一种离合器盘总成装配机械手
技术领域
本发明涉及离合器生产技术领域,尤其涉及一种离合器盘总成装配机械手。
背景技术
离合器是机械传动中的常用部件,可将传动系统随时分离或接合,常用于汽车生产中。将离合器安装于汽车发动机和变速箱之间的飞轮壳内,在汽车行驶过程中,驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板,使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合,以切断或传递发动机向变速器输入的动力。在生产汽车离合器时需要对离合器的盘总成进行装配,传统的离合器的盘总成装配是由人手将十几片波形片和十几颗直径3-8mm的小铆钉放入离合器的组合件中进行铆接的,由于要装配的零件多,形体小,所以速度很慢,而且危险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种离合器盘总成装配机械手,该机械手能够实现离合器盘总成的全自动装配,装配速度快、效率高。
为了达到上述目的,本发明的基础方案为:一种离合器盘总成装配机械手,其特征在于:包括机架和底座,所述底座设于机架下端,所述机架上端设有导轨,所述底座上设有用于装配离合器盘总成的装配台,所述装配台两侧分别设有铆钉取放单元和波形片取放单元;所述铆钉取放单元包括铆钉定位机构和能升降的铆钉抓取机构,所述铆钉定位机构包括铆钉送料振动盘、外桶、空心柱和定位盘,所述定位盘位于空心柱内并与外桶固定连接,所述空心柱位于外桶内且能在外桶内进行上下的弹性伸缩,所述定位盘上设有第一定位孔,所述空心柱上端设有与第一定位孔对应的通孔,所述外桶上铰接有具有弹性的输送板,所述输送板上设有第一滑槽,所述输送板末端与空心柱相连且其第一滑槽伸至通孔处,所述铆钉送料振动盘的送料轨道与输送板上的第一滑槽连通,所述空心柱下端设有活塞杆,所述活塞杆下端设有活塞,所述活塞外滑动连接有外接槽,所述活塞下端设有第一弹性支撑物,所述第一弹性支撑物与外接槽底端固定连接,所述外接槽上端与外桶底端连接,所述外接槽底端设有气孔,所述外桶底端、输送板、空心柱、定位盘上均设有漏过铆钉碎渣的漏孔,所述外桶底端设有集渣室,所述集渣室与外接槽连接,所述外接槽与集渣室连接的侧壁上设有单向门,所述单向门位于所述活塞上方且其开口处设有滤网,所述集渣室底部设有出渣管,所述铆钉抓取机构位于所述外桶上方且设有与所述通孔对应的吸嘴,所述铆钉抓取机构上还设有挤压所述空心柱向下移动的挤压杆,所述挤压杆的最低端位于所述吸嘴最低端的下方,所述铆钉抓取机构滑动连接在所述导轨上,所述铆钉抓取机构连接有第一水平驱动件,所述底座上设有固定所述铆钉定位机构的支架;所述波形片取放单元包括波形片定位机构和能升降的波形片抓取机构,所述波形片定位机构包括固定于所述底座上的工作台,所述工作台上固定连接有支撑盘,所述支撑盘上固定连接有料盘,所述支撑盘上转动连接有定位桶,所述支撑盘上设有驱动定位桶转动的驱动机构,所述定位桶上端朝定位桶的内侧倾斜向下设置,所述定位桶的内壁上滑动连接有圆环状的支撑块,所述支撑块的外径等于波形片的直径,所述支撑块下端固定连接有伸缩杆,所述伸缩杆位于料盘上,波形片上设有第二定位孔,所述料盘上设有三个滑孔,所述滑孔内滑动连接有能穿过第二定位孔的定位柱,所述定位柱上端位于支撑块上方,所述定位柱下端固定连接有第二弹性支撑物,所述第二弹性支撑物下端固定连接在滑孔底端,所述波形片抓取机构位于所述工作台上方并滑动连接在所述导轨上,所述波形片抓取机构连接有第二水平驱动件,所述波形片抓取机构设有用于取放波形片的吸盘结构。
本基础方案的工作原理在于:装配时,将离合器组合件放置在装配台上,利用波形片取放单元抓取波形片放置在离合器组合件上,放置好的波形片的中心孔将与离合器组合件的铆接孔相对应,然后利用铆钉取放单元抓取铆钉放入离合器组合件的铆接孔内,实现离合器组合件之间以及离合器组合件与波形片的铆接。
波形片取放单元工作时,将波形片放置在定位桶内,然后启动驱动机构,驱动机构带动定位桶转动。定位桶上端朝定位桶的内侧倾斜向下设置,且支撑块的外径等于波形片的直径,所以定位桶转动的过程中,波形片会逐渐水平,最后波形片会水平的位于支撑块上。由于定位柱的上端位于支撑块上方,所以波形片位于支撑块上时会对定位柱施加一个向下的压力。由于定位柱的下端连接有第二弹性支撑物,所以定位柱会对第二弹性支撑物施加一个向下的压力,从而第二弹性支撑物会被压缩。由于波形片上设有第二定位孔,而定位柱与第二定位孔相适配,因此定位桶带动波形片转动的过程中的某一个时刻,波形片的第二定位孔会与定位柱上下正对。当波形片的第二定位孔会与定位柱上下正对时,波形片对定位柱下端的第二弹性支撑物没有向下的压力,所以第二弹性支撑物会复位,从而带动定位柱向上运动。定位柱上端穿过第二定位孔位于波形片上方,由于是三个定位柱同时穿过第二定位孔,所以能够完成波形片的定位。然后使伸缩杆向下回缩,由于伸缩杆和定位块固定连接,因此支撑块会在定位桶的内壁上向下滑动,因此波形片也会随着支撑块向下滑动直到支撑块位于料盘上,实现定位。波形片定位完毕后,波形片抓取机构下降并利用吸盘结构吸取定位好的波形片,吸取完毕后,伸缩杆和支撑块复位,波形片抓取机构上升复位,第二水平驱动件带动波形片抓取机构在导轨上水平移动至装配台的上方,然后波形片抓取机构再次下降并将吸盘结构吸取的波形片准确放置在离合器组合件上的对应位置处。
铆钉取放单元工作时,铆钉送料振动盘将铆钉振动排序后沿其送料轨道连续送至输送板上的第一滑槽内,送至第一滑槽内的铆钉钉部嵌入第一滑槽内,钉帽位于第一滑槽外并被输送板两侧壁支撑;使铆钉抓取机构向下伸出,铆钉抓取机构的挤压杆首先与空心柱接触,并在铆钉抓取机构继续伸长的过程中挤压空心柱向下移动,空心柱向下移动将拉长输送板并使输送板向下倾斜,此时进入第一滑槽内的铆钉将在重力作用下沿第一滑槽向下滑动至空心柱的通孔内,并由通孔掉入定位盘上的第一定位孔内,铆钉掉入第一定位孔后便实现了定位,当铆钉抓取机构向下挤压空心柱至其上的吸嘴通过通孔接触到定位盘上的第一定位孔时,吸嘴将吸取住第一定位孔内的铆钉,吸嘴吸取铆钉后,使铆钉抓取机构向上移动复位,第一水平驱动件带动铆钉抓取机构在导轨上水平移动至装配台的上方,然后使铆钉抓取机构再次下降,其吸嘴吸取的铆钉将准确放置在离合器组合件上的铆接孔内;空心柱由于不再受到挤压杆的挤压将向上移动复位,输送板也随之复位,第一滑槽内已排序好的铆钉将等待下一次定位和吸取;空心柱被铆钉抓取机构的挤压杆挤压下移时,会通过活塞杆挤压活塞下移,活塞下移将会压缩外接槽内的空气,使其沿外接槽底端的气孔排出,如此,外接槽位于活塞上方的区域形成负压,集渣室内的空气将推动单向门打开并通过单向门进入外接槽内,由于外桶底端、输送板、空心柱、定位盘上均设有漏过铆钉碎渣的漏孔,集渣室内的空气被吸入外接槽内后,外桶下方形成负压,集渣室将随之通过漏孔吸走外桶、输送板、空心柱和定位盘上的铆钉碎渣,使铆钉碎渣降落堆积在集渣室内,并通过出渣管输出进行回收利用,而在单向门的开口处设置的滤网可有效防止铆钉碎渣被吸入外接槽内。活塞下移时还会挤压其下设置的第一弹性支撑物下移收缩,当空心柱不再受到挤压杆的挤压时,第一弹性支撑物在弹性作用力下回弹并推动活塞、活塞杆和空心柱上移复位,活塞上移时,单向门将关闭,从而阻止外接槽内的空气喷入集渣室内对下落至集渣室内的铆钉碎渣造成不利冲击。
本基础方案的有益效果在于:1、利用驱动机构带动定位桶转动,使得波形片能够在支撑块上自动调整为水平状态。通过在料盘上设置与第二定位孔相适配的支撑柱,在支撑柱的下方设置第二弹性支撑物,使得定位桶带动波形片转动的过程中实现波形片的自动定位,设计巧妙,波形片的定位精度高,定位时间短;2、在定位盘外套接带有通孔的空心柱,并使通孔与第一滑槽相连,不仅可防止第一滑槽内的铆钉直接进入定位盘的第一定位孔后,其后的铆钉与第一定位孔的铆钉部分重合相抵而影响吸嘴吸取第一定位孔内的铆钉,也可减小灰尘等杂物进入并堆积在第一定位孔内的几率;3、在铆钉抓取机构下移准备吸取铆钉时,就可将所需铆钉全部定位在第一定位孔内,无需定位盘旋转对各个铆钉进行单独定位,定位速度快、效率高,从而可以提高离合器盘总成的装配效率;4、利用空心柱的伸缩作用便可以实现对外桶内的铆钉碎渣的回收,既可减轻后期对铆钉定位机构的清理负担,又可节约资源。
进一步,所述第一弹性支撑物和第二弹性支撑物均为弹簧;所述第一水平驱动件和第二水平驱动件均为气缸。弹簧来源广泛、价格低廉,气缸品类繁多,可选择性多,来源广泛。与现有技术相比,本机械手能够实现离合器盘总成的全自动装配,操作成本低,装配速度快、效率高。
进一步,所述驱动机构包括电机,所述电机的输出轴固定连接有第一传动齿轮,所述第一传动齿轮上啮合有第二传动齿轮,所述第二传动齿轮的中心处固定连接有转轴,所述转轴的下端转动连接在支撑盘内,所述第二传动齿轮的偏心位置上固定连接有两个固定杆,所述固定杆与定位桶固定连接。如此设置,电机通过第一传动齿轮和第二传动齿轮便可以带动定位桶转动,结构简单。
进一步,所述支撑盘上设有环形的第二滑槽,所述定位桶的下表面固定连接有三根连杆,所述连杆的下端转动连接有与第二滑槽相适配的滚球,所述滚球位于第二滑槽中;所述定位柱的底端和滑孔的底端均设有电磁铁。如此设置,通过滚球在第二滑槽中滚动便可以实现定位桶在支撑盘上转动,通过电磁铁使支撑柱在滑孔中向下运动,便可以使吸盘结构能够更加便捷地从料盘上取下波形片。
进一步,还设有第一液压缸和第二液压缸,所述第一液压缸的输出端与所述铆钉抓取机构固定连接;所述第二液压缸的输出端与所述波形片抓取机构固定连接。利用液压缸便可以实现铆钉抓取机构和波形片抓取机构的往复上升和下降,结构简单,液压缸品类繁多,可选择性多,来源广泛。
附图说明
图1为本发明一种离合器盘总成装配机械手实施例的结构示意图;
图2为图1中铆钉定位机构的结构示意图;
图3为图2中外桶的俯视图;
图4为图2中铆钉嵌入滑槽内的结构示意图;
图5为图1中波形片定位机构的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细的说明:
说明书附图1至5中的附图标记包括:离合器组合件01、铆钉02、机架1、导轨11、底座2、支架21、铆钉抓取机构31、吸嘴311、挤压杆312、第一气缸313、第一液压缸314、铆钉定位机构32、外桶321、输送板3211、铆钉送料振动盘3212、空心柱322、通孔3221、活塞杆3222、定位盘323、第一定位孔3231、外接槽324、单向门3241、滤网3242、活塞325、第一弹簧326、集渣室327、出渣管328、波形片抓取机构41、吸盘结构411、第二气缸412、第二液压缸413、波形片定位机构42、定位桶421、滚球422、支撑盘423、电机424、第一传动齿轮425、固定杆426、第二传动齿轮427、转轴428、支撑柱429、支撑台4210、伸缩杆4211、定位柱4212、料盘4213、电磁铁4214、装配台5。
实施例基本如附图1所示:一种离合器盘总成装配机械手,包括机架1和底座2,底座2设于机架1下端,机架1上端设有导轨11,底座2上设有用于装配离合器盘总成的装配台5,装配台5两侧分别设有铆钉取放单元和波形片取放单元;铆钉取放单元包括铆钉定位机构32和铆钉抓取机构31,如附图2至4所示,铆钉定位机构32包括铆钉送料振动盘3212、外桶321、空心柱322和定位盘323,定位盘323位于空心柱322内并与外桶321固定连接,空心柱322位于外桶321内且能在外桶321内伸缩,定位盘323上设有第一定位孔3231,空心柱322上端设有与第一定位孔3231对应的通孔3221,外桶321上铰接有输送板3211,输送板3211上设有第一滑槽,输送板3211末端与空心柱322相连且其第一滑槽伸至通孔3221处,铆钉送料振动盘3212的送料轨道与输送板3211上的第一滑槽连通,本实施例中输送板3211由合成橡胶制成,空心柱322下端设有活塞杆3222,活塞杆3222下端设有活塞325,活塞325外滑动连接有外接槽324,活塞325下端设有第一弹簧326,第一弹簧326与外接槽324底端固定连接,外接槽324上端与外桶321底端连接,外接槽324底端设有气孔,外桶321底端、第一滑槽3211、空心柱322、定位盘323上均设有漏过铆钉02碎渣的漏孔,外桶321底端设有集渣室327,集渣室327与外接槽324连接,外接槽324与集渣室327连接的侧壁上设有单向门3241,单向门3241位于活塞325上方且其开口处设有滤网3242,集渣室327底部设有出渣管328,底座2上设有固定铆钉定位机构32的支架21,铆钉抓取机构31位于外桶321上方且设有与通孔3221对应的吸嘴311,铆钉抓取机构31上还设有挤压空心柱322收缩的挤压杆312,挤压杆312的最低端位于吸嘴311最低端的下方,铆钉抓取机构31滑动连接在导轨11上,铆钉抓取机构31水平连接有第一气缸313,铆钉抓取机构31上端设有第一液压缸314,第一液压缸314的输出轴与铆钉抓取机构31相连;所述波形片取放单元包括波形片定位机构42和波形片抓取机构41,如附图5所示,波形片定位机构42包括固定于底座2上的工作台,工作台上固定连接有支撑盘423,支撑盘423上固定连接有料盘4213,支撑盘423上转动连接有定位桶421,支撑盘423上设有驱动定位桶421转动的电机424,电机424的输出轴固定连接有第一传动齿轮425,第一传动齿轮425上啮合有第二传动齿轮427,第二传动齿轮427的中心处固定连接有转轴428,转轴428的下端转动连接在支撑盘423内,第二传动齿轮427的偏心位置上固定连接有两个固定杆426,固定杆426与定位桶421固定连接,定位桶421上端朝定位桶421的内侧倾斜向下设置,定位桶421的内壁上滑动连接有圆环状的支撑块,支撑块的外径等于波形片的直径,支撑块下端固定连接有伸缩杆4211,伸缩杆4211位于料盘4213上,波形片上设有第二定位孔,料盘4213上设有三个滑孔,滑孔内滑动连接有能穿过第二定位孔的定位柱4212,定位柱4212上端位于支撑块上方,定位柱4212下端固定连接有第二弹簧,第二弹簧下端固定连接在滑孔底端,支撑盘423上设有环形的第二滑槽,定位桶421的下表面固定连接有三根连杆,连杆的下端转动连接有与第二滑槽相适配的滚球422,滚球422位于第二滑槽中,定位柱4212的底端和滑孔的底端均设有电磁铁4214,波形片抓取机构41位于工作台上方并滑动连接在导轨11上,波形片抓取机构41水平连接有第二气缸412,波形片抓取机构41设有用于取放波形片的吸盘结构411,波形片抓取机构41上端设有第二液压缸413,第二液压缸413的输出轴与波形片抓取机构41相连。
装配时,将离合器组合件01放置在装配台5上,利用波形片取放单元抓取波形片放置在离合器组合件01上,放置好的波形片的中心孔将与离合器组合件01的铆接孔相对应,然后利用铆钉取放单元抓取铆钉02放入离合器组合件01的铆接孔内,实现离合器组合件01之间以及离合器组合件01与波形片的铆接。
波形片取放单元工作时,将波形片放置定位桶421内,然后启动电机424,电机424带动第一传动齿轮425和第二传动齿轮427转动,第二传动齿轮427带动定位桶421在第二滑槽内滑动,即定位桶421转动。定位桶421转动的过程中,波形片会逐渐水平,最后波形片会水平的位于支撑块上。由于定位柱4212的上端位于支撑块上方,所以波形片位于支撑块上时会对定位柱4212施加一个向下的压力。由于定位柱4212的下端连接有第二弹簧,所以定位柱4212会对第二弹簧施加一个向下的压力,从而第二弹簧会被压缩。由于波形片上设有第二定位孔,而定位柱4212与第二定位孔相适配,因此定位桶421带动波形片转动的过程中的某一个时刻,波形片的第二定位孔会与定位柱4212会形成上下正对。当波形片的第二定位孔会与定位柱4212上下正对时,波形片对定位柱4212下端的第二弹簧没有向下的压力,所以第二弹簧会复位,从而带动定位柱4212向上运动。定位柱4212上端穿过第二定位孔位于波形片上方,由于是三个定位柱4212同时穿过第二定位孔,所以能够完成波形片的定位。然后使伸缩杆4211向下滑动,由于支撑块滑动连接支撑柱429的内壁上,所以支撑块也会向下滑动,因此波形片也会随着支撑块向下滑动直到支撑块位于料盘4213上。启动电磁铁4214,定位柱4212在电磁铁4214吸力的作用下在滑孔中向下滑动,使定位柱4212完全位于滑孔中。波形片定位完毕后,第二液压缸413驱动波形片抓取机构41下降,波形片抓取机构41的吸盘结构411吸取定位好的波形片,吸取完毕后,伸缩杆4211和支撑块复位,第二液压缸413驱动波形片抓取机构41上升复位,第二气缸412带动波形片抓取机构41在导轨11上水平移动至装配台5的上方,然后第二液压缸413驱动波形片抓取机构41再次下降,波形片抓取机构41的吸盘结构411将吸取的波形片准确放置在离合器组合件01上的对应位置处。
铆钉取放单元工作时,铆钉送料振动盘3212将铆钉02振动排序后沿其送料轨道连续送至输送板3211的第一滑槽内,送至第一滑槽内的铆钉02钉部嵌入第一滑槽内,钉帽位于第一滑槽外并被输送板3211两侧壁支撑;第一液压缸314驱动铆钉抓取机构31向下伸出,铆钉抓取机构31的挤压杆312首先与空心柱322接触,并在铆钉抓取机构31继续伸长的过程中挤压空心柱322向下移动,空心柱322向下移动将拉长输送板3211并使输送板3211向下倾斜,此时进入第一滑槽内的铆钉02将在重力作用下沿第一滑槽向下滑动至空心柱322的通孔3221内,并由通孔3221掉入定位盘323上的第一定位孔3231内,铆钉02掉入第一定位孔3231后便实现了定位,当铆钉抓取机构31向下挤压空心柱322至其上的吸嘴311通过通孔3221接触到定位盘323上的第一定位孔3231时,吸嘴311将吸取住第一定位孔3231内的铆钉02,吸嘴311吸取铆钉02后,第一液压缸314驱动铆钉抓取机构31向上移动,实现复位,第一气缸313带动铆钉抓取机构31在导轨11上水平移动至装配台5的上方,然后第一液压缸314驱动铆钉抓取机构31再次下降,铆钉抓取机构31的吸嘴311将吸取的铆钉02准确放置在离合器组合件01上的铆接孔内;由于空心柱322通过活塞杆3222和活塞325与第一弹簧326相连,空心柱322,不再受到挤压杆312的挤压后,将在第一弹簧326的作用下向上移动,从而实现复位,输送板3211也随之复位,第一滑槽内已排序好的铆钉02将等待下一次定位和吸取;空心柱322被铆钉抓取机构31的挤压杆312挤压下移时,会通过活塞杆3222挤压活塞325下移,活塞325下移将会压缩外接槽324内的空气,使其沿外接槽324底端的气孔排出,如此,外接槽324位于活塞325上方的区域形成负压,集渣室327内的空气将推动单向门3241打开并通过单向门3241进入外接槽324内,由于外桶321底端、输送板3211、空心柱322、定位盘323上均设有漏过铆钉02碎渣的漏孔,集渣室327内的空气被吸入外接槽324内后,外桶321下方形成负压,集渣室327将随之通过漏孔吸走外桶321、输送板3211、空心柱322和定位盘323上的铆钉02碎渣,使铆钉02碎渣降落堆积在集渣室327内,并通过出渣管328输出进行回收利用;在单向门3241的开口处设置的滤网3242可有效防止铆钉02碎渣被吸入外接槽324内。活塞325下移时还会挤压其下设置的第一弹簧326下移收缩,当空心柱322不再受到挤压杆312的挤压时,第一弹簧326在弹性作用力下回弹并推动活塞325、活塞杆3222和空心柱322上移复位,活塞325上移时,单向门3241将关闭,从而阻止外接槽324内的空气喷入集渣室327内对下落至集渣室327内的铆钉02碎渣造成不利冲击。
以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。