CN110369997A - 一种汽车凸轮轴与轴承及定位销自动装配设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车凸轮轴与轴承及定位销自动装配设备，旨在解决现在的凸轮轴和轴承装配人工参与度大，耗费人工，精度较差的缺点。该发明包括工作台、设置在工作台上的工作台输送总成、凸轮轴工装总成、凸轮轴定位总成、轴承上料总成以及轴承压装总成，汽车凸轮轴固定安装在凸轮轴工装总成上，凸轮轴工装总成设置在工作台输送总成上，轴承上料总成上设有用于抓取轴承的机械手，轴承压装总成上设有用于检测装配位移和装配压力的第一压力传感器和第二位移传感器。该设备具有凸轮轴和轴承装配自动化，智能化的优点，减少人力消耗，减少了对工人经验的依赖。

Description

一种汽车凸轮轴与轴承及定位销自动装配设备

技术领域

本发明涉及汽车零部件装配设备技术领域，更具体地说，它涉及一种汽车凸轮轴与轴承及定位销自动装配设备。

背景技术

凸轮轴是负责顶开发动机进、排气门。在现有的汽车凸轮轴与轴承及定位销装备生产中，主要是采用人上料，通过辅助夹具人工装夹，再通过人工操作压机进行压装，压装到位情况，主要是根据操作人员的经验进行判断，压装质量主要是通过目视检测装配后的结果，而且，两种装配是在两个分散的工序上进行装配生产的，这种装配生产方法，生产效率低，质量不稳定，质量可控性差，对操作工人要求高，且存在安全隐患，劳动强度大，生产成本高。无法适应现代自动化、智能化生产的需要。

中国专利公告号CN201720931746.3，发明的名称为手工装配凸轮轴滚子轴承的装置，该申请案公开了一种手工装配凸轮轴滚子轴承的装置，千斤顶的上端固定于框架内、下底座与移动板固定，移动板置于框架内，压装头固定于移动板的底端，支撑座上设有第一两阶圆柱状凸台，其中第一二阶内圈凸台上固定有与其同轴的对中杆，第一一阶外圈凸台用于承载穿设对中杆和第一二阶内圈凸台的轴承档，滚子轴承放置于轴承档上，支撑座上固定有两根支柱，两根支柱设于第一两阶圆柱状凸台的四周，两个支柱位于压装块的正下方；压装块位于压装头的正下方，压装块的底端设有第二两阶圆柱状凸台，第二两阶圆柱状凸台上沿着压装块开设有对中孔，对中孔套于对中杆上，其中第二二阶内圈凸台穿设滚子轴承的内圈，且第二一阶外圈凸台与滚子轴承的外圈接触。该装置具有人工参与度大，耗费人工，精度较差的缺点。

发明内容

本发明克服了现在凸轮轴装配轴承需要借助手工，耗费人力，精度差的缺点，提供了一种汽车凸轮轴与轴承及定位销自动装配设备，它能使得凸轮轴和轴承装配自动化，智能化。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种汽车凸轮轴与轴承及定位销自动装配设备，包括工作台输送总成、凸轮轴工装总成、凸轮轴定位总成、轴承上料总成以及轴承压装总成，汽车凸轮轴固定安装在凸轮轴工装总成上，凸轮轴工装总成设置在工作台输送总成上，轴承上料总成上设有用于抓取轴承的机械手，轴承压装总成上设有用于检测装配位移和装配压力的第一压力传感器和第二位移传感器。

工作台输送总成上从右至左依次设有凸轮轴定位总成、轴承上料总成和轴承压装总成。各总成均电连接到控制器上。凸轮轴工装总成在工作台输送总成上往复移动，将凸轮轴带到工序对应的总成下。凸轮轴由外部的机械臂移动到凸轮轴工装总成上。轴承上料总成上的机械手将轴承移动到安装位置上。轴承的安装可通过检测装配时的压力与位移的曲线关系来判断是否安装合格，免去了人工检测的人力和误差。

作为优选，工作台输送总成包括工作台、设置在工作台上的轨道槽、可在轨道槽上滑动的直线滑台机构、驱动直线滑台机构的第一气缸驱动机构、以及用于对直线滑台机构限位的升降挡停机构。轨道槽包括两列轨道，直线滑台机构通过驱动机构可在轨道槽上左右滑动（所谓左右方向指的是Y坐标方向）。在轨道槽的中段设有升降挡停机构，用于辅助直线滑台机构在轴承压装总成对应位置停机。在轨道槽的最左端也有挡停机构，防止直线滑台撞击在边缘位置，造成损伤，对滑台机构在定位销上料压装总成对应位置停机定位。升降挡停机构可以在驱动机构的作用下升降。在控制器的控制下，直线滑台机构就可以在需要的时候滑出升降挡停机构位置。第一气缸驱动直线滑台机构。

作为优选，凸轮轴工装总成包括安装在直线滑台机构上的工装支架、固定架以及转臂，工装支架上底部设有用于通过凸轮轴的通孔，固定架安装在工装支架顶部，固定架上设有用于夹装凸轮轴轴体部分的“v”型定位块和可与固定架作相对运动的滑动定向锁块，转臂转动连接在回转下压气缸上，转臂上设有凸出的压板。固定架设置在工装支架的顶端，当机械臂把凸轮轴放置到工装支架上时，需要调整其高度位置和偏转角度。高度通过凸轮轴定位总成上的上定位机构和下定位机构定位。“v”型定位块设置在滑动定向锁块的下方，“v”型定位块的侧壁对齐凸轮轴的轴体部分。此时上面的凸轮正好与滑动定向锁块在同一高度，此时凸轮轴定位总成会旋转凸轮轴，使得凸轮推动滑动定向锁块。滑动定向锁块会与固定架做相对移动。滑动定向锁块与固定架之间连接有弹性件，无外力情况下会复位。当滑动定向锁块到达最大行程后卡死，此时凸轮轴凸轮边缘和轴心连线最远的点正对滑动定向锁块。回转下压气缸转动使得压板压在轴体的凸轮上，完成定位。

作为优选，凸轮轴定位总成包括安装在工作台上的下定位机构、定位检测支架、可在定位检测支架上做Y、Z方向运动的固定板，下定位机构为可在工作台上升降的顶尖，固定板上设有上定位机构，固定板上设有用于通过凸轮轴的通孔，固定板在通孔上方设置了与通孔同轴的顶尖，顶尖连接驱动机构可绕其轴心转动。凸轮轴定位总成设有定位检测支架，定位检测支架上设有第二气缸驱动、Y轴移动滑台，Y轴移动滑台上设有第三气缸驱动、Z轴移动支架，Z轴移动支架上设有第四气缸驱动、固定板、固定块，固定板上设有上定位机构。上定位机构和下定位机构上设有向下和向上的顶尖。这些Y轴移动滑台和Z轴移动支架通过连接的第二气缸驱动、第三气缸驱动进行Y轴和Z轴的移动，使得上定位机构对齐凸轮轴。凸轮轴的转动是这样实现的：第四气缸驱动工作轴伸出，通过齿轮齿条传动机构驱动上定位机构转动，最终带动凸轮轴工件旋转。

作为优选，轴承上料总成包括上料支架、用于储料的储料杆、用于送料的Y方向推块、转接板以及可在X、Y方向上移动的机械手，上料支架上部设有水平的上料固定板，储料杆连接在储料架固定板上方，Y方向推块设置在储料架固定板Y方向的一端，Y方向推块在其行程方向上连接驱动机构，上料固定板远离Y方向推块的一端设有防止轴承掉落的小小挡块和可升降的转接板，转接板上设有检测卡规以及检测转接板在Z方向上位移的第一位移传感器，抓取机械手可在Y-Z空间内旋转。轴承上料总成设有上料支架、机械手支架，上料支架上设有第五气缸驱动、储料支架、检测支架、小挡块，第五气缸驱动上设有Y方向推块，储料支架上设有一根储料杆，检测支架上设有第七气缸驱动，第七气缸驱动上设有转接板，转接板上设有检测卡规、第一位移传感器，机械手支架上设有机械手。储料杆悬在上料固定板上方。当一块轴承被推出，下一块轴承落到上料固定板上。机械手工作先沿Y轴方向向后移动，移动到位后再沿Z轴方向向下移动到位，手指抓取轴承工件后，机械手反向工作先沿Z轴方向向上移动，移动到位后再沿Y轴方向向前移动到位，机械手再工作沿Z轴方向向下移动到位，手指松开将轴承工件放置凸轮轴工件上，机械手再次反向工作先沿Z轴方向向上移动，移动到位后再沿Y轴方向向前移动到初始零位。

作为优选，储料架固定板上还有X方向推块，储料架固定板上设有若干在Y方向并列设置的储料杆，储料杆下方设有X方向推块，X方向推块设置在储料架固定板X方向的一端，X方向推块在其行程方向上连接有驱动机构，储料架固定板在远离X方向推块的一端设有挡板。轴承上料总成设有上料支架、机械手支架，上料支架上设有挡板、第五气缸驱动、储料支架、四个第六气缸驱动、检测支架、小挡块，第五气缸驱动上设有推板，储料支架上设有四根储料杆，检测支架上设有第七气缸驱动，第七气缸驱动上设有转接板，转接板上设有检测卡规、第一位移传感器，机械手支架上设有机械手。工将轴承工件上料到储料杆上，第六气缸驱动工作轴伸出，通过X方向推块推动轴承工件碰到挡板后，第六气缸驱动反向工作缩回到初始零位，第五气缸驱动工作轴伸出，驱动推板向右移动，推动轴承工件碰到小挡块时，第五气缸驱动反向工作缩回初始零位，第七气缸驱动工作轴伸出，驱动转接板下降到位，通过检测卡规和第一位移传感器检测轴承正面方向，检测完成，第七气缸驱动反向工作轴缩回，驱动转接板上升到位，检测卡规和第一位移传感器回到初始零位，根据轴承面检测结果，当正面向上时（当反面向上时，机械手手腕转动180°），机械手工作先沿Y轴方向向后移动，移动到位后再沿Z轴方向向下移动到位，手指抓取轴承工件后，机械手反向工作先沿Z轴方向向上移动，移动到位后再沿Y轴方向向前移动到位，机械手再工作沿Z轴方向向下移动到位，手指松开将轴承工件放置凸轮轴工件上，机械手再次反向工作先沿Z轴方向向上移动，移动到位后再沿Y轴方向向前移动到初始零位。

作为优选，轴承压装总成包括轴承压装支架、轴承压装支架顶部的第一增压缸和连接在第一增压缸上的第一压头，轴承压装支架上设有可升降的第一固定支架，第一固定支架侧面上设有凸出的第一感应块，第一感应块下方设有检测行程的第二位移传感器。第一压头在第一增压缸的作用下将轴承压装在凸轮轴上。第一增压缸驱动工作，通过第一压力传感器和第一压力传感器固定支座驱动第一压头向下移动，第一压头向下移动到压装轴承前初定位置时，第一感应块压缩第二位移传感器，控制系统将第一压力传感器和第二位移传感器检测的数据记录存储在对应编码的数据库中，装配完成，第一增压缸驱动反向工作，第一压力传感器固定支座向上移动回到初始零位，升降挡停机构反向工作缩回放行。

作为优选，工作台上还设有定位销上料压装总成，定位销上料压装总成包括定位销压装支架、定位销压装支架顶部的第二增压缸和连接在第二增压缸上的第二压头，轴承压装支架上设有可升降的定位销固定板，定位销固定板上设有导料嘴，导料嘴通过出料管连接有进料机构，导料嘴上方设有导料顶针，导料顶针在第二压头的升降方向上，导料顶针下方设置有定位销工件，定位销压装支架上设有可升降的第二固定支架，第一固定支架侧面上设有凸出的第二感应块，第二感应块下方设有检测行程的第二位移传感器。人工将定位销工件上料到振动盘内，根据轴承工件与凸轮轴装配中实时检测结果，不合格在第三个工位有机器人直接下料至不合格品储料框，合格品则第三个工位进行定位销与凸轮轴装配，第八气缸驱动反向工作轴缩回，通过拖板和定位销固定板驱动导料嘴下降到位。导料嘴下端面压紧凸轮轴上端面，处于定位销工件上料位，第二增压缸驱动工作，通过第二压力传感器和第二压力传感器固定支座，驱动第二压头移动下降，压迫顶针向下移动，将定位销工件压入凸轮轴定位销孔中，压迫顶针向下移动到初定位置时，第二感应块开始压缩第三位移传感器，第二增压缸驱动反向工作，第二压力传感器固定支座向上移动回到初始零位，第八气缸驱动工作轴伸出，导料嘴上升回到初始零位，回转下压气缸再反向工作，驱动转臂和压板松开凸轮轴工件后再逆时针摆动回到初始零位时。定位销的安装可通过检测装配时的压力与位移的曲线关系来判断是否安装合格，免去了人工检测的人力和误差。机器人抓取装配组件，第一次检测不合格时，就不用进行定位销压装和第二次检测，而是直接到下料工位进行下料。合格件放到输送线上流入下道工序，不合格品放到不合格品储料框，同时，直线滑台机构反向工作，带着凸轮轴工装总成回到初始零位。

作为优选，进料机构包括设置在定位销压装支架底部的振动盘和进料固定座，震动盘和进料固定座之间通过进料管连通，进料固定座连通出料管。进料固定座内设有物料转移块，物料转移块连接第九气缸。通过物料转移块改变物料固定座与出料管的连通关系。振动盘工作，通过进料管和进料固定座将定位销工件送到物料转移块孔内，第九气缸驱动反向工作缩回，将定位销工件移载到出料管下端口，通过进料固定座连通的气缸将定位销工件沿出料管吹入导料嘴后，第九气缸驱动工作轴伸出，物料转移块移动回到初始零位。

作为优选，上料固定板下端面连接有固定块，固定块下方设有用于对齐凸轮轴定位销开孔的圆柱销。第三气缸驱动反向工作，驱动Z轴移动支架上升移动回到初始零位，下定位机构下降到初始零位，第二气缸驱动工作轴伸出，驱动Y轴移动滑台移动到位，第三气缸驱动再次工作，驱动Z轴移动支架下降移动到位，通过圆柱销对凸轮轴工件端面定位销孔角度位置进行检测，检测后第三气缸驱动再次反向工作轴缩回，驱动Z轴移动支架上升移动回到初始零位，第二气缸驱动反向工作缩回，驱动Y轴移动滑台移动回到初始零位。检测孔位不不正确重复以上旋转定位，直到孔位正确。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）自动化生产，节约人力；（2）安装精准，不再依赖人的经验；（3）通过传感器精确判断工件装配是否合格，取代之前的以目力判断，通过控制器配合编码器判断，将不合拍品剔出；（4）在一道工序中完成轴承和定位销的安装和检测，加快生产节拍。

附图说明

图1是本发明的总装图；

图2是本发明中的工作台及工作台输送总成图；

图3是本发明中的凸轮轴工装总成图；

图4是本发明中的凸轮轴定位总成图；

图5是本发明中的轴承上料总成图；

图6是本发明中的轴承压装总成图；

图7是本发明中的定位销上料压装总成图；

图8是本发明的流程图（1）；

图9是本发明的流程图（2）；

图10是本发明的流程图（3）；

图中：1、工作台输送总成，2、凸轮轴工装总成，3、凸轮轴定位总成，4、轴承上料总成，5、轴承压装总成，6、定位销上料压装总成，

101、工作台，102、下定位机构，103、直线滑台机构，104、升降挡停机构，105、第一气缸驱动机构，

201、工装支架，202、固定架，203、“v”型定位块，204、滑动定向锁块，207、转臂，208、压板，209、回转下压气缸，

301、定位检测支架，302、第二气缸驱动，303、Y轴移动滑台，304、第三气缸驱动，305、Z轴移动支架，306、齿轮齿条传动机构，307、第四气缸驱动，308、上定位机构，309、上料固定板，310、固定块，311、圆柱销，

401、挡板，402、Y方向推块，403、第五气缸驱动，404、上料支架，405、第六气缸驱动，405A、X方向推块，406、储料支架，407、储料杆，408、检测支架，409、第七气缸驱动，410、转接板，411、检测卡规，412、小挡块，413、机械手，414、机械手支架，C401、第一位移传感器，415、储料架固定板，

503、第一压力传感器固定支座，504、第一压头，505、第一感应块，506、第一增压缸，C501、第一压力传感器，C504、第二位移传感器，

601、定位销压装支架，602、振动盘，604、拖板，605、定位销固定板，606、第二感应块，607、第二压力传感器固定支座，608、第二增压缸驱动，609、第二压头，610、导料顶针，611、导料嘴，613、第八气缸驱动，614、出料管，615、进料管，616、第九气缸驱动，619、物料转移块，C601、第三位移传感器，C602、第二压力传感器。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

实施例：

一种汽车凸轮轴与轴承及定位销自动装配设备，如图1所示，包括工作台输送总成1、凸轮轴工装总成2、凸轮轴定位总成3、轴承上料总成4以及轴承压装总成5，汽车凸轮轴固定安装在凸轮轴工装总成上，凸轮轴工装总成设置在工作台输送总成上，轴承上料总成上设有用于抓取轴承的机械手413，轴承压装总成上设有用于检测装配位移和装配压力的第一压力传感器C501和第二位移传感器。如图2所示，工作台输送总成包括工作台101、设置在工作台上的轨道槽、可在轨道槽上滑动的直线滑台机构103、驱动直线滑台机构的第一气缸驱动机构105、以及用于对直线滑台机构限位的升降挡停机构104。如图3所示，凸轮轴工装总成包括安装在直线滑台机构上的工装支架201、固定架202以及转臂207，工装支架上底部设有用于通过凸轮轴的通孔，固定架安装在工装支架顶部，固定架上设有用于夹装凸轮轴轴体部分的“v”型定位块203和可与固定架作相对运动的滑动定向锁块204，转臂转动连接在回转下压气缸209上，转臂上设有凸出的压板208。如图4所示，凸轮轴定位总成包括安装在工作台上的下定位机构102、定位检测支架301、可在定位检测支架上做Y、Z方向运动的固定板，下定位机构为可在工作台上升降的顶尖，固定板上设有上定位机构308，固定板上设有用于通过凸轮轴的通孔，固定板在通孔上方设置了与通孔同轴的上顶尖，上下两顶尖同轴，上顶尖连接驱动机构，上下顶尖可绕其轴心转动。如图5所示，轴承上料总成包括上料支架、用于储料的储料杆、用于送料的Y方向推块402、转接板410以及可在X、Y方向上移动的机械手，上料支架上部设有水平的储料架固定板415，储料杆连接在储料架固定板上方，Y方向推块设置在储料架固定板Y方向的一端，Y方向推块在其行程方向上连接驱动机构，储料架固定板远离Y方向推块的一端设有防止轴承掉落的小挡块412和可升降的转接板，转接板上设有检测卡规411以及检测转接板在Z方向上位移的第一位移传感器C401，抓取机械手可在Y-Z空间内旋转。储料架固定板上还有X方向推块，储料架固定板上设有若干在Y方向并列设置的储料杆，储料杆下方设有X方向推块，X方向推块设置在储料架固定板X方向的一端，X方向推块在其行程方向上连接有驱动机构，储料架固定板在远离X方向推块的一端设有挡板401。如图6所示，轴承压装总成包括轴承压装支架、轴承压装支架顶部的第一增压缸506和连接在第一增压缸上的第一压头504，轴承压装支架上设有可升降的第一固定支架，第一固定支架侧面上设有凸出的第一感应块505，第一感应块下方设有检测行程的第二位移传感器C504。如图7所示，工作台上还设有定位销上料压装总成6，定位销上料压装总成包括定位销压装支架601、定位销压装支架顶部的第二增压缸和连接在第二增压缸上的第二压头，轴承压装支架上设有可升降的定位销固定板605，定位销固定板上设有导料嘴611，导料嘴通过出料管连接有进料机构，导料嘴上方设有导料顶针610，导料顶针在第二压头的升降方向上，导料顶针下方设置有定位销工件，定位销压装支架上设有可升降的第二固定支架，第一固定支架侧面上设有凸出的第二感应块606，第二感应块下方设有检测行程的第二位移传感器。进料机构包括设置在定位销压装支架底部的振动盘和进料固定座，震动盘和进料固定座之间通过进料管连通，进料固定座连通气缸，进料固定座连通出料管。上料固定板309下端面连接有固定块310，固定块310下方设有用于对齐凸轮轴定位销开孔的圆柱销311。

工作台输送总成上从右至左依次设有凸轮轴定位总成、轴承上料总成和轴承压装总成。各总成均电连接到控制器上。凸轮轴工装总成在工作台输送总成上往复移动，将凸轮轴带到工序对应的总成下。凸轮轴由外部的机械臂移动到凸轮轴工装总成上。轴承上料总成上的机械手将轴承移动到安装位置上。轴承的安装可通过检测装配时的压力与位移的曲线关系来判断是否安装合格，免去了人工检测的人力和误差。轨道槽包括两列轨道，直线滑台机构通过驱动机构可在轨道槽上左右滑动（所谓左右方向指的是Y坐标方向）。在轨道槽的中段设有升降挡停机构，用于辅助直线滑台机构在轴承压装总成对应位置停机。在轨道槽的最左端也有挡停机构，防止直线滑台撞击在边缘位置，造成损伤，以及对该设备进行定位，对滑台机构在定位销上料压装总成对应位置停机定位。升降挡停机构可以在驱动机构的作用下升降。在控制器的控制下，直线滑台机构就可以在需要的时候滑出升降挡停机构位置。第一气缸驱动直线滑台机构。固定架设置在工装支架的顶端，当机械臂把凸轮轴放置到工装支架上时，需要调整其高度位置和偏转角度。高度通过凸轮轴定位总成上的上定位机构和下定位机构定位。“v”型定位块设置在滑动定向锁块的下方，“v”型定位块的侧壁对齐凸轮轴的轴体部分。此时上面的凸轮正好与滑动定向锁块在同一高度，此时凸轮轴定位总成会旋转凸轮轴，使得凸轮推动滑动定向锁块。滑动定向锁块会与固定架做相对移动。滑动定向锁块与固定架之间连接有弹性件，无外力情况下会复位。当滑动定向锁块到达最大行程后卡死，此时凸轮轴凸轮边缘和轴心连线最远的点正对滑动定向锁块。回转下压气缸转动使得压板压在轴体的凸轮上，完成定位。凸轮轴定位总成设有定位检测支架，定位检测支架上设有第二气缸驱动302、Y轴移动滑台303，Y轴移动滑台上设有第三气缸驱动304、Z轴移动支架305，Z轴移动支架上设有第四气缸驱动、固定板、固定块，固定板上设有上定位机构。上定位机构和下定位机构上设有向下和向上的顶尖。这些Y轴移动滑台和Z轴移动支架通过连接的第二气缸驱动、第三气缸驱动进行Y轴和Z轴的移动，使得上定位机构对齐凸轮轴。凸轮轴的转动是这样实现的：第四气缸驱动307工作轴伸出，通过齿轮齿条传动机构306驱动上定位机构转动，最终带动凸轮轴工件旋转。轴承上料总成设有上料支架404、机械手支架414，上料支架上设有第五气缸驱动403、储料支架、检测支架408、小挡块412，第五气缸驱动上设有Y方向推块，储料支架上设有一根储料杆，检测支架上设有第七气缸驱动409，第七气缸驱动上设有转接板410，转接板上设有检测卡规411、第一位移传感器C401，机械手支架上设有机械手。储料杆悬在储料架固定板上方。当一块轴承被推出，下一块轴承落到储料架固定板上。机械手工作先沿Y轴方向向后移动，移动到位后再沿Z轴方向向下移动到位，手指抓取轴承工件后，机械手反向工作先沿Z轴方向向上移动，移动到位后再沿Y轴方向向前移动到位，机械手再工作沿Z轴方向向下移动到位，手指松开将轴承工件放置凸轮轴工件上，机械手再次反向工作先沿Z轴方向向上移动，移动到位后再沿Y轴方向向前移动到初始零位。轴承上料总成设有上料支架、机械手支架，上料支架上设有挡板、第五气缸驱动、储料支架406、四个第六气缸驱动405、检测支架、小挡块，第五气缸驱动上设有推板，储料支架上设有四根储料杆407，检测支架上设有第七气缸驱动，第七气缸驱动上设有转接板，转接板上设有检测卡规、第一位移传感器，机械手支架上设有机械手。工将轴承工件上料到储料杆上，第六气缸驱动工作轴伸出，通过X方向推块405A推动轴承工件碰到挡板后，第六气缸驱动反向工作缩回到初始零位，第五气缸驱动工作轴伸出，驱动推板向右移动，推动轴承工件碰到小挡块时，第五气缸驱动反向工作缩回初始零位，第七气缸驱动工作轴伸出，驱动转接板下降到位，通过检测卡规和第一位移传感器检测轴承正面方向，检测完成，第七气缸驱动反向工作轴缩回，驱动转接板上升到位，检测卡规和第一位移传感器回到初始零位，根据轴承面检测结果，当正面向上时（当反面向上时，机械手手腕转动180°），机械手工作先沿Y轴方向向后移动，移动到位后再沿Z轴方向向下移动到位，手指抓取轴承工件后，机械手反向工作先沿Z轴方向向上移动，移动到位后再沿Y轴方向向前移动到位，机械手再工作沿Z轴方向向下移动到位，手指松开将轴承工件放置凸轮轴工件上，机械手再次反向工作先沿Z轴方向向上移动，移动到位后再沿Y轴方向向前移动到初始零位。第一压头在第一增压缸的作用下将轴承压装在凸轮轴上。第一增压缸驱动工作，通过第一压力传感器和第一压力传感器固定支座503驱动第一压头向下移动，第一压头向下移动到压装轴承前初定位置时，第一感应块压缩第二位移传感器，控制系统将第一压力传感器和第二位移传感器检测的数据记录存储在对应编码的数据库中，装配完成，第一增压缸驱动反向工作，第一压力传感器固定支座向上移动回到初始零位，升降挡停机构反向工作缩回放行。人工将定位销工件上料到振动盘内，根据轴承工件与凸轮轴装配中实时检测结果，不合格在第三个工位有机器人直接下料至不合格品储料框，合格品则第三个工位进行定位销与凸轮轴装配，第八气缸驱动613反向工作轴缩回，通过拖板604驱动导料嘴下降到位。导料嘴下端面压紧凸轮轴上端面，处于定位销工件上料位，第二增压缸驱动工作，通过第二压力传感器和第二压力传感器固定支座607，驱动第二压头609移动下降，压迫顶针向下移动，将定位销工件压入凸轮轴定位销孔中，压迫顶针向下移动到初定位置时，第二感应块压缩第三位移传感器，第二增压缸驱动608反向工作，第二压力传感器固定支座向上移动回到初始零位，第八气缸驱动工作轴伸出，导料嘴上升回到初始零位，回转下压气缸再反向工作，驱动转臂和压板松开凸轮轴工件后再逆时针摆动回到初始零位时，机器人抓取装配组件，第一次检测不合格时，就不用进行定位销压装和第二次检测，而是直接到下料工位进行下料。合格件放到输送线上流入下道工序，不合格品放到不合格品储料框，同时，直线滑台机构反向工作，带着凸轮轴工装总成回到初始零位。进料固定座内设有物料转移块，物料转移块连接第九气缸。通过物料转移块改变物料固定座与出料管的连通关系。振动盘工作，通过进料管615和进料固定座将定位销工件送到物料转移块孔内，第九气缸驱动反向工作缩回，将定位销工件移载到出料管614下端口，通过进料固定座连通的气缸将定位销工件沿出料管吹入导料嘴后，第九气缸驱动616工作轴伸出，物料转移块移动回到初始零位。第三气缸驱动反向工作，驱动Z轴移动支架上升移动回到初始零位，下定位机构下降到初始零位，第二气缸驱动工作轴伸出，驱动Y轴移动滑台移动到位，第三气缸驱动再次工作，驱动Z轴移动支架下降移动到位，通过圆柱销对凸轮轴工件端面定位销孔角度位置进行检测，检测后第三气缸驱动再次反向工作轴缩回，驱动Z轴移动支架上升移动回到初始零位，第二气缸驱动反向工作缩回，驱动Y轴移动滑台移动回到初始零位，检测孔位不不正确重复以上旋转定位，检测孔位正确。

控制方法：

如图8、9和10所示，启动电源，调出程序，各运动机构处于初始工作零位，机器人抓取输送线上扫码后的凸轮轴工件并上料到凸轮轴工装总成上定位放置后移开，回转下压气缸工作轴顺时针旋转90°缩回，驱动转臂和压板顺时针摆动90°后压紧凸轮轴工件，下定位机构上升到位后停止，第三气缸驱动工作轴伸出，驱动Z轴移动支架下降移动到位，通过上下两顶尖顶紧凸轮轴工件两端中心孔，回转下压气缸反向工作轴伸出逆时针旋转90°，驱动转臂和压板松开凸轮轴工件后再逆时针摆动回到初始零位时，第四气缸驱动工作轴伸出，通过齿轮齿条传动机构驱动上定位机构转动，最终带动凸轮轴工件旋转，当凸轮轴工件旋转到定位缺口与滑动定向锁块对应时，滑动定向锁块伸出插入该缺口对工件进行角度定位，定位完成后，回转下压气缸再次工作，驱动转臂和压板顺时针摆动90°后再次压紧凸轮轴工件，第三气缸驱动反向工作，驱动Z轴移动支架上升移动回到初始零位，下定位机构下降到初始零位，第二气缸驱动工作轴伸出，驱动Y轴移动滑台移动到位，第三气缸驱动再次工作，驱动Z轴移动支架下降移动到位，通过圆柱销对凸轮轴工件端面定位销孔角度位置进行检测，检测后第三气缸驱动再次反向工作轴缩回，驱动Z轴移动支架上升移动回到初始零位，第二气缸驱动反向工作缩回，驱动Y轴移动滑台移动回到初始零位，检测孔位不不正确重复以上旋转定位，检测孔位正确，直线滑台机构工作，带着凸轮轴工装总成移动到轴承压装工位，直线滑台机构拖板碰到升降挡停机构挡位杆停止。

人工将轴承工件上料到储料杆上，第六气缸驱动工作轴伸出，通过连接推板推动轴承工件碰到挡板后，第六气缸驱动反向工作缩回到初始零位，第五气缸驱动工作轴伸出，驱动推板向右移动，推动轴承工件碰到小挡板时，第五气缸驱动反向工作缩回初始零位，第七气缸驱动工作轴伸出，驱动转接板下降到位，通过检测卡规和第一位移传感器检测轴承正面方向，检测完成，第七气缸驱动反向工作轴缩回，驱动转接板上升到位，检测卡规和第一位移传感器回到初始零位，根据轴承面检测结果，当正面向上时（当反面向上时，机械手手腕转动180°），机械手工作先沿Y轴方向向后移动，移动到位后再沿Z轴方向向下移动到位，手指抓取轴承工件后，机械手反向工作先沿Z轴方向向上移动，移动到位后再沿Y轴方向向前移动到位，机械手再工作沿Z轴方向向下移动到位，手指松开将轴承工件放置凸轮轴工件上，机械手再次反向工作先沿Z轴方向向上移动，移动到位后再沿Y轴方向向前移动到初始零位，第一增压缸驱动工作，通过第一压力传感器和第一压力传感器固定支座503驱动第一压头向下移动，第一压头向下移动到压装轴承前初定位置时，第一感应块压缩第二位移传感器，控制系统将第一压力传感器和第二位移传感器检测的数据记录存储在对应编码的数据库中，装配完成，第一增压缸驱动反向工作，第一压力传感器固定支座向上移动回到初始零位，升降挡停机构反向工作缩回放行，直线滑台机构继续工作，带着凸轮轴工装总成移动到定位销压装工位停止。

人工将定位销工件上料到振动盘内，根据轴承工件与凸轮轴装配中实时检测结果，不合格在第三个工位有机器人直接下料至不合格品储料框，合格品则第三个工位进行定位销与凸轮轴装配，第八气缸驱动反向工作轴缩回，通过拖板和定位销固定板驱动导料嘴下降到位。导料嘴下端面压紧凸轮轴上端面，处于定位销工件上料位，振动盘工作，通过进料管和固定座将定位销工件送到物料转移块619孔内，第九气缸驱动反向工作缩回，将定位销工件移载到出料管下端口，通过固定座下面进口气压将定位销工件沿出料管吹入导料嘴后，第九气缸驱动工作轴伸出，物料转移块移动回到初始零位，第二增压缸驱动工作，通过第二压力传感器C602和第二压力传感器固定支座，驱动第二压头移动下降，压迫顶针向下移动，将定位销工件压入凸轮轴定位销孔中，压迫顶针向下移动前初定位置时，感应块压缩第三位移传感器C601，第二增压缸驱动反向工作，第二压力传感器固定支座向上移动回到初始零位，第八气缸驱动工作轴伸出，导料嘴上升回到初始零位，回转下压气缸再反向工作，驱动转臂和压板松开凸轮轴工件后再逆时针摆动回到初始零位时，机器人抓取装配组件，第一次检测不合格时，就不用进行定位销压装和第二次检测，而是直接到下料工位进行下料。合格件放到输送线上流入下道工序，不合格品放到不合格品储料框，同时，直线滑台机构反向工作，带着凸轮轴工装总成回到初始零位。

以上所述的实施例只是本发明的较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种汽车凸轮轴与轴承及定位销自动装配设备，其特征是，包括工作台输送总成、凸轮轴工装总成、凸轮轴定位总成、轴承上料总成、轴承压装总成以及定位销上料压装总成，汽车凸轮轴固定安装在凸轮轴工装总成上，凸轮轴工装总成设置在工作台输送总成上，轴承上料总成上设有用于抓取轴承的机械手，轴承压装总成上设有用于检测装配位移和装配压力的第一压力传感器和第二位移传感器。

2.根据权利要求1所述的一种汽车凸轮轴与轴承及定位销自动装配设备，其特征是，工作台输送总成包括工作台、设置在工作台上的轨道槽、可在轨道槽上滑动的直线滑台机构、驱动直线滑台机构的第一气缸驱动机构、以及用于对直线滑台机构限位的升降挡停机构。

3.根据权利要求2所述的一种汽车凸轮轴与轴承及定位销自动装配设备，其特征是，凸轮轴工装总成包括安装在直线滑台机构上的工装支架、固定架以及转臂，工装支架上底部设有用于通过凸轮轴的通孔，固定架安装在工装支架顶部，固定架上设有用于夹装凸轮轴轴体部分的“v”型定位块和可与固定架作相对运动的滑动定向锁块，转臂转动连接在回转下压气缸上，转臂上设有凸出的压板。

4.根据权利要求1所述的一种汽车凸轮轴与轴承及定位销自动装配设备，其特征是，凸轮轴定位总成包括安装在工作台上的下定位机构、定位检测支架、可在定位检测支架上做Y、Z方向运动的固定板，下定位机构为可在工作台上升降的顶尖，固定板上设有上定位机构，固定板上设有用于通过凸轮轴的通孔，固定板在通孔上方设置了与通孔同轴的顶尖，顶尖连接驱动机构可绕其轴心转动。

5.根据权利要求1所述的一种汽车凸轮轴与轴承及定位销自动装配设备，其特征是，轴承上料总成包括上料支架、用于储料的储料杆、用于送料的Y方向推块、转接板以及可在X、Y方向上移动的机械手，上料支架上部设有水平的上料固定板，储料杆连接在储料架固定板上方，Y方向推块设置在储料架固定板Y方向的一端，Y方向推块在其行程方向上连接驱动机构，上料固定板远离Y方向推块的一端设有防止轴承掉落的小挡块和可升降的转接板，转接板上设有检测卡规以及检测转接板在Z方向上位移的第一位移传感器，抓取机械手可在Y-Z空间内旋转。

6.根据权利要求5所述的一种汽车凸轮轴与轴承及定位销自动装配设备，其特征是，储料架固定板上还有X方向推块，储料架固定板上设有若干在Y方向并列设置的储料杆，储料杆下方设有X方向推块，X方向推块设置在储料架固定板X方向的一端，X方向推块在其行程方向上连接有驱动机构，储料架固定板在远离X方向推块的一端设有挡板。

7.根据权利要求1所述的一种汽车凸轮轴与轴承及定位销自动装配设备，其特征是，轴承压装总成包括轴承压装支架、轴承压装支架顶部的第一增压缸和连接在第一增压缸上的第一压头，轴承压装支架上设有可升降的第一固定支架，第一固定支架侧面上设有凸出的第一感应块，第一感应块下方设有检测行程的第二位移传感器。

8.根据权利要求1至7的任意一项所述的一种汽车凸轮轴与轴承及定位销自动装配设备，其特征是，定位销上料压装总成包括定位销压装支架、定位销压装支架顶部的第二增压缸和连接在第二增压缸上的第二压头，轴承压装支架上设有可升降的定位销固定板，定位销固定板上设有导料嘴，导料嘴通过出料管连接有进料机构，导料嘴上方设有导料顶针，导料顶针在第二压头的升降方向上，导料顶针下方设置有定位销工件，定位销压装支架上设有可升降的第二固定支架，第一固定支架侧面上设有凸出的第二感应块，第二感应块下方设有检测行程的第二位移传感器。

9.根据权利要求8所述的一种汽车凸轮轴与轴承及定位销自动装配设备，其特征是，进料机构包括设置在定位销压装支架底部的振动盘和进料固定座，震动盘和进料固定座之间通过进料管连通，进料固定座连通出料管。

10.根据权利要求9所述的一种汽车凸轮轴与轴承及定位销自动装配设备，其特征是，上料固定板下端面连接有固定块，固定块下方设有用于对齐凸轮轴定位销开孔的圆柱销。