CN110977389B - 机油泵齿轮轴自动压装设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机油泵部件组装技术领域，公开机油泵齿轮轴自动压装设备，包括齿轮来料线、齿轮加热装置、转轴来料线、转轴长短识别机构、压装机构、成品齿轮下料线、将齿轮从齿轮来料线转移至齿轮加热装置的移栽机构及依次将齿轮加热装置上的热齿轮、转轴长短识别机构处的转轴抓取至压装机构完成压装并下料至成品齿轮下料线的三工位转换抓手，压装机构安装在一台板上。实现齿轮来料加热、转轴来料长短识别、压装、下料全过程自动进行，通过转轴长短识别机构对转轴施行一长一短有序分配来与齿轮配合压装，确保压装过程有序且无误进行；对中气缸从齿轮外周对围包齿轮以固定位置供转轴下压的，提升了压装设备的适用性，确保齿轮的精确定位。

Description

机油泵齿轮轴自动压装设备

技术领域

本发明涉及机油泵部件组装技术领域，具体地，涉及一种机油泵齿轮轴自动压装设备。

背景技术

目前机油泵的齿轮和轴压装基本是采用人工将转轴放置到定位齿轮定位治具中，油缸将转轴压入齿轮，但这样的操作将带来如下缺陷：

1）人工识别转轴长短，人员疲劳的情况下存在放错的风险；

2）齿轮存在不同厚度，需要对应的存在不同规格的定位治具，更换齿轮规格则需要调整更换定位治具，一来造成治具制作浪费，二来更换治具过程复杂，严重降低生产效率。

发明内容

本发明解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种在实现齿轮和转轴自动上料的同时能对转轴长短自动识别的机油泵齿轮轴自动压装设备。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种机油泵齿轮轴自动压装设备，将转轴压装入齿轮，包括齿轮来料线、齿轮加热装置、转轴来料线、转轴长短识别机构、压装机构、成品齿轮下料线、将齿轮从齿轮来料线转移至齿轮加热装置的移栽机构及依次将齿轮加热装置上的热齿轮、转轴长短识别机构处的转轴抓取至压装机构完成压装并下料至成品齿轮下料线的三工位转换抓手，压装机构安装在一台板上。

进一步地，转轴长短识别机构包括安装于台板上的固定底板，固定底板上设有气缸安装板，气缸安装板侧面安装有旋转气缸，旋转气缸上通过连接板连接有供转轴插入的接料斗，接料斗末端为封闭端且接料斗在靠近封闭端端面的侧面开设有通孔，通孔外设有第一感应器用于感应转轴来料，接料斗可跟随旋转气缸旋转，固定底板上还通过支架安装有用于识别转轴长短的第二感应器，第二感应器的安装高度处在插有转轴的接料斗旋转至竖直状态时其内短转轴端面至长转轴的端面之间。

更进一步地，移栽机构包括垂直于齿轮来料线的模组、可在模组驱动下沿模组长度方向滑移的滑轨，滑轨上安装顶升气缸，顶升气缸伸缩端连接有顶升板，顶升板上设置垂直于模组长度方向的横移气缸，横移气缸伸缩端设有至少一个夹爪气缸，夹爪气缸上设置有撑开夹爪用于抓取齿轮。

再进一步地，横移气缸伸缩端的夹爪气缸为两个。

再进一步地，齿轮加热装置为两个且沿平行于模组长度的方向并排布置。

还进一步地，齿轮加热装置上还设有供加热的齿轮暂存的立柱，加热的齿轮由移栽机构取出并转移套设至立柱上。

进一步地，三工位转换抓手包括安装在台板上的机器人底座、设于机器人底座上的四轴机械手，四轴机械手包括一旋转轴，旋转轴上安装有一块旋转基板，旋转基板上安装有两两呈120º夹角的三块连接板，三块连接板末端分别设有第一夹爪气缸、第二夹爪气缸和第三夹爪气缸，第一夹爪气缸包括转轴上料夹爪，第二夹爪气缸包括齿轮上料夹爪，第三夹爪气缸包括成品齿轮下料夹爪，旋转基板通过锁紧法兰锁紧在旋转轴上。

进一步地，压装机构包括齿轮对中机构，齿轮对中机构包括放置齿轮的压装底座台板和确定齿轮位置以完成后续压装的对中气缸，对中气缸包括从齿轮外周对称两侧伸缩以松开或围包齿轮的气缸夹爪，压装底座台板在齿轮对中位置具有贯通凹槽供转轴压装插入齿轮。

进一步地，成品齿轮下料线上方安装有多个冷风扇对成品齿轮进行冷却。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1）实现齿轮来料——加热、转轴来料——长短识别——齿轮和转轴对应压装——下料全过程自动进行，通过转轴长短识别机构对转轴施行一长一短有序分配来与齿轮配合压装，确保压装过程有序且无误进行；

2）齿轮对中机构的对中气缸是从齿轮外周对齿轮进行围包以固定位置供转轴下压的，一来提升了本申请压装设备的适用性，可对多种规格的齿轮进行压装定位，无需再制作各种齿轮对应的定位治具，二来可完全确保齿轮的精确定位；

3）通过移栽机构进行齿轮加热的上料和下料，实现冷热齿轮的交叉取放，此外更有三工位转换抓手对热齿轮、转轴和成品齿轮轮流抓取上下料，零件取放简单有序，可做到精准无误，同时压装效率也可得到很好的保证。

附图说明

图1为实施例1所述的机油泵齿轮轴自动压装设备的结构示意图；

图2为图1中转轴长短识别机构的结构示意图；

图3为图1中齿轮来料线的结构示意图；

图4为图1中移栽机构的结构示意图；

图5为图1中三工位转换抓手的结构示意图；

图6为图1中齿轮对中机构的结构示意图；

图7为图1中电缸压装机的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1所示，提供一种机油泵齿轮轴自动压装设备，将转轴压装入齿轮，包括齿轮来料线1、齿轮加热装置2、转轴来料线3、转轴长短识别机构4、将齿轮与转轴进行配合的压装机构5、成品齿轮下料线6、将齿轮从齿轮来料线转移至齿轮加热装置的移栽机构7及依次将齿轮加热装置上的热齿轮、转轴长短识别机构处的转轴抓取至压装机构完成压装并下料至成品齿轮下料线的三工位转换抓手8，压装机构安装在一台板9上。

本实施例的压装设备将齿轮和转轴的自动上料、齿轮加热、转轴长短识别、齿轮和转轴压装的一系列过程串联在一起，采用移栽机构和三工位转换抓手实现各零部件的上下料，使齿轮和转轴的压装全过程自动进行，规避了传统压装方式中需要人工识别转轴长短容易造成压装错误的弊端，使压装过程精准无误且高效完成。

具体地，如图2所示，转轴长短识别机构4包括安装于台板上的固定底板41，固定底板上设有气缸安装板42，气缸安装板侧面安装有旋转气缸43，旋转气缸43上通过连接板连接有供转轴插入的接料斗44，接料斗进料口与转轴来料线位置对应，转轴来料即直接插入接料斗，接料斗44末端为封闭端且接料斗在靠近封闭端端面的侧面开设有通孔441，通孔外设有第一感应器45用于感应转轴来料，第一感应器45通过一个小支架固定设置在台板9上，接料斗44可跟随旋转气缸43旋转，固定底板上还通过支架安装有用于识别转轴长短的第二感应器46，第二感应器的安装高度处在插有转轴的接料斗旋转至竖直状态时其内短转轴端面所处高度至长转轴端面所处高度之间。转轴来料线具有自动分料功能，一次分料为长转轴一根，短转轴一根。

转轴长短识别机构工作过程如下：转轴进入接料斗44并在后续转轴的推力下迅速接触接料斗封闭端，第一感应器45透过通孔441感应到转轴已就位，随后旋转气缸43开始旋转使转轴伸出于接料斗44的端部竖直朝上，此时第二感应器46开始感应转轴长短，长转轴有信号输出，短转轴则无信号输出，根据第二感应器46信号输出的有无即可判断当前接料斗44内的转轴是长转轴还是短转轴，判断完毕后即可等待三工位转换抓手8抓取转轴。

如图3所示，齿轮来料线1包括输送流水线11，输送流水线末端设有对射开关12用于监测齿轮是否到位，同时还设有竖向气缸13用于顶起排在第一位的齿轮以便移栽机构对齿轮进行夹取。

齿轮来料线进行齿轮输送的流程如下：人工将齿轮放至输送流水线11上，齿轮被输送至输送流水线末端时，对射开关12检测齿轮到位，输送流水线11停止运转，竖向气缸13顶升齿轮，等待移栽机构7取料，移栽机构取完第一位的齿轮后，输送流水线继续运行使后一个齿轮排至第一位，竖向气缸13则对该齿轮进行顶升。

如图4所示，移栽机构7包括垂直于齿轮来料线设置的模组71和可在模组驱动下沿模组长度方向滑移的滑轨72，滑轨上安装顶升气缸73，顶升气缸伸缩端连接有顶升板74，顶升板上设置垂直于模组长度方向的横移气缸75，横移气缸伸缩端设有两个夹爪气缸76，夹爪气缸上设置撑开夹爪用于抓取齿轮。移栽机构7上之所以设置两个夹爪气缸主要是考虑实现冷齿轮上料和热齿轮下料的交叉取放。

移栽机构的工作流程如下（以齿轮加热装置上已存在齿轮在加热为例）：模组71驱动滑轨72移动使其中一个撑开夹爪到达齿轮输送流水线11上方，顶升气缸73下降，该撑开夹爪夹紧冷齿轮，顶升气缸73上升，模组71驱动滑轨72到达齿轮加热装置2上料位置，顶升气缸73下降，另一个撑开夹爪夹取齿轮加热装置2上已加热的热齿轮，顶升气缸73上升，模组71驱动夹取冷齿轮的撑开夹爪到达齿轮加热装置2位置，顶升气缸73下降，该撑开夹爪松开使冷齿轮放置在齿轮加热装置2上完成冷齿轮下料，顶升气缸73上升，模组71驱动滑轨72带动夹取有热齿轮的撑开夹爪到达热齿轮下料位置，顶升气缸73下降，该撑开夹爪松开完成热齿轮下料，之后顶升气缸73上升，模组71驱动滑轨72继续到达齿轮输送流水线11上方夹取冷齿轮。

为提升压装设备的整体效率，齿轮加热装置2设置有两个且沿平行于模组长度的方向并排布置，齿轮加热装置具备20秒左右将齿轮内部温度（常温）上升至220°的功能。

齿轮加热装置2上还设有供加热的齿轮暂存的立柱21，该立柱即为热齿轮下料位置，热齿轮由移栽机构7取出并转移套设至立柱21上。

如图5所示，三工位转换抓手8包括安装在台板9上的机器人底座81、设于机器人底座上的四轴机械手82，四轴机械手包括一贯穿四轴机械手的旋转轴83，旋转轴83位于四轴机械手下方的末端安装有一块旋转基板84，旋转基板上安装有两两呈120º夹角的三块连接板85，三块连接板85末端分别设有第一夹爪气缸86、第二夹爪气缸87和第三夹爪气缸88，第一夹爪气缸包括转轴上料夹爪，第二夹爪气缸包括齿轮上料夹爪，第三夹爪气缸包括成品齿轮下料夹爪，旋转基板84通过锁紧法兰锁紧在旋转轴83上。

三工位转换抓手的取料流程为：四轴机械手82驱动第一夹爪气缸86到达转轴长短识别机构4上端——夹取转轴——旋转基板84转动——第二夹爪气缸87到达热齿轮下料位置上端——夹取热齿轮——旋转基板84转动——第三夹爪气缸88到达成品齿轮位置——夹取成品齿轮——旋转基板84旋转——第二夹爪气缸87到达成品齿轮下料位置——放置热齿轮——旋转基板84旋转——第一夹爪气缸86到达转轴放料位置——放置转轴——旋转基板84旋转——第三夹爪气缸88到达成品齿轮下料线位置——下料成品齿轮——旋转基板84旋转——动作循环。

压装机构5包括齿轮对中机构51和电缸压装机52，其中，齿轮对中机构51安装在台板9上，如图6所示，其包括放置齿轮的压装底座台板511和确定齿轮位置以完成后续压装的对中气缸512，压装底座台板511通过支撑底座513支撑悬于某高度，压装底座台板511上设置有台架514，台架514中心设置定位孔，定位孔内安装有辅助压装的定位轴套515，对中气缸512安装在台架514上，其包括从齿轮外周对称两侧伸缩以松开或围包齿轮的气缸夹爪，压装底座台板511在齿轮对中位置具有贯通凹槽5111供转轴压装插入齿轮。

如图7所示，电缸压装机包括电缸521、与电缸伸缩端相接的贴合设置的压装连接板522和压装固定板523及与压装固定板连接的压杆524。齿轮在压装底座台板上放置后，转轴被放入定位轴套515中，电缸压装机的压杆524最终将转轴下压使其压入齿轮中。

由于齿轮对中机构的对中气缸是从齿轮外周对齿轮进行围包以固定位置供转轴下压的，对齿轮规格无要求，各种规格的齿轮均可放置在压装底座台板上通过对中气缸对中定位，大大提升了本申请压装设备的适用性，无需再制作各种齿轮对应的定位治具，此外，因对中气缸本身的位置安装限定，可确保齿轮的精确定位。

压装机构的工作过程如下：热齿轮放置于压装底座台板511上——对中气缸512夹紧热齿轮并使热齿轮对中——转轴放置于定位轴套515中——电缸521带动压杆524下移与定位轴套515中的转轴接触并下压——转轴被压入齿轮中——对中气缸512松开热齿轮——动作循环。

成品齿轮下料时温度仍然很高，为使其快速降温，成品齿轮下料线上方还罩设有冷却罩，冷却罩顶部安装有多个冷风扇61对成品齿轮吹扫冷却气体进行冷却。

本申请的压装设备优势明显，可简单、高效、低成本实现转轴精准压入齿轮，且能实现转轴的长短自动识别、冷齿轮和热齿轮（220°）的自动上下料及实现转轴上料、热齿轮上料、成品齿轮下料三个功能的完美结合，适于向市场大力推广。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种机油泵齿轮轴自动压装设备，将转轴压装入齿轮，其特征在于，包括齿轮来料线、齿轮加热装置、转轴来料线、转轴长短识别机构、压装机构、成品齿轮下料线、将齿轮从齿轮来料线转移至齿轮加热装置的移栽机构及依次将齿轮加热装置上的热齿轮、转轴长短识别机构处的转轴抓取至压装机构完成压装并下料至成品齿轮下料线的三工位转换抓手，压装机构安装在一台板上；

转轴长短识别机构包括安装于台板上的固定底板，固定底板上设有气缸安装板，气缸安装板侧面安装有旋转气缸，旋转气缸上通过连接板连接有供转轴插入的接料斗，接料斗末端为封闭端且接料斗在靠近封闭端端面的侧面开设有通孔，通孔外设有第一感应器用于感应转轴来料，接料斗可跟随旋转气缸旋转，固定底板上还通过支架安装有用于识别转轴长短的第二感应器，第二感应器的安装高度处在插有转轴的接料斗旋转至竖直状态时其内短转轴端面至长转轴的端面之间；转轴来料线一次分料为长转轴一根、短转轴一根，转轴进入接料斗并在后续转轴的推力下迅速接触接料斗封闭端，通过转轴长短识别机构对转轴施行一长一短有序分配来与齿轮配合压装；

压装机构包括齿轮对中机构，齿轮对中机构包括放置齿轮的压装底座台板和确定齿轮位置以完成后续压装的对中气缸，对中气缸包括从齿轮外周对称两侧伸缩以松开或围包齿轮的气缸夹爪，压装底座台板在齿轮对中位置具有贯通凹槽供转轴压装插入齿轮。

2.根据权利要求1所述的机油泵齿轮轴自动压装设备，其特征在于，移栽机构包括垂直于齿轮来料线的模组、可在模组驱动下沿模组长度方向滑移的滑轨，滑轨上安装顶升气缸，顶升气缸伸缩端连接有顶升板，顶升板上设置垂直于模组长度方向的横移气缸，横移气缸伸缩端设有至少一个夹爪气缸，夹爪气缸上设置有撑开夹爪用于抓取齿轮。

3.根据权利要求2所述的机油泵齿轮轴自动压装设备，其特征在于，横移气缸伸缩端的夹爪气缸为两个。

4.根据权利要求2或3所述的机油泵齿轮轴自动压装设备，其特征在于，齿轮加热装置为两个且沿平行于模组长度的方向并排布置。

5.根据权利要求4所述的机油泵齿轮轴自动压装设备，其特征在于，齿轮加热装置上还设有供加热的齿轮暂存的立柱，加热的齿轮由移栽机构取出并转移套设至立柱上。

6.根据权利要求1所述的机油泵齿轮轴自动压装设备，其特征在于，三工位转换抓手包括安装在台板上的机器人底座、设于机器人底座上的四轴机械手，四轴机械手包括一旋转轴，旋转轴上安装有一块旋转基板，旋转基板上安装有两两呈120°夹角的三块连接板，三块连接板末端分别设有第一夹爪气缸、第二夹爪气缸和第三夹爪气缸，第一夹爪气缸包括转轴上料夹爪，第二夹爪气缸包括齿轮上料夹爪，第三夹爪气缸包括成品齿轮下料夹爪，旋转基板通过锁紧法兰锁紧在旋转轴上。

7.根据权利要求1所述的机油泵齿轮轴自动压装设备，其特征在于，成品齿轮下料线上方安装有多个冷风扇对成品齿轮进行冷却。

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