CN108080907B - 柔性装配装置及变速箱上离合器的安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柔性装配装置及变速箱上离合器的安装方法，包括顶板、导向柱、弹簧、固定板和浮动机构；浮动机构包括浮动板和夹爪组件；顶板上设有用于连接机器手的安装位；顶板的两端分别连接有导向柱，导向柱位于顶板的下方；浮动板与导向柱连接，且浮动板能沿着导向柱上下滑动；导向柱的下端连接有固定板；弹簧套设在导向柱上，且弹簧设置在固定板与浮动板之间；浮动板的下方连接有夹爪组件，夹爪组件用于夹持工件。机器手控制整个柔性装配装置下压时，弹簧会对浮动板施加回弹力，进而能抵消掉大部分的下压力，从而不会压坏工件。因此，上述柔性装配装置及变速箱上离合器的安装方法能有效降低变速箱上离合器的安装难度，提高安装效率。

Description

柔性装配装置及变速箱上离合器的安装方法

技术领域

本发明涉及离合器装配技术领域，特别是涉及一种柔性装配装置及变速箱上离合器的安装方法。

背景技术

现汽车变速箱中的离合器，核心部分由4到5件内齿形摩擦片(内圈有很多个齿)组成，在安装和流动时这些摩擦片的内齿之间必然会发生错位。变速箱上与全部摩擦片安装配合的是齿轮，需使齿轮的齿与摩擦片的内齿啮合。齿轮与摩擦片的装配方式现为手动装配，装配过程需不断扭动下压。装配接触时，作业员很容易因中心对不上而撞伤工件，而且在装配后也只是靠肉眼判断有没有装配到位，最后往往会因装配不到位而导致在后工序中需多次返工，安装难度高，安装效率也低。现有装配技术中有采用夹爪与机器人结合进行工件装配的技术，但是应用到离合器的安装上仍存在以下局限：①夹爪与机器人直接连接，但工业机器人的动作压力很大，很容易把脆弱的摩擦片压坏；②夹爪与机器人连接处加装压力传感器，但从压力传感器感应压力到机器人停止，就足以把摩擦片压坏。

发明内容

基于此，有必要针对现有变速箱上离合器安装难度高和安装效率低的问题，提供一种柔性装配装置及变速箱上离合器的安装方法，能有效降低变速箱上离合器的安装难度，提高安装效率。

一种柔性装配装置，包括顶板、导向柱、弹簧、固定板和浮动机构；所述浮动机构包括浮动板和夹爪组件；所述顶板上设有用于连接机器手的安装位；所述顶板的两端分别连接有所述导向柱，所述导向柱位于所述顶板的下方；所述浮动板与所述导向柱连接，且所述浮动板能沿着所述导向柱上下滑动；所述导向柱的下端连接有所述固定板；所述弹簧套设在所述导向柱上，且所述弹簧设置在所述固定板与所述浮动板之间；所述浮动板的下方连接有夹爪组件，所述夹爪组件用于夹持工件。

上述柔性装配装置，导向柱上套设有弹簧，弹簧设置在固定板和浮动板之间，可以承托浮动机构。如此，机器手控制整个柔性装配装置下压时，浮动机构及工件会使弹簧压缩，这样弹簧就会对浮动板施加回弹力，进而能抵消掉大部分的下压力，使得下压力减小。也就是，下压力＝浮动机构重力+工件重力-弹簧回弹力，这样，机器手带动柔性装配装置下压时就不会压坏工件或工件安装位上的其他零部件。如此，通过机器手和上述柔性装配装置就能实现变速箱上离合器的自动化安装，且不会压坏工件，相较于通过电子类的压力传感器来检测下压力会更加地可靠、稳定和安全。因此，上述的柔性装配装置能有效降低变速箱上离合器的安装难度，提高安装效率。

在其中一个实施例中，所述顶板的两端分别设有至少两根所述导向柱，所述固定板设有两块，两块所述固定板分别连接在所述顶板两端的导向柱的下端。如此，顶板两端分别设置至少两个导向柱，使夹爪组件位于导向柱之间，从而提高浮动机构工作时候的稳定性和工件安装的准确性。

在其中一个实施例中，所述固定板的上方分别设有一调节板，所述调节板与所述导向柱连接，且所述调节板能沿着所述导向柱上下滑动；所述弹簧设置在所述调节板与所述浮动板之间；所述调节板和所述固定板之间设有螺纹调节件，所述螺纹调节件用于调节所述调节板与所述固定板之间的距离。这样，就可以根据实际情况，通过调节调节板与固定板之间的距离就能调节弹簧的原始压缩量，从而得到理想的弹力，以减小下压力。

在其中一个实施例中，所述顶板上连接有连接板，所述连接板上设有上位接近开关和下位接近开关，所述上位接近开关用于检测所述浮动机构向上浮动的信号，所述下位接近开关用于检测所述浮动机构向下掉落的信号。当上位接近开关有信号时代表浮动机构被顶住而向上浮动，这时机器手切换至旋转动作，直至浮动机构自然下掉，下位接近开关检测到信号，这时就代表工件与工件安装位已对正，机器手切换至下压动作，进一步带动柔性装配装置和工件下压。

在其中一个实施例中，所述浮动板上设有上感应块和下感应块，所述上感应块设置在所述上位接近开关的感应侧对面，所述下感应块设置在所述下位接近开关的感应侧对面。

在其中一个实施例中，所述顶板上安装有限位气缸，所述限位气缸的运动端能压紧或松开所述浮动板。夹爪组件取料时，限位气缸压紧浮动板，将柔性功能屏蔽，从而防止浮动板上下浮动，以免在取料时抓偏工件而影响工件的安装；取料完成后，限位气缸松开浮动板，然后再进行工件的安装。

在其中一个实施例中，所述浮动板通过直线轴承可滑动地连接在所述导向柱上。

在其中一个实施例中，所述夹爪组件包括夹爪气缸和三根夹爪，所述夹爪连接在所述夹爪气缸上，所述夹爪的内侧可拆卸地连接有垫块。夹爪气缸用于驱动夹爪的张合，以抓取工件或松开工件。

一种变速箱上离合器的安装方法，采用上述的柔性装配装置，包括如下步骤：

S100：将齿轮安装到变速箱上的离合器安装位上；将所述柔性装配装置的顶板安装至机器手上，机器手带动所述柔性装配装置伺服移动到取料位置；

S200：所述夹爪组件夹紧离合器的中轴，机器手伺服移动到齿轮的上方；

S300：机器手控制所述柔性装配装置朝向齿轮运动，使离合器内的摩擦片内齿与齿轮啮合对正；

S400：所述夹爪组件松开离合器的中轴。

上述变速箱上离合器的安装方法，基于上述柔性装配装置的基础上实现，能大大减小安装时的下压力，从而不会压伤或撞伤工件，该安装方法操作简单、便捷，能低成本地实现变速箱上离合器的自动化安装，有效降低变速箱上离合器的安装难度，提高安装效率。

在其中一个实施例中，所述S300具体包括：

S310：机器手控制柔性装配装置对着齿轮下压；若所述浮动机构向下掉落，则机器手持续下压；若所述浮动机构向上浮动，机器手停止下压，然后机器手旋转所述柔性装配装置，直至所述浮动机构和离合器自然下掉，机器手停止旋转而再次控制所述柔性装配装置下压。

S320：重复S310，直至齿轮与离合器内所有摩擦片的内齿啮合对正为止。

附图说明

图1为本发明实施方式中所述柔性装配装置的立体结构示意图；

图2为本发明实施方式中所述柔性装配装置某一角度的结构示意图；

图3为本发明实施方式中所述柔性装配装置另一角度的结构示意图。

110、顶板，120、导向柱，130、弹簧，140、固定板，150、调节板，160、螺纹调节件，170、连接板，200、浮动机构，210、浮动板，220、夹爪组件，221、夹爪气缸，222、夹爪，223、垫块，310、上位接近开关，320、下位接近开关，330、上感应块，340、下感应块，400、限位气缸，500、直线轴承，600、离合器，610、摩擦片，700、机器手。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。

如图1至图3所示，一种柔性装配装置，包括顶板110、导向柱120、弹簧130、固定板140和浮动机构200。浮动机构200包括浮动板210和夹爪组件220。顶板110上设有用于连接机器手700的安装位。顶板110的两端分别连接有导向柱120。导向柱120位于顶板110的下方。浮动板210与导向柱120连接，且浮动板210能沿着导向柱120上下滑动。导向柱120的下端连接有固定板140。弹簧130套设在导向柱120上，且弹簧130设置在固定板140与浮动板210之间。浮动板210的下方连接有夹爪组件220。夹爪组件220用于夹持工件。

上述柔性装配装置，导向柱120上套设有弹簧130，弹簧130设置在固定板140和浮动板210之间，可以承托浮动机构200。如此，机器手700控制整个柔性装配装置下压时，浮动机构200及工件会使弹簧130压缩，这样弹簧130就会对浮动板210施加回弹力，进而能抵消掉大部分的下压力，使得下压力减小。也就是，下压力＝浮动机构重力+工件重力-弹簧回弹力，这样，机器手700带动柔性装配装置下压时就不会压坏工件或工件安装位上的其他零部件。如此，通过机器手700和上述柔性装配装置就能实现变速箱上离合器600的自动化安装，且不会压坏工件，相较于通过电子类的压力传感器来检测下压力会更加地可靠、稳定和安全。因此，上述的柔性装配装置能有效降低变速箱上离合器600的安装难度，提高安装效率。

具体地，如图1所示，顶板110的两端分别设有至少两根导向柱120。固定板140设有两块。两块固定板140分别连接在顶板110两端的导向柱120的下端。也就是，一块固定板140与顶板110一端的导向柱120连接，另一块固定板140与顶板110另一端的导向柱120连接。如此，顶板110两端分别设置至少两个导向柱120，使夹爪组件220位于导向柱120之间，从而能提高浮动机构200工作时候的稳定性和工件安装的精确度。

较佳地，如图1至图3所示，顶板110为方形板。浮动板210为方形板。固定板140为长条板。顶板110的两端分别设置两根导向柱120。四根导向柱120设置在顶板110的四角上。四根导向柱120上分别套有一弹簧130。

进一步地，如图1至图3所示，固定板140的上方分别设有一调节板150。调节板150与导向柱120连接，且调节板150能沿着导向柱120上下滑动。弹簧130设置在调节板150与浮动板210之间。调节板150和固定板140之间设有螺纹调节件160。螺纹调节件160用于调节调节板150与固定板140之间的距离。这样，就可以根据实际情况，通过调节调节板150与固定板140之间的距离就能调节弹簧130的原始压缩量，从而得到理想的回弹力，以减小下压力。

进一步地，如图1和图3所示，顶板110上连接有连接板170。连接板170上设有上位接近开关310和下位接近开关320。上位接近开关310用于检测浮动机构200向上浮动的信号。下位接近开关320用于检测浮动机构200向下掉落的信号。当上位接近开关310有信号时代表浮动机构200被顶住而向上浮动，这时机器手700切换至旋转动作，直至浮动机构200自然下掉，下位接近开关320检测到信号，这时就代表工件与工件安装位已对正，机器手700切换至下压动作，进一步带动柔性装配装置和工件下压。

具体地，如图1和图3所示，浮动板210上设有上感应块330和下感应块340。上感应块330设置在上位接近开关310的感应侧对面。下感应块340设置在下位接近开关320的感应侧对面。具体动作状态：上感应块330进入上位接近开关310的感应区，下感应块340离开下位接近开关320的感应区，机械手停止下压，切换至旋转动作；上感应块330离开上位接近开关310的感应区，下感应块340进入下位接近开关320的感应区，机械手停止旋转，切换至下压动作。

较佳地，上位接近开关310和下位接近开关320上分别设有一指示灯。以方便操作者随时清晰直观地观察浮动机构200的上下浮动状态。

进一步地，如图1和图3所示，顶板110上安装有限位气缸400。限位气缸400的运动端能压紧或松开浮动板210。夹爪组件220取料时，限位气缸400压紧浮动板210，将柔性功能屏蔽，从而防止浮动板210上下浮动，以免在取料时抓偏工件而影响工件的安装。取料完成后，限位气缸400松开浮动板210，然后再进行工件的安装。

具体地，限位气缸400的运动端连接有压头。这样，就能利用压头来压紧浮动板210，进而保护到气缸的运动端，以免运动端磨损，提高限位气缸400的耐久性。

具体地，如图1至图3所示，浮动板210通过直线轴承500可滑动地连接在导向柱120上。这样可以减小浮动板210上下滑动的摩擦力，提高浮动机构200上下浮动的灵敏性，从而能更精确地完成工件的安装。

具体地，如图1至图3所示，夹爪组件220包括夹爪气缸221和三根夹爪222。夹爪222连接在夹爪气缸221上。夹爪222的内侧可拆卸地连接有垫块223。夹爪气缸221用于驱动夹爪222的张合，以抓取工件或松开工件。

为了方便夹持离合器600的中轴，夹持离合器600的垫块223的内侧面为圆弧面。

请结合图1至图3，一种变速箱上离合器的安装方法，采用上述的柔性装配装置，包括如下步骤：

S100：将齿轮安装到变速箱上的离合器安装位上；将柔性装配装置的顶板110安装至机器手700上，机器手700带动柔性装配装置伺服移动到取料位置。

S200：夹爪组件220夹紧离合器600的中轴，机器手700伺服移动到齿轮的上方。

S300：机器手700控制柔性装配装置朝向齿轮运动，使离合器600内的摩擦片610内齿与齿轮啮合对正。

S400：夹爪组件220松开离合器600的中轴。

上述变速箱上离合的安装方法，基于上述柔性装配装置的基础上实现，能大大减小安装时的下压力，从而不会压伤或撞伤工件，该安装方法操作简单、便捷，能低成本地实现变速箱上离合器的自动化安装，有效降低变速箱上离合器的安装难度，提高安装效率。

如图1至图3所示，具体地，S300具体包括：

S310：机器手700控制柔性装配装置对着齿轮下压；若浮动机构200向下掉落，则机器手700持续下压；若浮动机构200向上浮动，机器手700停止下压，然后机械手700旋转柔性装配装置，直至浮动机构200和离合器600自然下掉，机器手700停止旋转而再次控制柔性装配装置下压。

S320：重复步骤S310直至齿轮与离合器600内所有摩擦片610的内齿啮合对正为止。

更具体地，机器手700为六轴机器手700。下压力＝浮动机构和离合器总力-弹簧总弹力，下压力可调范围为1.4kg-5.9kg，下压力优选为3kg。离合器600内摩擦片610的内齿数为44个，机器手700单次旋转角度范围在9°-15°内，优选地，机器手700单次旋转角度为±10°，机器手700的旋转速度为10度/s。经过300次以上的装配测试，采用柔性装配装置和机器手能实现离合器的自动装配，且不会压损离合器的摩擦片。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (2)

1.一种变速箱上离合器的安装方法，其特征在于，采用柔性装配装置，所述柔性装配装置包括顶板、导向柱、弹簧、固定板和浮动机构；所述浮动机构包括浮动板和夹爪组件；所述顶板上设有用于连接机器手的安装位；所述顶板的两端分别连接有所述导向柱，所述导向柱位于所述顶板的下方；所述浮动板与所述导向柱连接，且所述浮动板能沿着所述导向柱上下滑动；所述导向柱的下端连接有所述固定板；所述弹簧套设在所述导向柱上，且所述弹簧设置在所述固定板与所述浮动板之间；所述浮动板的下方连接有夹爪组件，所述夹爪组件用于夹持工件；所述顶板的两端分别设有至少两根所述导向柱，所述固定板设有两块，两块所述固定板分别连接在所述顶板两端的导向柱的下端；所述固定板的上方分别设有一调节板，所述调节板与所述导向柱连接，且所述调节板能沿着所述导向柱上下滑动；所述弹簧设置在所述调节板与所述浮动板之间；所述调节板和所述固定板之间设有螺纹调节件，所述螺纹调节件用于调节所述调节板与所述固定板之间的距离；所述顶板上连接有连接板，所述连接板上设有上位接近开关和下位接近开关，所述上位接近开关用于检测所述浮动机构向上浮动的信号，所述下位接近开关用于检测所述浮动机构向下掉落的信号；所述浮动板上设有上感应块和下感应块，所述上感应块设置在所述上位接近开关的感应侧对面，所述下感应块设置在所述下位接近开关的感应侧对面；所述顶板上安装有限位气缸，所述限位气缸的运动端能压紧或松开所述浮动板；所述浮动板通过直线轴承可滑动地连接在所述导向柱上；所述夹爪组件包括夹爪气缸和三根夹爪，所述夹爪连接在所述夹爪气缸上，所述夹爪的内侧可拆卸地连接有垫块；包括如下步骤：

S100：将齿轮安装到变速箱上的离合器安装位上；将所述柔性装配装置的顶板安装至机器手上，机器手带动所述柔性装配装置伺服移动到取料位置；

S200：所述夹爪组件夹紧离合器的中轴，机器手伺服移动到齿轮的上方；

S300：机器手控制所述柔性装配装置朝向齿轮运动，使离合器内的摩擦片内齿与齿轮啮合对正；

S400：所述夹爪组件松开离合器的中轴。

2.根据权利要求1所述的变速箱上离合器的安装方法，其特征在于，所述S300具体包括：

S310：机器手控制柔性装配装置对着齿轮下压；若所述浮动机构向下掉落，则机器手持续下压；若所述浮动机构向上浮动，机器手停止下压，然后机器手旋转所述柔性装配装置，直至所述浮动机构和离合器自然下掉，机器手停止旋转而再次控制所述柔性装配装置下压；

S320：重复S310，直至齿轮与离合器内所有摩擦片的内齿啮合对正为止。