CN107020493A - 面向柔性装配的机械制造*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工业自动化装备,更具体地说,涉及一种用于制造机动车部件的自动化装配设备。本发明面向柔性装配的机械制造***,包括:用于固定转向节和轴承的夹具、立式机架、用于将内卡簧推入卡簧槽中的卡簧下压机构、用于为所述卡簧下压机构提供内卡簧的卡簧上料机构,所述夹具位于所述立式机架的下部,所述立式机架上设置有平板,所述卡簧下压机构、卡簧上料机构固连于所述平板。本发明面向柔性装配的机械制造***,将内卡簧自动化地装配到转向节的卡簧槽中,保证了装配过程的顺畅、可控。
Description
技术领域
本发明涉及工业自动化装备,更具体地说,涉及一种用于制造机动车部件的自动化装配设备。
背景技术
转向节(Steering Knuckle)又称“羊角”,是汽车转向桥中的重要零件之一,能够使汽车稳定行驶并灵敏传递行驶方向。
转向节的功用是传递并承受汽车前部载荷,支承并带动前轮绕主销转动而使汽车转向。在汽车行驶状态下,它承受着多变的冲击载荷,因此,要求其具有很高的强度要求和综合性能要求。
现阶段,转向节和轴承的装配多为手工装配,由于无法实时掌握内卡簧和转向节之间的力学指标,从而导致装配质量不高。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种面向柔性装配的机械制造***,在机动车部件的自动化装配生产过程中,利用卡簧推板将内卡簧推送至待装配的区域、利用下压电动缸推动将内卡簧推动至卡簧槽中、利用下压传感器实时采集分离式推杆推动内卡簧移动时的压力、利用带柔性的分离式推杆自动适应导向套筒的锥度通道;本发明面向柔性装配的机械制造***,将内卡簧自动化地装配到转向节的卡簧槽中,保证了装配过程的顺畅、可控。
一种面向柔性装配的机械制造***,包括:用于固定转向节和轴承的夹具、立式机架、用于将内卡簧推入卡簧槽中的卡簧下压机构、用于为所述卡簧下压机构提供内卡簧的卡簧上料机构,所述夹具位于所述立式机架的下部,所述立式机架上设置有平板,所述卡簧下压机构、卡簧上料机构固连于所述平板;
所述卡簧上料机构包括:料筒、配重块、水平滑台、卡簧推板、导向板、料筒座、垫板,所述内卡簧叠放于所述料筒中,所述配重块放置于所述内卡簧的上部,所述导向板固连于所述平板,所述卡簧推板活动连接于所述导向板,所述水平滑台通过金属连接块固连于所述卡簧推板;所述料筒通过所述料筒座固连于所述导向板,所述卡簧推板位于所述料筒的下部,所述卡簧推板上设置有可以容纳所述内卡簧的圆环孔;所述卡簧推板的下部固连有所述垫板,所述圆环孔和所述垫板之间设置有厚度间隙;
所述卡簧下压机构包括:下压电动缸、下压传感器、分离式推杆、微动滑板、立式导柱、小气缸、导向套筒,所述下压电动缸的缸体固连于所述立式支架,所述下压电动缸的下压活塞杆的下部固连有所述下压传感器,所述下压传感器的下部固连有所述分离式推杆;所述导向套筒通过所述立式导柱活动连接于所述平板,所述小气缸的气缸体固连于所述平板,所述小气缸的活塞杆的末端固连于所述导向套筒;所述导向套筒的上部设置有垫板通道、固定环,所述固定环的下部设置有锥孔通道,所述分离式推杆和所述锥孔通道相匹配;在所述导向套筒的下部固连有和所述转向节的外径相匹配的定位环,所述锥孔通道和所述转向节上用于安置所述轴承的轴承孔相匹配。
优选地,所述分离式推杆上设置有:基底、分叉、应力槽,所述基底固连于所述下压传感器,所述基底的下部设置有相互独立的所述分叉,所述分叉之间设置有有利于弹性变形的所述应力槽。
优选地,所述厚度间隙大于等于所述固定环的深度,所述固定环的深度大于所述内卡簧的厚度,所述厚度间隙和所述固定环处于同一高度位置;所述固定环位于所述垫板和所述圆环孔之间。
优选地,所述配重块的外径上设置有外螺纹,所述料筒的内壁设置有和所述配重块相匹配的内螺纹,转动所述配重块,可以驱动所述配重块沿所述料筒做轴向运动。
优选地,所述内卡簧和所述卡簧推板的圆环孔处于紧配合的状态。
优选地,所述分离式推杆采用具有较高弹性性能的弹簧钢材料制作。
优选地,所述垫板通道和垫板相匹配。
优选地,当所述内卡簧处于所述固定环中后,所述下压电动缸启动下压,所述分离式推杆推动所述内卡簧沿所述锥孔通道下降,直至所述内卡簧进入到所述卡簧槽中,所述下压传感器采集所述下压电动缸的推力,并作出以下判据:如果推力值大于正常的推力,则判断所述内卡簧的外径尺寸偏大或者刚性偏大,所述内卡簧的品质不合格,装配过程中断,更换所述内卡簧后重新启动装配;如果推力值小于正常的推力,则判断所述内卡簧的外径尺寸偏小或者刚性偏小,所述内卡簧的品质不合格,装配过程中断,更换所述内卡簧后重新启动装配。
和传统技术相比,本发明面向柔性装配的机械制造***具有以下积极作用和有益效果:
本发明面向柔性装配的机械制造***,主要包括:夹具、立式机架、卡簧下压机构和卡簧上料机构。所述夹具用于固定所述转向节和轴承,所述立式支架用于支撑所述卡簧下压机构和卡簧上料机构,所述卡簧下压机构用于将内卡簧推入卡簧槽中,所述卡簧上料机构用于推动所述内卡簧至所述固定环。数量众多的所述内卡簧叠放于所述料筒中,所述卡簧上料机构推送一个所述内卡簧至所述固定环中,所述卡簧下压机构完成对所述内卡簧的安装。所述内卡簧在装配的过程中,由所述分离式推杆推动所述内卡簧沿所述锥孔通道下降至所述卡簧槽中,所述分叉、内卡簧柔性适应所述锥孔通道内径尺寸的变化,所述内卡簧的外径尺寸变化处于缓慢地、逐步地动态变化过程中,所述内卡簧没有发生过量的变形,有利于所述内卡簧保持原有的弹性性能,从而保证了所述内卡簧的装配质量。
本发明面向柔性装配的机械制造***,实现了将所述内卡簧柔性地装配到所述转向节中,装配过程自动化程度高、保持了所述内卡簧原有的力学性能、装配质量高。
接下来描述所述卡簧上料机构的工作过程和工作原理:
所述配重块放置于所述内卡簧的上部,所述配重块的外径上设置有外螺纹,所述料筒的内壁设置有和所述配重块相匹配的内螺纹,转动所述配重块,可以驱动所述配重块沿所述料筒做轴向运动,从而推动所述内卡簧向所述圆环孔内运动。由于所述内卡簧和所述卡簧推板的圆环孔处于紧配合的状态,所以所述内卡簧进入所述圆环孔后被固定于所述卡簧推板上。
当所述内卡簧被固定于所述圆环孔中后,所述水平滑台推动所述圆环孔离开所述料筒的下部,到达所述固定环处。接着所述下压电动缸驱动所述分离式推杆下压,使所述内卡簧脱离所述圆环孔,使所述内卡簧接触到所述垫板。由于所述固定环位于所述垫板的上部、位于所述圆环孔的下部。所述内卡簧自然地进入到所述固定环中,由于所述内卡簧具有一定的弹性变形,因此所述内卡簧固定于所述固定环中。接着,所述分离式推杆上抬一端距离后,所述卡簧推板在所述水平滑台的驱动下离开所述卡簧下压机构,回到所述料筒的下部。
接下来描述所述卡簧下压机构的工作过程和工作原理:
所述分离式推杆推动所述内卡簧离开所述固定环并进入至所述锥孔通道中,由于所述锥孔通道具有锥度,从高到低,所述锥孔通道的直径逐渐缩小。在所述内卡簧向所述卡簧槽运动的过程中,所述内卡簧的内径逐渐缩小,所述分叉亦始终贴于所述锥孔通道的内壁并发生柔性变形。直到所述分叉推动所述内卡簧进入所述卡簧槽中。
下降的过程中,至所述卡簧槽中,所述分叉、内卡簧柔性适应所述锥孔通道内径尺寸的变化,所述内卡簧的外径尺寸变化处于缓慢地、逐步地动态变化过程中,所述内卡簧没有发生过量的变形,有利于所述内卡簧保持原有的弹性性能,从而保证了所述内卡簧的装配质量。在此过程中,所述下压传感器采集所述下压电动缸的推力,并作出以下判据:如果推力值大于正常的推力,则判断所述内卡簧的外径尺寸偏大或者刚性偏大,所述内卡簧的品质不合格,装配过程中断,更换所述内卡簧后重新启动装配;如果推力值小于正常的推力,则判断所述内卡簧的外径尺寸偏小或者刚性偏小,所述内卡簧的品质不合格,装配过程中断,更换所述内卡簧后重新启动装配。通过对装配过程中力学指标的严格监控,可是实现对所述内卡簧的机械性能检测,并提高产品的装配质量。
附图说明
图1、2、3、4是本发明面向柔性装配的机械制造***的结构示意图;
图5是本发明面向柔性装配的机械制造***的导向套筒的结构示意图。
3夹具、6转向节、7轴承40立式机架、41下压电动缸、42下压活塞杆、43下压传感器、44分离式推杆、45微动滑板、46立式导柱、47小气缸、48平板、49料筒、50配重块、51内卡簧、52水平滑台、53卡簧推板、54导向板、55料筒座、56垫板、57导向套筒、58垫板通道、59固定环、60锥孔通道、61锥度、62基底、63分叉、64应力槽、65定位环、66卡簧槽。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步地详细说明,但不构成对本发明的任何限制,附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述,本发明提供了一种面向柔性装配的机械制造***,在机动车部件的自动化装配生产过程中,利用卡簧推板将内卡簧推送至待装配的区域、利用下压电动缸推动将内卡簧推动至卡簧槽中、利用下压传感器实时采集分离式推杆推动内卡簧移动时的压力、利用带柔性的分离式推杆自动适应导向套筒的锥度通道;本发明面向柔性装配的机械制造***,将内卡簧自动化地装配到转向节的卡簧槽中,保证了装配过程的顺畅、可控。
图1、2、3、4是本发明面向柔性装配的机械制造***的结构示意图;图5是本发明面向柔性装配的机械制造***的导向套筒的结构示意图。
一种面向柔性装配的机械制造***,包括:用于固定转向节6和轴承7的夹具3、立式机架40、用于将内卡簧51推入卡簧槽66中的卡簧下压机构、用于为所述卡簧下压机构提供内卡簧51的卡簧上料机构,所述夹具3位于所述立式机架40的下部,所述立式机架40上设置有平板48,所述卡簧下压机构、卡簧上料机构固连于所述平板48;
所述卡簧上料机构包括:料筒49、配重块50、水平滑台52、卡簧推板53、导向板54、料筒座55、垫板56,所述内卡簧51叠放于所述料筒49中,所述配重块50放置于所述内卡簧51的上部,所述导向板54固连于所述平板48,所述卡簧推板53活动连接于所述导向板54,所述水平滑台52通过金属连接块固连于所述卡簧推板53;所述料筒49通过所述料筒座55固连于所述导向板54,所述卡簧推板53位于所述料筒49的下部,所述卡簧推板53上设置有可以容纳所述内卡簧51的圆环孔;所述卡簧推板53的下部固连有所述垫板56,所述圆环孔和所述垫板56之间设置有厚度间隙67;
所述卡簧下压机构包括:下压电动缸41、下压传感器43、分离式推杆44、微动滑板45、立式导柱46、小气缸47、导向套筒57,所述下压电动缸41的缸体固连于所述立式支架40,所述下压电动缸41的下压活塞杆42的下部固连有所述下压传感器43,所述下压传感器43的下部固连有所述分离式推杆44;所述导向套筒57通过所述立式导柱46活动连接于所述平板48,所述小气缸47的气缸体固连于所述平板48,所述小气缸47的活塞杆的末端固连于所述导向套筒57;所述导向套筒57的上部设置有垫板通道58、固定环59,所述固定环59的下部设置有锥孔通道60,所述分离式推杆44和所述锥孔通道60相匹配;在所述导向套筒57的下部固连有和所述转向节6的外径相匹配的定位环65,所述锥孔通道60和所述转向节6上用于安置所述轴承7的轴承孔相匹配。
更具体地,所述分离式推杆44上设置有:基底62、分叉63、应力槽64,所述基底62固连于所述下压传感器43,所述基底62的下部设置有相互独立的所述分叉63,所述分叉63之间设置有有利于弹性变形的所述应力槽64。
更具体地,所述厚度间隙67大于等于所述固定环59的深度,所述固定环59的深度大于所述内卡簧51的厚度,所述厚度间隙67和所述固定环59处于同一高度位置;所述固定环59位于所述垫板56和所述圆环孔之间。
更具体地,所述配重块50的外径上设置有外螺纹,所述料筒49的内壁设置有和所述配重块50相匹配的内螺纹,转动所述配重块50,可以驱动所述配重块50沿所述料筒49做轴向运动。
更具体地,所述内卡簧51和所述卡簧推板53的圆环孔处于紧配合的状态。
更具体地,所述分离式推杆44采用具有较高弹性性能的弹簧钢材料制作。
更具体地,所述垫板通道58和垫板56相匹配。
更具体地,当所述内卡簧51处于所述固定环59中后,所述下压电动缸41启动下压,所述分离式推杆44推动所述内卡簧51沿所述锥孔通道60下降,直至所述内卡簧51进入到所述卡簧槽66中,所述下压传感器43采集所述下压电动缸41的推力,并作出以下判据:如果推力值大于正常的推力,则判断所述内卡簧51的外径尺寸偏大或者刚性偏大,所述内卡簧51的品质不合格,装配过程中断,更换所述内卡簧51后重新启动装配;如果推力值小于正常的推力,则判断所述内卡簧51的外径尺寸偏小或者刚性偏小,所述内卡簧51的品质不合格,装配过程中断,更换所述内卡簧51后重新启动装配。
以下结合图1至5,进一步描述本发明面向柔性装配的机械制造***的工作原理和工作过程:
本发明面向柔性装配的机械制造***,主要包括:夹具3、立式机架40、卡簧下压机构和卡簧上料机构。所述夹具3用于固定所述转向节6和轴承7,所述立式支架40用于支撑所述卡簧下压机构和卡簧上料机构,所述卡簧下压机构用于将内卡簧51推入卡簧槽66中,所述卡簧上料机构用于推动所述内卡簧51至所述固定环59。数量众多的所述内卡簧51叠放于所述料筒49中,所述卡簧上料机构推送一个所述内卡簧51至所述固定环59中,所述卡簧下压机构完成对所述内卡簧51的安装。所述内卡簧51在装配的过程中,由所述分离式推杆44推动所述内卡簧51沿所述锥孔通道60下降至所述卡簧槽66中,所述分叉63、内卡簧51柔性适应所述锥孔通道60内径尺寸的变化,所述内卡簧51的外径尺寸变化处于缓慢地、逐步地动态变化过程中,所述内卡簧51没有发生过量的变形,有利于所述内卡簧51保持原有的弹性性能,从而保证了所述内卡簧51的装配质量。
本发明面向柔性装配的机械制造***,实现了将所述内卡簧51柔性地装配到所述转向节6中,装配过程自动化程度高、保持了所述内卡簧51原有的力学性能、装配质量高。
接下来描述所述卡簧上料机构的工作过程和工作原理:
所述配重块50放置于所述内卡簧51的上部,所述配重块50的外径上设置有外螺纹,所述料筒49的内壁设置有和所述配重块50相匹配的内螺纹,转动所述配重块50,可以驱动所述配重块50沿所述料筒49做轴向运动,从而推动所述内卡簧51向所述圆环孔内运动。由于所述内卡簧51和所述卡簧推板53的圆环孔处于紧配合的状态,所以所述内卡簧51进入所述圆环孔后被固定于所述卡簧推板53上。
当所述内卡簧51被固定于所述圆环孔中后,所述水平滑台52推动所述圆环孔离开所述料筒49的下部,到达所述固定环59处。接着所述下压电动缸41驱动所述分离式推杆44下压,使所述内卡簧51脱离所述圆环孔,使所述内卡簧51接触到所述垫板56。由于所述固定环59位于所述垫板56的上部、位于所述圆环孔的下部。所述内卡簧51自然地进入到所述固定环59中,由于所述内卡簧51具有一定的弹性变形,因此所述内卡簧51固定于所述固定环59中。接着,所述分离式推杆44上抬一端距离后,所述卡簧推板53在所述水平滑台52的驱动下离开所述卡簧下压机构,回到所述料筒49的下部。
接下来描述所述卡簧下压机构的工作过程和工作原理:
所述分离式推杆44推动所述内卡簧51离开所述固定环59并进入至所述锥孔通道60中,由于所述锥孔通道60具有锥度61,从高到低,所述锥孔通道60的直径逐渐缩小。在所述内卡簧51向所述卡簧槽66运动的过程中,所述内卡簧51的内径逐渐缩小,所述分叉63亦始终贴于所述锥孔通道60的内壁并发生柔性变形。直到所述分叉63推动所述内卡簧51进入所述卡簧槽66中。
下降的过程中,至所述卡簧槽66中,所述分叉63、内卡簧51柔性适应所述锥孔通道60内径尺寸的变化,所述内卡簧51的外径尺寸变化处于缓慢地、逐步地动态变化过程中,所述内卡簧51没有发生过量的变形,有利于所述内卡簧51保持原有的弹性性能,从而保证了所述内卡簧51的装配质量。在此过程中,所述下压传感器43采集所述下压电动缸41的推力,并作出以下判据:如果推力值大于正常的推力,则判断所述内卡簧51的外径尺寸偏大或者刚性偏大,所述内卡簧51的品质不合格,装配过程中断,更换所述内卡簧51后重新启动装配;如果推力值小于正常的推力,则判断所述内卡簧51的外径尺寸偏小或者刚性偏小,所述内卡簧51的品质不合格,装配过程中断,更换所述内卡簧51后重新启动装配。通过对装配过程中力学指标的严格监控,可是实现对所述内卡簧51的机械性能检测,并提高产品的装配质量。
最后,应当指出,以上实施例仅是本发明面向柔性装配的机械制造***较有代表性的例子。显然,本发明面向柔性装配的机械制造***不限于上述实施例,还可以有许多变形。凡是依据本发明面向柔性装配的机械制造***的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均应认为属于本发明面向柔性装配的机械制造***的保护范围。
Claims (8)
1.一种面向柔性装配的机械制造***,其特征在于,包括:用于固定转向节和轴承的夹具、立式机架、用于将内卡簧推入卡簧槽中的卡簧下压机构、用于为所述卡簧下压机构提供内卡簧的卡簧上料机构,所述夹具位于所述立式机架的下部,所述立式机架上设置有平板,所述卡簧下压机构、卡簧上料机构固连于所述平板;
所述卡簧上料机构包括:料筒、配重块、水平滑台、卡簧推板、导向板、料筒座、垫板,所述内卡簧叠放于所述料筒中,所述配重块放置于所述内卡簧的上部,所述导向板固连于所述平板,所述卡簧推板活动连接于所述导向板,所述水平滑台通过金属连接块固连于所述卡簧推板;所述料筒通过所述料筒座固连于所述导向板,所述卡簧推板位于所述料筒的下部,所述卡簧推板上设置有可以容纳所述内卡簧的圆环孔;所述卡簧推板的下部固连有所述垫板,所述圆环孔和所述垫板之间设置有厚度间隙;
所述卡簧下压机构包括:下压电动缸、下压传感器、分离式推杆、微动滑板、立式导柱、小气缸、导向套筒,所述下压电动缸的缸体固连于所述立式支架,所述下压电动缸的下压活塞杆的下部固连有所述下压传感器,所述下压传感器的下部固连有所述分离式推杆;所述导向套筒通过所述立式导柱活动连接于所述平板,所述小气缸的气缸体固连于所述平板,所述小气缸的活塞杆的末端固连于所述导向套筒;所述导向套筒的上部设置有垫板通道、固定环,所述固定环的下部设置有锥孔通道,所述分离式推杆和所述锥孔通道相匹配;在所述导向套筒的下部固连有和所述转向节的外径相匹配的定位环,所述锥孔通道和所述转向节上用于安置所述轴承的轴承孔相匹配。
2.根据权利要求1所述的面向柔性装配的机械制造***,其特征在于,所述分离式推杆上设置有:基底、分叉、应力槽,所述基底固连于所述下压传感器,所述基底的下部设置有相互独立的所述分叉,所述分叉之间设置有有利于弹性变形的所述应力槽。
3.根据权利要求1所述的面向柔性装配的机械制造***,其特征在于,所述厚度间隙大于等于所述固定环的深度,所述固定环的深度大于所述内卡簧的厚度,所述厚度间隙和所述固定环处于同一高度位置;所述固定环位于所述垫板和所述圆环孔之间。
4.根据权利要求1所述的面向柔性装配的机械制造***,其特征在于,所述配重块的外径上设置有外螺纹,所述料筒的内壁设置有和所述配重块相匹配的内螺纹,转动所述配重块,可以驱动所述配重块沿所述料筒做轴向运动。
5.根据权利要求1所述的面向柔性装配的机械制造***,其特征在于,所述内卡簧和所述卡簧推板的圆环孔处于紧配合的状态。
6.根据权利要求4所述的面向柔性装配的机械制造***,其特征在于,所述分离式推杆采用具有较高弹性性能的弹簧钢材料制作。
7.根据权利要求6所述的面向柔性装配的机械制造***,其特征在于,所述垫板通道和垫板相匹配。
8.根据权利要求6所述的面向柔性装配的机械制造***,其特征在于,当所述内卡簧处于所述固定环中后,所述下压电动缸启动下压,所述分离式推杆推动所述内卡簧沿所述锥孔通道下降,直至所述内卡簧进入到所述卡簧槽中,所述下压传感器采集所述下压电动缸的推力,并作出以下判据:如果推力值大于正常的推力,则判断所述内卡簧的外径尺寸偏大或者刚性偏大,所述内卡簧的品质不合格,装配过程中断,更换所述内卡簧后重新启动装配;如果推力值小于正常的推力,则判断所述内卡簧的外径尺寸偏小或者刚性偏小,所述内卡簧的品质不合格,装配过程中断,更换所述内卡簧后重新启动装配。
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