CN113953792A - 一种船用柴油机气缸单元柔性自动化装配装备及运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船用柴油机气缸单元柔性自动化装配装备及运行方法，包括双工位回转工作台、翻转装置、夹紧装置、导向装置及定位装置。双工位回转工作台可实现气缸单元辅助工位与活塞连杆组安装工位交替进行。翻转装置中的双输出轴电机减速器组合固定设置在固定回转中心上，其双输出轴传递动力到两侧的齿轮组，推动回转托板的翻转。夹紧装置包括零点定位系统、夹紧托板、杠杆缸、导向轴等，可实现气缸单元的夹紧与松脱。导向装置包括电机、卡爪、直线导轨等，可实现活塞连杆组的自动导向。定位装置包括液压缸、定位工具等，可实现活塞连杆组的自动定位。本发明可以更换不同尺寸的夹紧托板，适配不同系列的船用柴油机气缸单元，具有较高的柔性。

Description

一种船用柴油机气缸单元柔性自动化装配装备及运行方法

技术领域

本发明涉及一种柔性自动化装配装备及运行方法，尤其涉及一种船用柴油机气缸单元柔性自动化装配装备及运行方法，属于装配技术领域。

背景技术

气缸单元是船用柴油机的重要零件之一，装配工艺复杂，装配流程繁琐，在整个装配周期中需要操作人员来回翻转，达到调整气缸单元空间姿态的目的。目前，船用柴油机气缸单元夹紧、翻转和活塞连杆组的导向、定位等动作主要依靠人工操作，由于具有内部结构与表面形状复杂、重量大、体积大、部件多等特点，操作人员劳动强度大，如此高强度工作不仅存在安全问题，装配效率与精度也大大降低。

申请号为201220725476.8的中国实用新型专利公开了一种柴油机气缸盖装配用翻转装置，采用了一种翻转气缸盖的吊具，包括水平撑杆及位于水平撑杆两端竖向设置的吊杆，吊杆下端的支撑轴通过支撑板与气缸盖活动连接。然而这种气缸盖翻转装置需要人工进行翻转，劳动强度大，效率低，且危险性较高。

申请号为201120212178.4的中国实用新型专利公开了一种气缸单元翻转装置，采用了齿轮组与电机减速机组合实现对气缸单元的翻转。然而这种装置只是实现了气缸单元自动化翻转，气缸单元的夹紧与松脱还是依靠人工，且装置柔性小，不能满足不同系列的气缸单元。

发明内容

本发明将提供一种船用柴油机气缸单元柔性自动化装配装备及运行方法，与现有技术相比，本发明弥补了传统船用柴油机气缸单元装配的不足，采用双工位回转工作台、翻转装置、夹紧装置、导向装置及定位装置，大大提高了装配过程的自动化程度，减轻了操作人员劳动强度。船用柴油机气缸单元自动化翻转装备整体采用双工位布局方式，双工位通过中空旋转工作台进行工位变换，保证气缸单元的装夹、翻转、水压试验，及活塞连杆组的导向、定位、固定能连续、紧凑的进行，装配流程更加连贯，提高了装配效率，夹紧托板可根据不同系列的船用柴油机气缸单元进行更换，柔性得到提高。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种船用柴油机气缸单元柔性自动化装配装备，括双工位回转工作台、夹紧装置、翻转装置、安装装置，双工位回转工作台两侧各设有一个翻转装置，翻转装置的正反两面分为别夹紧装置和安装装置；

双工位回转工作台包括底座，中空回转平台位于底座上，中空回转平台安装有水平向转动的固定旋转中心，底座内设有驱动固定旋转中心转动的第一电机，双工位回转工作台主要由底座、中空旋转平台、固定回转中心组成，底座与地面进行固定，中空旋转平台带动固定回转中心旋转，实现工位转换；

翻转装置包括设置在固定旋转中心内的螺旋锥齿轮减速机，固定旋转中心的一组对边上分别贯穿设置第一传动轴，第一传动轴为水平向，螺旋锥齿轮减速机驱动第一传动轴转动，第一传动轴位于固定旋转中心外的端部安装有主动轮，主动轮上方的固定旋转中心上具有轴承，轴承外圈套有从动轮，主动轮与从动轮相互啮合；

夹紧装置包括立式的回转托板，回转托板安装于从动轮上，回转托板的外侧安装有水平向的夹紧托板，夹紧托板中心开设有安装孔，夹紧托板的一面上设有用于限位船用柴油机气缸单元的杠杆缸和导向轴，多个杠杆缸和多个导向轴布置在安装孔周围；

安装装置位于夹紧托板的另一面上，包括导向装置与定位装置；导向装置包括固定在夹紧托板上的立式挡板，立式挡板上设有水平向的滑轨平台，滑轨平台内沿长度方向设有丝杠螺母机构和直线滑轨，丝杠螺母机构中的丝杆上具有两段长度相同且螺纹向相反的螺纹段，两个螺纹段上分别设有一个连接块，连接块通过滑块扣入直线滑轨，连接块的上还设有导向轴支架，其中一个导向轴支架上安装有第一左侧卡爪，另一个导向轴支架上安装有第一右侧卡爪，第一左侧卡爪和第一右侧卡爪相对运动可形成供活塞连杆组放入的导向圆孔，该导向圆孔与安装孔同心，丝杠螺母机构由滑轨平台端部的第二电机驱动正反转动；定位装置包括固定在夹紧托板上的立杆，立杆上设有水平向作用力的液压缸，液压缸的伸缩端具有定位工具，定位工具可同时作用于柴油机气缸单元和活塞连杆组上，使柴油机气缸单元的特征平面和活塞连杆组的特征平面保持一致。

作为更进一步的优选方案，回转托板和夹紧托板之间设有零点定位系统，零点定位系统固定在回转托板上，通过公用紧固接头与夹紧托板相连接，回转托板通过公用紧固接头与夹紧托板固定在一起，对不同系列的气缸单元，可以选配不同尺寸的夹紧托板，且零点定位系统定位精度高，可保证夹紧托板定位与夹紧一步实现。

作为更进一步的优选方案，螺旋锥齿轮减速机与第一传动轴之间设有第一离合器，可以对传动轴转矩输入进行控制，当离合器闭合时，传动轴传递动力到两侧的齿轮组，从动齿轮与轴承固定，实现回转托板的180度翻转。

作为更进一步的优选方案，回转托板边缘具有销孔，所述固定旋转中心边缘具有锁紧销轴，锁紧销轴可插入销孔。

作为更进一步的优选方案，丝杠螺母机构与第二电机之间设有联轴器。

作为更进一步的优选方案，第一左侧卡爪和第一右侧卡爪的底部分别设有一个V型块，两个V型块的开口相对设置，两个V型块共同精确定位柴油机气缸单元，当卡爪闭合时，V型块与柴油机气缸单元的气缸套外圆面贴合，保证卡爪导向部分与柴油机气缸单元的气缸套同轴，让活塞连杆组通过卡爪导向部分顺利装入柴油机气缸单元。

作为更进一步的优选方案，导向轴支架内设有两根导向杆，导向杆为水平向布置，导向杆垂直于丝杆，所述第一左侧卡爪以及第一右侧卡爪底部开设有与导向杆对应的导向孔，第一左侧卡爪以及第一右侧卡爪通过各自的导向孔于各自位置的导向杆上进行活动，第一左侧卡爪的导向孔以及第一右侧卡爪的导向孔长度均小于导向杆，第一左侧卡爪以及第一右侧卡爪分别与各自位置的导向轴支架之间设有弹簧，弹簧给予导向杆上第一左侧卡爪或第一右侧卡爪一个初始推力。当卡爪松开时，在弹簧的作用下，第一左侧卡爪与第一右侧卡爪在导向轴方向上复位，使第一左侧卡爪V型块部分与第一右侧卡爪V型块部分中心线对齐，等待下一次导向。

作为更进一步的优选方案，所述定位工具包括定位平面一和定位平面二，定位平面一与柴油机气缸单元的特征平面接触，定位平面二与活塞连杆组的特征平面接触，使活塞连杆组的特征平面与柴油机气缸单元的特征平面平行，从而确定待装配船用柴油机气缸单元和活塞连杆组之间的方向性，保证船用柴油机气缸单元和活塞连杆组以此位置关系进行装配，便于后续活塞连杆组与气缸单元固定。

一种船用柴油机气缸单元柔性自动化装配装备的运行方法，包括以下步骤：

S1，确定气缸单元系列：根据气缸单元不同系列，选取夹紧托板，精确装配到零点定位系统上并锁紧；

S2，气缸单元吊装：装置开始运作时，待装配气缸单元通过龙门架等吊具和气缸单元吊装装置起吊至辅助工位的夹紧装置正上方，使待装配气缸单元上的定位孔与固定在回转托板上的导向轴初步对齐，缓慢放置待装配气缸单元在辅助工位上，撤离吊具；

S3，气缸单元夹持：待装配气缸单元放置在第一工位上后，回转托板上的杠杆缸在液压油压力下夹紧气缸单元；

S4，气缸单元水压试验：待装配气缸单元夹紧后，连接气缸单元水压试验工具，进行水压试验，检测待装配气缸单元密封性，并记录试验数据；

S5，气缸单元翻转：水压试验完成后，位于固定回转中心上的螺旋锥齿轮减速机开始工作，通过双输出轴电机减速器为回转托板提供翻转动力，通过左右两侧离合器开合控制两端输出轴是否输出转矩，输出轴将动力输入至固定回转中心两侧的齿轮组上，通过主从动齿轮的啮合传动实现气缸单元翻转180度，固定回转中心上的锁紧销轴伸出至回转托板销孔上，回转托板固定；

S6，回转工作台工位变换：辅助工位上的待装配气缸单元翻转过后，中空旋转平台工作，固定回转中心旋转180度，到达安装工位；

S7，活塞连杆组吊装：待装配气缸单元进入辅助工位后，待装配气缸单元处于倒置状态，活塞连杆组通过龙门架等吊具和活塞连杆组吊装装置起吊至待装配气缸单元的气缸套正上方；

S8，活塞连杆组导向：导向装置采用第一左侧卡爪以及第一右侧卡爪的双卡爪导向，卡爪由电机提供动力，带动丝杠旋转，双卡爪随着丝杠转动在直线导轨上相向或反向同步运动，卡爪下方的V型块与气缸套外圆面接触，两个V型块气缸套实现完全定位，导向轴上的弹簧对卡爪中心位置进行修正，气缸套与双卡爪形成的导向圆孔同轴，活塞连杆组沿着卡爪缓慢下放至指定高度；

S9，活塞连杆组定位：导向装置电机反转，卡爪分开后，定位工具在液压缸的推动下，定位平面一与柴油机气缸单元的特征平面接触，定位平面二与活塞连杆组的特征平面接触，保证两个特征平面平行，从而确定待装配气缸单元和活塞连杆组之间的方向性；

S10，活塞连杆组固定：人工用连杆杆身固定工具将活塞连杆组固定在气缸套上，定位工具回退至初始位置，吊具撤离；

S11，回转工作台工位变换：活塞连杆组安装完成之后，中空旋转平台工作，固定回转中心旋转180度，回到辅助工位；

S12，气缸单元翻转：已装配气缸单元回到辅助工位后，锁紧销轴从回转托板上缩回，电机减速器组开始工作，离合器闭合，主从动齿轮啮合传动，已装配气缸单元翻转180度，已装配气缸单元正置；

S13，气缸单元吊离：已装配气缸单元处于正置状态后，杠杆缸松开，通过龙门架等吊具和气缸单元吊装装置将已装配气缸单元吊离；

S14，重复上述步骤S1到S13。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明合理划分不同工位，设计出一种船用柴油机气缸单元装配的柔性自动化装备及运行方法，通过设置双工位回转工作台，将船用柴油机气缸单元装夹、翻转和活塞连杆组的导向、定位等动作集中在一个工作台上，使得两工位交替连续进行装配，缩短装配时间，把握装配节拍，提高装配效率。

（2）本发明中，导向装置采用双卡爪导向，卡爪由上部、中部、下部三部分组成，单侧卡爪中部V型块与船用柴油机气缸单元的气缸套外圆柱面进行贴合，上部楔形导向块与船用柴油机气缸单元的气缸套内圆柱面同心，双卡爪随着丝杠转动在直线导轨上相向或反向同步运动，实现自动导向功能。

（3）导向装置工作时双卡爪分别向船用柴油机气缸单元的气缸套中心闭合，卡爪与弹簧套在同一根导向轴上，使弹簧能够让卡爪在其移动的垂直方向上进行位置微调，使得导向更为精确。

（4）翻转装置中的夹紧托板通过公用公用紧固接头与固定在回转托板上的零点定位系统相连在一起，且可进行随时更换，适配不同系列的气缸单元，大大提高了此类装置的柔性，降低企业生产成本。

（5）船用柴油机气缸单元的装夹、翻转，及活塞连杆组导向与定位摆脱传统手工操作，装配时人工干预减少，降低了劳动强度，自动化程度大大提高，装配精度得到提升。

（6）船用柴油机气缸单元翻转装置仅以一个电机作为动力源，电机两侧各布置一个离合器对两侧回转托板进行控制，能对单侧翻转进行调控，装配过程出错可以立即停止，实现对装配过程的精准控制，保证操作人员安全的同时，降低了企业损失。

本发明摆脱了传统人工与设备装配模式，将船用柴油机气缸单元翻转与活塞连杆组安装集成在一个回转工作台上，满足多系列船用柴油机气缸单元装配，装配效率与精度得到提高，有效实现船用柴油机气缸单元安全、有序、精确装配。

附图说明

图1是本发明船用柴油机气缸单元柔性自动化装配运行方法流程图；

图2是本发明的工位分布图；

图3是本发明船用柴油机气缸单元柔性自动化装配装备总装结构示意图；

图4是图3中双工位回转工作台的结构示意图；

图5是图3中船用柴油机气缸单元夹紧装置的结构示意图；

图6是图5中夹紧托板的快换结构示意图；

图7是夹紧托板另一实施例的结构示意图；

图8是图3中船用柴油机气缸单元翻转装置的结构示意图；

图9是图3中安装工位结构示意图；

图10是图9中活塞连杆组导向装置的结构示意图；

图11是图10中卡爪的导向示意图；

图12是导向装置的卡爪初步闭合示意图；

图13是导向装置的卡爪完全闭合示意图；

图14是活塞连杆组吊装状态示意图；

图15是活塞连杆组导向装置工作状态示意图；

图16是图9中活塞连杆组定位装置的结构示意图；

图17是活塞连杆组定位装置初始状态示意图；

图18是活塞连杆组定位装置工作状态示意图；

图中：双工位回转工作台1、夹紧装置2、翻转装置3、安装工位4。

双工位回转工作台1：底座1-1、中空回转平台1-2、固定回转中心1-3、第一电机1-4。

夹紧装置2：零点定位系统2-1、回转托板2-2、夹紧托板2-3、杠杆缸2-4、导向轴2-5、螺栓2-6、公用紧固接头2-7。

翻转装置3：锁紧销轴3-1、第一传动轴3-2、第一离合器3-3、电机支撑凸台3-4、螺旋锥齿轮减速机3-5、轴承3-6、从动轮3-7、主动轮3-8。

安装工位4：导向装置4-1、定位装置4-2。

导向装置4-1：滑轨平台4-1-1、丝杠螺母机构4-1-2、直线滑轨4-1-3、滑块4-1-4、第一左侧卡爪4-1-5、第一右侧卡爪4-1-6、连接块4-1-7、导向轴支架4-1-8、丝杆支撑4-1-9、联轴器4-1-10、第二电机4-1-11。

定位装置4-2：定位装置底座4-2-1、定位工具4-2-2、液压缸4-2-3。

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。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，本发明提供了一种船用柴油机气缸单元柔性自动化装配运行方法，其主要流程如下：

S1，确定气缸单元系列：根据气缸单元不同系列，选取夹紧托板，精确装配到零点定位系统上并锁紧。

S2，气缸单元吊装：装置开始运作时，待装配气缸单元通过龙门架等吊具和气缸单元吊装装置起吊至辅助工位的夹紧装置正上方，使待装配气缸单元上的定位孔与固定在回转托板上的导向轴初步对齐，缓慢放置待装配气缸单元在辅助工位上，撤离吊具。

S3，气缸单元夹持：待装配气缸单元放置在第一工位上后，回转托板上的杠杆缸在液压油压力下夹紧气缸单元。

S4，气缸单元水压试验：待装配气缸单元夹紧后，连接气缸单元水压试验工具，进行水压试验，检测待装配气缸单元密封性，并记录试验数据。

S5，气缸单元翻转：水压试验完成后，位于固定回转中心上的双输出轴电机减速器组合开始工作，为回转托板提供翻转动力，通过左右两侧离合器开合控制两端输出轴是否输出转矩，输出轴将动力输入至固定回转中心两侧的齿轮组上，通过主从动齿轮的啮合传动实现气缸单元翻转180度，固定回转中心上的锁紧销轴伸出至回转托板销孔上，回转托板固定。

S6，回转工作台工位变换：辅助工位上的待装配气缸单元翻转过后，中空旋转平台工作，固定回转中心旋转180度，到达安装工位。

S7，活塞连杆组吊装：待装配气缸单元进入辅助工位后，待装配气缸单元处于倒置状态，活塞连杆组通过龙门架等吊具和活塞连杆组吊装装置起吊至待装配气缸单元的气缸套正上方。

S8，活塞连杆组导向：导向装置采用双卡爪导向，卡爪由电机提供动力，带动丝杠旋转，双卡爪随着丝杠转动在直线导轨上相向或反向同步运动，卡爪下方的V型块与气缸套外圆面接触，导向轴上的弹簧对卡爪中心位置进行修正，活塞连杆组沿着卡爪缓慢下放至指定高度。

S9，活塞连杆组定位：导向装置电机反转，卡爪分开一定距离后，定位工具在液压缸的推动下，定位工具同时与连杆大端端面和气缸单元中气缸套的特征平面贴合，保证两个特征平面平行，从而确定待装配气缸单元和活塞连杆组之间的方向性。

S10，活塞连杆组固定：人工用连杆杆身固定工具将活塞连杆组固定在气缸套上，定位工具回退至初始位置，吊具撤离。

S11，回转工作台工位变换：活塞连杆组安装完成之后，中空旋转平台工作，固定回转中心旋转180度，回到辅助工位。

S12，气缸单元翻转：已装配气缸单元回到辅助工位后，锁紧销轴从回转托板上缩回，电机减速器组开始工作，离合器闭合，主从动齿轮啮合传动，已装配气缸单元翻转180度，已装配气缸单元正置。

S13，气缸单元吊离：已装配气缸单元处于正置状态后，杠杆缸松开，通过龙门架等吊具和气缸单元吊装装置将已装配气缸单元吊离。

S14,重复上述步骤S1到S13。

参见图2，工位分布图，辅助工位包括气缸单元的夹紧、翻转及松脱，安装工位包括活塞连杆组导向与定位。双工位回转工作台作为装置主体，通过中空旋转平台动作实现辅助工位与安装工位变换，双工位回转工作台两工位呈对称布置，具有相同的翻转、夹紧、导向、定位装置；夹紧装置位于在夹紧托板一侧，导向装置与定位装置位于夹紧托板另一侧。

参见图3，本发明船用柴油机气缸单元柔性自动化装配装备总装结构，主要由以下几部分组成：

双工位回转工作台1：主要由底座、中空回转平台、固定回转中心、第一电机等组成。

夹紧装置2：主要由零点定位系统、回转托板、夹紧托板、杠杆缸、导向轴、公用紧固接头等组成。

翻转装置3：主要由锁紧销轴、第一传动轴、第一离合器、电机支撑凸台、螺旋锥齿轮减速机、轴承、主动轮、从动轮等组成。

安装工位4：主要由导向装置和定位装置两部分组成。

导向装置4-1：主要由滑轨平台、丝杠螺母机构、直线导轨、卡爪、连接块、导向轴支架4-1-8、丝杆支撑、联轴器、第二电机等组成。

定位装置4-2：主要由定位装置底座、定位工具、液压缸等组成。

参见图4，双工位回转工作台，主要由底座1-1、中空回转平台1-2、固定旋转中心1-3、第一电机1-4等组成。底座1-1和固定回转中心1-3由型材焊接而成，中空回转平台1-2位于底座1-1顶部，固定回转中心1-3位于中空回转平台1-2顶部，第一电机1-4连接在中空回转平台1-2上，驱动中空回转平台1-2旋转实现辅助工位与安装工位变换。

参见图5-图6，船用柴油机气缸单元夹紧装置，主要由零点定位系统2-1、回转托板2-2、夹紧托板2-3、杠杆缸2-4、导向轴2-5、公用紧固接头2-7等组成。零点定位系统2-1与回转托板2-2连接，零点定位系统2-1通过公用紧固接头2-7与夹紧托板2-3连接在一起，可实现夹紧托板按需更换。杠杆缸2-4与导向轴2-5安装在夹紧托板2-3上，杠杆缸分别对应船用柴油机气缸单元定位孔，夹紧力大，可实现船用柴油机气缸单元的快速夹紧。

参见图7，夹紧托板另一实施例的结构示意图，夹紧托板2-3通过公用紧固接头2-7与零点定位系统2-1和回转托板2-2连接在一起。为了满足不同系列的气缸单元，本发明配备不同规格的夹紧托板2-3，不同规格的夹紧托板2-3的底板大孔2-3-1和底部连接孔2-3-2的内径不同，且底部连接孔2-3-2的数量不同。

参见图8，船用柴油机气缸单元翻转装置，主要由锁紧销轴3-1、第一传动轴3-2、第一离合器3-3、电机支撑凸台3-4、螺旋锥齿轮减速机3-5、轴承3-6、从动轮3-7、主动轮3-8等组成。螺旋锥齿轮减速机3-5固定在已与固定回转中心1-3连接的电机支撑凸台3-4上，通过两个离合器控制转矩输出，传动轴一端与离合器相连接，穿过固定回转中心1-3驱动主动轮3-8旋转，带动轴承3-6上的从动轮3-7，最终带动回转托板2-2翻转。

参见图9，活塞连杆组安装工位结构，主要由导向装置4-1与定位装置4-2组成。

参见图10，活塞连杆组安装的导向装置，主要由滑轨平台4-1-1、丝杠螺母机构4-1-2、直线滑轨4-1-3、滑块4-1-4、第一左侧卡爪4-1-5、第一右侧卡爪4-1-6、连接块4-1-7、导向轴支架4-1-8、丝杆支撑4-1-9、联轴器4-1-10、第二电机4-1-11等组成。第二电机4-1-11安装在滑轨平台4-1-1侧面，为丝杠螺母机构4-1-2提供驱动力，卡爪通过连接块4-1-7和导向轴支架4-1-8与滑块相连，电机通过联轴器与丝杠连接，双卡爪随着丝杠转动在直线导轨上相向或反向同步运动，让卡爪沿着直线滑轨4-1-3向中心同步闭合，可实现对活塞连杆组的自动导向，卡爪下方的V型块与气缸套外圆面接触，导向轴上的弹簧可对卡爪中心位置进行修正。

参见图11，卡爪的导向装置主要由卡爪、导向轴支架4-1-8、M12内六角圆柱头螺钉4-1-12、弹簧4-1-13、导向杆4-1-14、M16内六角圆柱头螺钉4-1-15等组成。导向轴支架4-1-8固定在连接块4-1-7上，导向杆4-1-14通过M12内六角圆柱头螺钉4-1-12固定在导向轴支架4-1-8上，弹簧4-1-13与卡爪安装在在导向杆4-1-14上。卡爪在导向杆4-1-14可滑动，通过弹簧4-1-13压紧卡爪，使卡爪在导向过程中与船用柴油机气缸单元上的气缸套同心。卡爪的分为导向部分、定位部分与固定部分，三部分由M12内六角圆柱头螺钉4-1-12固定在一起。

参见图12-图13，导向装置工作时，卡爪V型块单面首先与柴油机气缸单元的气缸套外圆接触，随着卡爪逐渐闭合，卡爪在导向杆方向上移动，V型块双面与柴油机气缸单元的气缸套外圆接触，最终卡爪导向部分与柴油机气缸单元的气缸套同轴。

参见图14-图15，活塞连杆组A1装配导向时，船用柴油机气缸单元A1处于倒置状态，导向装置4-1动作，活塞连杆组B1吊装至船用柴油机气缸单元A1正上方，第一左侧卡爪4-1-5与第一右侧卡爪4-1-6同步闭合，活塞连杆组B1通过导向装置缓慢下放至指定高度。

参见图16，活塞连杆组安装的定位装置，主要由定位装置底座4-2-1、定位工具4-2-2、液压缸4-2-3等组成。定位工具4-2-2上有定位平面一4-2-2-1与定位平面二4-2-2-2，定位装置底座4-2-1固定在夹紧托板2-3上，液压缸4-2-3固定在定位装置底座4-2-1上，液压缸4-2-3推动定位工具4-2-2做往复直线运动。

参见图17-图18，导向装置4-1上的第二电机4-1-11反转，第一左侧卡爪4-1-5与第一右侧卡爪4-1-6分开指定距离后，定位工具4-2-2在液压缸4-2-3的推动下，定位工具4-2-2上的定位平面一4-2-2-1与船用柴油机气缸单元A1中的气缸套的特征平面A1-1贴合，定位工具4-2-2上的定位平面二4-2-2-2与活塞连杆组B1上的特征平面B1-1贴合，使船用柴油机气缸单元A1中的气缸套的特征平面A1-1与活塞连杆组B1上的特征平面B1-1平行，确定待装配船用柴油机气缸单元A1和活塞连杆组B1之间的方向性，从而保证船用柴油机气缸单元和活塞连杆组以此位置关系进行装配，便于后续活塞连杆组与气缸单元固定。

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 (9)

1.一种船用柴油机气缸单元柔性自动化装配装备，其特征在于：包括双工位回转工作台（1）、夹紧装置（2）、翻转装置（3）、安装装置（4），双工位回转工作台（1）两侧各设有一个翻转装置（3），翻转装置（3）的正反两面分为别夹紧装置（2）和安装装置（4）；

双工位回转工作台（1）包括底座（1-1），中空回转平台（1-2）位于底座（1-1）上，中空回转平台（1-2）安装有水平向转动的固定旋转中心（1-3），底座（1-1）内设有驱动固定旋转中心（1-3）转动的第一电机（1-4）；

翻转装置（3）包括设置在固定旋转中心（1-3）内的螺旋锥齿轮减速机（3-5），固定旋转中心（1-3）的一组对边上分别贯穿设置第一传动轴（3-2），第一传动轴（3-2）为水平向，螺旋锥齿轮减速机（3-5）驱动第一传动轴（3-2）转动，第一传动轴（3-2）位于固定旋转中心（1-3）外的端部安装有主动轮（3-8），主动轮（3-8）上方的固定旋转中心（1-3）上具有轴承（3-6），轴承（3-6）外圈套有从动轮（3-7），主动轮（3-8）与从动轮（3-7）相互啮合；

夹紧装置（2）包括立式的回转托板（2-2），回转托板（2-2）安装于从动轮（3-7）上，回转托板（2-2）的外侧安装有水平向的夹紧托板（2-3），夹紧托板（2-3）中心开设有安装孔，夹紧托板（2-3）的一面上设有用于限位船用柴油机气缸单元的杠杆缸（2-4）和导向轴（2-5），多个杠杆缸（2-4）和多个导向轴（2-5）布置在安装孔周围；

安装装置（4）位于夹紧托板（2-3）的另一面上，包括导向装置（4-1）与定位装置（4-2）；导向装置（4-1）包括固定在夹紧托板（2-3）上的立式挡板，立式挡板上设有水平向的滑轨平台（4-1-1），滑轨平台（4-1-1）内沿长度方向设有丝杠螺母机构（4-1-2）和直线滑轨（4-1-3），丝杠螺母机构（4-1-2）中的丝杆上具有两段长度相同且螺纹向相反的螺纹段，两个螺纹段上分别设有一个连接块（4-1-7），连接块（4-1-7）通过滑块（4-1-4）扣入直线滑轨（4-1-3），连接块（4-1-7）的上还设有导向轴支架（4-1-8），其中一个导向轴支架（4-1-8）上安装有第一左侧卡爪（4-1-5），另一个导向轴支架（4-1-8）上安装有第一右侧卡爪（4-1-6），第一左侧卡爪（4-1-5）和第一右侧卡爪（4-1-6）相对运动可形成供活塞连杆组放入的导向圆孔，该导向圆孔与安装孔同心，丝杠螺母机构（4-1-2）由滑轨平台（4-1-1）端部的第二电机（4-1-11）驱动正反转动；定位装置（4-2）包括固定在夹紧托板（2-3）上的立杆，立杆上设有水平向作用力的液压缸（4-2-3），液压缸（4-2-3）的伸缩端具有定位工具（4-2-2），定位工具（4-2-2）可同时作用于柴油机气缸单元和活塞连杆组上，使柴油机气缸单元的特征平面和活塞连杆组的特征平面保持一致。

2.根据权利要求1所述的一种船用柴油机气缸单元柔性自动化装配装备，其特征在于：所述回转托板（2-2）和夹紧托板（2-3）之间设有零点定位系统（2-1）。

3.根据权利要求1所述的一种船用柴油机气缸单元柔性自动化装配装备，其特征在于：所述螺旋锥齿轮减速机（3-5）与第一传动轴（3-2）之间设有第一离合器（3-3）。

4.根据权利要求1所述的一种船用柴油机气缸单元柔性自动化装配装备，其特征在于：所述回转托板（2-2）边缘具有销孔，所述固定旋转中心（1-3）边缘具有锁紧销轴（3-1），锁紧销轴（3-1）可插入销孔。

5.根据权利要求1所述的一种船用柴油机气缸单元柔性自动化装配装备，其特征在于：所述丝杠螺母机构（4-1-2）与第二电机（4-1-11）之间设有联轴器（4-1-10）。

6.根据权利要求1所述的一种船用柴油机气缸单元柔性自动化装配装备，其特征在于：第一左侧卡爪（4-1-5）和第一右侧卡爪（4-1-6）的底部分别设有一个V型块，两个V型块的开口相对设置，两个V型块共同精确定位柴油机气缸单元。

7.根据权利要求6所述的一种船用柴油机气缸单元柔性自动化装配装备，其特征在于：所述导向轴支架（4-1-8）内设有两根导向杆（4-1-14），导向杆（4-1-14）为水平向布置，导向杆（4-1-14）垂直于丝杆，所述第一左侧卡爪（4-1-5）以及第一右侧卡爪（4-1-6）底部开设有与导向杆（4-1-14）对应的导向孔，第一左侧卡爪（4-1-5）以及第一右侧卡爪（4-1-6）通过各自的导向孔于各自位置的导向杆（4-1-14）上进行活动，第一左侧卡爪（4-1-5）的导向孔以及第一右侧卡爪（4-1-6）的导向孔长度均小于导向杆（4-1-14），第一左侧卡爪（4-1-5）以及第一右侧卡爪（4-1-6）分别与各自位置的导向轴支架（4-1-8）之间设有弹簧（4-1-13），弹簧（4-1-13）给予导向杆（4-1-14）上第一左侧卡爪（4-1-5）或第一右侧卡爪（4-1-6）一个初始推力。

8.根据权利要求1所述的一种船用柴油机气缸单元柔性自动化装配装备，其特征在于：所述定位工具（4-2-2）包括定位平面一（4-2-2-1）和定位平面二（4-2-2-2），定位平面一（4-2-2-1）与柴油机气缸单元的特征平面（A1-1）接触，定位平面二（4-2-2-2）与活塞连杆组的特征平面(B1-1)接触，使活塞连杆组的特征平面（A1-1）与柴油机气缸单元的特征平面(B1-1)平行。

9.根据权利要求1-7中任意一项所述的一种船用柴油机气缸单元柔性自动化装配装备的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，确定气缸单元系列：根据气缸单元不同系列，选取夹紧托板，精确装配到零点定位系统上并锁紧；

S2，气缸单元吊装：装置开始运作时，待装配气缸单元通过龙门架等吊具和气缸单元吊装装置起吊至辅助工位的夹紧装置正上方，使待装配气缸单元上的定位孔与固定在回转托板上的导向轴初步对齐，缓慢放置待装配气缸单元在辅助工位上，撤离吊具；

S3，气缸单元夹持：待装配气缸单元放置在第一工位上后，回转托板上的杠杆缸在液压油压力下夹紧气缸单元；

S4，气缸单元水压试验：待装配气缸单元夹紧后，连接气缸单元水压试验工具，进行水压试验，检测待装配气缸单元密封性，并记录试验数据；

S5，气缸单元翻转：水压试验完成后，位于固定回转中心上的螺旋锥齿轮减速机开始工作，通过双输出轴电机减速器为回转托板提供翻转动力，通过左右两侧离合器开合控制两端输出轴是否输出转矩，输出轴将动力输入至固定回转中心两侧的齿轮组上，通过主从动齿轮的啮合传动实现气缸单元翻转180度，固定回转中心上的锁紧销轴伸出至回转托板销孔上，回转托板固定；

S6，回转工作台工位变换：辅助工位上的待装配气缸单元翻转过后，中空旋转平台工作，固定回转中心旋转180度，到达安装工位；

S7，活塞连杆组吊装：待装配气缸单元进入辅助工位后，待装配气缸单元处于倒置状态，活塞连杆组通过龙门架等吊具和活塞连杆组吊装装置起吊至待装配气缸单元的气缸套正上方；

S8，活塞连杆组导向：导向装置采用第一左侧卡爪以及第一右侧卡爪的双卡爪导向，卡爪由电机提供动力，带动丝杠旋转，双卡爪随着丝杠转动在直线导轨上相向或反向同步运动，卡爪下方的V型块与气缸套外圆面接触，两个V型块气缸套实现完全定位，导向轴上的弹簧对卡爪中心位置进行修正，气缸套与双卡爪形成的导向圆孔同轴，活塞连杆组沿着卡爪缓慢下放至指定高度；

S9，活塞连杆组定位：导向装置电机反转，卡爪分开后，定位工具在液压缸的推动下，定位平面一与柴油机气缸单元的特征平面接触，定位平面二与活塞连杆组的特征平面接触，保证两个特征平面平行，从而确定待装配气缸单元和活塞连杆组之间的方向性；

S10，活塞连杆组固定：人工用连杆杆身固定工具将活塞连杆组固定在气缸套上，定位工具回退至初始位置，吊具撤离；

S11，回转工作台工位变换：活塞连杆组安装完成之后，中空旋转平台工作，固定回转中心旋转180度，回到辅助工位；

S12，气缸单元翻转：已装配气缸单元回到辅助工位后，锁紧销轴从回转托板上缩回，电机减速器组开始工作，离合器闭合，主从动齿轮啮合传动，已装配气缸单元翻转180度，已装配气缸单元正置；

S13，气缸单元吊离：已装配气缸单元处于正置状态后，杠杆缸松开，通过龙门架等吊具和气缸单元吊装装置将已装配气缸单元吊离；

S14，重复上述步骤S1到S13。

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