CN105499979A - 用于组装车辆部件的多工位组装设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于组装车辆部件的多工位组装设备，所述多工位组装设备包括：工作台；能绕轴线旋转地支撑于所述工作台上的传送台；以及多个工作站，所述多个工作站布置在所述工作台上，且相对于所述工作台处于固定位置，其中所述传送台上具有多个工件安装位置，所述传送台绕所述轴线旋转而带动所述工件安装位置绕所述轴线旋转从而在所述多个工作站之间传递安装在所述工件安装位置上的工件，所述多个工件安装位置和所述多个工作站布置成使得所述多个工作站能同时对由传送台传递到其内的工件进行操作。上述布置使得整个设备更紧凑，减少了装载/卸载时间以及设备循环时间，改善了操作的可实施性，降低了制造和操作成本。

Description

用于组装车辆部件的多工位组装设备

技术领域

本发明涉及一种车辆部件组装设备，尤其涉及一种用于组装车辆助力转向系统的传感器单元的组装设备，该组装设备为能将多个工位集中于一体的多工位组装设备。

背景技术

电动助力转向(EPS)系统因容易安装且电力消耗小而在乘用车或轻便商用车市场得到了广泛使用。

传感器单元作为电动助力转向系统的核心元件，包括扭矩传感器和磁环，它们需要专门的组装设备来进行组装，在常规的组装工艺中，通常包括三个组装过程，即，扭矩传感器的安装、磁环的铆压、以及传感器单元的编程和测试。在现有技术中，这三个独立的组装过程通常需要三个独立的机器来完成，例如扭矩传感器安装机器、磁环铆压机器、以及传感器单元编程和测试机器。

在现有的组装设备中，这三个独立的组装机器需要三个操作者来分别进行操作，例如工件的装载和卸载、同一工件在三个不同机器之间的传输等，这大大增加了人力成本。

而且，现有的这种三个独立的机器的系统会占用很大的制造面积，需要更多的操作时间来进行工件装载和卸载，每个单个机器需要重复精确地进行工件的机械定位，这大大增加了设备复杂性并增加了机器成本。

因此，需要一种能克服上述缺陷、提高操作效率并降低制造成本的组装设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种比现有的传感器单元组装设备工作效率高且占地面积小的组装设备。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于组装车辆部件的多工位组装设备，所述多工位组装设备包括：工作台；能绕轴线旋转地支撑于所述工作台上的传送台；以及多个工作站，所述多个工作站布置在所述工作台上，且相对于所述工作台处于固定位置，其中所述传送台上具有多个工件安装位置，所述传送台绕所述轴线旋转而带动所述工件安装位置绕所述轴线旋转从而在所述多个工作站之间传递安装在所述工件安装位置上的工件，所述多个工件安装位置和所述多个工作站布置成使得所述多个工作站能同时对由传送台传递到其内的工件进行操作。

可选地，所述传送台为转盘且相对于所述工作台平行安装，所述多个工作站沿转盘的圆周方向布置在所述工作台上，且通过各个工件安装位置所形成的假想圆与通过所述多个工作站所形成的假想圆重合。

可选地，所述工作台具有水平的操作面，所述多个工作站突出在所述操作面上，所述传送台为具有中央空间的环形且沿水平方向定向，所述工作站的一部分或所述多工位组装设备的一部分控制件布置在该中央空间中。

可选地，所述传送台在每个工件安装位置处都具有用于保持工件的保持装置，以在每个工作站的处理过程中保持工件处于固定位置。

可选地，所述多个工作站包括至少一个组装零件的工作站和至少一个测试工作站。

可选地，所述至少一个组装零件的工作站包括：第一工作站，其具有保持待安装件并沿垂直于传送台旋转平面的方向推进待安装件以将其组装到工件上的装置；和第二工作站，其具有保持待安装件并沿平行于传送台旋转平面的方向推进待安装件以将其组装到工件上的装置；所述至少一个测试工作站具有进行测试和/或编程工作的装置。

可选地，所述多工位组装设备用于组装车辆助力转向系统中的传感器单元，所述第一工作站为扭矩传感器组装站，其具有沿垂直于传送台旋转平面的方向可移动以将传感器压装到工件上的传感器压装装置，所述传感器压装装置具有用于保持扭矩传感器的传感器固定件；第二工作站为磁环铆压站，其具有用于保持磁环的磁环夹持装置以及沿平行于传送台旋转平面方向可移动以将磁环固定到工件上的铆压装置；所述测试工作站为传感器单元编程和/或测试站，其在检测到组装好的传感器元件后对该元件进行测试，所述多个工件安装位置包括沿圆周方向布置的至少3个工件安装位置。

可选地，所述传送台相对于工作台的旋转被自动或手动执行。

可选地，所述多个工件安装位置沿传送台的圆周方向均匀布置。

可选地，所述传送台相对于工作台的旋转通过蜗轮蜗杆方式、凸轮滚子传动方式或齿轮传动方式驱动。

与现有的三个单独的机器相比，本发明的多工位组装设备能将三个工艺过程集成在一个机器中，带来了以下优点和改进：

首先，整个设备更紧凑。一个机器的宽度比3个并行的单个机器要小，从而单个设备占用的宽度与3个并行的机器相比得到减少。

其次，在同一设备中，所有工件和半成品的装载和卸载由同一操作者完成，在三个工作站的组装过程中由转盘形式的传送台来实现自动工件转移，这减少了操作者移动的时间、装载/卸载时间以及设备循环时间，改善了操作的可实施性。

第三，仅进行一次工件装载，所有机械位置都通过相关的固定件或工具来自动实现，这确保了位置精度并增加了每个工艺过程的质量和部件合格率。

最后，用一个控制系统代替了现有的三个单个控制系统，其共享给同一设备中的三个工作站，消除了系统间数据误差，从而使得电柜和电缆连接比以前更紧凑。

通过所有上述优点，使得整个设备的制造和操作成本比现有的三机器设备更少，有助于产品制造商减少投资以抢占市场。

附图说明

本发明的实施例将参考附图更详细地进行说明，在附图中：

图1为根据本发明一个实施例的多工位组装设备的示意性透视图；

图2为该多工位组装设备的示意性俯视图；

图3为该多工位组装设备中的转盘形式的传送台的示意性俯视图；以及

图4A-4D示意性地示出了转盘整体以及转盘相对于工作台旋转的不同驱动方式。

具体实施方式

在下文中，将参考附图来说明根据本发明的多工位组装设备的实施例。附图中相同或类似的特征将由相同的附图标记表示，并且将省略其重复说明。

图1示意性地示出了根据本发明一个实施例的多工位组装设备的透视图，该多工位组装设备用于组装车辆电动助力转向系统的传感器单元。如图1所示，该多工位组装设备具有工作台1，所述工作台1设置有水平的工作面，工作台1通过支架2立于地面上。传送台3可旋转地支撑于工作台1的水平工作面上，在该实施例中，传送台以转盘3的形式提供，且转盘3绕其中央轴线旋转，且与工作台1的水平工作面平行。工作台1上设有多个工作站，在本发明中作为示例具有三个工作站，即扭矩传感器组装站4、磁环铆压站5、以及传感器单元编程和测试站6，这三个工作站沿转盘3圆周地设置，由此使得由这三个工作站4、5、6构成的假想圆与转盘3同心，从而通过转盘3的旋转，将放置于转盘3上的工件或半成品在三个工作站之间进行传输。

扭矩传感器组装站4包括压装装置41，其具有用于夹持扭矩传感器的固定器42，用来将扭矩传感器通过按压而组装到半成品工件上。

磁环铆压站5包括用于夹持磁环的智能磁环夹紧装置51和铆压装置52，用于将磁环铆压到组装有扭矩传感器的工件上。

传感器单元编程和测试站6包括复杂的机械和电子测试和编程装置，在转盘旋转到编程和测试站后，首先编程和测试站要检测转盘上是否存在工件，然后自动启动测试和编程过程，以对工件进行测试。

为了在各个工作站之间传输工件，转盘3上具有多个用于放置工件的工件位置，具体而言，在上述实施例中，在图2所示的本发明多工位组装设备的示意性俯视图中，以示例的方式，示出转盘3具有6个工件位置，即，工件位置101、102、103；201、202、203。

在本发明的一个优选方案中，这些工件位置在转盘3上沿圆周方向以均匀间隔布置。

为清楚起见，图3进一步示出在去除了其他部件后的本发明多工位组装设备的转盘和工作台的俯视图，更加清楚地示出了转盘3上的6个工件位置101、102、103；201、202、203。

在转盘3的每个工件位置101、102、103；201、202、203处，都具有用于保持半成品工件的保持装置7，其在转盘3的旋转过程中以及工件在各个工作站的处理过程中牢固地保持住半成品工件。

当然，工件位置的数量并不限于6个，可以根据实际需要进行调整。

转盘3可为具有中央空间的环形，所述扭矩传感器组装站4、磁环铆压站5和编程和测试站6的一部分组成部件或者所述组装设备的一部分控制部件能布置在该中央空间中，以使得整体组装设备更加紧凑。

下面将参考图1、2和3来详细描述本发明多工位组装设备的工作过程。

图2和3中示出转盘3旋转到以下位置：位置101处于扭矩传感器组装站4中，位置102处于磁环铆压站5中，位置103处于编程和测试站6中。

在传感器组装站4中，半成品工件已从前一工艺站装载到转盘3上的位置101处且由保持装置7保持住，扭矩传感器已被固定到传感器组装站4的压装装置42的固定器41中，通过传感器组装站4中的压装装置42和转盘3上的保持装置7的相互协作，将扭矩传感器自动压装到半成品工件的输出轴端。在本实施例中，压装装置42沿竖直方向向下推进以将扭矩传感器输送到转盘3上的工件位置101，但本发明并不限于此。

在磁环铆压站5中，已组装好扭矩传感器的半成品工件已在位置102处被转盘3的保持装置7保持住，且磁环已被磁环铆压站的智能磁环夹紧装置51夹紧，在磁环装载和相关的启动信号被启动后，通过磁环铆压站5的铆压装置52和转盘3上的保持装置7的相互协作，磁环将自动组装到半成品工件的输入轴端。本实施例中，图1和2示出有三个铆压装置52，它们分别沿水平方向推进以将磁环输送到工件位置102，但本发明并不限于此。

通过在扭矩传感器组装站4和磁环铆压站5进行的操作，完成了传感器单元的结构组装，准备用于传输到下一站以对所组装的传感器单元进行编程和测试。

在编程和测试站6中，首先要检测在转盘3上位置103处是否存在已在结构上组装好的工件，然后根据所要求的测试指标，自动启动测试和编程过程，以对工件进行测试。

本发明中，在扭矩传感器组装站4、磁环铆压站5、传感器单元编程和测试站6这三个工作站中所进行的操作是同时进行的，这样就大大提高了整个多工位组装设备的组装效率。

在完成一次对三个工作站的同时操作后，转盘3进行旋转，以使工件位置201、202、203分别进入到扭矩传感器组装站4、磁环铆压站5、传感器单元编程和测试站6中，然后与前面针对位置101、102、103所述相同的方式同时对三个工作站进行操作。

通过本发明的上述结构，使得三个工作站同时进行工作，这样有利于提高效率。但本发明并不限于此，三个工作站也可以分别独立操作，等同于具有单个工作站的组装设备，虽然此设置降低了工作效率，但是与传统的单个工作站相比，在效率上还是有所提高，因为三个工作站集成于一个设备上，无需操作者大范围移动，减少了操作时间，提高了灵活性。

虽然本发明的上述实施例针对的是具有三个工作站的组装设备，但是，本发明并不限于此，实际上，可以根据需要，设置三个以上或以下的工作站。

当然，工作站也并不限于所示的用于组装车辆电动助力转向系统的传感器单元的各个工艺站，还可以是其他车辆单元的组装站，这可以根据需要进行修改。

在其中转盘上的工件位置均匀布置的结构中，在确保各个工作站同时对处于其中的工件进行操作的条件下，各个工作站相对于工件位置的设置可以根据需要进行更改。

另外，虽然本发明描述了转盘上的所述多个工件位置沿圆周方向以均匀间隔布置。但本发明并不限于此，所述多个工件位置也可以沿圆周方向非均匀布置。例如，在针对上述6个工件位置的本发明实施例的一个变化例中，可将所述多个工件位置分为两组，即第一组工件位置101、102、103和第二组工件位置201、202、203，第一组工件位置101、102、103等间隔设置，即间隔120度，第二组工件位置201、202、203同样也以120度间隔等间隔设置。与此相应地，三个工作站4、5、6也沿圆周方向等间隔设置。两个组之间的位置关系并无特别限定(在图1、2、3所示实施例中，该角度为60度)，只要位置101和位置201之间、位置102和位置202之间、以及位置103和位置203之间具有相同的角度，以使得三个工作站能同时对工件进行操作即可。

在此变化例中，可以根据需要，设置三个以上或以下的工作站，相应地，转盘3上可以设置多组与工作站数目相对应的工件位置组。例如，如果设置3个工作站，则转盘3上可以设置4个(1组)、8个(2组)、12个(3组)工件位置。每组中的各工件位置都以相等间隔圆周分布。还例如，如果设置2个工作站，则转盘3上可以设置2、4、6、8、10…个工件位置；如果设置5个工作站，则转盘3上可以设置5、10…个工作位置，依此类推。

本实施例中，转盘3绕中央轴线旋转，且每次移动一个位置，在半成品工件装载和相关开始按钮启动后，扭矩传感器组装、磁环铆压、以及编程和测试过程能同时在该设备上进行。

图4a示出了本发明多工位组装设备中的转盘3的示意性外形图。转盘3可以通过手动来相对于工作台1旋转，也可以通过电机和控制器来自动旋转，这些旋转的驱动方式可以是本领域中公知的。图4b、4c、4d分别示意性地示出了转盘3相对于工作台1的几种旋转驱动方式，在图4b中，电机9驱动蜗杆10并传动蜗轮11，使得与蜗轮相连的转盘3转动。在图4c中，电机9驱动凸轮12传动凸轮随动件13，使得与凸轮随动件相连的转盘3转动。在图4d中，电机9驱动齿轮组14，带动转盘3进行转动。当然，转盘3也能以本领域已知的其他方式被驱动转动，这都在本发明的范围内。

当然，转盘3也可以手动旋转，以在自动转动系统出现故障时进行补充操作。

尽管本发明就优选实施例进行了描述，但这并不是意味着对本发明的限制，应当理解的是，本发明的保护范围由后附权利要求来限定，在不脱离该范围的前提下，本领域技术人员可进行各种修改。

Claims (10)

1.一种用于组装车辆部件的多工位组装设备，所述多工位组装设备包括：

工作台；

能绕轴线旋转地支撑于所述工作台上的传送台；以及

多个工作站，所述多个工作站布置在所述工作台上，且相对于所述工作台处于固定位置，

其中所述传送台上具有多个工件安装位置，所述传送台绕所述轴线旋转而带动所述工件安装位置绕所述轴线旋转从而在所述多个工作站之间传递安装在所述工件安装位置上的工件，所述多个工件安装位置和所述多个工作站布置成使得所述多个工作站能同时对由传送台传递到其内的工件进行操作。

2.如权利要求1所述的多工位组装设备，其中所述传送台为转盘且相对于所述工作台平行安装，所述多个工作站沿转盘的圆周方向布置在所述工作台上，且通过各个工件安装位置所形成的假想圆与通过所述多个工作站所形成的假想圆重合。

3.如权利要求1或2所述的多工位组装设备，其中所述工作台具有水平的操作面，所述多个工作站突出在所述操作面上，所述传送台为具有中央空间的环形且沿水平方向定向，所述工作站的一部分或所述多工位组装设备的一部分控制件布置在该中央空间中。

4.如权利要求1-3中任一项所述的多工位组装设备，其中所述传送台在每个工件安装位置处都具有用于保持工件的保持装置，以在每个工作站的处理过程中保持工件处于固定位置。

5.如权利要求1-4中任一项所述的多工位组装设备，其中所述多个工作站包括至少一个组装零件的工作站和至少一个测试工作站。

6.如权利要求5所述的多工位组装设备，其中所述至少一个组装零件的工作站包括：

第一工作站，其具有保持待安装件并沿垂直于传送台旋转平面的方向推进待安装件以将其组装到工件上的装置；和

第二工作站，其具有保持待安装件并沿平行于传送台旋转平面的方向推进待安装件以将其组装到工件上的装置，

所述至少一个测试工作站具有进行测试和/或编程工作的装置。

7.如权利要求6所述的多工位组装设备，其用于组装车辆助力转向系统中的传感器单元，所述第一工作站为扭矩传感器组装站，其具有沿垂直于传送台旋转平面的方向可移动以将传感器压装到工件上的传感器压装装置，所述传感器压装装置具有用于保持扭矩传感器的传感器固定件；第二工作站为磁环铆压站，其具有用于保持磁环的磁环夹持装置以及沿平行于传送台旋转平面方向可移动以将磁环固定到工件上的铆压装置；所述测试工作站为传感器单元编程和/或测试站，其在检测到组装好的传感器元件后对该元件进行测试，所述多个工件安装位置包括沿圆周方向布置的至少3个工件安装位置。

8.如权利要求1-7中任一项所述的多工位组装设备，其中所述传送台相对于工作台的旋转被自动或手动执行。

9.如权利要求1-8中任一项所述的多工位组装设备，其中所述多个工件安装位置沿传送台的圆周方向均匀布置。

10.如权利要求1-9中任一项所述的多工位组装设备，其中所述传送台相对于工作台的旋转通过蜗轮蜗杆方式、凸轮滚子传动方式或齿轮传动方式驱动。