CN109552450A - 一种动力舱自动装配机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种动力舱自动装配机，主要包括发动机、传动箱、六自由度平台、矩形回转工作台、溜板、底座、回转轴、摆动支承架、摆动转轴、滚动轴承、测量机床身、滚动导轨、测量机立柱、测量机横梁、横梁升降丝杠、升降支承梁、立柱移动丝杠、立柱移动螺母、溜板进给丝杠，导向杆、伺服电动推杆、升降丝杠、接盘、升降台、减速器连接板、圆柱齿轮、俯仰摆动轴、十字叉架、旋转轴、回字形支承框架、外圆检测支承板、内孔检测支承板、外圆检测支承架、内孔检测支承架、外圆位移传感器、内孔位移传感器、激光测距仪、矩形连接板等构件。本发明可实现动力舱的自动化装配；装配精度高；减轻了工人的劳动强度。

Description

一种动力舱自动装配机

技术领域

本发明涉及动力舱装配技术领域，特别是涉及一种动力舱自动装配机。

背景技术

动力舱作为车辆的核心部件，一般由发动机和传动箱连接而成。重型车辆，特别是武装战车的动力舱体积、重量很大，发动机和传动箱之间的连接精度要求很高，通常是将发动机和传动箱先装配成一个动力舱整体，再将动力舱整体装入车体。长期以来，发动机和传动箱的连接一直采用人工加简易工装实现，工人劳动强度大、连接精度低。

发明内容

本发明的目的是提供一种动力舱自动装配机，以解决上述现有技术存在的问题，实现动力舱的发动机与传动箱连接的自动精确检测、精确对中、精确装配。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种动力舱自动装配机，包括分别固定于地面上的六自由度平台、底座和测量机床身；所述六自由度平台的上平面上用于安装传动箱；所述底座上固定有四个导向套，四个所述导向套同轴且滑动配合有四个导向杆，四个所述导向杆顶端连接有升降台，所述升降平台上平面固定有滚动导轨，所述滚动导轨连接有滚动导轨滑座，所述滚动导轨滑座安装于溜板下平面上，所述溜板上设置有矩形回转工作台，所述矩形回转工作台用于放置发动机；所述升降台端部固联一个减速器连接板，减速器连接板一侧面上安装减速器、伺服电机，溜板进给丝杠与减速器输出轴固联，溜板进给丝杠与溜板进给螺母配合且同轴，溜板进给螺母与溜板固联，所述底座上平面中心处固联一个伺服电动推杆，伺服电动推杆的升降丝杠头部固联一个接盘，接盘端面与升降台下表面贴合；所述测量机床身上固联两个滚动导轨，每个所述滚动导轨上分别安装两个滚动导轨滑座，四个所述滚动导轨滑座固连有矩形连接板，矩形连接板固连有测量机立柱，测量机立柱侧壁上安装一根导向键，测量机立柱顶部固联有升降支承梁，升降支承梁上平面分别固联减速器和伺服电机，减速器输出轴与横梁升降丝杠固联，测量机横梁一端套设在测量机立柱上，测量机横梁另一端面与回字形支承框架固联，测量机横梁中部固定一个横梁升降螺母，横梁升降螺母与横梁升降丝杠同轴，测量机床身端部固联减速器连接板，减速器连接板侧面分别安装减速器和伺服电机，减速器输出轴与立柱移动丝杠固联，立柱移动丝杠与立柱移动螺母同轴，立柱移动螺母与测量机立柱固联，回字形支承框架侧壁中部有一个贯穿的圆柱孔，圆柱孔通过两个滚动轴承和两个俯仰摆动轴支承一个十字叉架，俯仰摆动轴与十字叉架固联，十字叉架两个侧面上分别各自对称安装四个激光测距仪，俯仰摆动轴与伺服电机输出轴固联，伺服电机与回字形支承框架固联，十字叉架的中心孔的两端各安装一个滚动轴承，两个滚动轴承支承一根旋转轴，旋转轴上固联一个大圆柱齿轮，大圆柱齿轮啮合有小圆柱齿轮，小圆柱齿轮固联在伺服电机输出轴端部，伺服电机与十字叉架固联，旋转轴一端部固联外圆检测支承板，旋转轴另一端部固联内孔检测支承板，外圆检测支承板的一端通过外圆检测支承架安装有一个外圆位移传感器，内孔检测支承板的一端通过内孔检测支承架安装有内孔位移传感器。

可选的，所述升降台下平面上固联的四个导向杆互相平行且所述四个导向杆的轴线均铅垂设置。

可选的，所述激光测距仪分别位于所述十字叉架的四个端部的两侧；位于所述十字叉架同一侧的所述四个激光测距仪相对于所述十字叉架的中心对称分布，位于同侧且相邻的两个所述激光测距仪的夹角为900。

可选的，位于所述十字叉架同一侧的所述四个激光测距仪位于同一平面内；所述十字叉架两侧面的八个激光测距仪所构成的两个平面彼此平行。

可选的，所述旋转轴轴线与八个所述激光测距仪所构成的平面垂直设置。

可选的，所述外圆位移传感器的轴线与旋转轴轴线相交且彼此垂直；所述外圆位移传感器的测头位于所述外圆位移传感器的轴线上靠近所述旋转轴的轴线一端。

可选的，所述内孔位移传感器的轴线与旋转轴轴线相交且彼此垂直，所述内孔位移传感器的测头位于所述内孔位移传感器的轴线上远离所述旋转轴的轴线一端。

可选的，所述测量机立柱为圆柱形结构。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的动力舱自动装配机可实现动力舱的自动化装配；装配精度高；减轻了工人的劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明动力舱自动装配机结构示意图；

图2为本发明动力舱自动装配机的图1去除发动机和传动箱后的左视图；

图3为本发明的动力舱自动装配机的图2的B-B剖视图；

图4为本发明的动力舱自动装配机的图2的E-E剖视图；

图5为本发明的动力舱自动装配机的图3的C向视图；

图6为本发明的动力舱自动装配机的图3的D向视图；

附图标记说明：1.发动机，2.矩形回转工作台，3.第一滚动轴承，4.第二滚动轴承，5.摆动驱动螺母，6.溜板，7.溜板进给丝杠，8.第一减速器连接板，9.第一减速器，10.第一伺服电机，11.升降台，12.溜板进给螺母，13.第一导向杆，14.第二导向杆，19.第三导向杆，36.第四导向杆，15第一导向套，16.第二导向套，17.第三导向套，18.第四导向套，20.第三滚动轴承，22.第四滚动轴承，21.回转轴，23.六自由度平台，24.传动箱，25.摆动驱动丝杠，26.第五滚动轴承，27.第六滚动轴承，28.摆动支承架，29.第二减速器，30.第二伺服电机，31.第七滚动轴承，32.第八滚动轴承，33.底座，34.伺服电动推杆，35.接盘，37.升降丝杠，38.第一滚动导轨，41.第二滚动导轨，39.第一滚动导轨滑座，40.第二滚动导轨滑座，42.第三滚动导轨滑座，43.第四滚动导轨滑座，44.测量机横梁，45.横梁升降螺母，46.横梁升降丝杠，47.第九滚动轴承，48.第十滚动轴承，49.第三减速器，50.第三伺服电机，51.升降支承梁，52.导向键，53.测量机立柱，54.矩形连接板，55.第五滚动导轨滑座，56.第六滚动导轨滑座，59.第七滚动导轨滑座，60.第八滚动导轨滑座，57.测量机床身，58.第三滚动导轨，61.第四滚动导轨，62.立柱移动螺母，63.立柱移动丝杠，64.第二减速器连接板，65.第四伺服电机，66.第四减速器，67.第一俯仰摆动轴，74.第二俯仰摆动轴，68.第五伺服电机，69.第十一滚动轴承，73.第十二滚动轴承，70.回字形支承框架，71.十字叉架，72.第一激光测距仪，75.第二激光测距仪，76.第三激光测距仪，77.第四激光测距仪，78.第六伺服电机，79.小圆柱齿轮，80.大圆柱齿轮，81.旋转轴，82.内孔检测支承板，83.内孔检测支承架，84.内孔位移传感器，85.第十三滚动轴承，89.第十四滚动轴承，86.外圆位移传感器，87.外圆检测支承架，88.外圆检测支承板，90.第五激光测距仪，91.第六激光测距仪，92.第七激光测距仪，93.第八激光测距仪，94.摆动转轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种动力舱自动装配机，以解决上述现有技术存在的问题，实现动力舱的发动机与传动箱连接的自动精确检测、精确对中、精确装配。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供的动力舱自动装配机结构如图1-图6所示，六自由度平台23、底座33、测量机床身57分别固定在地面上，发动机1安装在矩形回转工作台2上，传动箱24安装在六自由度平台23上平面上，矩形回转工作台2支承在溜板6上，在矩形回转工作台2中心位置固联一个回转轴21，该回转轴21通过两个滚动轴承，即第三滚动轴承20、第四滚动轴承22支承在溜板6中央的轴承安装孔中，在矩形回转工作台2上有一个铅垂向圆柱孔，该孔通过两个滚动轴承，即第一滚动轴承3、第二滚动轴承4支承一个摆动驱动螺母5，在溜板6上有一个铅垂向圆柱孔，该孔通过两个滚动轴承，即第七滚动轴承31、第八滚动轴承32支承一个摆动转轴94，摆动转轴94与摆动支承架28固联，摆动支承架28上与摆动转轴94垂直方向有一个圆柱孔，孔内通过两个滚动轴承，即第五滚动轴承26、第六滚动轴承27支承摆动驱动丝杠25，摆动驱动丝杠25与摆动驱动螺母5相配合且同轴，摆动支承架28端部固联第二减速器29、第二伺服电机30，在溜板6下平面上安装四个滚动导轨滑座，即第一滚动导轨滑座39、第二滚动导轨滑座40、第三滚动导轨滑座42、第四滚动导轨滑座43，第一滚动导轨滑座39、第二滚动导轨滑座40与第一滚动导轨38配合，第三滚动导轨滑座42、第四滚动导轨滑座43与第二滚动导轨41配合，第一滚动导轨38、第二滚动导轨41固定在升降台11的上平面上，升降台11端部固联一个第一减速器连接板8，第一减速器连接板8一侧面上安装第一减速器9、第一伺服电机10，溜板进给丝杠7与第一减速器9输出轴固联，溜板进给丝杠7与溜板进给螺母12配合且同轴，溜板进给螺母12与溜板6固联，在升降台11下平面上安装四个导向杆，即第一导向杆13、第二导向杆14、第三导向杆19、第四导向杆36，四个导向杆，即第一导向杆13、第二导向杆14、第三导向杆19、第四导向杆36分别与四个导向套，即第一导向套15、第二导向套16、第三导向套17、第四导向套18同轴且形成滑动配合，第一导向套15、第二导向套16、第三导向套17、第四导向套18均固定在底座33上，在底座33上平面中心处固联一个伺服电动推杆34，电动推杆34的升降丝杠37头部固联一个接盘35，接盘35端面与升降台11下表面贴合，在测量机床身57上固联两根滚动导轨，即第三滚动导轨58、第四滚动导轨61，第三滚动导轨58上安装两个滚动导轨滑座，即第五滚动导轨滑座55、第六滚动导轨滑座56，第四滚动导轨61上安装两个滚动导轨滑座，即第七滚动导轨滑座59、第八滚动导轨滑座60，第五滚动导轨滑座55、第六滚动导轨滑座56、第七滚动导轨滑座59、第八滚动导轨滑座60与矩形连接板54固联，矩形连接板54与测量机立柱53底部固联，测量机立柱53为圆柱形，测量机立柱53侧壁上安装一根导向键52，测量机立柱53顶部固联升降支承梁51，升降支承梁51上平面固联第三减速器49、第三伺服电机50，第三减速器49输出轴与横梁升降丝杠46通过第九滚动轴承47和第十滚动轴承48固联，测量机横梁44通过其一端带有键槽的圆柱孔套在测量机立柱53上，测量机横梁44另一端面与回字形支承框架70固联，测量机横梁44中部固定一个横梁升降螺母45，横梁升降螺母45与横梁升降丝杠46同轴，测量机床身57端部固联第二减速器连接板64，第二减速器连接板64侧面安装第四减速器66、第四伺服电机65，第四减速器66输出轴与立柱移动丝杠63固联，立柱移动丝杠63与立柱移动螺母62同轴，立柱移动螺母62与测量机立柱53固联，在回字形支承框架70侧壁中部有一个贯穿的圆柱孔，该孔通过第十一滚动轴承69、第十二滚动轴承73和两个俯仰摆动轴，即第一俯仰摆动轴67、第二俯仰摆动轴74支承一个十字叉架71，即第一俯仰摆动轴67、第二俯仰摆动轴74与十字叉架71固联，在十字叉架71一侧面对称安装4个激光测距仪，即第一激光测距仪72、第二激光测距仪75、第三激光测距仪76、第四激光测距仪77，在十字叉架71另一侧面对称安装4个激光测距仪，即第五激光测距仪90、第六激光测距仪91、第七激光测距仪92、第八激光测距仪93，第一俯仰摆动轴67与第五伺服电机68输出轴固联，第五伺服电机68与回字形支承框架70固联，在十字叉架71中心孔的两端各安装一个第十三滚动轴承85、第十四滚动轴承89，第十三滚动轴承85、第十四滚动轴承89支承一根旋转轴81，旋转轴81上固联一个大圆柱齿轮80，与大圆柱齿轮80相啮合的小圆柱齿轮79固联在第六伺服电机78输出轴端部，第六伺服电机78与十字叉架71固联，旋转轴81一端部固联外圆检测支承板88，旋转轴81另一端部固联内孔检测支承板82，在外圆检测支承板88的一端通过外圆检测支承架87安装一个外圆位移传感器86，在内孔检测支承板82的一端通过内孔检测支承架83安装内孔位移传感器84。

本发明的工作过程如下：启动第三伺服电机50通过第三减速器49带动横梁升降丝杠46反向旋转，横梁升降丝杠46的反向旋转通过横梁升降螺母45驱动测量机横梁44连同回字形支承框架70及其上安装的所有构件一同向下运动，当测量机横梁44和回字形支承框架70及其上安装的所有构件的最高点运动到六自由度平台23和矩形回转工作台2的上平面以下时，第三伺服电机50停止。用天车将发动机1吊装到矩形回转工作台2上平面的合适位置，用天车将传动箱24吊装到六自由度平台23上平面的合适位置。正向启动第三伺服电机50通过第三减速器49横梁升降丝杠46、横梁升降螺母45使测量机横梁44和回字形支承框架70及其上安装的所有构件向上运动到达测量位置：旋转轴81与发动机1的定位短圆柱面接近同轴。4个激光测距仪，即第一激光测距仪72、第二激光测距仪75、第三激光测距仪76、第四激光测距仪77同时工作，检测出即第一激光测距仪72、第二激光测距仪75、第三激光测距仪76、第四激光测距仪77所在平面与发动机1法兰平面的平行度误差，该两项误差数据实时输送到控制系统，控制系统输出指令，驱动第二伺服电机30、第五伺服电机68旋转带动矩形回转工作台2和十字叉架71转动，当即第一激光测距仪72、第二激光测距仪75、第三激光测距仪76、第四激光测距仪77所在平面与发动机2法兰平面的平行度误差小于设定值时，第二伺服电机30、第五伺服电机68停止。接着4个激光测距仪，即第五激光测距仪90、第六激光测距仪91、第七激光测距仪92、第八激光测距仪93同时工作，检测出第五激光测距仪90、第六激光测距仪91、第七激光测距仪92、第八激光测距仪93所在平面与传动箱24法兰平面的平行度误差，该两项误差数据实时输送到控制系统，控制系统输出指令，驱动六自由度平台23进行位姿调整，当第五激光测距仪90、第六激光测距仪91、第七激光测距仪92、第八激光测距仪93所在平面与传动箱24法兰平面的平行度误差小于设定值时六自由度平台23位姿调整结束；控制系统自动记录第一激光测距仪72、第二激光测距仪75、第三激光测距仪76、第四激光测距仪77所在平面与发动机1法兰平面的距离和第五激光测距仪90、第六激光测距仪91、第七激光测距仪92、第八激光测距仪93所在平面与传动箱24法兰平面的距离。正向启动第三伺服电机50通过第三减速器49横梁升降丝杠46、横梁升降螺母45使测量机横梁44和回字形支承框架70及其上安装的所有构件向上运动到达第二检测位置：外圆位移传感器86的测头高于发动机1定位短圆柱面上母线3～5mm左右，第三伺服电机50停止，启动第四伺服电机65通过第四减速器66、立柱移动丝杠63、立柱移动螺母62驱动测量机立柱53及与之相连的所有构件向左移动，当外圆位移传感器86的测头超过发动机1定位短圆柱面端面8mm左右时第四伺服电机65停止。重新启动第三伺服电机50，使外圆位移传感器86的测头下移5～8mm第三伺服电机50停止，启动第六伺服电机78通过小圆柱齿轮79、大圆柱齿轮80、旋转轴81、外圆检测支承板88、外圆检测支承架87带动外圆位移传感器86旋转，外圆位移传感器86的测量值实时输送给控制系统，控制系统发出指令使伺服电机和伺服电动推杆34启动，通过溜板6和升降台11带动发动机1作双向平移运动，直到发动机1定位短圆柱与旋转轴81的同轴度误差小于设定值，伺服电机和伺服电动推杆34停止。控制系统重新发出指令分别先后启动第三伺服电机50和第四伺服电机65使测量机横梁44和回字形支承框架70及其上安装的所有构件按原路返回到第二检测位置。启动第三伺服电机50测量机横梁44和回字形支承框架70及其上安装的所有构件向上运动到达第三检测位置：内孔位移传感器84的测头低于传动箱24定位短圆柱内孔母线3～5mm左右，第三伺服电机50停止。启动第四伺服电机65通过第四减速器66、立柱移动丝杠63、立柱移动螺母62驱动测量机立柱53及与之相连的所有构件向右移动，当内孔位移传感器84的测头到达传动箱24定位短圆柱内孔端面8mm左右时第四伺服电机65停止。重新启动第三伺服电机50，使内孔位移传感器84的测头上移5～8mm第三伺服电机50停止，启动第六伺服电机78通过小圆柱齿轮79、大圆柱齿轮80、旋转轴81、内孔检测支承板82、内孔检测支承架83带动内孔位移传感器84旋转，内孔位移传感器84的测量值实时输送给控制系统，控制系统发出指令驱动六自由度平台23作双向移动直到传动箱24的定位短圆柱内孔与旋转轴81的同轴度误差小于设定值，六自由度平台23停止。控制系统重新发出指令分别先后启动第三伺服电机50和第四伺服电机65使测量机横梁44和回字形支承框架70及其上安装的所有构件按原路返回到第三检测位置。启动第三伺服电机50使测量机横梁44和回字形支承框架70及其上安装的所有构件上升到上极限位置，启动六自由度平台23的驱动系统，使传动箱24向右移动直到发动机1和传动箱24的法兰面接触为止。人工安装并拧紧连接螺栓。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种动力舱自动装配机，其特征在于：包括分别固定于地面上的六自由度平台、底座和测量机床身；所述六自由度平台的上平面上用于安装传动箱；

所述底座上固定有四个导向套，四个所述导向套同轴且滑动配合有四个导向杆，四个所述导向杆顶端连接有升降台，所述升降平台上平面固定有滚动导轨，所述滚动导轨连接有滚动导轨滑座，所述滚动导轨滑座安装于溜板下平面上，所述溜板上设置有矩形回转工作台，所述矩形回转工作台用于放置发动机；所述升降台端部固联一个减速器连接板，减速器连接板一侧面上安装减速器、伺服电机，溜板进给丝杠与减速器输出轴固联，溜板进给丝杠与溜板进给螺母配合且同轴，溜板进给螺母与溜板固联，所述底座上平面中心处固联一个伺服电动推杆，伺服电动推杆的升降丝杠头部固联一个接盘，接盘端面与升降台下表面贴合；

所述测量机床身上固联两个滚动导轨，每个所述滚动导轨上分别安装两个滚动导轨滑座，四个所述滚动导轨滑座固连有矩形连接板，矩形连接板固连有测量机立柱，测量机立柱侧壁上安装一根导向键，测量机立柱顶部固联有升降支承梁，升降支承梁上平面分别固联减速器和伺服电机，减速器输出轴与横梁升降丝杠固联，测量机横梁一端套设在测量机立柱上，测量机横梁另一端面与回字形支承框架固联，测量机横梁中部固定一个横梁升降螺母，横梁升降螺母与横梁升降丝杠同轴，测量机床身端部固联减速器连接板，减速器连接板侧面分别安装减速器和伺服电机，减速器输出轴与立柱移动丝杠固联，立柱移动丝杠与立柱移动螺母同轴，立柱移动螺母与测量机立柱固联，回字形支承框架侧壁中部有一个贯穿的圆柱孔，圆柱孔通过两个滚动轴承和两个俯仰摆动轴支承一个十字叉架，俯仰摆动轴与十字叉架固联，十字叉架两个侧面上分别各自对称安装四个激光测距仪，俯仰摆动轴与伺服电机输出轴固联，伺服电机与回字形支承框架固联，十字叉架的中心孔的两端各安装一个滚动轴承，两个滚动轴承支承一根旋转轴，旋转轴上固联一个大圆柱齿轮，大圆柱齿轮啮合有小圆柱齿轮，小圆柱齿轮固联在伺服电机输出轴端部，伺服电机与十字叉架固联，旋转轴一端部固联外圆检测支承板，旋转轴另一端部固联内孔检测支承板，外圆检测支承板的一端通过外圆检测支承架安装有一个外圆位移传感器，内孔检测支承板的一端通过内孔检测支承架安装有内孔位移传感器。

2.根据权利要求1所述的动力舱自动装配机，其特征在于：所述升降台下平面上固联的四个导向杆互相平行且所述四个导向杆的轴线均铅垂设置。

3.根据权利要求1所述的动力舱自动装配机，其特征在于：所述激光测距仪分别位于所述十字叉架的四个端部的两侧；位于所述十字叉架同一侧的所述四个激光测距仪相对于所述十字叉架的中心对称分布，位于同侧且相邻的两个所述激光测距仪的夹角为90°。

4.根据权利要求3所述的动力舱自动装配机，其特征在于：位于所述十字叉架同一侧的所述四个激光测距仪位于同一平面内；所述十字叉架两侧面的八个激光测距仪所构成的两个平面彼此平行。

5.根据权利要求1所述的动力舱自动装配机，其特征在于：所述旋转轴轴线与八个所述激光测距仪所构成的平面垂直设置。

6.根据权利要求1所述的动力舱自动装配机，其特征在于：所述外圆位移传感器的轴线与旋转轴轴线相交且彼此垂直；所述外圆位移传感器的测头位于所述外圆位移传感器的轴线上靠近所述旋转轴的轴线一端。

7.根据权利要求1所述的动力舱自动装配机，其特征在于：所述内孔位移传感器的轴线与旋转轴轴线相交且彼此垂直，所述内孔位移传感器的测头位于所述内孔位移传感器的轴线上远离所述旋转轴的轴线一端。

8.根据权利要求1所述的动力舱自动装配机，其特征在于：所述测量机立柱为圆柱形结构。