CN108673084B - 转向轴装配机器人 - Google Patents

Abstract

本发明创造提供了一种转向轴装配机器人，其包括再加工基座、上转轴操作基座、同轴度检测机构和上转轴夹持机构；再加工基座上方支撑有上转轴操作基座；上转轴推送气缸与上转轴安装基座连接并为其提供移动动力，上转轴安装基座在上转轴推送气缸和上转轴输送气缸之间滑动，在上转轴安装基座上支撑起上转轴放置限位环，上转轴安装基座上开设有上转轴安装避让孔且其位于上转轴放置限位环内下方。本发明创造所述的结构配合可以完美的实现机器人加工全过程，其中各个结构设立与同轴度检测仪的设计可以实时检测上转轴与管柱之间的同轴情况，以此实现在安装过程中随时调整两者之间的位置关系，最终实现同轴度高的上转轴与管柱。

Description

转向轴装配机器人

技术领域

本发明创造属于新能源汽车领域，尤其是涉及一种转向轴装配机器人。

背景技术

在现有技术中对于新能源汽车的需求越来越大，安全性能的要求也越来越高，尤其是结合新能源汽车的能源供应特点上，汽车零部件的结构以及性能要求也随之提升。那么使用在新能源汽车中的转向轴质量好坏也决定了整体汽车的安全性能，但目前制造转向轴的自动机器人一般都停留在原先的制造要求上并没有进行机器升级，随着新能源汽车市场逐渐成熟而暴露出更多问题。当然，没有进行升级的制造机器人在转轴与管柱套装的过程中不能保证同轴度，因此会影响整体新能源汽车的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种转向轴装配机器人，以解决自动机器人安装过程中同轴度差的问题。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

转向轴装配机器人，其包括再加工基座、上转轴操作基座、同轴度检测机构和上转轴夹持机构；

所述再加工基座上方支撑有上转轴操作基座；

上转轴操作基座上依次设有上转轴定位滑座、上转轴夹持机构、同轴度检测机构；

所述上转轴操作基座的操作面两侧分别设有上转轴推送气缸和上转轴输送气缸；

所述上转轴推送气缸与上转轴安装基座连接并为其提供移动动力，所述上转轴安装基座在上转轴推送气缸和上转轴输送气缸之间滑动，在所述上转轴安装基座上支撑起上转轴放置限位环，上转轴安装基座上开设有上转轴安装避让孔且其位于上转轴放置限位环内下方；

所述上转轴推送气缸与上转轴输送气缸之间连线为左右调节轨迹方向；

所述上转轴夹持机构包括上转轴夹持基座和上转轴调节座，所述上转轴夹持基座两侧均向内凹陷形成安装槽，在其中一个安装槽内安装有左右调节气缸，所述上转轴调节座滑动连接在上转轴夹持基座上，所述左右调节气缸为上转轴调节座提供左右调节轨迹方向上的滑动动力；

在上转轴调节座上设有前后调节气缸和上转轴调节夹，所述上转轴调节夹为电动夹爪，所述前后调节气缸位于上转轴调节夹一侧并通过U型架与上转轴调节夹的夹身连接，所述上转轴调节夹通过前后调节气缸提供的动力沿着上转轴调节座做与左右调节轨迹垂直的移动活动；

同轴度检测机构包括同轴度检测仪和同轴度检测升降气缸，所述同轴度检测升降气缸为同轴度检测仪提供沿着上转轴调节夹位置做上下移动的动力，所述同轴度检测仪的同轴度检测仪探测头位于上转轴调节夹中心位置上方；

所述再加工基座上开有上转轴定位滑道，所述上转轴定位滑座通过上转轴定位滑道滑动配合，所述上转轴定位滑座上设有上转轴定位夹，所述上转轴定位夹为电动夹爪，所述上转轴定位滑座其中一个极限位置位于上转轴放置限位环下方。

进一步的，所述左右调节气缸的活塞杆穿射出上转轴调节座后，其端面处螺栓固定有限位板。

进一步的，所述上转轴夹持基座的两侧分别设有一个同轴度检测升降气缸，两个同轴度检测升降气缸的活塞缸上分别固定有一个同轴度检测仪支撑架，两个同轴度检测仪支撑架的自由端通过螺栓连接，同轴度检测仪支撑架的自由端处固定有同轴度检测仪。

进一步的，还包括上转轴输送机构，其包括上转轴输送气缸、上转轴输送滑杆和上转轴输送夹，所述上转轴输送气缸两侧设有上转轴输送滑杆，上转轴输送夹通过上转轴输送支撑架滑动连接在上转轴输送滑杆上，所述上转轴输送气缸的活塞杆与上转轴输送滑杆连接，所述上转轴输送夹位于上转轴调节夹正上方。

进一步的，所述上转轴输送支撑架与一上转轴输送架可拆卸连接，该上转轴输送架的前端通过上转轴输送调整架架设上转轴输送夹的电驱动机。

进一步的，在上转轴推送气缸和上转轴输送气缸之间的上转轴操作基座上开有合成避让槽，所述上转轴安装基座覆盖在合成避让槽上，所述合成避让槽为通槽。

进一步的，再加工基座与上转轴操作基座之间通过再加工支撑杆连接，所述再加工支撑杆的一端穿出上转轴操作基座且其表面开有“十”字型的插接孔，上转轴输送滑杆通过该插接孔与再加工支撑杆可拆卸连接。

进一步的，还包括下转轴传送基座，所述下转轴传送基座与再加工基座后侧壁滑动连接，在所述下转轴传送基座上设有下转轴传送转盘，所述下转轴传送转盘上设有下转轴位移限位杆，所述下转轴位移限位杆上滑动连接有下转轴夹持基架，在所述下转轴夹持基架的前端设有下转轴夹持夹组，所述下转轴夹持夹组内包括下转轴夹持夹，所述下转轴夹持夹随着下转轴传送转盘转动而位于再加工基座与上转轴操作基座之间且同时位于合成避让槽下方。

进一步的，所述下转轴夹持夹组还包括下转轴夹持气缸、下转轴夹持夹调节杆和曲柄连接轴，所述下转轴夹持基架的前端处开有调节槽，所述下转轴夹持气缸置于该调节槽内，该下转轴夹持气缸活塞杆前端通过曲柄连接轴与两个下转轴夹持夹调节杆的一端转动连接，其下转轴夹持夹调节杆的自由端分别通过连接轴与一下转轴夹持夹转动连接，两个下转轴夹持夹的自由端通过定位轴转动连接在下转轴夹持基架上。

进一步的，所述下转轴夹持基架前端还包括夹持基架护板，所述夹持基架护板为U型护板，所述定位轴位于该夹持基架护板上。

进一步的，所述下转轴传送转盘通过下转轴传送转盘轴承与下转轴传送基座转动连接。

进一步的，所述上转轴操作基座为凸型座体，所述上转轴定位滑座位于上转轴操作基座的凸出部分。

相对于现有技术，本发明创造所述的转向轴装配机器人具有以下优势：

(1)本发明所述的再加工基座、上转轴操作基座、同轴度检测机构和上转轴夹持机构结构配合可以完美的实现机器人加工全过程，其中各个结构设立与同轴度检测仪的设计可以实时检测上转轴与管柱之间的同轴情况，以此实现在安装过程中随时调整两者之间的位置关系，最终实现同轴度高的上转轴与管柱。

(2)本发明所述的上转轴放置限位环的结构设计可以满足机器人加工全自动需求，在整批加工过程中采用同一型号的上转轴放置限位环即可。

(3)本发明所述的同轴度检测仪支撑架的交叉结构可使得整体同轴度检测机构更加稳固。

(4)本发明所述的左右调节气缸可调整上转轴调节座上面所有部件的原因则是在节省整体空间的前提下实现管柱多维度调整的加工需求。

(5)本发明所述的下转轴传送基座上可转动运行的下转轴夹持夹组则可以将整个机器人设备呈现多个加工工序完整契合的需求。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明创造实施例所述的转向轴装配机器人整体结构示意图；

图2为本发明创造实施例所述的转向轴装配机器人上转轴安装结构示意图；

图3为本发明创造实施例所述的转向轴装配机器人下转轴夹持结构示意图；

图4为本发明创造实施例所述的转向轴装配机器人下转轴夹持夹组放大示意图。

附图标记说明：

1-再加工基座；11-再加工基座滑道；

2-下转轴传送基座；21-下转轴传送转盘轴承；22-下转轴传送转盘；23-下转轴位移限位杆；24-下转轴夹持基架；241-下转轴夹持夹避让槽；25-下转轴夹持气缸；251-下转轴夹持气缸活塞杆；26-下转轴夹持夹组；261-下转轴夹持夹；262-下转轴夹持夹调节杆；263-曲柄连接轴；264-夹持基架护板；265-连接轴；266-定位轴；

3-上转轴操作基座；31-合成避让槽；32-上转轴定位滑道；

4-再加工支撑杆；41-插接孔；

51-上转轴输送气缸；52-上转轴输送滑杆；53-上转轴输送支撑架；54-上转轴输送架；55-上转轴输送夹；56-上转轴输送调整架；

6-上转轴推送气缸；61-上转轴安装推送连接板；62-上转轴安装基座；63-上转轴安装避让孔；64-上转轴放置限位环；

71-上转轴定位滑座；72-上转轴定位夹；73-上转轴调节夹闭合启动器；

81-上转轴夹持基座；82-前后调节气缸；83-上转轴调节夹；84-上转轴调节座；85-左右调节气缸；

91-同轴度检测升降气缸；92-同轴度检测仪支撑架；93-同轴度检测仪探测头。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

如图1-4所示，转向轴装配机器人，其包括再加工基座1、上转轴操作基座3、同轴度检测机构和上转轴夹持机构；

所述再加工基座1上方支撑有上转轴操作基座3；

上转轴操作基座3上依次设有上转轴定位滑座71、上转轴夹持机构、同轴度检测机构；

所述上转轴操作基座3的操作面两侧分别设有上转轴推送气缸6和上转轴输送气缸51；

所述上转轴推送气缸6与上转轴安装基座62连接并为其提供移动动力，所述上转轴安装基座62在上转轴推送气缸6和上转轴输送气缸51之间滑动，在所述上转轴安装基座62上支撑起上转轴放置限位环64，上转轴安装基座62上开设有上转轴安装避让孔63且其位于上转轴放置限位环64内下方；

所述上转轴推送气缸6与上转轴输送气缸51之间连线为左右调节轨迹方向；

所述上转轴夹持机构包括上转轴夹持基座81和上转轴调节座84，所述上转轴夹持基座81两侧均向内凹陷形成安装槽，在其中一个安装槽内安装有左右调节气缸85，所述上转轴调节座84滑动连接在上转轴夹持基座81上，所述左右调节气缸85为上转轴调节座84提供左右调节轨迹方向上的滑动动力；

在上转轴调节座84上设有前后调节气缸82和上转轴调节夹83，所述上转轴调节夹83为电动夹爪，所述前后调节气缸82位于上转轴调节夹83一侧并通过U型架与上转轴调节夹83的夹身连接，所述上转轴调节夹83通过前后调节气缸82提供的动力沿着上转轴调节座84做与左右调节轨迹垂直的移动活动；

同轴度检测机构包括同轴度检测仪和同轴度检测升降气缸91，所述同轴度检测升降气缸91为同轴度检测仪提供沿着上转轴调节夹83位置做上下移动的动力，所述同轴度检测仪的同轴度检测仪探测头93位于上转轴调节夹83中心位置上方；

所述再加工基座1上开有上转轴定位滑道32，所述上转轴定位滑座71通过上转轴定位滑道32滑动配合，所述上转轴定位滑座71上设有上转轴定位夹72，所述上转轴定位夹72为电动夹爪，所述上转轴定位滑座71其中一个极限位置位于上转轴放置限位环64下方。

所述左右调节气缸85的活塞杆穿射出上转轴调节座84，其端面处螺栓固定有限位板。

所述上转轴夹持基座81的两侧分别设有一个同轴度检测升降气缸91，两个同轴度检测升降气缸91的活塞缸上分别固定有一个同轴度检测仪支撑架92，两个同轴度检测仪支撑架92的自由端通过螺栓连接，同轴度检测仪支撑架92的自由端处固定有同轴度检测仪。

还包括上转轴输送机构，其包括上转轴输送气缸51、上转轴输送滑杆52和上转轴输送夹55，所述上转轴输送气缸51两侧设有上转轴输送滑杆52，上转轴输送夹55通过上转轴输送支撑架53滑动连接在上转轴输送滑杆52上，所述上转轴输送气缸51的活塞杆与上转轴输送滑杆52连接，所述上转轴输送夹55位于上转轴调节夹83正上方。

所述上转轴输送支撑架53与一上转轴输送架54可拆卸连接，该上转轴输送架54的前端通过上转轴输送调整架56架设上转轴输送夹55的电驱动机。

在上转轴推送气缸6和上转轴输送气缸51之间的上转轴操作基座3上开有合成避让槽31，所述上转轴安装基座62覆盖在合成避让槽31上，所述合成避让槽31为通槽。

再加工基座1与上转轴操作基座3之间通过再加工支撑杆4连接，所述再加工支撑杆4的一端穿出上转轴操作基座3且其表面开有“十”字型的插接孔41，上转轴输送滑杆52通过该插接孔41与再加工支撑杆4可拆卸连接。

还包括下转轴传送基座2，所述下转轴传送基座2与再加工基座1后侧壁滑动连接，通过再加工基座滑道11实现，在所述下转轴传送基座2上设有下转轴传送转盘22，所述下转轴传送转盘22上设有下转轴位移限位杆23，所述下转轴位移限位杆23上滑动连接有下转轴夹持基架24，在所述下转轴夹持基架24的前端设有下转轴夹持夹组26，所述下转轴夹持夹组26内包括下转轴夹持夹261，所述下转轴夹持夹261随着下转轴传送转盘22转动而位于再加工基座1与上转轴操作基座3之间且同时位于合成避让槽31下方。所述下转轴夹持夹组26还包括下转轴夹持气缸25、下转轴夹持夹调节杆262和曲柄连接轴263，所述下转轴夹持基架24的前端处开有调节槽，所述下转轴夹持气缸25置于该调节槽内，该下转轴夹持气缸25活塞杆前端通过曲柄连接轴263与两个下转轴夹持夹调节杆262的一端转动连接，其下转轴夹持夹调节杆262的自由端分别通过连接轴265与一下转轴夹持夹261转动连接，两个下转轴夹持夹261的自由端通过定位轴266转动连接在下转轴夹持基架24上。所述下转轴夹持基架24前端还包括夹持基架护板264，所述夹持基架护板264为U型护板，所述定位轴266位于该夹持基架护板264上。所述下转轴传送转盘22通过下转轴传送转盘轴承21与下转轴传送基座2转动连接。

所述上转轴操作基座3为凸型座体，所述上转轴定位滑座71位于上转轴操作基座3的凸出部分。

本实施例的工作原理：

首先，通过上转轴推送气缸将上转轴安装基座推送到指定位置，该指定位置位于上转轴夹持基座前端，将需要安装的上转轴管柱放置在上转轴放置限位环内，而通过确定要加工的上转轴管柱的尺寸来固定上转轴放置限位环上的尺寸定位套大小，保证上转轴管柱的稳固性，以此确定上转轴管柱的位置；

通过程序控制上转轴定位滑座向前移动，此时上转轴定位夹置于上转轴放置限位环下方，同时启动电驱动上转轴定位夹夹持住上转轴管柱；

然后，前后调节气缸将上转轴调节夹推送到指定位置，此时对于放置好的上转轴也起到夹持作用；

而后将上转轴卡入上转轴管柱内，之后启动同轴度检测升降气缸将同轴度检测仪探测头逐步接近上转轴，直至可检测到上转轴与上转轴管柱的同轴度情况；

通过控制程序调整左右调节气缸、前后调节气缸运行而微调上转轴调节夹夹持上转轴管柱位置；

同轴度检测仪实时检测同轴度，当满足设定需要后，即可控制前后调节气缸和左右调节气缸的运作停止；

整个安装上转轴与管柱的过程结束后，控制同轴度检测升降气缸上升以此脱离上转轴调节夹，然后控制上转轴输送气缸将上转轴输送夹移至放置了上转轴的管柱外侧，启动上转轴输送夹，使其夹紧管柱并向上提升；

此时将上转轴定位夹和上转轴调节夹退回原先位置，并将上转轴安装基座退回原始位置；

然后将夹持上转轴管柱的上转轴输送夹向下移动直至上转轴通过合成避让槽而露在上转轴操作基座下方，之后通过下转轴夹持夹组将下转轴夹至相关位置处，通过机器将上转轴与下转轴连接在一起。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (8)

1.转向轴装配机器人，其特征在于：包括再加工基座、上转轴操作基座、同轴度检测机构和上转轴夹持机构；

所述再加工基座上方支撑有上转轴操作基座；

上转轴操作基座上依次设有上转轴定位滑座、上转轴夹持机构、同轴度检测机构；

所述上转轴操作基座的操作面两侧分别设有上转轴推送气缸和上转轴输送气缸；

所述上转轴推送气缸与上转轴安装基座连接并为其提供移动动力，所述上转轴安装基座在上转轴推送气缸和上转轴输送气缸之间滑动，在所述上转轴安装基座上支撑起上转轴放置限位环，上转轴安装基座上开设有上转轴安装避让孔且其位于上转轴放置限位环内下方；

所述上转轴推送气缸与上转轴输送气缸之间连线为左右调节轨迹方向；

所述上转轴夹持机构包括上转轴夹持基座和上转轴调节座，所述上转轴夹持基座两侧均向内凹陷形成安装槽，在其中一个安装槽内安装有左右调节气缸，所述上转轴调节座滑动连接在上转轴夹持基座上，所述左右调节气缸为上转轴调节座提供左右调节轨迹方向上的滑动动力；

在上转轴调节座上设有前后调节气缸和上转轴调节夹，所述上转轴调节夹为电动夹爪，所述前后调节气缸位于上转轴调节夹一侧并通过U型架与上转轴调节夹的夹身连接，所述上转轴调节夹通过前后调节气缸提供的动力沿着上转轴调节座做与左右调节轨迹垂直的移动活动；

同轴度检测机构包括同轴度检测仪和同轴度检测升降气缸，所述同轴度检测升降气缸为同轴度检测仪提供沿着上转轴调节夹位置做上下移动的动力，所述同轴度检测仪的同轴度检测仪探测头位于上转轴调节夹中心位置上方；

所述再加工基座上开有上转轴定位滑道，所述上转轴定位滑座通过上转轴定位滑道滑动配合，所述上转轴定位滑座上设有上转轴定位夹，所述上转轴定位夹为电动夹爪，所述上转轴定位滑座其中一个极限位置位于上转轴放置限位环下方；所述左右调节气缸的活塞杆穿射出上转轴调节座后，其端面处螺栓固定有限位板；

还包括上转轴输送机构，其包括上转轴输送气缸、上转轴输送滑杆和上转轴输送夹，所述上转轴输送气缸两侧设有上转轴输送滑杆，上转轴输送夹通过上转轴输送支撑架滑动连接在上转轴输送滑杆上，所述上转轴输送气缸的活塞杆与上转轴输送滑杆连接，所述上转轴输送夹位于上转轴调节夹正上方；

所述上转轴夹持基座的两侧分别设有一个同轴度检测升降气缸；

所述上转轴输送支撑架与一上转轴输送架可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的转向轴装配机器人，其特征在于：两个同轴度检测升降气缸的活塞缸上分别固定有一个同轴度检测仪支撑架，两个同轴度检测仪支撑架的自由端通过螺栓连接，同轴度检测仪支撑架的自由端处固定有同轴度检测仪。

3.根据权利要求1所述的转向轴装配机器人，其特征在于：所述上转轴输送架的前端通过上转轴输送调整架架设上转轴输送夹的电驱动机。

4.根据权利要求3所述的转向轴装配机器人，其特征在于：在上转轴推送气缸和上转轴输送气缸之间的上转轴操作基座上开有合成避让槽，所述上转轴安装基座覆盖在合成避让槽上，所述合成避让槽为通槽。

5.根据权利要求1所述的转向轴装配机器人，其特征在于：再加工基座与上转轴操作基座之间通过再加工支撑杆连接，所述再加工支撑杆的一端穿出上转轴操作基座且其表面开有“十”字型的插接孔，上转轴输送滑杆通过该插接孔与再加工支撑杆可拆卸连接。

6.根据权利要求3所述的转向轴装配机器人，其特征在于：还包括下转轴传送基座，所述下转轴传送基座与再加工基座后侧壁滑动连接，在所述下转轴传送基座上设有下转轴传送转盘，所述下转轴传送转盘上设有下转轴位移限位杆，所述下转轴位移限位杆上滑动连接有下转轴夹持基架，在所述下转轴夹持基架的前端设有下转轴夹持夹组，所述下转轴夹持夹组内包括下转轴夹持夹，所述下转轴夹持夹随着下转轴传送转盘转动而位于再加工基座与上转轴操作基座之间且同时位于合成避让槽下方。

7.根据权利要求6所述的转向轴装配机器人，其特征在于：所述下转轴夹持夹组还包括下转轴夹持气缸、下转轴夹持夹调节杆和曲柄连接轴，所述下转轴夹持基架的前端处开有调节槽，所述下转轴夹持气缸置于该调节槽内，该下转轴夹持气缸活塞杆前端通过曲柄连接轴与两个下转轴夹持夹调节杆的一端转动连接，其下转轴夹持夹调节杆的自由端分别通过连接轴与一下转轴夹持夹转动连接，两个下转轴夹持夹的自由端通过定位轴转动连接在下转轴夹持基架上。

8.根据权利要求7所述的转向轴装配机器人，其特征在于：所述下转轴夹持基架前端还包括夹持基架护板，所述夹持基架护板为U型护板，所述定位轴位于该夹持基架护板上。

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