CN109807615A - 一种弹性卡环自动装配机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涡轮增压器装配技术领域，具体地说是一种弹性卡环自动装配机构，其中卡环上料机构设有卡环上料板，卡环夹取转移机构设有夹取夹爪，卡环撑开机构设有撑开定位夹爪，机械手机构设有辅助压装机构和夹爪组件，弹性卡环通过所述卡环上料板带至拾取位置，并通过所述夹取夹爪夹取移至装配位置并转至装配姿态，中间总成通过所述夹爪组件抓取移至装配位置并置于所述弹性卡环开口内，装配时所述弹性卡环开口通过撑开定位夹爪撑开，且所述弹性卡环撑开同时通过所述夹取夹爪旋转回初始位置以及夹爪组件移动套置于中间总成的卡槽上，然后弹性卡环通过所述辅助压装机构压装。本发明自动化程度高，不会对弹性卡环造成变形，提高了装配效率和质量。

Description

一种弹性卡环自动装配机构

技术领域

本发明涉及涡轮增压器装配技术领域，具体地说是一种用于涡轮增压器中间总成的弹性卡环自动装配机构。

背景技术

目前在汽车制造领域，涡轮增压器已经普遍使用在各类汽车上。涡轮增压器具有以下优点：1、提高发动机升功率；2、改善发动机的排放；3、提供高原补偿功能；4、提高燃油经济性，降低油耗；5、具有很高的可靠性和良好的匹配特性，高瞬态响应特性，因此涡轮增压器技术得到了广泛应用，市场前景良好。涡轮增压器主要包括：压壳部分，中间总成部分和蜗壳部分，其中中间总成部分用于联接压壳和蜗壳两部分。现有技术中，涡轮增压器中间总成部分的弹性卡环大多是采用手动或垂直压入的方式进行装配，以上装配方式不仅效率低，还会造成弹性卡环不同程度的变形，影响装配质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种弹性卡环自动装配机构，用于涡轮增压器中间总成的弹性卡环装配，自动化程度高，不会对弹性卡环造成变形，且大大提高了装配效率和质量。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种弹性卡环自动装配机构，包括卡环上料机构、卡环夹取转移机构、卡环撑开机构和机械手机构，其中所述卡环上料机构设有可移动的卡环上料板，所述卡环夹取转移机构设有可移动且可转动的夹取夹爪，所述卡环撑开机构设置于装配位置并设有可移动的撑开定位夹爪，所述机械手机构设有辅助压装机构和可移动的夹爪组件，弹性卡环通过所述卡环上料板移动带至拾取位置，并通过所述夹取夹爪夹取移动至装配位置并旋转至装配姿态，中间总成通过所述夹爪组件抓取移动至装配位置并置于所述弹性卡环的开口内，装配时所述弹性卡环开口通过所述撑开定位夹爪撑开，且所述弹性卡环撑开同时通过所述夹取夹爪旋转回初始位置以及夹爪组件配合移动套置于中间总成的卡槽上，套置于中间总成上的弹性卡环通过所述辅助压装机构压装。

所述卡环上料机构包括料架底座、卡环导向组件、卡环上料板和上料气缸，其中卡环上料板与料架底座滑动连接并通过上料气缸驱动移动，卡环导向组件设置于料架底座上，弹性卡环设置于所述卡环导向组件上，且最下层的弹性卡环通过所述卡环上料板移动推出。

在所述料架底座上设有一个凹型支板，所述卡环导向组件设置于所述凹型支板上，所述卡环上料板由所述凹型支板内穿过，最下层的弹性卡环落入所述凹型支板内并通过所述卡环上料板接料，在所述料架底座上设有用于检测所述卡环上料板推出后有无弹性卡环的检测传感器。

所述卡环夹取转移机构包括底板、伺服驱动组件、移动座、横移气缸、夹爪旋转电缸、夹爪气缸和夹取夹爪，其中移动座与所述底板滑动连接并通过所述伺服驱动组件驱动移动，横移气缸安装在所述移动座上，且所述横移气缸的缸杆伸缩方向与所述移动座移动方向垂直，夹爪旋转电缸安装在一个电缸座上，所述电缸座与所述移动座滑动连接并通过所述横移气缸驱动移动，夹爪气缸安装在所述夹爪旋转电缸的旋转端，夹取夹爪通过所述夹爪气缸驱动张合。

所述卡环撑开机构包括安装架、撑开定位夹爪气缸、撑开定位夹爪和驱动气缸，驱动气缸设置于安装架上，撑开定位夹爪气缸通过所述驱动气缸驱动移动，撑开定位夹爪通过所述撑开定位夹爪气缸驱动张合。

所述机械手机构包括支架、水平伺服驱动组件、垂直伺服驱动组件、水平移动座、垂直升降座、夹爪组件和辅助压装机构，其中水平移动座与支架滑动连接，水平伺服驱动组件安装在所述支架上，且所述水平移动座通过所述水平伺服驱动组件驱动移动，垂直升降座与所述水平移动座滑动连接，垂直伺服驱动组件安装在所述水平移动座上，且所述垂直升降座通过所述垂直伺服驱动组件驱动升降，所述夹爪组件安装在所述垂直升降座上，所述辅助压装机构安装在所述支架上。

所述夹爪组件包括连接板、工件夹爪气缸和工件夹爪，所述连接板安装在所述垂直升降座上，工件夹爪气缸安装在所述连接板上，工件夹爪通过所述工件夹爪气缸驱动张合。

所述辅助压装机构包括卡环压装夹爪、压装夹爪气缸、升降驱动气缸和连接架，其中所述连接架与所述垂直升降座固连，升降驱动气缸安装在所述连接架上，所述压装夹爪气缸通过所述升降驱动气缸驱动升降，卡环压装夹爪通过所述压装夹爪气缸驱动张合。

所述垂直升降座上设有叶轮检测机构。

所述卡环上料机构、卡环夹取转移机构、卡环撑开机构和机械手机构均设置于一个台板上，待安装的中间总成通过工件定位托盘沿着工件传输线移动由前一工位送至所述台板上。

本发明的优点与积极效果为：

1、本发明用于涡轮增压器中间总成的弹性卡环装配，自动化程度高，不会对弹性卡环造成变形，且大大提高了装配效率和质量。

2、本发明整体结构布局紧凑，不会占用过多的安装空间。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，

图2为图1中本发明的另一角度结构示意图，

图3为图1中的工件定位托盘示意图，

图4为图1中的卡环上料机构示意图，

图5为图1中的卡环夹取转移机构示意图，

图6为图1中的卡环撑开机构示意图，

图7为图1中的机械手机构示意图，

图8为图7中的夹爪组件示意图，

图9为图7中的辅助压装组件示意图。

其中，1为卡环上料机构，11为料架底座，111为上料板滑轨，112为凹型支板，12为卡环导向组件，121为导向柱，122为限位杆，13为卡环上料板，14为检测传感器，15为上料气缸，2为卡环夹取转移机构，21为伺服驱动组件，22为夹爪气缸，23为横移气缸，24为夹取夹爪，25为移动座，26为底板，27为第二滑轨，28为第一滑轨，29为夹爪旋转电缸，3为卡环撑开机构，31为安装架、32为撑开定位夹爪气缸，33为撑开定位夹爪，34为驱动气缸，4为机械手机构，41为支架，42为水平伺服驱动组件，43为水平导轨，44为垂直伺服驱动组件，45为垂直导轨，46为辅助压装机构，461为卡环压装夹爪，462为压装夹爪气缸，463为连接架，464为升降驱动气缸，47为夹爪组件，471为连接板，472为工件夹爪气缸，473为工件夹爪，48为叶轮检测机构，5为台板，6为工件定位托盘，61为中间总成定位夹具，62为托盘底板，7为托盘挡停机构，8为工件传输线，9为中间总成，10为弹性卡环。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1～9所示，本发明包括卡环上料机构1、卡环夹取转移机构2、卡环撑开机构3和机械手机构4，其中所述卡环上料机构1设有可移动的卡环上料板13，所述卡环夹取转移机构2设有可移动且可转动的夹取夹爪24，所述卡环撑开机构3设置于装配位置并设有可移动的撑开定位夹爪33，所述机械手机构4设有辅助压装机构46和可移动的夹爪组件47，待装配的弹性卡环10呈一侧开口的近似环状，装配时弹性卡环10通过所述卡环上料板13移动带至拾取位置，并通过所述夹取夹爪24夹取移动至装配位置并旋转至装配姿态，中间总成9通过所述夹爪组件47抓取移动至装配位置并置于所述弹性卡环10的开口内，装配时所述弹性卡环10开口通过所述撑开定位夹爪33撑开，且所述弹性卡环10撑开同时通过所述夹取夹爪24旋转回初始位置以及夹爪组件47配合移动套置于中间总成9的卡槽上，套置于中间总成9上的弹性卡环10通过所述辅助压装机构46压装在所述中间总成9上。

如图4所示，所述卡环上料机构1包括料架底座11、卡环导向组件12、卡环上料板13和上料气缸15，其中卡环上料板13与料架底座11滑动连接，在所述料架底座11上侧设有上料板滑轨111，所述卡环上料板13上设有与所述上料板滑轨111配合的滑块，所述上料气缸15安装在所述料架底座11上，所述卡环上料板13通过上料气缸15驱动移动，在所述料架底座11上设有一个凹型支板112，所述卡环导向组件12设置于所述凹型支板112上，所述卡环上料板13由所述凹型支板112内穿过，所述卡环导向组件12包括中间的导向柱121和所述导向柱121四周的限位杆122，待装配的弹性卡环10依次叠置套装于所述导向柱121上，且四周通过所述限位杆122限位，最下层的弹性卡环10落入所述凹型支板112内并通过所述卡环上料板13接料，然后推出上料，在所述卡环上料板13上设有与弹性卡环10形状相配的卡槽，另外在所述料架底座11上设有用于检测所述卡环上料板13推出后有无弹性卡环10的检测传感器14，所述检测传感器14为本领域公知技术。

如图5所示，所述卡环夹取转移机构2包括底板26、伺服驱动组件21、移动座25、横移气缸23、夹爪旋转电缸29、夹爪气缸22和夹取夹爪24，其中移动座25与所述底板26滑动连接，在所述底板26上设有第一滑轨28，所述移动座25上设有与所述第一滑轨28配合的滑块，伺服驱动组件21安装在底板26上，且所述移动座25通过所述伺服驱动组件21驱动移动，本实施例中，所述伺服驱动组件包括驱动电机和丝杠丝母机构，其中丝杠通过所述驱动电机驱动旋转，丝母与所述移动座25固连，横移气缸23安装在所述移动座25上，且所述横移气缸23的缸杆伸缩方向与所述移动座25移动方向垂直，夹爪旋转电缸29安装在一个电缸座上，且所述电缸座与所述移动座25滑动连接，在所述移动座25上设有第二滑轨27，所述电缸座上设有与所述第二滑轨27配合的滑块，所述电缸座通过所述横移气缸23驱动移动，夹爪气缸22安装在所述夹爪旋转电缸29的旋转端，夹取夹爪24通过所述夹爪气缸22驱动张合。机构工作时，所述夹取夹爪24通过所述移动座25和横移气缸23驱动移动调整位置，并通过所述夹爪旋转电缸29驱动旋转调整角度，拾取时通过所述夹爪气缸22驱动张合。

如图6所示，所述卡环撑开机构3包括安装架31、撑开定位夹爪气缸32、撑开定位夹爪33和驱动气缸34，驱动气缸34设置于安装架31上，撑开定位夹爪气缸32通过所述驱动气缸34驱动移动，撑开定位夹爪33通过所述撑开定位夹爪气缸32驱动张合。

如图7～9所示，所述机械手机构4包括支架41、水平伺服驱动组件42、垂直伺服驱动组件44、水平移动座、垂直升降座、夹爪组件47和辅助压装机构46，其中水平移动座与支架41滑动连接，在所述支架41上设有水平导轨43，水平移动座上设有与所述水平导轨43配合的滑块，水平伺服驱动组件42安装在所述支架41上，且所述水平移动座通过所述水平伺服驱动组件42驱动移动，垂直升降座与所述水平移动座滑动连接，在所述水平移动座上设置垂直导轨45，在所述垂直升降座上设有与所述垂直导轨45配合的滑块，垂直伺服驱动组件44安装在所述水平移动座上，且所述垂直升降座通过所述垂直伺服驱动组件44驱动升降，所述夹爪组件47安装在所述垂直升降座上，所述辅助压装机构46设置于装配位置并安装在所述支架41上。本实施例中，所述水平伺服驱动组件42和垂直伺服驱动组件44工作原理相同，均包括驱动电机和丝杠丝母机构组成，丝杠均通过驱动电机驱动旋转，所述水平移动座与水平伺服驱动组件42中的丝母固连，垂直升降座与垂直伺服驱动组件44中的丝母固连。另外在所述垂直升降座上还设有叶轮检测机构48使中间总成9内的叶轮进行旋转，并通过视觉拍照检测叶轮质量，此为本领域公知技术。

如图8所示，所述夹爪组件47包括连接板471、工件夹爪气缸472和工件夹爪473，所述连接板471安装在所述垂直升降座上，工件夹爪气缸472安装在所述连接板471上，工件夹爪473通过所述工件夹爪气缸472驱动张合。

如图9所示，所述辅助压装机构46包括卡环压装夹爪461、压装夹爪气缸462、升降驱动气缸464和连接架463，其中所述连接架463与所述垂直升降座固连，升降驱动气缸464安装在所述连接架463上，所述压装夹爪气缸462通过所述升降驱动气缸464驱动升降，卡环压装夹爪461通过所述压装夹爪气缸462驱动张合。弹性卡环10压装时，压装夹爪气缸462驱动卡环压装夹爪461闭合将弹性卡环10夹紧，然后升降驱动气缸464缩回，使弹性卡环10可靠地套装入中间总成9上。

如图1～2所示，所述卡环上料机构1、卡环夹取转移机构2、卡环撑开机构3和机械手机构4均设置于一个台板5上，待安装的中间总成9通过工件定位托盘6沿着工件传输线8由前一工位送至所述台板5上，在所述台板5上设有托盘挡停机构7和举升机构，当所述工件定位托盘6移动到位时通过所述托盘挡停机构7挡停并通过所述举升机构举起定位，所述托盘挡停机构7和举升机构为本领域公知技术。如图3所示，所述工件定位托盘6包括中间总成定位夹具61和托盘底板62，待安装的中间总成9放置于所述中间总成定位夹具61上。

本发明的工作原理为：

在本发明的前一个工位，将中间总成9放入到工件定位托盘6上的中间总成定位夹具61上，另外将弹性卡环10放入卡环上料机构1的卡环导向组件12上。

当工件定位托盘6进入工作站的台板5后，托盘挡停机构7将其挡住，举升机构将工件定位托盘6举起定位，同时卡环上料机构1中的上料气缸15水平伸缩运动，带动卡环上料板13移动，将最下层的弹性卡环10推出并移至拾取位置，然后卡环夹取转移机构2中的伺服驱动组件21驱动移动座25移动，使夹取夹爪24平移到卡环上料机构1的拾取位置，此时夹爪旋转电缸29保持水平位置，横移气缸23缩回带动夹取夹爪24移动至弹性卡环10的夹取位置，夹取夹爪24通过夹爪气缸22驱动闭合将弹性卡环10夹紧，同时机械手机构4上的夹爪组件47通过水平伺服驱动组件42和垂直伺服驱动组件44的共同驱动移动至中间总成定位夹具61上方夹取中间总成9，此时辅助压装机构46中的升降驱动气缸464处于伸出状态，压装夹爪气缸462处于张开状态，而卡环撑开机构3中的驱动气缸34处于缩回状态，撑开定位夹爪气缸32处于闭合状态，夹爪组件47中的工件夹爪473通过工件夹爪气缸472驱动闭合将中间总成9夹紧，接着卡环夹取转移机构2中的伺服驱动组件21运动，带动夹取夹爪24平移到弹性卡环10的装配位置，并且夹爪旋转电缸29旋转10°使弹性卡环10保持前端倾斜姿态，然后工件夹爪气缸472抓取中间总成9先运动到叶片检测位置(即弹性卡环装配位置上方)，叶轮检测机构48使叶轮进行旋转，并通过视觉拍照检测叶轮质量。然后机械手机构4上的水平伺服驱动组件42和垂直伺服驱动组件44进行水平方向和垂直方向的微动，将弹性卡环10的开口一端套入中间总成9，此时卡环撑开机构3中的驱动气缸34伸出并使撑开定位夹爪33张开，此时所述撑开定位夹爪33将弹性卡环10开口部分撑开，由于撑开定位夹爪33的行程很小，不会导致弹性卡环10变形，并且弹性卡环10的张开程度也不足以将其直接套入中间总成9的卡槽中，然后水平伺服驱动组件42和垂直伺服驱动组件44进行水平方向和垂直方向运动，并且卡环夹取转移机构2中的夹爪旋转电缸29旋转回水平原始位置，上述三个动作是联动(即模拟手动装配的动作)的关系，此时弹性卡环10套入了中间总成9的卡槽上，然后卡环撑开机构3中的撑开定位夹爪气缸32闭合释放弹性卡环10且驱动气缸34缩回，同时卡环夹取转移机构2中的夹爪气缸22张开释放弹性卡环10，且横移气缸23回归原位。

为保证装配可靠，需要机械手机构4上的辅助压装机构46对套在中间总成9上的弹性卡环10进行辅助压装，压装时压装夹爪气缸462闭合，卡环压装夹爪461将弹性卡环10夹紧，升降驱动气缸464缩回，使弹性卡环10可靠地安装中间总成9上。

压装完成后，压装夹爪气缸462张开，升降驱动气缸464伸出，伺服驱动组件21带动弹性卡环夹取移栽机构2到卡环上料机构1的拾取位置，水平伺服驱动组件42和垂直伺服驱动组件44进行水平方向和垂直方向微动，运动到弹性卡环10装配时的初始位置，叶轮检测机构48使叶轮进行旋转至原始位置。

然后水平伺服驱动组件42和垂直伺服驱动组件44运动，将装配完成的工件放置在中间总成定位夹具61上，然后工件夹爪气缸472张开，整个机械手机构4升起离开中间总成定位夹具61，台板5上的举升机构下降，使工件定位托盘6重新落到工件传输线8上，托盘挡停机构7将其放行，从而完成弹性卡环10的自动装配。

本发明自动化程度高，不会对弹性卡环造成变形，可有效提高装配效率和质量。

Claims (10)

1.一种弹性卡环自动装配机构，其特征在于：包括卡环上料机构(1)、卡环夹取转移机构(2)、卡环撑开机构(3)和机械手机构(4)，其中所述卡环上料机构(1)设有可移动的卡环上料板(13)，所述卡环夹取转移机构(2)设有可移动且可转动的夹取夹爪(24)，所述卡环撑开机构(3)设置于装配位置并设有可移动的撑开定位夹爪(33)，所述机械手机构(4)设有辅助压装机构(46)和可移动的夹爪组件(47)，弹性卡环(10)通过所述卡环上料板(13)移动带至拾取位置，并通过所述夹取夹爪(24)夹取移动至装配位置并旋转至装配姿态，中间总成(9)通过所述夹爪组件(47)抓取移动至装配位置并置于所述弹性卡环(10)的开口内，装配时所述弹性卡环(10)开口通过所述撑开定位夹爪(33)撑开，且所述弹性卡环(10)撑开同时通过所述夹取夹爪(24)旋转回初始位置以及夹爪组件(47)配合移动套置于中间总成(9)的卡槽上，套置于中间总成(9)上的弹性卡环(10)通过所述辅助压装机构(46)压装。

2.根据权利要求1所述的弹性卡环自动装配机构，其特征在于：所述卡环上料机构(1)包括料架底座(11)、卡环导向组件(12)、卡环上料板(13)和上料气缸(15)，其中卡环上料板(13)与料架底座(11)滑动连接并通过上料气缸(15)驱动移动，卡环导向组件(12)设置于料架底座(11)上，弹性卡环(10)设置于所述卡环导向组件(12)上，且最下层的弹性卡环(10)通过所述卡环上料板(13)移动推出。

3.根据权利要求2所述的弹性卡环自动装配机构，其特征在于：在所述料架底座(11)上设有一个凹型支板(112)，所述卡环导向组件(12)设置于所述凹型支板(112)上，所述卡环上料板(13)由所述凹型支板(112)内穿过，最下层的弹性卡环(10)落入所述凹型支板(112)内并通过所述卡环上料板(13)接料，在所述料架底座(11)上设有用于检测所述卡环上料板(13)推出后有无弹性卡环(10)的检测传感器(14)。

4.根据权利要求1所述的弹性卡环自动装配机构，其特征在于：所述卡环夹取转移机构(2)包括底板(26)、伺服驱动组件(21)、移动座(25)、横移气缸(23)、夹爪旋转电缸(29)、夹爪气缸(22)和夹取夹爪(24)，其中移动座(25)与所述底板(26)滑动连接并通过所述伺服驱动组件(21)驱动移动，横移气缸(23)安装在所述移动座(25)上，且所述横移气缸(23)的缸杆伸缩方向与所述移动座(25)移动方向垂直，夹爪旋转电缸(29)安装在一个电缸座上，所述电缸座与所述移动座(25)滑动连接并通过所述横移气缸(23)驱动移动，夹爪气缸(22)安装在所述夹爪旋转电缸(29)的旋转端，夹取夹爪(24)通过所述夹爪气缸(22)驱动张合。

5.根据权利要求1所述的弹性卡环自动装配机构，其特征在于：所述卡环撑开机构(3)包括安装架(31)、撑开定位夹爪气缸(32)、撑开定位夹爪(33)和驱动气缸(34)，驱动气缸(34)设置于安装架(31)上，撑开定位夹爪气缸(32)通过所述驱动气缸(34)驱动移动，撑开定位夹爪(33)通过所述撑开定位夹爪气缸(32)驱动张合。

6.根据权利要求1所述的弹性卡环自动装配机构，其特征在于：所述机械手机构(4)包括支架(41)、水平伺服驱动组件(42)、垂直伺服驱动组件(44)、水平移动座、垂直升降座、夹爪组件(47)和辅助压装机构(46)，其中水平移动座与支架(41)滑动连接，水平伺服驱动组件(42)安装在所述支架(41)上，且所述水平移动座通过所述水平伺服驱动组件(42)驱动移动，垂直升降座与所述水平移动座滑动连接，垂直伺服驱动组件(44)安装在所述水平移动座上，且所述垂直升降座通过所述垂直伺服驱动组件(44)驱动升降，所述夹爪组件(47)安装在所述垂直升降座上，所述辅助压装机构(46)安装在所述支架(41)上。

7.根据权利要求6所述的弹性卡环自动装配机构，其特征在于：所述夹爪组件(47)包括连接板(471)、工件夹爪气缸(472)和工件夹爪(473)，所述连接板(471)安装在所述垂直升降座上，工件夹爪气缸(472)安装在所述连接板(471)上，工件夹爪(473)通过所述工件夹爪气缸(472)驱动张合。

8.根据权利要求6所述的弹性卡环自动装配机构，其特征在于：所述辅助压装机构(46)包括卡环压装夹爪(461)、压装夹爪气缸(462)、升降驱动气缸(464)和连接架(463)，其中所述连接架(463)与所述垂直升降座固连，升降驱动气缸(464)安装在所述连接架(463)上，所述压装夹爪气缸(462)通过所述升降驱动气缸(464)驱动升降，卡环压装夹爪(461)通过所述压装夹爪气缸(462)驱动张合。

9.根据权利要求6所述的弹性卡环自动装配机构，其特征在于：所述垂直升降座上设有叶轮检测机构(48)。

10.根据权利要求1所述的弹性卡环自动装配机构，其特征在于：所述卡环上料机构(1)、卡环夹取转移机构(2)、卡环撑开机构(3)和机械手机构(4)均设置于一个台板(5)上，待安装的中间总成(9)通过工件定位托盘(6)沿着工件传输线(8)移动由前一工位送至所述台板(5)上。