CN112427941B - 一种用于齿轮组件自动装配设备及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于齿轮组件自动装配设备，属于齿轮组件安装领域，其包括齿轮组，齿轮组中若干个齿轮为动齿轮；齿轮组预安装装置，用于将齿轮组合为脱开状态的齿轮组；齿轮组装配装置，在推动齿轮组内的动齿轮，使齿轮之间啮合传动；夹持装置，用于将齿轮组装配装置上齿轮组的移入和移出。本发明通过设置齿轮组装配装置，将脱开状态的齿轮组啮合连接，避免和齿轮组在垂直安装过程造成的空间位阻问题，使齿轮在装配过程中不被碰坏，并且啮合的齿轮组在移动的过程中，形态波动小，不易造成字轮系统的示数偏差，保证了齿轮组安装的稳定性。

Description

一种用于齿轮组件自动装配设备及其装配方法

技术领域

本发明涉及齿轮组件安装领域，尤其涉及一种用于齿轮组件自动装配设备及其装配方法。

背景技术

在授权公告号为CN210005051U的专利文件中，披露出一种旋翼式水表，如图1所示：其包括齿轮盒、叶轮盒及其内的叶轮，计数机构包括齿轮系统、指针及字轮系统310，其特征在于，齿轮系统包括过渡齿轮、第二中心齿轮318、含磁性元件相耦合的第一传动轴及第二传动轴，依次啮合连接的阶梯型第一齿轮轴322、第二齿轮轴323、第三齿轮轴324、第四齿轮轴325、第五齿轮轴326、第六齿轮轴327、第七齿轮轴328、第八齿轮轴329及蜗杆齿轮330，蜗杆齿轮330与字轮系统310连接。其中由阶梯型第一齿轮轴322、第二齿轮轴323、第三齿轮轴324、第四齿轮轴325、第五齿轮轴326、第六齿轮轴327、第七齿轮轴328、第八齿轮轴329及蜗杆齿轮330组成的齿轮组。

在现有技术中，齿轮组不能进行稳定安装，以上述齿轮组为例，现有技术中大都是采用在垂直方向逐个扦插的方式进行安装的，但是在单个齿轮之间容易产生空间位阻，增加安装难度，并且逐个扦插齿轮时，容易带动字轮系统转动，使字轮系统指针不为零，从而增加了调零的步骤。

发明内容

本发明的目的是解决齿轮组在安装过程中，齿轮之间容易产生空间位阻，增加安装难度，而提出的一种用于齿轮组件自动装配设备及其装配方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种用于齿轮组件自动装配设备，包括齿轮组，齿轮组中若干个齿轮为动齿轮；齿轮组预安装装置，用于将齿轮组合为脱开状态的齿轮组；齿轮组装配装置，在推动齿轮组内的动齿轮，使齿轮之间啮合传动；夹持装置，用于将齿轮组装配装置上齿轮组的移入和移出。

优选地，所述夹持装置设有对应于齿轮的夹持头，组合的夹持头有两种形状，一种是用于夹取脱开状态的齿轮组，另一种是用来夹取啮合状态的齿轮组。

优选地，所述齿轮组装配装置包括导齿板和驱动装置，导齿板上设有滑块，驱动装置的输出端驱动滑块沿着滑轨移动。

优选地，所述齿轮组装配装置包括有驱动装置，驱动装置的输出端驱动所述夹持头沿水平方向推动动齿轮移动。

优选地，所述动齿轮移动轨迹的延长线，与该动齿轮相邻且啮合的两个齿轮的中心连接线垂直。

优选地，所述驱动装置为气缸。

优选地，所述动齿轮移动轨迹的延长线，与该动齿轮相邻且啮合的两个齿轮的中垂线相切。

优选地，所述驱动装置为电机。

一种用于齿轮组件自动装配方法，步骤如下：

S1、由齿轮组预安装装置按照时序关系，以此将各个齿轮组合为齿轮组，且齿轮组内的齿轮各自呈脱开状态；

S2、由夹持装置将整个脱开状态的齿轮组移至齿轮组装配装置上；

S3、齿轮组装配装置在水平方向推动齿轮组内的若干个齿轮，使齿轮之间啮合传动；

S4、由夹持装置将整个啮合的齿轮组移至表盘上。

一种用于齿轮组件自动装配方法，步骤如下：

S1、由齿轮组预安装装置按照时序关系，以此将各个齿轮组合为齿轮组，且齿轮组内的齿轮呈脱开状态；

S2、由夹持装置夹起整个脱开状态的齿轮组，夹持装置中的夹持头在驱动装置的驱动下，沿水平方向推动动齿轮，使齿轮之间啮合传动；

S3、由夹持装置将整个啮合的齿轮组移至表盘上。

与现有技术相比，本发明提供了一种用于齿轮组件自动装配设备及其装配方法，具备以下有益效果：

1、相较于现有技术中逐个扦插齿轮来进行组装齿轮组的方式，本发明中先将各个齿轮逐个放置，且齿轮之间呈脱开状态，即齿轮与齿轮之间留有缝隙，这样能够有效地避免扦插齿轮时的空间位阻问题，并利用齿轮组装配装置，在水平面上横向推动动齿轮，以达到齿轮组内各个齿轮的啮合，在水平方向被推动的动齿轮，在与临近齿轮啮入时，临近齿轮受到该齿轮的推动，发生自身转动，有利于齿轮的啮合，使齿轮在装配过程中不被碰坏，与此同时，还减少了轮齿之间的冲击，降低了齿轮在安装途中的损耗，增加了安装的效率。

2、本发明是采用预先组装起齿轮组的方式，再将齿轮组整个竖向放入进表盘中，相较于现有技术中直接向表盘上的齿轮组内扦插进若干个齿轮，避免的齿轮在扦插的过程当中带动临近齿轮转动，齿轮的转动经过齿轮组的联动作用，而导致字轮系统指针不为零，从而增加了调零的步骤。

3、在本发明中，还披露出一种结合夹持部件和齿轮组装配装置的方案，即夹持装置上的夹持头夹取齿轮组预安装装置上的齿轮组，之后由齿轮组装配装置上的驱动装置带动若干个夹持头沿着滑轨移动，从而在水平方向推动齿轮组内的若干个齿轮，使齿轮组内的齿轮相互啮合传动，之后由夹持装置将组装好的齿轮组移至表盘上。通过上述实施方式，减少了齿轮组夹取的次数，节省了时间，提供生产效率。

附图说明

图1为背景技术中名为一种旋翼式水表的专利文件的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明实施例1中齿轮组装配装置的结构示意图；

图4为本发明实施例2中齿轮组装配装置的结构示意；

图5为本发明实施例4中的结构示意图；

图6为本发明实施例6中的结构示意图。

图中：310、字轮系统；318、第二中心齿轮；322、第一齿轮轴；323、第二齿轮轴；324、第三齿轮轴；325、第四齿轮轴；326、第五齿轮轴；327、第六齿轮轴；328、第七齿轮轴；329、第八齿轮轴；330、蜗杆齿轮；

1、齿轮组预安装装置；2、齿轮组装配装置；21、导齿板；22、驱动装置；23、滑块；31、夹持头。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，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装置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。

本说明书中的齿轮包括带有旋转轴的齿轮轴、中间设有通孔的齿轮和两端均为平面的齿轮，夹持装置的夹持方式可相应进行调整。例如针对塑料材质的齿轮，可以通过真空抽吸的方式夹取齿轮，或者采用销轴连接的方式进行夹取；对于铁质的齿轮，可以通过电磁吸附的方式夹取齿轮。

背景技术中的齿轮轴等同于本发明中的齿轮。

申请人在本申请日之前曾向国家知识产权局提交过一篇名为“一种齿轮组装配装置”的实用新型专利，其包括：

对齿轮进行装配的装配工位；设置在所述齿轮装配工位一侧的表盘输送机构、以及至少一个齿轮输送机构，其中，表盘输送机构按照时序关系将表盘输送至装配工位的指定位置，齿轮输送机构将齿轮输送至预设的位置；所述装配工位包括沿周向设置的若干工位，其中包括齿轮安装工位，其对齿轮进行安装，在所述齿轮安装工位一侧设置一齿轮辅助安装机构，其能够按照预设顺序对齿轮进行安装。

所述齿轮辅助安装机构包括：导齿板，所述导齿板上设置至少一滑槽，每个所述滑槽上设置一可沿滑槽移动的滑块，所述滑块能够带动齿轮沿水平方向移动，用以沿水平方向将待安装齿轮移动至表盘上待安装位置。

在上述方案中，由齿轮辅助安装机构直接在表盘上组装齿轮组，但是该方案在实际应用过程当中，表盘的边沿设有用于连接夹板的支柱，齿轮辅助安装机构在推动齿轮组内的若干个齿轮移动时，被推动的齿轮受到支柱的阻挡，导致齿轮组安装不能完成。所以，本发明针对该实际问题，重新提出了分步式组装齿轮组，即直接在处理装配装置上组装好齿轮组后，再经夹持装置的夹取，把整个齿轮组移至表盘的安装工位上。

具体实施案例：

实施例1：参照图2，一种用于齿轮组件自动装配设备，齿轮组预安装装置1设置在齿轮组装配装置2的一侧，齿轮组预安装装置1为一个环状结构的旋转盘，旋转盘为电机驱动，旋转盘上设有十二个工位，其中包含齿轮组中十个齿轮的安装工位和定位工位。齿轮的安装工位采用振动盘搭配传送带的方式，齿轮移动至传送带的末端，经过气动夹取，将齿轮转移至旋转盘上，气动夹取搭配定位工位，使齿轮能够精准地安放在旋转盘上。

经过齿轮组预安装装置1的处理，齿轮组中十个齿轮放置在旋转盘上，且十个齿轮之间脱开，其中一部分齿轮为动齿轮，该齿轮距离设计位置间隔0.1-10㎝的间隙，本实施例中选用3㎝的间隙。经齿轮组装配装置2的推动，动齿轮移动至设计位置，从而使齿轮组内各个齿轮相互啮合。

在设计过程中，动齿轮可以选取靠近齿轮组外侧的齿轮，动齿轮的选取决于齿轮位于齿轮组内的位置、齿轮安装的顺序等因素。以水表中的齿轮组为例，参照图1，齿轮组中的字轮系统靠近旋转盘的圆心，其中的动齿轮为上端设有指针的第二齿轮323、第四齿轮325、第六齿轮327和第八齿轮329，以及第一齿轮322，其余的第二中心齿轮318、第三齿轮324、第五齿轮326、第七齿轮328和蜗杆齿轮330在齿轮组预安装装置1中直接安装在设计位置。

参照图3，夹持装置将齿轮组预安装装置1上的齿轮组移动至齿轮组装配装置2中的导齿板21上，齿轮组中的动齿轮放置在滑块23上，滑块23连接驱动装置22的输出端，驱动装置22为气缸，即气缸的活塞杆连接滑块23，并驱动滑块23在水平方向带动动齿轮移动。动齿轮移动的轨迹的延长线，与该动齿轮啮合且相邻两齿轮的连接线垂直，这样使动齿轮能够同时与相邻的两齿轮啮入，降低对相邻齿轮的扰动性。

本实施例中的齿轮组件自动装配方法，步骤如下：

S1、由齿轮组预安装装置1按照时序关系，以此将各个齿轮组合为齿轮组，且齿轮组内的齿轮各自呈脱开状态；

S2、由夹持装置将整个脱开状态的齿轮组移至齿轮组装配装置2上；

S3、齿轮组装配装置2在水平方向推动齿轮组内的若干个齿轮，使齿轮之间啮合传动；

S4、由夹持装置将整个啮合的齿轮组移至表盘上。

啮合后的齿轮组装配到表盘上后，由蜗杆齿轮与字轮系统啮合，因为避免了齿轮组中齿轮之间在安装的过程中产生空间位阻问题，齿轮组中的任一齿轮转动，将会带动字轮系统发生改变，使示数不为零，本方法的应用保证了齿轮组安装的稳定性，解决了字轮系统扰动后需要调零的问题。

在一些示例中，动齿轮移动的轨迹，与该动齿轮啮合且相邻两齿轮的中垂线相切，驱动装置22为电机，电机的输出端带动滑块23沿着弧形滑轨移动，滑块23带动扦插在滑块23上的动齿轮移动，直至齿轮组内的各个齿轮由脱开状态转化为啮合状态。

实施例2：结合实施例1的基础有所不同之处在于，本实施例中齿轮组装配装置2与夹持装置组为一体，即夹持装置上设有滑轨，动齿轮对应的夹持头与滑轨滑动连接，齿轮装配装置上的驱动装置22带动夹持头沿滑轨移动。

本实施例中的齿轮组件自动装配方法，步骤如下：

S1、由齿轮组预安装装置1按照时序关系，以此将各个齿轮组合为齿轮组，且齿轮组内的齿轮呈脱开状态；

S2、由夹持装置夹起整个脱开状态的齿轮组，夹持装置中的夹持头在驱动装置22的驱动下，沿水平方向推动动齿轮，使齿轮之间啮合传动；

S3、由夹持装置将整个啮合的齿轮组移至表盘上。

采用上述步骤，免去了将齿轮组放置在导齿板21上的步骤，只需进行单次齿轮组的移入和移出。

夹持头用于吸取或夹取齿轮，本实施例中夹持头采用气动的方式夹取齿轮，即夹持头为真空吸附装置的作用端。

在一些示例中，夹持头可以再用机械手代替。

在一些示例中，夹持头直接与驱动装置的输出轴连接，由驱动装置的输出端驱动夹持头做往复运动。

实施例3

本实施例不同于实施例1之处在于，本实施例中齿轮组内的各个齿轮均为动齿轮，即将动齿轮分为两组，第一齿轮322、第二齿轮323、第四齿轮325、第六齿轮327和第八齿轮329为第一组，第二中心齿轮218、第三齿轮324、第五齿轮326、第七齿轮328和蜗杆齿轮330为第二组。齿轮组装配装置2在水平方向上装配齿轮组时，驱动装置22驱动第一组的动齿轮和第二组的动齿轮相向移动，直至整个齿轮组完成啮合。

在一些示例中，将第二中心齿轮318、第一齿轮322、第二齿轮323和第三齿轮324分为第一组，将第四齿轮325、第五齿轮326和第六齿轮327分为第二组，将第七齿轮328、第八齿轮329和蜗杆齿轮330分为第三组，第一步先分解将三组处于脱开状态的齿轮通过齿轮组装配装置2进行啮合处理，第二步分别将三组齿轮啮合成一个完整的齿轮组。

在一些示例中，将第二齿轮323、第四齿轮325和蜗杆齿轮330分为第一组，将第三齿轮324、第五齿轮326和第八齿轮329分为第二组，将第二中心齿轮310、第一齿轮322、第六齿轮327和第七齿轮328分为第三组，第一步先分解将三组处于脱开状态的齿轮通过齿轮组装配装置2进行啮合处理，第二步分别将三组齿轮啮合成一个完整的齿轮组。

实施例4

如图5所示，本实施例中，齿轮组装配装置2安装在齿轮组预安装装置1中的旋转盘上，呈环形均匀分布，本实施例中的齿轮组件自动装配方法，步骤如下：

S1、由齿轮组预安装装置1中的振动盘筛选齿轮，然后传送带把单个齿轮向旋转盘的中心输送，并由夹持头31将该齿轮放置在齿轮装配装置上；

S2按照时序关系，逐个将不同形状的齿轮输送至齿轮组装配装置2上，组成齿轮组且齿轮组内的齿轮呈脱开状态；

S3、夹持装置中的夹持头在驱动装置22的驱动下，沿水平方向推动动齿轮，使齿轮之间啮合传动；

S4、由夹持装置将整个啮合的齿轮组移至表盘上。

实施例5

本实施例不同于实施例4之处在于，本实施例中的齿轮组件自动装配设备的使用步骤如下：

S1、由齿轮组预安装装置1中的振动盘筛选齿轮，然后传送带把单个齿轮向旋转盘方向输送，并由夹持头31将该齿轮放置在齿轮装配装置2上；

S2按照时序关系，逐个将不同形状的齿轮输送至齿轮组装配装置2上，每个动齿轮放置在齿轮预安装装置上1时，齿轮预安装装置1中的驱动装置22驱动滑块移动，依次沿水平方向推动动齿轮，使齿轮之间啮合传动，直至整个齿轮组为啮合状态；

S3、由夹持装置将整个啮合的齿轮组移至表盘上。

实施例6

如图6所示，本实施例中将齿轮组预安装装置1和单个齿轮组装配装置2进行组合，组合后的旋转盘始终处于静止状态，旋转盘上设有十个工位，每个工位对应一种齿轮，且每个工位上设有一个滑块23和一个指向旋转盘中央的滑轨，齿轮组装配装置2中的驱动装置22驱动滑块23沿着滑轨来回移动。本实施例中的齿轮组件自动装配设备的使用步骤如下：

S1、由齿轮组预安装装置1中的振动盘筛选齿轮，然后传送带把单个齿轮向旋转盘方向输送，并由夹持头31将该齿轮放置在齿轮组装配装置2中的滑块上；

S2各个方位的驱动齿轮带动滑块沿着滑轨向旋转盘的中心移动，使齿轮之间啮合传动，直至整个齿轮组为啮合状态；

S3、由夹持装置将整个啮合的齿轮组移至表盘上；

S4、驱动装置反向驱动滑块移动，是滑块回到步骤S1中的位置；

S5、重复S1-S4。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于齿轮组件自动装配设备，其特征在于：包括

齿轮组，齿轮组中若干个齿轮为动齿轮；

齿轮组预安装装置，用于将齿轮组合为脱开状态的齿轮组；

齿轮组装配装置，用于推动齿轮组内的动齿轮，使齿轮之间啮合传动；

夹持装置，用于将齿轮组装配装置上齿轮组的移入和移出；

所述夹持装置设有对应于齿轮的夹持头，组合的夹持头有两种形状，一种是用于夹取脱开状态的齿轮组，另一种是用来夹取啮合状态的齿轮组。

2.根据权利要求1所述的一种用于齿轮组件自动装配设备，其特征在于：所述齿轮组装配装置包括导齿板和驱动装置，导齿板上设有滑块，驱动装置的输出端驱动滑块沿着滑轨移动。

3.根据权利要求1所述的一种用于齿轮组件自动装配设备，其特征在于：所述齿轮组装配装置包括有驱动装置，驱动装置的输出端驱动所述夹持头沿水平方向推动动齿轮移动。

4.根据权利要求2或3所述的一种用于齿轮组件自动装配设备，其特征在于：所述动齿轮移动轨迹的延长线，与该动齿轮相邻且啮合的两个齿轮的中心连接线垂直。

5.根据权利要求4所述的一种用于齿轮组件自动装配设备，其特征在于：所述驱动装置为气缸。

6.根据权利要求5中所述的一种用于齿轮组件自动装配设备，其特征在于：所述驱动装置为电机。

7.一种用于齿轮组件自动装配方法，其特征在于：步骤如下：

S1、由齿轮组预安装装置按照时序关系，以此将各个齿轮组合为齿轮组，且齿轮组内的齿轮各自呈脱开状态；

S2、由夹持装置将整个脱开状态的齿轮组移至齿轮组装配装置上；

S3、齿轮组装配装置在水平方向推动齿轮组内的若干个齿轮，使齿轮之间啮合传动；

S4、由夹持装置将整个啮合的齿轮组移至表盘上。

8.一种用于齿轮组件自动装配方法，其特征在于：步骤如下：

S1、由齿轮组预安装装置按照时序关系，以此将各个齿轮组合为齿轮组，且齿轮组内的齿轮呈脱开状态；

S2、由夹持装置夹起整个脱开状态的齿轮组，夹持装置中的夹持头在驱动装置的驱动下，沿水平方向推动动齿轮，使齿轮之间啮合传动；

S3、由夹持装置将整个啮合的齿轮组移至表盘上。

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