案中，所述二次元测量仪的工作台上设置有支撑机构，所述支撑机构用于支撑固定齿轮轴成品；

所述支撑机构包括第一支撑座与第二支撑座，所述第一支撑座与所述第二支撑座相对设置于所述二次元测量仪的工作台顶壁，所述第一支撑座上设置有第一固定顶尖，所述第一固定顶尖于所述第一支撑座滑移连接，所述第一支撑座远离所述第二支撑座的一侧固定设置有调节气缸，所述调节气缸的活塞杆与所述第一固定顶尖的端部同轴固定连接，所述第二支撑座上设置有第二固定顶尖，所述第二固定顶尖与所述第一固定顶尖的中心轴线在同一水平直线上，所述第一固定顶尖以及第二固定顶尖相对的两个端部分别抵接于齿轮轴成品两端的中心孔内。

通过采用上述技术方案，在测量齿轮轴的尺寸公差时，机械臂夹取齿轮轴成品，并将齿轮轴成品放置在第一支撑座与第二支撑座之间，启动调节气缸，调节气缸的活塞杆推动第一固定顶尖在第一支撑座上滑移，使得第一固定顶尖向第二固定顶尖移动，第一固定顶尖与第二固定顶尖分别抵紧齿轮轴成品的两端，对齿轮轴成品进行支撑固定，二次元测量仪通过在竖直方向对齿轮轴成品进行投影，从而测得齿轮轴成品的尺寸数据，并对尺寸超差的产品进行筛选；设置的支撑机构，便于实现对齿轮轴成品的支撑固定，从而便于对齿轮轴进行投影测量，避免了齿轮轴成品在二次元测量仪的工作台上产生位置移动，从而提高尺寸检测的精确度。

在一个具体的可实施方案中，所述三坐标测量仪的工作台上设置有限位驱动机构；所述限位驱动机构包括第一固定座、第二固定座、活动顶尖、第二驱动电机以及驱动气缸；所述第一固定座与所述第二固定座均设置于所述三坐标测量仪的工作台顶壁，所述第一固定座上设置有第一支撑板，所述第二固定座上设置有第二第一支撑板；所述第一支撑板与所述第二支撑板相对设置，且所述第一支撑板与第二支撑板上均转动设置有活动顶尖，两个所述活动顶尖贯穿所述第一支撑板与所述第二支撑板，且两个所述活动顶尖的中心轴线在同一水平直线上，两个所述活动顶尖相对的两个端部分别抵接于齿轮轴成品两端的中心孔内；

所述第一固定座的顶壁一体设置有滑移凸台，所述第一支撑板的底部开设有滑移槽，所述滑移凸台卡合于所述滑移槽内，且所述第一支撑板可沿所述滑移凸台的长度方向滑移；所述驱动气缸固定设置于所述第一固定座的顶壁，且所述驱动气缸的活塞杆与所述第一支撑板远离所述第二支撑板的侧壁固定连接；

所述第二驱动电机固定设置于所述第二支撑板远离所述第一支撑板的侧壁，所述第二驱动电机的输出轴与所述第二支撑板上的活动顶尖同轴固定连接。

通过采用上述技术方案，在二次元测量仪完成测量后，机械臂夹取尺寸公差合格的齿轮轴成品，并将其放置在第一支撑板与第二支撑板之间，调节驱动气缸，驱动气缸的活塞杆伸出，推动第一支撑板向第二支撑板靠近，使得两个活动顶尖分别与齿轮轴成品的两端抵接，实现对活动顶尖的支撑固定，然后启动第二驱动电机，第二驱动电机带动第二支撑板上的活动顶尖转动，第二支撑板上的活动顶尖带动齿轮轴成品与另一活动顶尖共同转动，在齿轮轴转动的过程中，三坐标测量仪的测量头分别与齿轮轴成平的不同位置接触，便于对齿轮轴的形位公差进行测量。

在一个具体的可实施方案中，还包括控制系统，所述控制系统与所述齿轮轴加工机床、自动上下料装置、转运装置、二次元测量仪以及三坐标测量仪电性连接。

通过采用上述技术方案，设置的控制系统，可对自动上下料装置与转运装置精确控制，控制系统根据齿轮轴的加工情况，控制自动上下料装置及时对齿轮轴加工机床进行上下料，同时，控制转运装置将齿轮轴成品在超声波清洗机、二次元测量仪以及三坐标测量仪之间进行物料转运，减少了人工干预，在测量完成后，控制系统可将尺寸数据反馈给齿轮轴加工机床，齿轮轴加工机床可根据齿轮轴的尺寸数据对加工参数进行补偿，从而保证齿轮轴的生产质量。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.设置的齿轮轴自动加工及检测系统，通过自动上下料装置夹取齿轮轴毛坯件至齿轮轴加工机床上，实现对齿轮轴的自动加工，超声波清洗机便于去除齿轮轴成品上的污渍和毛刺，从而避免在检测齿轮轴成品尺寸时增大测量误差，影响测量的精确度；转运装置将齿轮轴成品放置在二次元测量仪与三坐标测量仪上，二次元测量仪与三坐标测量仪可对齿轮轴成品进行自动检测，实现了齿轮轴成品从生产加工到清洗再到检测的全过程自动化，无需人工干预，从而提升了齿轮轴的生产效率。

2.设置的超声波清洗机，对加工完成的齿轮轴成品进行清洗，避免齿轮轴成品上附着有油污和加工产生的废屑，造成齿轮轴成品在测量尺寸时产生较大的测量误差，同时，超声波清洗机还可去除齿轮轴表面的毛刺，便于提高齿轮轴的产品质量。

3.通过机械臂将齿轮轴成品放置在支撑机构以及限位驱动机构上，避免了人工对齿轮轴成品进行夹持定位，便于减少测量时产生的定位误差，从而提高对齿轮轴成品的检测精度。

附图说明

图1是实施例一种齿轮轴自动加工及检测系统的整体结构示意图。

图2是实施例一种齿轮轴自动加工及检测系统的自动加工装置以及自动上下料装置示意图。

图3是实施例一种齿轮轴自动加工及检测系统的清洗装置示意图。

图4是实施例一种齿轮轴自动加工及检测系统的清洗装置剖视图。

图5是实施例一种齿轮轴自动加工及检测系统的二次元测量仪以及支撑机构示意图。

图6是实施例一种齿轮轴自动加工及检测系统的三坐标测量仪以及限位驱动机构示意图。

图7是实施例一种齿轮轴自动加工及检测系统的转运装置的局部放大图。

附图说明：1、自动加工装置；11、齿轮轴加工机床；12、齿轮轴原料托盘；13、齿轮轴成品托盘；14、固定腔；2、自动上下料装置；21、机架；22、滑轨；23、滑动座；24、直线电机；25、气动卡爪；3、清洗装置；31、超声波清洗机；311、箱体；312、超声波发生器；313、清洗槽；3131、容纳槽；314、升降机构；3141、驱动螺杆；3142、导向杆；3143、第一驱动电机；315、限位托板；3151、限位孔；4、转运装置；41、支架；42、机械臂；43、底座；44、导轨；5、自动检测装置；51、二次元测量仪；52、三坐标测量仪；53、支撑机构；531、第一支撑座；532、第二支撑座；533、第一固定顶尖；534、第二固定顶尖；535、调节气缸；54、限位驱动机构；541、第一固定座；5411、第一支撑板；5412、滑移凸台；5413、滑移槽；542、第二固定座；5421、第二支撑板；543、活动顶尖；544、第二驱动电机；545、驱动气缸；55、废料收集箱；56、合格品托盘。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种齿轮轴自动加工及检测系统。

参照图1，一种齿轮轴自动加工及检测系统，包括自动加工装置1、自动上下料装置2、清洗装置3、转运装置4以及自动检测装置5；自动加工装置1、清洗装置3与自动检测装置5顺次设置；自动上下料装置2设置于自动加工装置1的上方，转运装置4设置于清洗装置3与自动检测装置5的上方；自动检测装置5包括二次元测量仪51以及三坐标测量仪52；二次元测量仪51位于超声波清洗机31远离齿轮轴加工机床11一侧，三坐标测量仪52位于二次元测量仪51远离超声波清洗机31一侧；二次元测量仪51与三坐标测量仪52之间设置有废料收集箱55，三坐标测量仪52远离二次元测量仪51一侧设置有合格品托盘56。

参照图2，自动加工装置1包括齿轮轴加工机床11以及设置在齿轮轴加工机床11两侧的齿轮轴原料托盘12和齿轮轴成品托盘13，齿轮轴原料托盘12与齿轮轴成品托盘13内设置有多个固定腔14，多个固定腔14阵列分布于齿轮轴原料托盘12以及齿轮轴成品托盘13内。齿轮轴毛坯件竖直插接于齿轮轴原料托盘12的固定腔14内，加工完成的齿轮轴成品竖直插接于齿轮轴成品托盘13的固定腔14内，以便于保证自动上下料装置2可以对齿轮轴毛坯件和齿轮轴成品精准定位和夹取。

参照图2，自动上下料装置2包括机架21、滑轨22、滑动座23、直线电机24以及气动卡爪25；机架21架设于齿轮轴原料托盘12、齿轮轴加工机床11以及齿轮轴成品托盘13的上方，滑轨22设置于机架21上，且滑轨22沿齿轮轴原料托盘12、齿轮轴加工机床11以及齿轮轴成品托盘13的延伸方向水平设置，滑动座23卡合于滑轨22上，且滑动座23与滑轨22滑移连接，直线电机24固定设置于滑动座23上，直线电机24穿过滑动座23竖直设置，直线电机24位于滑动座23下方一端固定连接气动卡爪25，气动卡爪25用于夹持齿轮轴毛坯件或齿轮轴成品。

参照图3和图4，清洗装置3包括超声波清洗机31，超声波清洗机31位于齿轮轴成品托盘13远离齿轮轴加工机床11一侧，超声波清洗机31包括箱体311、超声波发生器312、清洗槽313、升降机构314以及限位托板315；超声波发生器312与清洗槽313设置于箱体311内腔中，超声波发生器312位于清洗槽313下方，升降机构314固定设置于清洗槽313相对的两侧壁，限位托板315与升降机构314固定连接；清洗槽313内设置有清洗液；升降机构314包括驱动螺杆3141、导向杆3142以及第一驱动电机3143；清洗槽313相对的两侧壁分别开设有容纳槽3131，容纳槽3131沿清洗槽313的高度方向设置，两个容纳槽3131相对设置，且两个容纳槽3131内分别设置有导向杆3142以及驱动螺杆3141；导向杆3142与驱动螺杆3141竖直设置，导向杆3142与清洗槽313的底部固定连接，驱动螺杆3141与清洗槽313的底部转动连接；驱动螺杆3141与导向杆3142均穿过限位托板315，驱动螺杆3141与限位托板315螺纹连接，导向杆3142与限位托板315滑移连接，限位托板315与清洗槽313的内壁相贴合，齿轮轴成品设置于限位托板315上；清洗槽313的顶部固定设置有第一驱动电机3143，第一驱动电机3143的输出轴与驱动螺杆3141的端部同轴固定连接；限位托板315上开设有多个限位孔3151，齿轮轴成品插入限位孔3151内。

参照图5，二次元测量仪51的工作台上设置有支撑机构53，支撑机构53包括第一支撑座531与第二支撑座532，第一支撑座531与第二支撑座532相对设置于二次元测量仪51的工作台顶壁，第一支撑座531上设置有第一固定顶尖533，第一固定顶尖533与第一支撑座531滑移连接，第一支撑座531远离第二支撑座532的一侧固定设置有调节气缸535，调节气缸535的活塞杆与第一固定顶尖533的端部同轴固定连接，第二支撑座532上设置有第二固定顶尖534，所述第二固定顶尖534与所述第一固定顶尖533的中心轴线在同一水平直线上，所述第一固定顶尖533以及第二固定顶尖534相对的两个端部分别抵接于齿轮轴成品两端的中心孔内。

参照图6，三坐标测量仪52的工作台上设置有限位驱动机构54；限位驱动机构54包括第一固定座541、第二固定座542、活动顶尖543、第二驱动电机544以及驱动气缸545；第一固定座541与第二固定座542均设置于三坐标测量仪52的工作台顶壁，第一固定座541上设置有第一支撑板5411，第二固定座542上设置有第二支撑板5421；第一支撑板5411与第二支撑板5421相对设置，且第一支撑板5411与第二支撑板5421上均转动设置有活动顶尖543，两个活动顶尖543贯穿第一支撑板5411与第二支撑板5421，且两个活动顶尖543的中心轴线在同一水平直线上，两个活动顶尖543相对的两个端部分别抵接于齿轮轴成品两端的中心孔内；第一固定座541的顶壁一体设置有滑移凸台5412，第一支撑板5411的底部开设有滑移槽5413，滑移凸台5412卡合于滑移槽5413内，且第一支撑板5411可沿滑移凸台5412的长度方向滑移；驱动气缸545固定设置于第一固定座541的顶壁，且驱动气缸545的活塞杆与第一支撑板5411远离第二支撑板5421的侧壁固定连接；第二驱动电机544固定设置于第二支撑板5421远离第一支撑板5411的侧壁，第二驱动电机544的输出轴与第二支撑板5421上的活动顶尖543同轴固定连接。

参照图1和图7，转运装置4包括支架41、机械臂42、底座43以及导轨44，支架41架设于超声波清洗机31、二次元测量仪51以及所述三坐标测量仪52的上方，导轨44设置于支架41上，且导轨44沿超声波清洗机31、二次元测量仪51以及三坐标测量仪52的延伸方向水平设置，底座43卡合于导轨44上，底座43可沿导轨44的长度方向滑移，机械臂42固定安装于底座43上。

特别的，还包括控制系统，控制系统与齿轮轴加工机床11、自动上下料装置2、清洗装置3、转运装置4、二次元测量仪51以及三坐标测量仪52电性连接。

本申请一种齿轮轴自动加工及检测系统的实施原理为：在加工齿轮轴时，初始状态下，齿轮轴加工机床11未进行加工，齿轮轴毛坯件放置在齿轮轴原料托盘12的固定腔14内，控制系统识别齿轮轴加工机床11的状态，控制自动上下料装置2对齿轮轴加工机床11进行上下料操作，首先，滑动座23带动直线电机24以及气动卡爪25沿滑轨22的长度方向移动至齿轮轴原料托盘12的上方，启动直线电机24，使得气动卡爪25下降，气动卡爪25夹取齿轮轴原料托盘12上放置的齿轮轴毛坯件，然后直线电机24带动气动卡爪25上升，滑动座23带动直线电机24和气动卡爪25移动至齿轮轴加工机床11上方，然后直线电机24带动气动卡爪25下降，气动卡爪25将齿轮轴毛坯件放置在齿轮轴加工机床11内，最后，直线电机24带动气动卡爪25回到齿轮轴加工机床11上方，齿轮轴加工机床11夹持齿轮轴毛坯件进行加工；在加工完成后，气动卡爪25再次下降，将加工完成的齿轮轴成品夹起，并移动放置在齿轮轴成品托盘13的固定腔14内。

齿轮轴成品加工完成后，启动第一驱动电机3143，第一驱动电机3143带动驱动螺杆3141旋转，使得限位托板315沿驱动螺杆3141的高度方向运动，驱动螺杆3141带动限位托板315上升，直至脱离清洗液的液面，控制系统对转运装置4发出指令，底座43带动机械臂42沿导轨44滑移，使得机械臂42将齿轮轴成品托盘13上的齿轮轴成品夹起，并放置在限位托板315上，然后第一驱动电机3143带动驱动螺杆3141旋转，使限位托板315以及齿轮轴成品浸入清洗液中，启动超声波发生器312，产生超声波对清洗液中的齿轮轴成品进行清洗。

在清洗完成后，第一驱动电机3143带动限位托板315上升，限位托板315带动齿轮轴成品脱离清洗液的液面，控制系统控制机械臂42夹取齿轮轴成品，并将齿轮轴成品放置在第一支撑座531与第二支撑座532之间，启动调节气缸535，调节气缸535的活塞杆推动第一固定顶尖533在第一支撑座531上滑移，使得第一固定顶尖533向第二固定顶尖534移动，第一固定顶尖533与第二固定顶尖534分别抵紧在齿轮轴成品两端的中心孔内，对齿轮轴成品进行支撑固定，二次元测量仪51通过在竖直方向对齿轮轴成品进行投影，从而测得齿轮轴成品的尺寸公差数据，并对尺寸公差超差的产品进行筛选，机械臂42将超差的产品放置在废料收集箱55内。

机械臂42夹取尺寸公差合格的齿轮轴成品，并将其放置在第一支撑板5411与第二支撑板5421之间，调节驱动气缸545，驱动气缸545的活塞杆伸出，推动第一支撑板5411向第二支撑板5421靠近，使得两个活动顶尖543分别与齿轮轴成品的两端抵接，实现对活动顶尖543的支撑固定，然后启动第二驱动电机544，第二驱动电机544带动第二支撑板5421上的活动顶尖543转动，第二支撑板5421上的活动顶尖543带动齿轮轴成品与另一活动顶尖543共同转动，在齿轮轴成品转动的过程中，三坐标测量仪52的测量头分别与齿轮轴成品的不同位置接触，对齿轮轴成品的形位公差进行测量；机械臂42将形位公差不合格的产品放入废料收集箱55，形位公差合格的产品放入合格品托盘56内。

特别的，在二次元测量仪51与三坐标测量仪52工作时，控制系统可将测量数据传输至齿轮轴加工机床11，齿轮轴加工机床11根据尺寸公差数据修改刀具补偿数据，根据形位公差数据优化加工参数，从而保证齿轮轴产品的尺寸一致性，提高齿轮轴的生产质量。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种齿轮轴自动加工及检测系统，包括自动加工装置(1)、自动上下料装置(2)、清洗装置(3)、转运装置(4)以及自动检测装置(5)；

所述自动加工装置(1)包括齿轮轴加工机床(11)，所述齿轮轴加工机床(11)两侧分别放置有齿轮轴原料托盘(12)以及齿轮轴成品托盘(13)；所述自动上下料装置(2)架设于所述齿轮轴原料托盘(12)、齿轮轴加工机床(11)以及齿轮轴成品托盘(13)上方；

所述清洗装置(3)靠近所述齿轮轴成品托盘(13)放置，所述清洗装置(3)包括超声波清洗机(31)，所述超声波清洗机(31)用于对齿轮轴成品进行清洗；

所述自动检测装置(5)包括二次元测量仪(51)以及三坐标测量仪(52)；所述二次元测量仪(51)位于所述超声波清洗机(31)远离所述齿轮轴加工机床(11)一侧，所述三坐标测量仪(52)位于所述二次元测量仪(51)远离所述超声波清洗机(31)一侧；所述二次元测量仪(51)与所述三坐标测量仪(52)之间设置有废料收集箱(55)，所述三坐标测量仪(52)远离所述二次元测量仪(51)一侧设置有合格品托盘(56)；

所述转运装置(4)用于实现齿轮轴成品托盘(13)、清洗装置(3)以及自动检测装置(5)之间齿轮轴成品的转移与运输；

所述自动上下料装置(2)包括机架(21)、滑轨(22)、滑动座(23)、直线电机(24)以及气动卡爪(25)；所述机架(21)架设于所述齿轮轴原料托盘(12)、齿轮轴加工机床(11)以及齿轮轴成品托盘(13)的上方，所述滑轨(22)设置于所述机架(21)上，且所述滑轨(22)沿所述齿轮轴原料托盘(12)、齿轮轴加工机床(11)以及齿轮轴成品托盘(13)的延伸方向水平设置，所述滑动座(23)卡合于所述滑轨(22)上，且所述滑动座(23)可沿所述滑轨(22)的长度方向滑移，所述直线电机(24)固定设置于所述滑动座(23)上，所述直线电机(24)穿过所述滑动座(23)竖直设置，所述直线电机(24)位于所述滑动座(23)下方一端固定连接所述气动卡爪(25)，所述气动卡爪(25)用于夹持齿轮轴毛坯件或齿轮轴成品；

所述齿轮轴原料托盘(12)与所述齿轮轴成品托盘(13)内均设置有多个用于放置齿轮轴毛坯件和齿轮轴成品的固定腔(14)，齿轮轴毛坯件与齿轮轴成品均竖直插接于所述固定腔(14)内；

所述超声波清洗机(31)包括箱体(311)、超声波发生器(312)、清洗槽(313)、升降机构(314)以及限位托板(315)；所述超声波发生器(312)与所述清洗槽(313)设置于所述箱体(311)内腔中，所述超声波发生器(312)位于所述清洗槽(313)下方，所述升降机构(314)固定设置于所述清洗槽(313)相对的两侧壁，所述限位托板(315)与所述升降机构(314)固定连接；所述清洗槽(313)内设置有清洗液；

所述升降机构(314)包括驱动螺杆(3141)、导向杆(3142)以及第一驱动电机(3143)；所述清洗槽(313)相对的两侧壁分别开设有容纳槽(3131)，所述容纳槽(3131)沿所述清洗槽(313)的高度方向设置，两个所述容纳槽(3131)相对设置，且两个容纳槽(3131)内分别设置有所述导向杆(3142)以及所述驱动螺杆(3141)；所述导向杆(3142)与所述驱动螺杆(3141)竖直设置，所述导向杆(3142)与所述清洗槽(313)的底部固定连接，所述驱动螺杆(3141)与所述清洗槽(313)的底部转动连接；所述驱动螺杆(3141)与所述导向杆(3142)均穿过所述限位托板(315)，所述驱动螺杆(3141)与所述限位托板(315)螺纹连接，所述导向杆(3142)与所述限位托板(315)滑移连接，所述限位托板(315)与所述清洗槽(313)的内壁相贴合，齿轮轴成品设置于所述限位托板(315)上；所述清洗槽(313)的顶部固定设置有所述第一驱动电机(3143)，所述第一驱动电机(3143)的输出轴与所述驱动螺杆(3141)的端部同轴固定连接；

所述限位托板(315)上开设有多个限位孔(3151)，齿轮轴成品插入所述限位孔(3151)内；

所述转运装置(4)包括支架(41)、机械臂(42)、底座(43)以及导轨(44)，所述支架(41)架设于所述超声波清洗机(31)、二次元测量仪(51)以及所述三坐标测量仪(52)的上方，所述导轨(44)设置于所述支架(41)上，且所述导轨(44)沿所述超声波清洗机(31)、二次元测量仪(51)以及所述三坐标测量仪(52)的延伸方向水平设置，所述底座(43)卡合于所述导轨(44)上，且所述底座(43)可沿所述导轨(44)的长度方向滑移，所述机械臂(42)固定安装于所述底座(43)上。

2.根据权利要求1所述的一种齿轮轴自动加工及检测系统，其特征在于：所述二次元测量仪(51)的工作台上设置有支撑机构(53)，所述支撑机构(53)用于支撑固定齿轮轴成品；

所述支撑机构(53)包括第一支撑座(531)与第二支撑座(532)，所述第一支撑座(531)与所述第二支撑座(532)相对设置于所述二次元测量仪(51)的工作台顶壁，所述第一支撑座(531)上设置有第一固定顶尖(533)，所述第一固定顶尖(533)与所述第一支撑座(531)滑移连接，所述第一支撑座(531)远离所述第二支撑座(532)的一侧固定设置有调节气缸(535)，所述调节气缸(535)的活塞杆与所述第一固定顶尖(533)的端部同轴固定连接，所述第二支撑座(532)上设置有第二固定顶尖(534)，所述第二固定顶尖(534)与所述第一固定顶尖(533)的中心轴线在同一水平直线上，所述第一固定顶尖(533)以及第二固定顶尖(534)相对的两个端部分别抵接于齿轮轴成品两端的中心孔内。

3.根据权利要求1所述的一种齿轮轴自动加工及检测系统，其特征在于：所述三坐标测量仪(52)的工作台上设置有限位驱动机构(54)；所述限位驱动机构(54)包括第一固定座(541)、第二固定座(542)、活动顶尖(543)、第二驱动电机(544)以及驱动气缸(545)；所述第一固定座(541)与所述第二固定座(542)均设置于所述三坐标测量仪(52)的工作台顶壁，所述第一固定座(541)上设置有第一支撑板(5411)，所述第二固定座(542)上设置有第二支撑板(5421)；所述第一支撑板(5411)与所述第二支撑板(5421)相对设置，且所述第一支撑板(5411)与第二支撑板(5421)上均转动设置有活动顶尖(543)，两个所述活动顶尖(543)贯穿所述第一支撑板(5411)与所述第二支撑板(5421)，且两个所述活动顶尖(543)的中心轴线在同一水平直线上，两个所述活动顶尖(543)相对的两个端部分别抵接于齿轮轴成品两端的中心孔内；

所述第一固定座(541)的顶壁一体设置有滑移凸台(5412)，所述第一支撑板(5411)的底部开设有滑移槽(5413)，所述滑移凸台(5412)卡合于所述滑移槽(5413)内，且所述第一支撑板(5411)可沿所述滑移凸台(5412)的长度方向滑移；所述驱动气缸(545)固定设置于所述第一固定座(541)的顶壁，且所述驱动气缸(545)的活塞杆与所述第一支撑板(5411)远离所述第二支撑板(5421)的侧壁固定连接；

所述第二驱动电机(544)固定设置于所述第二支撑板(5421)远离所述第一支撑板(5411)的侧壁，所述第二驱动电机(544)的输出轴与所述第二支撑板(5421)上的活动顶尖(543)同轴固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种齿轮轴自动加工及检测系统，其特征在于：还包括控制系统，所述控制系统与所述齿轮轴加工机床(11)、自动上下料装置(2)、清洗装置(3)、转运装置(4)、二次元测量仪(51)以及三坐标测量仪(52)电性连接。