CN109590709A - 减速器压装设备及其控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种减速器压装设备及其控制系统，涉及减速器技术领域。包括压力输出机构及工装压头；所述压力输出机构具有输出轴，所述工装压头包括依次连接的固定工装、平衡工装及适配工装；所述适配工装具有压装端，所述压装端作用于所述角接触球轴承的外圈；所述输出轴轴向套接于所述固定工装上，且所述输出轴的下端面与所述平衡工装的上端面接触；所述输出轴下端面的延伸方向及所述平衡工装的延伸方向均与所述角接触球轴承受压面的延伸方向相同。平面接触可以使所述压力输出机构输出的力更平衡的传递至所述平衡工装上，使得平衡的力传递至角接触球轴承上，使得角接触球轴承与针齿壳压装水平。
Description
技术领域
本发明涉及减速器技术领域，具体而言，涉及一种减速器压装设备及其控制系统。
背景技术
RV减速器主要是由一级行星齿轮传动与二级摆线针轮传动组成的一种新型的摆线针轮行星传动减速器，RV减速器主要应用在工业机器人关节部位，其应用领域同时也对RV减速器提出了传动精度高、回差小、传动效率高等要求。RV减速器作为精密传动部件，其装配精度直接影响其传动精度，RV减速器中的角接触球轴承安装于针齿壳及行星架之间。在安装零件时需要保持安装后在减速器工件的表面水平，尤其RV减速器角接触球轴承的安装中，角接触球轴承的装配高要保持一致性，保证角接触球轴承安装在RV减速器后，能够在RV减速器径向上水平。
现有技术中，在向RV减速器中安装角接触球轴承时，一般采用液压设备进行手动压装设备，对角接触球轴承进行压装，操作不便且不好保证压力均匀作用于角接触球轴承。因此存在角接触球轴承与RV减速器压装不水平、操作不便的技术问题。
发明内容
为解决现有技术中RV减速器安装角接触球轴承操作不便、角接触球轴承与RV减速器压装不水平的技术问题，本发明的主要目的在于，提供一种便捷、压装水平的减速器压装设备及其控制系统。
第一方面，本发明实施例提供了一种减速器压装设备，用于将角接触球轴承压装于针齿壳的轴承位上，所述减速器压装设备包括压力输出机构及工装压头；
所述压力输出机构具有输出轴，所述工装压头包括依次连接的固定工装、平衡工装及适配工装；所述适配工装具有压装端，所述压装端作用于所述角接触球轴承的外圈；
所述输出轴轴向套接于所述固定工装上，且所述输出轴的下端面与所述平衡工装的上端面平面接触，所述输出轴能够带动所述工装压头沿轴向移动；所述输出轴下端面的延伸方向及所述平衡工装的延伸方向均与所述角接触球轴承受压面的延伸方向相同。
进一步地，在本发明一个较佳的实施例中，所述角接触球轴承的受压面的延伸方向与所述工装压头的移动方向垂直。
进一步地，在本发明一个较佳的实施例中，还包括设置于所述适配工装周向侧壁上的限位结构，所述适配工装通过所述限位结构与所述针齿壳装配；所述针齿壳的一端具有第一台阶部，所述限位结构与所述第一台阶部搭接装配。
进一步地，在本发明一个较佳的实施例中，还包括工装底座，所述针齿壳的另一端具有第二台阶部，所述第二台阶部用于与所述工装底座搭接装配。
进一步地，在本发明一个较佳的实施例中，所述适配工装与所述平衡工装可拆卸装配。
进一步地，在本发明一个较佳的实施例中，所述适配工装远离所述平衡工装的一侧设置有定位凸起，所述定位凸起位于所述角接触球轴承的轴线上；所述定位凸起与所述压装端之间形成避让区域，所述避让区域用于安装所述行星架。
进一步地，在本发明一个较佳的实施例中，所述固定工装具有一装配轴，所述输出轴轴向套接于所述装配轴上；所述装配轴的外壁面上沿其周向设置有凹槽，通过与所述凹槽配合卡接的紧固件将所述输出轴与所述装配轴固定，且所述紧固件的轴线与所述输出轴的轴线垂直。
进一步地，在本发明一个较佳的实施例中，所述压力输出机构为伺服压装机。
进一步地，在本发明一个较佳的实施例中，所述输出轴通过气缸结构与所述压力输出机构固定。
进一步地，在本发明一个较佳的实施例中，所述压装端处设置有磁性固定件，所述磁性固定件与所述角接触球轴承吸附固定。
第二方面，本发明实施例提供了一种减速器压装设备的控制系统，包括：
第一检测单元，用于检测工装压头的当前压力，并输出当前压力信息，
第二检测单元，用于检测适配工装的压装端至与角接触球轴承的当前距离，并输出当前距离信息；
控制单元，比较当前压力是否达到压力阈值，若是，控制单元发出停止继续增加压力的指令；比较当前距离是否达到距离阈值，若是，控制单元发布适配工装停止移动的指令。
进一步地，在本发明一个较佳的实施例中，指令输入模块，用于输入压力阈值及距离阈值，并将阈值信息输出至控制单元。
本发明实施例提供的一种减速器压装设备及其控制系统，设置所述压力输出机构与所述工装压头固定连接，使压力直接传递至所述工装压头，使用便捷。所述输出轴的下端面与所述平衡工装的上端面接触，平面接触可以使所述压力输出机构输出的力更平衡的传递至所述平衡工装上，而且所述输出轴下端面的延伸方向及所述平衡工装的延伸方向均与所述角接触球轴承受压面的延伸方向相同，使得平衡的力传递至角接触球轴承上，使得角接触球轴承与针齿壳压装水平。另外，本申请的压装设备作用于角接触球轴承的外圈上，较现有技术中的压装内圈，更易操作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明一实施例提供的压装设备结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的压装设备的剖视图；
图3是本发明一实施例提供的工装压头结构示意图；
图4是本发明一实施例提供的工装压头及输出轴装配示意图；
图5是本发明一实施例提供的压装设备控制图；
图6是本发明一实施例提供的压力曲线示意图。
附图标记：
1工装压头 101固定工装 1011装配轴 1012凹槽 102平衡工装103适配工装 1031压装端 1032定位凸起 1033避让区域
2压力输出机构 201输出轴 3紧固件 4工装底座 5限位结构6工作台 7角接触球轴承 8针齿壳 81轴承位 82第一台阶部83第二台阶部 9行星架 10操作面板 11第一检测单元
12第二检测单元 13控制单元
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
如图1-4所示，本发明一实施例提供的一种减速器压装设备，用于将角接触球轴承7压装于针齿壳8的轴承位81的端面上，减速器为RV减速器，压装设备包括压力输出机构2及工装压头1，所述压力输出机构2与所述工装压头1固定连接，使压力直接传递至所述工装压头1，使用便捷。所述压力输出机构2具有输出轴201，所述工装压头1包括依次连接的固定工装101、平衡工装102及适配工装103；所述适配工装103具有压装端1031，所述压装端1031作用于所述角接触球轴承7的外圈。现有技术中的压装设备在压装过程中通常采用压装轴承的内圈，但其实轴承内圈厚度极小(3mm左右)，较难用来做定位或压装，本发明实施例提供的压装设备的压装作用于角接触球轴承7的外圈上，更易操作，压装更准确。
其中，角接触球轴承7外圈与针齿壳8轴承位81过盈装配，过盈量大于0.02mm，针齿壳8轴承位81的安装面精磨。如图3所示，本实施例中，固定工装101的底端有一部分安装入平衡工装102的上端面，平衡工装102的上端面与固定工装101的下端面满足平行度小于0.03mm的要求。
本实施例中固定工装101与平衡工装102之间及平衡工装102与适配工装103之间均可采用螺栓固定。
其中，如图4所示，所述输出轴201轴向套接于所述固定工装101上，且所述输出轴201的下端面与所述平衡工装102的上端面平面接触，所述输出轴201能够带动所述工装压头1沿输出轴的轴向移动；所述输出轴201下端面的延伸方向及所述平衡工装102的延伸方向均与所述角接触球轴承7受压面的延伸方向相同。本实施例中输出轴201与固定工装101的形状相同，呈倒T型，输出轴201上水平的下端面与平衡工装102的上端面平面接触固定，平面接触可以使所述压力输出机构2输出的力更平衡的传递至所述平衡工装102上，而且所述输出轴201下端面的延伸方向及所述平衡工装102的延伸方向均与所述角接触球轴承7受压面的延伸方向相同，使得平衡的力传递至角接触球轴承7上，使得角接触球轴承7与针齿壳8压装水平。
另外，输出轴201的下端面与所述平衡工装102的上端面接触便于保证压力输出机构2与工装压头1紧密贴合，便于控制平衡工装102的端面与输出轴201的轴线垂直，以及角接触球轴承7端面与输出轴201的轴线垂直，进而使得压力作用更精准，保证角接触球轴承7压装到位，不倾斜，产品一致性好。
具体地，本实施例中，所述角接触球轴承7的受压面的延伸方向与所述工装压头1的移动方向垂直，或者所述针齿壳8的受压面的延伸方向与所述工装压头1的移动方向垂直。
如图2所示，针齿壳8具有两个径向端，两端均具有待安装轴承的轴承位81，每个径向端具有台阶部。为有效固定支撑针齿壳8，本申请设置的工装底座4是具有一空腔的底座，针齿壳8的第二台阶部83搭接装配在所述工装底座4上，起到支撑针齿壳8及行星架9的作用。本实施例中工装底座4放置于工作台6上，压装机的输出轴201及工装压头1设置于工作台6上方。
同时，本发明实施例提供的压装设备，还包括设置于所述适配工装103周向侧壁上的限位结构5，所述适配工装103通过所述限位结构5与所述针齿壳8装配；所述针齿壳8的一端具有第一台阶部82，所述限位结构5与所述第一台阶部82搭接装配。本实施例中，限位结构5是限位环，优选的限位环与适配工装103固定为一体结构；其他实施例中限位环也可以设置在第一台阶部82上。设置限位环可以使得工装压头1在向下压装过程中可以实现自动限位与定位，不需人工调整工装压头1使其避开第一台阶部82的台阶面阻挡，能够进入正确的压装位，提高压装的效率。其中，限位环与针齿壳8及限位圈与适配工装103均是间隙配合。
现有技术中工装压头1为整体结构，当待压装的轴承型号变化，更换工装压头1操作繁琐复杂。本发明一实施例提供的压装设备中，所述适配工装103与所述平衡工装102可拆卸装配。当待压装的轴承型号或者针齿壳8等工件型号变化时，可以直接更换适配工装103即可，不需再将工装压头1与压力输出机构2整体拆卸，操作更简单便捷。
如图3-4所示，所述适配工装103远离所述平衡工装102的一侧设置有定位凸起1032，所述定位凸起1032位于所述角接触球轴承7的轴线上，用于定位行星架9及角接触球轴承7的轴心；所述定位凸起1032与所述压装端1031之间形成避让区域1033，所述避让区域1033用于安装所述行星架9。
现有技术中的工装压头1与压力输出机构2通常采用轴向的螺旋装配，工装压头1在与压力输出机构2螺旋连接时，极易因螺旋结构精度不够或者安装错位造成压头的下端面不水平，这种情况下即使压力及工件位置精确。为了解决此问题，本发明一实施例提供的压装设备，如图4所示，所述固定工装101具有一装配轴1011，所述输出轴201轴向套接于所述装配轴1011上；所述装配轴1011的外壁面上沿其周向设置有凹槽1012，通过与所述凹槽1012配合卡接的紧固件3将所述输出轴201与所述装配轴1011固定，且所述紧固件3的轴线与所述输出轴201的轴线垂直。通过输出轴201在轴向定位，紧固件3在法向上固定，避免轴向螺旋固定产生的精度问题。紧固件3可为螺栓。
上述是本发明的优选实施例设置，其他实施例中，输出轴201与装配轴1011也可以采用其他固定方式，例如将装配轴1011做成锥形。
通过调整紧固件3旋入的深度调整紧固件3与凹槽1012接触的程度，进而调整装配轴1011的固定或放松状态，工装压头1的固定及拆卸均较方便。选用法向紧固件3固定的方式还可以对工装压头1的轴向安装位置进行微调。
上述实施例中，涉及的所述压力输出机构2为伺服压装机，其具有电机及控制器。
进一步地，本实施例中，伺服压装机的所述输出轴201相对于所述压力输出机构2可伸缩，便于调整工装压头1的位置。可伸缩的形式可采取输出轴201与压装机连接的部分设置伸缩气缸结构。
为进一步有效定位角接触球轴承7，本发明一实施例提供的压装设备中，所述压装端1031的端面设置有磁性固定件，所述磁性固定件与所述角接触球轴承7吸附固定；例如铁质的角接触球轴承7，则磁性固定件可设置为磁钢。磁钢可对角接触球轴承7起到一个吸附固定作用。
本发明提供的压装设备可以适用于整体式轴承(角接触球轴承7内外圈及滚子保持架不可分离)与分体式轴承(角接触球轴承7外圈、内圈、滚子保持架)的压装。整体式轴承压装过程中，行星架9随工装压头1一起沿轴向运动。
本发明另一实施例提供的一种RV减速器压装设备的控制系统，如图5所示，包括：
第一检测单元11，用于检测工装压头1的当前压力，并输出当前压力信息，可为压力传感器；
第二检测单元12，用于检测适配工装103的压装端1031至与角接触球轴承7的当前距离，并输出当前距离信息；可为位移传感器；
控制单元13，比较当前压力是否达到压力阈值，若是，控制单元13发出停止继续增加压力的指令；比较当前距离是否达到距离阈值，若是，控制单元13发布适配工装103停止移动的指令。
还包括：指令输入模块，用于输入压力阈值及距离阈值，并将阈值信息输出至控制单元13。可为操作面板10。
现有技术中采取的液压驱动、气缸驱动压装机结构，不能实现压力与行程的精确控制；本发明实施例提供的压装设备的控制系统，能够进一步精确控制压装过程中的压力与行程关系，进而保证压装过程中的压装精度，保证产品的压装一致性，进而保证RV减速器整机的刚性及传动精度。本实施例中，控制系统控制行程的精度0.001mm，控制压力精度40N，压装过程完成后会输出压力行程曲线，根据曲线可以判断压装情况，能更好的判断压装情况。
如图6所示的压力形成曲线，横坐标为行程值(压装端1031的运行距离，预设行程即为距离阈值)，纵坐标为压力值。设定的行程阈值为195.160mm，压力阈值为1500-2500N，当测定的位移信息达到行程阈值，到达行程阈值后，输出轴201及工装压头1不再移动，压力到达压力阈值后也不会继续加压；预设行程内进行压装。
本发明实施例提供的压装设备的操作方式为：
根据RV减速器型号大小，准备好对应型号的工装底座4、工装压头1；
根据RV减速器型号大小在控制系统上设定好压力与行程，并准备对应型号的角接触球轴承7；
工装压头1下行，适配工装103的压装端1031将角接触球轴承7压入到针齿壳8轴承位81上。
综上所述，本发明实施例提供的RV减速器压装设备及其控制系统，具有如下技术效果：
压力源自伺服压装机等设备，使用便捷、压装一致性好；
通过所述输出轴201的下端面与所述平衡工装102的上端面面接触以及平衡工装102的设置促进压力均衡传递，使角接触球轴承7与RV减速器压装水平；
可根据减速器型号更换适配工装103，提高装配效率，提高适用范围；
通过压力与行程双向精确控制压装压力，使用安全可靠、精度高。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，也即空调正常安装时对应的方位。仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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的限制。
此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，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 (12)
1.一种减速器压装设备，用于将角接触球轴承(7)压装于针齿壳(8)的轴承位(81)上，其特征在于，所述减速器压装设备包括压力输出机构(2)及工装压头(1)；
所述压力输出机构(2)具有输出轴(201)，所述工装压头(1)包括依次连接的固定工装(101)、平衡工装(102)及适配工装(103)；所述适配工装(103)具有压装端(1031)，所述压装端(1031)作用于所述角接触球轴承(7)的外圈；
所述输出轴(201)轴向套接于所述固定工装(101)上，且所述输出轴(201)的下端面与所述平衡工装(102)的上端面平面接触，所述输出轴(201)能够带动所述工装压头(1)沿轴向移动；所述输出轴(201)下端面的延伸方向及所述平衡工装(102)的延伸方向均与所述角接触球轴承(7)受压面的延伸方向相同。
2.根据权利要求1所述的压装设备，其特征在于，所述角接触球轴承(7)的受压面的延伸方向与所述工装压头(1)的移动方向垂直。
3.根据权利要求1所述的压装设备，其特征在于，还包括设置于所述适配工装(103)周向侧壁上的限位结构(5)，所述适配工装(103)通过所述限位结构(5)与所述针齿壳(8)装配；所述针齿壳(8)的一端具有第一台阶部(82)，所述限位结构(5)与所述第一台阶部(82)搭接装配。
4.根据权利要求3所述的压装设备，其特征在于，还包括工装底座(4)，所述针齿壳(8)的另一端具有第二台阶部(83)，所述第二台阶部(83)用于与所述工装底座(4)搭接装配。
5.根据权利要求1所述的压装设备，其特征在于，所述适配工装(103)与所述平衡工装(102)可拆卸装配。
6.根据权利要求1所述的压装设备，其特征在于，所述适配工装(103)远离所述平衡工装(102)的一侧设置有定位凸起(1032)，所述定位凸起(1032)位于所述角接触球轴承(7)的轴线上；所述定位凸起(1032)与所述压装端(1031)之间形成避让区域(1033)，所述避让区域(1033)用于安装所述行星架(9)。
7.根据权利要求1所述的压装设备，其特征在于，所述固定工装(101)具有一装配轴(1011)，所述输出轴(201)轴向套接于所述装配轴(1011)上；所述装配轴(1011)的外壁面上沿其周向设置有凹槽(1012)，通过与所述凹槽(1012)配合卡接的紧固件(3)将所述输出轴(201)与所述装配轴(1011)固定，且所述紧固件(3)的轴线与所述输出轴(201)的轴线垂直。
8.根据权利要求1所述的压装设备，其特征在于，所述压力输出机构(2)为伺服压装机。
9.根据权利要求1所述的压装设备，其特征在于，所述输出轴(201)通过气缸结构与所述压力输出机构(2)固定。
10.根据权利要求1所述的压装设备，其特征在于，所述压装端(1031)处设置有磁性固定件，所述磁性固定件与所述角接触球轴承(7)吸附固定。
11.一种减速器压装设备的控制系统，其特征在于，包括：
第一检测单元(11)，用于检测工装压头(1)的当前压力，并输出当前压力信息；
第二检测单元(12)，用于检测适配工装(103)的压装端(1031)与角接触球轴承(7)的当前距离，并输出当前距离信息；
控制单元(13)，比较当前压力是否达到压力阈值，若是，控制单元(13)发出停止继续增加压力的指令；比较当前距离是否达到距离阈值，若是，控制单元(13)发布适配工装(103)停止移动的指令。
12.根据权利要求11所述的控制系统，其特征在于，还包括：
指令输入模块，用于输入压力阈值及距离阈值，并将阈值信息输出至控制单元(13)。
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