CN107398698A - 压头、衬套压装装置及压装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压头，包括底座，和从所述底座的中部沿轴向延伸出的抓取部，所述抓取部为柱形，所述抓取部上沿径向开设有至少三个安装孔，所述安装孔中安装有能够伸缩的柱塞；当所述抓取部插入到衬套的内孔中，所述柱塞将所述衬套的内壁顶紧，所述压头抓取所述衬套。本发明还提供一种衬套压装装置，包括伺服电缸、主轴和压头；所述伺服电缸能够带动所述主轴上下伸缩，所述压头安装在所述主轴的底端。本发明还提供一种衬套压装装置的压装方法。本发明由于压头上设置有抓取部，通过压头可以实现对衬套的抓取、定位和压装的一系列工作。本发明具有成本低、操作简单、占用空间小等优点。

Description

压头、衬套压装装置及压装方法

技术领域

本发明涉及加工设备的技术领域，尤其涉及一种压头、衬套压装装置及压装方法。

背景技术

现有的发动机连杆衬套的压装通常采用人工上下料的方式，衬套和连杆都由人工手动搬送、定位，衬套的角度位置由人工目视确认，容易造成衬套角度位置偏移，对产品的质量有影响；同时现有设备存在人工上料的劳动强度大、工作效率低的问题。

为了克服人工上料的劳动强度大、工作效率低的问题，现有的改进采用机械手抓取衬套，机械手将衬套放置到连杆上，然后再通过压头将衬套压装到连杆上。这种方式所采用的设备成本较高，操作复杂，设备占用的空间大。

因此，有必要设计一种成本低、操作简单、占用空间小的压头、衬套压装装置及压装方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种成本低、操作简单、占用空间小的压头、衬套压装装置及压装方法。

本发明提供一种压头，包括底座，和从所述底座的中部沿轴向延伸出的抓取部，所述抓取部为柱形，所述抓取部上沿径向开设有至少三个安装孔，所述安装孔中安装有能够伸缩的柱塞；

当所述抓取部插入到衬套的内孔中，所述柱塞将所述衬套的内壁顶紧，所述压头抓取所述衬套。

进一步地，所述安装孔沿轴向布置有两层，所述安装孔包括第一层安装孔和第二层安装孔，所述第一层安装孔和所述第二层安装孔均有三个，所述第一层安装孔相对于所述第二层安装孔径向上错开布置。

进一步地，所述抓取部的端面沿轴向上开设有至少三个顶紧孔，每个所述顶紧孔对应连通一个所述安装孔，所述顶紧孔中安装有顶紧螺钉，所述顶紧螺钉用于顶紧所述柱塞的侧面。

进一步地，所述抓取部上沿径向还开设有至少三个光孔，每个所述光孔对应连通一个所述安装孔。

进一步地，所述压头的中心开设有沿轴向的通孔，所述通孔与所述安装孔连通。

进一步地，所述底座的顶部中心开设有限位沉台。

进一步地，所述底座的底面向下延伸出台阶部，所述台阶部的横截面宽度大于所述抓取部的横截面宽度。

进一步地，所述抓取部为圆柱形。

进一步地，所述柱塞为弹簧柱塞。

本发明还提供一种衬套压装装置，包括伺服电缸、主轴和上述任一项所述的压头；

所述伺服电缸能够带动所述主轴上下伸缩，所述压头安装在所述主轴的底端。

进一步地，所述衬套压装装置还包括角度传感器和伺服电机，所述角度传感器用于检测所述衬套的缺口，所述伺服电机带动所述主轴自转，当所述角度传感器检测到所述缺口时，所述伺服电机控制所述主轴停止转动。

进一步地，所述主轴的底端向下延伸出凸台，所述底座的顶部中心开设有限位沉台，所述凸台插入到所述限位沉台中。

本发明还提供一种用于上述任一项所述的衬套压装装置的压装方法，包括以下步骤：

所述伺服电缸带动所述主轴下降；

所述压头插入到所述衬套的所述内孔中；

所述柱塞将所述衬套的内壁顶紧，所述压头抓取所述衬套；

所述伺服电缸带动所述主轴上升；

所述伺服电缸再次带动所述主轴下降；

所述压头将所述衬套压入所述连杆的小端孔中；

所述压头释放所述衬套；

所述伺服电缸再次带动所述主轴上升。

进一步地，所述衬套压装装置还包括角度传感器和伺服电机；

所述伺服电缸再次带动所述主轴下降的步骤之前，还包括：

所述伺服电机带动所述主轴自转，同时所述角度传感器检测所述衬套的所述缺口；

当所述角度传感器检测到所述缺口时，所述伺服电机控制所述主轴停止转动。

进一步地，所述伺服电缸带动所述主轴下降步骤之前，还包括：

将所述衬套运送到所述压头的正下方。

进一步地，所述伺服电缸再次带动所述主轴下降的步骤之前，还包括：

将所述连杆运送到所述衬套压装装置的下方，使得所述连杆的所述小端孔与所述压头位于同一中心轴线上。

采用上述技术方案后，具有如下有益效果：

本发明由于压头上设置有抓取部，通过压头可以实现对衬套的抓取、定位和压装的一系列工作。本发明具有成本低、操作简单、占用空间小等优点。

附图说明

参见附图，本发明的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1是本发明一实施例中压头的主视图；

图2是本发明一实施例中压头的侧视图；

图3是图1中A-A处的剖视图；

图4是图1中B-B处的截面图；

图5是图1中C-C处的截面图；

图6是图5中安装有柱塞的结构示意图；

图7是本发明另一实施例中衬套压装装置的主视图；

图8是本发明另一实施例中衬套压装装置的角度传感器与压头的局部放大图；

图9是本发明另一实施例中衬套压装装置的压头和主轴的局部放大图；

图10是本发明又一实施例中衬套压装装置的压装方法的流程图。

附图标记对照表：

1-底座 2-抓取部 3-通孔

11-限位沉台 12-台阶部 13-连接孔

21-安装孔 22-柱塞 21a-第一层安装孔

21b-第二层安装孔 23-顶紧孔 24-光孔

25-圆台

10-压头 20-伺服电缸 30-主轴

40-角度传感器 50-伺服电机 51-减速器

52-主动齿轮 53-从动齿轮 60-螺栓

100-衬套 301-凸台

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或视为对发明技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

参见图1-6，为本发明一实施例中压头的结构示意图。

如图1所示，压头10，包括底座1，和从底座1的中部沿轴向延伸出的抓取部2，抓取部2为柱形，抓取部2上沿径向开设有至少三个安装孔21，安装孔21中安装有能够伸缩的柱塞22；

当抓取部2插入到衬套100(参见图8)的内孔中，柱塞22将衬套100的内壁顶紧，压头10抓取衬套100。

具体为，抓取部2的直径或横截面宽度小于底座1的直径或横截面宽度。抓取部2的直径或横截面宽度也小于衬套100的内孔直径。这样抓取部2能够插入到衬套100的内孔中。

抓取部2上沿径向开设有至少三个安装孔21，三个安装孔21间隔开分别对应不同的方向，当柱塞22从安装孔21中伸出时，形成三点定位，能够同时顶紧衬套100的内壁的三处，实现对衬套100的抓取。由于柱塞22能够伸缩，当抓取部2插入的过程中，柱塞22缩回到安装孔21中，当抓取部2插入到衬套100的内孔中，柱塞22的顶端伸出安装孔21，与衬套100的内壁顶紧。

抓取衬套100后，压头10能够将衬套100压入连杆(图未示)的小端孔，实现衬套100与连杆的装配。因此，本实施例中的压头10即能实现衬套的抓取，又能实现衬套的压装。而现有的压头仅能实现对衬套的压装。

进一步地，如图1和图3所示，安装孔21沿轴向布置有两层，安装孔21包括第一层安装孔21a和第二层安装孔21b，第一层安装孔21a和第二层安装孔21b均有三个，第一层安装孔21a相对于第二层安装孔21b径向上错开布置。

具体为，共有六个安装孔21，六个安装孔21从抓取部2的中心朝向不同的方向发散出，每层的相邻安装孔之间均间隔120°，不同层的安装孔之间错开60°。这样，可以实现对衬套的六点抓取，抓取力更大，更加稳定。从图4-6可以看出，不同层的安装孔之间错开了一定角度。但是，该角度不限于60°，也可以为其他角度，只要能够相互错开，使柱塞22分别对衬套100的不同位置顶紧，达到足够的抓取力和稳定性即可。

可选地，为了获取更大的抓取力，安装孔还可以布置成三层，每层可以为两个，或三个以上。

进一步地，如图2-3所示，抓取部2的端面沿轴向上开设有至少三个顶紧孔23，每个顶紧孔23对应连通一个安装孔21，顶紧孔23中安装有顶紧螺钉(图未示)，顶紧螺钉用于顶紧柱塞22的侧面。

本实施例中，顶紧孔23有六个，均开设在抓取部2的端面上，从抓取部2的中心朝向不同的方向发散出，相邻的顶紧孔23之间间隔60°。但由于其中三个顶紧孔23与第一层安装孔21a相通，另外三个顶紧孔23与第二层安装孔21b相通，因此两组顶紧孔的深度不同，两组顶紧孔23中的顶紧螺钉的长度也不相同。顶紧螺钉用于顶紧柱塞22的侧面，防止柱塞22在安装孔21中发生窜动。

较佳地，顶紧孔23为螺纹孔，用于拧入顶紧螺钉。

进一步地，如图4-5所示，抓取部2上沿径向还开设有至少三个光孔24，每个光孔24对应连通一个安装孔21。

具体为，光孔24也分为两层，每层光孔24对应一层安装孔21，每个光孔24也对应一个安装孔21。

如图4所示，第一安装孔21a的延伸方向对应设置有一个光孔24，并且与该光孔24相通，光孔24用于在柱塞22后面伸入内六角板手，调节柱塞22的高度。

进一步地，如图3所示，压头10的中心开设有沿轴向的通孔3，通孔3与安装孔21连通。

具体为，通孔3位于整个压头10的中心轴线方向，通孔3不仅与每个安装孔21连通，还与每个光孔24连通。如图4-5所示，光孔24与对应的安装孔21之间需要经过通孔3来连通。

当然，也可以不设置通孔3，光孔24与安装孔21之间直接连通。

进一步地，如图3所示，底座1的顶部(这里的“顶部”是指图3中的底座1的右侧)中心开设有限位沉台11。限位沉台11与通孔3连通，限位沉台11的直径大于通孔3的直径。限位沉台11的作用在下面介绍衬套压装装置时，将会详细描述。

进一步地，如图2-3所示，底座1上还均匀间隔开设有四个连接孔13，连接孔13用于与衬套压装装置中的主轴30通过螺栓60连接。后面还会详细介绍。

进一步地，如图1和图3所示，底座1的底面向下(这里的“向下”是指图1中的左侧)延伸出台阶部12，台阶部12的直径或横截面宽度大于抓取部2的直径或横截面宽度。

当抓取部2抓取衬套100时，衬套100套设在抓取部2的外围，衬套100抵靠在台阶部12上，衬套100轴向定位在压头10的台阶部12上，从而保证压装过程中衬套100的压入深度。

可选地，也可以不设置台阶部12，衬套100直接抵靠在底座1的端面上。

进一步地，如图4-6所示，抓取部2为圆柱形。此时，安装孔21的两侧为圆弧面，圆弧面对柱塞22有保护的作用，柱塞22伸缩时，不易磨损。

较佳地，柱塞22为弹簧柱塞。安装孔21可为螺纹孔，弹簧柱塞旋入安装孔21中。

参见图7-9所示，为发明另一实施例中衬套压装装置的结构示意图。

衬套压装装置，包括伺服电缸20、主轴30和压头10；

伺服电缸20能够带动主轴30上下伸缩，压头10安装在主轴30的底端。

具体地，伺服电缸20与主轴30的顶端连接，伺服电缸20带动主轴20上下伸缩，主轴20再带动压头10上下伸缩，实现压头10对衬套100的抓取，还能实现将衬套100压入连杆中。

进一步地，如图7-8所示，衬套压装装置还包括角度传感器40和伺服电机50，角度传感器40用于检测衬套100的缺口，伺服电机50带动主轴30自转，当角度传感器40检测到缺口时，伺服电机50控制主轴30停止转动。

具体为，伺服电机50位于主轴30的一侧，伺服电机50与减速器51连接，伺服电机50带动减速器51旋转，减速器51输出轴带动主动齿轮51旋转，通过齿轮啮合将动力传递给从动齿轮52，从动齿轮52再通过平键连接带动主轴30旋转。

工作时：

伺服电缸20带动主轴30下降，主轴30带动压头10下降，压头10抓取衬套100；

伺服电缸20再带动主轴30上升，主轴30带动压头10上升，压头10带动衬套100上升到与角度传感器40位于同一水平面上；

伺服电机50带动主轴30转动，主轴30带动压头10和衬套100转动；

当角度传感器40检测到衬套100的缺口时，将信号传递给PLC控制器，伺服电机50旋转停止，实现衬套100的定位，为下一步的压装做准备。

由于工艺要求衬套100的缺口所在位置与连杆大小端连线所在位置之间的夹角为15°-35°。因此，如图8所示，角度传感器40所在的位置相对于连杆大小端连线所在位置(即图8中的水平线)之间的夹角选取为25°较为合适。

进一步地，如图9所示，主轴30的底端向下延伸出凸台301，底座1的顶部中心开设有限位沉台11，凸台301插入到限位沉台11中，实现对压头10的定位。然后，压头10与主轴30之间再通过四根螺栓60穿过连接孔13进行连接。

本实施例中的衬套压装装置可以完成衬套的抓取、定位、压装一系列动作，具有成本低、操作简单、占用空间小等优点。

参见图10，为本发明中衬套压装装置的压装方法的流程图。

衬套压装装置的压装方法，包括以下步骤：

步骤S101：将衬套100运送到压头10的正下方；

步骤S102：伺服电缸20带动主轴30下降；

步骤S103：压头10插入到衬套100的内孔中；

步骤S104：柱塞22将衬套100的内壁顶紧，压头10抓取衬套100；

步骤S105：伺服电缸20带动主轴30上升；

步骤S106：伺服电机50带动主轴30自转，同时角度传感器40检测衬套100的缺口；

步骤S107：当角度传感器40检测到缺口时，伺服电机50控制主轴30停止转动；

步骤S108：将连杆运送到衬套压装装置的下方，使得连杆的小端孔与压头10位于同一中心轴线上；

步骤S109：伺服电缸20再次带动主轴30下降；

步骤S110：压头10将衬套100压入连杆的小端孔中；

步骤S111：压头10释放衬套100；

步骤S112：伺服电缸20再次带动主轴30上升。

步骤S101-S112为完成一个衬套压装的过程，下一个衬套的压装重复上述步骤。

通过实施本实施例中的压装方法，可以完成衬套的抓取、定位、压装一系列的操作，所需时间短、成本低。

以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种压头，其特征在于，包括底座，和从所述底座的中部沿轴向延伸出的抓取部，所述抓取部为柱形，所述抓取部上沿径向开设有至少三个安装孔，所述安装孔中安装有能够伸缩的柱塞；

当所述抓取部插入到衬套的内孔中，所述柱塞将所述衬套的内壁顶紧，所述压头抓取所述衬套。

2.根据权利要求1所述的压头，其特征在于，所述安装孔沿轴向布置有两层，所述安装孔包括第一层安装孔和第二层安装孔，所述第一层安装孔和所述第二层安装孔均有三个，所述第一层安装孔相对于所述第二层安装孔径向上错开布置。

3.根据权利要求1所述的压头，其特征在于，所述抓取部的端面沿轴向上开设有至少三个顶紧孔，每个所述顶紧孔对应连通一个所述安装孔，所述顶紧孔中安装有顶紧螺钉，所述顶紧螺钉用于顶紧所述柱塞的侧面。

4.根据权利要求1所述的压头，其特征在于，所述抓取部上沿径向还开设有至少三个光孔，每个所述光孔对应连通一个所述安装孔。

5.根据权利要求1所述的压头，其特征在于，所述压头的中心开设有沿轴向的通孔，所述通孔与所述安装孔连通。

6.根据权利要求1所述的压头，其特征在于，所述底座的顶部中心开设有限位沉台。

7.根据权利要求1-6任一项所述的压头，其特征在于，所述底座的底面向下延伸出台阶部，所述台阶部的横截面宽度大于所述抓取部的横截面宽度。

8.根据权利要求1-6任一项所述的压头，其特征在于，所述抓取部为圆柱形。

9.根据权利要求1-6任一项所述的压头，其特征在于，所述柱塞为弹簧柱塞。

10.一种衬套压装装置，其特征在于，包括伺服电缸、主轴和权利要求1-9任一项所述的压头；

所述伺服电缸能够带动所述主轴上下伸缩，所述压头安装在所述主轴的底端。

11.根据权利要求10所述的衬套压装装置，其特征在于，所述衬套压装装置还包括角度传感器和伺服电机，所述角度传感器用于检测所述衬套的缺口，所述伺服电机带动所述主轴自转，当所述角度传感器检测到所述缺口时，所述伺服电机控制所述主轴停止转动。

12.根据权利要求10所述的衬套压装装置，其特征在于，所述主轴的底端向下延伸出凸台，所述底座的顶部中心开设有限位沉台，所述凸台插入到所述限位沉台中。

13.一种用于权利要求10-12任一项所述的衬套压装装置的压装方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述伺服电缸带动所述主轴下降；

所述压头插入到所述衬套的所述内孔中；

所述柱塞将所述衬套的内壁顶紧，所述压头抓取所述衬套；

所述伺服电缸带动所述主轴上升；

所述伺服电缸再次带动所述主轴下降；

所述压头将所述衬套压入所述连杆的小端孔中；

所述压头释放所述衬套；

所述伺服电缸再次带动所述主轴上升。

14.根据权利要求13所述的压装方法，其特征在于，所述衬套压装装置还包括角度传感器和伺服电机；

所述伺服电缸再次带动所述主轴下降的步骤之前，还包括：

所述伺服电机带动所述主轴自转，同时所述角度传感器检测所述衬套的所述缺口；

当所述角度传感器检测到所述缺口时，所述伺服电机控制所述主轴停止转动。

15.根据权利要求13所述的压装方法，其特征在于，所述伺服电缸带动所述主轴下降步骤之前，还包括：

将所述衬套运送到所述压头的正下方。

16.根据权利要求13所述的压装方法，其特征在于，所述伺服电缸再次带动所述主轴下降的步骤之前，还包括：

将所述连杆运送到所述衬套压装装置的下方，使得所述连杆的所述小端孔与所述压头位于同一中心轴线上。