CN113305533B - 一种减少电机轴承安装损伤的自动安装装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种减少电机轴承安装损伤的自动安装装置及方法，装置包括传送装置、定位装置、轴承装配台、端盖翻转压紧台以及电动机轴运送装置，传送装置能将端盖和轴承按照匹配对应关系将其传送到轴承装配台；定位装置可以限制端盖在传送装置上的自由度；轴承装配台可以将机械手在横梁上移动；端盖翻转压紧台通过四个立柱和伺服电机使得机械爪可以在三个方向上移动，抓取安装轴承的端盖并翻转后压紧到电机轴上；电机轴运送装置将电机轴安装并通过轨道将其运送到端盖翻转压紧台下方，并将安装完成后的电机轴运送进行后面的安装工序。本发明结构紧凑，自动化程度高，并且能够减少传统方式安装轴承时对轴承的损伤。

Description

一种减少电机轴承安装损伤的自动安装装置及方法
技术领域
本发明涉及轴承装配设备技术领域，尤其涉及一种减少电机轴承安装损伤的自动安装装置及方法。
背景技术
目前，在电机轴承装配时，需要先将轴承安装在轴上，再安装电机端盖，轴承外圈在没有支撑的情况下装配，轴承外圈与轴承内圈会发生相对位移，使得轴承自身的结构受到影响，对轴承造成不可逆的破坏，且市面上没有能够解决这一问题的设备。传统方式单纯的依靠人力将轴承安装，不仅效率极低；浪费大量的时间和人力，还会损伤轴承。
针对已经公开的专利申请号201721481801.8的一种电机轴承自动安装装置是将电机轴放在传送带上，然后通过定位装置和压头将轴承安装到轴上，这种安装方式不涉及消除轴承在安装端盖时对其影响。申请号为201820959360.8一种电机端盖安装轴承防偏心快速定位安装装置主要针对的是将轴承安装到电机端盖中，此专利功能相对单一，并没有针对将装配好的端盖安装回电机轴的功能。
因此有必要设计一种减少电机轴承安装损伤的自动安装装置，且能够消除安装方式对轴承的影响。减少电机轴承安装损伤的自动安装装置将减少安装过程中对轴承的影响、节约时间和人力成本且有效保护工人安全。
发明内容
针对上述现有技术的不足，为了解决上述存在的装配过程中对轴承造成的损伤、安装方式、安全和劳动强度大等问题，本发明提供一种减少电机轴承安装损伤的自动安装装置及方法，其自动化程度高，能够减少人力浪费，并且能够使轴承受到最小的损害的同时，将安装好轴承的端盖安装到电机轴，安装时，轴承内外圈之间在安装时不会发生相对运动，减少了传统方式安装轴承时对轴承的损伤。
具体地，本发明提供一种减少电机轴承安装损伤的自动安装装置，其包括传送装置、定位装置、轴承装配台、端盖翻转压紧台以及电机轴运送装置；所述传送装置用于将待安装的轴承和端盖运送到轴承装配台，所述轴承装配台用于将待安装的轴承和端盖进行装配，所述定位装置设置在所述轴承装配台上方并对所述待安装的端盖进行定位，所述端盖翻转压紧台用于对所述端盖进行翻转，所述电机轴运送装置用于对电机轴进行运送；
所述轴承装配台包括立柱、检测器、控制器、导轨、移动台、伺服电机、传动臂、机械手以及压头，导轨设置在立柱的顶部，移动台设置在导轨上，移动台的下方设置传动臂、机械手和压头，所述伺服电机设置在所述传动臂的外部，检测器和定位装置设置在立柱内侧，所述支柱分别与导轨和伺服电机固定连接，所述立柱与定位装置通过第一丝杠导轨连接，所述移动台与第一丝杠导轨能移动连接，所述传动臂与移动台固定连接，所述传动臂内部设置有用于驱动所述机械手上下运动的液压装置，所述机械手通过液压装置与转动臂连接从而实现对轴承的抓取，所述机械手借助于液压传动装置的带动能够实现上下移动，所述压头与转动臂通过所述转动臂内部的液压缸连接，所述压头用于对轴承外圈进行压紧从而将所述轴承外圈压入所述端盖内部；
所述端盖翻转压紧台包括传动立柱、丝杠导轨、支撑梁、伺服电机、移动工作台、第二丝杠导轨、固定臂、翻转机械爪以及轴压头，支撑梁设置在多个立柱的中间，移动工作台设置在支撑梁上，移动工作台的下方依次设置有固定臂、翻转机械爪和轴压头，多个立柱分别与丝杠导轨和伺服电机固定连接，所述第二丝杠导轨与支撑梁固定连接，所述支撑梁与导轨固定连接，所述移动工作台与第二丝杠导轨能移动连接，所述移动工作台安装有伺服电机用于使移动工作台左右移动，所述移动工作台与固定臂固定连接，所述翻转机械爪与固定臂通过液压装置连接，所述翻转机械爪设置有能转动的翻转夹头，所述翻转机械爪通过液压装置完成对装配后的轴承的端盖的抓取并通过翻转夹头完成端盖的翻转动作，所述轴压头与固定臂通过固定壁内部的液压缸连接，所述轴压头在固定壁内部的液压缸的带动下完成对端盖的压紧；
工作时，传送装置以先轴承后端盖的顺序将轴承和端盖运送到轴承装配台，轴承装配台通过机械手利用液压装置将轴承抓取并提起，传送装置将端盖送到轴承装配台下，定位装置对端盖进行定位，轴承装配台将抓取的轴承送入到对应位置，通过压头将轴承压入端盖，传送装置将装配后的轴承的端盖运送到端盖翻转压紧台，将装配轴承后的端盖利用机械手抓取，通过翻转机械爪将端盖翻面，电机轴运送装置将电机轴运送到端盖翻转压紧台对应的翻转机械爪下，翻转机械爪将翻面后的端盖安装到电机轴上，翻转机械爪中的压头通过内部的液压缸将端盖压进电机轴，之后将安装好的电机轴装配件通过电机轴运送装置进行输送。
优选地，所述的电机轴运送装置包括滑轨、运送车和支撑轨，所述滑轨与支撑轨通过螺栓连接，所述运送车通过侧滑轮与滑轨配合，所述运送车的四角设置有与滑轨配合的导向轮，所述运送车内部设置有能够安装电机轴的安装槽。
优选地，所述运送车的底部设置有万向轮。
优选地，所述支柱与导轨、伺服电机通过螺栓相连接，所述传动臂与移动台通过螺栓连接。
优选地，所述丝杠导轨与支撑梁通过螺栓固定连接，所述支撑梁与丝杠导轨通过螺栓固定连接，所述移动工作台与固定臂通过螺栓固定连接。
优选地，所述传送装置包括传动轴、电动机以及减速器，所述电动机与减速器连接，所述减速器通过支撑板与传动轴连接，通过传动轴将待安装的轴承和端盖运送到轴承装配台，所述支撑板的宽度大于端盖的直径，所述支撑板与支撑立柱连接，所述传动轴通过链转动来带动支撑板从而实现轴承和端盖的输送。
优选地，所述定位装置包括定位压头、导向板和连接器，所述连接器与导向板焊接，所述定位压头设置有与端盖外轮廓匹配的阶梯槽从而能够对端盖外轮廓进行夹紧，所述定位压头与导向板通过内置的液压缸连接，使得定位压头能够前后运动，从而能够对端盖进行定位。
优选地，所述电机轴装配件包括电机轴、端盖和轴承，所述轴承与电机轴装配，所述端盖与轴承装配。
优选地，所述传送装置、轴承装配台与端盖翻转压紧台之间分别设置有间隙。
优选地，本发明还提供一种减少电机轴承安装损伤的自动安装装置进行电机轴装配的安装方法，其包括以下步骤：
S1、分别将端盖和轴承按先轴承后端盖的顺序放置在支撑板上，之后将上面的轴承和端盖运送到轴承装配台的下方；
S2、轴承装配台将轴承安装到端盖中，机械手先将轴承抓取提升，然后运送装置将端盖运送到轴承装配台下方，检测器对端盖的位置进行识别，定位装置中定位压头通过导向板中的液压缸驱动以及立柱中丝杠导轨的驱动，使定位压头对端盖进行定位，机械手将抓取的轴承放到端盖的轴承安装孔的正上方，通过压头对轴承的外圈施压，将轴承安装到端盖中；
S3、定位装置释放后，传送装置将安装好的端盖运送到端盖翻转压紧台对应的位置下，由翻转机械爪将端盖抓取后翻转，通过导轨和伺服电机将翻转好的端盖运送到安装好电机轴的运送车的上方，将端盖放到电机轴上，轴压头通过内置液压缸将安装好轴承的端盖压紧到电机轴上，完成电机轴装配件的自动装配；
S4、运送车将装配好的电机轴装配件运送到下一个工序。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明的结构紧凑，自动化程度高，各个部分能够独立工作，采用机器手与工作台配合的方式，从而能够减少人力劳动成本，减轻人力资源浪费。
2、本发明通过采用先将轴承安装到端盖中，再将安装好轴承的端盖安装进电机轴，使得轴承受到最小的损害的同时，将安装好轴承的端盖安装到电机轴，轴承内外圈之间在安装时不会发生相对运动，减少了传统方式安装轴承时对轴承的损伤。
3、本发明的结构是一种新型的减少电机轴承安装损伤的自动安装装置，装置功能新颖高效，安装时对轴承的损伤小，且可减少人工成本，提高效率，能够大幅度降低人工作业强度。
附图说明
图1为本发明的一种减少电机轴承安装损伤的自动安装装置轴测图；
图2为本发明的传送装置结构示意图；
图3为本发明的轴承装配台结构示意图；
图4为本发明的端盖翻转压紧台结构示意图；
图5为本发明的电机轴运送装置结构示意图；
图6为本发明的电机轴装配完成结构示意图；
图7为本发明的机械手结构示意图；
图8为本发明的翻转机械爪结构示意图；
图9为本发明的定位装置结构示意图。
图中部分附图标记如下：
1-传送装置；11-电动机；12-减速器；13-传送带；14-支撑立柱；15-支撑板；16-传动轴；2-轴承装配台；21-立柱；22-传感器；23-控制器；24-丝杠导轨；25-移动台；26-伺服电机；27-传动臂；28-机械手；281-机爪臂；282-液压缸；283-液压传动装置；29-压头；3-定位装置；31-定位压头；32-导向板；33-连接器；34-丝杠导轨；4-端盖翻转压紧台；41-传动立柱；42-光杆丝杠；43-支撑梁；44-伺服电机；45-移动工作台；46-丝杠导轨；47-固定臂；48-翻转机械爪；481-液压装置；482-翻转夹头，49-轴压头；5-电机轴运送装置；51-滑轨；52-运送车；53-支撑轨；54-侧滑轮；55-万向轮；6-端盖；7-轴承；8-电机轴。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本发明的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
如图1所示，本发明的一种减少电机轴承安装损伤的自动安装装置，其包括传送装置1、定位装置3、轴承装配台2、端盖翻转压紧台4和电机轴运送装置5，待装配的组件包括端盖6、轴承7和电机轴8，传送装置1和轴承装配台2为两个部分，安装时有一定的位置要求，定位装置3与轴承装配台2之间通过连接器33与丝杠导轨34连接，从而使定位装置3上下运动完成对端盖的定位装夹作用，端盖翻转压紧台4为独立部分，与轴承装配台2有一定的位置要求，通过伺服电机44带动翻转机械爪48运动，将安装好轴承的端盖抓取并反转，运送到电机轴8处，利用端盖翻转压紧台4上的轴压头49来将端盖压紧到电机轴8上，电机轴运送装置5将电机轴8通过运送车52将其运送到指定位置，在完成装配工作后，运送车52将电机轴8运走进入下一个工序。
工作时，端盖6和轴承7按先轴承7后端盖6的顺序放置在支撑板15上，之后将上面的轴承7和端盖6运送到轴承装配台2的下方，支撑板15的宽度大于端盖的直径，并且端盖6需要安装轴承7的一面朝上，电动机11通过减速器12来降低输出转速，并带动支撑板15将端盖6与轴承7运送到轴承装配台2下，轴承装配台2主要将轴承7安装到端盖6中去。
机械手28先将轴承7抓取提升，然后运送装置1将端盖6运送到轴承装配台2下方，传感器22会对端盖6的位置进行识别，定位装置3中定位压头31通过导向板32中的液压缸驱动以及立柱21中丝杠导轨34的驱动，使定位压头31可以将端盖6进行定位，机械手28将抓取的轴承7放到端盖6的轴承安装孔的正上方，通过压头29对轴承的外圈施压，将轴承7安装到端盖中，定位装置3释放后，传送装置1将安装好的端盖运送到端盖翻转压紧台4对应的位置下，由翻转机械爪48将端盖抓取后翻转，通过丝杠导轨46和伺服电机44将翻转好的端盖运送到安装好电机轴8的运送车52的上方，将端盖放到电机轴8上，轴压头49通过内置液压缸将安装好轴承的端盖压紧到电机轴8上，运送车52将安装好端盖6的电机轴运送到下一个工序。
如图2所示，传送装置1包括电动机11、减速器12、传送带13、支撑立柱14、支撑板15和传动轴16，传动轴16在前后两端均设置有一根。电动机11与减速器12连接，减速器12通过支撑板15与前后两个传动轴16连接，减速器12用于对电动机11的速度进行降速。支撑板15与支撑立柱14相连，传动轴16通过链转动来带动支撑板15来实现轴承7和端盖6的输送。支撑板15的宽度大于端盖的直径。
如图3和图7所示，轴承装配台2包括立柱21、传感器22、控制器23、导轨24、移动台25、伺服电机26、传动臂27、机械手28和压头29。立柱21设置有两根，导轨24设置在立柱21的顶部，移动台25设置在导轨24的中间位置，移动台25的下方设置传动臂27、机械手28和压头29，伺服电机26设置在传动臂27的外部，传感器22和定位装置3设置在立柱内侧。
支柱21与导轨24和伺服电机26分别通过螺栓相连接，立柱21与定位装置3通过丝杠导轨34连接，可以上下移动，移动台25与丝杠导轨24可动连接，通过伺服电机26带动丝杠使移动台25可以左右移动，传动臂27与移动台25通过螺栓连接，传动臂27内装有液压缸使机械手28能够上下运动，机械手28上的机爪臂281通过液压装置即液压缸282可以实现对轴承7的抓取，液压传动装置283可以使机械手28上下移动，压头29与转动臂27通过内置液压缸相连，工作时，可以通过压头29压轴承外圈来将轴承7压入端盖6。
如图4和图8所示，端盖翻转压紧台4包括传动立柱41、光杆丝杠、支撑梁43、伺服电机44、移动工作台45、丝杠导轨46、固定臂47、翻转机械爪48和轴压头49，立柱41设置有四个，支撑梁43设置在四个立柱41的中间，移动工作台45设置在支撑梁43上，移动工作台45的下方依次设置有固定臂47、翻转机械爪48和轴压头49。
四个立柱41分别与四组光杆丝杠和伺服电机44连接，用来带动支撑梁43上下运动，支撑梁43与丝杠导轨46通过螺栓固定连接，移动工作台45与丝杠导轨46可动连接使其移动台可以前后运动来对端盖6进行抓取和安装，移动工作台45与固定臂47通过螺栓连接，翻转机械爪48与固定臂47通过液压装置481连接来完成对端盖的抓取，小液压缸481设置在翻转机械爪48的内部，通过翻转夹头482实现翻转动作，轴压头49与固定臂47连接，内置的液压缸可以让轴压头49完成对端盖6的压紧。
如图5所示，电机轴运送装置5包括滑轨51、运送车52和支撑轨53，滑轨51与支撑轨53通过螺栓连接，滑轨51为L型结构，运送车52通过侧滑轮54与滑轨51配合从而为运送车52提供导向功能，运送车52下面有四个万向轮55可以使车改变运动方向，运送车52内置安装槽可以安装电机轴8。
如图6所示，安装好后的电机轴装配体包括电机轴8、端盖6和轴承7，轴承7与电机轴8装配，端盖6与轴承7装配。
如图9所示，定位装置3包括定位压头31、导向板32和连接器33；连接器31与导向板32焊接，定位压头与导向板通过内置的液压缸连接，使得定位压头31能够前后运动，方便对端盖进行定位。定位压头31设置为台阶状结构，从而能够更好的与端盖进行匹配，对端盖进行定位。
工作时，本发明通过采用先将轴承安装到端盖中，再将安装好轴承的端盖安装进电机轴，使得轴承受到最小的损害的同时，将安装好轴承的端盖安装到电机轴，轴承内外圈之间在安装时不会发生相对运动，减少了传统方式安装轴承时对轴承的损伤。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种减少电机轴承安装损伤的自动安装装置，其特征在于：其包括传送装置、定位装置、轴承装配台、端盖翻转压紧台以及电机轴运送装置；所述传送装置用于将待安装的轴承和端盖运送到轴承装配台，所述轴承装配台用于将待安装的轴承和端盖进行装配，所述定位装置设置在所述轴承装配台上方并对所述待安装的端盖进行定位，所述端盖翻转压紧台用于对所述端盖进行翻转，所述电机轴运送装置用于对电机轴进行运送；
所述轴承装配台包括立柱、检测器、控制器、导轨、移动台、伺服电机、传动臂、机械手以及压头，导轨设置在立柱的顶部，移动台设置在导轨上，移动台的下方设置传动臂、机械手和压头，所述伺服电机设置在所述传动臂的外部，检测器和定位装置设置在立柱内侧，
所述立柱分别与导轨和伺服电机固定连接，所述立柱与定位装置通过第一丝杠导轨连接，所述移动台与导轨能移动连接，所述传动臂与移动台固定连接，所述传动臂内部设置有用于驱动所述机械手上下运动的液压装置，所述机械手通过液压装置与传动臂连接从而实现对轴承的抓取，所述机械手借助于液压传动装置的带动能够实现上下移动，所述压头与传动臂通过所述传动臂内部的液压缸连接，所述压头用于对轴承外圈进行压紧从而将所述轴承外圈压入所述端盖内部；
所述端盖翻转压紧台包括传动立柱、光杆丝杠、支撑梁、伺服电机、移动工作台、第二丝杠导轨、固定臂、翻转机械爪以及轴压头，支撑梁设置在多个传动立柱的中间，移动工作台设置在支撑梁上，移动工作台的下方依次设置有固定臂、翻转机械爪和轴压头，多个传动立柱分别与第二丝杠导轨和伺服电机固定连接，所述第二丝杠导轨与支撑梁固定连接，所述支撑梁与光杆丝杠固定连接，所述移动工作台与第二丝杠导轨能移动连接，所述移动工作台安装有伺服电机用于使移动工作台左右移动，所述移动工作台与固定臂固定连接，所述翻转机械爪与固定臂通过液压装置连接，所述翻转机械爪设置有能转动的翻转夹头，所述翻转机械爪通过液压装置完成对装配后的轴承的端盖的抓取并通过翻转夹头完成端盖的翻转动作，所述轴压头与固定臂通过固定臂内部的液压缸连接，所述轴压头在固定臂内部的液压缸的带动下完成对端盖的压紧；
工作时，传送装置以先轴承后端盖的顺序将轴承和端盖运送到轴承装配台，轴承装配台通过机械手利用液压装置将轴承抓取并提起，传送装置将端盖送到轴承装配台下，定位装置对端盖进行定位，轴承装配台将抓取的轴承送入到对应位置，通过压头将轴承压入端盖，传送装置将装配后的轴承的端盖运送到端盖翻转压紧台，将装配轴承后的端盖利用机械手抓取，通过翻转机械爪将端盖翻面，电机轴运送装置将电机轴运送到端盖翻转压紧台对应的翻转机械爪下，翻转机械爪将翻面后的端盖安装到电机轴上，翻转机械爪中的压头通过内部的液压缸将端盖压进电机轴，之后将安装好的电机轴装配件通过电机轴运送装置进行输送。
2.根据权利要求1所述的减少电机轴承安装损伤的自动安装装置，其特征在于：所述的电机轴运送装置包括滑轨、运送车和支撑轨，所述滑轨与支撑轨通过螺栓连接，所述运送车通过侧滑轮与滑轨配合，所述运送车的四角设置有与滑轨配合的导向轮，所述运送车内部设置有能够安装电机轴的安装槽。
3.根据权利要求2所述的减少电机轴承安装损伤的自动安装装置，其特征在于：所述运送车的底部设置有万向轮。
4.根据权利要求1所述的减少电机轴承安装损伤的自动安装装置，其特征在于：所述立柱与导轨、伺服电机通过螺栓相连接，所述传动臂与移动台通过螺栓连接。
5.根据权利要求1所述的减少电机轴承安装损伤的自动安装装置，其特征在于：所述第二丝杠导轨与支撑梁通过螺栓固定连接，所述支撑梁与第二丝杠导轨通过螺栓固定连接，所述移动工作台与固定臂通过螺栓固定连接。
6.根据权利要求1所述的减少电机轴承安装损伤的自动安装装置，其特征在于：所述传送装置包括传动轴、电动机以及减速器，所述电动机与减速器连接，所述减速器通过支撑板与传动轴连接，通过传动轴将待安装的轴承和端盖运送到轴承装配台，所述支撑板的宽度大于端盖的直径，所述支撑板与支撑立柱连接，所述传动轴通过链转动来带动支撑板从而实现轴承和端盖的输送。
7.根据权利要求1所述的减少电机轴承安装损伤的自动安装装置，其特征在于：所述定位装置包括定位压头、导向板和连接器，所述连接器与导向板焊接，所述定位压头设置有与端盖外轮廓匹配的阶梯槽从而能够对端盖外轮廓进行夹紧，所述定位压头与导向板通过内置的液压缸连接，使得定位压头能够前后运动，从而能够对端盖进行定位。
8.根据权利要求1所述的减少电机轴承安装损伤的自动安装装置，其特征在于：所述电机轴装配件包括电机轴、端盖和轴承，所述轴承与电机轴装配，所述端盖与轴承装配。
9.根据权利要求1所述的减少电机轴承安装损伤的自动安装装置，其特征在于：所述传送装置、轴承装配台与端盖翻转压紧台之间分别设置有间隙。
10.一种利用权利要求1所述的减少电机轴承安装损伤的自动安装装置进行电机轴装配的安装方法，其特征在于：其包括以下步骤：
S1、分别将端盖和轴承按先轴承后端盖的顺序放置在支撑板上，之后将上面的轴承和端盖运送到轴承装配台的下方；
S2、轴承装配台将轴承安装到端盖中，机械手先将轴承抓取提升，然后传送装置将端盖运送到轴承装配台下方，检测器对端盖的位置进行识别，定位装置中定位压头通过导向板中的液压缸驱动以及立柱中第一丝杠导轨的驱动，使定位压头对端盖进行定位，机械手将抓取的轴承放到端盖的轴承安装孔的正上方，通过压头对轴承的外圈施压，将轴承安装到端盖中；
S3、定位装置释放后，传送装置将安装好的端盖运送到端盖翻转压紧台对应的位置下，由翻转机械爪将端盖抓取后翻转，通过第二丝杠导轨和伺服电机将翻转好的端盖运送到安装好电机轴的运送车的上方，将端盖放到电机轴上，轴压头通过内置液压缸将安装好轴承的端盖压紧到电机轴上，完成电机轴装配件的自动装配；
S4、运送车将装配好的电机轴装配件运送到下一个工序。
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