CN106141655A - 对正机构及工件压装装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种对正机构及工件压装装置，对正机构包括支撑体和主控单元，设置于所述支撑体上的电机，以及驱使所述电机沿竖直方向运动的纵向驱动装置，在所述电机的动力输出轴上设置有对电机的扭矩进行检测、并将检测的扭矩信号传送至主控单元的扭矩检测单元，在所述电机动力输出轴的端部安装有工件夹紧机构。本发明还提供了一种装设有该对正机构的工件压装装置。本发明的对正机构可用于花键或同类型工件的自动对正，能够克服现有人工对正方式的不足。本发明的工件压装装置可实现花键及同类型的配合工件的自动对正压装，能够降低员工劳动强度，并保证工件装配质量的一致性。

Description

对正机构及工件压装装置

技术领域

本发明涉及压装机械技术领域，特别涉及一种对正机构。本发明还涉及一种装设有该对正机构的工件压装装置。

背景技术

随着汽车产业的迅猛发展，如何更快更好的实现自动化装配作业对企业有着很重要的实际意义。压装作为最基本的装配手段之一，应用于很多配合类工件间的组装。花键配合作为一种常见的配合形式，存在于诸多机械结构中。但目前还没有用于花键或同类型工件自动对正压装的设备，在实际作业中还是先人工对正，然后再进行压装，这种对正方式人员的劳动强度较大，而且压装后工件装配质量的一致性也较难得到保证。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种对正机构，以可用于花键或同类型工件的自动对正，克服现有人工对正方式的不足。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种对正机构，包括支撑体，主控单元，设置于所述支撑体上的电机，以及驱使所述电机沿竖直方向运动的纵向驱动装置，在所述电机的动力输出轴上设置有对电机的扭矩进行检测、并将检测的扭矩信号传送至主控单元的扭矩检测单元，在所述电机动力输出轴的端部安装有工件夹紧机构。

进一步的，所述工件夹紧机构沿所述电机动力输出轴轴向滑动的浮动安装于所述电机动力输出轴上，在所述工件夹紧机构与所述扭矩检测单元间形成有一间隙。

进一步的，所述电机为伺服电机，所述工件夹紧机构为气动夹爪。

相对于现有技术，本发明所述的具有以下优势：

（1）本发明所述的对正机构，通过在电机的动力输出轴上设置扭矩检测单元，当对花键或同类型的配合工件进行对正时，使花键或其配合工件由工件夹紧机构夹持，然后电机在纵向驱动装置的带动向下运动，并使花键与其配合工件间相接触，当配合工件间接触时，使电机转动，若两配合工件实现对正而能够初步配合，则电机在转动微小角度后，其会因受到转动阻力而致使扭矩大增，通过扭矩检测单元检测扭矩值的变化，即可判断两工件是否已对正。电机转动时，若两工件没有对正而不能实现配合，则电机可正常转动而扭矩较小，此时电机回位并调整工件夹持机构的角度，然后再重复以上过程即可。利用扭矩检测单元对电机转动扭矩的检测，即可实现对两配合工件间对正情况的判断，并通过装置的自动调整最终达到两工件的对正及完成初步配合，其相比人工对正的工作方式，可大大减小人工工作强度，并避免仍对正带来的工件装配质量的不确定性。

（2）使工件夹持机构浮动安装，且与扭矩检测单元间具有一间隙，当电机向下运动而两工件间未处于对正状态时，可不用电机回位而使其开始转动，当电机转动使得两工件间达到对正状态时，工件夹持机构在重力作用下自动向下运动，从而实现两工件间的初步配合，此时电机继续转动便会导致扭矩的急剧增加，以由扭矩检测单元检测出并停止电机转动。这样相比于电机回位调整工件夹持机构的工作方式，可大大提高自动对正的工作效率，并可降低两工件间出现的磨损。

（3）采用伺服电机可便于电机转动的精确控制，而使用气动夹爪具有加持力稳定，反应迅速的优点。

本发明的另一目的在于提出一种工件压装装置，以实现花键及同类型的配合工件的自动对正压装，降低员工劳动强度，并保证工件装配质量的一致性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种工件压装装置，包括机架，以及安装于所述机架上的压装驱动装置，其特征在于还包括可水平移动的设于所述机架上的如上所述的对正机构和可承接所述压装驱动装置的驱动力、以对工件进行压装的压装机构，以及对所述对正机构和压装机构施加驱动力，以使所述对正机构和压装机构交替置于所述压装驱动装置的动力输出端下方的横向驱动装置。

进一步的，在所述机架上设有水平导轨，以及滑动设于所述水平导轨上的安装架，所述对正机构和压装机构并排设置于所述安装架上，所述横向驱动装置的动力输出端连接于所述安装架上。

进一步的，在所述安装架上设有竖直导轨，所述对正机构中的电机滑动设于所述竖直导轨上，所述纵向驱动装置安装于所述安装架上，所述纵向驱动装置的动力输出端连接于所述电机上。

进一步的，所述压装机构包括可竖直运动的设于所述安装架上的压头，还包括设于所述安装架与所述压头之间的、使所述压头的压装运动回位的弹性回位机构。

进一步的，所述弹性回位机构为设于所述压头与所述安装架之间的、以对所述压头提供弹性回复力的弹簧。

进一步的，在所述压装驱动装置的动力输出端连接有压杆，在所述机架上设有对所述压杆的运动进行导向的导向套。

进一步的，所述压装驱动装置、纵向驱动装置和横向驱动装置均为气缸、液压缸或伺服电机中的一种。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

（1）本发明所述的工件压装装置，通过横向驱动装置的驱动，先由对正机构完成两工件间的对正及初步配合，然后再由横向驱动装置驱使，使得压装机构可承接压装驱动装置的驱动力而完成两工件的压装，由此便可实现两工件的自动对正及压装作业，能够降低员工劳动强度，并可保证工件装配质量的一致性。

（2）采用水平导轨及竖直导轨可保证各构件的定向运动，且其结构简单，便于设计实施。而使得对正机构和压装机构共同设于安装架上，可简化装置结构，降低装置成本。

（3）设置压头及压杆可降低装置的维护成本，弹簧可实现压头的自动回位，而导向套可保证压装作业的精确度。

（4）压装驱动装置、纵向驱动装置和横向驱动装置均可为气缸、液压缸或伺服电机中的一种，以便根据实际情况具体选择，具有很好的适用性。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的对正机构的结构简图；

图2为本发明实施例所述的工件压装装置的结构简图；

附图标记说明：

1-机架，2-工件托架，3-水平导轨，4-安装架，5-压头，6-横向气缸，7-压杆，8-压装气缸，9-压装工件，10-配合工件，11-竖直导轨，12-电机，13-扭矩检测单元，14-气动夹爪，15-纵向气缸。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

本实施例涉及一种对正机构，可用于花键或同类型工件与其配合工件的对正，以便于后续的压装作业。如图1中所示，本对正机构包括图中未示出的支撑体和主控单元，经由竖直导轨11设置在支撑体上的电机12，以及驱使电机12于竖直导轨11上运动的纵向气缸15，在电机12的动力输出轴上设置有扭矩检测单元13，在电机12的动力输出轴的端部还安装有气动夹爪14，气动夹爪14用于对待对正及压装工件的夹持。

本实施例中支撑体可为具有竖直壁面的机床或其它结构，主控单元可采用计算机、触摸屏或其它具有数据处理能力的控制器，竖直导轨11及纵向气缸15在实际使用中即固定安装于机床的竖直壁面上，以实现电机12沿竖直方向的运动。电机12采用伺服电机，当然其也可为采用步进电机等其它电机结构。扭矩检测单元13则采用现有的扭矩传感器即可。当然电机12的竖直运动除了可经由纵向气缸15驱使而沿竖直导轨11运动之外，纵向气缸15也可由液压缸或伺服电机等代替，或者也可采用将电机12直接安装于纵向气缸15的驱动端，而省略竖直导轨11的结构形式。

本实施例中气动夹爪14也可由电磁或液压驱动的夹持结构代替。当采用本机构对花键或同类型工件进行对正时，使花键（或与其配合的工件）由气动夹爪14夹持，待配合工件置于气动夹爪14的下方，然后电机12在纵向气缸15的带动向下运动，并使花键与配合工件相接触。当两工件间接触时，使电机12沿正反两个方向转动，若两工件实现对正而能够初步配合，则电机12在转动微小角度后，其会因受到转动阻力而致使扭矩大增，通过扭矩检测单元13对电机12动力输出轴的扭矩进行检测，并将检测的扭矩信号传送至主控单元，若检测的扭矩值大于主控单元内设定的扭矩基础值，即可判断两工件已对正。而电机12转动时，若两工件没有对正而不能实现配合，则电机12可正常转动而扭矩较小，此时使电机12回位并调整气动夹爪14的角度，然后再重复以上过程即可。

但为了避免因需要电机12回位以调整气动夹爪14角度而影响自动对正的工作效率，并为降低两配合工件间接触时出现的磨损，本实施例中可如图1中所示的，气动夹爪14套设于电机12的动力输出轴上，并可沿动力输出轴的轴向滑动，电机12的动力输出轴与气动夹爪14之间的传动经由嵌装于两者键槽之间的平键实现，在动力输出轴的端部安装有一端盖，以防止气动夹爪14从动力输出轴上脱落。而且本实施例中当气动夹爪14抵接在端盖上，而处于自然状态时，在气动夹爪14与扭矩检测单元13之间还留有一间隙，该间隙例如可为2mm，从而使得气动夹爪14为浮动安装于电机12的动力输出轴上。

气动夹爪14浮动安装的情况下，当电机12向下运动使两工件接触时，电机12可再继续下移微小的距离（如2mm），此时气动夹爪14与扭矩检测单元13间的间隙也使得气动夹爪14上移微小的距离（如2mm）。若两配合工件间未处于对正状态，由于气动夹爪14呈浮动状态，可使电机12直接开始转动而不用回位。直到电机12转动而使得两配合工件间达到对正状态时，气动夹爪14及其所夹持的工件会在重力作用下自动向下运动，从而实现两配合工件间的初步配合，此时电机12继续转动便会导致扭矩的急剧增加，其可由扭矩检测单元13检测出，并由控制单元停止电机12的转动。最后使气动夹爪14松开所夹持的工件，并使气动夹爪14在电机12的带动下回位即可完成对正过程。

实施例二

本实施例涉及一种工件压装装置，如图2中所示，其包括机架1，在机架1上设置有用于工件压装的压装气缸8，压装气缸8的动力输出端连接有压杆7，且在机架1上还设置有用于对压杆7的运动进行导向支撑的导向套。在机架1上还设置有水平导轨3，水平导轨3上滑动设置有安装架4，在水平导轨3的一侧也设置有安装在机架1上的用于带动安装架4运动的横向气缸6。安装架4可如图2中所示的为一板状结构，当然其也可为框架式结构。在安装架4上的一侧安装有用于花键或同类配合工件间对正的如实施例一中所述的对正机构，安装架4此时作为用于设置电机12的支撑体。而在安装架4上的另一侧还设置有一压头5，压头5可为由导管或导向槽等结构活动安装于安装架4上，并可沿竖直方向自由运动。在安装架4上还设置有用于压头5压装运动回位的弹簧或其它如电磁铁等具有相同功能的结构。

本实施例中对正机构中的竖直导轨11及纵向气缸15均为安装于安装架4上。安装架4除了可为设于水平导轨3上，并由横向气缸6驱使滑动外，当然也可将安装架4直接安装于横向气缸6的动力输出端上，以省略水平导轨3。而除了将对正机构和压头5共同设于安装架4上，当然也可使对正机构及压头5为分别设置在水平导轨3上，此时用于驱使它们滑动的气缸也可设置为两个。或者也可使对正机构和压头5分别置于两个气缸的动力输出端。本实施例中横向气缸6及压装气缸8也可由液压缸或伺服电机等代替，而且在压装气缸8与压头5之间也可省去压杆7，而使两者间为直接接触。

本实施例中为便于对正机构中的气动夹爪14对工件的抓取，在机架1上还设置有用于放置压装工件9（如带有键槽的构件）的工件托架2，与压装工件9相配合的配合工件10（如花键）则置于机架1上位于压装气缸8的正下方。本工件压装装置在工作时，在主控单元的控制下，先使气动夹爪14夹持压装工件9，再通过横向气缸6的驱动，使对正机构位于配合工件10的正上方，并由对正机构完成压装工件9和配合工件10间的对正及初步配合。然后再由横向气缸6驱使，使得对正机构移动开，并使压头5置于配合工件10的正上方，最后再由压装气缸8通过压杆7驱使压头5进行压装。压装完毕后，将工件进行更换，并重复上述过程即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种对正机构，包括支撑体，主控单元，设置于所述支撑体上的电机（12），以及驱使所述电机（12）沿竖直方向运动的纵向驱动装置，其特征在于：在所述电机（12）的动力输出轴上设置有对电机（12）的扭矩进行检测、并将检测的扭矩信号传送至主控单元的扭矩检测单元（13），在所述电机（12）动力输出轴的端部安装有工件夹紧机构。

2.根据权利要求1所述的对正机构，其特征在于：所述工件夹紧机构沿所述电机（12）动力输出轴轴向滑动的浮动安装于所述电机（12）的动力输出轴上，在所述工件夹紧机构与所述扭矩检测单元（13）间形成有一间隙。

3.根据权利要求2所述的对正机构，其特征在于：所述电机（12）为伺服电机，所述工件夹紧机构为气动夹爪（14）。

4.一种工件压装装置，包括机架（1），以及安装于所述机架（1）上的压装驱动装置，其特征在于还包括可水平移动的设于所述机架（1）上的如权利要求1至3中任一项所述的对正机构和可承接所述压装驱动装置的驱动力、以对工件进行压装的压装机构，以及对所述对正机构和压装机构施加驱动力，以使所述对正机构和压装机构交替置于所述压装驱动装置的动力输出端下方的横向驱动装置。

5.根据权利要求4所述的工件压装装置，其特征在于：在所述机架（1）上设有水平导轨（3），以及滑动设于所述水平导轨（3）上的安装架（4），所述对正机构和压装机构并排设置于所述安装架（4）上，所述横向驱动装置的动力输出端连接于所述安装架（4）上。

6.根据权利要求5所述的工件压装装置，其特征在于：在所述安装架（4）上设有竖直导轨（11），所述对正机构中的电机（12）滑动设于所述竖直导轨上（11），所述纵向驱动装置安装于所述安装架（4）上，所述纵向驱动装置的动力输出端连接于所述电机（12）上。

7.根据权利要求5所述的工件压装装置，其特征在于：所述压装机构包括可竖直运动的设于所述安装架（4）上的压头（5），还包括设于所述安装架（4）与所述压头（5）之间的、使所述压头（5）的压装运动回位的弹性回位机构。

8.根据权利要求7所述的工件压装装置，其特征在于：所述弹性回位机构为设于所述压头（5）与所述安装架（4）之间的、以对所述压头（5）提供弹性回复力的弹簧。

9.根据权利要求4所述的工件压装装置，其特征在于：在所述压装驱动装置的动力输出端连接有压杆（7），在所述机架（1）上设有对所述压杆（7）的运动进行导向的导向套。

10.根据权利要求4所述的工件压装装置，其特征在于：所述压装驱动装置、纵向驱动装置和横向驱动装置均为气缸、液压缸或伺服电机中的一种。