CN106695667A - 面向重卡变速器的中间轴部件自动装配机组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种面向重卡变速器的中间轴部件自动装配机组，液压缸安装在主体上、输出端连接有完成压装装配的压头单元，在压头单元的下方设有安装在主体上、承载中间轴部件的平移工装单元，由压头单元完成压装装配的中间轴部件通过平移工装单元移出压装工作区域；翻转单元转动安装在主体上、位于平移工装单元的一侧，并与安装在主体上的转动气缸有输出端相连，由转动气缸带动回转；夹爪机构可升降地安装在翻转单元上，平移工装单元上的中间轴部件通过夹爪机构转至待转工位，并在转送过程中带动中间轴部件翻转。本发明实现了中间轴部件装配原本多台设备的高度集成，不仅提高了中间轴部件的装配效率，还减轻了操作工人的劳动强度。

Description

面向重卡变速器的中间轴部件自动装配机组
技术领域
本发明涉及重卡变速器零件装配的生产设备，具体地说是一种面向重卡变速器的中间轴部件自动装配机组。
背景技术
中间轴部件是重卡汽车变速器中的重要部分，由中间轴、齿轮等组成，是变速箱变换不同的齿轮啮合，输出不同转速和扭矩的关键部件。虽然中间轴部件的装配工作主要是齿轮的压装，但是装配完成的中间轴部件非常重，人工操作和搬运的装配效率比较低，既无法保证整条装配线的生产节拍，操作工人的劳动强度也非常大。
发明内容
为了解决中间轴部件装配存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种面向重卡变速器的中间轴部件自动装配机组。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明包括液压缸、主体、压头单元、平移工装单元、翻转单元、夹爪机构及转动气缸，其中液压缸安装在所述主体上、输出端连接有完成压装装配的压头单元，在该压头单元的下方设有安装在主体上、承载中间轴部件的平移工装单元，由所述压头单元完成压装装配的中间轴部件通过该平移工装单元移出压装工作区域；所述翻转单元转动安装在主体上、位于所述平移工装单元的一侧，并与安装在主体上的所述转动气缸有输出端相连，由该转动气缸带动回转；所述夹爪机构可升降地安装在翻转单元上，所述平移工装单元上的中间轴部件通过该夹爪机构转至待转工位，所述夹爪机构具有在转送过程中带动中间轴部件翻转的自由度。
其中：所述平移工装单元包括工装及台板、弹簧、导向套、导向轴及无杆气缸，该无杆气缸安装在主体上，输出端连接有导向套，所述导向轴插入导向套内、顶端与所述工装及台板相连接，所述弹簧的两端分别抵接于导向套和工装及台板的下表面，所述工装及台板通过弹簧和导向套的作用处于浮动状态，并通过所述无杆气缸的驱动水平移动，进而将完成压装装配的中间轴部件移出压装工作区域；所述无杆气缸通过支撑板固定在主体上，输出端连接有连接板A，所述导向套固接在该连接板A上；所述无杆气缸的两侧分别设有固接在支撑板上的平移导轨，所述连接板A下表面的两侧均安装有与平移导轨滑动连接的滑块A，所述工装及台板通过无杆气缸的驱动沿平移导轨水平移动；
所述夹爪机构包括夹爪机构主体、翻转气缸、回转轴、连接块B、夹紧气缸及夹爪，该夹爪机构主体连接于所述翻转单元上，所述翻转气缸安装在该夹爪机构主体上、输出端连接有转动安装在夹爪机构主体上的回转轴；所述连接板B安装在回转轴上，在该连接板B上对称设有可相对连接板B滑动的夹爪，对称设置的夹爪之间通过夹紧气缸连接，并通过该夹紧气缸实现夹爪的开合，且所述夹爪随连接板B通过翻转气缸的驱动随回转轴翻转；所述连接板B的两侧对称设有两导轨A，对称设置的两所述夹爪的一端为夹持端，另一端设有与所述导轨A滑动连接的滑块B；所述夹爪机构主体上固接有轴承座，所述回转轴通过轴承与该轴承座转动连接；
所述翻转单元的两端分别与安装在主体上的回转轴承座转动连接，且任一端与所述转动气缸的输出端相连接，通过该转动气缸的驱动沿摆动轴线摆动；
所述翻转单元包括伺服电机、翻转单元主体、丝杠及螺母，该翻转单元主体的上下两端分别与安装在主体上的回转轴承座转动连接，且任一端与所述转动气缸的输出端相连接；所述伺服电机安装在翻转单元主体上、输出端连接有丝杠，所述螺母与丝杠螺纹连接，所述夹爪机构安装在该螺母上，通过螺母与丝杠的转动副变为所述夹爪机构的上下移动副；所述丝杠的两侧分别设有固接在翻转单元主体上的导轨B，所述夹爪机构通过滑块C沿该导轨B升降。
本发明的优点与积极效果为：
1.本发明将中间轴部件的压装、翻转及输送工作集成于一台设备，提高了中间轴部件装配的自动化程度，减轻了造作工人的劳动强度。
2.本发明平移工装单元中，工装及台板的浮动设计使齿轮的压装力传递给设备主体，避免平移导轨承受压装冲击力而损坏。
3.本发明的翻转单元实现了中间轴部件的升降，180°翻转以及传送等多项姿态变化的动作。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的俯视剖视图；
图3为本发明平移工装单元的结构示意图；
图4为本发明夹爪机构的结构示意图；
图5为本发明翻转单元的结构主视图；
图6为本发明翻转单元的结构左视图；
其中：1为液压缸，2为主体，3为压头单元，4为平移工装单元，401为导轨，402为无杆气缸，403为工装及台板，404为弹簧，405为导向套，406为导向轴，407为连接板A，408为滑块A，409为导轨底座，410为支撑板，5为回转轴承座，6为翻转单元，601为伺服电机，602为联轴器，603为摆动轴线，604为翻转单元主体，605为丝杠，606为导轨，607为滑块C，7为夹爪机构，701为夹爪机构主体，702为翻转气缸，703为回转轴，704为轴承，705为轴承座，706为连接板B，707为导轨A，708为夹紧气缸，709为夹爪，710为滑块B，8为转动气缸，9为待转工位。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1、图2所示，本发明包括液压缸1、主体2、压头单元3、平移工装单元4、翻转单元6、夹爪机构7及转动气缸8，其中压装部分主要由液压缸1和压头单元3组成，液压缸1安装在主体2上，输出端连接有压头单元3，液压缸1带动压头单元3升降、负责完成压装装配；该压头单元3为现有技术，包括压头及导向装置。根据重卡变速器中间轴部件的齿轮压装要求，本发明机组的最大压装力可达到了400KN，因此本发明机组的主体2可承受400KN压装力。
压头单元3的下方设有安装在主体2上、承载中间轴部件的平移工装单元4，平移工装单元4负责将压头单元3完成压装装配的中间轴部件移出压装区域。如图3所示，平移工装单元4包括平移导轨401、无杆气缸402、工装及台板403、弹簧404、导向套405、导向轴406、连接板A407、滑块A408、导轨底座409及支撑板410，该无杆气缸402通过支撑板410固定在主体2上，输出端连接有连接板A407。在无杆气缸402的两侧分别设有固接在支撑板410上的导轨底座409，每个导轨底座409上均固定有平移导轨401；连接板A407下表面的两侧均安装有与平移导轨401滑动连接的滑块A408，通过无杆气缸402的驱动，连接板A407可沿平移导轨401往复移动。连接板A407上固接有导向套405，本实施例的导向套405为两个，对称固接在连接板A407上。工装及台板403的下表面固接有两个导向轴406，每个导向轴406均插入一个导向套405内；每个导向套405的顶端与工装及台板403之间均设有弹簧404，弹簧404的两端分别抵接于导向套405和工装及台板403的下表面。待压装的中间轴部件放置在工装及台板403上，工装及台板403与导向轴406相连接，导向轴406可沿导向套405滑动，在弹簧404和导向套405上限位的共同作用下，工装及台板403处于浮动状态。压头单元3压装中间轴部件过程中，浮动的工装及台板403可压缩弹簧404向下移动，从而作用在主体2上，使主体2承受压装力而非平移导轨401承受。齿轮压装完成后，在无杆气缸402的作用下，工装及台板403含着中间轴部件沿平移导轨401水平移动，移出压装区域至夹爪机构7的抓取位置。
翻转单元6安装在主体2上、位于平移工装单元4的一侧，翻转单元6的两端分别与安装在主体2上的回转轴承座5转动连接，且任一端与转动气缸8的输出端相连接，通过该转动气缸8的驱动沿摆动轴线603摆动。翻转单元6主要负责完成将中间轴部件由平移工装单元4移至待转工位9的工作。翻转单元6的具体结构如图5、图6所示，翻转单元6包括伺服电机601、联轴器602、翻转单元主体604、丝杠605、螺母、导轨B606及滑块C607，该翻转单元主体604的上下两端分别与固定在主体2上的回转轴承座5转动连接，且任一端与安装在主体2上的转动气缸8的输出端相连接，在转动气缸8的带动下沿摆动轴线603摆动角度θ。伺服电机601安装在翻转单元主体604上、输出端通过联轴器602与丝杠605相连接，该丝杠605上螺纹连接有螺母。在丝杠605的两侧分别设有固接在翻转单元主体604上的导轨B606，每根导轨B606上均滑动连接有滑块C607。
夹爪机构7安装在翻转单元6上并可升降，平移工装单元4上的中间轴部件通过该夹爪机构7转至待转工位9(即中间轴部件的抓取)，夹爪机构7具有在转送过程中带动中间轴部件翻转的自由度(即翻转180°)。夹爪机构7的具体结构如图4所示，夹爪机构7包括夹爪机构主体701、翻转气缸702、回转轴703、轴承座705、连接块B706、导轨A707、夹紧气缸708、夹爪709及滑块710，该夹爪机构主体701安装在翻转单元6中的螺母上，并与滑块C607相连，在伺服电机601的作用下，通过螺母与丝杠605的转动副变为夹爪机构主体701的上下移动副，使得夹爪机构7整体可沿导轨B606升降。夹爪机构主体701上固接有轴承座705，翻转气缸702固定在该轴承座705上、输出端连接有回转轴703，该回转轴703通过轴承704与轴承座705转动连接。连接板B706安装在回转轴703上，连接板B706的两侧对称设有两导轨A707；夹爪709为左右两个，每个夹爪709的一端为夹持端，另一端设有与导轨A707滑动连接的滑块B710。两夹爪709之间通过夹紧气缸708连接，在该夹紧气缸708的作用下，实现夹爪709的开合，完成对中间轴部件的夹紧和松开的动作；并且，夹爪709随连接板B706通过翻转气缸702的驱动随回转轴703翻转180°。
本发明的工作原理为：
面向重卡变速器的中间轴部件自动装配机组主要完成中间轴部件的压装、翻转及输送工作。首先，将中间轴部件放在位于压装工作区域的平移工装单元4中的工装及台板403上；液压缸1工作，带动压头单元3下行进行压装。压头单元3压装中间轴部件过程中，浮动的工装及台板403可压缩弹簧404向下移动，从而作用在主体2上，使主体2承受压装力而非平移导轨401承受。齿轮压装完成后，液压缸1带动压头单元3上升复位；在无杆气缸402的作用下，工装及台板403含着中间轴部件沿平移导轨401水平移动，移出压装区域至夹爪机构7的抓取位置。
两夹爪709在夹紧气缸708的作用下抓取中间轴部件，完成抓取中间轴部件的夹爪机构7在伺服电机601的驱动下，沿导轨B606升起，从而使中间轴部件脱离工装及台板403。脱离后，在转动气缸8的作用下，夹爪机构7随翻转单元6摆动至待转工位9的上方。夹爪机构7中的翻转气缸702工作，将中间轴部件翻转180°后，沿导轨B606下降，从而将中间轴部件放置于待转工位9。
之后，夹紧气缸708驱动夹爪709松开中间轴部件，夹爪机构7在伺服电机601的作用下复位，转动气缸8带动翻转单元6复位，平移工装单元4回到压装工作区域，等待下一次工作。
本发明是一种集压装、翻转及输送的多功能自动化设备，实现了中间轴部件装配原本多台设备的高度集成，不仅提高了中间轴部件的装配效率，还减轻了操作工人的劳动强度。

Claims (9)

1.一种面向重卡变速器的中间轴部件自动装配机组，其特征在于：包括液压缸(1)、主体(2)、压头单元(3)、平移工装单元(4)、翻转单元(6)、夹爪机构(7)及转动气缸(8)，其中液压缸(1)安装在所述主体(2)上、输出端连接有完成压装装配的压头单元(3)，在该压头单元(3)的下方设有安装在主体(2)上、承载中间轴部件的平移工装单元(4)，由所述压头单元(3)完成压装装配的中间轴部件通过该平移工装单元(4)移出压装工作区域；所述翻转单元(6)转动安装在主体(2)上、位于所述平移工装单元(4)的一侧，并与安装在主体(2)上的所述转动气缸(8)有输出端相连，由该转动气缸(8)带动回转；所述夹爪机构(7)可升降地安装在翻转单元(6)上，所述平移工装单元(4)上的中间轴部件通过该夹爪机构(7)转至待转工位(9)，所述夹爪机构(7)具有在转送过程中带动中间轴部件翻转的自由度。
2.按权利要求1所述面向重卡变速器的中间轴部件自动装配机组，其特征在于：所述平移工装单元(4)包括工装及台板(403)、弹簧(404)、导向套(405)、导向轴(406)及无杆气缸(402)，该无杆气缸(402)安装在主体(2)上，输出端连接有导向套(405)，所述导向轴(406)插入导向套(405)内、顶端与所述工装及台板(403)相连接，所述弹簧(404)的两端分别抵接于导向套(405)和工装及台板(403)的下表面，所述工装及台板(403)通过弹簧(404)和导向套(405)的作用处于浮动状态，并通过所述无杆气缸(402)的驱动水平移动，进而将完成压装装配的中间轴部件移出压装工作区域。
3.按权利要求2所述面向重卡变速器的中间轴部件自动装配机组，其特征在于：所述无杆气缸(402)通过支撑板(410)固定在主体(2)上，输出端连接有连接板A(407)，所述导向套(405)固接在该连接板A(407)上。
4.按权利要求3所述面向重卡变速器的中间轴部件自动装配机组，其特征在于：所述无杆气缸(402)的两侧分别设有固接在支撑板(410)上的平移导轨(401)，所述连接板A(407)下表面的两侧均安装有与平移导轨(401)滑动连接的滑块A(408)，所述工装及台板(403)通过无杆气缸(402)的驱动沿平移导轨(401)水平移动。
5.按权利要求1所述面向重卡变速器的中间轴部件自动装配机组，其特征在于：所述夹爪机构(7)包括夹爪机构主体(701)、翻转气缸(702)、回转轴(703)、连接块B(706)、夹紧气缸(708)及夹爪(709)，该夹爪机构主体(701)连接于所述翻转单元(6)上，所述翻转气缸(702)安装在该夹爪机构主体(701)上、输出端连接有转动安装在夹爪机构主体(701)上的回转轴(703)；所述连接板B(706)安装在回转轴(703)上，在该连接板B(706)上对称设有可相对连接板B(706)滑动的夹爪(709)，对称设置的夹爪(709)之间通过夹紧气缸(708)连接，并通过该夹紧气缸(708)实现夹爪(709)的开合，且所述夹爪(709)随连接板B(706)通过翻转气缸(702)的驱动随回转轴(703)翻转。
6.按权利要求5所述面向重卡变速器的中间轴部件自动装配机组，其特征在于：所述连接板B(706)的两侧对称设有两导轨A(707)，对称设置的两所述夹爪(709)的一端为夹持端，另一端设有与所述导轨A(707)滑动连接的滑块B(710)；所述夹爪机构主体(701)上固接有轴承座(705)，所述回转轴(703)通过轴承(704)与该轴承座(705)转动连接。
7.按权利要求1所述面向重卡变速器的中间轴部件自动装配机组，其特征在于：所述翻转单元(6)的两端分别与安装在主体(2)上的回转轴承座(5)转动连接，且任一端与所述转动气缸(8)的输出端相连接，通过该转动气缸(8)的驱动沿摆动轴线(603)摆动。
8.按权利要求1或7所述面向重卡变速器的中间轴部件自动装配机组，其特征在于：所述翻转单元(6)包括伺服电机(601)、翻转单元主体(604)、丝杠(605)及螺母，该翻转单元主体(604)的上下两端分别与安装在主体(2)上的回转轴承座(5)转动连接，且任一端与所述转动气缸(8)的输出端相连接；所述伺服电机(601)安装在翻转单元主体(604)上、输出端连接有丝杠(605)，所述螺母与丝杠(605)螺纹连接，所述夹爪机构(7)安装在该螺母上，通过螺母与丝杠(605)的转动副变为所述夹爪机构(7)的上下移动副。
9.按权利要求8所述面向重卡变速器的中间轴部件自动装配机组，其特征在于：所述丝杠(605)的两侧分别设有固接在翻转单元主体(604)上的导轨B(606)，所述夹爪机构(7)通过滑块C(607)沿该导轨B(606)升降。
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