CN113263321B - 可消除轴向力的轴端零件自动化安装装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及十字轴装配技术领域，是一种可消除轴向力的轴端零件自动化安装装置，其包括总装平台、卡簧定位块、端盖、平移装置、轴承定位块、限位块、安装直线执行机构和压力测量及控制模块。本发明通过平移装置前后或左右移动轴承定位块和卡簧定位块的位置进行定位，通过安装直线执行机构将轴承或卡簧推动至安装位置，实现轴端轴承和卡簧自动安装，提高轴端零件装配效率和装配质量。

Description

可消除轴向力的轴端零件自动化安装装置

技术领域

本发明涉及十字轴装配技术领域，是一种可消除轴向力的轴端零件自动化安装装置。

背景技术

十字轴万向节总成作为汽车传动系统中的关键部件，能实现变角度动力传递，用于改变传动轴线的位置和方向，它是汽车转向及传动驱动系统的“关节”部位。随着我国成为全球最大汽车生产国以及汽车零部件产业的快速发展，十字轴总成的需求量也越来越大，同时对产品质量的要求也越来越高，十字轴总成的装配工艺大多采用手工装配完成。这种方式导致了十字轴总成的装配效率低下，装配质量不稳定、呈一定的波动性，传统的十字轴装配工艺已经成为了十字轴总成生产中的瓶颈工序，十字轴装配过程为将十字轴放入连接盘、万向节叉、花键接头、花键毂焊接部件等，再将轴承或卡簧装入，工序复杂且安装效率低，并且安装时存在卡簧易倾倒以及异步安装轴承时轴向力较大导致安装位置改变的问题，无法实现轴承和卡簧全自动安装。

发明内容

本发明提供了一种可消除轴向力的轴端零件自动化安装装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有十字轴装配存在的费时费力、施工效率较低的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种可消除轴向力的轴端零件自动化安装装置，包括在于包括总装平台、卡簧定位块、端盖、平移装置、轴承定位块、限位块、安装直线执行机构和压力测量及控制模块, 总装平台上侧设有能够相对其前后或/和左右移动的平移装置，对应平移装置左方位置的总装平台左侧设有能够向右伸出的安装直线执行机构，安装直线执行机构右端设有能够向右伸出的的伸出端，平移装置上侧前后间隔设有轴承定位块和卡簧定位块，轴承定位块右端设有左右贯通的导向孔，对应导向孔左部位置的轴承定位块上设有开口向上且与导向孔相通的放置槽，放置槽中部设有开口向上且前后贯通的限位安装槽，限位安装槽内设有限位块，限位块上设有压力测量及控制模块，限位块前侧设有限位直线执行机构，限位直线执行机构设有能够向后伸出的伸出端，卡簧定位块中部设有左右贯通且内径呈左大右小的固定孔，卡簧定位块左侧固定安装有端盖，端盖上设有左右贯通且与固定孔连通的连通孔，端盖与卡簧定位块之间设有开口向上的安装槽，且放入安装槽内的卡簧能在安装直线执行机构伸出端的作用下平滑进入固定孔内，压力测量及控制模块与安装直线执行机构连接。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述平移装置可包括前后移动平台和左右移动平台，前后移动平台包括换位直线执行机构、第一滑轨、第一滑块和底板，总装平台上侧左右间隔设有至少一个第一滑槽，每个第一滑槽内均设有第一滑轨，每个第一滑轨上侧均前后间隔设有至少一个能在第一滑轨上前后滑动的第一滑块，第一滑块上侧固定安装有底板，对应底板前侧位置的总装平台前侧固定安装有换位直线执行机构，底板上侧前后间隔设有轴承定位块和卡簧定位块；左右移动平台包括轴承定位直线执行机构、第二滑轨、第二滑块、卡簧定位直线执行机构、轨道、移动块和底座，底板前部上侧固定安装有第二滑轨，第二滑轨上侧设有能够在其外侧滑动的第二滑块，第二滑块上侧固定安装有轴承定位块，对应轴承定位块左方位置的底板左侧固定安装有能使底座左右移动的轴承定位直线执行机构，底板后部上侧固定安装有轨道，轨道上侧设有能够在其外侧滑动的移动块，移动块上侧固定安装有底座，底座上侧固定安装有卡簧安装装置，对应底座左方位置的底板左侧固定安装有能使底座左右移动的卡簧定位直线执行机构。

上述安装直线执行机构可为安装电缸，安装电缸右端固定安装有能够向右伸出的安装活塞杆，限位直线执行机构为限位气缸，限位气缸后端设有能够向后伸出的限位活塞杆，换位直线执行机构为换位气缸，换位气缸后端设有能够向后伸出的换位活塞杆，换位活塞杆后端与底板前侧固定安装在一起，轴承定位直线执行机构为轴承定位气缸，轴承定位气缸右端设有能够向右伸出的轴承定位活塞杆，轴承定位活塞杆右端与轴承定位块左侧固定安装在一起，卡簧定位直线执行机构为卡簧定位气缸，卡簧定位气缸右端设有能够向右伸出的卡簧定位活塞杆，卡簧定位活塞杆右端与底座左侧固定安装在一起。

上述还可包括前侧限位组件和后侧限位组件，前侧限位组件包括前侧限位开关和前侧支撑架，对应位于右侧的第一滑槽前侧位置的总装平台上固定安装有前侧支撑架，支撑架上部设有前后贯通的安装孔，前侧限位开关中部位于安装孔内，前侧限位开关后端下侧位于底板上方，前侧限位开关串联在换位气缸与电源之间，后侧限位组件与前侧限位组件结构相同呈前后对称分布。

上述还可包括磁铁，对应安装槽下方位置的端盖右侧间隔设有至少一个第三定位槽，每个第三定位槽内均设有磁铁。

上述轴承定位块左部下侧可设有左右贯通且开口向下的限位槽，第二滑块上侧位于限位槽内；左右移动平台还包括固定块，卡簧定位块左端下侧中部设有第一定位槽，对应第一定位槽位置的底座右端上侧中部设有开口向上的第二定位槽，固定块上部位于第一定位槽内，固定块下部位于第二定位槽内。

上述卡簧定位块右端外侧可设有第一外环槽，第一外环槽的槽底形成左宽右窄的锥面。

上述固定孔由左至右依次可包括内径左大右小的锥孔段和直孔段，锥孔段和直孔段平滑过渡，直孔段内径与锥孔段右端内径相同。

本发明通过换位直线执行机构推动或收回使轴承定位组件或卡簧定位组件移动至前后方向位置，分别通过轴承定位直线执行机构和卡簧定位直线执行机构将轴承定位块和卡簧定位块移动至左右方向位置，通过安装直线执行机构将轴承或卡簧推动至安装位置，实现轴端轴承和卡簧自动安装，提高轴端零件装配效率和装配质量。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例的俯视结构示意图。

附图2为附图1使用时的立体结构示意图。

附图3为附图1中端盖的右视放大结构示意图。

图4为附图1中卡簧定位块的主视剖视放大结构示意图。

附图中的编码分别为：1为总装平台，2为底板，3为卡簧定位块，4为端盖，5为第一滑轨，6为底座，7为限位气缸，8为第一滑槽，9为安装槽，10为连通孔，11为锥孔段，12为换位气缸，13为限位块，14为卡簧定位气缸，15为卡簧定位活塞杆，16为安装电缸，17为安装活塞杆，18为前侧限位开关，19为前侧支撑架，20为固定块，21为磁铁，22为第一外环槽，23为第二滑轨，24为第二滑块，25为轴承定位块，26为导向孔，27为放置槽，28为轴承定位气缸，29为压力传感器，30为第一滑块，31为限位安装槽，32为直孔段，33为连接块。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1、2、3、4所示，该可消除轴向力的轴端零件自动化安装装置包括总装平台1、卡簧定位块3、端盖4、平移装置、轴承定位块25、限位块13、安装直线执行机构和压力测量及控制模块, 总装平台1上侧设有能够相对其前后或/和左右移动的平移装置，对应平移装置左方位置的总装平台1左侧设有能够向右伸出的安装直线执行机构，安装直线执行机构右端设有能够向右伸出的的伸出端，平移装置上侧前后间隔设有轴承定位块25和卡簧定位块3，轴承定位块25右端设有左右贯通的导向孔26，对应导向孔26左部位置的轴承定位块25上设有开口向上且与导向孔26相通的放置槽27，放置槽27中部设有开口向上且前后贯通的限位安装槽31，限位安装槽31内设有限位块13，限位块13上设有压力测量及控制模块，限位块13前侧设有限位直线执行机构，限位直线执行机构设有能够向后伸出的伸出端，卡簧定位块3中部设有左右贯通且内径呈左大右小的固定孔，卡簧定位块3左侧固定安装有端盖4，端盖4上设有左右贯通且与固定孔连通的连通孔10，端盖4与卡簧定位块3之间设有开口向上的安装槽9，且放入安装槽9内的卡簧能在安装直线执行机构伸出端的作用下平滑进入固定孔内，压力测量及控制模块与安装直线执行机构连接。

在使用时，根据需求，压力测量及控制模块包括压力传感器29和控制器，压力传感器29与控制器连接，控制器与安装直线执行机构连接；根据需求，放置槽27可为前后贯通的槽，由此可使其加工更加方便高效，且可使轴承放置更方便。本发明实现了轴端轴承和卡簧的自动安装，能够有效提高装配效率、提升装配质量和减小生产成本。

在使用时，可根据实际需要配置两套本发明同时作业，也可异步作业。两套左右间隔设置时，待安装件位于左右两套安装组件之间，本发明使用过程如下：

（1）可通过机械臂将十字轴放入连接盘、万向节叉、花键接头、花键毂焊接部件等；

（2）操作平移装置后移动，将轴承定位块25和卡簧定位块3向后推动，使轴承定位块25上的导向孔26的中心线与待安装件轴孔的中心线重合后停止；

（3）操作平移装置移动，使轴承定位块25右侧与待安装件左侧接触，操作位于右侧的安装组件的轴承定位块左侧与待安装件右侧接触；

（4）可通过机械臂将轴承放在放置槽27上侧；

（5）位于右侧组件中的限位直线执行机构向前伸出推动限位块13，限位块13位于放置槽27下方的导向孔26内；

（6）位于右侧组件中的安装直线执行机构向左伸出，与限位块13和压力测量及控制模块相抵，压力测量及控制模块检测到压力后，安装直线执行机构停止向左伸出，安装直线执行机构左端与限位块13右侧形成固定限位，抵消位于左侧安装组件中安装直线执行机构向右推动的轴向力；

（7）操作安装直线执行机构向右推动轴承，轴承沿导向孔26向右移动至待安装的轴的外侧，即完成轴承安装；

（8）操作平移平台向前退回，将轴承定位块25和卡簧定位块3向前拉动，使卡簧定位块3上的固定孔的中心轴线与待安装件的轴孔中心轴线重合；

（9）可借助机械臂将卡簧放置在安装槽9内；

（10）操作平移装置使卡簧定位块3向右移动直到其右侧与待安装件左侧接触；

（11）通过安装直线执行机构向右伸出，推动卡簧使其沿固定孔向右移动，卡簧向右移动的同时由于固定孔内径逐渐缩小，卡簧被固定孔内壁均匀压紧，有效避免了操作不慎卡簧容易折断的问题，卡簧被推入待安装件轴孔内壁上的卡簧的安装槽9后，卡簧自动弹开，卡在槽内，从而完成安装；

（12）操作平移平台回到原位或回到安全位置在进行下一步作业。

上述步骤能够实现十字轴上轴承和卡簧的自动安装，提升了安装效率和安装质量，节约人员、成本缩短生产周期。

可根据实际需要，对上述可消除轴向力的轴端零件自动化安装装置作进一步优化或/和改进：

如附图1、2、3、4所示，平移装置包括前后移动平台和左右移动平台，前后移动平台包括换位直线执行机构、第一滑轨5、第一滑块30和底板2，总装平台1上侧左右间隔设有至少一个第一滑槽8，每个第一滑槽内8均设有第一滑轨5，每个第一滑轨5上侧均前后间隔设有至少一个能在第一滑轨5上前后滑动的第一滑块30，第一滑块30上侧固定安装有底板2，对应底板2前侧位置的总装平台1前侧固定安装有换位直线执行机构，底板2上侧前后间隔设有轴承定位块25和卡簧定位块3；左右移动平台包括轴承定位直线执行机构、第二滑轨23、第二滑块24、卡簧定位直线执行机构、轨道、移动块和底座6，底板2前部上侧固定安装有第二滑轨23，第二滑轨23上侧设有能够在其外侧滑动的第二滑块24，第二滑块24上侧固定安装有轴承定位块25，对应轴承定位块25左方位置的底板2左侧固定安装有能使底座6左右移动的轴承定位直线执行机构，底板2后部上侧固定安装有轨道，轨道上侧设有能够在其外侧滑动的移动块，移动块上侧固定安装有底座6，底座6上侧固定安装有卡簧安装装置，对应底座6左方位置的底板2左侧固定安装有能使底座6左右移动的卡簧定位直线执行机构。

根据需求，轴承定位块25左端下侧固定安装有连接块33，连接块33下侧可与第二滑块21上侧固定安装在一起，这样设置可使轴承定位块25右部悬空，可避免轴承定位块25右部下侧与其他安装部件干涉。在使用时，通过设置换位直线执行机构拉动底板2沿第一滑槽8移动，调整轴承定位块25的前后位置；通过设置轴承直线执行机构推动第二滑块24带动轴承定位块25沿着第二滑轨23移动，调整轴承定位块25的左右位置，从而实现更加准确的定位，通过设置卡簧直线执行机构推动底座6带着移动块沿着轨道移动，调整卡簧安装装置的左右位置，从而实现更加准确的定位。

如附图1、2、3、4所示，安装直线执行机构为安装电缸16，安装电缸16右端固定安装有能够向右伸出的安装活塞杆17，限位直线执行机构为限位气缸7，限位气缸7后端设有能够向后伸出的限位活塞杆，换位直线执行机构为换位气缸12，换位气缸12后端设有能够向后伸出的换位活塞杆，换位活塞杆后端与底板2前侧固定安装在一起，轴承定位直线执行机构为轴承定位气缸28，轴承定位气缸28右端设有能够向右伸出的轴承定位活塞杆，轴承定位活塞杆右端与轴承定位块25左侧固定安装在一起，卡簧定位直线执行机构为卡簧定位气缸14，卡簧定位气缸14右端设有能够向右伸出的卡簧定位活塞杆15，卡簧定位活塞杆15右端与底座6左侧固定安装在一起。

在使用时，通过设置换位气缸12推动轴承定位块25和卡簧定位块3到达指定的前后位置，通过设置轴承定位气缸28将轴承定位块25推动至待安装位置，通过卡簧定位气缸14将卡簧定位块3推动至指定的左右位置，通过安装电缸16带动安装活塞杆17推动轴承或卡簧向右移动至安装位置，完成安装。

如附图1、2、3、4所示，还包括前侧限位组件和后侧限位组件，前侧限位组件包括前侧限位开关18和前侧支撑架19，对应位于右侧的第一滑槽8前侧位置的总装平台1上固定安装有前侧支撑架19，支撑架上部设有前后贯通的安装孔，前侧限位开关18中部位于安装孔内，前侧限位开关18后端下侧位于底板2上方，前侧限位开关18串联在换位气缸12与电源之间，后侧限位组件与前侧限位组件结构相同呈前后对称分布。在使用时，通过设置限位组件限制换位气缸12的运动行程，以达到更加准确的定位。

如附图1、2、3、4所示，还包括磁铁21，对应安装槽9下方位置的端盖4右侧间隔设有至少一个第三定位槽，每个第三定位槽内均设有磁铁21。根据需求，安装槽可设置在端盖4右侧或卡簧定位块3左侧，可沿端盖4右侧或卡簧定位块3左侧前后向对称分布有两个或四个呈圆柱形的第三定位槽，每个第三定位槽内均设有磁铁21，设置四个磁铁21可将卡簧下侧稳定吸住。在使用时，通过设置磁铁21避免卡簧倾倒，使其保持竖直状态便于推动安装。

如附图1、2、3、4所示，轴承定位块25左部下侧设有左右贯通且开口向下的限位槽，第二滑块24上侧位于限位槽内；左右移动平台还包括固定块20，卡簧定位块3左端下侧中部设有第一定位槽，对应第一定位槽位置的底座6右端上侧中部设有开口向上的第二定位槽，固定块20上部位于第一定位槽内，固定块20下部位于第二定位槽内。在使用时，通过设置限位槽避免轴承定位块25相对第二滑块24前后移动，通过设置固定块20避免卡簧定位块3相对底座6前后移动导致安装时定位不准的问题。

如附图1、2、3、4所示，卡簧定位块3右端外侧设有第一外环槽22，第一外环槽22的槽底形成左宽右窄的锥面。在使用时，通过这样的设置可对卡簧定位块3右端进一步定位。

如附图1、2、3、4所示，固定孔由左至右依次包括内径左大右小的锥孔段11和直孔段32，锥孔段11和直孔段32平滑过渡，直孔段32内径与锥孔段11右端内径相同。在使用时，过设置锥孔段11和直孔段32将卡簧平稳的推动至待安装位置。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (14)

1.一种可消除轴向力的轴端零件自动化安装装置，其特征在于包括总装平台、卡簧定位块、端盖、平移装置、轴承定位块、限位块、安装直线执行机构和压力测量及控制模块, 总装平台上侧设有能够相对其前后或/和左右移动的平移装置，对应平移装置左方位置的总装平台左侧设有能够向右伸出的安装直线执行机构，安装直线执行机构右端设有能够向右伸出的伸出端，平移装置上侧前后间隔设有轴承定位块和卡簧定位块，轴承定位块右端设有左右贯通的导向孔，对应导向孔左部位置的轴承定位块上设有开口向上且与导向孔相通的放置槽，放置槽中部设有开口向上且前后贯通的限位安装槽，限位安装槽内设有限位块，限位块上设有压力测量及控制模块，限位块前侧设有限位直线执行机构，限位直线执行机构设有能够向后伸出的伸出端，卡簧定位块中部设有左右贯通且内径呈左大右小的固定孔，卡簧定位块左侧固定安装有端盖，端盖上设有左右贯通且与固定孔连通的连通孔，端盖与卡簧定位块之间设有开口向上的安装槽，且放入安装槽内的卡簧能在安装直线执行机构伸出端的作用下平滑进入固定孔内，压力测量及控制模块与安装直线执行机构连接。

2.根据权利要求1所述的可消除轴向力的轴端零件自动化安装装置，其特征在于平移装置包括前后移动平台和左右移动平台，前后移动平台包括换位直线执行机构、第一滑轨、第一滑块和底板，总装平台上侧左右间隔设有至少一个第一滑槽，每个第一滑槽内均设有第一滑轨，每个第一滑轨上侧均前后间隔设有至少一个能在第一滑轨上前后滑动的第一滑块，第一滑块上侧固定安装有底板，对应底板前侧位置的总装平台前侧固定安装有换位直线执行机构，底板上侧前后间隔设有轴承定位块和卡簧定位块；左右移动平台包括轴承定位直线执行机构、第二滑轨、第二滑块、卡簧定位直线执行机构、轨道、移动块和底座，底板前部上侧固定安装有第二滑轨，第二滑轨上侧设有能够在其外侧滑动的第二滑块，第二滑块上侧固定安装有轴承定位块，对应轴承定位块左方位置的底板左侧固定安装有能使轴承定位块左右移动的轴承定位直线执行机构，底板后部上侧固定安装有轨道，轨道上侧设有能够在其外侧滑动的移动块，移动块上侧固定安装有底座，底座上侧固定安装有卡簧安装装置，对应底座左方位置的底板左侧固定安装有能使底座左右移动的卡簧定位直线执行机构。

3.根据权利要求2所述的可消除轴向力的轴端零件自动化安装装置，其特征在于安装直线执行机构为安装电缸，安装电缸右端固定安装有能够向右伸出的安装活塞杆，限位直线执行机构为限位气缸，限位气缸后端设有能够向后伸出的限位活塞杆，换位直线执行机构为换位气缸，换位气缸后端设有能够向后伸出的换位活塞杆，换位活塞杆后端与底板前侧固定安装在一起，轴承定位直线执行机构为轴承定位气缸，轴承定位气缸右端设有能够向右伸出的轴承定位活塞杆，轴承定位活塞杆右端与轴承定位块左侧固定安装在一起，卡簧定位直线执行机构为卡簧定位气缸，卡簧定位气缸右端设有能够向右伸出的卡簧定位活塞杆，卡簧定位活塞杆右端与底座左侧固定安装在一起。

4.根据权利要求3所述的可消除轴向力的轴端零件自动化安装装置，其特征在于还包括前侧限位组件和后侧限位组件，前侧限位组件包括前侧限位开关和前侧支撑架，对应位于右侧的第一滑槽前侧位置的总装平台上固定安装有前侧支撑架，前侧支撑架上部设有前后贯通的安装孔，前侧限位开关中部位于安装孔内，前侧限位开关后端下侧位于底板上方，前侧限位开关串联在换位气缸与电源之间，后侧限位组件与前侧限位组件结构相同呈前后对称分布。

5.根据权利要求1所述的可消除轴向力的轴端零件自动化安装装置，其特征在于还包括磁铁，对应安装槽下方位置的端盖右侧间隔设有至少一个第三定位槽，每个第三定位槽内均设有磁铁。

6.根据权利要求2或3或4所述的可消除轴向力的轴端零件自动化安装装置，其特征在于还包括磁铁，对应安装槽下方位置的端盖右侧间隔设有至少一个第三定位槽，每个第三定位槽内均设有磁铁。

7.根据权利要求2或3或4所述的可消除轴向力的轴端零件自动化安装装置，其特征在于轴承定位块左部下侧设有左右贯通且开口向下的限位槽，第二滑块上侧位于限位槽内；左右移动平台还包括固定块，卡簧定位块左端下侧中部设有第一定位槽，对应第一定位槽位置的底座右端上侧中部设有开口向上的第二定位槽，固定块上部位于第一定位槽内，固定块下部位于第二定位槽内。

8.根据权利要求6所述的可消除轴向力的轴端零件自动化安装装置，其特征在于轴承定位块左部下侧设有左右贯通且开口向下的限位槽，第二滑块上侧位于限位槽内；左右移动平台还包括固定块，卡簧定位块左端下侧中部设有第一定位槽，对应第一定位槽位置的底座右端上侧中部设有开口向上的第二定位槽，固定块上部位于第一定位槽内，固定块下部位于第二定位槽内。

9.根据权利要求1或2或3或4或5或8所述的可消除轴向力的轴端零件自动化安装装置，其特征在于卡簧定位块右端外侧设有第一外环槽，第一外环槽的槽底形成左宽右窄的锥面。

10.根据权利要求6所述的可消除轴向力的轴端零件自动化安装装置，其特征在于卡簧定位块右端外侧设有第一外环槽，第一外环槽的槽底形成左宽右窄的锥面。

11.根据权利要求7所述的可消除轴向力的轴端零件自动化安装装置，其特征在于卡簧定位块右端外侧设有第一外环槽，第一外环槽的槽底形成左宽右窄的锥面。

12.根据权利要求1或2或3或4或5或8或10或11所述的可消除轴向力的轴端零件自动化安装装置，其特征在于固定孔由左至右依次包括内径左大右小的锥孔段和直孔段，锥孔段和直孔段平滑过渡，直孔段内径与锥孔段右端内径相同。

13.根据权利要求6所述的可消除轴向力的轴端零件自动化安装装置，其特征在于固定孔由左至右依次包括内径左大右小的锥孔段和直孔段，锥孔段和直孔段平滑过渡，直孔段内径与锥孔段右端内径相同。

14.根据权利要求7所述的可消除轴向力的轴端零件自动化安装装置，其特征在于固定孔由左至右依次包括内径左大右小的锥孔段和直孔段，锥孔段和直孔段平滑过渡，直孔段内径与锥孔段右端内径相同。

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