CN103889651B - 用于组装发动机的装置以及用于组装和监测此类组装装置的方法 - Google Patents
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Abstract
在此披露了组装发动机的装置，该装置被设计成用于集成到一条组装线中，该装置包括一个水平底座(2)、相对于与该底座(2)垂直的一条第一旋转轴线旋转的一个第一器件(3)、相对于与该第一旋转轴线垂直的一条第二旋转轴线(X)旋转的一个第二器件(4)，以及设计成用于将该发动机(M)连接到该底座(2)上的一个连接接口(13)。用于组装发动机的该装置包括用于将该接口(13)可逆地附接到该底座(2)上的一个器件(14)。
Description
技术领域
本发明涉及机动车辆发动机的组装线领域，并且值得注意地涉及用于组装发动机的装置。
背景技术
用于组装发动机的装置(或随行夹具)被设计成用于在该发动机的组装、建造或监测过程中支撑和输送该发动机(值得注意的是热力发动机)。总体上，每条组装线都都是每一种发动机而重新考虑的，从而针对一个给定的发动机要求一个特定的组装随行夹具。这样的随行夹具必须能够在这些自动站中移动，这要求小于1.4mm的精确度，必须通过具有至少两种旋转来对操作者而言是符合工效学的，并且必须是柔性的以便能够支撑若干种发动机类型。
当前存在两种类型的随行夹具，经典随行夹具和柔性随行夹具。经典随行夹具形成一个单元块并且允许以较低的成本获得良好的精确度。然而，这种类型的随行夹具并不是柔性的，使得其非常难以触及发动机。柔性随行夹具允许更容易地触及发动机但却是不精确的从而使得这样的一种随行夹具不能够被结合在一条自动化线中。此外，柔性随行夹具是受工效学限制的(尤其当有许多元件要安装到最不可触及的区域时)，并且因此不适用于柴油发动机。
可以参考文件US 4,239,196，该文件描述了一种柔性组装随行夹具，该柔性随行夹具是被安装在多个脚轮上并且包括一个可伸展的底座，该底座是被连接到一个可倾斜的板上，该发动机通过多个螺钉型元件固定到该可倾斜板上。
还可以参考文件US 6,491,293，该文件描述了一种可旋转的发动机支撑件，该支撑件允许该发动机沿一条轴线旋转。
然而，发动机在这种组装随行夹具上的固定是不足够精确的并且不能够适应不同的发动机和自动组装线。事实上，此类随行夹具包括太多的斜坡(incline)并且不可能是精确的。只有昂贵的随行夹具可以弥补这个缺点。
因此对构思一种用于自动化线的柔性组装随行夹具而言存在一种需求。
发明内容
因此本发明的一个目的是弥补上述缺点并且提供一种发动机组装装置或发动机组装随行夹具，该发动机组装装置能够适用于众多的发动机而由于两种旋转和较低的成本又是符合工效学的。
本发明的另一个目的是通过减少可容许变化来提高精确度，从而就完全自动化的视角而论尽可能多地避免手动调整。
根据一个实施例，本发明的目的是一种用于组装发动机的装置，该装置旨在被结合到组装线中，所述装置包括水平底座、相对于与该水平底座垂直的第一旋转轴线旋转的第一旋转器件、相对于与该第一旋转轴线垂直的第二旋转轴线旋转的第二旋转器件以及旨在将该发动机连接到该水平底座上的连接接口。
该组装装置包括用于将该连接接口可逆地固定在该水平底座上的可逆固定器件。
因此，该连接接口是可移除的并且是可替换的，这允许了适配大量的发动机并且与发动机监测台架直接配合而无需变换该随行夹具。
在一种有利的方式中，该可逆固定器件包括夹紧托架和夹紧器件，该夹紧托架包括多个对中器件，这些对中器件能够被插入该连接接口上的相对应的通孔中，该夹紧器件能够将可移除的连接接口固定在该夹紧托架和第二旋转器件之间，以及所述装置包括允许可逆固定器件相对于第二旋转器件平移的器件，所述器件用于引导该夹紧托架相对于第二旋转器件平移。
该第一旋转器件包括例如水平板，该水平板是被连接到沿第一旋转轴线从水平板伸出的竖直部上，从而形成第一旋转托架。此类水平板通过多个固定元件与该底座接触，因此允许围绕垂直于该水平底座的轴线的一种大约360°的第一旋转。
该水平板可以通过第一位置调节器件而被连接到该竖直部上。直接在该随行夹具的组件上的该位置调节器件允许以最佳的方式减少可容许变化并且因此获得增强的精确度。事实上，通过填装限制斜坡的数目允许了显著地减少可容许变化。
在一种有利的方式中，该第二旋转器件包括旋转设定器件和第二旋转托架，该旋转设定器件是被固定到该第一旋转托架的一个末端上，该第二旋转托架是由该旋转设定器件旋转地驱动并且是被固定到该可移除的连接接口上。
该第二旋转托架可以通过第二位置调节器件而被连接到该旋转设定器件上。
所述器件包括被安排在第二旋转托架上的导轨，用于引导该夹紧托架相对于该第二旋转托架平移。该第一旋转托架包括用于使该第二旋转托架的旋转停止的多个器件。
该组装装置可以包括复位弹簧，该复位弹簧是被连接到该夹紧托架和第二旋转托架上以便产生复位力，该复位力旨在是该夹紧托架移动离开该连接接口。
该夹紧器件包括例如多个螺钉型元件。
在一种有利的方式中，该可移除的连接接口包括用于对中和固定到发动机上的多个器件。
根据第二方面，本发明涉及一种用于组装和监测如以上所述的用于组装发动机的装置的方法，其中该水平底座是通过第一对中器件而被定位在组装和监测支撑件上，该水平底座的位置是由第一监测装置来监测的，该第一旋转器件是被定位在该水平底座上，该第一旋转器件的位置是由第二监测装置来监测的，该第二旋转器件是被定位在该第一旋转器件和该可逆固定器件上，并且该第二旋转器件的位置是由第三监测装置来监测的。
可以在相同的站台上实现这种用于组装和监测的方法，这允许了快速检验组装质量并且在较后的阶段监测该随行夹具的斜坡。
附图说明
通过阅读以下仅仅借助非限制性举例的方式并且参照附图给出的说明，将会清楚本发明的其他目的、特征以及优点，在这些附图中：
-图1是根据本发明的组装装置的正视图；
-图2是在根据图1的组装装置的俯视图；
-图3展示了根据本发明的连接接口；
-图4a和图4b展示了该接口的接合或脱离接合的位置；并且
-图5a至图7b示出了根据图1的组装装置的这些组装和监测阶段的示意性图示。
具体实施方式
如图1和图2中展示的，总体以参考数字1给出的组装装置或组装随行夹具旨在用于支撑一台发动机M(举例如一台热力发动机)，并且旨在被结合到自动组装线(未示出)中。
该组装装置1包括沿平面XY延伸的水平底座2、围绕垂直于水平底座2的XY平面的第一旋转轴线Z旋转的第一旋转器件3、以及围绕垂直于第一旋转轴线Z的第二旋转轴线X旋转的第二旋转器件4。
该水平底座2的总体形式是平行六面体的，并且出于更好的工效学该水平底座可以被安排在多个滚动元件(未示出)上。
第一旋转器件3包括安排在该水平底座2上的水平板5以及沿轴线Z从该水平板5伸出的竖直部6，从而形成第一旋转托架。水平板5的总体形式是圆形的，并且该水平板通过这些滚动元件(未示出)(举例如中央滚轮或者安装在该水平板5的周边上的多个空心陀螺)而与水平底座2接触，这允许该第一旋转托架围绕轴线Z旋转360°。水平板5通过第一位置调节器件7、例如能够沿轴线Z调整的多个垫片而被连接到竖直部6上。直接结合到该组装随行夹具1的组件中的该位置调节器件7使得容许的变化能够以最佳方式减小并且因此增强了要获得的随行夹具1的准确度。事实上，通过填装来限制斜坡的数目允许显著地减少容许的变化。360°的第一旋转托架因此在竖直方向上是由一个或若干个垫片来控制的，并且因此不必是精确的。
第二旋转器件4包括旋转设定器件8、举例如减速器，该旋转设定器件是被固定到第一旋转托架的与水平板5相反的一个末端上并且是由手动或自动的外部螺钉枪9来致动。该第二旋转器件4进一步包括第二旋转托架10，该第二旋转托架是通过该旋转设定器件8而被旋转驱动的。该第二旋转托架10的总体形式是一种“L”形，并且该第二旋转托架包括竖直部10a和横向部10b，该竖直部通过安排在这些滚轮8b之间的轴8a而与该旋转设定器件8相接触，该横向部垂直于该竖直部10a。第二旋转托架10通过第二位置调节器件11(例如能够沿轴线X调整的多个垫片)而被连接到旋转设定器件8上。该第二旋转托架10的位置因此是由一个或若干个垫片来调节的，大约360°的旋转是由减速器驱动的，并且精确的水平度是由两个可伸缩的停止件12来确保的，这些停止件是被安排在第一旋转托架的两侧上并且可以例如通过两个垫片(未示出)或者由杠杆12a来在竖直方向上调节。
组装装置1进一步包括连接接口13，该连接接口旨在通过这些旋转托架以及用于将该连接接口可逆地固定到水平底座2上的、使得该连接接口13是可逆固定器件14而将该发动机M连接到该水平底座2上。该可逆固定器件14包括夹紧托架15和夹紧器件16，该夹紧托架包括多个伸出零件，这些伸出零件形成多个对中器件15a，这些对中器件能够被插入该连接接口13上的这些相对应的通孔13a中，该夹紧器件能够将该可移除的连接接口13固定在夹紧托架15上。该夹紧托架15因此由于这两个圆锥形对中器件15a而确保了准确的对中标签由于螺钉-螺母系统16而夹紧该连接接口13，该螺钉-螺母系统是由外部的手动或自动螺钉枪(未示出)来致动的。
该可移除的连接接口13具有用于卡接该发动机的半圆形的第一部分13b以及旨在被固定在夹紧托架15上的基本上平行六面体的第二部分13c。如图2和图3展示的，第一卡接部分13b包括用于使发动机M与两个通孔(未示出)对中的多个器件13d，这些通孔使得通过这些螺钉13e能够固定到该发动机上。连接接口13因此是通过这两个对中器件13d而被准确地定位在发动机M上并且通过这些螺钉13e而被固定到该发动机M上。该连接接口13是以一种手动或自动的方式可移除的并且可脱离接合的并且进一步包括两个精确的孔13a，这些孔与夹紧托架15的这些对中器件15a以及长形的出口孔13f协作，该出口孔旨在与该夹紧器件16协作。连接接口13还包括两个通孔13g，这些通孔允许将该连接接口固定到连接接口13与发动机M之间的测试台架(未示出)上以便监测该发动机M。
该夹紧器件16包括螺钉16a，该螺钉与固定的螺母16b协作以使得它们是被捕获的并且非旋转的。该螺钉16a是被插入第二旋转托架10中制成的通孔10c、该连接接口13中的长形孔13f以及夹紧托架15中制成的通孔15b中。通过紧固该螺钉16a，连接接口13是被夹紧在第二旋转托架10与夹紧托架15之间。
组装装置1进一步包括如导轨的平移引导器件17，该平移引导器件是被安排在第二旋转托架10上并且允许该夹紧托架15在螺钉16a被拧松时相对于该第二旋转托架10平移。为此目的，复位弹簧18被连接到夹紧托架15和导轨17上以便产生复位力，该复位力旨在当螺钉16a被拧松时使夹紧托架15移动离开连接接口13。
在图4a和图4b中详细地展示出了连接接口13在该第二旋转托架10上的接合和脱离接合。当螺钉16a被紧固时，夹紧托架15由螺母16b沿着导轨17旋转地驱动直到该夹紧托架抵靠连接接口13的内表面。连接接口13因此紧密地位于夹紧托架15与第二旋转托架10之间。当螺钉16a被拧松时，经受复位弹簧18的力的夹紧托架15开始离开连接接口13并且允许该连接接口13被移除或者创造一个空间，该空间足以插入测试台架(未示出)以便测试该发动机M。该可脱离接合的连接接口13因此允许同一个组装装置1在一台发动机M的组装过程中以及当该发动机在测试台架上被监测时支撑该发动机。
下文是用于组装和监测组装装置1的方法。在图5a和图5b中展示的第一阶段中，水平底座2是被放置在用于组装和监测的支撑件20上。该组装支撑件20的总体形式是平行六面体的，并且该组装支撑件包括许多通孔(未加参考符号)，这些通孔旨在与这些对中器件21至29协作。
在该第一阶段期间，水平底座2是被放在这些对中器件或接触支柱21至24的中心上，每个对中器件都具有第一圆柱形部分21a、第二圆柱形部分21b以及第三圆柱形部分21c，该第一圆柱形部分旨在被插入支撑件20中的相对应的孔(未加参考符号)中，该第二圆柱形部分具有比该第一圆柱形部分21a大的直径，该第三圆柱形部分近似地与旨在被插入该水平底座2上的相对应的孔(未加参考符号)中的该第一部分21a一致。两个对中器件25、26、27、28和29于是以一种类似的方式安排在支撑件20上的相对应的孔(未加参考符号)中。这些对中器件21至29允许该水平底座2被放在该组装支撑件20的中心以便监测该水平底座2的尺寸。一旦水平底座2是被放在支撑件20的中心，该水平底座2的水平度是由第一监测装置30(举例如水平仪)来监测的。
用于组装或监测的第二阶段在于组装或监测图6a和图6b中展示的第一旋转托架，在这些图中第一旋转托架的水平板5是被定位在水平底座2上。测量工具31是被插入竖直部6中的相对应的孔中。由于第二测量器件32(举例如计量柱)，该水平度和高度是沿着该旋转托架的轴线Z来检验的。如果沿轴线Z的高度不足的话，一个或若干个垫片会被插入水平板5与该旋转托架的竖直部6之间。
第三组装阶段在于组装或监测第二旋转托架10以及夹紧托架15。如图7a和图7b中展示的，第二旋转托架10、导轨17、夹紧托架15以及第一参考器件33被放置就位，该第一参考器件是代替连接接口13而安排的。为此目的，该第一参考器件33是基本上“L”形的并且是被安排在夹紧托架15与第二旋转托架10之间。该组件是由减速器启动旋转的以便通过停止件杠杆12a抵靠第一可伸缩停止件12。
一旦该组件处于抵靠状态，总体形式为圆柱形的第二参考器件34就被插入支撑件20上的相对应的孔(未加参考符号)中并且沿轴线Z竖直地延伸，然后第三参考器件35被插入这些通孔(未加参考符号)，这些通孔是对应地在第一参考器件和第二参考器件33、34中制成的并且允许这些参考器件被连接。为此目的，如果组装随行夹具1的这些斜坡是正确的，第一参考器件和第二参考器件33、34中制成的这些通孔是同轴的。当该组件抵靠可伸缩停止件12时该程序是相同的，该可伸缩停止件是相对于旋转托架对称设置的。当这些参考器件33、34、35不同轴并且不重合时，可以将一个或若干个垫片放置就位在该第二旋转托架与减速器之间，其目的是沿轴线X进行调节。
最后的组装阶段在于在夹紧托架15与第二旋转托架10之间插入连接接口13，如图1中所展示的。
因此，用于组装发动机1的装置的所有元件都是在单一组装和监测支撑件上被组装和监测的，这允许了快速地检验组装质量。
由于本发明，保留了竖直旋转和水平旋转以便对工效学问题加以响应，同时通过借助于不同的垫片来减少斜坡的数量而提出了一种精确的组装随行夹具，从而提供了增强的灵活性。事实上，该可脱离接合的并且可互换的连接接口允许该随行夹具用于大量类型的发动机。
Claims (11)
1.一种用于组装发动机的装置，该装置旨在被结合到组装线中，所述装置包括水平底座(2)、相对于与该水平底座(2)垂直的第一旋转轴线(Z)旋转的第一旋转器件(3)、相对于与该第一旋转轴线(Z)垂直的第二旋转轴线(X)旋转的第二旋转器件(4)、以及旨在将该发动机(M)连接到该水平底座(2)上的连接接口(13)，其特征在于，所述装置包括用于将该连接接口(13)可逆地固定在该水平底座(2)上的可逆固定器件(14)，其中该可逆固定器件(14)包括夹紧托架(15)和夹紧器件(16)，该夹紧托架包括多个对中器件(15a)，这些对中器件能够被插入该连接接口(13)上的相对应的通孔(13a)中，该夹紧器件能够将可移除的连接接口(13)固定在该夹紧托架(15)和第二旋转器件(4)之间，以及所述装置包括允许可逆固定器件(14)相对于第二旋转器件(4)平移的器件(17)，所述器件(17)用于引导该夹紧托架(15)相对于第二旋转器件(4)平移。
2.根据权利要求1所述的用于组装发动机的装置，其中该第一旋转器件(3)包括水平板(5)，该水平板是被连接到沿第一旋转轴线(Z)从水平板伸出的竖直部(6)上，从而形成第一旋转托架，所述水平板(5)是通过多个滚动元件而与该水平底座(2)相接触。
3.根据权利要求2所述的用于组装发动机的装置，其中该水平板(5)是通过第一位置调节器件(7)而被连接到该竖直部(6)上。
4.根据权利要求2或3所述的用于组装发动机的装置，其中该第二旋转器件(4)包括旋转设定器件(8)和第二旋转托架(10)，该旋转设定器件是被固定到该第一旋转托架的一个末端上，该第二旋转托架是由该旋转设定器件(8)旋转地驱动并且是被固定到该可移除的连接接口(13)上。
5.根据权利要求4所述的用于组装发动机的装置，其中该第二旋转托架(10)是通过第二位置调节器件(11)而被连接到该旋转设定器件(8)上。
6.根据权利要求4所述的用于组装发动机的装置，其中所述器件(17)包括被安排在第二旋转托架(10)上的导轨，用于引导该夹紧托架(15)相对于该第二旋转托架(10)平移。
7.根据权利要求4所述的用于组装发动机的装置，其中该第一旋转托架包括用于使该第二旋转托架(10)的旋转停止的器件(12，12a)。
8.根据权利要求6所述的用于组装发动机的装置，其中包括复位弹簧(18)，该复位弹簧是被连接到该夹紧托架(15)和导轨上。
9.根据权利要求1所述的用于组装发动机的装置，其中该夹紧器件(16)包括多个螺钉型元件(16a，16b)。
10.根据权利要求1所述的用于组装发动机的装置，其中该可移除的连接接口(13)包括用于对中和固定到发动机上的器件(13d，13e)。
11.一种用于组装和监测如以上权利要求之一所述的用于组装发动机的装置的方法，其中：
-该水平底座(2)是通过第一对中器件(21，22，23，24，25，26，27，28，29)而被定位在组装和监测支撑件(20)上；
-该水平底座(2)的位置是由第一监测装置(30)来监测的；
-该第一旋转器件(3)是被定位在该水平底座(2)上；
-该第一旋转器件(3)的位置是由第二监测装置(31，32)来监测的；
-该第二旋转器件(4)是被定位在该第一旋转器件(3)和该可逆固定器件(14)上；并且
-该第二旋转器件(4)的位置是由第三监测装置(33，34，35)来监测的。
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