CN108297027B - 一种车轮气密胶圈压装装置 - Google Patents

一种车轮气密胶圈压装装置 Download PDF

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Abstract

一种车轮气密胶圈压装装置，由机架、伺服电机Ⅰ、滚珠丝杠副、导轨Ⅰ、气缸Ⅰ等组成。本发明能够用于自动化连续生产，使气密胶圈的中心轴线与车轮外轮缘中心轴线重合，提高了定位精度，实现了高精度压装。通过双机械手循环切换，压装上料时间嵌套，缩短了压装节拍，提高了工作效率。

Description

一种车轮气密胶圈压装装置
技术领域
本发明涉及车轮气密胶圈安装的技术领域，具体地说是一种将气密密封胶圈压装在车轮上的装置。
背景技术
车轮气密检测时，需要用锅盖形气密胶盘将车轮外轮缘处盖上，配合着圆周和底部密封，使车轮外轮辋形成密闭空腔，检测气压泄露情况。当车轮正面轮缘连续不断开时，用锅盖形气密胶盘可将车轮正面轮缘密封，但目前越来越流行不连续轮缘造型，有些轮缘还存在高低差，大约2-5mm，此时，直接采用锅盖形气密胶盘已经无法密封轮缘，需要先在轮缘上压装一个气密胶圈，将轮缘密封后再进行气密检测。采用人工压装胶圈时，不仅效率低下，而且精度低，易存在偏斜现象，本专利基于此现状，提供一种在车轮上高精度压装气密胶圈的装置。
发明内容
本发明的目的是要提供一种在车轮上高精度压装气密胶圈的装置，能够用于自动化连续生产，此装置工艺先进，结构新颖，精准高效。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种车轮气密胶圈压装装置，由机架、伺服电机Ⅰ、滚珠丝杠副、导轨Ⅰ、气缸Ⅰ、左滑板、齿轮齿条、右滑板、粗定位轮、升降板、气缸Ⅱ、导轨Ⅱ、滑块、精定位轮、气密胶圈、导柱A、压板、升降平台A、气缸A、气缸B、导柱B、伺服电机Ⅱ、升降平台B、旋转台、机械手Ⅰ、机械手Ⅱ、气缸C、导柱C和升降平台C组成。这些零件构成了车轮定位单元、胶圈安放单元、胶圈供给单元和胶圈压装单元。
车轮定位单元完成车轮的粗定位和精定位，胶圈安放单元完成胶圈工位切换式安放，胶圈供给单元完成胶圈的自动上料，胶圈压装单元完成胶圈的压装。
两条导轨Ⅰ固定在支撑板上，左滑板和右滑板安装在导轨Ⅰ上，并通过齿轮齿条相连，四个粗定位轮分别安装在左滑板和右滑板上，气缸Ⅰ驱动左滑板运动时，在齿轮齿条的作用下，右滑板同步运动，通过四个粗定位轮可将车轮粗定位。机架左侧方固定安装伺服电机Ⅰ，伺服电机Ⅰ输出端连接滚珠丝杠副，在导轨的导向作用下，伺服电机Ⅰ控制升降板的上下运动，气缸Ⅱ固定在升降板上，其输出端连接滑块，在导轨Ⅱ的导向作用下，控制滑块的水平运动，两只精定位轮安装在滑块的前端，用于精定位外侧胎圈座部位。机架右侧方与左侧方结构设置一样，对称分布两只精定位轮。当车轮被粗定位后，粗定位轮回撤复位，左右两侧的气缸Ⅱ同时启动，驱动四只精定位轮接触车轮外侧胎圈座，从而实现精确定位。通过伺服电机Ⅰ可以调节精定位轮的高度，使此装置能够用于不同高度的车轮压装胶圈，通用性更强。铝车轮的机加车削工艺分两次完成，一次车削完成内轮缘侧，二次车削完成外轮缘侧，所以内侧轮缘和外侧轮缘存在同轴度偏差，为了流水线作业，首先采用了内轮缘侧粗定位，再使用外轮缘侧精定位，使被压装的气密胶圈的中心轴线与车轮外轮缘中心轴线重合，极大的提高了定位精度，消除了胶圈压装偏斜的风险，此为车轮定位单元。
气缸B输出端连接升降平台B，在导柱B的导向作用下，气缸B控制升降平台B上下运动。伺服电机Ⅱ固定在升降平台B上，其输出端连接旋转台，旋转台上左右对称安装机械手Ⅰ和机械手Ⅱ，工作时，位于左侧的机械手用于安放气密胶圈，位于右侧的机械手用于装载下一个气密胶圈，通过伺服电机Ⅱ可以循环切换机械手Ⅰ和机械手Ⅱ的左右位置。气缸C输出端连接升降平台C，在导柱C的导向作用下，气缸C控制升降平台C上下运动，气密胶圈垂直叠放在升降平台C上。初始状态下，左侧的机械手Ⅰ装载上气密胶圈，右侧的机械手Ⅱ处于空载，当车轮被精确定位后，气缸B驱动升降平台B下降，使气密胶圈接触到车轮外轮缘正面，然后机械手Ⅰ打开，释放气密胶圈，接着气缸B驱动升降平台B再次下降一定距离，为压装预留空间。在压装的同时，气缸C驱动升降平台C上升一定距离，使叠放在最顶端的气密胶圈上升至机械手Ⅱ夹持的合适高度，然后机械手Ⅱ将最顶端的气密胶圈夹紧。此为气密胶圈安放和供给单元。
机架顶部安装气缸A，在导柱A的导向作用下，气缸A控制升降平台A的上下运动，压板固定在升降平台A上。当车轮被精确定位、气密胶圈安放在车轮正面后，气缸A启动，驱动压板下行，将气密胶圈压入车轮外轮缘部位，此为气密胶圈压装单元。
一种车轮气密胶圈压装装置工作过程为：首先，根据在线生产的车轮，通过伺服电机Ⅰ调节好精定位轮的高度。气缸Ⅰ驱动左滑板运动，在齿轮齿条的作用下，右滑板同步运动，通过四个粗定位轮将车轮粗定位，然后粗定位轮回撤复位，接着左右两侧的气缸Ⅱ同时启动，驱动四只精定位轮接触车轮外侧胎圈座，将车轮精确定位。初始状态下，左侧的机械手Ⅰ装载上气密胶圈，右侧的机械手Ⅱ处于空载，当车轮被精确定位后，气缸B驱动升降平台B下降，使气密胶圈接触到车轮外轮缘正面，然后机械手Ⅰ打开，释放气密胶圈，接着气缸B驱动升降平台B再次下降一定距离，为压装预留空间，接着气缸A驱动压板下行，将气密胶圈压入车轮外轮缘，在压装的同时，气缸C驱动升降平台C上升一定距离，使叠放在最顶端的气密胶圈上升至机械手Ⅱ夹持的合适高度，然后机械手Ⅱ将最顶端的气密胶圈夹紧。第一件车轮压装完成后，精定位轮回撤复位，压板上行复位，然后气缸B驱动升降平台B上行复位，伺服电机Ⅱ启动，驱动旋转台旋转180度，机械手Ⅱ夹持的气密胶圈切换到左侧，机械手Ⅰ切换到右侧，处于空载状态，至此，设备完成了一个循环，又恢复到了初始状态，等待下一件车轮定位后压装，如此循环。
本发明能够用于自动化连续生产，通过合理的工艺布局，使气密胶圈的中心轴线与车轮外轮缘中心轴线重合，提高了定位精度，实现了高精度压装。通过双机械手循环切换，压装上料时间嵌套，缩短了压装节拍，提高了工作效率。
附图说明
图1是本发明一种车轮气密胶圈压装装置的主视图。
图2是本发明一种车轮气密胶圈压装装置的俯视图。
图3是本发明一种车轮气密胶圈压装装置的左视图。
图中，1-机架， 2-伺服电机Ⅰ， 3-滚珠丝杠副， 4-导轨Ⅰ， 5-气缸Ⅰ， 6-左滑板，7-齿轮齿条，8-右滑板，9-粗定位轮， 10-升降板， 11-气缸Ⅱ， 12-导轨Ⅱ， 13-滑块， 14-精定位轮，15-气密胶圈，16-导柱A，17-压板，18-升降平台A， 19-气缸A， 20-气缸B，21-导柱B，22-伺服电机Ⅱ，23-升降平台B， 24旋转台， 25-机械手Ⅰ，26-机械手Ⅱ，27-气缸C， 28-导柱C， 29-升降平台C。
具体实施方式
下面结合附图说明，给出本发明提出的具体装置细节和工作情况。
一种车轮气密胶圈压装装置，由机架1、伺服电机Ⅰ2、滚珠丝杠副3、导轨Ⅰ4、气缸Ⅰ5、左滑板6、齿轮齿条7、右滑板8、粗定位轮9、升降板10、气缸Ⅱ11、导轨Ⅱ12、滑块13、精定位轮14、气密胶圈15、导柱A16、压板17、升降平台A18、气缸A19、气缸B20、导柱B21、伺服电机Ⅱ22、升降平台B23、旋转台24、机械手Ⅰ25、机械手Ⅱ26、气缸C27、导柱C28和升降平台C29组成。这些零件构成车轮定位单元、胶圈安放单元、胶圈供给单元和胶圈压装单元。
车轮定位单元完成车轮的粗定位和精定位，胶圈安放单元完成胶圈工位切换式安放，胶圈供给单元完成胶圈的自动上料，胶圈压装单元完成胶圈的压装。
两条导轨Ⅰ4固定在支撑板上，左滑板6和右滑板8安装在导轨Ⅰ4上，并通过齿轮齿条7相连，四个粗定位轮9分别安装在左滑板6和右滑板8上，气缸Ⅰ5驱动左滑板6运动时，在齿轮齿条7的作用下，右滑板8同步运动，通过四个粗定位轮9可将车轮粗定位。机架1左侧方固定安装伺服电机Ⅰ2，伺服电机Ⅰ2输出端连接滚珠丝杠副3，在导轨的导向作用下，伺服电机Ⅰ2控制升降板10的上下运动，气缸Ⅱ11固定在升降板10上，其输出端连接滑块13，在导轨Ⅱ12的导向作用下，控制滑块13的水平运动，两只精定位轮14安装在滑块13的前端，用于精定位外侧胎圈座部位。机架1右侧方与左侧方结构设置一样，对称分布两只精定位轮14。当车轮被粗定位后，粗定位轮9回撤复位，左右两侧的气缸Ⅱ11同时启动，驱动四只精定位轮14接触车轮外侧胎圈座，从而实现精确定位。通过伺服电机Ⅰ2可以调节精定位轮14的高度，使此装置能够用于不同高度的车轮压装胶圈，通用性更强。铝车轮的机加车削工艺分两次完成，一次车削完成内轮缘侧，二次车削完成外轮缘侧，所以内侧轮缘和外侧轮缘存在同轴度偏差，为了流水线作业，首先采用了内轮缘侧粗定位，再使用外轮缘侧精定位，使被压装的气密胶圈的中心轴线与车轮外轮缘中心轴线重合，极大的提高了定位精度，消除了胶圈压装偏斜的风险，此为车轮定位单元。
气缸B20输出端连接升降平台B23，在导柱B21的导向作用下，气缸B20控制升降平台B23上下运动。伺服电机Ⅱ22固定在升降平台B23上，其输出端连接旋转台24，旋转台24上左右对称安装机械手Ⅰ25和机械手Ⅱ26，工作时，位于左侧的机械手用于安放气密胶圈15，位于右侧的机械手用于装载下一个气密胶圈15，通过伺服电机Ⅱ22可以循环切换机械手Ⅰ25和机械手Ⅱ26的左右位置。气缸C27输出端连接升降平台C29，在导柱C28的导向作用下，气缸C27控制升降平台C29上下运动，气密胶圈15垂直叠放在升降平台C29上。初始状态下，左侧的机械手Ⅰ25装载上气密胶圈15，右侧的机械手Ⅱ26处于空载，当车轮被精确定位后，气缸B20驱动升降平台B23下降，使气密胶圈15接触到车轮外轮缘正面，然后机械手Ⅰ25打开，释放气密胶圈15，接着气缸B20驱动升降平台B23再次下降一定距离，为压装预留空间。在压装的同时，气缸C27驱动升降平台C29上升一定距离，使叠放在最顶端的气密胶圈15上升至机械手Ⅱ26夹持的合适高度，然后机械手Ⅱ26将最顶端的气密胶圈15夹紧。此为气密胶圈安放和供给单元。
机架顶部安装气缸A19，在导柱A16的导向作用下，气缸A19控制升降平台A18的上下运动，压板17固定在升降平台A18上。当车轮被精确定位、气密胶圈15安放在车轮正面后，气缸A19启动，驱动压板17下行，将气密胶圈15压入车轮外轮缘部位，此为气密胶圈压装单元。
一种车轮气密胶圈压装装置工作过程为：首先，根据在线生产的车轮，通过伺服电机Ⅰ2调节好精定位轮14的高度。气缸Ⅰ5驱动左滑板6运动，在齿轮齿条7的作用下，右滑板8同步运动，通过四个粗定位轮9将车轮粗定位，然后粗定位轮9回撤复位，接着左右两侧的气缸Ⅱ11同时启动，驱动四只精定位轮14接触车轮外侧胎圈座，将车轮精确定位。初始状态下，左侧的机械手Ⅰ25装载上气密胶圈15，右侧的机械手Ⅱ26处于空载，当车轮被精确定位后，气缸B20驱动升降平台B23下降，使气密胶圈15接触到车轮外轮缘正面，然后机械手Ⅰ25打开，释放气密胶圈15，接着气缸B20驱动升降平台B23再次下降一定距离，为压装预留空间，接着气缸A19驱动压板17下行，将气密胶圈15压入车轮外轮缘，在压装的同时，气缸C27驱动升降平台C29上升一定距离，使叠放在最顶端的气密胶圈上升至机械手Ⅱ26夹持的合适高度，然后机械手Ⅱ26将最顶端的气密胶圈夹紧。第一件车轮压装完成后，精定位轮14回撤复位，压板17上行复位，然后气缸B20驱动升降平台B23上行复位，伺服电机Ⅱ22启动，驱动旋转台24旋转180度，机械手Ⅱ26夹持的气密胶圈切换到左侧，机械手Ⅰ25切换到右侧，处于空载状态，至此，设备完成了一个循环，又恢复到了初始状态，等待下一件车轮定位后压装，如此循环。
本发明能够用于自动化连续生产，通过合理的工艺布局，使气密胶圈的中心轴线与车轮外轮缘中心轴线重合，提高了定位精度，实现了高精度压装。通过双机械手循环切换，压装上料时间嵌套，缩短了压装节拍，提高了工作效率。

Claims (1)

1.一种车轮气密胶圈压装装置，由机架（1）、伺服电机Ⅰ（2）、滚珠丝杠副（3）、导轨Ⅰ（4）、气缸Ⅰ（5）、左滑板（6）、齿轮齿条（7）、右滑板（8）、粗定位轮（9）、升降板（10）、气缸Ⅱ（11）、导轨Ⅱ（12）、滑块（13）、精定位轮（14）、气密胶圈（15）、导柱A（16）、压板（17）、升降平台A（18）、气缸A（19）、气缸B（20）、导柱B（21）、伺服电机Ⅱ（22）、升降平台B（23）、旋转台（24）、机械手Ⅰ（25）、机械手Ⅱ（26）、气缸C（27）、导柱C（28）和升降平台C（29）组成，其特征是：机架（1）左侧方固定安装伺服电机Ⅰ（2），伺服电机Ⅰ（2）输出端连接滚珠丝杠副（3），在导轨的导向作用下，伺服电机Ⅰ（2）控制升降板（10）的上下运动，气缸Ⅱ（11）固定在升降板（10）上，其输出端连接滑块（13），在导轨Ⅱ（12）的导向作用下，控制滑块（13）的水平运动，两只精定位轮（14）安装在滑块（13）的前端，用于精定位外侧胎圈座部位；机架（1）右侧方与左侧方结构设置一样，对称分布两只精定位轮（14）；两条导轨Ⅰ（4）固定在支撑板上，左滑板（6）和右滑板（8）安装在导轨Ⅰ（4）上，并通过齿轮齿条（7）相连，四个粗定位轮（9）分别安装在左滑板（6）和右滑板（8）上，气缸Ⅰ（5）驱动左滑板（6）运动时，在齿轮齿条（7）的作用下，右滑板（8）同步运动，通过四个粗定位轮（9）能够将车轮粗定位，车轮被粗定位后，粗定位轮（9）回撤复位，左右两侧的气缸Ⅱ（11）同时启动，驱动四只精定位轮（14）接触车轮外侧胎圈座，从而实现精确定位，机架（1）顶部安装气缸A（19），在导柱A（16）的导向作用下，气缸A（19）控制升降平台A（18）的上下运动，压板（17）固定在升降平台A（18）上，当车轮被精确定位、气密胶圈（15）安放在车轮正面后，气缸A（19）启动，驱动压板（17）下行，将气密胶圈（15）压入车轮外轮缘部位，气缸B（20）输出端连接升降平台B（23），在导柱B（21）的导向作用下，气缸B（20）控制升降平台B（23）上下运动；伺服电机Ⅱ（22）固定在升降平台B（23）上，其输出端连接旋转台（24），旋转台（24）上左右对称安装机械手Ⅰ（25）和机械手Ⅱ（26），工作时，位于左侧的机械手用于安放气密胶圈（15）使气密胶圈（15）接触到车轮外轮缘正面，使被压装的气密胶圈的中心轴线与车轮外轮缘中心轴线重合，位于右侧的机械手用于装载下一个气密胶圈（15），通过伺服电机Ⅱ（22）可以循环切换机械手Ⅰ（25）和机械手Ⅱ（26）的左右位置；气缸C（27）输出端连接升降平台C（29），在导柱C（28）的导向作用下，气缸C（27）控制升降平台C（29）上下运动，气密胶圈（15）垂直叠放在升降平台C（29）上；初始状态下，左侧的机械手Ⅰ（25）装载上气密胶圈（15），右侧的机械手Ⅱ（26）处于空载。
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