CN104526322B - 缸盖导管和阀座自动补偿压装机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种缸盖导管和阀座自动补偿压装机构，其包括工业机器人、横日型支架、自动补偿间隙装置等，其中自动补偿间隙装置的支撑套水平安装在横日型支架上，锁紧套安装在支撑套中，油压锁紧套外壁与支撑套内壁形成封闭油腔，插在油压锁紧套内的支撑定位芯轴可在上下两个气缸推动下向右伸出一个固定距离A，工业机器人可使缸盖导管底孔前端面靠向支撑定位芯轴前端面并推着支撑定位芯轴向左缩回一个固定距离B，固定距离B小于固定距离A。本发明能自动补偿缸盖由于加工而产生的尺寸误差，油压锁紧套可使支撑定位芯轴与横日型支架锁紧成刚性体等待压装，其结构合理，运行稳定可靠，提高了缸盖质量，能适应发动机生产线大批量生产需要。

Description

缸盖导管和阀座自动补偿压装机构

技术领域

本发明涉及机床附件，尤其是涉及汽车发动机缸盖导管和阀座压装机构。

背景技术

目前在发动机加工生产线中，缸盖导管和阀座压装在工艺安排上都是以导管底孔端面来进行定位，缸盖将导管底孔端面靠在固定的定位套的前端面上，支撑定位后，阀座压头和导管压杆先后将阀座和导管压入缸盖中。由于在缸盖的加工工艺中对导管底孔端面到缸盖燃烧室面的尺寸偏差范围设定的很宽，最大的偏差可达到0.5mm，这就导致了在将阀座压装到缸盖上时会出现阀座与缸盖阀座底孔结合不实的情况，严重影响了缸盖的质量，导致发动机性能大幅下降。

发明内容

为解决上述问题，本发明构思了一种具有自动补偿间隙功能的缸盖导管和阀座压装机构，该压装机构通过水平布置可伸缩的支撑定位芯轴并借助于工业机器人，可自动补偿缸盖由于加工而产生的尺寸误差，提高了缸盖质量，使发动机的性能得以保障。

本发明构思通过下述技术方案来实现：一种缸盖导管和阀座自动补偿压装机构，其包括工业机器人、安装在机器人端头处用于夹持缸盖的机械手夹持装置、横日型支架、水平安装在横日型支架左右两侧的导管压装油缸及阀座压装油缸、水平安装在横日型支架中部的导管入料及姿态变换装置，导管压装油缸通过导管压杆座与导管压杆对接，导管压杆座下端安装在横向直线导轨副A上，横向直线导轨副A通过支座A与横日型支架下部连接，导管压杆探入导管入料及姿态变换装置中，导管料道斜插在导管入料及姿态变换装置上，阀座压装油缸通过阀座压杆座与阀座压头装置对接，阀座压杆座下端与横向直线导轨副B连接，横向直线导轨副B安装在托板上端，托板下端连接纵向直线导轨副和纵向进给装置，纵向直线导轨副和纵向进给装置通过支座B与横日型支架下部连接，阀座压头探入安装在托板上的阀座入料装置中；其还包括自动补偿间隙装置，所述自动补偿间隙装置包括支撑套、支撑定位芯轴、油压锁紧套、压盖、气缸、连接板、气液增压装置，所述支撑套水平安装在横日型支架中部右侧，支撑套轴线与导管压杆轴线重合，支撑套中部内壁下凹，其上开有用于连接油管的贯通油孔，该油孔与支撑套内壁下凹部分连通，所述油压锁紧套安装在支撑套中，油压锁紧套中部外壁下凹，油压锁紧套外壁与支撑套内壁下凹部分形成封闭油腔，所述气液增压装置安装在横日型支架上部，气液增压装置上的油管与支撑套上的油孔螺纹连接，气液增压装置工作时可对封闭油腔间的油加压使支撑定位芯轴锁定在支撑套中，所述支撑定位芯轴插在油压锁紧套内可左右伸缩，所述连接板与支撑定位芯轴相连接，所述压盖固定在支撑套右端，所述气缸共有两个对称安装在压盖上，两个气缸输出端与连接板上的两个凸缘对接，气缸伸出时可推动连接板并带动支撑定位芯轴向右伸出一个固定距离A,所述工业机器人通过机械手夹持装置可使缸盖导管底孔前端面靠向支撑定位芯轴前端面并推着支撑定位芯轴向左缩回一个固定距离B，固定距离B小于固定距离A。

作为优选方案，本发明所述固定距离A=5mm,所述固定距离B=2mm。

本发明的特点是在导管压杆外面的横日型支架上安装压装用支撑套并在其内配置能够左右伸缩的支撑定位芯轴。在原位时，支撑定位芯轴缩回；当压机开始工作时，首先是支撑定位芯轴在气缸的作用下，向右伸出一段固定距离A，让支撑定位芯轴前端面的位置比将来压装时所处的位置超前一个距离；接着工业机器人从上料滚道上拾取缸盖并提起，工业机器人的机械手装置抓紧缸盖，然后改变缸盖的姿态，让缸盖最终处于顶面和底面在两侧，排气面或进气面向下的状态，按照设定好的运动轨迹，将缸盖导管底孔前端面靠向芯轴前端面上，并推着芯轴向左缩回一个固定距离B后停止，等待压装。支撑定位芯轴向左缩回的距离小于向右伸出的距离，又由于两个气缸前后腔同时充气，这样就保证了工业机器人夹持缸盖每次放置在一个设定好的位置后，在气缸的作用下，不管缸盖导管底孔前端面到缸盖底面的尺寸如何变化，支撑定位芯轴的前端面始终顶紧在缸盖导管底孔前端面上。这样一来，压装机构本身就自动补偿了缸盖由于加工而产生的尺寸误差，再由油压锁紧套将支撑定位芯轴与横日型支架锁紧成刚性体，等待压装。

本发明可自动补偿缸盖由于加工而产生的尺寸误差，提高了缸盖质量，使发动机的性能得以保障。

本发明结构合理，运行稳定可靠，能适应发动机生产线大批量生产需要。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1的左视图。

图4为本发明的原位状态图。

图5为本发明的缸盖定位及支撑定位芯轴锁紧状态图。

图6为本发明的阀座压装状态图。

图7为本发明的导管压装状态图。

图中：1-导管压装油缸，2-检测开关，3-导管压力传感器，4-横向直线导轨副，5-导管压杆座，6-导管压杆，7-支座，8-导管入料及姿态变换装置，9-支撑套，10-油压锁紧套，11-油管，12-支撑定位芯轴，13-气缸，14-连接板，15-机械手夹持装置，16-支座，17-纵向直线导轨副，18-纵向进给装置，19-横向直线导轨副，20-阀座压杆限位装置，21-阀座压力传感器，22-阀座压装油缸，23-横日型支架，24-导管料道，25-气液增压装置，26-缸盖，27-阀座入料装置，28-阀座压头装置，29-阀座压杆座，30-工业机器人，31-导管，32-阀座，33-压盖，34-托板，35-封闭油腔。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施例。

本发明实施例的缸盖导管和阀座自动补偿压装机构，如图1-3所示，横日型支架23上安装有导管压装油缸1、检测开关2、导管入料及姿态变换装置8、阀座压装油缸22、自动补偿间隙装置；自动补偿间隙装置包括支撑套9、压盖33、油压锁紧套10、支撑定位芯轴12、气缸13、连接板14、气液增压装置25等，支撑套9安装在横日型支架中部右侧；气液增压装置25安装在横日型支架上部，气液增压装置由气液增压器和储油器组成，气液增压器通过压缩空气加压，使得输入的5bar压缩空气压力转换出250bar液压油输出压力，储油器安装在气液增压器上，承担少量系统补油和排气功能；导管压力传感器3一端与导管压装油缸1连接，另一端与导管压杆座5相连；导管压杆座5安装在横向直线导轨副4（共4套）上，横向直线导轨副4固定在支座7上；导管压杆6安装在导管压杆座5上，右端探入导管入料及姿态变换装置8中。导管料道24斜插在导管入料及姿态变换装置8上面；导管31沿着导管料道24滑到导管入料及姿态变换装置8中，并在该装置中由倾斜姿态变换成水平姿态，等待压装。油压锁紧套10安装在支撑套9中，右端被压盖33压住；油压锁紧套10的外壁与支撑套9的内壁形成封闭油腔35，注满低粘度液压油，油管11与支撑套上的油孔螺纹连接，并与封闭油腔相通，支撑定位芯轴12插在油压锁紧套10中央，通过给油压锁紧套和支撑套的封闭油腔间的液压油加压，使油压锁紧套内壁向内涨，紧紧抱住安装在支撑套中的支撑定位芯轴；支撑定位芯轴上连接着连接板14，连接板14被气缸13（共2个）推动向右运动，带动支撑定位芯轴12向右伸出；气缸13被固定在压盖33上；阀座压力传感器21一端与阀座压装油缸22连接，另一端与阀座压杆座29相连；阀座压杆座29安装在横向直线导轨副19上，横向直线导轨副19（共8套）安装在托板34上，托板下连接着1套纵向直线导轨副17和纵向进给装置18，纵向直线导轨副17和纵向进给装置18安装在支座16上，阀座压杆限位装置20也安装在支座16上；阀座压头装置28（共8套，其中进气压头4套，排气压头4套）安装在阀座压杆座29上，前端探入阀座入料装置27中。阀座32最终滑到阀座入料装置27中，确定好姿态，等待压装。机械手夹持装置15连接在工业机器人30第六轴端头部，缸盖26被定位夹持在机械手夹持装置15中。

本发明的压装过程如下：如图4-7所示，在机构处于原位状态时，气缸13伸出，推动连接板14，带动支撑定位芯轴12向右伸出一个固定距离5mm，为整个压装机构工作做好准备；工业机器人30动作，其上的机械手夹持装置15夹持着缸盖26，将缸盖调整到适于进气导管和阀座压装的姿态，并将其送入到压装机构中，然后将缸盖压靠在支撑定位芯轴12上，让缸盖导管底孔端面与支撑定位芯轴的端面对正贴靠后，机器人推动支撑定位芯轴向左缩回一个固定距离2mm；同时气缸13的两腔同时注气，始终保持气缸一定的向右推力，使得支撑定位芯轴12与缸盖导管底孔端面确实靠紧在一起。这个方式有效地保证了4个支撑定位芯轴端面都能与缸盖相对应的4个底孔端面靠紧在一起，不会因为缸盖导管底孔端面由于加工误差影响而出现虚靠；然后气液增压装置25的进气口注气，气液增压装置开始工作，通过油管11给封闭油腔35中的液压油加压，使油压锁紧套的内壁发生弹性变形向内涨，紧紧抱住支撑定位芯轴12，将支撑定位芯轴12锁定在支撑套9中，使得支撑定位芯轴在承受3000daN推力时相互间不会发生相对位移，保证用于缸盖导管底孔端面的定位支撑体相对于横日型支架不会发生尺寸变化；接下来阀座压装油缸22伸出，推动阀座压头装置28穿过阀座入料装置27，将阀座32压入缸盖阀座底孔中，4个阀座压头装置同时动作，先压4个进气口阀座，将进气口阀座压装完毕后，阀座压装油缸锁住，保持不动，对面的导管压装油缸1伸出，推动导管压杆6，穿过导管入料及姿态变换装置8，将导管31压入缸盖导管底孔中，4个导管压杆同时动作，先压4个进气口导管，接着阀座压头装置28后撤，工业机器人30带动机械手夹持装置15后撤，将缸盖从支撑定位芯轴上移开，再调整机器人动作，将缸盖调整到利于排气阀座压装姿态，油压锁紧套中的油压也同时泄压，让气缸13缩回再重新伸出，推动连接板14，带动支撑定位芯轴12向右伸出一个固定距离5mm，为缸盖排气阀座压装工作再次做好准备。由于进气阀座和排气阀座的尺寸有差异，因而在此次的动作循环中，阀座压头装置要利用纵向进给装置18和纵向直线导轨副17进行调整，而导管尺寸相同，则不需调整。接下来就是重复上述动作，进行排气导管和排气阀座的压装。

Claims (2)

1.一种缸盖导管和阀座自动补偿压装机构，其包括工业机器人、安装在机器人端头处用于夹持缸盖的机械手夹持装置、横日型支架、水平安装在横日型支架左右两侧的导管压装油缸及阀座压装油缸、水平安装在横日型支架中部的导管入料及姿态变换装置，导管压装油缸通过导管压杆座与导管压杆对接，导管压杆座下端安装在横向直线导轨副A上，横向直线导轨副A通过支座A与横日型支架下部连接，导管压杆探入导管入料及姿态变换装置中，导管料道斜插在导管入料及姿态变换装置上，阀座压装油缸通过阀座压杆座与阀座压头装置对接，阀座压杆座下端与横向直线导轨副B连接，横向直线导轨副B安装在托板上端，托板下端连接纵向直线导轨副和纵向进给装置，纵向直线导轨副和纵向进给装置通过支座B与横日型支架下部连接，阀座压头探入安装在托板上的阀座入料装置中，其特征在于，其还包括自动补偿间隙装置，所述自动补偿间隙装置包括支撑套、支撑定位芯轴、油压锁紧套、压盖、气缸、连接板、气液增压装置，所述支撑套水平安装在横日型支架中部右侧，支撑套轴线与导管压杆轴线重合，支撑套中部内壁下凹，其上开有用于连接油管的贯通油孔，该油孔与支撑套内壁下凹部分连通，所述油压锁紧套安装在支撑套中，油压锁紧套中部外壁下凹，油压锁紧套外壁与支撑套内壁下凹部分形成封闭油腔，所述气液增压装置安装在横日型支架上部，气液增压装置上的油管与支撑套上的油孔螺纹连接，气液增压装置工作时可对封闭油腔间的油加压使支撑定位芯轴锁定在支撑套中，所述支撑定位芯轴插在油压锁紧套内可左右伸缩，所述连接板与支撑定位芯轴相连接，所述压盖固定在支撑套右端，所述气缸共有两个对称安装在压盖上，两个气缸输出端与连接板上的两个凸缘对接，气缸伸出时可推动连接板并带动支撑定位芯轴向右伸出一个固定距离A,所述工业机器人通过机械手夹持装置可使缸盖导管底孔前端面靠向支撑定位芯轴前端面并推着支撑定位芯轴向左缩回一个固定距离B，固定距离B小于固定距离A。

2.根据权利要求1所述的缸盖导管和阀座自动补偿压装机构，其特征在于，所述固定距离A=5mm,所述固定距离B=2mm。