CN109175985B - 主从动带轮锁紧螺母自动拧紧系统及其料仓、上料和拧紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主从动带轮锁紧螺母自动拧紧系统及其料仓、上料和拧紧装置，该自动拧紧系统包括：第一和第二螺母自动料仓、第一和第二自动上料机构、自动拧紧装置，包括上部压紧旋拧机构和下底座止转旋拧机构，其中，所述上部压紧旋拧机构包括用于对主动带轮后球轴承锁紧螺母进行压紧旋拧的主动带轮旋拧组件和用于对从动带轮后球轴承锁紧螺母进行压紧旋拧的从动带轮旋拧组件，所述下底座止转旋拧机构包括具有止转花键啮合深度检测功能的主动带轮止转组件和从动带轮止转拧紧组件。本发明的螺母拧紧系统集自动上料、正反检测、自动抓料‑运料、以及止转拧紧于一体，功能的集成度及自动化程度较高，提高了生产效率，保证了产品装配质量。

Description

主从动带轮锁紧螺母自动拧紧系统及其料仓、上料和拧紧 装置

技术领域

本发明涉及一种用于汽车无级变速箱的主从动带轮锁紧螺母自动拧紧系统，还涉及该自动拧紧系统所使用的螺母自动料仓、自动上料装置、以及自动拧紧装置。

背景技术

主从动带轮是汽车无级变速箱(CVT、Continuously Variable Transmission)的重要组成部件，其内外轴承锁紧螺母的装配质量直接影响到带轮传动的平稳性及使用寿命。主从动带轮锁紧螺母的装配是无级变速箱装配工艺中至关重要的工序之一。

图1是主动带轮10’和从动带轮30’锁紧螺母装配示意图，其中从动带轮前轴承锁紧螺母30b’的拧紧扭矩要求为300Nm，其余螺母(从动带轮后球轴承锁紧螺母30a’和主动带轮后球轴承锁紧螺母10a’)的拧紧扭矩也均达到了200Nm的大扭矩。针对锁紧螺母的安装拧紧，现有的安装工艺大体上是人工预拧紧后由拧紧机例如拧紧枪20’终拧的流程。

由于人工很难保证螺母拧紧过程中的完全对中，从而导致拧伤工件或反装，不利于企业对产品质量的控制。另外，现有的带轮锁紧螺母装配工艺，需要经过专人拣料，预拧等流程。既增加了操作人员的重复劳动量，也提高了企业的管理运营成本。

因此，有必要现有CVT变速箱带轮锁紧螺母装配工艺加以改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带闭环检测功能的自动拧紧系统，以提高CVT变速箱带轮锁紧螺母装配的生产效率和产品装配质量。

本发明的目的还在于提供一种用于主从动带轮锁紧螺母装配的螺母自动料仓、自动上料装置和自动拧紧装置。

为此，本发明一方面提供了一种用于主从动带轮锁紧螺母装配的螺母自动料仓，包括料筒、料筒底座、伺服电机、以及推料装置，所述料筒包括安装盘和在安装盘上环形排列的若干筒体，各筒体用于堆叠若干螺母，该筒体的侧壁上开设有竖向通槽，该安装盘设有通向各筒体内部的缺口，所述安装盘能够转动地支撑在所述料筒底座上，由所述伺服电机驱动旋转，所述推料装置固定连接至所述料筒底座，并且具有推料杆，所述推料杆能够自所述安装盘的下方进入缺口并且能够沿筒体的竖向通槽运动，以将所述筒体中的螺母推送至上端出料口处，并且由位置感应单元感应其位置，所述伺服电机用于控制空料筒与满料筒之间的切换。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于主从动带轮锁紧螺母装配的自动上料装置，包括水平送料气缸、竖直送料气缸、正反检测气缸、正反检测光电开关、检测杆支撑座、检测杆、夹爪、夹爪气缸安装座、以及旋转夹爪气缸，所述竖直送料气缸和水平送料气缸用于驱动所述夹爪在料筒的上端出料口和拧紧平台二者之间往复移动；所述正反检测气缸用于驱动所述检测杆的下端碰触螺母台阶，其中，所述螺母正反面具有台阶高度差，所述正反检测光电开关用于在检测杆碰触螺母的反向台阶时触发信号，所述旋转夹爪气缸用于在正反检测光电开关检测到螺母反向时控制所述旋转夹爪气缸自动翻转°。

根据本发明的又一方面，提供了一种用于主从动带轮锁紧螺母装配的自动拧紧装置，其特征在于，包括上部压紧旋拧机构和下底座止转旋拧机构，其中，所述上部压紧旋拧机构用于对从动带轮后球轴承锁紧螺母和主动带轮后球轴承锁紧螺母分别进行压紧旋拧，所述下底座止转旋拧机构用于对主动带轮前轴承锁紧螺母进行止转和对从动带轮前锁紧螺母进行压紧旋拧。

进一步地，上述上部压紧旋拧机构包括：上滑台、连接至所述上滑台的安装板、主动带轮旋拧组件、以及从动带轮旋拧组件，其中所述主动带轮旋拧组件包括主动带轮螺母拧紧轴、第一扶正板支座、主动带轮螺母套筒、第一护料夹爪、以及第一扶正板，所述从动带轮旋拧组件包括第一从动带轮拧紧轴、第二扶正板支座、第一从动带轮螺母套筒、第二护料夹爪、以及第二扶正板，所述第一护料夹爪在所述上滑台下降至取料位置时夹持螺母并将其托于主动带轮螺母套筒内，所述第二护料夹爪与所述第一护料夹爪同步动作、将螺母托于从动带轮螺母套筒内，所述第一扶正板和所述第二扶正板用于在所述上滑台继续下降至压紧工件位置时压紧扶正工件，所述主动带轮螺母拧紧轴和所述第一从动带轮拧紧轴用于拧紧相应螺母后退回。

进一步地，上述下底座止转旋拧机构包括：滑台安装板、第二止转安装座、举升气缸、若干抬起定位导杆、以及在所述第二止转安装座上设置的主动带轮止转组件和从动带轮止转拧紧组件。

进一步地，上述主动带轮止转组件包括第一止转花键、第二止转花键、止转花键安装座、第一啮合深度检测杆、第一啮合深度检测盘、以及接近开关，其中，所述第二止转花键能够弹性伸缩地设置在所述止转花键安装座中，所述第一止转花键固定在所述第二止转花键的顶部，其中，所述第一止转花键用于与主动带轮花键轴配合，所述第一啮合深度检测杆与第二止转花键相连，止转花键啮合深度变化直接反应第一啮合深度检测杆的上下位移量，所述接近开关用于感应该位移量。

进一步地，上述从动带轮止转旋拧组件包括第二从动带轮拧紧轴、第二从动带轮拧紧套筒、第四止转花键、第三止转花键、压缩弹簧、检测导杆、检测盘、以及接近开关，其中，所述第四止转花键用于与从动带轮驻车齿啮合，所述检测导杆与第四止转花键相连，止转花键啮合深浅变化直接反应到检测导杆的上下位移量，所述接近开关用于感应该位移量。

本发明还提供了一种带闭环检测功能的自动拧紧系统，包括：第一螺母自动料仓，用于提供主动带轮后球轴承锁紧螺母；第二螺母自动料仓，用于提供从动带轮后球轴承锁紧螺母；第一自动上料机构，用于自所述第一螺母自动料仓处抓取锁紧螺母，对锁紧螺母进行正反检测，并且将反向的锁紧螺母翻转为正向；第二自动上料机构，用于自所述第二螺母自动料仓处抓取锁紧螺母，对锁紧螺母进行正反检测，将反向的锁紧螺母翻转为正向；自动拧紧装置，包括滑台支座、上部压紧旋拧机构、以及下底座止转旋拧机构，其中，所述上部压紧旋拧机构包括主动带轮旋拧组件和从动带轮旋拧组件，所述下底座止转旋拧机构包括主动带轮止转组件和从动带轮止转拧紧组件，所述主动带轮止转组件和所述从动带轮止转旋拧组件具有止转花键啮合深度检测功能；以及水平载台，用于承载由第一自动上料机构和第二自动上料结构提供的锁紧螺母，并且移动至所述上部压紧旋拧机构的下方，向所述主动带轮旋拧组件和从动带轮旋拧组件同时供料，其中，所述从动带轮止转拧紧组件由手工上料锁紧螺母。

进一步地，上述自动拧紧系统还包括工件托盘，其沿所述滑台支座的侧向、移动至装配工位。

本发明具有以下技术优势：

1)本发明的螺母拧紧系统集自动上料、正反检测、自动抓料-运料、以及止转拧紧于一体，功能的集成度及自动化程度较高，提高了生产效率，保证了产品装配质量。

2)本发明提出了一种检测止转啮合深度的方法，既保证了拧紧过程中工件止转的可靠性，又避免了止转工装的损伤。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

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

图1是现有的CVT变速箱带轮锁紧螺母装配的示意图；

图2是根据本发明的螺母自动料仓的结构示意图；

图3a是根据本发明的自动上料及正反检测机构的结构示意图；

图3b示出了根据本发明的自动上料及正反检测机构的立体结构图；

图4a是根据本发明的上部压紧旋拧机构的结构示意图；

图4b是根据布恩发明的上部压紧旋拧机构的仰视图；

图5是根据本发明的下底座止转旋拧机构的结构示意图；

图6是根据本发明的下底座止转旋拧机构中的从动带轮止转旋拧机构的结构示意图

图7是根据本发明的自动上料及正反检测机构的检测杆的结构示意图；

图8是根据本发明的主动带轮止转啮合深度检测组件的结构示意图；

图9是根据本发明的从动带轮止转啮合深度检测组件的结构示意图；

图10a是根据本发明的主从动带轮锁紧螺母自动拧紧系统的结构布局图，其中，水平载台处于第一自动上料机构和第二自动上料机构的上料位置；

图10b是根据本发明的主从动带轮锁紧螺母自动拧紧系统的水平载台部分的结构示意图，其中，水平载台处于向上部压紧拧紧机构上料的上料位置；以及

图10c是根据本发明的主从动带轮锁紧螺母自动拧紧系统的水平载台部分的结构示意图，其中，上部压紧拧紧机构处于旋拧工件的动作位置。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明提出了一种带闭环检测功能的自动拧紧装置，该装置能够实现主从动带轮锁紧螺母的自动上料、螺母正反检测、抓料、及止转拧紧一系列动作，既提高了生产效率，又保证了产品质量。

图2至图10c示出了根据本发明的一些实施例。

本发明的自动拧紧装置包括螺母自动料仓100、自动上料机构200、上部压紧拧紧机构300、以及下底座止转旋拧机构400。

在一实施例中，如图2所示，螺母自动料仓包括智能料筒1、料筒底座2、伺服电机3和推料装置4。

该智能料筒1包括安装盘1c和在安装盘1c上环形排列的若干筒体1a，各筒体用于堆叠若干螺母，该筒体1a的侧壁上开设有竖向通槽1b，该安装盘1c设有通向各筒体1a内部的缺口1d。

各筒体1a与安装盘1c通过螺钉连接，由筒体1a的下止口定位，安装盘1c与回转支撑相连，回转支撑与料筒底座2由螺栓连接，推料装置4与料筒底座2由螺栓连接。推料装置4的推杆4a自安装盘1c的下方进入缺口1d中并且能够沿筒体1a中的竖向通槽1b运动。

伺服电机3通过止口与料筒底座2的安装板连接。

人工利用工具或工装将相应螺母上料至智能料筒1的各筒体1a中。推杆自动将螺母推至上端送料口处，其位置由对射开关感应控制，伺服电机控制空料筒与满料筒之间的切换。

在一实施例中，如图3a和图3b所示，自动上料机构包括：水平送料气缸5、竖直送料气缸6、正反检测气缸7、正反检测光电开关8、检测杆支撑座9、检测杆10、夹爪11、夹爪气缸安装座12。

其中，夹爪气缸安装座12用于安装旋转夹爪气缸(也称为旋转气爪)，夹爪11由旋转夹爪气缸驱动，夹持锁紧螺母，该夹爪11在锁紧螺母后，可以整体旋转一个角度，例如翻转180°。

其中，竖直送料气缸6与水平送料气缸5由过渡板通过螺栓连接。正反检测光电开关8、检测杆支撑座9、检测杆10与竖直送料气缸6通过滑块及过渡板连接，正反检测气缸7与过渡板通过螺栓连接。

竖直送料气缸6下伸从智能料筒1的筒体1a的送料口抓取螺母，正反检测气缸7伸出，检测杆10触碰螺母台阶回缩。

如图7所示，检测杆10上端开槽1.5毫米，由于螺母正反向的台阶高度差为2mm，因而若所夹取螺母反向，则光电检测开关有信号，螺母夹爪气缸自动旋转180度后送料至拧紧平台。

在一实施例中，如图4a和图4b所示，上部压紧拧紧机构包括主动带轮螺母拧紧轴13、第一扶正板支座14、主动带轮螺母套筒15、第一护料夹爪16、第一扶正板17、第二扶正板18、第一从动带轮螺母套筒19、第二扶正板支座20、第二护料夹爪21、安装板22、以及上滑台23。

第一护料夹爪16能够夹持锁紧螺母、主要由夹爪气缸的夹爪张开、缩回来进行螺母的上料。在一实施例中，第一护料夹爪16由升降气缸和夹爪气缸组成。

第一扶正板支座与第一扶正板17通过螺栓连接，利用第一扶正板17止口定位，第一扶正板支座14与安装板22利用螺栓连接。

如图4所示，上滑台23下降取料后，第一护料夹爪16闭合将螺母托于主动带轮螺母套筒15内，右侧第二护料夹爪21同步动作将螺母托于套筒内。待取料完成后，上滑台23继续下降，第一扶正板17、第二扶正板18压紧扶正工件，主动带轮螺母拧紧轴13，第一从动带轮拧紧轴24旋转拧紧相应螺母后退回。

在一实施例中，结合参照图5、图6、图8和图9，如图所示，该下底座止转旋拧机构包括第一止转花键25、第二止转花键26、举升位置检测27、止转花键安装座28、第一啮合深度检测杆29、接近开关30、接近开关支架31、第一啮合深度感应盘32、滑台安装板33、第二从动带轮拧紧轴34、举升气缸35、抬起定位导杆36、第二止转安装座37、止转机构安装板38、第三止转花键39、第四止转花键40、第二从动带轮拧紧套筒41、压缩弹簧43、检测导杆44、检测盘45、接近开关46、以及接近开关支架47。

如图8所示，第一止转花键25与第二止转花键26利用止口定位，紧定螺钉限制竖直方向位移。第二止转花键26与止转花键安装座28间隙配合连接，第二止转花键26与第一啮合深度检测杆29通过螺纹连接。第二止转花键26利用弹簧柔性连接，上端由端盖限制极限位。

如图9所示，检测导杆44与第四止转花键40通过螺栓连接，检测导杆44外装有弹簧，用于第四止转花键40的复位和缓冲。

结合参照图4a、图4b、图5和图6，上滑台由气缸推动下降至死挡位置，第一扶正板17和第二扶正板18压紧主、从动带轮。下滑台33上升，第二止转花键26、第四止转花键40分别抵紧主动带轮花键轴、从动带轮驻车齿。若止转花键啮合深度过浅，拧紧过程中容易滑丝伤害工件，也会影响到花键轴的疲劳寿命。

基于以上影响因素，本发明设计了花键啮合深度检测组件，如图8和图9所示。第一啮合深度检测杆29，检测导杆44分别与第二止转花键26，止转花键-D 40相连，止转花键啮合深浅变化直接反应到检测导杆的上下位移量，该位移量主要有接近开关来感应。

如图10a、图10b和图10c所示，本发明的带闭环检测功能的自动拧紧系统包括第一螺母自动料仓100、第二螺母料仓100’、第一自动上料机构200、第二自动上料机构200’、上部压紧旋拧机构300、下底座止转旋拧机构400、工件托盘500、水平载台600、滑台支座700。

其中，第一螺母自动料仓100和第二螺母自动料仓100’并排布置，第一自动上料机构200和第二自动上料机构200’并列设置在门架的横梁上，水平载台600位于第一自动上料机构200和第二自动上料机构200’的下方，上部压紧旋拧机构300和下底座止转旋拧机构400设置在滑台支架700上，能够升降移动。

第一螺母自动料仓100和第二螺母自动料仓100’将螺母推动至料筒的上端送料口。第一自动上料机构200和第二自动上料机构200’将上端送料口处的锁紧螺母夹持后送入水平载台600的两个载物台48和49上。水平载台600向前水平移动，将锁紧螺母送至第一扶正板17和第二扶正板18的正下方，当上滑台下移后，由第一护料夹爪16和第二护料夹爪21各自抓取两个载物台48和49上置放的锁紧螺母，然后上滑台上移，水平载台600回退至接料位置。

工件托盘500沿滑台支座700的侧向移动，当工件托盘500移动至下底座止转旋拧机构400的多个支撑柱上并定位时，到达预定的锁紧螺母装配位置，随后由上部压紧旋拧机构300和下底座止转旋拧机构400相互配合、对主从动带轮装配组件的三个锁紧螺母进行装配动作。

在一实施例中，螺母自动上料采用回转盘形式，在其他实施例中，也可采用其他形式代替。

在一实施例中，对于螺母的正反检测通过台阶高度差来实现，在其他实施例中，也可替换成检测正反向台阶直径方式。

在一实施例中，对于止转啮合深度的检测通过检测杆加接近开关组合来实现，在其他实施例中，也可替换成对射光电开关检测。

本发明具有以下技术优势：

1)本发明的螺母拧紧装置集自动上料，正反检测，自动抓料-运料，止转拧紧于一体，功能的集成度及自动化程度较高，提高了生产效率，保证了产品装配质量。

2)本发明提出了一种检测止转啮合深度的方法，既保证了拧紧过程中工件止转的可靠性，又避免了止转工装的损伤。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于主从动带轮锁紧螺母装配的自动拧紧装置，其特征在于，包括上部压紧旋拧机构和下底座止转旋拧机构，其中，所述上部压紧旋拧机构用于对从动带轮后球轴承锁紧螺母和主动带轮后球轴承锁紧螺母分别进行压紧旋拧，所述下底座止转旋拧机构用于对主动带轮前轴承锁紧螺母进行止转和对从动带轮前锁紧螺母进行压紧旋拧，

所述上部压紧旋拧机构包括：上滑台(23)、连接至所述上滑台(23)的安装板(22)、主动带轮旋拧组件、以及从动带轮旋拧组件，其中

所述主动带轮旋拧组件包括主动带轮螺母拧紧轴(13)、第一扶正板支座(14)、主动带轮螺母套筒(15)、第一护料夹爪(16)、以及第一扶正板(17)，所述从动带轮旋拧组件包括第一从动带轮拧紧轴(24)、第二扶正板支座(20)、第一从动带轮螺母套筒(19)、第二护料夹爪(21)、以及第二扶正板(18)，所述第一护料夹爪(16)在所述上滑台(23)下降至取料位置时夹持螺母并将其托于主动带轮螺母套筒(15)内，所述第二护料夹爪(21)与所述第一护料夹爪(16)同步动作、将螺母托于从动带轮螺母套筒(19)内，

所述第一扶正板和所述第二扶正板用于在所述上滑台(23)继续下降至压紧工件位置时压紧扶正工件，所述主动带轮螺母拧紧轴(13)和所述第一从动带轮拧紧轴(24)用于拧紧相应螺母后退回。

2.根据权利要求1所述的用于主从动带轮锁紧螺母装配的自动拧紧装置，其特征在于，所述下底座止转旋拧机构包括：滑台安装板(33)、第二止转安装座(37)、举升气缸(35)、若干抬起定位导杆(36)、以及在所述第二止转安装座(37)上设置的主动带轮止转组件和从动带轮止转拧紧组件。

3.根据权利要求2所述的用于主从动带轮锁紧螺母装配的自动拧紧装置，其特征在于，

所述主动带轮止转组件包括第一止转花键(25)、第二止转花键(26)、止转花键安装座(28)、第一啮合深度检测杆(29)、第一啮合深度检测盘(32)、以及接近开关(30)，其中，所述第二止转花键(26)能够弹性伸缩地设置在所述止转花键安装座(28)中，所述第一止转花键(25)固定在所述第二止转花键(26)的顶部，

其中，所述第一止转花键(25)用于与主动带轮花键轴配合，所述第一啮合深度检测杆(29)与第二止转花键(26)相连，止转花键啮合深度变化直接反应第一啮合深度检测杆的上下位移量，所述接近开关(30)用于感应该位移量。

4.根据权利要求2所述的用于主从动带轮锁紧螺母装配的自动拧紧装置，其特征在于，

所述从动带轮止转旋拧组件包括第二从动带轮拧紧轴(34)、第二从动带轮拧紧套筒(41)、第四止转花键(40)、第三止转花键(39)、压缩弹簧(43)、检测导杆(44)、检测盘(45)、以及接近开关(46)，

其中，所述第四止转花键(40)用于与从动带轮驻车齿啮合，所述检测导杆(44)与第四止转花键(40)相连，止转花键啮合深浅变化直接反应到检测导杆的上下位移量，所述接近开关(46)用于感应该位移量。

5.一种带闭环检测功能的自动拧紧系统，其特征在于，包括：

第一螺母自动料仓，用于提供主动带轮后球轴承锁紧螺母；

第二螺母自动料仓，用于提供从动带轮后球轴承锁紧螺母；

第一自动上料机构，用于自所述第一螺母自动料仓处抓取锁紧螺母，对锁紧螺母进行正反检测，并且将反向的锁紧螺母翻转为正向；

第二自动上料机构，用于自所述第二螺母自动料仓处抓取锁紧螺母，对锁紧螺母进行正反检测，将反向的锁紧螺母翻转为正向；

自动拧紧装置，包括滑台支座、上部压紧旋拧机构、以及下底座止转旋拧机构，其中，所述上部压紧旋拧机构包括主动带轮旋拧组件和从动带轮旋拧组件，所述下底座止转旋拧机构包括主动带轮止转组件和从动带轮止转拧紧组件，所述主动带轮止转组件和所述从动带轮止转旋拧组件具有止转花键啮合深度检测功能；以及

水平载台，用于承载由第一自动上料机构和第二自动上料结构提供的锁紧螺母，并且移动至所述上部压紧旋拧机构的下方，向所述主动带轮旋拧组件和从动带轮旋拧组件同时供料，

其中，所述从动带轮止转拧紧组件由手工上料锁紧螺母。

6.根据权利要求5所述的带闭环检测功能的自动拧紧系统，其特征在于，还包括工件托盘，其沿所述滑台支座的侧向、移动至装配工位。

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