CN112855783B - 满装圆柱滚子轴承自动填充滚子装配机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种满装圆柱滚子轴承自动填充滚子装配机，包括机架、转盘机构、外圈夹取机构、外圈上料机构、涂脂机构、滚子填充机构、合套机构、卸料机构。转盘机构安装在机架上，用于各轴承装配工位之间的切换；5个外圈夹取机构环形均布在转盘上，用于对外圈的倾斜夹持；外圈上料机构、涂脂机构、滚子填充机构、合套机构、卸料机构安装在机架上的排列顺序与转盘的方向一致并与外圈夹取机构配合装配，分别实现轴承外圈上料、轴承外圈涂脂、滚子填充、轴承内外圈合套和轴承的卸料。本发明结构简单，设计合理，操作方便，实现了满装圆柱滚子轴承外圈填脂、填充滚子、合套装配的连续自动装配，提高轴承装配效率。

Description

满装圆柱滚子轴承自动填充滚子装配机

技术领域

本发明属于轴承自动装配领域，具体涉及一种满装圆柱滚子轴承自动填充滚子装配机。

技术背景

圆柱滚子轴承是一种滚动体为圆柱滚子的向心滚动轴承。圆柱滚子与滚道呈线性接触，径向承载能力大，被广泛应用于车辆、机床、减速箱、轧钢机、运输机械等领域。满装圆柱滚子轴承因其无保持架，所以可以容纳更多的滚子，其径向承载能力相对于同尺寸圆柱滚子轴承提高数倍。但是，因滚子安装位置不受保持架限制，并且滚子圆周总间隙较大使得滚子装配后不能自锁容易散套，装配难度增加。

满装圆柱滚子轴承由外圈、圆柱滚子、内圈、挡圈等组成。满装圆柱滚子轴承生产工艺主要包括外圈分径、外圈填脂、填充滚子、内圈分径、合套装配、压盖，旋转等工序，其中内外圈分径、合套装配、压盖、旋转工序已有相应自动化设备。目前，满装圆柱滚子轴承填充滚子采用人工装配方式。操作工人要先在轴承外圈滚道内涂抹润滑脂，之后一边填放滚子于外圈滚道中，一边手持外圈旋转配合滚子填充。这种人工填充滚子的方式工人劳动强度大，工作效率低，极大地制约了满装圆柱滚子轴承的生产。为改变传统的人工填充滚子的装配方式，提高满装圆柱滚子轴承滚子填充自动化程度，实现外圈填脂、填充滚子、合套装配联机自动化生产，设计一种满装圆柱滚子轴承自动填充滚子装配机。

发明内容

发明目的：为了提高满装圆柱滚子轴承滚子填充装配自动化程度，本发明提供了一种满装圆柱滚子轴承自动填充滚子装配机。

技术方案：满装圆柱滚子轴承自动填充滚子装配机，包括机架、转盘机构、外圈夹取机构、外圈上料机构、涂脂机构、滚子填充机构、合套机构、卸料机构；所述转盘机构上环形均布了5个外圈夹取机构，所述外圈上料机构、涂脂机构、滚子填充机构、合套机构、卸料机构安装在机架上的排列顺序与转盘的方向一致并与外圈夹取机构配合装配，分别实现轴承外圈上料、轴承外圈涂脂、滚子填充、轴承内外圈合套和轴承的卸料。

所述转盘机构安装在机架上，用于各轴承装配工位之间的切换；所述转盘机构包括转盘电机、转盘电机安装板、转盘、滚轮支撑组件；所述转盘电机为步进电机，通过转盘电机安装板安装在机架上；所述转盘安装在转盘电机输出轴上，用于安装外圈夹取机构3；所述滚轮支撑组件环形均布，安装在机架上，用于支撑转盘；在控制系统的控制下，转盘电机带动转盘在滚轮支撑组件上间歇转动，每次转动1/5个圆周，实现外圈夹取机构的工位切换，滚轮滚动减少摩擦阻力。

所述滚轮支撑组件环形均布，安装在5个工位对应位置的转盘下方，用于支撑转盘；所述滚轮支撑组件包括支撑板、调节滑块、滚轮；所述支撑板安装在机架上，支撑板背面有一滑槽；所述调节滑块安装在支撑板滑槽内，可在滑槽内上下移动；所述支撑板上开有U型槽，用于调节滑块的调整和固定；所述滚轮安装在调节滑块上，可随着调节滑块上下移动，调整高度。

所述外圈夹取机构环形均布在转盘上，用于对外圈的倾斜(外圈端面与台板的倾斜夹角为60⁰)夹持；5个外圈夹取机构的位置分别对应环形均布在转盘外的5个工位；所述外圈夹取机构包括步进电机、电机安装板、安装板连接板、三爪气缸安装板、三爪气缸、夹取气爪、外圈滚道挡板；所述步进电机安装在电机安装板上，所述电机安装板通过安装板连接板安装在机架上，步进电机输出轴与三爪气缸安装板连接，并且三爪气缸安装板与电机安装板之间不接触；所述三爪气缸安装在三爪气缸安装板上；所述夹取气爪与外圈滚道挡板安装在三爪气缸上；所述夹取气爪有一台阶面，用于对轴承外圈轴向定位和支撑；所述外圈滚道挡板端面与轴承外圈滚道内壁齐平，保证滚子能落料自动填充进轴承外圈滚道；在控制系统的控制下，三爪气缸开闭，抓取轴承外圈，步进电机运行，带动轴承外圈旋转。

所述外圈上料机构安装在机架上，用于轴承外圈的自动上料，是5个工位中的第一个工位；所述外圈上料机构包括外圈U型槽、外圈上料滚道、外圈送料板、外圈推送气缸、外圈上料气缸、外圈内孔夹持气缸；所述外圈U型槽倾斜安装在机架上，用于存放轴承外圈；放置在外圈U型槽上的轴承外圈由于重力自动向下滑动，进入到外圈上料滚道上；所述外圈上料滚道安装在外圈U型槽的最下端，外圈上料滚道的槽宽略大于轴承外圈宽度，只能容纳一个轴承外圈；所述外圈送料板安装在外圈上料滚道槽内并且与外圈推送气缸连接，用于将轴承外圈送至外圈上料工位；所述外圈上料气缸通过安装板安装在机架上，外圈上料气缸为三位气缸；所述外圈内孔夹持气缸安装在外圈上料气缸的活塞杆上，用于对轴承外圈进行内孔夹持。

在控制系统的控制下，转盘机构带动外圈夹取机构移动到工位一；外圈推送气缸向前伸出到极限位置，此时外圈送料板台阶凹面与外圈U型槽对接，一个轴承外圈进入到外圈上料滚道；外圈推送气缸向后动作，外圈送料板将轴承外圈带到外圈上料工位，此时外圈送料板台阶凹面拦挡着轴承外圈，防止其掉落，外圈送料板台阶凸面堵在外圈U型槽下端出口处，防止轴承外圈进入外圈上料滚道；外圈上料气缸向前动作到中间工位，将外圈内孔夹持气缸推送到轴承外圈内孔内，外圈内孔夹持气缸动作夹持轴承外圈内孔；外圈推送气缸向前伸出回到极限位置，将外圈送料板移开；外圈上料气缸向前动作到最终工位，将轴承外圈推送到外圈夹取机构内，三爪气缸动作夹持轴承外圈，完成轴承外圈上料；外圈上料完成后，外圈内孔夹持气缸动作松开轴承外圈，外圈上料气缸向后动作回到初始工位，为轴承外圈进入下一工位让出空间。

所述涂脂机构安装在机架上，用于对轴承外圈滚道自动涂抹润滑脂，是5个工位中的第二个工位；所述涂脂机构主要包括涂脂升降气缸、立柱、支柱固定夹、横向支柱、注脂器；所述涂脂升降气缸通过安装板安装在机架上；所述立柱安装在涂脂升降气缸活塞杆上，所述横向支柱通过支柱固定夹安装在立柱上；所述注脂器安装在横向立柱上；安装时，调节支柱固定夹可对注脂器的安装高度，倾斜角度进行调整。

在控制系统的控制下，转盘机构带动外圈夹取机构移动到工位二；涂脂升降气缸带动注脂器移动到下极限位置，注脂器出胶口对准轴承外圈滚道，步进电机带动轴承外圈旋转的同时，注脂器自动出胶；轴承外圈旋转1圈，涂脂完成；涂脂完成后，注脂器停止出胶，涂脂升降气缸带动注脂器移动到上极限位置，为轴承外圈进入下一工位让出空间。

所述滚子填充机构安装在机架1上，用于向轴承外圈落料自动填充滚子，是5个工位中的第三个工位；所述滚子填充机构包括振动盘、直振器、水平滚道、滚子拦挡气缸、滚子挡板、倾斜滚道安装板、倾斜滚道、垂直滚道、滚道盖板、垂直滚道连接板、垂直滚道气缸；所述振动盘安装在工作台板上，用于将杂乱无章的滚子振动调整到指定状态并依次进入到水平滚道中；所述水平滚道安装在直振器上，在直振器的作用下，水平滚道中的滚子向前移动进入倾斜滚道；所述倾斜滚道安装在有一定坡度的倾斜滚道安装板上，使倾斜滚道有一定坡度，进入到倾斜滚道中的滚子将自动向倾斜滚道下半部分滚动；所述倾斜滚道所能容纳的滚子数为装满一个圆柱滚子轴承所需滚子数目的两倍；所述滚子挡板安装在滚子拦挡气缸上，用于将倾斜滚道平均分成两部分并阻止倾斜滚道上半部分的滚子向下半部分移动，每一部分刚好能容纳装满一个圆柱滚子轴承所需的滚子数；所述滚子拦挡气缸安装在倾斜滚道安装板侧面，用于驱动滚子挡板的升降；所述垂直滚道通过垂直滚道连接板安装在垂直滚道气缸上；所述垂直滚道上端开了一个滚子进料口，用于与倾斜滚道对接，倾斜滚道下半部分的滚子从滚子进料口进入垂直滚道进行滚子上料；所述垂直滚道下端开了一个滚子出料口，滚子出料口仅由两边侧板组成，用于与轴承外圈滚道对接，保证滚子精准填充进轴承外圈滚道；所述滚道盖板安装在垂直滚道上，用于防止滚子脱离垂直滚道；所述滚道盖板由有机玻璃加工而成，有利于工人观察滚子在垂直滚道中的情况，并且滚道盖板上有一段狭窄的通槽，当滚子在垂直滚道中卡住时，工人可用挑针进行疏通。

在控制系统的控制下，垂直滚道气缸移动到上极限位置(进料口与倾斜滚道错开，滚子无法进入到垂直滚道)、滚子拦挡气缸移动到上极限位置(滚子挡板远离倾斜滚道，不再阻拦倾斜滚道上半部分中的滚子向下半部分移动)；振动盘和直振器开始运行，将滚子振动到倾斜滚道中；滚子沿倾斜滚道向下移动直到被垂直滚道拦挡，滚子在倾斜滚道中依次排列，填充倾斜滚道；当传感器检测到滚子已经填满了倾斜滚道下半部分时发出信号，滚子拦挡气缸动作带动滚子挡板向下移动，对倾斜滚道上半部分中的滚子进行拦挡；当传感器检测到滚子已经填满倾斜滚道上半部分时发出信号，振动盘和直振器停止工作。

转盘机构带动外圈夹取机构移动到工位三；垂直滚道气缸移动到下极限位置，垂直滚道进料口与倾斜滚道对接，倾斜滚道下半部分滚子依次进入到垂直滚道，倾斜滚道上半部分滚子被滚子挡板阻拦，确保进入到垂直滚道中的滚子数刚好能填充满一个滚子轴承；垂直滚道出料口与轴承外圈滚道对接，随着轴承外圈的旋转，滚子落料自动填充到轴承外圈滚道内；轴承外圈旋转一圈，滚子填充完成；滚子填充完成后，垂直滚道气缸移动到上极限位置，垂直滚道出料口离开轴承外圈内部，为轴承外圈进入下一工位让出空间；垂直滚道进料口与倾斜滚道错开，滚子无法进入到垂直滚道内，滚子拦挡气缸移动到上极限位置，滚子挡板离开倾斜滚道，倾斜滚道上半部分中的滚子迅速向下半部分移动并填满倾斜滚道下半部分，振动盘和直振器开始运行，向倾斜滚道输送滚子。

所述合套机构安装在机架上，用于轴承内圈的自动上料、内圈与外圈的合套，是5个工位中的第四个工位；所述合套机构与外圈上料机构的结构和原理相同，在控制系统的控制下，转盘机构带动外圈夹取机构移动到工位四；合套机构进行轴承内圈的自动上料并将轴承外圈送至合套工位，与轴承外圈合套装配；轴承合套装配完成后，转盘机构带动外圈夹取机构移动到工位五。

所述卸料机构安装在机架上，用于将完成合套的轴承从外圈夹取机构中卸下，是5个工位中的第五个工位；所述卸料机构包括摆动气缸安装板、摆动气缸、两爪气缸连接板、两爪气缸、卸料气爪；所述摆动气缸通过摆动气缸安装板安装在机架上；所述两爪气缸通过两爪气缸安装板安装在摆动气缸的旋转台上。

在控制系统的控制下，转盘机构带动外圈夹取机构移动到工位五；摆动气缸带动两爪气缸逆时针旋转一定角度，使得两爪气缸垂直于轴承端面；两爪气缸动作，两只卸料气爪抓取轴承外圈外圆；外圈夹取机构中的三爪气缸打开，抓取气爪松开轴承；摆动气缸带动轴承顺时针旋转一定角度，使得轴承端面垂直于输送带(未画出)平面；两爪气缸打开，卸料气爪松开轴承，轴承平稳地落在输送带上并被输送带带走，卸料完成。

满装圆柱滚子轴承自动填充滚子装配机生产工艺，包括如下步骤：

(1)工人将批量的轴承外圈、轴承内圈、圆柱滚子放入相应的位置；启动控制系统，系统初始化；

(2)外圈夹取机构运行到工位一，外圈上料机构动作，将轴承外圈送至外圈夹取机构处，三爪气缸动作抓取轴承外圈，完成外圈的上料；

(3)外圈夹取机构运行到工位二，涂脂机构动作，对轴承外圈滚道进行涂脂；

(4)外圈夹取机构运行到工位三，滚子填充机构动作，对轴承外圈滚道进行滚子落料自动填充；

(5)外圈夹取机构运行到工位四，合套机构动作，对轴承内圈自动上料、内圈与外圈的装配合套；

(6)外圈夹取机构运行到工位五，卸料机构动作，将完成合套的轴承从外圈夹取机构中卸下；

(7)经过步骤(1)～(6)之后即可完成一个轴承的装配，采用转盘的方式实现轴承装配各工位的同步进行，自动化程度高，生产效率得到了提升。

有益效果：本发明结构简单、设计合理、使用方便，可实现满装圆柱滚子轴承外圈填脂、填充滚子、合套装配的连续自动装配，降低工人劳动强度，提高轴承装配效率。

附图说明

图1为满装圆柱滚子轴承组成结构爆炸示意图；

图2为满装圆柱滚子轴承自动填充滚子装配机整体结构示意图；

图3为转盘机构结构示意图；

图4为滚轮支撑组件结构示意图；

图5为外圈夹取机构结构示意图；

图6为外圈夹取机构部分结构断面图；

图7为外圈上料机构结构示意图；

图8为涂脂机构结构示意图；

图9为滚子填充机构结构示意图；

图10为垂直滚道结构示意图；

图11为垂直滚道与滚道盖板结构示意图；

图12为卸料机构结构示意图；

图13为满装圆柱滚子轴承自动填充滚子装配机工艺流程图。

具体实施方法

下面将本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的特点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明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，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的内容。

实施例

满装圆柱滚子轴承生产工艺主要包括外圈分径、外圈填脂、填充滚子、内圈分径、合套装配、压盖、旋转等工序。其中，填充滚子是满装圆柱滚子轴承生产的核心工艺。因滚子安装位置无保持架限制并且滚子圆周总间隙较大，使得滚子装配后不能自锁容易散套，装配难度增加。目前满装圆柱滚子轴承外圈填脂、填充滚子和合套装配主要依靠人工操作，生产效率低，劳动强度大。图1为满装圆柱滚子轴承组成结构爆炸示意图，在滚子填充之前，需要先在轴承外圈滚道内涂抹润滑脂，然后再将滚子依次填充到轴承外圈滚道内，最后再将轴承内圈与填充了滚子的轴承外圈进行合套装配。

如图2～图13所示，本发明满装圆柱滚子轴承自动填充滚子装配机，包括机架1、转盘机构2、外圈夹取机构3、外圈上料机构4、涂脂机构5、滚子填充机构6、合套机构7、卸料机构8；所述转盘机构2上环形均布了5个外圈夹取机构3，所述外圈上料机构4、涂脂机构5、滚子填充机构6、合套机构7、卸料机构8安装在机架1上的排列顺序与转盘的方向一致并与外圈夹取机构3配合装配，分别实现轴承外圈上料、轴承外圈涂脂、滚子填充、轴承内外圈合套和轴承的卸料。

所述转盘机构2安装在机架1上，用于各轴承装配工位之间的切换；所述转盘机构2包括转盘电机201、转盘电机安装板202、转盘203、滚轮支撑组件204；所述转盘电机201为步进电机，通过转盘电机安装板202安装在机架1上；所述转盘203安装在转盘电机201输出轴上，用于安装外圈夹取机构3；所述滚轮支撑组件204环形均布，安装在机架1上，用于支撑转盘203；在控制系统的控制下，转盘电机201带动转盘203在滚轮支撑组件204上间歇转动，每次转动1/5个圆周，实现外圈夹取机构3的工位切换，滚轮204c滚动减少摩擦阻力。

所述滚轮支撑组件204环形均布，安装在5个工位对应位置的转盘203下方，用于支撑转盘203；所述滚轮支撑组件204包括支撑板204a、调节滑块204b、滚轮204c；所述支撑板204a安装在机架1上，支撑板204a背面有一滑槽；所述调节滑块204b安装在支撑板204a滑槽内，可在滑槽内上下移动；所述支撑板204a上开有U型槽，用于调节滑块204b的调整和固定；所述滚轮204c安装在调节滑块204b上，可随着调节滑块204b上下移动，调整高度。

所述外圈夹取机构3环形均布在转盘203上，用于对外圈倾斜(外圈端面与台板的倾斜夹角为60⁰)夹持；5个外圈夹取机构3的位置分别对应环形均布在转盘203外的5个工位；所述外圈夹取机构3包括步进电机301、电机安装板302、安装板连接板303、三爪气缸安装板304、三爪气缸305、夹取气爪306、外圈滚道挡板307；所述步进电机301安装在电机安装板302上，所述电机安装板302通过安装板连接板303安装在机架1上，步进电机301输出轴与三爪气缸安装板304连接，并且三爪气缸安装板304与电机安装板302之间不接触；所述三爪气缸305安装在三爪气缸安装板304上；所述夹取气爪306与外圈滚道挡板307安装在三爪气缸305上；所述夹取气爪306有一台阶面，用于对轴承外圈轴向定位和支撑；所述外圈滚道挡板307端面与轴承外圈滚道内壁齐平，保证滚子能落料自动填充进轴承外圈滚道，外圈滚道挡板307端面与轴承外圈滚道之间的位置关系如图6所示；在控制系统的控制下，三爪气缸305开闭，抓取轴承外圈，步进电机301运行，带动轴承外圈旋转。

所述外圈上料机构4安装在机架1上，用于轴承外圈的自动上料，是5个工位中的第一个工位；所述外圈上料机构4包括外圈U型槽401、外圈上料滚道402、外圈送料板403、外圈推送气缸404、外圈上料气缸405、外圈内孔夹持气缸406；所述外圈U型槽401倾斜安装在机架1上，用于存放轴承外圈；放置在外圈U型槽401上的轴承外圈由于重力自动向下滑动，进入到外圈上料滚道402上；所述外圈上料滚道402安装在外圈U型槽401的最下端，外圈上料滚道402的槽宽略大于轴承外圈宽度，只能容纳一个轴承外圈；所述外圈送料板403安装在外圈上料滚道402槽内并且与外圈推送气缸404连接，用于将轴承外圈送至外圈上料工位；所述外圈上料气缸405通过安装板安装在机架1上，外圈上料气缸405为三位气缸；所述外圈内孔夹持气缸406安装在外圈上料气缸405的活塞杆上，用于对轴承外圈进行内孔夹持。

在控制系统的控制下，转盘机构2带动外圈夹取机构3移动到工位一；外圈推送气缸404向前伸出到极限位置，此时外圈送料板403台阶凹面与外圈U型槽401对接，一个轴承外圈进入到外圈上料滚道402；外圈推送气缸404向后动作，外圈送料板403将轴承外圈带到外圈上料工位，此时外圈送料板403台阶凹面拦挡着轴承外圈，防止其掉落，外圈送料板403台阶凸面堵在外圈U型槽401下端出口处，防止轴承外圈进入外圈上料滚道402；外圈上料气缸405向前动作到中间工位，将外圈内孔夹持气缸406推送到轴承外圈内孔内，外圈内孔夹持气缸406动作夹持轴承外圈内孔；外圈推送气缸404向前伸出回到极限位置，将外圈送料板403移开；外圈上料气缸405向前动作到最终工位，将轴承外圈推送到外圈夹取机构3内，三爪气缸305动作夹持轴承外圈，完成轴承外圈上料；外圈上料完成后，外圈内孔夹持气缸406动作松开轴承外圈，外圈上料气缸405向后动作回到初始工位，为轴承外圈进入下一工位让出空间。

所述涂脂机构5安装在机架1上，用于对轴承外圈滚道自动涂抹润滑脂，是5个工位中的第二个工位；所述涂脂机构5主要包括涂脂升降气缸501、立柱502、支柱固定夹503、横向支柱504、注脂器505；所述涂脂升降气缸501通过安装板安装在机架1上；所述立柱502安装在涂脂升降气缸501活塞杆上，所述横向支柱504通过支柱固定503安装在立柱502上；所述注脂器505安装在横向立柱504上；安装时，调节支柱固定夹503可对注脂器505的安装高度、倾斜角度进行调整。

在控制系统的控制下，转盘机构2带动外圈夹取机构3移动到工位二；涂脂升降气缸501带动注脂器505移动到下极限位置，注脂器505出胶口对准轴承外圈滚道，步进电机301带动轴承外圈旋转的同时，注脂器505自动出胶；轴承外圈旋转1圈，涂脂完成；涂脂完成后，注脂器505停止出胶，涂脂升降气缸501带动注脂器505移动到上极限位置，为轴承外圈进入下一工位让出空间。

所述滚子填充机构6安装在机架1上，用于向轴承外圈落料自动填充滚子，是5个工位中的第三个工位；所述滚子填充机构6包括振动盘601、直振器602、水平滚道603、滚子拦挡气缸604、滚子挡板605、倾斜滚道安装板606、倾斜滚道607、垂直滚道608、滚道盖板609、垂直滚道连接板610、垂直滚道气缸611；所述振动盘601安装在工作台板上，用于将杂乱无章的滚子振动调整到指定状态并依次进入到水平滚道603中；滚子经振动盘601振动调整进入到水平滚道603后的状态如图9所示；所述水平滚道603安装在直振器602上，在直振器602的作用下，水平滚道603中的滚子向前移动进入倾斜滚道607；所述倾斜滚道607安装在有一定坡度的倾斜滚道安装板606上，使倾斜滚道607有一定坡度，进入到倾斜滚道607中的滚子将自动向倾斜滚道607下半部分滚动；所述倾斜滚道607所能容纳的滚子数为装满一个圆柱滚子轴承所需滚子数目的两倍；所述滚子挡板605安装在滚子拦挡气缸604上，用于将倾斜滚道607平均分成两部分并阻止倾斜滚道607上半部分的滚子向下半部分移动，每一部分刚好能容纳装满一个圆柱滚子轴承所需的滚子数；所述滚子拦挡气缸604安装在倾斜滚道安装板606侧面，用于驱动滚子挡板605的升降；所述垂直滚道608通过垂直滚道连接板610安装在垂直滚道气缸611上；所述垂直滚道608上端开了一个滚子进料口608a，用于与倾斜滚道607对接，倾斜滚道607下半部分的滚子从滚子进料口608a进入垂直滚道608进行滚子上料；所述垂直滚道608下端开了一个滚子出料口608b，滚子出料口608b仅由两边侧板组成，用于与轴承外圈滚道对接，保证滚子精准填充进轴承外圈滚道；所述滚道盖板609安装在垂直滚道608上，用于防止滚子脱离垂直滚道608；所述滚道盖板609由有机玻璃加工而成，有利于工人观察滚子在垂直滚道608中的情况，并且滚道盖板609上有一段狭窄的通槽，当滚子在垂直滚道608中卡住时，工人可用挑针进行疏通。

在控制系统的控制下，垂直滚道气缸611移动到上极限位置(进料口608a与倾斜滚道607错开，滚子无法进入到垂直滚道608)、滚子拦挡气缸604移动到上极限位置(滚子挡板605远离倾斜滚道607，不再阻拦倾斜滚道607上半部分中的滚子向下半部分移动)；振动盘601和直振器602开始运行，将滚子振动到倾斜滚道607中；滚子沿倾斜滚道607向下移动直到被垂直滚道608拦挡，滚子在倾斜滚道607中依次排列，填充倾斜滚道607；当传感器检测到滚子已经填满了倾斜滚道607下半部分时发出信号，滚子拦挡气缸604动作带动滚子挡板605向下移动，对倾斜滚道607上半部分中的滚子进行拦挡；当传感器检测到滚子已经填满倾斜滚道607上半部分时发出信号，振动盘601和直振器602停止工作。

转盘机构2带动外圈夹取机构3移动到工位三；垂直滚道气缸611移动到下极限位置，垂直滚道进料口608a与倾斜滚道607对接，倾斜滚道607下半部分滚子依次进入到垂直滚道608，倾斜滚道607上半部分滚子被滚子挡板605阻拦，确保进入到垂直滚道608中的滚子数刚好能填充满一个滚子轴承；垂直滚道出料口608b与轴承外圈滚道对接，随着轴承外圈的旋转，滚子落料自动填充到轴承外圈滚道内；轴承外圈旋转一圈，滚子填充完成；滚子填充完成后，垂直滚道气缸611移动到上极限位置，垂直滚道出料口608b离开轴承外圈内部，为轴承外圈进入下一工位让出空间；垂直滚道进料口608a与倾斜滚道607错开，滚子无法进入到垂直滚道608内，滚子拦挡气缸604移动到上极限位置，滚子挡板605离开倾斜滚道607，倾斜滚道607上半部分中的滚子迅速向下半部分移动并填满倾斜滚道607下半部分，振动盘601和直振器602开始运行，向倾斜滚道607输送滚子。

所述合套机构7安装在机架1上，用于轴承内圈的自动上料、内圈与外圈的合套，是5个工位中的第四个工位；所述合套机构7与外圈上料机构4的结构和原理相同；在控制系统的控制下，转盘机构2带动外圈夹取机构3移动到工位四；合套机构7进行轴承内圈的自动上料并将轴承外圈送至合套工位，与轴承外圈合套装配；轴承合套装配完成后，转盘机构2带动外圈夹取机构3移动到工位五。

所述卸料机构8安装在机架1上，用于将完成合套的轴承从外圈夹取机构3中卸下，是5个工位中的第五个工位；所述卸料机构8包括摆动气缸安装板801、摆动气缸802、两爪气缸连接板803、两爪气缸804、卸料气爪805；所述摆动气缸802通过摆动气缸安装板801安装在机架1上；所述两爪气缸804通过两爪气缸安装板803安装在摆动气缸802的旋转台上。

在控制系统的控制下，转盘机构2带动外圈夹取机构3移动到工位五；摆动气缸802带动两爪气缸804逆时针旋转一定角度，使得两爪气缸804垂直于轴承端面；两爪气缸804动作，两只卸料气爪805抓取轴承外圈外圆；外圈夹取机构3中的三爪气缸305打开，抓取气爪306松开轴承；摆动气缸802带动轴承顺时针旋转一定角度，使得轴承端面垂直于输送带(未画出)平面；两爪气缸804打开，卸料气爪805松开轴承，轴承平稳地落在输送带上并被输送带带走，卸料完成。

满装圆柱滚子轴承自动填充滚子装配机生产工艺，包括如下步骤：

(1)工人将批量的轴承外圈、轴承内圈、圆柱滚子放入相应的位置；启动控制系统，系统初始化；

(2)外圈夹取机构3运行到工位一，外圈上料机构4动作，将轴承外圈送至外圈夹取机构3处，三爪气缸305动作抓取轴承外圈，完成外圈的上料；

(3)外圈夹取机构3运行到工位二，涂脂机构5动作，对轴承外圈滚道进行涂脂；

(4)外圈夹取机构3运行到工位三，滚子填充机构6动作，对轴承外圈滚道进行滚子落料自动填充；

(5)外圈夹取机构3运行到工位四，合套机构7动作，对轴承内圈自动上料、内圈与外圈的装配合套；

(6)外圈夹取机构3运行到工位五，卸料机构8动作，将完成合套的轴承从外圈夹取机构中卸下；

(7)经过步骤(1)～(7)之后即可完成一个轴承的装配，采用转盘的方式实现轴承装配各工位的同步进行，自动化程度高，生产效率得到了提升。

Claims (2)

1.满装圆柱滚子轴承自动填充滚子装配机，其特征在于：满装圆柱滚子轴承自动填充滚子装配机，包括机架(1)、转盘机构(2)、外圈夹取机构(3)、外圈上料机构(4)、涂脂机构(5)、滚子填充机构(6)、合套机构(7)、卸料机构(8)；所述转盘机构(2)上环形均布了5个外圈夹取机构(3)，所述外圈上料机构(4)、涂脂机构(5)、滚子填充机构(6)、合套机构(7)、卸料机构(8)安装在机架(1)上的排列顺序与转盘的方向一致并与外圈夹取机构(3)配合装配，分别实现轴承外圈上料、轴承外圈涂脂、滚子填充、轴承内外圈合套和轴承的卸料；

所述转盘机构(2)安装在机架(1)上，用于各轴承装配工位之间的切换；所述转盘机构(2)包括转盘电机(201)、转盘电机安装板(202)、转盘(203)、滚轮支撑组件(204)；所述转盘电机(201)为步进电机，通过转盘电机安装板(202)安装在机架(1)上；所述转盘(203)安装在转盘电机(201)输出轴上，用于安装外圈夹取机构(3)；所述滚轮支撑组件(204)环形均布，安装在机架(1)上，用于支撑转盘(203)；在控制系统的控制下，转盘电机(201)带动转盘(203)在滚轮支撑组件(204)上间歇转动，每次转动1/5个圆周，实现外圈夹取机构(3)的工位切换，滚轮(204c)滚动减少摩擦阻力；

所述滚轮支撑组件(204)环形均布，安装在5个工位对应位置的转盘(203)下方，用于支撑转盘(203)；所述滚轮支撑组件(204)包括支撑板(204a)、调节滑块(204b)、滚轮(204c)；所述支撑板(204a)安装在机架(1)上，支撑板(204a)背面有一滑槽；所述调节滑块(204b)安装在支撑板(204a)滑槽内，可在滑槽内上下移动；所述支撑板(204a)上开有U型槽，用于调节滑块(204b)的调整和固定；所述滚轮(204c)安装在调节滑块(204b)上，可随着调节滑块(204b)上下移动，调整高度；

所述外圈夹取机构(3)环形均布在转盘(203)上，用于对外圈的倾斜夹持，外圈端面与台板的倾斜夹角为60°；5个外圈夹取机构(3)的位置分别对应环形均布在转盘(203)外的5个工位；所述外圈夹取机构(3)包括步进电机(301)、电机安装板(302)、安装板连接板(303)、三爪气缸安装板(304)、三爪气缸(305)、夹取气爪(306)、外圈滚道挡板(307)；所述步进电机(301)安装在电机安装板(302)上，所述电机安装板(302)通过安装板连接板(303)安装在机架(1)上，步进电机(301)输出轴与三爪气缸安装板(304)连接，并且三爪气缸安装板(304)与电机安装板(302)之间不接触；所述三爪气缸(305)安装在三爪气缸安装板(304)上；所述夹取气爪(306)与外圈滚道挡板(307)安装在三爪气缸(305)上；所述夹取气爪(306)有一台阶面，用于对轴承外圈轴向定位和支撑；所述外圈滚道挡板(307)端面与轴承外圈滚道内壁齐平，保证滚子能落料自动填充进轴承外圈滚道；在控制系统的控制下，三爪气缸(305)开闭，抓取轴承外圈，步进电机(301)运行，带动轴承外圈旋转；

所述外圈上料机构(4)安装在机架(1)上，用于轴承外圈的自动上料，是5个工位中的第一个工位；所述外圈上料机构(4)包括外圈U型槽(401)、外圈上料滚道(402)、外圈送料板(403)、外圈推送气缸(404)、外圈上料气缸(405)、外圈内孔夹持气缸(406)；所述外圈U型槽(401)倾斜安装在机架(1)上，用于存放轴承外圈；放置在外圈U型槽(401)上的轴承外圈由于重力自动向下滑动，进入到外圈上料滚道(402)上；所述外圈上料滚道(402)安装在外圈U型槽(401)的最下端，外圈上料滚道(402)的槽宽略大于轴承外圈宽度，只能容纳一个轴承外圈；所述外圈送料板(403)安装在外圈上料滚道(402)槽内并且与外圈推送气缸(404)连接，用于将轴承外圈送至外圈上料工位；所述外圈上料气缸(405)通过安装板安装在机架(1)上，外圈上料气缸(405)为三位气缸；所述外圈内孔夹持气缸(406)安装在外圈上料气缸(405)的活塞杆上，用于对轴承外圈进行内孔夹持；

在控制系统的控制下，转盘机构(2)带动外圈夹取机构(3)移动到工位一；外圈推送气缸(404)向前伸出到极限位置，此时外圈送料板(403)台阶凹面与外圈U型槽(401)对接，一个轴承外圈进入到外圈上料滚道(402)；外圈推送气缸(404)向后动作，外圈送料板(403)将轴承外圈带到外圈上料工位，此时外圈送料板(403)台阶凹面拦挡着轴承外圈，防止其掉落，外圈送料板(403)台阶凸面堵在外圈U型槽(401)下端出口处，防止轴承外圈进入外圈上料滚道(402)；外圈上料气缸(405)向前动作到中间工位，将外圈内孔夹持气缸(406)推送到轴承外圈内孔内，外圈内孔夹持气缸(406)动作夹持轴承外圈内孔；外圈推送气缸(404)向前伸出回到极限位置，将外圈送料板(403)移开；外圈上料气缸(405)向前动作到最终工位，将轴承外圈推送到外圈夹取机构(3)内，三爪气缸(305)动作夹持轴承外圈，完成轴承外圈上料；外圈上料完成后，外圈内孔夹持气缸(406)动作松开轴承外圈，外圈上料气缸(405)向后动作回到初始工位，为轴承外圈进入下一工位让出空间；

所述涂脂机构(5)安装在机架(1)上，用于对轴承外圈滚道自动涂抹润滑脂，是5个工位中的第二个工位；所述涂脂机构(5)主要包括涂脂升降气缸(501)、立柱(502)、支柱固定夹(503)、横向支柱(504)、注脂器(505)；所述涂脂升降气缸(501)通过安装板安装在机架(1)上；所述立柱(502)安装在涂脂升降气缸(501)活塞杆上，所述横向支柱(504)通过支柱固定夹(503)安装在立柱(502)上；所述注脂器(505)安装在横向立柱(504)上；安装时，调节支柱固定夹(503)可对注脂器(505)的安装高度，倾斜角度进行调整；

在控制系统的控制下，转盘机构(2)带动外圈夹取机构(3)移动到工位二；涂脂升降气缸(501)带动注脂器(505)移动到下极限位置，注脂器(505)出胶口对准轴承外圈滚道，步进电机(301)带动轴承外圈旋转的同时，注脂器(505)自动出胶；轴承外圈旋转1圈，涂脂完成；涂脂完成后，注脂器(505)停止出胶，涂脂升降气缸(501)带动注脂器(505)移动到上极限位置，为轴承外圈进入下一工位让出空间；

所述滚子填充机构(6)安装在机架(1)上，用于向轴承外圈落料自动填充滚子，是5个工位中的第三个工位；所述滚子填充机构(6)包括振动盘(601)、直振器(602)、水平滚道(603)、滚子拦挡气缸(604)、滚子挡板(605)、倾斜滚道安装板(606)、倾斜滚道(607)、垂直滚道(608)、滚道盖板(609)、垂直滚道连接板(610)、垂直滚道气缸(611)；所述振动盘(601)安装在工作台板上，用于将杂乱无章的滚子振动调整到指定状态并依次进入到水平滚道(603)中；所述水平滚道(603)安装在直振器(602)上，在直振器(602)的作用下，水平滚道(603)中的滚子向前移动进入倾斜滚道(607)；所述倾斜滚道(607)安装在有一定坡度的倾斜滚道安装板(606)上，使倾斜滚道(607)有一定坡度，进入到倾斜滚道(607)中的滚子将自动向倾斜滚道(607)下半部分滚动；所述倾斜滚道(607)所能容纳的滚子数为装满一个圆柱滚子轴承所需滚子数目的两倍；所述滚子挡板(605)安装在滚子拦挡气缸(604)上，用于将倾斜滚道(607)平均分成两部分并阻止倾斜滚道(607)上半部分的滚子向下半部分移动，每一部分刚好能容纳装满一个圆柱滚子轴承所需的滚子数；所述滚子拦挡气缸(604)安装在倾斜滚道安装板(606)侧面，用于驱动滚子挡板(605)的升降；所述垂直滚道(608)通过垂直滚道连接板(610)安装在垂直滚道气缸(611)上；所述垂直滚道(608)上端开了一个滚子进料口(608a)，用于与倾斜滚道(607)对接，倾斜滚道(607)下半部分的滚子从滚子进料口(608a)进入垂直滚道(608)进行滚子上料；所述垂直滚道(608)下端开了一个滚子出料口(608b)，滚子出料口(608b)仅由两边侧板组成，用于与轴承外圈滚道对接，保证滚子精准填充进轴承外圈滚道；所述滚道盖板(609)安装在垂直滚道(608)上，用于防止滚子脱离垂直滚道(608)；所述滚道盖板(609)由有机玻璃加工而成，有利于工人观察滚子在垂直滚道(608)中的情况，并且滚道盖板(609)上有一段狭窄的通槽，当滚子在垂直滚道(608)中卡住时，工人可用挑针进行疏通；

在控制系统的控制下，垂直滚道气缸(611)移动到上极限位置，进料口(608a)与倾斜滚道(607)错开，滚子无法进入到垂直滚道(608)、滚子拦挡气缸(604)移动到上极限位置，滚子挡板(605)远离倾斜滚道(607)，不再阻拦倾斜滚道(607)上半部分中的滚子向下半部分移动；振动盘(601)和直振器(602)开始运行，将滚子振动到倾斜滚道(607)中；滚子沿倾斜滚道(607)向下移动直到被垂直滚道(608)拦挡，滚子在倾斜滚道(607)中依次排列，填充倾斜滚道(607)；当传感器检测到滚子已经填满了倾斜滚道(607)下半部分时发出信号，滚子拦挡气缸(604)动作带动滚子挡板(605)向下移动，对倾斜滚道(607)上半部分中的滚子进行拦挡；当传感器检测到滚子已经填满倾斜滚道(607)上半部分时发出信号，振动盘(601)和直振器(602)停止工作；

转盘机构(2)带动外圈夹取机构(3)移动到工位三；垂直滚道气缸(611)移动到下极限位置，垂直滚道进料口(608a)与倾斜滚道(607)对接，倾斜滚道(607)下半部分滚子依次进入到垂直滚道(608)，倾斜滚道(607)上半部分滚子被滚子挡板(605)阻拦，确保进入到垂直滚道(608)中的滚子数刚好能填充满一个滚子轴承；垂直滚道出料口(608b)与轴承外圈滚道对接，随着轴承外圈的旋转，滚子落料自动填充到轴承外圈滚道内；轴承外圈旋转一圈，滚子填充完成；滚子填充完成后，垂直滚道气缸(611)移动到上极限位置，垂直滚道出料口(608b)离开轴承外圈内部，为轴承外圈进入下一工位让出空间；垂直滚道进料口(608a)与倾斜滚道(607)错开，滚子无法进入到垂直滚道(608)内，滚子拦挡气缸(604)移动到上极限位置，滚子挡板(605)离开倾斜滚道(607)，倾斜滚道(607)上半部分中的滚子迅速向下半部分移动并填满倾斜滚道(607)下半部分，振动盘(601)和直振器(602)开始运行，向倾斜滚道(607)输送滚子；

所述合套机构(7)安装在机架(1)上，用于轴承内圈的自动上料、内圈与外圈的合套，是5个工位中的第四个工位；所述合套机构(7)与外圈上料机构(4)的结构和原理相同，在控制系统的控制下，转盘机构(2)带动外圈夹取机构(3)移动到工位四；合套机构(7)进行轴承内圈的自动上料并将轴承外圈送至合套工位，与轴承外圈合套装配；轴承合套装配完成后，转盘机构(2)带动外圈夹取机构(3)移动到工位五；

所述卸料机构(8)安装在机架(1)上，用于将完成合套的轴承从外圈夹取机构(3)中卸下，是5个工位中的第五个工位；所述卸料机构(8)包括摆动气缸安装板(801)、摆动气缸(802)、两爪气缸连接板(803)、两爪气缸(804)、卸料气爪(805)；所述摆动气缸(802)通过摆动气缸安装板(801)安装在机架(1)上；所述两爪气缸(804)通过两爪气缸安装板(803)安装在摆动气缸(802)的旋转台上；

在控制系统的控制下，转盘机构(2)带动外圈夹取机构(3)移动到工位五；摆动气缸(802)带动两爪气缸(804)逆时针旋转一定角度，使得两爪气缸(804)垂直于轴承端面；两爪气缸(804)动作，两只卸料气爪(805)抓取轴承外圈外圆；外圈夹取机构(3)中的三爪气缸(305)打开，抓取气爪(306)松开轴承；摆动气缸(802)带动轴承顺时针旋转一定角度，使得轴承端面垂直于输送带平面；两爪气缸(804)打开，卸料气爪(805)松开轴承，轴承平稳地落在输送带上并被输送带带走，卸料完成。

2.根据权利要求1所述的满装圆柱滚子轴承自动填充滚子装配机的工艺方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)工人将批量的轴承外圈、轴承内圈、圆柱滚子放入相应的位置；启动控制系统，系统初始化；

(2)外圈夹取机构(3)运行到工位一，外圈上料机构(4)动作，将轴承外圈送至外圈夹取机构(3)处，三爪气缸(305)动作抓取轴承外圈，完成外圈的上料；

(3)外圈夹取机构(3)运行到工位二，涂脂机构(5)动作，对轴承外圈滚道进行涂脂；

(4)外圈夹取机构(3)运行到工位三，滚子填充机构(6)动作，对轴承外圈滚道进行滚子落料自动填充；

(5)外圈夹取机构(3)运行到工位四，合套机构(7)动作，对轴承内圈自动上料、内圈与外圈的装配合套；

(6)外圈夹取机构(3)运行到工位五，卸料机构(8)动作，将完成合套的轴承从外圈夹取机构中卸下；

(7)经过步骤(1)～(6)之后即可完成一个轴承的装配，采用转盘的方式实现轴承装配各工位的同步进行，自动化程度高，生产效率得到了提升。

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