CN106584067A - 一种导柱钢珠全自动组装设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种导柱钢珠全自动组装设备，包括设备机架、工件输送装置、下料装置、装夹工件装置、组装机构、检测夹具、产品收纳装置和数控系统；工件输送装置用于输送工件，下料装置用于提供钢珠，装夹工件装置用于装夹来自工件输送装置的工件，组装机构用于将来自下料装置的钢珠组装到来自装夹工件装置的工件，检测夹具用于检测由组装机构组装成的产品，产品收纳装置用于收集经检测装置检测的产品；工件输送装置、下料装置、装夹工件装置、组装机构、检测夹具和成品收集装置均由数控系统控制。采用该设备，可实现导柱钢珠全自动组装，提高产品合格率以及生产效率，降低生产强度与成本。

Description

一种导柱钢珠全自动组装设备

技术领域

本发明属于工业自动化领域，涉及一种组装设备，尤其是一种导柱钢珠全自动组装设备。

背景技术

导柱是汽车方向盘转向轴中的一个重要部件，起到滑动和转向的功能。在汽车上的每个零件产品，都必须保证高精度和可靠性。原有的组装方式采用的是人工把滚珠组装在导柱中，这使得生产效率低，劳动强度大，管理成本高，这难于满足大批量生产和企业现代化管理的要求。

发明内容

针对以上生产缺陷，本发明提供一种导柱钢珠全自动组装设备，其布局合理、结构简单、工作效率高、稳定性好、经济性能好，可适应系列产品。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种导柱钢珠全自动组装设备，包括设备机架、工件输送装置、下料装置、装夹工件装置、组装机构、检测夹具、产品收纳装置和数控系统；所述设备机架包括下料平台、组装平台和产品收集平台，所述产品收集平台、组装平台和下料平台自下而上地通过支撑轴固定连接；所述工件输送装置以及所述组装机构安装在所述组装平台上，所述下料装置以及所述装夹工件装置安装在所述下料平台上，所述产品收纳装置安装在所述产品收集平台上；所述下料装置、装夹工件装置、组装机构和检测夹具同轴布置；所述工件输送装置用于输送工件，所述下料装置用于提供钢珠，所述装夹工件装置用于装夹来自所述工件输送装置的工件，所述组装机构用于将来自所述下料装置的钢珠组装到来自所述装夹工件装置的工件，所述检测夹具用于检测由所述组装机构组装成的产品，所述产品收纳装置用于收集经所述检测装置检测的产品；所述工件输送装置、下料装置、装夹工件装置、组装机构、检测夹具和成品收集装置均由所述数控系统控制。本发明具有布局合理、结构简单、效率高等优点，能够快速实现对工件的组装，并检测是否合格，大大提高了生产效率和减少了不良率。

作为本发明的一种导柱钢珠全自动组装设备的改进，所述工件输送装置包括振动盘、输送装置、推送装置、X-Y数控十字滑台和气爪；所述振动盘与所述输送装置水平对接，所述输送装置与所述推送装置垂直对接，所述推送装置与所述X-Y数控十字滑台呈垂直布置，所述气爪安装在所述X-Y数控十字滑台的Y轴滑台上；工件以立式姿态从所述振动盘传送到所述输送装置，所述输送装置再传送到所述推送装置，所述推送装置将工件单独夹取移送到一固定位置并由所述X-Y数控十字滑台通过所述气爪夹取到所述组装机构上；所述振动盘、推送装置、X-Y数控十字滑台由所述数控系统控制。

作为本发明的一种导柱钢珠全自动组装设备的改进，所述下料装置包括调速电机、搅拌杆、支撑平台、第一光轴、第一光轴固定座、第一气缸、钢珠收纳盒、收纳盒封板、挡板和第二气缸；所述调速电机安装在所述支撑平台上，并与所述搅拌杆连接，所述下料平台的上表面与所述第一光轴的一端固定连接，所述第一光轴的另一端套设在所述第一光轴固定座内并与所述第一光轴固定座同轴滑动连接，所述第一光轴固定座固定在所述支撑平台上，所述钢珠收纳盒定位在所述下料平台上，所述收纳盒封板安装在所述钢珠收纳盒的底部，所述钢珠收纳盒的底部开设若干个按圆周排布的下料孔，所述收纳盒封板设有与之对应的开孔，所述第二气缸安装在所述下料平台的底部，并与所述挡板连接；所述调速电机带动所述搅拌杆，所述第一气缸控制所述支撑平台完成对钢珠的搅拌，所述第二气缸带动挡板，进而控制所述收纳盒封板开启钢珠的下料；所述调速电机、第一气缸和第二气缸由所述数控系统控制。

作为本发明的一种导柱钢珠全自动组装设备的改进，所述钢珠收纳盒内设有第一传感器，所述第一传感器为光电传感器，用于测定钢珠的大小。

作为本发明的一种导柱钢珠全自动组装设备的改进，所述装夹工件装置包括第三气缸、第二光轴、第二光轴固定座、支撑板和装夹轴；所述第三气缸安装在所述下料平台上，并与所述支撑板连接，所述支撑板的上表面与所述第二光轴的一端固定连接，所述第二光轴的另一端套设在所述第二光轴固定座并与所述第二光轴固定座同轴滑动连接，所述第二光轴固定座固定在所述下料平台上，所述装夹轴安装在所述支撑板的下表面；所述第三气缸带动所述装夹工件装置整体向下运动，使所述装夹轴将来自所述工件输送装置的工件推送到所述组装机构上；所述第三气缸由所述数控系统控制。

作为本发明的一种导柱钢珠全自动组装设备的改进，所述组装机构包括装夹夹具、组装夹具和若干气管组件；所述装夹夹具安装在所述组装夹具上，所述组装夹具安装在所述组装平台上，所述气管组件的一端连接在所述收纳盒封板的开孔上，另一端连接在所述组装夹具上；工件经过所述装夹夹具定位后进入所述组装夹具时，所述气管组件中的钢珠滚入工件，使工件装满钢珠。

作为本发明的一种导柱钢珠全自动组装设备的改进，所述检测夹具同轴安装在所述组装夹具的底部，所述检测夹具上安装若干第二传感器，所述第二传感器为光电传感器，用于检测工件是否安装满钢珠。

作为本发明的一种导柱钢珠全自动组装设备的改进，所述产品收纳装置包括不良品收纳盒、成品收纳盒和第四气缸；所述第四气缸用于控制所述不良品收纳盒或成品收纳盒开启；当所述检测夹具检测的产品合格后则落入所述成品收纳盒，若不合格则落入所述不良品收纳盒；所述第四气缸由所述数控系统控制。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种导柱钢珠全自动组装设备，可依次完成工件定位、下料、工件装夹、产品组装、产品检测、成品收集工序。相对于现有的手工组装的方式，采用本发明提供的导柱钢珠全自动组装设备不仅有效的提高了加工效率而且减少了加工时间，从而降低了工人劳动强度，降低了加工成本。

附图说明

图1为本发明的一种导柱钢珠全自动组装设备的立体示意图；

图2为本发明的一种导柱钢珠全自动组装设备的工件输送装置剖视图；

图3为本发明的一种导柱钢珠全自动组装设备的正视剖视图；

图4为本发明的一种导柱钢珠全自动组装设备的产品收纳装置剖视图；

图5为本发明的一种导柱钢珠全自动组装设备的组装机构剖视图

图6为图5的局部放大图。

图中，1-下料平台；2-支撑轴；3-支撑轴固定座；4-组装平台；5-检测平台；6-产品收集平台；7-振动盘；8-输送装置；9-推送装置；10-X-Y数控十字滑台；11-气爪；12-调速电机；13-搅拌杆；14-支撑平台；15-第一光轴固定座；16-第一光轴；17-第一气缸；18-钢珠收纳盒；19-收纳盒封板；20-挡板；21-第二气缸；22-第三气缸；23-第二光轴；24-第二光轴固定座；25-支撑板；26-装夹轴固定座；27-装夹轴；28-气管组件；29-装夹夹具；30-组装夹具；31-检测夹具；32-不良品收纳盒固定座；33-不良品收纳盒；34-第四气缸；35-成品收纳盒；36-工件；37-成品。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。

如图1、3所示，一种导柱钢珠全自动组装设备，包括设备机架、工件输送装置8、下料装置、装夹工件装置、组装机构、检测夹具31、产品收纳装置和数控系统；设备机架包括下料平台1、组装平台4和产品收集平台6，产品收集平台6、组装平台4和下料平台1自下而上地通过支撑轴2以及支撑轴固定座3固定连接；工件输送装置8以及组装机构安装在组装平台4上，下料装置以及装夹工件装置安装在下料平台1上，产品收纳装置安装在产品收集平台6上；下料装置、装夹工件装置、组装机构和检测夹具31同轴布置；工件输送装置8用于输送工件36，下料装置用于提供钢珠，装夹工件装置用于装夹来自工件输送装置8的工件36，组装机构用于将来自下料装置的钢珠组装到来自装夹工件装置的工件36，检测夹具31用于检测由组装机构组装成的产品，产品收纳装置用于收集经检测装置检测的产品；工件输送装置8、下料装置、装夹工件装置、组装机构、检测夹具31和成品收集装置均由数控系统控制。本实施例中，上下两个平台之间的支撑轴2和支撑轴固定座3的数量均为四个，呈均匀分布。

如图2所示，工件输送装置8包括能把产品以立式状态传送的振动盘7、直线传送的输送装置8、单个定点直线传送的推送装置9、可沿X轴和Y轴移动的X-Y数控十字滑台10和抓取工件36的气爪11；振动盘7与输送装置8水平对接，输送装置8与推送装置9垂直对接，推送装置9与X-Y数控十字滑台10呈垂直布置，X-Y数控十字滑台10包括X轴滑台和Y轴滑台，气爪11安装在Y轴滑台上；工件36以立式姿态从振动盘7传送到输送装置8，输送装置8再传送到推送装置9，推送装置9将工件36单独夹取移送到一固定位置并由X-Y数控十字滑台10通过气爪11夹取到组装机构上；振动盘7、推送装置9、X-Y数控十字滑台10由数控系统控制。本实施例中，输送装置8的作用在于：可以提高工件36传送效率(如果振动盘7增加输送的长度的话不利于稳定以及固定)；输送装置8的材质和振动盘7的材质不一样，输送装置8的加工精度更高，更有利于工件36输送，以及减少成本；方便设计调整以及更换(振动盘7属于标准件)。

下料装置包括调速电机12、搅拌杆13、支撑平台14、第一光轴16、第一光轴固定座15、第一气缸17、钢珠收纳盒18、收纳盒封板19、挡板20和第二气缸21；调速电机12安装在支撑平台14上，并与搅拌杆13连接，下料平台1的上表面与第一光轴16的一端固定连接，第一光轴16的另一端套设在第一光轴固定座15内并与第一光轴固定座15同轴滑动连接，第一光轴固定座15固定在支撑平台14上，钢珠收纳盒18定位在下料平台1上，收纳盒封板19安装在钢珠收纳盒18的底部，钢珠收纳盒18的底部开设若干个按圆周排布的下料孔，收纳盒封板19设有与之对应的开孔，第二气缸21安装在下料平台1的底部，并与挡板20连接；调速电机12带动搅拌杆13，第一气缸17控制支撑平台14完成对钢珠的搅拌，第二气缸21带动挡板20，进而控制收纳盒封板19开启钢珠的下料；调速电机12、第一气缸17和第二气缸21由数控系统控制。本实施例中，第一光轴16和第一光轴固定座15的数量均为四个，均布在下料平台1和支撑平台14上，因此支撑平台14是可以上下运动的。第一光轴固定座15内部设有螺旋滚珠，其精度高、稳定性好，所以震动小、运动平稳。

钢珠收纳盒18内设有第一传感器，第一传感器为光电传感器，用于测定钢珠的大小。

装夹工件装置包括第三气缸22、第二光轴23、第二光轴固定座24、支撑板25、装夹轴27以及装夹轴固定座26；第三气缸22安装在下料平台1上，并与支撑板25连接，支撑板25的上表面与第二光轴23的一端固定连接，第二光轴23的另一端套设在第二光轴固定座24并与第二光轴固定座24同轴滑动连接，第二光轴固定座24固定在下料平台1上，装夹轴27通过装夹轴固定座26安装在支撑板25的下表面；第三气缸22带动装夹工件装置整体向下运动，使装夹轴27将来自工件输送装置8的工件36推送到组装机构上；第三气缸22由数控系统控制。本实施例中，第二光轴23和第二光轴固定座24的数量均为两个，均布在支撑板25和下料平台1上，因此支撑板25是可以上下运动的。第二光轴固定座24内部设有螺旋滚珠，其精度高、稳定性好，所以震动小、运动平稳。第三气缸22为气动控制，气压可能会不稳定，设置支撑板25能够保证装夹轴27的控制精度；装夹轴27的行程较长，单点控制会不稳定，设置支撑板25也可以保证较长行程控制的精度。装夹轴27的底端设有凸台，凸台与工件36的上端口相适配，用于与工件36连接并推动工件36进入装夹夹具29内。

如图5、6所示，组装机构包括装夹夹具29、组装夹具30和6个气管组件28；装夹夹具29安装在组装夹具30上，组装夹具30安装在组装平台4上，气管组件28的一端连接在收纳盒封板19的开孔上，另一端连接在组装夹具30上；工件36经过装夹夹具29定位后进入组装夹具30时，气管组件28中的钢珠滚入工件36，使工件36装满钢珠。本实施例中，装夹夹具29的内部结构跟组装夹具30是相适配的，定位比较准确；而组装夹具30内部的开孔配合要求不高，有空隙，方便组装；装夹夹具29和组装夹具30的材料不一样，加工不一样，精度也不一样，从而可以减少成本。钢珠受到向下挤压的力以及工件36的开孔上下两边作为支撑，从而钢珠被挤压进工件36的开孔内。

检测夹具31同轴安装在组装夹具30的底部，检测夹具31上安装6个第二传感器，第二传感器为光电传感器，用于检测工件36是否安装满钢珠。

如图4所示，产品收纳装置包括不良品收纳装置和成品收纳装置；不良品收纳装置包括不良品收纳盒33、第一导轨32和第四气缸34；成品收纳盒35包括成品收纳盒35和第二导轨；不良品收纳盒33可在第一导轨32上滑动,第一导轨32安装在检测平台5上，检测平台5与产品收集平台6通过支撑轴2和支撑轴固定座3固定连接，第二导轨安装在产品收集平台6上，成品收纳盒35可在第二导轨上滑动，第四气缸34用于控制不良品收纳盒33在第一导轨32上的移动，从而控制不良品收纳盒33或成品收纳盒35开启；当检测夹具31检测的产品合格后则落入成品收纳盒35，若不合格则落入不良品收纳盒33；其中，第四气缸34由数控系统控制。当成品收纳盒35收集满100个成品37时，然后通过第二导轨更换成品收纳盒35。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种导柱钢珠全自动组装设备，其特征在于：包括设备机架、工件输送装置、下料装置、装夹工件装置、组装机构、检测夹具、产品收纳装置和数控系统；所述设备机架包括下料平台、组装平台和产品收集平台，所述产品收集平台、组装平台和下料平台自下而上地通过支撑轴固定连接；所述工件输送装置以及所述组装机构安装在所述组装平台上，所述下料装置以及所述装夹工件装置安装在所述下料平台上，所述产品收纳装置安装在所述产品收集平台上；所述下料装置、装夹工件装置、组装机构和检测夹具同轴布置；所述工件输送装置用于输送工件，所述下料装置用于提供钢珠，所述装夹工件装置用于装夹来自所述工件输送装置的工件，所述组装机构用于将来自所述下料装置的钢珠组装到来自所述装夹工件装置的工件，所述检测夹具用于检测由所述组装机构组装成的产品，所述产品收纳装置用于收集经所述检测装置检测的产品；所述工件输送装置、下料装置、装夹工件装置、组装机构、检测夹具和成品收集装置均由所述数控系统控制。

2.如权利要求1所述的一种导柱钢珠全自动组装设备，其特征在于：所述工件输送装置包括振动盘、输送装置、推送装置、X-Y数控十字滑台和气爪；所述振动盘与所述输送装置水平对接，所述输送装置与所述推送装置垂直对接，所述推送装置与所述X-Y数控十字滑台呈垂直布置，所述气爪安装在所述X-Y数控十字滑台的Y轴滑台上；工件以立式姿态从所述振动盘传送到所述输送装置，所述输送装置再传送到所述推送装置，所述推送装置将工件单独夹取移送到一固定位置并由所述X-Y数控十字滑台通过所述气爪夹取到所述组装机构上；所述振动盘、推送装置、X-Y数控十字滑台由所述数控系统控制。

3.如权利要求1或2所述的一种导柱钢珠全自动组装设备，其特征在于：所述下料装置包括调速电机、搅拌杆、支撑平台、第一光轴、第一光轴固定座、第一气缸、钢珠收纳盒、收纳盒封板、挡板和第二气缸；所述调速电机安装在所述支撑平台上，并与所述搅拌杆连接，所述下料平台的上表面与所述第一光轴的一端固定连接，所述第一光轴的另一端套设在所述第一光轴固定座内并与所述第一光轴固定座同轴滑动连接，所述第一光轴固定座固定在所述支撑平台上，所述钢珠收纳盒定位在所述下料平台上，所述收纳盒封板安装在所述钢珠收纳盒的底部，所述钢珠收纳盒的底部开设若干个按圆周排布的下料孔，所述收纳盒封板设有与之对应的开孔，所述第二气缸安装在所述下料平台的底部，并与所述挡板连接；所述调速电机带动所述搅拌杆，所述第一气缸控制所述支撑平台完成对钢珠的搅拌，所述第二气缸带动挡板，进而控制所述收纳盒封板开启钢珠的下料；所述调速电机、第一气缸和第二气缸由所述数控系统控制。

4.如权利要求3所述的一种导柱钢珠全自动组装设备，其特征在于：所述钢珠收纳盒内设有第一传感器，所述第一传感器为光电传感器，用于测定钢珠的大小。

5.如权利要求3所述的一种导柱钢珠全自动组装设备，其特征在于：所述装夹工件装置包括第三气缸、第二光轴、第二光轴固定座、支撑板和装夹轴；所述第三气缸安装在所述下料平台上，并与所述支撑板连接，所述支撑板的上表面与所述第二光轴的一端固定连接，所述第二光轴的另一端套设在所述第二光轴固定座并与所述第二光轴固定座同轴滑动连接，所述第二光轴固定座固定在所述下料平台上，所述装夹轴安装在所述支撑板的下表面；所述第三气缸带动所述装夹工件装置整体向下运动，使所述装夹轴将来自所述工件输送装置的工件推送到所述组装机构上；所述第三气缸由所述数控系统控制。

6.如权利要求5所述的一种导柱钢珠全自动组装设备，其特征在于：所述组装机构包括装夹夹具、组装夹具和若干气管组件；所述装夹夹具安装在所述组装夹具上，所述组装夹具安装在所述组装平台上，所述气管组件的一端连接在所述收纳盒封板的开孔上，另一端连接在所述组装夹具上；工件经过所述装夹夹具定位后进入所述组装夹具时，所述气管组件中的钢珠滚入工件，使工件装满钢珠。

7.如权利要求6所述的一种导柱钢珠全自动组装设备，其特征在于：所述检测夹具同轴安装在所述组装夹具的底部，所述检测夹具上安装若干第二传感器，所述第二传感器为光电传感器，用于检测工件是否安装满钢珠。

8.如权利要求7所述的一种导柱钢珠全自动组装设备，其特征在于：所述产品收纳装置包括不良品收纳盒、成品收纳盒和第四气缸；所述第四气缸用于控制所述不良品收纳盒或成品收纳盒开启；当所述检测夹具检测的产品合格后则落入所述成品收纳盒，若不合格则落入所述不良品收纳盒；所述第四气缸由所述数控系统控制。