CN105414956A - 软轴自动装配装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种软轴自动装配装置，软轴是由弹簧两端分别装配接头制成，所述软轴自动装配装置包括弹簧自动供料机构、弹簧定位夹紧进给机构、两套接头自动供料机构、两套接头定位夹紧转轴机构、两套旋转力矩控制机构；软轴自动装配装置中，通过弹簧自动供料机构等自动化机械装置实现软轴弹簧、软轴接头定位、拧紧，自动化程度高；旋转力矩控制机构中采用力矩离合器，当力矩增加到一定程度时，力矩离合器与控制机构伺服电机的转轴之间失去传动力，避免因传动力矩过大而使弹簧与接头拧紧过头造成废品，降低生产成本，通过调整调节螺杆、螺母即可调节离合力矩，满足装配不同软轴的需要。

Description

软轴自动装配装置

技术领域

本发明涉及一种将软轴接头自动装配在软轴弹簧两端的自动装配装置。

背景技术

软轴做为传动件具有连接方便、内置时占有空间小、动力来源广泛等优点，已被应有于八音琴等机构，八音琴中的软轴是由弹簧上下两端装配齿轮轴、转轴制成的。现有的软轴装配方法为人工装配，效率低、劳动强度大，由于人工将软轴弹簧与软轴接头拧紧时，弹簧容易变形，人工拧紧的力矩也不一致，造成装配后软轴组件一致性低，因此需要设计一种软轴自动装配装置，利用该装置可以提高装配效率、软轴质量一致性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足而提供一种软轴自动装配装置，提高装配效率、软轴质量。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：软轴是由弹簧两端分别装配接头制成，所述软轴自动装配装置包括弹簧自动供料机构、弹簧定位夹紧进给机构、两套接头自动供料机构、两套接头定位夹紧转轴机构、两套旋转力矩控制机构；弹簧定位夹紧进给机构包括定位手指、气动夹爪、伺服电驱动模块，气动夹爪可驱动定位手指活动以夹紧弹簧，气动夹爪固定于伺服电驱动模块，伺服电驱动模块可带动气动夹爪移动；弹簧自动供料机构向弹簧定位夹紧进给机构的定位手指处供给弹簧；接头定位夹紧转轴机构包括定位手指、气动夹爪、转轴、带轮，气动夹爪可驱动定位手指活动以夹紧、松开接头，气动夹爪固定于转轴，转轴连接带轮，转轴与接头的中心轴可同轴转动；旋转力矩控制机构包括伺服电机、力矩离合器、同步带轮、同步带，力矩离合器上固定同步带轮，力矩离合器安装于伺服电机的转轴，伺服电机通过力矩离合器实现与同步带轮、同步带、接头定位夹紧转轴机构带轮之间的传动，力矩离合器控制传动时的力矩；接头自动供料机构向接头定位夹紧转轴机构的定位手指处供给接头。

进一步改进的弹簧自动供料机构包括弹簧自动进料分料机构、弹簧定位送料机构：弹簧自动进料分料机构包括弹簧料道、旋转气缸、旋转分料盘、挡料板、下料管，弹簧料道的前端设置弧线挡料板、旋转气缸驱动的旋转分料盘，挡料板下端连接下料管，挡料板正对弹簧料道的位置开有水平通孔，挡料板正对下料管的位置开有竖直通孔，旋转分料盘开有径向的盲孔，旋转分料盘旋转时，盲孔可从正对挡料板上水平通孔的位置旋转到正对竖直通孔的位置；弹簧定位送料机构包括定位气缸、推板导轨、推料气缸、推板、进料管，进料管的上端正对弹簧自动进料分料机构的下料管，进料管下方设置推板导轨、定位气缸，推板导轨上设置推板，推板由推料气缸驱动；弹簧经弹簧自动进料分料机构进入弹簧定位送料机构，并由推料气缸驱动推板将弹簧推向弹簧定位夹紧进给机构的定位手指处。

进一步改进，其中一套接头自动供料机构供给的接头为齿轮轴，即齿轮轴自动进料分料机构，包括齿轮轴料道、推板导轨、分料推板、推料气缸，齿轮轴料道的前端设置推板导轨，分料推板可在推板导轨上往复移动，分料推板由推料气缸驱动；推料气缸驱动分料推板将齿轮轴移动到推板导轨的前端，向其中一套接头定位夹紧转轴机构的定位手指处供给齿轮轴。

再进一步改进，其中一套接头自动供料机构供给的接头为转轴，包括转轴自动进料分料机构、转轴定位夹紧换向移位机构、转轴换向后定位夹紧二次送料机构：转轴自动进料分料机构包括转轴料道、推板导轨、分料推板、推料气缸，转轴料道的前端设置推板导轨，分料推板可在推板导轨上往复移动，分料推板由推料气缸驱动；推料气缸驱动分料推板将转轴移动到推板导轨的前端；转轴定位夹紧换向移位机构包括定位手指、气动夹爪、旋转气缸、移位气缸，气动夹爪运动驱动定位手指夹紧转轴自动进料分料机构供给的转轴，气动夹爪固定于旋转气缸，旋转气缸的底座连接移位气缸，移位气缸、旋转气缸驱动转轴旋转、移位；转轴换向后定位夹紧二次送料机构包括定位手指、气动夹爪、移位气缸，气动夹爪驱动定位手指定位夹紧转轴定位夹紧换向移位机构供给的转轴，气动夹爪固定于移位气缸，移位气缸驱动转轴移位，向另一套接头定位夹紧转轴机构的定位手指处供给转轴。

优选的旋转力矩控制机构包括伺服电机、同步带轮、同步带、力矩离合器，力矩离合器包括锁紧螺母，调节螺杆、离合器壳体、调节弹簧、力矩传动钢珠、滚珠；离合器壳体套在伺服电机的转轴外，两者之间装有滚珠，离合器壳体的侧壁通孔内装有调节螺杆、调节螺母，调节螺杆内端装有调节弹簧，调节弹簧的另一端接触力矩传动钢珠，力矩传动钢珠的一部分位于伺服电机转轴侧壁的凹槽内，另一部分位于离合器壳体侧壁通孔内，伺服电机与离合器壳体通过力矩传动钢珠传动，离合器壳体的上端固定同步带轮，同步带轮驱动同步带。

本发明的优点在于：软轴自动装配装置中，通过弹簧自动供料机构等自动化机械装置实现软轴弹簧、软轴接头定位、拧紧，自动化程度高，可大大提高生产效率，排除了人工装配时人为因素的影响，保证产品质量一致性和稳定性。当接头与弹簧已拧紧到位后，如果再继续旋转，力矩所需力矩必定增加，而旋转力矩控制机构中采用力矩离合器，当力矩增加到一定程度时，力矩离合器与控制机构伺服电机的转轴之间失去传动力，避免因传动力矩过大而使弹簧与接头拧紧过头造成废品，降低生产成本。力矩离合器中采用调节螺杆、调节螺母、调节弹簧、力矩传动钢珠等，结构设计精巧，通过调整调节螺杆、螺母即可调节离合力矩，满足装配不同软轴的需要。

附图说明

图1是软轴自动装配装置的结构示意图。

图2是齿轮轴定位夹紧转轴机构的结构示意图。

图3是齿轮轴自动进料分料机构的结构示意图。

图4是弹簧定位送料机构的结构示意图。

图5是弹簧自动进料分料机构的结构示意图。

图6是转轴定位夹紧换向移位机构的结构示意图。

图7是转轴换向后定位夹紧二次送料机构的结构示意图。

图8是转轴自动进料分料机构的结构示意图。

图9是转轴定位夹紧转轴机构的结构示意图。

图10是旋转力矩控制机构的结构示意图。

图11是弹簧定位夹紧进给机构的结构示意图。

图12是软件自动装配装置各机构的关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图，以弹簧的下端安装的接头为齿轮轴、弹簧上端安装的接头为转轴为例对本发明进一步说明。

如图1所示的软轴自动装配装置，包括弹簧自动供料机构、弹簧定位夹紧进给机构10、两套接头自动供料机构、两套接头定位夹紧转轴机构、两套旋转力矩控制机构9。两套接头定位夹紧转轴机构分别为齿轮轴定位夹紧转轴机构1、转轴定位夹紧转轴机构8。其中一套接头自动供料机构为齿轮轴自动进料分料机构2，另一套接头自动供料机构包括转轴自动进料分料机构7、转轴定位夹紧换向移位机构5、转轴换向后定位夹紧二次送料机构6。弹簧自动供料机构包括弹簧定位送料机构3、弹簧自动进料分料机构4。

齿轮轴定位夹紧转轴机构1的结构如图2所示，包括齿轮轴定位手指11、气动夹爪12、转轴13、带轮14。气动夹爪12由压缩气体驱动，气动夹爪12运动可驱动齿轮轴定位手指11定位夹紧齿轮轴，齿轮轴被定位夹紧后，齿轮轴与转轴13同轴。气动夹爪12固定于转轴13，转轴13连接带轮14，带轮14旋转可带动转轴13、气动夹爪12、齿轮轴定位手指11旋转。

齿轮轴自动进料分料机构2的结构如图3所示，包括齿轮轴料道21、推板导轨22、分料推板23、推料气缸24。齿轮轴料道21的前端设置推板导轨22，分料推板23可在推板导轨上往复移动，分料推板23由推料气缸24驱动。齿轮轴经过振动料斗、直线振动器处理后，完成自动理料，方向一致地排列在齿轮轴料道21内并不断向前移动，当移动到分料推板23前部时，推料气缸24驱动分料推板23将齿轮轴移动到推板导轨22的前端。

弹簧定位送料机构3的结构如图4所示，包括定位气缸31、弹簧定位送料机构推板导轨33、弹簧定位送料机构推料气缸34、推板35、进料管36、定位导杆37。进料管36的下端口下方设置弹簧定位送料机构推板导轨33、定位气缸31，弹簧定位送料机构推板导轨33上设置推板35，推板35由弹簧定位送料机构推料气缸34驱动。弹簧从进料管36进入，定位气缸31驱动定位导杆37伸出将弹簧定位，弹簧定位后，弹簧定位送料机构推料气缸34驱动推板35将弹簧推出。

弹簧自动进料分料机构4的结构如图5所示，包括弹簧料道41、旋转气缸42、旋转分料盘43、挡料板44、下料管45。弹簧料道41的前端设置弧线挡料板44、旋转气缸42驱动的旋转分料盘43，挡料板44下端连接下料管45，挡料板44正对弹簧料道41的位置开有水平通孔，挡料板正对下料管45的位置开有竖直通孔。旋转分料盘43开有径向的盲孔，旋转分料盘43旋转时，盲孔可从正对挡料板44上水平通孔的位置旋转到正对竖直通孔的位置。弹簧自动进料分料的方式：弹簧经过振动料斗、直线振动器自动理料后，弹簧首尾相接的横向向前沿弹簧料道41前移，穿过挡料板44正对弹簧料道41处的水平通孔，进入旋转分料盘43的盲孔中，旋转分料盘43旋转到挡料板44正对下料管45的竖直通孔时，弹簧从盲孔滑落，经过竖直通孔滑入下料管45。

转轴定位夹紧换向移位机构5的结构如图6所示，包括转轴头部定位手指、气动夹爪、转轴定位夹紧换向移位机构旋转气缸53、移位气缸54。气动夹爪由压缩气体驱动，气动夹爪运动可驱动转轴头部定位手指定位夹紧转轴，气动夹爪固定于转轴定位夹紧换向移位机构旋转气缸53，转轴定位夹紧换向移位机构旋转气缸53的底座连接移位气缸54，这样气动夹爪在转轴定位夹紧换向移位机构旋转气缸53、移位气缸54的驱动下可进行旋转、移位。

转轴换向后定位夹紧二次送料机构6的结构如图7所示，包括转轴尾部定位手指、气动夹爪、移位气缸。气动夹爪由压缩气体驱动，气动夹爪运动可驱动转轴尾部定位手指定位夹紧转轴，气动夹爪固定于移位气缸，气动夹爪在移位气缸的驱动下可进行移位。

转轴自动进料分料机构7的结构如图8所示，包括推料气缸、推板导轨、分料推板、转轴料道等，其结构、功能与齿轮轴自动进料分料机构2类似，不再赘述。

转轴定位夹紧转轴机构8的结构如图9所示，包括转轴定位手指、气动夹爪、转轴、带轮，其结构、功能与齿轮轴定位夹紧转轴机构1类似，不再赘述。

旋转力矩控制机构9的结构如图10所示，包括伺服电机91、同步带轮95、同步带96、力矩离合器，力矩离合器包括锁紧螺母92，调节螺杆93、离合器壳体94、调节弹簧97、力矩传动钢珠98、滚珠99。离合器壳体94套在伺服电机91的转轴外，两者之间装有滚珠99。离合器壳体94的侧壁通孔内装有调节螺杆93、调节螺母92，调节螺杆93内端装有调节弹簧97，调节弹簧97的另一端接触力矩传动钢珠98，力矩传动钢珠98的一部分位于伺服电机91转轴侧壁的凹槽内，另一部分位于离合器壳体侧壁通孔内，伺服电机91与离合器壳体94通过力矩传动钢珠98传动。离合器壳体94的上端固定同步带轮95，同步带轮95驱动同步带96。旋转力矩控制机构9控制力矩的方式：力矩传动钢珠98受调节弹簧97的挤压而进入伺服电机转轴的凹槽内，伺服电机91与离合器壳体94通过力矩传动钢珠98传动；当同步带轮95上负载过大时，伺服电机91要带动离合器壳体98的传动力矩也会增大，当传动力矩大到一临界值时，伺服电机91转轴侧壁凹槽内壁会将力矩传动钢珠98挤入离合器壳体侧壁的通孔内并调节弹簧97，无法实现伺服电机91与力矩离合器的传动。传动力矩的临界值通过调节螺杆93、调节螺母92控制，也就是通过调节螺杆93压缩调节弹簧97的压紧力实现力矩的离合作用。

弹簧定位夹紧进给机构10的结构如图11所示，包括气动夹爪、弹簧定位手指、伺服电驱动模块101，气动夹爪、弹簧定位手指的结构、功能与上述其他气动夹爪、定位手指的结构、功能类似，不再赘述。不同的时，弹簧定位夹紧进给机构10的气动夹爪固定于伺服电驱动模块101，伺服电驱动模块101可驱动气动夹爪直线移动。

软轴自动装配装置的各机构的连接关系如图1、图12所示，采用图1所示装置装配软轴的工作流程：

（1）齿轮轴自动进料分料机构2为齿轮轴定位夹紧转轴机构1的齿轮轴定位手指11供给齿轮轴，齿轮轴定位夹紧转轴机构1的气动夹爪驱动齿轮轴定位手指11夹紧齿轮轴。

（2）弹簧自动进料分料机构4通过下料管45为弹簧定位送料机构3的进料管36提供弹簧；弹簧定位送料机构3为弹簧定位夹紧进给机构10的弹簧定位手指供给弹簧；弹簧定位夹紧进给机构10的气动夹爪驱动定位手指夹紧弹簧；

（3）转轴自动进料分料机构7为转轴定位夹紧换向移位机构5的定位手指提供转轴；转轴定位夹紧换向移位机构5的定位手指为转轴换向后定位夹紧二次送料机构6的定位手指提供转轴；转轴换向后定位夹紧二次送料机构6为转轴定位夹紧转轴机构8的定位手指提供转轴；转轴定位夹紧转轴机构8的气动夹爪驱动定位手指夹紧转轴。

（4）弹簧定位夹紧进给机构10驱动弹簧到达齿轮轴拧紧位置，同时旋转力矩控制机构9的同步带轮95通过同步带96驱动齿轮轴定位夹紧转轴机构1的定位手指旋转，完成弹簧与齿轮轴的精确力矩拧紧。

（5）齿轮轴与弹簧拧紧后，齿轮轴定位夹紧转轴机构1的定位手指松开；弹簧定位夹紧进给机构10驱动弹簧到达转轴拧紧位置，同时另一套旋转力矩控制机构9的同步带轮通过同步带驱动转轴定位夹紧转轴机构8的定位手指旋转，完成弹簧与转轴的精确力矩拧紧。

（6）转轴与弹簧拧紧后，转轴定位夹紧转轴机构8的定位手指松开转轴，自动下料。

显然，图1中省略了各机构的固定件、气路、电路、电气控制装置。弹簧的上下两端安装的接头也不限于转轴、齿轮轴，其它软轴接头也可采用该装置装配。

Claims (5)

1.软轴自动装配装置，软轴是由弹簧两端分别装配接头制成，其特征在于：所述软轴自动装配装置包括弹簧自动供料机构、弹簧定位夹紧进给机构、两套接头自动供料机构、两套接头定位夹紧转轴机构、两套旋转力矩控制机构；

弹簧定位夹紧进给机构包括定位手指、气动夹爪、伺服电驱动模块，气动夹爪可驱动定位手指活动以夹紧弹簧，气动夹爪固定于伺服电驱动模块，伺服电驱动模块可带动气动夹爪移动；

弹簧自动供料机构向弹簧定位夹紧进给机构的定位手指处供给弹簧；

接头定位夹紧转轴机构包括定位手指、气动夹爪、转轴、带轮，气动夹爪可驱动定位手指活动以夹紧、松开接头，气动夹爪固定于转轴，转轴连接带轮，转轴与接头的中心轴可同轴转动；

旋转力矩控制机构包括伺服电机、力矩离合器、同步带轮、同步带，力矩离合器上固定同步带轮，力矩离合器安装于伺服电机的转轴，伺服电机通过力矩离合器实现与同步带轮、同步带、接头定位夹紧转轴机构带轮之间的传动，力矩离合器控制传动时的力矩；

接头自动供料机构向接头定位夹紧转轴机构的定位手指处供给接头。

2.根据权利要求1所述的软轴自动装配装置，其特征在于：弹簧自动供料机构包括弹簧自动进料分料机构、弹簧定位送料机构：

弹簧自动进料分料机构包括弹簧料道、旋转气缸、旋转分料盘、挡料板、下料管，弹簧料道的前端设置弧线挡料板、旋转气缸驱动的旋转分料盘，挡料板下端连接下料管，挡料板正对弹簧料道的位置开有水平通孔，挡料板正对下料管的位置开有竖直通孔，旋转分料盘开有径向的盲孔，旋转分料盘旋转时，盲孔可从正对挡料板上水平通孔的位置旋转到正对竖直通孔的位置；

弹簧定位送料机构包括定位气缸、推板导轨、推料气缸、推板、进料管、定位导杆，进料管的上端正对弹簧自动进料分料机构的下料管，进料管下方设置推板导轨、定位气缸、定位导杆，推板导轨上设置推板，推板由推料气缸驱动；

弹簧经弹簧自动进料分料机构进入弹簧定位送料机构，并由推料气缸驱动推板将弹簧推向弹簧定位夹紧进给机构的定位手指处。

3.根据权利要求1所述的软轴自动装配装置，其特征在于：其中一套接头自动供料机构供给的接头为齿轮轴，即齿轮轴自动进料分料机构，包括齿轮轴料道、推板导轨、分料推板、推料气缸，齿轮轴料道的前端设置推板导轨，分料推板可在推板导轨上往复移动，分料推板由推料气缸驱动；推料气缸驱动分料推板将齿轮轴移动到推板导轨的前端，向其中一套接头定位夹紧转轴机构的定位手指处供给齿轮轴。

4.根据权利要求1所述的软轴自动装配装置，其特征在于：其中一套接头自动供料机构供给的接头为转轴，包括转轴自动进料分料机构、转轴定位夹紧换向移位机构、转轴换向后定位夹紧二次送料机构：

转轴自动进料分料机构包括转轴料道、推板导轨、分料推板、推料气缸，转轴料道的前端设置推板导轨，分料推板可在推板导轨上往复移动，分料推板由推料气缸驱动；推料气缸驱动分料推板将转轴移动到推板导轨的前端；

转轴定位夹紧换向移位机构包括定位手指、气动夹爪、旋转气缸、移位气缸，气动夹爪运动驱动定位手指夹紧转轴自动进料分料机构供给的转轴，气动夹爪固定于旋转气缸，旋转气缸的底座连接移位气缸，移位气缸、旋转气缸驱动转轴旋转、移位；

转轴换向后定位夹紧二次送料机构包括定位手指、气动夹爪、移位气缸，气动夹爪驱动定位手指定位夹紧转轴定位夹紧换向移位机构供给的转轴，气动夹爪固定于移位气缸，移位气缸驱动转轴移位，向另一套接头定位夹紧转轴机构的定位手指处供给转轴。

5.根据权利要求1所述的软轴自动装配装置，其特征在于：所述旋转力矩控制机构包括伺服电机、同步带轮、同步带、力矩离合器，力矩离合器包括锁紧螺母，调节螺杆、离合器壳体、调节弹簧、力矩传动钢珠、滚珠；离合器壳体套在伺服电机的转轴外，两者之间装有滚珠，离合器壳体的侧壁通孔内装有调节螺杆、调节螺母，调节螺杆内端装有调节弹簧，调节弹簧的另一端接触力矩传动钢珠，力矩传动钢珠的一部分位于伺服电机转轴侧壁的凹槽内，另一部分位于离合器壳体侧壁通孔内，伺服电机与离合器壳体通过力矩传动钢珠传动，离合器壳体的上端固定同步带轮，同步带轮驱动同步带。