CN115059694B - 一种转向轴承钢球保持架自动装球设备及其压装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转向轴承钢球保持架自动装球设备及其压装方法，包括对各部件进行承载定位的平台，还包括上料组件、按压组件和剔料组件。上料组件包括置于平台一侧边处的振动上料机；与振动上料机相连的旋转供料机构。按压组件包括架设于旋转供料机构一侧的压球机构；置于压球机构工作方向上方的压球气缸。剔料组件包括置于平台工作面表面且与压球机构存在预定距离的球架检验机构；置于平台工作面表面与所述球架检验机构信号连通的剔料机构。本发明代替大部分人工操作，减轻了工人劳动强度；可实现一人多机操作，降低人工成本，并提高生产效率；本发明可自动检验代替人工检验，保证装配质量。

Description

一种转向轴承钢球保持架自动装球设备及其压装方法

技术领域

本发明涉及自动化机械工装领域，具体涉及一种转向轴承钢球保持架自动装球设备及其压装方法。

背景技术

钢球保持圈，是以硬铝合金为基体，并在其外圆表面上，加工出排列有序、大小适当，形状特殊的孔穴，在其孔穴中镶入滚动轴承钢球。孔口采用最新的沟槽圆周锁球工艺，有效地解决了传统式点式锁球和压痕锁球不能完全防止钢球脱落的难题。由于钢球的直径大于保持圈的壁厚，所以在使用时钢球高出保持圈内、外圆表面，直接与相配的孔与轴接触，使基体(保持圈)浮于中间，并且相配的孔与轴半径之差小于钢球直径，即钢球与之配合为过盈配合，配合精度高，轴与孔相对运动灵活。是保持圈的更新换代产品。而随着工业科技的不断发展，钢球保持架的运用也越来越为广泛。

工业生产加工的过程中，在对摩托车转向轴承的钢球保持架自动装配时，因此类保持架多数为非标产品，常规办法是使用模具定位保持架，人工放置钢球，压装完成装配，工人劳动强度大，生产效率低，且装配质量受人为因素影响，难以把控。

发明内容

发明目的：提供一种转向轴承钢球保持架自动装球设备，并进一步提供一种基于上述转向轴承钢球保持架自动装球设备的装球方法，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种转向轴承钢球保持架自动装球设备，包括用于各部件进行承载和定位的平台，并进一步包括上料组件、按压组件和剔料组件三个组成部分。

其中，上料组件包括振动上料机和旋转供料机构两个部分；所述振动上料机置于所述平台一侧边处，用于进行保持架供料作业；所述旋转供料机构与所述振动上料机相连，用于将保持架进行旋转传送。

按压组件包括压球机构和压球气缸两个部分；所述压球机构架设于所述旋转供料机构一侧，用于进行钢球压球作业；所述压球气缸置于所述压球机构工作方向上方，用于为所述压球机构提供预订的驱动力。

剔料组件包括球架检验机构和提料机构两个部分；所述球架检验机构置于所述平台工作面表面，并与所述压球机构存在预定距离，用于对装球完毕后的保持架进行检测；所述提料机构置于所述平台工作面表面，用于对不良品进行处理，并与所述球架检验机构信号连通。

在进一步的实施例中，所述旋转供料机构包括保持架上料槽、转盘和保持架推料气缸三个部分。所述保持架上料槽置于所述振动上料机靠近所述平台的一端处，用于接收所述振动上料机传送的保持架；所述转盘与所述平台相连，并与所述保持架上料槽相贴，用于对保持架进行旋转送料作业；所述保持架推料气缸置于所述保持架上料槽一侧边处，用于将所述保持架上料槽内的保持架进行推送。

在进一步的实施例中，所述转盘工作面表面每隔预定距离处设有用于对保持架进行送料承载的送料孔；所述转盘与所述平台轴接，可绕与所述平台的连接点进行单向转动，用于控制保持架在各工位件的传送。

在进一步的实施例中，所述压球机构包括固定柱、储球筒、压轴和压球气缸四个部分。所述固定柱置于所述转盘一侧边处，并与所述平台相连，用于所述压球机构作业位置的限定；所述储球筒置于所述固定柱靠近所述转盘的工作面表面，具有预定的收容空腔，用于对钢球进行储料作业；所述压轴贯穿过所述储球筒的收容空腔，并与所述固定柱滑动连接，可沿所述固定柱工作面表面进行滑动调节；所述压球气缸置于所述压轴远离所述转盘的一端处，用于为所述压轴的滑动调节作业提供预订的驱动力。

在进一步的实施例中，所述平台靠近所述储球筒的一侧壁面设有用于钢球供料的钢球上料箱，所述钢球上料箱与所述储料桶相互连通；所述钢球上料箱工作方向下方处设有用于提供预定上料动力的钢球上料气缸，可将所述钢球上料箱内的钢球推送至所述储球筒的收容空腔内。

在进一步的实施例中，所述剔料机构包括剔料板、剔料气缸和不良品盒三个部分。所述剔料板置于所述压球机构工作方向出料口方向处，并与所述转盘工作方向下壁面相贴；所述剔料气缸与所述剔料板相连，可驱动所述剔料板进行相应的作业状态调节；所述不良品盒与所述平台相连，并与所述剔料板工作方向下方相对应，设有具有预定收容性的开放式空腔。

在进一步的实施例中，所述转盘工作方向下方，并与所述压轴位置相对应处设有保持架托盘，用于对进行装球作业的保持架进行旋转调节；所述保持架托盘通过定位电机进行驱动旋转，所述定位电机置于所述保持架托盘工作方向下方处，用于为所述保持架托盘的旋转调节提供预订的驱动力；所述保持架托盘内部设有用于对保持架进行位置定位的光电开关。

在进一步的实施例中，所述储球筒呈漏斗状，且靠近所述转盘的一端为窄口端，远离所述转盘的一端为进球口；所述压轴贯穿过所述储球筒，并向靠近所述转盘方向延伸出预定距离；所述压轴工作方向自下而上设有导向段、持球槽、压球锥面、防堵槽和提升台阶，用于在后期的作业过程中辅助完成相应的压球作业；所述压轴与所述储球筒窄口端内壁面存在预定的距离，形成具有预定滑动空间的球道；所述球道内工作方向自上而下设有上分隔环、挡板和下分隔环，且所述上分隔环、挡环与所述下分隔环之间均存在预定的距离，使得所述上分隔环、挡环与所述下分隔环之间均存在预定的操作空腔。

在进一步的实施例中，所述平台工作方向出料口处设有收集机构串料棒，可将通过所述球架检验机构检验无语的保持架进行收集串料处理，以便于装球完毕后的钢球保持架后续的加工处理。

一种转向轴承钢球保持架自动装球设备中压球机构的压装方法，包括以下步骤：

S1、转盘向靠近压球机构的方向旋转调节预定角度，使转盘向工作方向后方旋转一个预定工位后停止转动，定位电机旋转保持架托盘，光电开关检测到保持架定位位置后，定位电机停止转动；

S2、压球气缸带着储球筒及压轴向靠近转盘的方向运动，储球筒运动到与转盘相接触处停止运动，下分隔环宇保持架构成均分球道；

S3、压轴继续向工作方向下方运动，将钢球带入下分隔环，钢球在下分隔环内下落到保持架球兜孔上，压轴进一步向工作方向下方运动，将钢球压装进保持架球兜孔内；

S4、压轴达到运动方向下限位置后，压球气缸向原理转盘的方向运动回复原位，压轴将储球筒提起，压轴与挡环间的钢球通道打开，上分隔环内的钢球再次进入压轴持球槽；

S5、以此类推，依次重复S1至S5工作，直到系统停止工作。

在进一步的实施例中，一种转向轴承钢球保持架自动装球设备的装球方法，包括以下步骤：

S01、人工将所要进行钢球按压作业的保持架放置于振动上料机内，振动上料机将保持架进行供料，使保持架进入保持架上料槽处；保持架推料气缸启动，将保持架推入转盘送料孔内；

S02、转盘向靠近压球机构的方向进行转动，将保持架传送至压球机构处；压球机构检测到保持架并定位后，压球气缸启动向靠近转盘的方向推动压轴，将储球筒内的钢球按压装入保持架内；

S03、完成按压装球作业的保持架通过转盘继续进行传送，球架检验机构检测球架是否缺球，如缺球，则将缺球信号送给不良品剔料机构；

S04、剔料机构在接收到缺球信号后，剔料气缸启动，将剔料板打开，缺球保持架落入不良品盒，然后剔料板复位；

S05、通过球架检验机构检验无误的正品球架被转盘传送至平台出料口，并从出料口落下串入收集机构串料棒；

S06、以此类推，依次重复S1至S5工作，直到系统停止工作。

有益效果：本发明涉及一种转向轴承钢球保持架自动装球设备及其装球方法，包括对各部件进行承载定位的平台，还包括上料组件、按压组件和剔料组件。上料组件包括置于平台一侧边处的振动上料机；与振动上料机相连的旋转供料机构。按压组件包括架设于旋转供料机构一侧的压球机构；置于压球机构工作方向上方的压球气缸。剔料组件包括置于平台工作面表面且与压球机构存在预定距离的球架检验机构；置于平台工作面表面与所述球架检验机构信号连通的剔料机构。本发明代替大部分人工操作，减轻了工人劳动强度；可实现一人多机操作，降低人工成本，并提高生产效率；本发明可自动检验代替人工检验，保证装配质量。

附图说明

图1为本发明整体的侧视图。

图2为本发明整体的俯视图。

图3为本发明所述压球机构的整体主视图。

图4为图3中A部分的放大示意图。

图5为所述上分隔环的整体示意图。

图6为所述下分隔环的整体示意图。

图7为所述挡环的整体示意图。

图8为所述压轴的整体示意图。

图中各附图标记为：压球气缸1、储球筒2、球架检验机构3、串料棒4、振动上料机5、钢球6、钢球上料气缸7、不良品盒8、保持架9、转盘10、保持架上料槽11、保持架推料气缸12、平台13、剔料气缸14、剔料板15、压轴16、定位电机17、上分隔环18、光电开关19、保持架托盘20、挡环21、下分隔环22、导向段23、持球槽24、压球锥面25、防堵槽26、提升台阶27。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

申请人认为，传统摩托车转向轴承的钢球保持架多数为非标产品，在对其进行装配时通常为使用模具定位保持架，人工放置钢球，压装完成装配，工人劳动强度大，生产效率低，且装配质量受人为因素影响，难以把控。

为此，申请人设计一种转向轴承钢球6保持架9自动装球设备及其压装方法，由自主压装和检测机构代替大部分人工操作，减轻了工人劳动强度；可实现一人多机操作，降低人工成本，并提高生产效率；本发明可自动检验代替人工检验，保证装配质量。

本发明涉及的转向轴承钢球6保持架9自动装球设备主要包括包括用于各部件进行承载和定位的平台13，并进一步包括上料组件、按压组件和剔料组件三个组成部分。

其中，上料组件包括振动上料机5和旋转供料机构两个部分；所述振动上料机5置于所述平台13一侧边处，用于进行保持架9供料作业；所述旋转供料机构与所述振动上料机5相连，用于将保持架9进行旋转传送。按压组件包括压球机构和压球气缸1两个部分；所述压球机构架设于所述旋转供料机构一侧，用于进行钢球6压球作业；所述压球气缸1置于所述压球机构工作方向上方，用于为所述压球机构提供预订的驱动力。剔料组件包括球架检验机构3和提料机构两个部分；所述球架检验机构3置于所述平台13工作面表面，并与所述压球机构存在预定距离，用于对装球完毕后的保持架9进行检测；所述提料机构置于所述平台13工作面表面，用于对不良品进行处理，并与所述球架检验机构3信号连通。

进一步优选的实施方式中，所述旋转供料机构包括保持架上料槽11、转盘10和保持架推料气缸12三个部分。所述保持架上料槽11置于所述振动上料机5靠近所述平台13的一端处，用于接收所述振动上料机5传送的保持架9；所述转盘10与所述平台13相连，并与所述保持架上料槽11相贴，用于对保持架9进行旋转送料作业；所述保持架推料气缸12置于所述保持架上料槽11一侧边处，用于将所述保持架上料槽内11的保持架9进行推送。

进一步优选的实施方式中，所述转盘10工作面表面每隔预定距离处设有用于对保持架9进行送料承载的送料孔；所述转盘10与所述平台13轴接，可绕与所述平台13的连接点进行单向转动，用于控制保持架9在各工位件的传送；且所述送料孔为多个，并均匀分布于所述转盘10工作面表面，每隔所述送料孔之见的间隔距离为一个预定工位距离。

进一步优选的实施方式中，所述压球机构包括固定柱、储球筒2、压轴16和压球气缸1四个部分。所述固定柱置于所述转盘10一侧边处，并与所述平台13相连，用于所述压球机构作业位置的限定；所述储球筒2置于所述固定柱靠近所述转盘10的工作面表面，具有预定的收容空腔，用于对钢球6进行储料作业；所述压轴16贯穿过所述储球筒2的收容空腔，并与所述固定柱滑动连接，可沿所述固定柱工作面表面进行滑动调节；所述压球气缸1置于所述压轴16远离所述转盘10的一端处，用于为所述压轴16的滑动调节作业提供预订的驱动力。

进一步优选的实施方式中，所述平台13靠近所述储球筒2的一侧壁面设有用于钢球6供料的钢球6上料箱，所述钢球6上料箱与所述储料桶相互连通；所述钢球6上料箱工作方向下方处设有用于提供预定上料动力的钢球上料气缸7，可将所述钢球6上料箱内的钢球6推送至所述储球筒2的收容空腔内。

进一步优选的实施方式中，所述剔料机构包括剔料板15、剔料气缸14和不良品盒8三个部分。所述剔料板15置于所述压球机构工作方向出料口方向处，并与所述转盘10工作方向下壁面相贴；所述剔料气缸14与所述剔料板15相连，可驱动所述剔料板15进行相应的作业状态调节；所述不良品盒8与所述平台13相连，并与所述剔料板15工作方向下方相对应，设有具有预定收容性的开放式空腔。

进一步优选的实施方式中，所述转盘10工作方向下方，并与所述压轴16位置相对应处设有保持架托盘20，用于对进行装球作业的保持架9进行旋转调节；所述保持架托盘20通过定位电机17进行驱动旋转，所述定位电机17置于所述保持架托盘20工作方向下方处，用于为所述保持架托盘20的旋转调节提供预订的驱动力；所述保持架托盘20内部设有用于对保持架9进行位置定位的光电开关19。

进一步优选的实施方式中，所述储球筒2呈漏斗状，且靠近所述转盘10的一端为窄口端，远离所述转盘10的一端为进球口；所述压轴16贯穿过所述储球筒2，并向靠近所述转盘10方向延伸出预定距离；所述压轴16工作方向自下而上设有导向段23、持球槽24、压球锥面25、防堵槽26和提升台阶27，用于在后期的作业过程中辅助完成相应的压球作业；所述压轴16与所述储球筒2窄口端内壁面存在预定的距离，形成具有预定滑动空间的球道；所述球道内工作方向自上而下设有上分隔环18、挡板和下分隔环22，且所述上分隔环18、挡环21与所述下分隔环22之间均存在预定的距离，使得所述上分隔环18、挡环21与所述下分隔环22之间均存在预定的操作空腔。

进一步优选的实施方式中，所述平台13工作方向出料口处设有收集机构串料棒4，可将通过所述球架检验机构3检验无语的保持架9进行收集串料处理，以便于装球完毕后的钢球6保持架9后续的加工处理。所述上分隔环18、下分隔环22于所述挡环21按保持架9球兜孔位置分割成球道和限位槽两个部分；所述挡环21两侧设有锥面，且所述锥面的倾斜角向靠近所述转盘10的方向收拢；所述压轴16靠近所述转盘10的一端设有压球锥面25，且所述压球锥面25的倾斜角同样向靠近所述转盘10的一端收拢；所述挡环21锥面于所述压轴16压球锥面25形成钢球6通道，使得钢球6可通过所述钢球6通道完成压装作业。

在上述转向轴承钢球6保持架9自动装球设备的基础之上，本发明提出一种转向轴承钢球6保持架9自动装球设备中压球机构的压装方法，具体步骤如下：

首先，转盘10向靠近压球机构的方向旋转调节预定角度，使转盘10向工作方向后方旋转一个预定工位后停止转动，定位电机17旋转保持架托盘20，光电开关19检测到保持架9定位位置后，定位电机17停止转动。

接着，压球气缸1带着储球筒2及压轴16向靠近转盘10的方向运动，储球筒2运动到与转盘10相接触处停止运动，下分隔环22宇保持架9构成均分球道。

随后，压轴16继续向工作方向下方运动，将钢球6带入下分隔环22，钢球6在下分隔环22内下落到保持架9球兜孔上，压轴16进一步向工作方向下方运动，将钢球6压装进保持架9球兜孔内。

当压轴16达到运动方向下限位置后，压球气缸1向原理转盘10的方向运动回复原位，压轴16将储球筒2提起，压轴16与挡环21间的钢球6通道打开，上分隔环18内的钢球6再次进入压轴16持球槽24。

以此类推，依次重复上述动作，直到系统停止工作。

另外，在进一步优选的实施方式中，基于上述转向轴承钢球6保持架9自动装球设备，本发明提出一种转向轴承钢球6保持架9自动装球设备的装球方法，具体步骤如下：

首先，人工将所要进行钢球6按压作业的保持架9放置于振动上料机5内，振动上料机5将保持架9进行供料，使保持架9进入保持架上料槽11处；保持架推料气缸12启动，将保持架9推入转盘10送料孔内；

接着，转盘10向靠近压球机构的方向进行转动，将保持架9传送至压球机构处；压球机构检测到保持架9并定位后，压球气缸1启动向靠近转盘10的方向推动压轴16，将储球筒2内的钢球6按压装入保持架9内。

随后，完成按压装球作业的保持架9通过转盘10继续进行传送，球架检验机构3检测球架是否缺球，如缺球，则将缺球信号送给不良品剔料机构。

当剔料机构在接收到缺球信号后，剔料气缸14启动，将剔料板15打开，缺球保持架9落入不良品盒8，然后剔料板15复位。

而通过球架检验机构3检验无误的正品球架被转盘10传送至平台13出料口，并从出料口落下串入收集机构串料棒4。

以此类推，依次重复上述动作，直到系统停止工作。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。

Claims (7)

1.一种转向轴承钢球保持架自动装球设备，包括用于各部件进行承载和定位的平台，其特征是还包括：

上料组件，包括置于所述平台一侧边处，用于进行保持架供料的振动上料机；与所述振动上料机相连，用于将保持架进行传送的旋转供料机构；

按压组件，包括架设于所述旋转供料机构一侧，用于进行压球作业的压球机构；置于所述压球机构工作方向上方，用于为所述压球机构提供预订的驱动力的压球气缸；

剔料组件，包括置于所述平台工作面表面，并与所述压球机构存在预定距离，用于对装球完毕后的保持架进行检测的球架检验机构；置于所述平台工作面表面，用于对不良品进行处理，并与所述球架检验机构信号连通的剔料机构；

所述旋转供料机构包括：

保持架上料槽，置于所述振动上料机靠近所述平台的一端处，用于接收所述振动上料机传送的保持架；

转盘，与所述平台相连，并与所述保持架上料槽相贴，用于对保持架进行旋转送料作业；

保持架推料气缸，置于所述保持架上料槽一侧边处，用于将所述保持架上料槽内的保持架进行推送；

所述压球机构包括：

固定柱，置于所述转盘一侧边处，并与所述平台相连，用于所述压球机构作业位置的限定；

储球筒，置于所述固定柱靠近所述转盘的工作面表面，具有预定的收容空腔，用于对钢球进行储料作业；

压轴，贯穿过所述储球筒的收容空腔，并与所述固定柱滑动连接，可沿所述固定柱工作面表面进行滑动调节；

压球气缸，置于所述压轴远离所述转盘的一端处，用于为所述压轴的滑动调节作业提供预定的驱动力；

所述储球筒呈漏斗状，且靠近所述转盘的一端为窄口端；所述压轴贯穿过所述储球筒并向靠近所述转盘方向延伸出预定距离；所述压轴工作方向自下而上设有导向段、持球槽、压球锥面、防堵槽和提升台阶；

所述压轴与所述储球筒窄口端内壁面存在预定的距离，形成具有预定滑动空间的球道；所述球道内工作方向自上而下设有上分隔环、挡环和下分隔环，且所述上分隔环、挡环与所述下分隔环之间均存在预定的距离。

2.根据权利要求1所述的一种转向轴承钢球保持架自动装球设备，其特征在于：

所述转盘工作面表面每隔预定距离处设有用于对保持架进行送料承载的送料孔；所述转盘与所述平台轴接，可绕与所述平台的连接点进行单向转动，用于控制保持架在各工位间传送。

3.根据权利要求1所述的一种转向轴承钢球保持架自动装球设备，其特征在于：

所述平台靠近所述储球筒的一侧壁面设有用于钢球供料的钢球上料箱；所述钢球上料箱工作方向下方处设有用于提供预定上料动力的钢球上料气缸，可将所述钢球上料箱内的钢球推送至所述储球筒的收容空腔内。

4.根据权利要求1所述的一种转向轴承钢球保持架自动装球设备，其特征在于，所述剔料机构包括：

剔料板，置于所述压球机构工作方向出料口方向处，并与所述转盘工作方向下壁面相贴；

剔料气缸，与所述剔料板相连，可驱动所述剔料板进行相应的作业状态调节；

不良品盒，与所述平台相连，并与所述剔料板工作方向下方相对应，设有具有预定收容性的开放式空腔。

5.根据权利要求3所述的一种转向轴承钢球保持架自动装球设备，其特征在于：

所述转盘工作方向下方，并与所述压轴位置相对应处设有保持架托盘，用于对进行装球作业的保持架进行旋转调节；所述保持架托盘通过定位电机进行驱动旋转，所述定位电机置于所述保持架托盘工作方向下方处；所述保持架托盘内部设有用于对保持架进行位置定位的光电开关。

6.根据权利要求1所述的一种转向轴承钢球保持架自动装球设备，其特征在于：

所述平台工作方向出料口处设有收集机构串料棒，可将通过所述球架检验机构检验无误的保持架进行收集串料处理。

7.根据权利要求1中所述的一种转向轴承钢球保持架自动装球设备，其特征在于所述压球机构的压装方法，包括以下步骤：

S1、转盘向靠近压球机构的方向旋转调节预定角度，使转盘向工作方向后方旋转一个预定工位后停止转动，定位电机旋转保持架托盘，光电开关检测到保持架定位位置后，定位电机停止转动；

S2、压球气缸带着储球筒及压轴向靠近转盘的方向运动，储球筒运动到与转盘相接触处停止运动，下分隔环与保持架构成均分球道；

S3、压轴继续向工作方向下方运动，将钢球带入下分隔环，钢球在下分隔环内下落到保持架球兜孔上，压轴进一步向工作方向下方运动，将钢球压装进保持架球兜孔内；

S4、压轴达到运动方向下限位置后，压球气缸向远离转盘的方向运动回复原位，压轴将储球筒提起，压轴与挡环间的钢球通道打开，上分隔环内的钢球再次进入压轴持球槽；

S5、以此类推，依次重复S1至S5工作，直到系统停止工作。