CN102142742B - 蜗杆压装方法与用于该方法的压装设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于将蜗杆安装在电机的电机轴上的蜗杆装配装置，包括：下工装组件，包括固定电机的工装座和用于监测该电机壳体底部受力的第一压力传感器；夹板组件，包括用于夹紧电机轴的夹爪；上工装组件，包括适于接收蜗杆的导向弹簧销、连接在该导向弹簧销上方的导柱和用于监测下压位置的第一位置传感器。本发明还公开一种蜗杆装配方法，包括：将电机装设于一下工装组件的工装座上；利用一夹爪夹紧该电机的电机轴；将蜗杆装设在一上工装组件上；利用所述上工装组件将所述蜗杆向下推送，将所述蜗杆变速压装至所述电机轴上；其中，推送过程中检测下压位置是否到达设定位置，并且监测该电机的机壳受力情况。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于电机结构的装置和方法，尤其是指一种蜗杆的装配装置和方法。
背景技术
在一些小功率电机的应用中会使用到蜗杆蜗轮传动（如汽车用座椅电机）。如图9所示，蜗杆101被压装于转子轴（电机轴）102上，转子轴102的连接为电机本体100的构成部件，蜗杆101固设于转子轴102上，通过电机带动转子轴102转动，同时再经由蜗轮（图中未显示）与蜗杆101的配合作用即可将动力由蜗轮向外传送。
在现有技术中，蜗杆101装配到转子轴102上采用的是过盈配合和挤压的技术来完成的，但在挤压的过程中，机壳103不可以受很大的压力以防止垫片104不被压碎，转子轴102与蜗杆101的对中也十分困难，同时压力过小又无法将蜗杆101压入轴中，这就必须重新考虑用何种方法来保证挤压过程和挤压结果的稳定。
发明内容
本发明要解决的技术问题为提供一种稳定和连续的装配方法，既要保证足够的压入力，又要保证机壳内的垫片不被压碎，同时对中性还要很好，通过这种装配方式来实现蜗杆的高精度装配。
为了实现上述目的，本发明提供一种新的装配蜗杆的方法，以及该方法中使用的装置。
本发明的技术方案包括：
一种蜗杆装配装置，用于将蜗杆安装在电机的电机轴上，其特征在于，该装置包括：
下工装组件，包括用于固定电机的工装座和用于监测该电机壳体底部受力的第一压力传感器；
夹板组件，包括用于夹紧电机轴的夹爪；
上工装组件，包括适于接收蜗杆的导向弹簧销、连接在该导向弹簧销上方的导柱和用于监测下压位置的第一位置传感器。
其中，该工装座的构造与电机外形相匹配，并构造为支撑深度达到机壳一半的高度。
其中，该下工装组件还包括用于调节工装的工装高度限位套、第一光轴和第一限位螺母。
该下工装组件还包括支撑该下工装座的该滑动导轨、与该滑动导轨连接的滑块、与该滑块连接的滑动板、限制该工装座位置的限位挡块、驱动该工装座滑进滑出的驱动气缸和与该气缸连接的气缸连接板。
其中，该夹板组件还包括与该夹爪连接的支架、与该支架连接的抱轴夹手、连接该抱轴夹手的夹手底板、连接该抱轴夹手的中间托板和连接该抱轴夹手的加强筋。
该夹板组件还包括与该中间托板连接的第二光轴、第二限位螺母、立柱和辅助弹簧，以及与该中间托板下方连接的限位块。
其中，所述导向弹簧销上端利用弹簧弹性安装在导柱下端的孔中，该导向弹簧销下端受压迫时该导柱向上缩进该导柱，所述导向弹簧销侧面设有键槽，一销头通过板簧可伸缩地安装在该键槽中。
其中，该上工装组件还包括丝杠导轨、与该丝杠导轨配合的顶板、设在该顶板两侧的导向轴和与该顶板连接的加固板，以及与该导柱连接的连接板、与该连接板连接的下连接头、与该下连接头配合的滑板、与该连接板和该滑板配合的下盖板和与该下盖板连接的上连接杆，其中该上连接杆运行时抵靠所述顶板。
该上工装组件还包括丝杠导轨压入力检测传感器，用于检查压入力是否符合产品要求；该夹板组件还包括夹爪位移传感器，检查夹爪动作是否执行；该下工装组件还包括滑动导轨位置传感器，感应气缸进入和退出是否到位。
本发明的技术方案还包括一种蜗杆装配方法，其特征在于，该方法包括：
将电机装设于一下工装组件的工装座上；
利用一夹爪夹紧该电机的电机轴；
将蜗杆装设在一上工装组件上；
利用所述上工装组件将所述蜗杆向下推送，将所述蜗杆变速压装至所述电机轴上；
其中，利用一第一位置传感器监测下压位置，以及利用一第一压力传感器监测该电机的机壳受力情况。
其中，所述上工装组件包括适于接收蜗杆的导向弹簧销、连接在该导向弹簧销上方的导柱，进一步通过以下步骤将所述蜗杆变速压装至所述电机轴上：
将所述蜗杆装设在所述导向弹簧销上；
所述导柱带动所述导向弹簧销与所述蜗杆向下推送，所述电机轴的上端推抵所述导向弹簧销的下端，使所述导向弹簧销缩进所述导柱内，所述导柱进一步下压，通过所述导柱的下端推抵所述蜗杆压装至所述电机轴上。
其中，在所述导向弹簧销的侧面设置一可伸缩的销头，通过所述销头抵靠所述蜗杆的内壁，将所述蜗杆装设在所述导向弹簧销上。
其中，将蜗杆变速压入到电极轴上包括如下步骤：a）第一阶段， 压入速度从0到300mm/s，该阶段压入距离为从 0到50mm；b）第二阶段，压入速度从300mm/s变为400mm/s，该阶段压入距离为从50mm到130mm；c）第三阶段，压入速度从400mm/s变为350mm/s，该阶段的压入距离 为从130mm到200mm；d）第四阶段，压入速度从350mm/s变为380mm/s，该阶段压入距离为从200mm到270mm；e）第五阶段，压入速度从 380mm/s变为390mm/s，该阶段压入距离为270到300mm。
其中，利用辅助弹簧抵消一部分蜗杆压入力。
本发明的积极进步效果在于：抱合压力机构设计，这样的结构可以使气缸发挥最大的推力，同时也可以起到保证抱合贴合状态；提供了一定的调整空间，又使用销轴保证工装的定位准确；利用机壳感应压力传感器监测该电机的机壳受理情况，如果超过预定值则采取一定措施，防止电机内的垫片就会损坏。
附图说明
图1为本发明的一较佳实施例的总体示意图。
图2为本发明的一较佳实施例的装置的局部放大示意图。
图3为本发明的一较佳实施例的导向弹簧销的正视结构示意图。
图4为本发明的一较佳实施例的导向弹簧销的侧视结构示意图。
图5为本发明的一较佳实施例中蜗杆装到导向弹簧销上的示意图。
图6为图2所示装置的又一局部放大示意图。
图7为本发明的一较佳实施例的下工装组件的局部后视立体示意图。
图8为本发明的一较佳实施例中蜗杆压装时的示意图。
图9为现有技术中的蜗杆连接结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本发明作详细说明。
如图1所示，本发明的蜗杆装配装置1主要包括下工装组件10、夹板组件20以及上工装组件30。
其中，上工装组件30包括一顶板302，该顶板302的两侧分别设有一导向轴303以及与该顶板302连接的加固板304，顶板302的上方设有一丝杠导轨301可驱动顶板302沿着导向轴303上下运动，该丝杠导轨301上还设有一丝杠导轨压入力检测传感器401以及一第一位置传感器402，其中，丝杠导轨压入力检测传感器401用于检查压入力是否符合产品要求。
配合图2所示，上工装组件30还包括一固接在顶板302下方的上连接杆211，该上连接杆211上设有一滑板209、与该滑板209配合的下盖板210以及设于该下盖板210下方的下连接头208。在上连接杆211的底部设有一连接板207，该连接板207的下方进一步设有一导柱206。
配合图3所示，导柱206底部设有一容置孔212，一导向弹簧销205通过一弹簧213弹性连接于容置孔212内，进一步配合图4所示，在导向弹簧销205的侧面设有一键槽214，一销头215通过一板簧可伸缩地连接于该键槽214中，参见图5所示，当将蜗杆101装到导向弹簧销205上时，通过销头215抵靠蜗杆101的内壁从而将蜗杆101固定在导向弹簧销205上。在蜗杆101压装的过程中，第一位置传感器402用于监测导柱206的下压位置。
如图6所示，下工装组件10包括用于固定电机100的工装座203和用于监测该电机100的机壳103受力情况的第一压力传感器404，监测受力是否超过1000N，如果超过这个值，电机100内的垫片104就会损坏。
其中，该工装座203的构造与电机100外形相匹配，并构造为支撑深度达到机壳103一半的高度。
该下工装组件10还包括用于调节工装座203的工装高度限位套313、第一光轴314和第一限位螺母315。
该下工装组件10还包括工装座203上部法兰片204、支撑该工装座203的该滑动导轨316、与该滑动导轨316连接的滑块317、与该滑块317连接的滑动板318、以及如图7中所示的限制该工装座203位置的限位挡块319、驱动该工装座203滑进滑出的驱动气缸320和与该气缸320连接的气缸连接板321。
其中，该下工装组件10还包括滑动导轨位置传感器405，感应气缸320进入和退出是否到位。
夹板组件20包括用于夹紧电机轴的夹爪201、与该夹爪201连接的支架202、与该支架202连接的抱轴夹手305、连接该抱轴夹手305的夹手底板306、连接该抱轴夹手305的中间托板307和连接该抱轴夹手305的加强筋308。
该夹板组件20还包括与该中间托板307连接的第二光轴309、第二限位螺母310、立柱311和辅助弹簧322，以及与该中间托板307下方连接的限位块312。
该夹板组件20还包括夹爪位移传感器403，检查夹爪201动作是否执行。
本发明的另一方面中，利用上述装置装配蜗杆101的方法包括：
将电机100装设该下工装组件10的工装座203上；
利用所述夹爪201夹紧该电机100的电机轴102；
将蜗杆101装设在所述导向弹簧销205上；
利用所述导柱206将所述蜗杆101向下推送，将蜗杆101变速压入到电机轴102上；并且利用所述第一位置传感器402监测下压位置，以及利用所述第一压力传感器404监测该电机100的机壳103受力情况。
将蜗杆101变速压入到电极轴上包括如下步骤：a）第一阶段， 压入速度从0到300mm/s，该阶段压入距离为从 0到50mm；b）第二阶段，压入速度从300mm/s变为400mm/s，该阶段压入距离为从50mm到130mm；c）第三阶段，压入速度从400mm/s变为350mm/s，该阶段的压入距离 为从130mm到200mm；d）第四阶段，压入速度从350mm/s变为380mm/s，该阶段压入距离为从200mm到270mm；e）第五阶段，压入速度从 380mm/s变为390mm/s，该阶段压入距离为270到300mm。
其中，利用辅助弹簧322抵消一部分压入力。
在蜗杆101装配时，参照以下步骤：
首先从上料管501中拿取蜗杆101，蜗杆101可通过包装帽子的颜色来识别是单牙蜗杆还是双牙蜗杆，然后将蜗杆101装到导向弹簧销205上，接着将电机100装到工装座203上，工装座203的形状决定了电机100的放置方向。
启动开始按钮502，工装座203通过滑动板318传送到工作区域，滑动导轨位置传感器405感应气缸320进入和退出是否到位，夹爪201夹紧电机轴102，夹爪位移传感器403感应夹爪201是否到达感应的最小位置。确认到达位置后，丝杠导轨301运动，通过顶板302和导柱206开始向下将蜗杆101慢慢压向电机轴102上，如图8所示，当导柱206的底部端面碰到电机轴102的顶部端面时，导向弹簧销205慢慢开始缩回导柱206，同时电机轴102的一部分也进入到导柱206中，这样即达到了一定的对准作用又辅助了电机100的稳定。在压装过程中控制窗口503会显示几行数值来检测整个蜗杆101的压装位置。第一行数值显示以设定的第一速度运动到第一次变速的位置，第二行数值显示以设定的第二速度运动到第二次变速的位置，第三行数值显示以设定的第三速度运动到第三次变速的位置，第四行数值显示以设定的第四速度运动到第四次变速的位置，第五行显示蜗杆101压入力是否在1000~5500N。旁边的显示器监测机壳内垫片104受力状况，受力超过1000N就会报警。
压装完毕后，丝杠导轨301快速退回原点，抱轴夹手305打开，工装座203恢复到原来位置。
其中，所述挤压过程是稳定和连续的。
工装座203采用与机壳103相匹配的形状，并且支撑深度达到机壳103一半的高度，这样可以使在机壳103不管是运动中还是压蜗杆101时都能够最大限度的保证稳定。
本发明采用四次变速压入，第一次变速是蜗杆101刚刚接触轴102时采用小速度对接，这样可以防止蜗杆101与电机轴102过大的冲击，减少电机轴102的损伤。第二次变速是蜗杆101导入后高速推进，保证了此工序的生产节拍。第三次变速是蜗杆101即将推到位，采用小速度推到位，减少惯性，保证推入力。第四次变速为0速度，保持几十毫秒，可以防止蜗杆101回弹。
本发明的抱合压力机构设计可以使气缸320发挥最大的推力，同时也可以起到保证抱合贴合状态。
本发明的抱合机构压紧工装的设计，提供了一定的调整空间，又使用导向弹簧销205保证工装的定位准确。
尽管本发明依照其优选实施方式描述，但是存在落入本发明范围内的改变、置换和各种替代等同物。这里提供的示例仅是说明性的，而不是对本发明的限制。
为了简明，本说明书省略了对公知技术的描述。
Claims (7)
1.一种蜗杆压装方法，将蜗杆压装至电机的电机轴上，其特征在于，该方法包括：
将电机装设于一下工装组件的工装座上；
利用一夹爪夹紧该电机的电机轴；
将蜗杆装设在一上工装组件上；
利用所述上工装组件将所述蜗杆向下推送，将所述蜗杆变速压装至所述电机轴上；
其中，利用一第一位置传感器监测下压位置，以及利用一第一压力传感器监测该电机的机壳受力情况，
所述上工装组件包括适于接收蜗杆的导向弹簧销、连接在该导向弹簧销上方的导柱，进一步通过以下步骤将所述蜗杆变速压装至所述电机轴上：
将所述蜗杆装设在所述导向弹簧销上；
所述导柱带动所述导向弹簧销与所述蜗杆向下推送，所述电机轴的上端推抵所述导向弹簧销的下端，使所述导向弹簧销缩进所述导柱内，所述导柱进一步下压，通过所述导柱的下端推抵所述蜗杆压装至所述电机轴上，
在所述导向弹簧销的侧面设置一可伸缩的销头，通过所述销头抵靠所述蜗杆的内壁，将所述蜗杆装设在所述导向弹簧销上，所述导向弹簧销的侧面设有一键槽，所述销头通过一板簧可伸缩地连接于所述键槽中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将蜗杆变速压入到电机轴上包括如下步骤：a）第一阶段，压入速度从0到300mm/s，该阶段压入距离为从0到50mm；b）第二阶段，压入速度从300mm/s变为400mm/s，该阶段压入距离为从50mm到130mm；c）第三阶段，压入速度从400mm/s变为350mm/s，该阶段的压入距离为从130mm到200mm；d）第四阶段，压入速度从350mm/s变为380mm/s，该阶段压入距离为从200mm到270mm；e）第五阶段，压入速度从380mm/s变为390mm/s，该阶段压入距离为270到300mm。
3.根据权利要求1所述的蜗杆压装方法，其特征在于，利用一辅助弹簧抵消一部分蜗杆压入力。
4.一种用于如权利要求1所述方法的压装设备，用于将蜗杆安装在电机的电机轴上，其特征在于，该设备包括：
下工装组件，包括用于固定电机的工装座和用于监测该电机壳体底部受力的第一压力传感器；
夹板组件，包括用于夹紧电机轴的夹爪；
上工装组件，包括适于接收蜗杆的导向弹簧销、连接在该导向弹簧销上方的导柱和用于监测下压位置的第一位置传感器，所述导向弹簧销上端利用弹簧弹性安装在导柱下端的孔中，该导向弹簧销下端受压迫时该导柱向上缩进该导柱，所述导向弹簧销侧面设有键槽，一销头通过板簧可伸缩地安装在该键槽中。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，该工装座的构造与电机外形相匹配，并构造为支撑深度达到机壳一半的高度；该下工装组件还包括用于调节工装的工装高度限位套、第一光轴和第一限位螺母，支撑该下工装座的滑动导轨、与该滑动导轨连接的滑块、与该滑块连接的滑动板、限制该工装座滑动位置的限位挡块、驱动该工装座滑动的驱动气缸和与该气缸连接的气缸连接板。
6.根据权利要求4所述的压装设备，其特征在于，该夹板组件还包括与该夹爪连接的支架、与该支架连接的抱轴夹手、连接该抱轴夹手的夹手底板、连接该抱轴夹手的中间托板和连接该抱轴夹手的加强筋，与该中间托板连接的第二光轴、第二限位螺母、立柱和辅助弹簧，以及与该中间托板下方连接的限位块。
7.根据权利要求4所述的压装设备，其特征在于，该上工装组件还包括丝杠导轨、与该丝杠导轨配合的顶板、设在该顶板两侧的导向轴和与该顶板连接的加固板，以及与该导柱连接的连接板、与该连接板连接的下连接头、与该下连接头配合的滑板、与该连接板和该滑板配合的下盖板和与该下盖板连接的上连接杆，其中该上连接杆运行时抵靠所述顶板；该上工装组件还包括丝杠导轨压入力检测传感器，该丝杠导轨压入力检测传感器设于该丝杠导轨上，用于检查压入力是否符合产品要求；该夹板组件还包括夹爪位移传感器，检查夹爪动作是否执行；该下工装组件还包括滑动导轨位置传感器，感应气缸进入和退出是否到位。
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| CN201979273U (zh) * | 2011-03-22 | 2011-09-21 | 上海博泽电机有限公司 | 蜗杆装配装置 |
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