CN112605637A - 用于曲轴的轴承与齿轮的自动组装机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于曲轴的轴承与齿轮的自动组装机，包括机架及分别安装于其上的轴承送料模块、轴承上料模块、曲轴组装模块、齿轮送料模块、齿轮搬运模块和齿轮角度调整模块；轴承送料模块适于将轴承送至拨料工位；轴承上料模块适于将拨料工位的轴承送至压装工位；齿轮送料模块适于将齿轮送至待搬运工位；齿轮搬运模块适于将待搬运工位的齿轮搬运至角度调整工位；齿轮角度调整模块适于调整角度调整工位的齿轮的角度，以使该齿轮与待组装工位的安装角度相适应，并将调整角度后的齿轮送至曲轴组装模块的上料工位；曲轴组装模块适于将压装工位的轴承先压装到曲轴上，再将上料工位的齿轮压装到曲轴上。本发明实现曲轴自动组装，精度和效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于曲轴的轴承与齿轮的自动组装机。
背景技术
目前，曲轴的轴承与齿轮之间的安装一般采用人工敲入方式，费时费力。对于齿轮的安装还需要保持正确的安装角度，人工校准角度的精度低，且批量产品的质量不稳定，次品率高。在大规模的曲轴组装生产中，轴承与齿轮的频繁拿取也增加了组装过程的工作量，组装效率较为低下。
发明内容
本发明的目的是解决目前曲轴的轴承与齿轮之间通过人工安装精度低，效率低下的技术问题。
为实现以上发明目的，本发明提供一种用于曲轴的轴承与齿轮的自动组装机，包括机架及分别安装于其上的轴承送料模块、轴承上料模块、曲轴组装模块、齿轮送料模块、齿轮搬运模块和齿轮角度调整模块；所述轴承送料模块适于将轴承送至拨料工位；所述轴承上料模块适于将所述拨料工位的轴承送至压装工位；所述齿轮送料模块适于将齿轮送至待搬运工位；所述齿轮搬运模块适于将所述待搬运工位的齿轮搬运至角度调整工位；所述齿轮角度调整模块适于调整所述角度调整工位的齿轮的角度，以使该齿轮与待组装工位的安装角度相适应，并将调整角度后的齿轮送至所述曲轴组装模块的上料工位；所述曲轴组装模块适于将所述压装工位的轴承先压装到曲轴上，再将所述上料工位的齿轮压装到曲轴上。
进一步地，所述轴承送料模块分为上、下两层，分别完成上层轴承和下层轴承的送料，包括第一拨料直线模组、第二拨料直线模组、上、下轴承垫块和上、下轴承穿插杆；所述上、下轴承穿插杆上分别穿设有多个轴承并分别对应置于所述上、下于轴承垫块上；所述第一拨料直线模组的拨片和第二拨料直线模组的拨片分别位于上、下轴承串的底部，两个拨片在上、下轴承串顶端的轴承被同步取走时分别同步上升一个轴承的高度，以使两个轴承串顶端的轴承始终保持在同一高度，方便所述轴承上料模块准确抓取轴承；当两个轴承串的全部轴承被取走时，两个拨片同步下降到最低端。
进一步地，所述上、下轴承穿插杆及对应的上、下轴承垫块设有四组，相邻两组之间间隔90°分别在第一分度盘和第二分度盘上呈圆周布设，通过第一旋转电机和第二旋转电机分别带动所述第一分度盘和第二分度盘同步旋转90°切换相邻的轴承串至拨料工位。
进一步地，所述上、下轴承垫块在所述拨片一侧具有缺口，便于拨片托住轴承串。
进一步地，所述轴承上料模块包括水平无杆气缸、纵向伸缩气缸、夹爪安装立板、第一升降气缸、第一轴承夹爪、第二升降气缸和第二轴承夹爪；所述纵向伸缩气缸伸出，推动其上方的所述第一轴承夹爪和第二轴承夹爪至所述轴承送料模块的拨料工位，第一轴承夹爪和第二轴承夹爪同时收缩分别夹紧上、下两个轴承串中的顶部轴承，第一升降气缸和第二升降气缸同时上升使第一轴承夹爪和第二轴承夹爪同时取下上、下两个轴承，纵向伸缩气缸缩回，水平无杆气缸带动第一轴承夹爪和第二轴承夹爪至所述曲轴组装模块的上料端，第一升降气缸上升，第二轴承夹爪下降，纵向伸缩气缸再次伸出，将上、下两个轴承同时送至曲轴组装模块的压装工位，然后两个夹爪松开，第一升降气缸下降，第二升降气缸上升，各自退回原位，完成上、下两个轴承的上料。
进一步地，所述齿轮送料模块包括送料架及分别安装于其上的电机、联轴器、传动丝杠、线轨和齿轮料盘；所述电机通过联轴器与传动丝杆相连接，电机转动带动传动丝杆上的齿轮料盘沿线轨方向移动，将齿轮料盘送至齿轮摆料位和所述齿轮搬运模块的工作线上。
进一步地，所述齿轮搬运模块包括安装支架及安装于其上的x轴直线模组、z轴直线模组、旋转气缸和撑爪气缸；通过所述x轴直线模组和z轴直线模组完成齿轮的x轴向和z轴向的搬运，通过旋转气缸翻转齿轮，通过撑爪气缸抓取和释放齿轮；撑爪气缸在所述齿轮送料模块的工位处取走所述齿轮料盘上的齿轮，通过旋转气缸翻转后将齿轮送至齿轮角度调整模块的工位处，完成角度调整后，再将齿轮送至所述曲轴组装模块的上料工位，通过所述z轴直线模组的上升完成齿轮上料。
进一步地，所述齿轮角度调整模块包括支架板及安装于其上的角度调整电机、减速机、撑爪连接块、角度调整撑爪气缸、微调滑台、光源和相机；所述相机配合光源对所述齿轮搬运模块送来的齿轮进行拍照，然后齿轮搬运模块的旋转气缸旋转180°，z轴直线模组下降，所述角度调整撑爪气缸张开撑住齿轮下部，齿轮搬运模块的撑爪气缸收缩，所述角度调整电机旋转调整齿轮角度；整后，所述撑爪气缸张开，角度调整撑爪气缸收缩，z轴直线模组上升，旋转气缸再次旋转180°，x轴直线模组将齿轮移至所述曲轴组装模块的齿轮上料工位。
进一步地，所述曲轴组装模块包括桌面固定板、第一压装板、组装工位板、第二压装板和顶端固定板五层，分别由光杆串连在一条工作线上；所述桌面固定板上装有第一增压缸，第一增压缸通过第一连接块连接第一压装板；第一压装板上装有第一轴承磁座；组装工位板上装有曲轴定位板、曲柄定位板、定位螺杆和插销气缸；第二压装板上装有第二轴承磁座、齿轮磁座和伸缩气缸；三个磁座内分别装有用于吸住轴承或齿轮的磁石；顶端固定板上装有第二增压缸，第二增压缸通过第二连接块连接第二压装板；所述曲轴上有一个活动的曲柄，工作时，通过人工将曲轴靠置在组装工位板和曲轴定位板上，曲轴上的曲柄靠置在曲柄定位板上并顶触到定位螺杆，完成曲轴的放置；使插销气缸的销杆伸出插入曲柄端部的孔中固定住曲柄，第一增压缸和第二增压缸的缸杆顶出，推动第一压装板和第二压装板，将第一轴承磁座和第二轴承磁座中的轴承压装到曲轴上，而后第二增压缸收缩，将第二压装板提起，齿轮上料，伸缩气缸后拉，将齿轮磁座拉至压装工位，第二增压缸再次顶出，完成齿轮压装；第一增压缸和第二增压缸的缸杆缩回，插销气缸的销杆缩回，取下组装好的曲轴。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明可实现轴承和齿轮的自动上料，齿轮角度的自动检测和调整，最终使曲轴与轴承及齿轮自动组装，操作简便，组装牢固，精度高，组装效率高，大规模生产的质量一致性好。
附图说明
图1是本发明一个实施例的结构示意图；
图2是本发明一个实施例中轴承送料模块的结构示意图；
图3是本发明一个实施例中轴承上料模块的结构示意图；
图4是本发明一个实施例中曲轴组装模块的结构示意图；
图5是本发明一个实施例中齿轮送料模块的结构示意图；
图6是本发明一个实施例中齿轮搬运模块的结构示意图；
图7是本发明一个实施例中齿轮角度调整模块的结构示意图；
图8是完成轴承和齿轮安装后的曲轴的一种结构示意图。
图中，机架1；
轴承送料模块2；第一拨料直线模组2-1、第二拨料直线模组2-2、第一旋转电机2-3、第一分度盘2-4、第二旋转电机2-5、第二分度盘2-6、轴承垫块2-7、轴承穿插杆2-8；
轴承上料模块3；水平无杆气缸3-1、纵向伸缩气缸3-2、夹爪安装立板3-3、第一升降气缸3-4、第一轴承夹爪3-5、第二升降气缸3-6、第二轴承夹爪3-7；
曲轴组装模块4；桌面固定板4-1、第一增压缸411、第一连接块412、第一压装板4-2、第一轴承磁座421、组装工位板4-3、曲轴定位板431、曲柄定位板432、定位螺杆433、插销气缸434、曲轴435、下安装轴承436、上安装轴承437、齿轮438、曲柄439、第二压装板4-4、第二轴承磁座441、齿轮磁座442、伸缩气缸443、顶端固定板4-5、第二增压缸451、第二连接块452、光杆4-6；
齿轮送料模块5；送料架5-1、电机5-2、联轴器5-3、传动丝杠5-4、线轨5-5、料盘5-6；
齿轮搬运模块6、安装支架6-1、x轴直线模组6-2、z轴直线模组6-3、旋转气缸6-4、撑爪气缸6-5；
齿轮角度调整模块7、支架板7-1、角度调整电机7-2、减速机7-3、撑爪连接块7-4、角度调整撑爪气缸7-5、微调滑台7-6、光源7-7、相机7-8。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作优选说明。
如图1所示，本发明用于曲轴的轴承与齿轮的自动组装机的一个实施例，包括机架1及分别安装于其上轴承送料模块2、轴承上料模块3、曲轴组装模块4、齿轮送料模块5、齿轮搬运模块6和齿轮角度调整模块7；所述轴承送料模块2适于将轴承送至拨料工位；所述轴承上料模块3适于将所述拨料工位的轴承送至压装工位；所述齿轮送料模块5适于将齿轮送至待搬运工位；所述齿轮搬运模块6适于将所述待搬运工位的齿轮搬运至角度调整工位；所述齿轮角度调整模块7适于调整所述角度调整工位的齿轮的角度，以使该齿轮与待组装工位的安装角度相适应，并将调整角度后的齿轮送至所述曲轴组装模块4的上料工位；所述曲轴组装模块4适于将所述压装工位的轴承先压装到曲轴上，再将所述上料工位的齿轮压装到曲轴上。
如图2所示，轴承送料模块2分为上、下两层，分别完成上层轴承和下层轴承的送料，包括第一拨料直线模组2-1、第二拨料直线模组2-2、第一旋转电机2-3、第一分度盘2-4、第二旋转电机2-5、第二分度盘2-6、上、下轴承垫块2-7和上、下轴承穿插杆2-8。上、下轴承穿插杆2-8上分别穿设有多个轴承并分别对应置于上、下于轴承垫块2-7上，第一拨料直线模组2-1的拨片和第二拨料直线模组2-2的拨片分别位于上、下轴承串的底部，两个拨片在上、下轴承串顶端的轴承被同步取走时分别同步上升一个轴承的高度，以使两个轴承串顶端的轴承始终保持在同一高度，方便轴承上料模块3准确抓取轴承，当两个轴承串的全部轴承被取走时，两个拨片同步下降到最低端。上、下轴承穿插杆2-8及对应的上、下轴承垫块2-7可以有多组，如上、下各有四组，相邻两组之间间隔90°分别在第一分度盘2-4和第二分度盘2-6上呈圆周布设，第一旋转电机2-3和第二旋转电机2-5分别带动第一分度盘2-4和第二分度盘2-6同步旋转90°即可切换相邻的轴承串至拨料工位。上、下轴承垫块2-7在拨片一侧具有缺口，便于拨片托住轴承串。
如图3和图8所示，轴承上料模块3包括水平无杆气缸3-1、纵向伸缩气缸3-2、夹爪安装立板3-3、第一升降气缸3-4、第一轴承夹爪3-5、第二升降气缸3-6和第二轴承夹爪3-7。取料端，纵向伸缩气缸3-2伸出，推动其上方的第一轴承夹爪3-5和第二轴承夹爪3-7至轴承送料模块2的拨料工位，第一轴承夹爪3-5和第二轴承夹爪3-7同时收缩分别夹紧上、下两个轴承串中的顶部轴承，第一升降气缸3-4和第二升降气缸3-6同时上升使第一轴承夹爪3-5和第二轴承夹爪3-7同时取下上安装轴承437和下安装轴承436，纵向伸缩气缸3-2缩回，水平无杆气缸3-1带动第一轴承夹爪3-5和第二轴承夹爪3-7至曲轴组装模块4后方上料端，第一升降气缸3-4上升，第二轴承夹爪3-7下降，纵向伸缩气缸3-2再次伸出，将上、下两个轴承同时送至曲轴组装模块4的压装工位，然后两个夹爪松开，第一升降气缸3-4下降，第二升降气缸3-6上升，各自退回原位，完成上、下两个轴承的上料。
如图5所示，齿轮送料模块5包括送料架5-1及分别安装于其上的电机5-2、联轴器5-3、传动丝杠5-4、线轨5-5和齿轮料盘5-6。电机5-2通过联轴器5-3与传动丝杆5-4相连接，电机5-2转动带动传动丝杆5-4上的齿轮料盘5-6沿线轨5-5方向移动，将齿轮料盘5-6送至齿轮摆料位和齿轮搬运模块6的工作线上。
如图6和图8所示，齿轮搬运模块6包括安装支架6-1及安装于其上的x轴直线模组6-2、z轴直线模组6-3、旋转气缸6-4和撑爪气缸6-5。该模块通过x轴直线模组6-2和z轴直线模组6-3完成齿轮438的x轴向和z轴向的搬运，通过旋转气缸6-4翻转齿轮438，通过撑爪气缸6-5抓取和释放齿轮438。撑爪气缸6-5在齿轮送料模块5的工位处取走齿轮料盘5-6上的齿轮，通过旋转气缸6-4的翻转后将齿轮送至齿轮角度调整模块7的工位处，完成角度调整后，再将齿轮送至曲轴组装模块4的上料工位，通过z轴直线模组6-3的上升完成齿轮上料，然后退回。
如图7所示，齿轮角度调整模块7包括支架板7-1及安装于其上的角度调整电机7-2、减速机7-3、撑爪连接块7-4、角度调整撑爪气缸7-5、微调滑台7-6、光源7-7和相机7-8。相机7-8配合光源7-7对齿轮搬运模块6送来的齿轮438进行拍照，然后旋转气缸6-4旋转180°，z轴直线模组6-3下降，角度调整撑爪气缸7-5张开撑住齿轮438的下部，撑爪气缸6-5收缩，角度调整电机7-2旋转调整齿轮438的角度。调整后，撑爪气缸6-5张开，角度调整撑爪气缸7-5收缩，z轴直线模组6-3上升，旋转气缸6-4再次旋转180°，x轴直线模组6-2将齿轮438移至曲轴组装模块4的齿轮上料工位。需要说明的是，齿轮438的安装角度根据设计要求确定，齿轮438上有图案标记，具体通过视觉拍照该图案标记，再由计算机分析照片来调整角度。
如图4所示，曲轴组装模块4包括桌面固定板4-1、第一压装板4-2、组装工位板4-3、第二压装板4-4和顶端固定板4-5五层，由光杆4-6串连在一条工作线上。
桌面固定板4-1上装有第一增压缸411，第一增压缸411通过第一连接块412连接第一压装板4-2；第一压装板4-2上装有第一轴承磁座421；组装工位板4-3上装有曲轴定位板431、曲柄定位板432、定位螺杆433和插销气缸434；第二压装板4-4上装有第二轴承磁座441、齿轮磁座442和伸缩气缸443；三个磁座内分别装有用于吸住轴承或齿轮的磁石；顶端固定板4-5上装有第二增压缸451，第二增压缸451通过第二连接块452连接第二压装板4-4。
曲轴435上有一个活动的曲柄439，工作时，通过人工将曲轴435靠置在组装工位板4-4和曲轴定位板431上，曲轴435上的曲柄439靠置在曲柄定位板432上并顶触到定位螺杆433，完成曲轴435的放置，启动设备，插销气缸434的销杆伸出插入曲柄439端部的孔中固定住曲柄439，第一增压缸411和第二增压缸451的缸杆顶出，推动第一压装板4-2和第二压装板4-4，将第一轴承磁座421和第二轴承磁座441中的轴承压装到曲轴435上，而后第二增压缸451收缩，将第二压装板4-4提起，齿轮上料，伸缩气缸443后拉，将齿轮磁座442拉至压装工位，第二增压缸451再次顶出，完成齿轮压装。第一增压缸411和第二增压缸451缸杆缩回，插销气缸434的销杆缩回，取下组装好的曲轴。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (9)
1.用于曲轴的轴承与齿轮的自动组装机，其特征在于，包括机架及分别安装于其上的轴承送料模块、轴承上料模块、曲轴组装模块、齿轮送料模块、齿轮搬运模块和齿轮角度调整模块；所述轴承送料模块适于将轴承送至拨料工位；所述轴承上料模块适于将所述拨料工位的轴承送至压装工位；所述齿轮送料模块适于将齿轮送至待搬运工位；所述齿轮搬运模块适于将所述待搬运工位的齿轮搬运至角度调整工位；所述齿轮角度调整模块适于调整所述角度调整工位的齿轮的角度，以使该齿轮与待组装工位的安装角度相适应，并将调整角度后的齿轮送至所述曲轴组装模块的上料工位；所述曲轴组装模块适于将所述压装工位的轴承先压装到曲轴上，再将所述上料工位的齿轮压装到曲轴上。
2.如权利要求1所述的用于曲轴的轴承与齿轮的自动组装机，其特征在于，所述轴承送料模块分为上、下两层，分别完成上层轴承和下层轴承的送料，包括第一拨料直线模组、第二拨料直线模组、上、下轴承垫块和上、下轴承穿插杆；所述上、下轴承穿插杆上分别穿设有多个轴承并分别对应置于所述上、下于轴承垫块上；所述第一拨料直线模组的拨片和第二拨料直线模组的拨片分别位于上、下轴承串的底部，两个拨片在上、下轴承串顶端的轴承被同步取走时分别同步上升一个轴承的高度，以使两个轴承串顶端的轴承始终保持在同一高度，方便所述轴承上料模块准确抓取轴承；当两个轴承串的全部轴承被取走时，两个拨片同步下降到最低端。
3.如权利要求2所述的用于曲轴的轴承与齿轮的自动组装机，其特征在于，所述上、下轴承穿插杆及对应的上、下轴承垫块设有四组，相邻两组之间间隔90°分别在第一分度盘和第二分度盘上呈圆周布设，通过第一旋转电机和第二旋转电机分别带动所述第一分度盘和第二分度盘同步旋转90°切换相邻的轴承串至拨料工位。
4.如权利要求3所述的用于曲轴的轴承与齿轮的自动组装机，其特征在于，所述上、下轴承垫块在所述拨片一侧具有缺口，便于拨片托住轴承串。
5.如权利要求2所述的用于曲轴的轴承与齿轮的自动组装机，其特征在于，所述轴承上料模块包括水平无杆气缸、纵向伸缩气缸、夹爪安装立板、第一升降气缸、第一轴承夹爪、第二升降气缸和第二轴承夹爪；所述纵向伸缩气缸伸出，推动其上方的所述第一轴承夹爪和第二轴承夹爪至所述轴承送料模块的拨料工位，第一轴承夹爪和第二轴承夹爪同时收缩分别夹紧上、下两个轴承串中的顶部轴承，第一升降气缸和第二升降气缸同时上升使第一轴承夹爪和第二轴承夹爪同时取下上、下两个轴承，纵向伸缩气缸缩回，水平无杆气缸带动第一轴承夹爪和第二轴承夹爪至所述曲轴组装模块的上料端，第一升降气缸上升，第二轴承夹爪下降，纵向伸缩气缸再次伸出，将上、下两个轴承同时送至曲轴组装模块的压装工位，然后两个夹爪松开，第一升降气缸下降，第二升降气缸上升，各自退回原位，完成上、下两个轴承的上料。
6.如权利要求1所述的用于曲轴的轴承与齿轮的自动组装机，其特征在于，所述齿轮送料模块包括送料架及分别安装于其上的电机、联轴器、传动丝杠、线轨和齿轮料盘；所述电机通过联轴器与传动丝杆相连接，电机转动带动传动丝杆上的齿轮料盘沿线轨方向移动，将齿轮料盘送至齿轮摆料位和所述齿轮搬运模块的工作线上。
7.如权利要求6所述的用于曲轴的轴承与齿轮的自动组装机，其特征在于，所述齿轮搬运模块包括安装支架及安装于其上的x轴直线模组、z轴直线模组、旋转气缸和撑爪气缸；通过所述x轴直线模组和z轴直线模组完成齿轮的x轴向和z轴向的搬运，通过旋转气缸翻转齿轮，通过撑爪气缸抓取和释放齿轮；撑爪气缸在所述齿轮送料模块的工位处取走所述齿轮料盘上的齿轮，通过旋转气缸翻转后将齿轮送至齿轮角度调整模块的工位处，完成角度调整后，再将齿轮送至所述曲轴组装模块的上料工位，通过所述z轴直线模组的上升完成齿轮上料。
8.如权利要求7所述的用于曲轴的轴承与齿轮的自动组装机，其特征在于，所述齿轮角度调整模块包括支架板及安装于其上的角度调整电机、减速机、撑爪连接块、角度调整撑爪气缸、微调滑台、光源和相机；所述相机配合光源对所述齿轮搬运模块送来的齿轮进行拍照，然后齿轮搬运模块的旋转气缸旋转180°，z轴直线模组下降，所述角度调整撑爪气缸张开撑住齿轮下部，齿轮搬运模块的撑爪气缸收缩，所述角度调整电机旋转调整齿轮角度；整后，所述撑爪气缸张开，角度调整撑爪气缸收缩，z轴直线模组上升，旋转气缸再次旋转180°，x轴直线模组将齿轮移至所述曲轴组装模块的齿轮上料工位。
9.如权利要求1-8任一项所述的用于曲轴的轴承与齿轮的自动组装机，其特征在于，所述曲轴组装模块包括桌面固定板、第一压装板、组装工位板、第二压装板和顶端固定板五层，分别由光杆串连在一条工作线上；
所述桌面固定板上装有第一增压缸，第一增压缸通过第一连接块连接第一压装板；第一压装板上装有第一轴承磁座；组装工位板上装有曲轴定位板、曲柄定位板、定位螺杆和插销气缸；第二压装板上装有第二轴承磁座、齿轮磁座和伸缩气缸；三个磁座内分别装有用于吸住轴承或齿轮的磁石；顶端固定板上装有第二增压缸，第二增压缸通过第二连接块连接第二压装板；
所述曲轴上有一个活动的曲柄，工作时，通过人工将曲轴靠置在组装工位板和曲轴定位板上，曲轴上的曲柄靠置在曲柄定位板上并顶触到定位螺杆，完成曲轴的放置；使插销气缸的销杆伸出插入曲柄端部的孔中固定住曲柄，第一增压缸和第二增压缸的缸杆顶出，推动第一压装板和第二压装板，将第一轴承磁座和第二轴承磁座中的轴承压装到曲轴上，而后第二增压缸收缩，将第二压装板提起，齿轮上料，伸缩气缸后拉，将齿轮磁座拉至压装工位，第二增压缸再次顶出，完成齿轮压装；第一增压缸和第二增压缸的缸杆缩回，插销气缸的销杆缩回，取下组装好的曲轴。
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