用于节气门阀体的激光刻码扫码机机构研究

2021-12-13刘佳斌田广夺杨红亮

机械制造 2021年11期

□ 刘佳斌 □ 田广夺 □ 李东 □ 王栋 □ 杨红亮

北京强度环境研究所北京 100076

1 研究背景

在汽车电控发动机领域,生产完成的节气门阀体要进行激光刻码扫码处理,以实现产品装箱存库[1-3]。对节气门阀体进行刻码、扫码是实现生产及产品物流质量把控与质量追溯不可或缺的环节[4]。

在现有技术中,激光刻码扫码采用半自动设备,对人工的依赖程度较大,生产效率低,生产成本高,刻码时若设备没有夹紧产品,容易出现刻码质量不佳的情况[5]。此外,激光设备刻码时发射高温激光束对产品表面进行刻码,激光束聚焦点会产生强烈的高温,如果作业过程中工作人员不小心触碰激光束,可能会灼伤皮肤。激光束聚焦点会产生强光,严重时可能损坏扫码枪。激光设备对产品进行刻码时,还会产生带有异味的废气,废气未经处理排放至空气中,会对环境造成一定污染[6-7]。因此,需要一种可以解决上述问题的激光刻码扫码设备。

笔者对用于节气门阀体的激光刻码扫码机机构进行研究。

2 激光刻码扫码机工作原理

旋转气缸带动转盘转动,节气门阀体定位座随转盘转至安全光幕之间,操作人员或其它自动化设备将待刻码节气门阀体放置于节气门阀体定位座中。四个接近开关分别计算与节气门阀体定位座的距离,并与预设值进行比较。若大于预设值,则接近开关亮绿灯,输出该位置有检测孔的信号。否则接近开关不亮灯,输出该位置无检测孔的信号。

当节气门阀体定位座随转盘转至半密封箱的开口侧时,活动密封挡板组件中的滑动板向下运动,遮挡开口侧的开口,限位开关动作并输出信号。推动气缸推动L形板遮挡扫码孔,接近开关检测到感应块时亮绿灯,并输出信号。

当控制柜接收到接近开关的输出信号、限位开关的输出信号、对射传感器接收端的输出信号时,对四个接近开关的输出信号进行解码,若解码结果均为1,则选择解码结果对应的码发送至刻码机,刻码机移动刻码孔对待刻码节气门阀体进行刻码。刻码结束时,控制扫码枪对已刻码节气门阀体进行扫码。激光刻码扫码机总体结构如图1所示。

▲图1 激光刻码扫码机总体结构

3 激光刻码扫码机主要机构

3.1 旋转夹紧装置

旋转夹紧装置[8-10]如图2所示,具体包括四个固定在支撑面板上的T形支撑腿、固定在转盘上表面同一直径上的两组用于固定待刻码节气门阀体的产品监测固定装置、固定在转盘下表面圆心处的旋转气缸。T形支撑腿通过安装在T形支撑腿头部的滚轮支撑旋转夹紧装置的转盘。对射传感器固定在支撑面板上,用于检测产品监测固定装置是否放置待刻码节气门阀体。若对射传感器的接收端接收到发射端发出的光线,则输出产品监测固定装置未放置待刻码节气门阀体的信号,否则输出产品监测固定装置放置待刻码节气门阀体的信号。安装在顶升气缸上的顶升板对夹紧组件中的转轴起顶起的作用。

▲图2 旋转夹紧装置

产品监测固定装置包括固定在支撑面板上的阀体定位座、固定在阀体定位座上的L形保护板、固定在支撑面板上用于夹紧待刻码节气门阀体的夹紧组件、固定在支撑面板上用于检测阀体定位座型号的多个接近开关。当多个接近开关检测到阀体定位座中对应位置的检测孔时,接近开关亮绿灯,并输出信号。

3.2 活动密封挡板组件

活动密封挡板组件如图3所示,具体包括两根与半密封箱开口相平行且一端固定在支撑面板上、另一端固定在支架横梁上的导向轴,四个角分别固定在四个活动轴承上的滑动板,一端固定在支架横梁上、另一端固定在滑动板上的单导杆气缸,固定在导向轴上的滑动板缓冲垫。每根导向轴安装有两个直线轴承,支架的竖梁上安装有安全光幕。

▲图3 活动密封挡板组件

3.3 半密封箱

半密封箱如图4所示。半密封箱的开口处固定有检测滑动板的限位开关,当滑动板触碰限位开关的滚珠时,限位开关输出信号。半密封箱的扫码孔处固定有带感应块的L形板,L形板由推动气缸推动,用于遮挡扫码孔。接近开关用于检测感应块,当接近开关检测到感应块时,接近开关亮绿灯,并输出信号。半密封箱后壁上设有连接排放废气用废气吸管的废气孔。