CN109531130B - 一种用于双齿轮和垫片装配的设备及其工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于双齿轮和垫片装配的设备及其工艺，夹具上设置有若干能够供推块沿径向滑动的滑道，滑道的底面设置有一次销孔，夹具上设置有与行星架上的每个行星销孔一一轴向对齐的引导销孔；推出装置的活动部与推块相连；旋转装置的转轴与夹具抗扭转连接以驱动夹具转动；第一升降装置的活动部设置有引导销顶针，引导销顶针与引导销孔轴向对齐；二次销架具有二次销孔，二次销孔中设置有二次销；第二升降装置的活动部设置有能够将二次销从二次销孔中顶出的二次销顶针。本发明具有的有益效果：通过一次销和二次销来保证齿轮和垫片在安装过程中的相对位置，避免发生错位而造成垫片被压坏的情形，大大提高装配效率和良品率。

Description

一种用于双齿轮和垫片装配的设备及其工艺

技术领域

本发明属于自动化组装技术领域，具体涉及一种用于双齿轮和垫片装配的设备及其工艺。

背景技术

行星轮系在安装过程中需要将行星轮及垫片一同装入行星架中，然后再通过行星销将垫片和行星轮固定在行星架上。

现有技术中，行星轮与垫片安装到行星架中时容易造成垫片偏移的情况，从而导致在装入行星销的过程中将垫片挤压变形，最终造成安装失败及垫片的损坏，严重降低了装配效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于双齿轮和垫片装配的设备及其工艺，通过一次销和二次销来保证齿轮和垫片在安装过程中的相对位置，避免发生错位而造成垫片被压坏的情形。

为解决现有技术问题，本发明公开了一种用于双齿轮和垫片装配的设备，包括：

夹具，夹具上用于固定行星架的位置的周侧还设置有若干能够供推块沿径向滑动的滑道，滑道的底面设置有一次销孔，夹具上设置有与行星架上的每个行星销孔一一轴向对齐的引导销孔；

推出装置，推出装置的活动部与推块相连；

旋转装置，旋转装置的转轴与夹具抗扭转连接以驱动夹具转动；

第一升降装置，第一升降装置的活动部设置有引导销顶针，引导销顶针与引导销孔轴向对齐；

二次销架，二次销架具有二次销孔，二次销孔中设置有二次销；以及

第二升降装置，第二升降装置的活动部设置有能够将二次销从二次销孔中顶出的二次销顶针；

一次销孔、引导销孔和二次销孔各自的轴线均平行于夹具的转动轴线。

作为优选方案，

还包括具有第一位置和第二位置的插头和驱动插头在第一位置和第二位置切换的驱动装置，夹具的周侧设置有若干插槽，插头处于第一位置时，其前端位于插槽外部；插头处于第二位置时，其前端位于插槽内部。

作为优选方案，

推出装置的活动部设置有气动夹爪，气动夹爪的爪部内侧设置有夹持槽；推块具有向外伸出的卡接头，卡接头具有供夹持槽卡接的突出部。

作为优选方案，

旋转装置的转轴一侧设置有用于检测转轴旋转一周的检测器。

作为优选方案，

二次销架上设置有具有第一位置和第二位置的盖板和能够驱动盖板在第一位置和第二位置切换的驱动装置；盖板位于第一位置时，其一部分位于二次销孔的上方；盖板位于第二位置时，其全部位于二次销孔的一侧。

作为优选方案，

二次销架上设置有用于检测二次销的检测器。

作为优选方案，

第二升降装置的活动部还设置有能够与滑道的底面接触的限位顶针，限位顶针的端部与二次销顶针的端部的轴向距离小于二次销的长度。

作为优选方案，

还包括收集管，收集管设置于夹具的下方，其顶部敞口用于接收被顶出齿轮的一次销。

作为优选方案，

推块的内端设置有与齿轮的外圆面相匹配的凹槽。

本发明还公开了一种用于双齿轮和垫片装配的工艺，用于将齿轮、垫片和引导销安装到行星架上；包括如下步骤：

将行星架及待装配的齿轮定位到预设位置，齿轮的孔中设置有一次销并使一次销的一部分露出齿轮，齿轮的端面放置有垫片，垫片通过一次销与齿轮轴向定位；

将二次销装入齿轮的孔中并将一次销从齿轮中顶出，该过程中二次销与齿轮的孔保证一定的同轴度且二次销的一部分露出齿轮以定位垫片；

将装有二次销的齿轮推入行星架的预设安装位置中，然后将引导销装入齿轮的孔中并将二次销从齿轮中顶出，该过程中引导销与齿轮的孔保证一定的同轴度。

本发明具有的有益效果：通过一次销和二次销来保证齿轮和垫片在安装过程中的相对位置，避免发生错位而造成垫片被压坏的情形，大大提高装配效率和良品率。

附图说明

图1是本发明中所要安装的齿轮的结构立体图；

图2是本发明中一个优选实施例的结构立体图；

图3是图2所示实施例的结构前视图；

图4是图3中A处的局部放大图；

图5是图4中B-B向的结构剖视图；

图6是图2所示实施例中推出装置与夹具的位置示意图；

图7是图6中C-C向的结构剖视图；

图8是图2所示实施例中夹具的结构立体图；

图9是图2所示实施例中夹具在锁定状态下的结构示意图（俯视视角）；

图10是图2所示实施例中夹具在解锁状态下的结构示意图（俯视视角）。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

以具有三对行星轮的行星轮系为例，具体阐述本发明的结构、原理和工作过程。

如图1至10所示，一种设备，包括机架7，机架7上安装有夹具1、推出装置17、旋转装置12、第一升降装置10、第二升降装置4、二次销架3以及第二升降装置6。

夹具1转动安装在机架7上，夹具1上用于固定行星架28的位置的周侧还设置有三个能够供推块2沿径向滑动的滑道26，滑道26沿圆周方向均匀分布，每个滑道26的底面和机架7的对应位置均设置有两个一次销孔39，一次销孔39用于在一次销23被顶出齿轮27后从滑道26中滑出。夹具1上设置有三对与行星架28上的每个行星销孔一一轴向对齐的引导销孔41，机架7上也设置有与引导销孔41对齐的销孔42，引导销孔41供引导销顶针15穿过而将引导销压入齿轮27的孔中。

如图6所示，推出装置17的活动部与推块2相连。具体地，由于夹具1具有可拆卸性，因此推出装置17的活动部与推块2之间采取可分离连接，推出装置17的活动部设置有气动夹爪16，气动夹爪16的爪部内侧设置有夹持槽24；推块2具有向外伸出的卡接头25，卡接头25具有供夹持槽24卡接的突出部。推出装置17驱动气动夹爪16向推块方向移动并到达预设位置之后，气动夹爪16工作将推块2的卡接头25夹住，由于卡接头25具有向两侧突出的突出部而气动夹爪16的爪部内侧具有夹持槽24，因此当突出部卡入夹持槽24中之后，气动夹爪16与推块2构成固定连接，此时推出装置17继续移动即可驱动推块2沿滑道26径向移动，从而将齿轮27推入行星架28中。推出装置17可以是气缸、丝杠电机总成或电缸等任意能够实现直线驱动的装置。

旋转装置12的转轴与夹具1抗扭转连接以驱动夹具1转动；由于夹具1旋转一周之后即可表明该夹具1上的齿轮27均已完成安装，应当将夹具1取下以进行下一环节并重新安装新的夹具1。因此，为了实现夹具1旋转一周的检测，旋转装置12的转轴一侧设置有用于检测转轴旋转一周的检测器11。具体地，用于检测转轴旋转一周的检测器11包括感应部和安装部，安装部安装到旋转装置12的转轴上，感应部安装到机架7上并能够感应安装部的运动，当安装部旋转一周后，感应部发出指示信号以便于更换夹具。旋转装置12采用伺服电机，可有效设定转动圈数。

第一升降装置10的活动部设置有一对引导销顶针15，每个引导销顶针15与引导销孔41轴向对齐从而顺利将引导销顶入齿轮27的孔中。第一升降装置10可以是气缸、丝杠电机总成或电缸等任意能够实现直线驱动的装置。

二次销架3具有二次销孔44，二次销孔44中设置有二次销21。二次销架3可以固定安装在推出装置17的活动部上，也可以活动安装在推出装置17的活动部上。当采取前一种方式安装时，二次销架3应当距离夹具1更近以便于二次销21能够顺利压入齿轮27的孔中。当采取后一种方式安装时，二次销架3固定在安装在推出装置17的活动部的第三升降装置4的活动部上实现竖直方向的移动，这样可以在安装结束后使二次销架3远离夹具1，以便于夹具1的拆卸和安装。

由于二次销21在最后需要被引导销顶出齿轮27而再次回到二次销架3的二次销孔44中，因此为了避免二次销21在复位时被顶出二次销孔44，因此需要对其限位。具体地，二次销架3上设置有具有第一位置和第二位置的盖板20和驱动装置14，驱动装置14的活动部与盖板20连接以驱动其移动。盖板20位于第一位置时，其一部分位于二次销孔44的上方，此时二次销21向上的运动被限制实现二次销21的限位。盖板20位于第二位置时，其全部位于二次销孔44的一侧，此时二次销顶针18能够下降并与二次销21接触以驱动其压入齿轮27的孔中。在二次销21被顶入/顶出齿轮27中时需要对二次销21的位置进行检测以判断其是否完成特定的操作，因此二次销架3上设置有用于检测二次销21的检测器22。检测器22可以是光电传感器等任何能够检测位置的器件。

驱动装置14可以是气缸、丝杠电机总成或电缸等任意能够实现直线驱动的装置。

第二升降装置6的活动部设置有顶针座5，顶针座5底部设置有能够将二次销21从二次销孔44中顶出的二次销顶针18。由于在将二次销21压入齿轮27的孔中时需要确保其安装位置，以避免完全压入而丧失对垫片43的定位作用，因此需要对其进行限位。具体地，顶针座5的底部还设置有能够与滑道26的底面接触的限位顶针19，限位顶针19的端部与二次销顶针18的端部的轴向距离小于二次销21的长度，根据二次销21的压入深度设定两者的轴向距离。在顶针座5带动二次销顶针18挤压二次销21到齿轮27的孔中时，限位顶针19会率先接触滑道26的底面，此时顶针座5无法继续下降，此时二次销顶针18及二次销21均到达预设位置，通过这样的方式就可以实现二次销21在压入过程中的限位。

在整过过程中，为了实现垫片43与齿轮27的相对位置满足安装要求，故一次销孔39、引导销孔41和二次销孔44各自的轴线均平行于夹具1的转动轴线，从而确保各个销能够轴向地移动避免偏移。

如图8、9和10所示，由于在夹具1上设置有三个滑道26，因此在安装时需要使每个滑道26依次转动到预设位置，在安装时要保证夹具1不能发生任何转动，因此在这个过程中需要对夹具1进行固定，待安装结束再恢复其转动的能力以进行下一对齿轮27的安装。因此采用的方式具体为：夹具1一侧的机架7上设置有具有第一位置和第二位置的插头8和驱动插头8在第一位置和第二位置切换的驱动装置。插头8在滑动设置在一对间隔设置的挡块之间从而实现直线移动。夹具1的周侧均匀分布有三个安装块31，每个安装块31的外侧面具有一插槽30，插头8处于第一位置时，其前端位于插槽30外部，此时夹具1可以自由转动；插头8处于第二位置时，其前端位于插槽30内部，此时夹具1被限制移动从而顺利完成齿轮27的安装。驱动插头8的驱动装置可以是气缸、丝杠电机总成或电缸等任意能够实现直线驱动的装置，通过直接驱动插头8实现解锁和锁定操作。除此之外还可以采用间接驱动插头8移动来完成锁定和解锁操作，具体地，该驱动装置包括转臂9、弹簧32和移动装置。转臂9的中部或靠近中部的位置通过一转轴33转动安装在插头8的一侧，其一端设置有滑槽37，另一端转动安装有滚轮38。插头8上设置有配合轴36，配合轴36在滑槽37中移动。插头8的后端设置有容纳孔，容纳孔后方设置有挡板，弹簧32的一端设置在容纳孔中，另一端抵接挡板。移动装置安装在机架7上，其活动部38与滚轮38构成滚动接触。移动装置的活动部38向前移动时能够驱动转臂9转动从而令插头8达到第一位置。移动装置的活动部38复位之后，插头8在弹簧32的弹力作用下到达第二位置，此时插头8的前端插入插槽30中实现夹具1的固定。为了更好地插入和固定，插头8的前端为三角形结构体35。移动装置可以是气缸、丝杠电机总成或电缸等任意能够驱动转臂9转动的装置。

由于一次销23被顶出后会离开齿轮27，因此需要统一回收以便于二次利用，因此机架7上还设置有收集管13，收集管13设置于夹具1的下方，其顶部敞口用于接收被顶出齿轮27的一次销23。

在推块2移动的过程中，为了避免齿轮27在滑道26中横向移动而影响装配精度，因此推块2的内端设置有与齿轮27的外圆面相匹配的凹槽，以此来实现移动过程中对齿轮27的限位约束。

二次销21与二次销孔44采用弹性配合方式连接，具体地，在二次销21内设置钢球和弹簧，钢球在弹簧作用下顶住二次销孔44的孔壁从而防止滑脱。同样地，二次销孔44也可以采取同样的结构来夹住二次销21。

本发明还公开了一种工艺，用于将齿轮27、垫片43和引导销安装到行星架28上；包括如下步骤：

将行星架28及待装配的齿轮27定位到预设位置，行星架28由夹具1固定并与其同轴。齿轮27设置在行星架28周侧的滑道26中。齿轮27的孔中预先设置有一次销23并使一次销23的一部分露出齿轮27以定位垫片43，齿轮27的孔与一次销孔39对齐。

然后将夹具1安装到机架1上并与旋转装置的转轴连接，然后转动120°使其中一个滑道26达到安装工位，此时驱动插头8达到第二位置将夹具1锁定。然后第三升降装置4带动二次销架3下降到预设位置，然后驱动装置14驱动盖板20移动到第二位置，此时第二升降装置6驱动顶针座5下降将二次销21装入齿轮27的孔中并将一次销23从齿轮27中顶出，该过程中二次销21与齿轮27的孔保证一定的同轴度，由于限位顶针19的限位作用使二次销21的一部分露出齿轮27以定位垫片43。

然后推出装置17驱动气动夹爪16前移，并使气动夹爪16夹住推块2的卡接头25，此时再次驱动气动夹爪16前移从而将推块2及齿轮向前推动直到齿轮27进入行星架28中预设安装位置，然后盖板20复位，第一升降装置10驱动引导销顶针15上升将引导销装入齿轮27的孔中并将二次销21从齿轮27中顶出，最后插头8复位，旋转装置12驱动夹具1再次转动120°使下一个滑道26到达预设位置，然后重复上述过程即可。该过程中引导销与齿轮27的孔保证一定的同轴度。

当转轴一侧的检测器11检测到转轴旋转一周时发出指示信号，工作人员将夹具1取下并换上新的夹具1从而重复整个安装过程。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于双齿轮和垫片装配的设备，其特征在于：包括：

夹具（1），所述夹具（1）上用于固定行星架（28）的位置的周侧还设置有若干能够供推块（2）沿径向滑动的滑道（26），所述滑道（26）的底面设置有一次销孔（39），所述夹具（1）上设置有与所述行星架（28）上的每个行星销孔一一轴向对齐的引导销孔（41）；

推出装置（17），所述推出装置（17）的活动部与所述推块（2）相连；

旋转装置（12），所述旋转装置（12）的转轴与所述夹具（1）抗扭转连接以驱动所述夹具（1）转动；

第一升降装置（10），所述第一升降装置（10）的活动部设置有引导销顶针（15），所述引导销顶针（15）与所述引导销孔（41）轴向对齐；

二次销架（3），所述二次销架（3）具有用于容纳二次销（21）的二次销孔（44），二次销架（3）固定在安装在推出装置（17）的活动部的第三升降装置（4）的活动部上实现竖直方向的移动；以及

第二升降装置（6），所述第二升降装置（6）与所述推出装置（17）的活动部连接，所述第二升降装置（6）的活动部设置有能够将所述二次销（21）从所述二次销孔（44）中顶出的二次销顶针（18）；

所述一次销孔（39）、引导销孔（41）和所述二次销孔（44）各自的轴线均平行于所述夹具（1）的转动轴线。

2.根据权利要求1所述的一种用于双齿轮和垫片装配的设备，其特征在于：

还包括具有第一位置和第二位置的插头（8）和驱动所述插头（8）在所述第一位置和所述第二位置切换的驱动装置，所述夹具（1）的周侧设置有若干插槽（30），所述插头（8）处于所述第一位置时，其前端位于所述插槽（30）外部；所述插头（8）处于所述第二位置时，其前端位于所述插槽（30）内部。

3.根据权利要求1所述的一种用于双齿轮和垫片装配的设备，其特征在于：

所述推出装置（17）的活动部设置有气动夹爪（16），所述气动夹爪（16）的爪部内侧设置有夹持槽（24）；所述推块（2）具有向外伸出的卡接头（25），所述卡接头（25）具有供所述夹持槽（24）卡接的突出部。

4.根据权利要求1所述的一种用于双齿轮和垫片装配的设备，其特征在于：

所述旋转装置（12）的转轴一侧设置有用于检测所述转轴旋转一周的检测器。

5.根据权利要求1所述的一种用于双齿轮和垫片装配的设备，其特征在于：

所述二次销架（3）上设置有具有第一位置和第二位置的盖板（20）和能够驱动所述盖板（20）在所述第一位置和所述第二位置切换的驱动装置（14）；所述盖板（20）位于第一位置时，其一部分位于所述二次销孔（44）的上方；所述盖板（20）位于第二位置时，其全部位于所述二次销孔（44）的一侧。

6.根据权利要求1所述的一种用于双齿轮和垫片装配的设备，其特征在于：

所述二次销架（3）上设置有用于检测所述二次销（21）的检测器（22）。

7.根据权利要求1所述的一种用于双齿轮和垫片装配的设备，其特征在于：

所述第二升降装置（6）的活动部还设置有能够与所述滑道（26）的底面接触的限位顶针（19），所述限位顶针（19）的端部与所述二次销顶针（18）的端部的轴向距离小于所述二次销（21）的长度。

8.根据权利要求1所述的一种用于双齿轮和垫片装配的设备，其特征在于：

还包括收集管（13），所述收集管（13）设置于所述夹具（1）的下方，其顶部敞口用于接收被顶出齿轮（27）的一次销（23）。

9.根据权利要求1所述的一种用于双齿轮和垫片装配的设备，其特征在于：

所述推块（2）的内端设置有与齿轮（27）的外圆面相匹配的凹槽。

10.一种基于权利要求1所述的用于双齿轮和垫片装配的设备的工艺，用于将齿轮（27）、垫片（43）和引导销安装到行星架（28）上；其特征在于：包括如下步骤：

将所述行星架（28）及待装配的齿轮（27）定位到预设位置，所述齿轮（27）的孔中设置有一次销（23）并使所述一次销（23）的一部分露出所述齿轮（27），所述齿轮（27）的端面放置有垫片（43），所述垫片（43）通过所述一次销（23）与所述齿轮（27）轴向定位；

将二次销（21）装入所述齿轮（27）的孔中并将所述一次销（23）从所述齿轮（27）中顶出，该过程中所述二次销（21）与所述齿轮（27）的孔保证一定的同轴度且所述二次销（21）的一部分露出所述齿轮（27）以定位所述垫片（43）；

将装有二次销（21）的齿轮（27）推入所述行星架（28）的预设安装位置中，然后将引导销装入所述齿轮（27）的孔中并将所述二次销（21）从所述齿轮（27）中顶出，该过程中所述引导销与所述齿轮（27）的孔保证一定的同轴度。