CN116572009B - 一种主轴螺母总成零件的装配线及装配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及主轴螺母总成装配技术领域，公开了一种主轴螺母总成零件的装配线及装配方法，包括产品运输机构、螺母上料机构、螺杆上料预装机构、注油及扭矩检测机构、挡圈高度检测机构、至少两个垫片装配机构、轴承装配机构、产品总高检测机构和磨合机构，所述产品运输机构上设置有若干个装配工位，本发明实现了主轴螺母总成零件自动化装配、在线检测、在线追溯、在线防锈等功能，节约了人员、场地等成本，提升了加工效率，降低了发生质量问题的风险。通过在装配过程中分阶段进行检测，能够有效的总结出在哪一个装配阶段容易出现问题，进而方便技术人员有针对性的进行改进，在装配完成后，进行多次磨合，有效的保证了产品的出厂质量。
Description
技术领域
本发明涉及主轴螺母总成装配技术领域，具体为一种主轴螺母总成零件的装配线及装配方法。
背景技术
主轴螺母总成一般应用在电子制动(EMB)系统中，传统主轴螺母总成的装配采用人工装配，工作人员按照一定的装配顺序将零部件进行组装，存在质量风险大的问题，零部件的每一道工序的加工、工序间的流转等各方面都有可能导致质量问题，并且，人工装配的速度慢，加工节拍长，人工装配线也存在占地面积大，人员成本高的问题，针对上述问题，提出了本申请。
发明内容
本发明的目的在于提供一种主轴螺母总成零件的装配线及装配方法，用于克服人工装配易出现质量问题以及加工效率低的缺陷。
本发明是通过以下技术方案来实现的。
本发明的一种主轴螺母总成零件的装配线，包括产品运输机构、螺母上料机构、螺杆上料预装机构、注油及扭矩检测机构、挡圈高度检测机构、至少两个垫片装配机构、轴承装配机构、产品总高检测机构和磨合机构，所述产品运输机构上设置有若干个装配工位，所述产品运输机构驱动每个装配工位一次经过螺母上料机构、螺杆上料预装机构、注油及扭矩检测机构、挡圈高度检测机构、垫片装配机构、轴承装配机构、垫片装配机构、产品总高检测机构和磨合机构。
进一步地，所述主轴螺母总成零件的全自动化装配线还包括下料机构，所述下料机构用于对不合格工件进行下料操作。
进一步地，所述主轴螺母总成零件的全自动化装配线还包括产品打码机构、蟾片扫码机构、整体喷油机构和扫描下线机构。
一种主轴螺母总成零件装配方法，基于上述的主轴螺母总成零件的全自动化装配线，包括如下步骤：
S1：螺母上料：将螺母上料至装配工位；
S2：螺杆上料预装:将螺杆上料至装配工位，并将螺杆预拧入螺母中；
S3：螺杆扭矩检测：在螺纹处进行点油，点油后将螺杆拧紧到底，在旋转拧紧过程中测量拧入扭矩；
S4：挡圈高度检测；
S5：垫片装配；
S6：轴承装配；
S7：垫片装配；
S8：产品总高检测；
S9：对产品磨合：对螺杆施加压力，并旋转螺杆，使螺杆与螺母旋离，滴油到螺纹位置，然后将螺杆拧出、拧入螺母进行磨合。
进一步地，还包括以下步骤：
S10：产品打标；
S11：产品扫码；
S12：产品整体喷油；
S13：产品扫码下线。
进一步地，所述S3步骤中，在完成螺杆扭矩检测后，还包括扭矩NG下料步骤。
进一步地，所述S4步骤中，在完成挡圈高度检测后，还包括止挡高度NG下料步骤。
进一步地，所述S8步骤中，在完成产品总高检测后，还包括总高NG下料步骤。
进一步地，所述S9步骤中，在滴油后进行若干次磨合操作。
进一步地，所述S9步骤中，对螺杆施加压力范围为200-500N。
本发明的有益效果：
本发明实现了主轴螺母总成零件自动化装配、在线检测、在线追溯、在线防锈等功能，节约了人员、场地等成本，提升了加工效率，降低了发生质量问题的风险。通过在装配过程中分阶段进行检测，能够有效的总结出在哪一个装配阶段容易出现问题，进而方便技术人员有针对性的进行改进，在装配完成后，进行多次磨合，有效的保证了产品的出厂质量。
附图说明
为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为组装工艺流程图；
图2为主轴螺母总成零件的全自动化装配线整体结构图；
图3为螺母上料工位示意图；
图4为主轴上料预装工位示意图；
图5为主轴扭矩检测工位示意图；
图6为挡圈高度检测工位示意图；
图7为扭矩NG下料工位示意图；
图8为止挡高度NG下料工位示意图；
图9为垫片装配工位示意图；
图10为轴承装配工位示意图；
图11为另一个垫片装配工位示意图；
图12为产品总高检测工位示意图；
图13为总高NG下料工位示意图；
图14为第一次滴油磨合测试工位；
图15为第二第三次磨合测试工位示意图；
图16为产品打码工位示意图；
图17为产品扫码工位示意图；
图18为产品整体喷油工位示意图；
图19为产品扫码下线工位示意图。
图20为螺母结构示意图；
图21为主轴与螺母装配后结构示意图；
图22为第一次装配垫片后结构示意图；
图23为装配轴承后结构示意图；
图24为第二次装配垫片后结构示意图。
具体实施方式
下面结合图1-24对本发明进行详细说明。
实施例一：
本发明的一种主轴螺母总成零件装配方法，如图1，本发明实现的主轴螺母总成装配工艺共分为：OP01螺母上料、OP02螺杆预拧点油、OP03螺杆扭矩检测、OP04挡圈高度检测、OP05扭矩NG下料、OP06止挡高度NG下料、OP07垫片装配、OP08轴承装配、OP09垫片装配、OP10产品总高检测、OP11总高NG下料、OP12产品一次滴油磨合、OP13产品二次磨合、OP14产品三次磨合、OP15产品打标、OP16产品扫码、OP17产品整体喷油、OP18产品扫码下线18个工序。
具体地，如图2，装配线如图所示，采用2台12工位的凸轮分割器式转盘，初始设计占用工位19个(包括转运工位2个),空置5个工位，其中备用工位3个。
1)螺母上料工位工步说明(如图3所示)
1、人工将装满料的螺母载盘小车推到料库内部，按下料库启动按钮；
2、左侧升降机构将多层载盘升起，横移机构夹紧上层载具移动到右侧等待取螺母；
3、当一盘螺母被取完后，右侧升降机构上升到载盘底部，夹具松开，载盘落到升降机构上面，升降机构下降；
4、载具横移机构移动到左侧取下一个载具；
5、凸轮分割器治具旋转到位，并使治具夹紧机构张开，例如采用气缸驱动(如图4，可采用下顶气缸动作将产品治具压紧块张开)；
6、上料位治具未到之前，机器人用自身携带传感器检测是否有料，如无料则机器人抓取转运治具上的产品放到转盘(凸轮分割器)上的治具内，然后去抓取已经检测后的产品放到转运治具上。
2)螺杆上料预装工位工步说明(如图4所示)
1、四轴机器人从料仓中将螺杆取出，放入螺杆找止挡工位机构旋转将螺杆按固定角度摆放；
2、旋转上料机构夹爪将找好角度(螺杆止挡角度)将螺杆夹紧，并旋转到螺母上方，螺杆扶正机构(通过在此工位处设置的一个夹爪实现)夹紧螺杆，旋转上料机构返回；
3、预拧机构下降，预拧机构将螺杆预旋入螺母，此时并不完全旋入。
3)主轴扭矩检测工位示意图及工步说明(如图5所示)
1、转盘到位后气缸推动点油机构对主轴螺纹处进行点油，点完自动退回；
2、伺服滑台带动伺服电机和伺服拧紧轴下降，套筒左右旋转自动套入主轴的螺杆中；
3、伺服拧紧轴带动套筒旋转(套筒套入螺杆上)，将螺杆拧紧到底；
4、在旋转过程中测量拧入扭矩，扭矩测量方式可通过使用阿特拉斯拧紧枪，自带微扭矩检测功能实现检测，也可使用力传感器、扭矩仪等。
4)挡圈高度检测工位工步说明(如图6所示)
1、转盘到位后，系统判断工件扭矩是否合格；
2、合格，下压气缸带动压紧旋转机构下降，将螺杆压平，同时给出旋转力，让止挡口贴住；
3、图像识别开始拍摄判断止挡口尺寸，程序自动判断合不合格。
5)扭矩NG下料工位工步说明(如图7所示)
1、系统判断工件拧入扭矩是否合格；
2、转运桁架带动转运夹爪将不合格品抓起，放入NG料盒中，对射光电用于检测产品是否进入NG料盒中。
6)止挡高度NG下料工位工步说明(如图8所示)
1、系统判断工件止挡高度是否合格；
2、转运桁架带动转运夹爪将不合格品抓起，放入NG料盒中。
7)垫片装配工位工步说明(如图9所示)
1、垫片储存在垫片弹夹料仓中，通过气缸推出，再由无感气缸推动到位；
2、夹爪将垫片夹起，气缸上升，旋转气缸将夹爪移动至工件上方，将其装入。
8)轴承装配工位工步说明(如图10所示)
1、轴承储存在轴承弹夹料仓中，通过气缸推出，再由无感气缸推动到位；
2、图像识别检测轴承滚针是否缺失；
3、转运桁架带动转运夹爪将轴承抓起，放入工件中；
9)垫片装配工位工步说明(如图11所示)
1、垫片储存在垫片弹夹料仓中，通过气缸推出，再由无感气缸推动到位；
2、夹爪将垫片夹起，气缸上升，旋转气缸将夹爪移动至工件上方，将其装入。
10)产品总高检测工位工步说明(如图12所示)
1、治具旋转到位，测量升降机构下降，压头压在产品上，同时相关压板也压在接触式位移传感器上；
2、系统根据开机前的标定数值，自动读取出产品的的总高度。
11)总高NG下料工位工步说明(如图13所示)
1、系统判断上序工件总高度是否合格；
2、转运桁架带动转运夹爪将不合格品抓起，放入NG料盒中。
12)第一次滴油磨合测试工位工步说明(如图14所示)
1、治具旋转到位，螺杆拧紧机构中的伺服电机带动套筒套入工件，并对工件施加200-500N压力，批头套住导杆，反向旋转使螺杆旋离(即边旋边升起)；
2、滴油机构将油滴到螺杆和螺母的螺纹处；
3、螺杆拧紧机构正反向将螺杆拧出拧入螺母；
4、测试完成螺杆拧紧机构回退，转盘带动工件至下一工序。
13)第二第三次磨合测试工位示意图及工步说明(如图15所示)
1、治具旋转到位，在气缸作用下，伺服电机带动套筒套入工件(伺服电机安装在轴承座上，通过减速机与套筒连接)，并对工件施加200-500N压力；
2、各工位旋转机构开始对主轴分别进行正、反旋转；
3、本机台配有三个磨合工位，预留两个空工位便于后边增补；
4、测试完成磨合机构回退，转盘带动工件至下一工序。
14)产品打码工位工步说明(如图16所示)
1、治具旋转到位，烟雾除尘设备开机通过烟雾除尘溪口吸烟；
2、激光打标机根据系统给予的信息参数在产品打标二维码，打标位置可以上下位置调整。
15)产品扫码工位工步说明(如图17所示)
1、转盘旋转到位后，固定式扫码枪开始读码；
2、读码同时判断二维码等级(一般以ISO 15415为标准)；
3、读码完成转盘转移至下一工序。
16)产品整体喷油工位示意图及工步说明(如图18所示)
1、转运桁架将转盘上工件取出，放入喷油工位中喷油箱中的工装上后回退，气动开合门自动闭合；
2、喷油箱设备中的喷油嘴自动对工件表面进行喷油；
3、喷油完成，气动开合门打开，转运夹爪将工件抓起放入待料工位。
17)产品扫码下线工位示意图及工步说明(如图19所示)
1、固定扫码腔对工件进行读码；
2、读完后利用四轴机械手夹爪将工件取出，根据读码情况将工件放置不同区域；
3、无法扫码识别的NG产品直接放入NG料盒中；
4、合格产品放入成品回收料仓中。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种主轴螺母总成零件的装配线，其特征在于：包括产品运输机构、螺母上料机构、螺杆上料预装机构、注油及扭矩检测机构、挡圈高度检测机构、至少两个垫片装配机构、轴承装配机构、产品总高检测机构和磨合机构，所述产品运输机构上设置有若干个装配工位，所述产品运输机构驱动每个装配工位一次经过螺母上料机构、螺杆上料预装机构、注油及扭矩检测机构、挡圈高度检测机构、垫片装配机构、轴承装配机构、垫片装配机构、产品总高检测机构和磨合机构；装配时包括如下步骤：
S1：螺母上料：将螺母上料至装配工位；
S2：螺杆上料预装:将螺杆上料至装配工位，并将螺杆预拧入螺母中，此时并不完全旋入；
四轴机器人从料仓中将螺杆取出，放入螺杆找止挡工位机构旋转将螺杆按固定角度摆放；
旋转上料机构夹爪将找好角度（螺杆止挡角度）将螺杆夹紧，并旋转到螺母上方，螺杆扶正机构（通过在此工位处设置的一个夹爪实现）夹紧螺杆，旋转上料机构返回；
预拧机构下降，预拧机构将螺杆预旋入螺母，此时并不完全旋入；
S3：螺杆扭矩检测：在螺纹处进行点油，点油后将螺杆拧紧到底，在旋转拧紧过程中测量拧入扭矩；
转盘到位后气缸推动点油机构对主轴螺纹处进行点油，点完自动退回；
伺服滑台带动伺服电机和伺服拧紧轴下降，套筒左右旋转自动套入主轴的螺杆中；
伺服拧紧轴带动套筒旋转 ，套筒套入螺杆上，将螺杆拧紧到底；
在旋转过程中测量拧入扭矩；
S4：挡圈高度检测；
转盘到位后，系统判断工件扭矩是否合格；
合格，下压气缸带动压紧旋转机构下降，将螺杆压平，同时给出旋转力，让止挡口贴住；
图像识别开始拍摄判断止挡口尺寸，程序自动判断合不合格；
S5：垫片装配；
S6：轴承装配；
S7：垫片装配；
S8：产品总高检测；
S9：对产品磨合：对螺杆施加压力，并旋转螺杆，使螺杆与螺母旋离，滴油到螺纹位置，然后将螺杆拧出、拧入螺母进行磨合。
2.根据权利要求1所述的一种主轴螺母总成零件的装配线，其特征在于：所述主轴螺母总成零件的全自动化装配线还包括下料机构，所述下料机构用于对不合格工件进行下料操作。
3.根据权利要求1或2所述的一种主轴螺母总成零件的装配线，其特征在于：所述主轴螺母总成零件的全自动化装配线还包括产品打码机构、蟾片扫码机构、整体喷油机构和扫描下线机构。
4.一种主轴螺母总成零件装配方法，基于权利要求1-3任意一项所述的主轴螺母总成零件的全自动化装配线，其特征在于：包括如下步骤：
S1：螺母上料：将螺母上料至装配工位；
S2：螺杆上料预装:将螺杆上料至装配工位，并将螺杆预拧入螺母中；
S3：螺杆扭矩检测：在螺纹处进行点油，点油后将螺杆拧紧到底，在旋转拧紧过程中测量拧入扭矩；
S4：挡圈高度检测；
S5：垫片装配；
S6：轴承装配；
S7：垫片装配；
S8：产品总高检测；
S9：对产品磨合：对螺杆施加压力，并旋转螺杆，使螺杆与螺母旋离，滴油到螺纹位置，然后将螺杆拧出、拧入螺母进行磨合。
5.根据权利要求4所述的一种主轴螺母总成零件装配方法，其特征在于：还包括以下步骤：
S10：产品打标；
S11：产品扫码；
S12：产品整体喷油；
S13：产品扫码下线。
6.根据权利要求5所述的一种主轴螺母总成零件装配方法，其特征在于：还包括以下步骤：所述S3步骤中，在完成螺杆扭矩检测后，还包括扭矩NG下料步骤。
7.根据权利要求6所述的一种主轴螺母总成零件装配方法，其特征在于：还包括以下步骤：所述S4步骤中，在完成挡圈高度检测后，还包括止挡高度NG下料步骤。
8.根据权利要求7所述的一种主轴螺母总成零件装配方法，其特征在于：还包括以下步骤：所述S8步骤中，在完成产品总高检测后，还包括总高NG下料步骤。
9.根据权利要求8中任意一项所述的一种主轴螺母总成零件装配方法，其特征在于：还包括以下步骤：所述S9步骤中，在滴油后进行若干次磨合操作。
10.根据权利要求9所述的一种主轴螺母总成零件装配方法，其特征在于：还包括以下步骤：所述S9步骤中，对螺杆施加压力范围为200-500N。
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