CN109531121B - 轮毂单元自动装配螺栓落料装置及其控制方法 - Google Patents

轮毂单元自动装配螺栓落料装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种轮毂单元自动装配螺栓落料装置及其控制方法，所属轮毂单元技术领域，包括轮毂法兰，轮毂法兰上设有内圈，内圈外围设有外圈法兰，内圈与外圈法兰间、轮毂法兰与外圈法兰间均设有保持架，保持架内设有若干与保持架相活动式限位嵌套的钢珠，外圈法兰与轮毂法兰间设有多唇密封圈，轮毂法兰上设有若干轮毂螺栓。轮毂法兰上设有与内圈相贴合限位的卡环，卡环外壁设有与轮毂法兰相固定套接的齿圈，外圈法兰上设有传感器，轮毂法兰端面内设有呈碗状的减量腔。具有结构紧凑、功能齐全、不易产生装配磨损或损坏、装配效率高和自动化程度高的优点。轮毂单元自动装配螺栓落料装置的控制方法，解决了实现全自动化安装螺栓的问题。

Description

轮毂单元自动装配螺栓落料装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及轮毂单元技术领域，具体涉及一种轮毂单元自动装配螺栓落料装置及其控制方法。
背景技术
轮毂单元的主要作用是承重及为轮毂的转动提供精确引导，它既承受轴向载荷又承受径向载荷，是一个非常重要的关键零部件。轮毂单元设计成有内法兰和外法兰，内法兰用螺栓固定在驱动轴上，外法兰将整个轴承安装在一起。传统的轮毂轴承单元易于磨损或损坏，会使您在车辆在行驶的路途中发生较高成本的失效，甚至对您的安全造成伤害。目前现有技术的汽车轮毂单元结构相对复杂，安装繁琐，人工安装螺栓效率低，装配精度也低，密封性差及使用效果不佳。
以前国产轿车及其它类汽车基本都采用了传统的汽车车轮用轴承，它是由两套圆锥滚子轴承或球轴承组合而成的，轴承的安装、涂油、密封以及游隙的调整都是在汽车生产线上进行的。安装轮毂单元螺栓是人工装配的，装配质量好坏关键靠安装工人技术熟练程度来决定，通常情况下安装精度不高，手工操作速度也慢，成本高、可靠性差、造成人力资源紧张，手工作业质量和产量不稳定及维修困难等。随着技术的发展，轮毂轴承单元的使用范围和使用量日益增长，需要有一种高效率自动化装配螺栓技术，可简单的将轴承套到轮轴上全自动快速完成螺母固定，使得汽车的维修变的非常容易，降低成本。生产线无需大量人工，减少人力资源，提高生产效率，有效的杜绝了靠人工装配螺栓过程中容易伤及人手的安全隐患。
众所周知，在机械制造和生产过程中，螺栓紧固连接为机械装配中普遍采用且不可或缺的连接方式及连接件，它的连接作用的可靠性和稳定性决定了机械设备的工作稳定性，螺栓安装平稳，则不易产生振动，由此可见，螺栓紧固连接好坏将会直接影响到产品质量、生产效益及工作效率等的提高。
发明内容
本发明主要解决现有技术中存在轮毂单元结构相对复杂、安装工作繁琐、人工安装螺栓效率低、劳动力强度大成本高和无法大批量规模化生产的不足，提供了一种轮毂单元自动装配螺栓落料装置，其具有结构紧凑、功能齐全、不易产生装配磨损或损坏、装配效率高和自动化程度高的优点。轮毂单元自动装配螺栓落料装置的控制方法，解决了实现全自动化安装螺栓的问题。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种轮毂单元，包括轮毂法兰，所述的轮毂法兰上设有与轮毂法兰相限位嵌套的内圈，所述的内圈外围设有与轮毂法兰相活动式套接的外圈法兰，所述的内圈与外圈法兰间、轮毂法兰与外圈法兰间均设有保持架，所述的保持架内设有若干与保持架相活动式限位嵌套的钢珠，所述的外圈法兰与轮毂法兰间设有多唇密封圈，所述的轮毂法兰上设有若干与轮毂法兰相套接的轮毂螺栓。所述的轮毂法兰上设有与内圈相贴合限位的卡环，所述的卡环外壁设有与轮毂法兰相固定套接的齿圈，所述的外圈法兰上设有与齿圈相活动式触接的传感器，所述的轮毂法兰端面内设有呈碗状的减量腔。
作为优选，所述的自动装配螺栓落料装置的控制方法包括如下操作步骤：
第一步：加工好的轮毂法兰通过螺栓落料装置，将轮毂螺栓根据装配要求放置到轮毂法兰的法兰盘螺孔中，由减量腔进行输送定位。减量腔不仅对轮毂单元起到了轻量化的作用，而且在生产加工过程中实现定位限位的作用。
第二步：完成轮毂螺栓落料后，通过伸缩旋转架上的取料架，将轮毂法兰移送至机座上的油压机内。由伸缩旋转架取得所需装配的轮毂螺栓，实现在油压轮毂单元前，完成轮毂螺栓的落料安装过程。
第三步：在油压机内，完成轮毂法兰、齿圈、卡环、内圈、钢珠、保持架和外圈法兰之间的活动式压紧套接。采用油压机完成轮毂单元的主要装配工艺。
第四步：完成油压装配过程后，再通过小压机将多唇密封圈和传感器进行压紧装配。根据客户需求，将密封件和附加功能零部件，如传感器或ABS系统等安装到轮毂单元上。
作为优选，轮毂法兰将减量腔端朝下放置于输送座上进行限位固定，由输送座下端的齿轮轴驱动轮毂法兰进行输送。首先通过出风仓，同时采用输送座下方的气流感应器确定法兰孔的平面位置尺寸。接着当轮毂法兰运行到伸缩螺栓架处时，通过气流感应器确定的安装位置，由伸缩螺栓架上的轮毂螺栓采用升降气缸进行下降拉伸，使得与轮毂法兰上的螺孔一一对应落料放置，再通过伸缩螺栓架伸展和升降气缸的提升完成轮毂螺栓的落料过程。
作为优选，升降气缸上端设有与气流感应器相线路连通的齿轮式旋转角度电机，通过气流感应器确定的螺孔位置，由齿轮式旋转角度电机将伸缩螺栓架驱动旋转到位，同时通过螺栓落料固定架安装固定在输送架上方。
作为优选，螺栓落料固定架前端装有与出风仓相法兰式螺栓连通的风机，通过风机将空气吸入，并产生气流由水平截面呈环形的出风仓对着轮毂法兰法兰面吹。此时，气流穿过轮毂法兰面上的螺孔并作用于气流感应器上。
作为优选，在运行前调节伸缩螺栓架，当伸缩螺栓架缩到位时，轮毂螺栓放置的中心直径与轮毂法兰面上的螺孔中心直径一致。当伸缩螺栓架拉伸到位时，伸缩螺栓架正好脱离开轮毂螺栓，此时的间距大于20mm，防止由于轮毂螺栓落位倾斜而勾住，影响螺栓的装配过程顺利进行。
作为优选，输送座在出风仓处和伸缩螺栓架下停顿的时间不少于H秒，H秒包括风机通过出风仓产生气流并采用气流感应器生产信号的时间、齿轮式旋转角度电机接收信号并进行角度旋转所需的最大时间和伸缩螺栓架完成对轮毂螺栓落料、脱料的时间。
作为优选，当气流感应器发出的信号后使得齿轮式旋转角度电机进行转角到位；此时风机停止，升降气缸带动伸缩螺栓架下降进行轮毂螺栓的落料过程。落料过程完成后伸缩螺栓架拉伸脱离开轮毂螺栓由升降气缸进行提升；此时输送座在齿轮轴的驱动下从出风仓处到伸缩螺栓架处进行位移，不间断的间隔H秒重复螺栓落料装配过程。
作为优选，齿轮轴通过与输送架两侧内壁上的限位轨道相活动式嵌套连接进行导向和支撑。
作为优选，油压机下膜架上限位嵌装轮毂法兰，油压机上膜架上根据工序设有若干放置架依次将外圈法兰同一组由钢珠和保持架组成的组件与轮毂法兰相活动式压紧套接。接着将内圈与另一组由钢珠和保持架组成的组件与外圈法兰相活动式压紧套接。然后将卡环卡嵌与轮毂法兰对内圈进行限位固定。最后完成齿圈的压紧套接。
本发明能够达到如下效果：
本发明提供了一种轮毂单元自动装配螺栓落料装置及其控制方法，与现有技术相比较，该轮毂单元自动装配螺栓落料装置，具有结构紧凑、功能齐全、不易产生装配磨损或损坏、装配效率高和自动化程度高的优点。轮毂单元自动装配螺栓落料装置的控制方法，解决了实现全自动化安装螺栓的问题。
附图说明
图1是本发明的轮毂单元的结构示意图。
图2是本发明的结构示意图。
图3是本发明的螺栓落料装置的结构剖视图。
图中：外圈法兰1，传感器2，齿圈3，卡环4，内圈5，钢珠6，保持架7，多唇密封圈8，轮毂螺栓9，轮毂法兰10，减量腔11，机座12，油压机13，伸缩旋转架14，取料架15，螺栓落料装置16，输送架17，伸缩螺栓架18，升降气缸19，齿轮式旋转角度电机20，螺栓落料固定架21，风机22，出风仓23，输送座24，限位轨道25，齿轮轴26，气流感应器27。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：如图1所示，一种轮毂单元，包括轮毂法兰10，轮毂法兰10上设有与轮毂法兰10相限位嵌套的内圈5，内圈5外围设有与轮毂法兰10相活动式套接的外圈法兰1，内圈5与外圈法兰1间、轮毂法兰10与外圈法兰1间均设有保持架7，保持架7内设有6颗与保持架7相活动式限位嵌套的钢珠6，外圈法兰1与轮毂法兰10间设有多唇密封圈8，轮毂法兰10上设有4颗与轮毂法兰10相套接的轮毂螺栓9。轮毂法兰10上设有与内圈5相贴合限位的卡环4，卡环4外壁设有与轮毂法兰10相固定套接的齿圈3，外圈法兰1上设有与齿圈3相活动式触接的传感器2，轮毂法兰10端面内设有呈碗状的减量腔11。
如图2所示，该自动装配螺栓落料装置的控制方法包括如下操作步骤：
第一步：加工好的轮毂法兰10通过螺栓落料装置16，将轮毂螺栓9根据装配要求放置到轮毂法兰10的法兰盘螺孔中，由减量腔11进行输送定位。提高螺栓安装到位的准确性。
第二步：完成轮毂螺栓9落料后，通过伸缩旋转架14上的取料架15，将轮毂法兰10移送至机座12上的油压机13内。由于外圈法兰1与轮毂法兰10间的法兰距离小于轮毂螺栓9的长度，并且轮毂螺栓9的使用寿命长于轮毂单元。在油压外圈法兰1与轮毂法兰10前，需要将轮毂螺栓9先穿接到轮毂法兰10内。
第三步：在油压机13内，完成轮毂法兰10、齿圈3、卡环4、内圈5、钢珠6、保持架7和外圈法兰1之间的活动式压紧套接。油压机13下膜架上限位嵌装轮毂法兰10，油压机13上膜架上根据工序设有若干放置架依次将外圈法兰1同一组由钢珠6和保持架7组成的组件与轮毂法兰10相活动式压紧套接。接着将内圈5与另一组由钢珠6和保持架7组成的组件与外圈法兰1相活动式压紧套接；然后将卡环4卡嵌与轮毂法兰10对内圈5进行限位固定。最后完成齿圈3的压紧套接。
第四步：完成油压装配过程后，再通过小压机将多唇密封圈8和传感器2进行压紧装配。通过装配多唇密封圈8实现轮毂单元内的润滑液不易向外渗漏。传感器2与卡环4上的齿圈3相磁性活动式间隙套接。传感器2与外圈法兰1相卡嵌式固定连接保持静止常态。齿圈3与轮毂法兰10相限位套接，与轮毂同步旋转。齿圈3的转速通过传感器2监测数值，实现对车速的转化。提高ABS系统的准确性及实效性。保证车辆的运行稳定性和安全性。
如图3所示，轮毂法兰10将减量腔11端朝下放置于输送座24上进行限位固定，由输送座24下端的齿轮轴26驱动轮毂法兰10进行输送，齿轮轴26通过与输送架17两侧内壁上的限位轨道25相活动式嵌套连接进行导向和支撑。首先通过出风仓23，同时采用输送座24下方的气流感应器27确定法兰孔的平面位置尺寸。接着当轮毂法兰10运行到伸缩螺栓架18处时，通过气流感应器27确定的安装位置，由伸缩螺栓架18上的轮毂螺栓9采用升降气缸19进行下降拉伸，升降气缸19上端设有与气流感应器27相线路连通的齿轮式旋转角度电机20，通过气流感应器27确定的螺孔位置，由齿轮式旋转角度电机20将伸缩螺栓架18驱动旋转到位，同时通过螺栓落料固定架21安装固定在输送架17上方。使得与轮毂法兰10上的螺孔一一对应落料放置，再通过伸缩螺栓架18伸展和升降气缸19的提升完成轮毂螺栓9的落料过程。螺栓落料固定架21前端装有与出风仓23相法兰式螺栓连通的风机22，通过风机22将空气吸入，并产生气流由水平截面呈环形的出风仓23对着轮毂法兰10法兰面吹。此时，气流穿过轮毂法兰10面上的螺孔并作用于气流感应器27上。
在运行前调节伸缩螺栓架18，当伸缩螺栓架18缩到位时，轮毂螺栓9放置的中心直径与轮毂法兰10面上的螺孔中心直径一致。当伸缩螺栓架18拉伸到位时，伸缩螺栓架18正好脱离开轮毂螺栓9，此时的间距大于20mm，防止由于轮毂螺栓9落位倾斜而勾住，影响螺栓的装配过程顺利进行。
输送座24在出风仓23处和伸缩螺栓架18下停顿的时间不少于20秒，20秒包括风机22通过出风仓23产生气流并采用气流感应器27生产信号的5秒时间、齿轮式旋转角度电机20接收信号并进行角度旋转所需的6秒时间和伸缩螺栓架18完成对轮毂螺栓9落料、脱料的9秒时间。停顿时间根据对应产品装配过程的轮毂单元尺寸距离和升降、收缩速度的不同，进行对应的调整。
当气流感应器27发出的信号后使得齿轮式旋转角度电机20进行转角到位。此时风机22停止，升降气缸19带动伸缩螺栓架18下降进行轮毂螺栓9的落料过程。落料过程完成后伸缩螺栓架18拉伸脱离轮毂螺栓9由升降气缸19进行提升。此时输送座24在齿轮轴26的驱动下从出风仓23处到伸缩螺栓架18处进行位移，不间断的间隔20秒重复螺栓落料装配过程。
综上所述，该轮毂单元自动装配螺栓落料装置，具有结构紧凑、功能齐全、不易产生装配磨损或损坏、装配效率高和自动化程度高的优点。轮毂单元自动装配螺栓落料装置的控制方法，解决了实现全自动化安装螺栓的问题。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (8)

1.一种轮毂单元的自动装配螺栓落料装置的控制方法，包括轮毂法兰(10)，所述的轮毂法兰(10)上设有与轮毂法兰(10)相限位嵌套的内圈(5)，所述的内圈(5)外围设有与轮毂法兰(10)相活动式套接的外圈法兰(1)，所述的内圈(5)与外圈法兰(1)间、轮毂法兰(10)与外圈法兰(1)间均设有保持架(7)，所述的保持架(7)内设有若干与保持架(7)相活动式限位嵌套的钢珠(6)，所述的外圈法兰(1)与轮毂法兰(10)间设有多唇密封圈(8)，所述的轮毂法兰(10)上设有若干与轮毂法兰(10)相套接的轮毂螺栓(9)，其特征在于：所述的轮毂法兰(10)上设有与内圈(5)相贴合限位的卡环(4)，所述的卡环(4)外壁设有与轮毂法兰(10)相固定套接的齿圈(3)，所述的外圈法兰(1)上设有与齿圈(3)相活动式触接的传感器(2)，所述的轮毂法兰(10)端面内设有呈碗状的减量腔(11)；
所述的自动装配螺栓落料装置的控制方法包括如下操作步骤：
第一步：加工好的轮毂法兰(10)通过螺栓落料装置(16)，将轮毂螺栓(9)根据装配要求放置到轮毂法兰(10)的法兰盘螺孔中，由减量腔(11)进行输送定位；轮毂法兰(10)将减量腔(11)端朝下放置于输送座(24)上进行限位固定，由输送座(24)下端的齿轮轴(26)驱动轮毂法兰(10)进行输送；首先通过出风仓(23)，同时采用输送座(24)下方的气流感应器(27)确定法兰孔的平面位置尺寸；接着当轮毂法兰(10)运行到伸缩螺栓架(18)处时，通过气流感应器(27)确定的安装位置，由伸缩螺栓架(18)上的轮毂螺栓(9)采用升降气缸(19)进行下降拉伸，使得与轮毂法兰(10)上的螺孔一一对应落料放置，再通过伸缩螺栓架(18)伸展和升降气缸(19)的提升完成轮毂螺栓(9)的落料过程；
第二步：完成轮毂螺栓(9)落料后，通过伸缩旋转架(14)上的取料架(15)，将轮毂法兰(10)移送至机座(12)上的油压机(13)内；
第三步：在油压机(13)内，完成轮毂法兰(10)、齿圈(3)、卡环(4)、内圈(5)、钢珠(6)、保持架(7)和外圈法兰(1)之间的活动式压紧套接；
第四步：完成油压装配过程后，再通过小压机将多唇密封圈(8)和传感器(2)进行压紧装配。
2.根据权利要求1所述的轮毂单元的自动装配螺栓落料装置的控制方法，其特征在于：升降气缸(19)上端设有与气流感应器(27)相线路连通的齿轮式旋转角度电机(20)，通过气流感应器(27)确定的螺孔位置，由齿轮式旋转角度电机(20)将伸缩螺栓架(18)驱动旋转到位，同时通过螺栓落料固定架(21)安装固定在输送架(17)上方。
3.根据权利要求2所述的轮毂单元的自动装配螺栓落料装置的控制方法，其特征在于：螺栓落料固定架(21)前端装有与出风仓(23)相法兰式螺栓连通的风机(22)，通过风机(22)将空气吸入，并产生气流由水平截面呈环形的出风仓(23)对着轮毂法兰(10)法兰面吹；此时，气流穿过轮毂法兰(10)面上的螺孔并作用于气流感应器(27)上。
4.根据权利要求3所述的轮毂单元的自动装配螺栓落料装置的控制方法，其特征在于：在运行前调节伸缩螺栓架(18)，当伸缩螺栓架(18)缩到位时，轮毂螺栓(9)放置的中心直径与轮毂法兰(10)面上的螺孔中心直径一致；当伸缩螺栓架(18)拉伸到位时，伸缩螺栓架(18)正好脱离轮毂螺栓(9)，此时的间距大于20mm，防止由于轮毂螺栓(9)落位倾斜而勾住，影响螺栓的装配过程顺利进行。
5.根据权利要求4所述的轮毂单元的自动装配螺栓落料装置的控制方法，其特征在于：输送座(24)在出风仓(23)处和伸缩螺栓架(18)下停顿的时间不少于H秒，H秒包括风机(22)通过出风仓(23)产生气流并采用气流感应器(27)生产信号的时间、齿轮式旋转角度电机(20)接收信号并进行角度旋转所需的最大时间和伸缩螺栓架(18)完成对轮毂螺栓(9)落料、脱料的时间。
6.根据权利要求5所述的轮毂单元的自动装配螺栓落料装置的控制方法，其特征在于：当气流感应器(27)发出的信号后使得齿轮式旋转角度电机(20)进行转角到位；此时风机(22)停止，升降气缸(19)带动伸缩螺栓架(18)下降进行轮毂螺栓(9)的落料过程；落料过程完成后伸缩螺栓架(18)拉伸脱离轮毂螺栓(9)由升降气缸(19)进行提升；此时输送座(24)在齿轮轴(26)的驱动下从出风仓(23)处到伸缩螺栓架(18)处进行位移，不间断的间隔H秒重复螺栓落料装配过程。
7.根据权利要求1所述的轮毂单元的自动装配螺栓落料装置的控制方法，其特征在于：齿轮轴(26)通过与输送架(17)两侧内壁上的限位轨道(25)相活动式嵌套连接进行导向和支撑。
8.根据权利要求1所述的轮毂单元的自动装配螺栓落料装置的控制方法，其特征在于：油压机(13)下模架上限位嵌装轮毂法兰(10)，油压机(13)上模架上根据工序设有若干放置架依次将外圈法兰(1)同一组由钢珠(6)和保持架(7)组成的组件与轮毂法兰(10)相活动式压紧套接；接着将内圈(5)与另一组由钢珠(6)和保持架(7)组成的组件与外圈法兰(1)相活动式压紧套接；然后将卡环(4)卡嵌与轮毂法兰(10)对内圈(5)进行限位固定；最后完成齿圈(3)的压紧套接。
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