CN104343831B - 关节轴承装配自动生产线 - Google Patents

Abstract

关节轴承装配生产线，涉及关节轴承装配技术领域，用于解决现有关节轴承装配时自动化程度低、装配效率低的问题，并解决开缝定位时定位精度低的问题。本发明提供的关节轴承装配生产线，集储料、内外圈测量、开缝、合套、游隙检测、激光打标、清洗、涂油和包装为一体，各设备前后顺次设置，并通过输送带连接，便于关节轴承内外圈以及关节轴承的输送，可减轻人的体力劳动，自动化程度和装配效率相对较高；对外圈进行开缝时，采用红外线自动定位的方式，定位精度和定位效率高，为开缝作业提供了质量保证。

Description

关节轴承装配自动生产线

技术领域

本发明涉及关节轴承自动装配技术领域，具体地说是一种集储料、内外圈测量、定位开缝、合套、游隙检测、激光打标、清洗、涂油和包装为一体的装配生产线。

背景技术

关节轴承内外圈装配的过程中，需要经过测量、开缝、合套、游隙检测、激光打标、轴承清洗、轴承涂油和理料各工序，各工序分别在不同的设备上进行。对关节轴承的外圈进行开缝作业时，通过操作者肉眼观察，用手转动套圈，使关节轴承外圈的待开缝位置朝下，然后放在冲床上进行开缝。这种方式存在的缺点是，肉眼观察误差较大，导致加工出来的开缝位置精度低；操作者用手转动工位上的轴承，存在安全隐患。整体而言，这种定位方式工作效率低、安全性较差。在完成前一工序进行下一工序的操作时，需要人工将关节轴承运输到下一工位，不但工作效率低、而且工人的体力劳动量较大。中国专利2012207077392公布的一种轴承自动装配生产线，提供了一种包含内外圈清洗机、内外径检测机、直线型合套机、铆合前清洗机、自动保持架装配机、成品粗清洗机、成品精清洗机、涂油甩干机、灵活性游隙检测机和双称重注脂压盖机的装配生产线，但这种生产线不适用于关节轴承的装配。中国专利201320203359X公布的一种单开缝行自润滑关节轴承自动装配设备，可以对关节轴承内外圈进行合套处理，但仍是单纯的合套设备，不能将内外圈的测量、开缝、合套、清洗和涂油等工艺结合在一起。

发明内容

本发明的目的在于提供一种关节轴承装配自动生产线，用于解决现有关节轴承装配时自动化程度低、装配效率低的问题，并解决开缝定位时定位精度低的问题。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：关节轴承装配自动生产线，其特征是包括内圈前处理装置、外圈前处理装置、定位开缝合套设备、游隙检测装置、激光打标机、成品清洗机、成品涂油机和成品理料包装机，

所述内圈前处理装置包括前后设置的内圈上料储料机和内圈测量机，在所述内圈上料储料机和内圈测量机之间设有输送带；所述外圈前处理装置包括前后设置的外圈上料储料机和外圈测量机，在所述外圈上料储料机和外圈测量机之间设有输送带，所述内圈前处理装置和外圈前处理装置并列设置；在所述内圈测量机和外圈测量机的后面设有定位开缝合套设备，在所述定位开缝合套设备与内圈测量机、定位开缝合套设备与外圈测量机之间分别设有输送带，在所述定位开缝合套设备的后面设有前后顺次设置并通过输送带连接的游隙检测装置、激光打标机、成品清洗机、成品涂油机和成品理料包装机；

所述定位开缝合套设备包括机架、定位总成、平移总成、伸缩总成、夹紧总成、冲床和合套机，

所述定位总成包括支架、安装板、红外线发射器、红外线接收器、第一电机和转台，所述支架为左右相对设置并固定在机架上的两个，在两所述支架上分别滑动安装有一安装板，两所述安装板上下同步滑动，并在竖向放置的两所述安装板与对应的支架之间设有顶丝锁紧件；在两所述安装板上分别固定安装有红外线发射器和红外线接收器，所述红外线发射器的发射端穿过左侧的支架后朝向对侧的红外线接收器，且所述红外线发射器发出的红外线位于水平面内，所述红外线接收器的接收端穿过右侧的支架；在两所述支架之间设有一固定在机架上的第一电机，所述第一电机的输出轴竖向放置并朝上，在所述第一电机输出轴上固定安装一上表面位于水平面内的转台，所述第一电机通过导线与红外线接收器信号连接；

在所述定位总成的一侧设有一固定在机架上并沿左右方向布置的导轨，所述导轨的右端伸出机架一段，在所述导轨上滑动安装有一齿条，在所述导轨的一侧固定安装有一第二电机，在所述第二电机输出轴上固定安装有一与齿条啮合配合的齿轮；在所述导轨的左右两侧分别设有第一行程开关和第二行程开关，在所述齿条的上部固定有一固定板，所述固定板的左右两侧分别与第一行程开关和第二行程开关接触配合，所述导轨、齿条、齿轮、第二电机、第一行程开关和第二行程开关构成了平移总成；

所述伸缩总成包括固定在固定板上表面的第一气缸和固定在第一气缸活塞杆自由端的固定架，所述第一气缸活塞杆的伸缩方向垂直于齿条的滑动方向，所述固定架与固定板滑动连接；

所述夹紧总成包括“<”的夹板、弹簧、第二气缸、横臂和滚轮，两所述夹板左右相对设置并构成一个“<>”形，两所述夹板的安装端置于固定架的内腔中并与固定架转动连接，在所述夹板的内壁上设有橡胶垫；在每一所述夹板的安装端与固定架内壁之间设有一弹簧，在弹簧的作用下两所述夹板的另一端向两侧张开；在所述固定架的内腔中固定安装有一第二气缸，所述第二气缸活塞杆的伸缩方向与第一气缸活塞杆的伸缩方向相同，在所述第二气缸活塞杆的自由端固定有一横臂，在所述横臂的两末端分别转动安装有一与对应夹板接触配合的滚轮；

在所述机架的右侧设有一冲床，所述导轨的右端位于冲床工作台的前侧，所述工作台、转台和夹紧总成位于同一平面内，在所述工作台的后侧设有一与工作台对应设置的冲头，所述合套机设置在冲床的一侧。

进一步地，所述内圈上料储料机包括四个竖向放置的立柱，在四个所述立柱之间设有一活塞杆朝上设置的顶升气缸，在所述顶升气缸的活塞杆自由端放置关节轴承内圈。

进一步地，所述外圈上料储料机包括四个竖向放置的立柱，在四个所述立柱之间设有一活塞杆朝上设置的顶升气缸，在所述顶升气缸的活塞杆自由端放置关节轴承外圈。

进一步地，在两所述安装板上分别设有一通孔，所述红外线发射器和红外线接收器分别与两安装板螺纹连接。

本发明的有益效果是：本发明提供的关节轴承装配自动生产线，集储料、内外圈测量、开缝、合套、游隙检测、激光打标、清洗、涂油和包装为一体，各设备前后顺次设置，并通过输送带连接，便于关节轴承内外圈以及关节轴承的输送，可减轻人的体力劳动，自动化程度和装配效率相对较高；对外圈进行开缝时，采用红外线自动定位的方式，定位精度和定位效率高，为开缝作业提供了质量保证。

附图说明

图1为本发明的正面示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为定位开缝合套设备示意图；

图4为定位总成的示意图；

图5为图4中的A向局部视图；

图6为对不同型号轴承进行开缝时示意图；

图7为油槽通孔与开缝处的位置关系图；

图8为夹紧总成和伸缩总成的示意图；

图9为夹紧总成夹持作业示意图；

图10为内圈上料储料机的上料示意图；

图中：1内圈上料储料机，11立柱，12顶升气缸，2外圈上料储料机，3内圈测量机，4外圈测量机，5定位开缝合套设备，51机架，52支架，520长条孔，521红外线发射器，522红外线接收器，523安装板，524第一电机，525转台，526顶丝，53导轨，530滑槽，531齿条，532第二电机，533齿轮，534第一行程开关，535第二行程开关，536立板，54固定板，541第一气缸，542固定架，543夹板，5431调节端，544橡胶垫，545弹簧，546第二气缸，547横臂，548滚轮，55转动连接，56关节轴承外圈，561油槽通孔，562开缝，57冲床，571冲头，572工作台，6激光打标机，7成品清洗机，8成品涂油机，9成品理料包装机，10关节轴承内圈。

具体实施方式

如图1至图2所示，本发明包括顺次设置的内圈上料储料机1、外圈上料储料机2、内圈测量机3、外圈测量机4、定位开缝合套设备5、游隙检测装置、激光打标机6、成品清洗机7、成品涂油机8和成品理料包装机9，在前后设置的各设备之间设有输送带。

如图10所示，内圈上料储料机1用于储存关节轴承内圈10，在内圈上料储料机1上设有四个竖向放置的立柱11，四个立柱分别位于一个正方形的四个边角位置。关节轴承内圈放置在四个立柱之间。在四个立柱围成的正方形的中心设有一顶升气缸12，顶升气缸的活塞杆自由端朝上设置，关节轴承内圈便放置在顶升气缸的活塞杆自由端上。顶升气缸活塞杆伸出时，便可将关节轴承内圈顶起，实现上料作业，人工可将关节轴承内圈取下放置在输送带上。

外圈上料储料机2用于储存关节轴承外圈56，在外圈上料储料机2上设有四个竖向放置的立柱，四个立柱分别位于一个正方形的四个边角位置。关节轴承外圈放置在四个立柱之间。在四个立柱围成的正方形的中心设有一顶升气缸，顶升气缸的活塞杆自由端朝上设置，关节轴承外圈便放置在顶升气缸的活塞杆自由端上。顶升气缸活塞杆伸出时，便可将关节轴承外圈顶起，实现上料作业，，人工可将关节轴承内圈取下放置在输送带上。

内圈测量机3用于对内圈的球径和内径进行检测，以确定关节轴承内圈质量是否合格，在内圈上料储料机与内圈测量机之间设有输送带。外圈测量机4用于对外圈的外径和沟道进行检测，以确定关节轴承外圈质量是否合格，在外圈上料储料机与外圈测量机之间设有输送带。外圈上料储料机和外圈测量机构成了外圈前处理装置，内圈上料储料机和内外圈测量机构成了内圈前处理装置。

如图3至图7所示，定位开缝合套设备包括机架51、定位总成、平移总成、伸缩总成、夹紧总成、冲床和合套机，在定位开缝合套设备与外圈测量机、定位开缝合套设备与内圈测量机之间分别设有输送带，符合质量要求的关节轴承外圈和关节轴承内圈分别经输送带运输到定位开缝合套设备上。

定位总成包括支架52、红外线发射器521、红外线接收器522、安装板523、第一电机524、转台525和顶丝526，如图2所示，支架52为L形的金属板，支架为左右相对设置的两个，支架的作用为安装其它部件，其结构形状不受限制，任何可以用于安装其它部件的支架都在本发明的保护范围之内。支架的下部通过螺栓安装在机架51上或焊接在机架上，在每一支架上设有一长条孔520，长条孔为圆形。如图5所示，在每一支架的外侧滑动安装有一安装板523，安装板为方形的金属板，安装板可在支架上沿竖直方向滑动。在每一安装板上设有一通孔，在两通孔中分别安装有红外线发射器521和红外线接收器522，安装方式可以为固定连接，也可以为螺纹连接；采用螺纹连接方式时，在通孔中设置内螺纹，在红外线发射器和红外线接收器上设置外螺纹即可，这种方式下便于拆卸和更换。红外线发射器521位于左侧的支架上，红外线接收器522位于右侧的支架上。红外线发射器和红外线接收器相对设置，红外线接收器用于接收红外线发射器发射出的红外线。两安装板同步动作，以保证红外线发射器和红外线接收器位于同一水平面内。可通过一连接杆将两安装板固定在一起，以保证两安装板的同步动作。安装板可与连接杆固定连接，也可以通过螺栓连接。

在两支架之间设有一安装在机架上的第一电机524，第一电机的输出轴竖向放置并朝上，在第一电机的输出轴上设有一转台525，转台为圆形的金属件，转台的中心与第一电机输出轴固定连接。转台的作用为用于放置关节轴承外圈56，转台的上表面位于水平面内。放置时，将关节轴承外圈平放在转台上，并保证轴承的中线与转台的中线重合。然后启动红外线发射器521，使其发射红外线，然后启动第一电机使转台转动。关节轴承外圈上有两个油槽，在两油槽上分别设有一贯穿关节轴承外圈壁的油槽通孔561，该两油槽通孔与关节轴承外圈的中心在同一直线上，即该两油槽通孔位于关节轴承外圈直径上。而开缝的位置正好位于两油槽通孔之间的关节轴承外圈的中间位置，如图7所示，即开缝562位置与关节轴承外圈中心的连线垂直于两油槽通孔的连线。随着转台的不断转动，两油槽通孔的连线与红外线发射器发出的红外线之间的夹角逐渐减小。红外线发射器发射出的红外线被关节轴承外圈挡住，因此红外线接收器无法接收。当两油槽通孔的连线与红外线发射器发出的红外线重合时，红外线发射器发射出的红外线可穿过两油槽通孔后被红外线接收器接收。红外线接收器与第一电机信号连接，当红外线接收器接收到红外线后，立即向第一电机发射信号，使第一电机停止转动。此时，便确定了开缝位置。

当关节轴承型号不同时，关节轴承外圈的直径和高度不同，关节轴承外圈上的油槽通孔高度也不同。如图6所示，为适应不同型号的关节轴承的需求，可调节两安装板的高度，以适应关节轴承外圈上油槽通孔的高度。

机架1为支撑部件，在定位总成的一侧设有平移总成，平移总成包括导轨53、齿条531、第二电机532、齿轮533、第一行程开关534和第二行程开关535，导轨通过螺栓或焊接固定在机架上，导轨的长度方向与左右方向一致，导轨的右端伸出机架一段，在导轨上设有滑槽530，在滑槽中滑动安装有一齿条531，在导轨上转动安装有一齿轮533，齿轮置于滑槽中，且齿轮与齿条啮合配合，在导轨上安装有第二电机532，第二电机输出轴与齿轮中心固定连接。通过第二电机带动齿轮的转动，进而带动齿条在导轨上的滑动。在齿条上表面固定安装有一固定板54，齿条移动时便带动固定板的左右移动，为限制固定板的移动范围，在导轨的左端设有第一行程开关534，在导轨的右端设有第二行程开关535，两行程开关通过导线与第二电机信号连接。当固定板碰触到第一行程开关和第二行程开关时，行程开关便向第二电机发送信号，使得第二电机停止转动。第一行程开关和第二行程开关分别通过立板536安装在导轨上，立板为固定在导轨上表面的金属板，立板的设置应不干涉齿条的移动。

如图6所示，在固定板的上部固定安装有一第一气缸541，第一气缸活塞杆的伸缩方向为前后方向，即垂直于导轨的长度方向。在第一气缸的活塞杆自由端固定安装一固定架542，固定架为方形的中空金属件，固定架与固定板滑动连接。第一气缸和固定架构成了伸缩总成。

如图8所示，夹紧总成包括夹板543、橡胶垫544、弹簧545、第二气缸546、横臂547和滚轮548，夹板为“<”形的金属板，夹板为相对设置的两个，两夹板一左一右设置构成“<>”形。夹板的下部为调节端5431并置于固定架的内腔中，夹板的调节端与固定架转动连接55，在每一夹板的调节端与固定架的内壁之间设有一弹簧545，自然状态时，在弹簧作用下两夹板的调节端向中间靠拢使得夹板的另一端成张开的姿态。在固定架的内腔中固定安装一第二气缸546，第二气缸活塞杆的伸缩方向为前后方向，在第二气缸活塞杆的自由端固定安装一横臂547，在横臂的两末端分别转动安装一滚轮548，两滚轮分别与对应的夹板调节端接触配合。当第二气缸活塞杆缩回时，在横臂和滚轮的作用下，如图9所示，夹板调节端向两侧张开，夹板的另一端绕转动中心向中间靠拢，形成对关节轴承外圈的夹持。两夹板所在的平面与关节轴承外圈所在的平面处于同一平面内，夹紧总成位于转台的一侧，夹紧总成用于夹持转台上的关节轴承外圈。为防止夹板与关节轴承外圈之间挤压造成对关节轴承外圈的损坏，在夹板的内侧壁上设有橡胶垫544；为增大橡胶垫与关节轴承外圈之间的摩擦力，在橡胶垫的作用面上设置有防滑花纹。

在机架的一侧设有冲床57，冲床上的工作台572、夹紧总成和转台位于同一平面内，冲床上的冲头正对工作台。夹紧总成将关节轴承外圈放在工作台上后，通过夹具将关节轴承外圈夹紧固定，然后启动冲床使得冲头571向关节轴承外圈移动完成开缝作业。

工作时，首先将关节轴承外圈放置在转台上，启动第一电机使得转台转动，直至该红外线发射器发出的红外线穿过关节轴承外圈上的两油槽通孔，此时第一电机停止转动，定位作业完成。然后启动第一气缸活塞杆伸出，使得夹紧总成靠近关节轴承外圈，此时，两夹板置于关节轴承外圈的两侧，对关节轴承外圈形成包围的趋势。然后驱动第二气缸活塞杆缩回，此时两夹板将关节轴承外圈夹紧，然后驱动第一气缸活塞杆缩回。当第一气缸活塞杆完全缩回后，启动第二电机，使得固定板带动夹紧总成向右侧移动。直至固定板碰触到第二行程开关时，第二电机停止动作，此时，夹紧总成及关节轴承外圈位于工作台的正上方。然后驱动第二气缸活塞杆伸出，此时关节轴承外圈便放置在工作台上。然后驱动冲床冲头动作，完成开缝作业。关节轴承内圈和外圈分别运输到合套机上，合套机对关节轴承的内圈和外圈进行合套作业。

关节轴承内圈和外圈合套作业完成后，对关节轴承进行游隙检测。为此，在定位开缝合套设备之后设有游隙检测装置，游隙检测装置具有SPC(统计过程控制)数据处理功能，用于对关节轴承进行游隙检测，并配备通讯接口，可连接电脑供数据采集。

在游隙检测装置的后面设有激光打标机6，激光打标机与游隙检测装置之间设有输送带，合套后的关节轴承运输到激光打标机上进行退磁处理。经过退磁后的产品由激光打标机上的机械手送入打标工位进行激光打标，工作台平面的固定、焦距等的调节由激光机头完成。

在激光打标机的后面设有成品清洗机7，成品清洗机和激光打标机之间设有输送带，经过退磁打标后的关节轴承经输送带输送到成品清洗机上。清洗采用两工位旋转式喷淋清洗方式，中间设有工件翻转装置，清洗后的关节轴承经离心甩干处理，关节轴承的移送由成品清洗机上的机械手完成，成品清洗机上带有精密过滤装置，精密过滤装置用于过滤因装配、检验和打标后产生的碎屑。

在成品清洗机的后面设有成品涂油机8，在成品涂油机与成品清洗机之间设有输送带，经清洗之后的关节轴承经输送带运送到成品涂油机上。成品涂油机采用封闭式涂油方式对关节轴承表面进行雾化涂油，涂油时由电机带动旋转匀油，匀油使产品表面油膜均匀，以防止过多的聚油。

在成品涂油机的后面设有成品理料包装机9，在成品理料包装机9与成品涂油机之间设有输送带，经涂油处理的关节轴承经输送带运送到成品理料包装机9上。在成品理料包装机上对关节轴承进行包装处理，包装后的关节轴承经成品理料包装机上的输送带输送，成品理料包装机还具有成品储存的功能。

Claims (4)

1.关节轴承装配自动生产线，其特征是包括内圈前处理装置、外圈前处理装置、定位开缝合套设备、游隙检测装置、激光打标机、成品清洗机、成品涂油机和成品理料包装机，

所述内圈前处理装置包括前后设置的内圈上料储料机和内圈测量机，在所述内圈上料储料机和内圈测量机之间设有输送带；所述外圈前处理装置包括前后设置的外圈上料储料机和外圈测量机，在所述外圈上料储料机和外圈测量机之间设有输送带，所述内圈前处理装置和外圈前处理装置并列设置；在所述内圈测量机和外圈测量机的后面设有定位开缝合套设备，在所述定位开缝合套设备与内圈测量机、定位开缝合套设备与外圈测量机之间分别设有输送带，在所述定位开缝合套设备的后面设有前后顺次设置并通过输送带连接的游隙检测装置、激光打标机、成品清洗机、成品涂油机和成品理料包装机；

所述定位开缝合套设备包括机架、定位总成、平移总成、伸缩总成、夹紧总成、冲床和合套机，

所述定位总成包括支架、安装板、红外线发射器、红外线接收器、第一电机和转台，所述支架为左右相对设置并固定在机架上的两个，在两所述支架上分别滑动安装有一安装板，两所述安装板上下同步滑动，并在竖向放置的两所述安装板与对应的支架之间设有顶丝锁紧件；在两所述安装板上分别固定安装有红外线发射器和红外线接收器，所述红外线发射器的发射端穿过左侧的支架后朝向对侧的红外线接收器，且所述红外线发射器发出的红外线位于水平面内，所述红外线接收器的接收端穿过右侧的支架；在两所述支架之间设有一固定在机架上的第一电机，所述第一电机的输出轴竖向放置并朝上，在所述第一电机输出轴上固定安装一上表面位于水平面内的转台，所述第一电机通过导线与红外线接收器信号连接；

在所述定位总成的一侧设有一固定在机架上并沿左右方向布置的导轨，所述导轨的右端伸出机架一段，在所述导轨上滑动安装有一齿条，在所述导轨的一侧固定安装有一第二电机，在所述第二电机输出轴上固定安装有一与齿条啮合配合的齿轮；在所述导轨的左右两侧分别设有第一行程开关和第二行程开关，在所述齿条的上部固定有一固定板，所述固定板的左右两侧分别与第一行程开关和第二行程开关接触配合，所述导轨、齿条、齿轮、第二电机、第一行程开关和第二行程开关构成了平移总成；

所述伸缩总成包括固定在固定板上表面的第一气缸和固定在第一气缸活塞杆自由端的固定架，所述第一气缸活塞杆的伸缩方向垂直于齿条的滑动方向，所述固定架与固定板滑动连接；

所述夹紧总成包括“<”的夹板、弹簧、第二气缸、横臂和滚轮，两所述夹板左右相对设置并构成一个“<>”形，两所述夹板的安装端置于固定架的内腔中并与固定架转动连接，在所述夹板的内壁上设有橡胶垫；在每一所述夹板的安装端与固定架内壁之间设有一弹簧，在弹簧的作用下两所述夹板的另一端向两侧张开；在所述固定架的内腔中固定安装有一第二气缸，所述第二气缸活塞杆的伸缩方向与第一气缸活塞杆的伸缩方向相同，在所述第二气缸活塞杆的自由端固定有一横臂，在所述横臂的两末端分别转动安装有一与对应夹板接触配合的滚轮；

在所述机架的右侧设有一冲床，所述导轨的右端位于冲床工作台的前侧，所述工作台、转台和夹紧总成位于同一平面内，在所述工作台的后侧设有一与工作台对应设置的冲头，所述合套机设置在冲床的一侧。

2.根据权利要求1所述的关节轴承装配自动生产线，其特征是，所述内圈上料储料机包括四个竖向放置的立柱，在四个所述立柱之间设有一活塞杆朝上设置的顶升气缸，在所述顶升气缸的活塞杆自由端放置关节轴承内圈。

3.根据权利要求1所述的关节轴承装配自动生产线，其特征是，所述外圈上料储料机包括四个竖向放置的立柱，在四个所述立柱之间设有一活塞杆朝上设置的顶升气缸，在所述顶升气缸的活塞杆自由端放置关节轴承外圈。

4.根据权利要求1所述的关节轴承装配自动生产线，其特征是，在两所述安装板上分别设有一通孔，所述红外线发射器和红外线接收器分别与两安装板螺纹连接。