CN109434453B - 一种汽车轮毂转向节自动装配机及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车轮毂转向节自动装配机，包括转向节上料输送线，转向节上料输送线通过转向节上料机械手连接有压装装置I，压装装置I通过轴承上料机械手连接有一带输送机构的轴承料仓，压装装置I内完成转向节、轴承及卡簧的压装和检测，压装装置I通过传送机械手连接有压装装置II，压装装置II通过轮毂上料机械手连接有一带输送和挡停机构的轮毂料仓，压装装置II内完成轮毂的压装、转向节总成轮毂端面跳动检测及转向节总成打标，压装装置II通过下线机械手连接有成品分装装置。本装置集成度高，可进行流水线式的轴承压装、卡簧压装及轮毂压装，满足工业自动化生产的需要。

Description

一种汽车轮毂转向节自动装配机及装配方法

技术领域

本发明涉及转向节总成的装配，具体涉及一种汽车轮毂转向节自动装配机及装配方法。

背景技术

转向节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。

转向节总成的装配主要包括轴承的压装、卡簧的压装及轮毂的压装，现有的压装方式多为手工在单台机器上实现压装，集成度低，工作效率低，不适用于大规模工业自动化生产。

发明内容

本申请的目的在于提供一种汽车轮毂转向节自动装配机及装配方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种汽车轮毂转向节自动装配机，其特征在于：包括转向节上料输送线，所述转向节上料输送线通过转向节上料机械手连接有压装装置I，所述压装装置I通过轴承上料机械手连接有一带输送机构的轴承料仓，所述压装装置I内完成转向节、轴承及卡簧的压装和检测，所述压装装置I通过传送机械手连接有压装装置II，所述压装装置II通过轮毂上料机械手连接有一带输送和挡停机构的轮毂料仓，所述压装装置II内完成轮毂的压装、转向节总成轮毂端面跳动检测及转向节总成打标，所述压装装置II通过下线机械手连接有成品分装装置。

进一步地，所述带输送机构的轴承料仓包括机架I，所述机架I长度方向上设有若干条进料输送线I，所述进料输送线I并排反向设有1条出料输送线I，所述进料输送线I末端与出料输送线I前端处设有一倾斜的挡板，所述挡板与出料输送线I成锐角关系，物料从进料输送线I上运输至所述挡板处，可被逐个挤压推入所述出料输送线I上，所述出料输送线I出口端设有挡停机构I，所述挡停机构I包括挡停气缸I，所述挡停气缸I连接有挡停轴I，所述挡停气缸I并排一侧设有挡停气缸II，所述挡停气缸II连接有挡停轴II，所述挡停轴I及挡停轴II均垂直于所述出料输送线I，通过挡停气缸I、II的交替动作，可实现将物料分隔挡停，并逐一放行，所述挡停机构I后侧还设有检测相机，所述检测相机设置于所述出料输送线I正上方，所述检测相机正下方设置有夹紧机构，所述夹紧机构下方连接有翻转机构。

进一步地，所述检测相机、挡停机构I、夹紧机构及翻转机构均连接有PLC控制器。

进一步地，所述压装装置I包括旋转台I，所述旋转台I上一周分别设置有轴承压装机、卡簧上料压装机及卡簧检测机，所述旋转台I下部正对所述轴承压装机及卡簧上料压装机处设有斜面自锁式支撑机构。

进一步地，所述压装装置II包括旋转台II，所述旋转台II一周分别设置有轮毂压装机、转向节总成轮毂端面跳动检测机及转向节总成打标机，所述旋转台II底部正对轮毂压装机处设有斜面自锁式支撑机构。

进一步地，所述斜面自锁式支撑机构包括推力气缸、支撑平台、斜面支撑块及柱型支撑块，所述支撑平台为中空设计，其顶部中心设有开孔，所述斜面支撑块安装于所述支撑平台内部，所述斜面支撑块一侧连接于所述推力气缸，所述斜面支撑块可在推力气缸作用下在支撑平台内部做往复运动，所述斜面支撑块上方正对开孔处安装有柱型支撑块，二者之间为斜面接触，所述柱型支撑块可在斜面支撑块的作用下沿开孔伸出或缩回，所述斜面的倾斜角度小于或等于自锁角。

进一步地，所述带输送和挡停机构的轮毂料仓包括机架II，所述机架II长度方向上并列设置有若干条进料输送线II，各输送线之间设有档边，所述挡停机构设置于所述每条输送线II出口端，所述挡停机构包括安装架，所述安装架顶部垂直设置有气缸，所述气缸活塞杆连接有竖直的一级挡停轴，气缸活塞杆下端还铰接有二级挡停轴，所述二级挡停轴沿水平方向上倾斜设置，其中部铰接有一固定臂，所述固定臂另一端连接于所述安装架底部，所述挡停机构外侧机架II上还设有伺服上料工装，用以将物料运送至轮毂上料机械手处。

进一步地，所述成品分装装置包括机架III、转向节总成输送线、下线机械手、左右件分料机械手、左件成品输送线、右件成品输送线及PLC控制器，所述转向节总成输送线设置于所述机架III长度方向上，所述下线机械手垂直设置于所述转向节总成输送线上方，所述转向节总成输送线后段上方垂直设有左右件分料机械手，所述左右件分料机械手下方机架III上设有左右件检测传感器，所述左件成品输送线及右件成品输送线设置于所述转向节总成输送线两侧，所述左右件检测传感器及左右件分料机械手均连接有PLC控制器。

一种汽车轮毂转向节自动装配方法，应用于上述的一种汽车轮毂转向节自动装配机中，其特征在于，包括以下步骤：

S1：通过转向节上料机械手将转向节夹取至压装装置I上，旋转台I逆时针转动至下一工位，通过轴承上料机械手将轴承夹取至转向节上，旋转台I继续转动至轴承压装机处进行压装，轴承压装完毕后，旋转台I继续转动至卡簧上料压装机位处进行卡簧压装，卡簧压装完毕后，旋转台I继续转动至卡簧检测机工位，通过传感器进行卡簧装配检测；

S2：通过传送机械手将检测完毕的转向节由旋转台I夹取至旋转台II上，旋转台II逆时针旋转至下一工位，通过轮毂上料机械手将轮毂夹取至转向节上，旋转台II继续旋转至轮毂压装机工位进行轮毂压装，压装完毕后旋转台II旋转至转向节总成轮毂端面跳动检测机工位进行检测，检测完毕后旋转台II旋转至转向节总成打标机工位处进行打标；

S3：打标后的转向节总成通过下线机械手将其夹取至转向节总成输送线上，通过左右件分料机械手将其分配至左件成品输送线及右件成品输送线上。

进一步地，还包括以下步骤：

S4：当各检测工段检测出不合格产品时，将其退出工位。

本发明带来的有益效果有：

1、本装置集成度高，可进行流水线式的轴承压装、卡簧压装及轮毂压装，满足工业自动化生产的需要。

2、轴承料仓及轮毂料仓都设有输送机构及挡停机构，可实现在线自动排料、送料，且其挡停机构均可实现将物料分割挡停，并逐一放行的功能。

3、轴承料仓出口端设有检测相机，可在线识别物料摆放的正反，通过其下部设置的夹紧及翻转机构可将摆放反向的物料翻转摆正。

4、自锁式支撑机构，通过使斜面角度小于其自锁角的设计，可提高支撑件的自锁性，提高其支撑性能。

5、通过成品分装装置可将转向节总成成品的左右件进行区分运输。

6、本装置只设置有多个机械手，均采用常规的现有技术，简单高效，满足自动化生产线需求。

附图说明

图1为本发明一种汽车轮毂转向节自动装配机的俯视图。

图2为本发明一种汽车轮毂转向节自动装配机的设备总装图。

图3为本发明中带输送机构的轴承料仓的俯视图。

图4为本发明中检测相机、夹紧机构及翻转机构的安装示意图。

图5为本发明中斜面自锁式支撑机构的剖面示意图。

图6为本发明中斜面自锁式支撑机构的俯视图。

图7为本发明中带输送和挡停机构的轮毂料仓的结构示意图。

图8为本发明中带输送和挡停机构的轮毂料仓的挡停机构的结构示意图。

图9为本发明中带输送和挡停机构的轮毂料仓的挡停机构的安装示意图。

图10为本发明中带输送和挡停机构的轮毂料仓的伺服上料工装的结构示意图。

图11为本发明中成品分装装置的俯视图。

图中：1-带输送机构的轴承料仓、111-进料输送线I、112-挡板、113-出料输送线I、114-检测相机、115-夹紧爪、116-夹紧气缸、117-旋摆气缸、118-抬升气缸、119-挡停机构I、120-机架I、2-轴承压装机、3-卡簧上料压装机、4-卡簧检测机、5-传送机械手、6-轮毂上料机械手、7-带输送和挡停机构的轮毂料仓、71-进料输送线II、72-挡停机构、721-气缸、722-一级挡停轴、723-固定臂、724-二级挡停轴、725-安装架、73-伺服上料工装、731-伺服移动轴、732-夹爪、733-伺服电机、74-机架II、8-轮毂压装机、9-转向节总成轮毂端面跳动检测机、10-转向节总成打标机、11-旋转台II、12-成品分装装置、121-转向节总成输送线、122-左右件分料机械手、123-右件成品输送线、124-左件成品输送线、125-机架III、13-下线机械手、14-旋转台I、15-转向节上料机械手、16-转向节上料输送线、17-轴承上料机械手、18-推力气缸、19-浮动接头、20-支撑平台、21-柱型支撑块、22-斜面支撑块、23-开孔。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明申请的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

请参阅图1-11，一种汽车轮毂转向节自动装配机，包括转向节上料输送线16，转向节上料输送线16通过转向节上料机械手15连接有压装装置I，压装装置I通过轴承上料机械手17连接有一带输送机构的轴承料仓1，压装装置I内完成转向节、轴承及卡簧的压装和检测，压装装置I通过传送机械手5连接有压装装置II，压装装置II通过轮毂上料机械手6连接有一带输送和挡停机构的轮毂料仓7，压装装置II内完成轮毂的压装、转向节总成轮毂端面跳动检测及转向节总成打标，压装装置II通过下线机械手13连接有成品分装装置12。

实施例2

在实施例1的基础上，还包括：

带输送机构的轴承料仓1包括机架I120，机架I120长度方向上设有8进料输送线I111，进料输送线I111并排反向设有1条出料输送线I113，进料输送线I111末端与出料输送线I113前端处设有一倾斜的挡板112，挡板112与出料输送线I113成锐角关系，轴承从进料输送线I111上运输至挡板112处时，可被逐个挤压推入出料输送线I113上，进料输送线I111的运行速度大于出料输送线I113的运行速度，以确保物料运输及时。

出料输送线I113出口端设有挡停机构I119，挡停机构I119包括挡停气缸I，挡停气缸I连接有挡停轴I，挡停气缸I并排一侧设有挡停气缸II，挡停气缸II连接有挡停轴II，挡停轴I及挡停轴II均垂直于出料输送线I113，通过挡停气缸I、II的交替动作，可将连续排列的轴承分隔挡停，并逐一放行，挡停机构I119后侧还设有检测相机114，检测相机114设置于出料输送线I113正上方，检测相机114正下方设置有夹紧爪115，夹紧爪115一端连接有夹紧气缸116，夹紧气缸116背部连接有旋摆气缸117，旋摆气缸117下部连接有抬升气缸118。

检测相机114、挡停机构I119、夹紧气缸116、旋摆气缸117及抬升气缸118均连接有PLC控制器(由于视角关系，PLC控制器在图中并未显示)。

检测相机114后方出料输送线I113一侧上还设有旋转气缸，旋转气缸连接有旋转臂，用以将物料挡停在检测相机114正下方，当物料运输至检测相机114正下方时，检测相机114进行拍照识别，并将信息传输至PLC控制器，如确认物料摆放正确，则放行至下一工段，如识别物料摆放反向，PLC控制器将下达指令，控制夹紧气缸116动作，夹紧爪115夹紧物料，抬升气缸118活塞杆上升，旋摆气缸117工作，将物料翻转180°摆放，检测相机114再进行拍照识别，确认摆放正确后放行。

实施例3

在实施例1的基础上，还包括：

压装装置I包括旋转台I14，所述旋转台I14上一周分别设置有轴承压装机2、卡簧上料压装机3及卡簧检测机4(旋转台I14、轴承压装机2、卡簧上料压装机3及卡簧检测机4均采用现有技术的成型设备，在此处不做展开描述)。旋转台I下部正对轴承压装机2及卡簧上料压装机3处设有斜面自锁式支撑机构(由于视角关系在图1中并未显示)。

压装装置II包括旋转台II11，旋转台II11一周分别设置有轮毂压装机8、转向节总成轮毂端面跳动检测机9及转向节总成打标机10(旋转台II11、轮毂压装机8、转向节总成轮毂端面跳动检测机9及转向节总成打标机10均采用现有技术的成型设备，在此处不做展开描述)。旋转台II11底部正对轮毂压装机处8设有斜面自锁式支撑机构(由于视角关系在图1中并未显示)。

斜面自锁式支撑机构为不锈钢材质，包括推力气缸18、长方体的支撑平台20、斜面支撑块22及柱型支撑块21，支撑平台20为中空设计，其顶部中心设有开孔23，斜面支撑块22安装于支撑平台20内部，斜面支撑块22一侧通过浮动接头19连接于推力气缸18活塞杆，斜面支撑块22可在推力气缸18作用下在支撑平台20内部做往复运动，斜面支撑块22上方正对开孔23处安装有柱型支撑块21，二者之间为斜面接触，柱型支撑块21可在斜面支撑块22的作用下沿开孔23伸出或缩回，以支撑其上方的工装，斜面的倾斜角度位6°小于其自锁角8.5°。

实施例4

在实施例1的基础上，还包括：

带输送和挡停机构的轮毂料仓7包括机架II74，机架II74长度方向上并列设置有10条进料输送线II71，各输送线之间设有档边，形成料道，挡停机构72设置于每条输送线II71出口端，挡停机构72包括安装架725，安装架725顶部垂直设置有气缸721，气缸721活塞杆连接有竖直的一级挡停轴722，气缸721活塞杆下端还铰接有二级挡停轴724，二级挡停轴724沿水平方向上倾斜设置，其中部铰接有一固定臂723，固定臂723另一端连接于安装架725底部，固定臂723起到杠杆原理中支点的作用，当气缸721活塞杆下降，一级挡停轴722随其下架了，二级挡停轴724抬起；当气缸721活塞杆上升，一级挡停轴722随其抬起，二级挡停轴724下降；通过此过程，现实将连续的轮毂分割挡停，并逐一放行。挡停机构72外侧机架II74上还设有伺服上料工装73，用以将轮毂运送至轮毂上料机械手6处。伺服上料工装73包括伺服移动轴731，伺服移动轴731上活动安装有夹爪732，其一侧还设有伺服电机733。

实施例5

在实施例1的基础上，还包括：

成品分装装置12包括机架III125、转向节总成输送线121、下线机械手13、左右件分料机械手122、左件成品输送线124、右件成品输送线123及PLC控制器(由于视角关系，在图中并未显示)，转向节总成输送线121设置于机架III125长度方向上，下线机械手13垂直设置于转向节总成输送线121上方，转向节总成输送线121后段上方垂直设有左右件分料机械手122，左右件分料机械手122下方机架III125上设有左右件检测传感器(由于视角关系，在图中并未显示)，左件成品输送线124及右件成品输送线123设置于转向节总成输送线121两侧，左右件检测传感器及左右件分料机械手122均连接有PLC控制器。

实施例6

一种汽车轮毂转向节自动装配方法，应用于上述任一实施例中的转向节自动装配机中，包括以下步骤：

S1：通过转向节上料机械手15将转向节夹取至压装装置I上，旋转台I14逆时针转动至下一工位，通过轴承上料机械手17将轴承夹取至转向节上，旋转台I14继续转动至轴承压装机2处进行压装，轴承压装完毕后，旋转台I14继续转动至卡簧上料压装机3位处进行卡簧压装，卡簧压装完毕后，旋转台I14继续转动至卡簧检测机4工位，通过传感器进行卡簧装配检测；

S2：通过传送机械手5将检测完毕的转向节由旋转台I14夹取至旋转台II11上，旋转台II 11逆时针旋转至下一工位，通过轮毂上料机械手6将轮毂夹取至转向节上，旋转台II11继续旋转至轮毂压装机8工位进行轮毂压装，压装完毕后旋转台II11旋转至转向节总成轮毂端面跳动检测机9工位进行检测，检测完毕后旋转台II11旋转至转向节总成打标机10工位处进行打标；

S3：打标后的转向节总成通过下线机械13手将其夹取至转向节成品分装装置12上进行左右分装运输。

S4：当各检测工段检测出不合格产品时，将停止工作，将不合格产品退出工位。

本发明中各机械手均采用现有的常规技术，在此不做展开描述。本发明中各输送线均采用现有技术中的链板式输送线，其底部设有相应的驱动轴及驱动电机(由于视角关系，驱动轴及驱动电机在图中并未显示)。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“底部”、“一侧”，等指示的方向或位置关系为基于附图所示的方向或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (3)

1.一种汽车轮毂转向节自动装配机，其特征在于：包括转向节上料输送线，所述转向节上料输送线通过转向节上料机械手连接有压装装置I，所述压装装置I通过轴承上料机械手连接有一带输送机构的轴承料仓，所述压装装置I内完成转向节、轴承及卡簧的压装和检测，所述压装装置I通过传送机械手连接有压装装置II，所述压装装置II通过轮毂上料机械手连接有一带输送和挡停机构的轮毂料仓，所述压装装置II内完成轮毂的压装、转向节总成轮毂端面跳动检测及转向节总成打标，所述压装装置II通过下线机械手连接有成品分装装置；

所述带输送机构的轴承料仓包括机架I，所述机架I长度方向上设有若干条进料输送线I，所述进料输送线I并排反向设有1条出料输送线I，所述进料输送线I末端与出料输送线I前端处设有一倾斜的挡板，所述挡板与出料输送线I成锐角关系，物料从进料输送线I上运输至所述挡板处，可被逐个挤压推入所述出料输送线I上，所述出料输送线I出口端设有挡停机构I，所述挡停机构I包括挡停气缸I，所述挡停气缸I连接有挡停轴I，所述挡停气缸I并排一侧设有挡停气缸II，所述挡停气缸II连接有挡停轴II，所述挡停轴I及挡停轴II均垂直于所述出料输送线I，通过挡停气缸I、II的交替动作，可实现将物料分隔挡停，并逐一放行，所述挡停机构I后侧还设有检测相机，所述检测相机设置于所述出料输送线I正上方，所述检测相机正下方设置有夹紧机构，所述夹紧机构下方连接有翻转机构；

所述检测相机、挡停机构I、夹紧机构及翻转机构均连接有PLC控制器；

所述压装装置I包括旋转台I，所述旋转台I上一周分别设置有轴承压装机、卡簧上料压装机及卡簧检测机，所述旋转台I下部正对所述轴承压装机及卡簧上料压装机处设有斜面自锁式支撑机构；

所述压装装置II包括旋转台II，所述旋转台II一周分别设置有轮毂压装机、转向节总成轮毂端面跳动检测机及转向节总成打标机，所述旋转台II底部正对轮毂压装机处设有斜面自锁式支撑机构；

所述斜面自锁式支撑机构包括推力气缸、支撑平台、斜面支撑块及柱型支撑块，所述支撑平台为中空设计，其顶部中心设有开孔，所述斜面支撑块安装于所述支撑平台内部，所述斜面支撑块一侧连接于所述推力气缸，所述斜面支撑块可在推力气缸作用下在支撑平台内部做往复运动，所述斜面支撑块上方正对开孔处安装有柱型支撑块，二者之间为斜面接触，所述柱型支撑块可在斜面支撑块的作用下沿开孔伸出或缩回，所述斜面的倾斜角度小于或等于自锁角；

所述带输送和挡停机构的轮毂料仓包括机架II，所述机架II长度方向上并列设置有若干条进料输送线II，各输送线之间设有档边，所述挡停机构设置于所述每条输送线II出口端，所述挡停机构包括安装架，所述安装架顶部垂直设置有气缸，所述气缸活塞杆连接有竖直的一级挡停轴，气缸活塞杆下端还铰接有二级挡停轴，所述二级挡停轴沿水平方向上倾斜设置，其中部铰接有一固定臂，所述固定臂另一端连接于所述安装架底部，所述挡停机构外侧机架II上还设有伺服上料工装，用以将物料运送至轮毂上料机械手处。

2.一种汽车轮毂转向节自动装配方法，应用于权利要求1所述的一种汽车轮毂转向节自动装配机中，其特征在于，包括以下步骤：

S1：通过转向节上料机械手将转向节夹取至压装装置I上，旋转台I逆时针转动至下一工位，通过轴承上料机械手将轴承夹取至转向节上，旋转台I继续转动至轴承压装机处进行压装，轴承压装完毕后，旋转台I继续转动至卡簧上料压装机位处进行卡簧压装，卡簧压装完毕后，旋转台I继续转动至卡簧检测机工位，通过传感器进行卡簧装配检测；

S2：通过传送机械手将检测完毕的转向节由旋转台I夹取至旋转台II上，旋转台II逆时针旋转至下一工位，通过轮毂上料机械手将轮毂夹取至转向节上，旋转台II继续旋转至轮毂压装机工位进行轮毂压装，压装完毕后旋转台II旋转至转向节总成轮毂端面跳动检测机工位进行检测，检测完毕后旋转台II旋转至转向节总成打标机工位处进行打标；

S3：打标后的转向节总成通过下线机械手将其夹取至成品分装装置上进行分装。

3.根据权利要求2所述的一种汽车轮毂转向节自动装配方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S4：当各检测工段检测出不合格产品时，将其退出工位。

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