CN117283269B - 自动安装凸轮轴的机器人及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种自动安装凸轮轴的机器人及其控制方法，机器人包括抓取部和推动部，抓取部用于抓取凸轮轴；工作台包括装配平面和夹取部，主机设于工作台的装配平面上，夹取部用于将凸轮轴套自主机入口插入至主机的第一位置，夹取部还被配置为用于将凸轮轴套自主机出口拔出并移动至主机入口处；机器人的抓取部用于将凸轮轴经凸轮轴套插入至主机的第二位置；机器人的推动部将凸轮轴自主机的第二位置推送至第三位置，第三位置为凸轮轴在主机内的安装位置。提高了安装效率，降低安装劳动力，提高了安装后的产品质量。

Description

自动安装凸轮轴的机器人及其控制方法

技术领域

本申请涉及机器人领域，尤其涉及自动安装凸轮轴的机器人及其控制方法。

背景技术

凸轮轴是活塞发动机里的一个部件，用于控制气门的开启和闭合动作。由于气门运动规律关系到一台发动机的动力和运转特性，因此，凸轮轴的设计与安装在发动机的设计与实现过程中占据着十分重要的地位。由于设计过程中在强度和支撑度方面对凸轮轴有较高的要求，其材质一般是优质合金钢或合金钢。每凸轮轴重量11.7Kg，每天两班发动机产量320台左右，现有技术完全依靠人工将凸轮轴安装在发动机的预设位置，工作强度大。

此外，现有技术在将凸轮轴安装至发动机中采用手工安装的方式，整个过程包括如下步骤：将发动机机体固定在特定工作台上，由人工首先插入凸轮轴套，然后将凸轮轴插入凸轮轴套内，再借助工具将凸轮轴套拔出。整个过程中对工作人员体力消耗比较大；且安装、拔出过程中凸轮轴、凸轮轴套所受手的推力大小及方向不一致，容易出现凸轮轴、凸轮轴套划伤，装配质量低，直接影响了凸轮轴套的循环重复使用，降低了装配后发动机的性能。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种自动安装凸轮轴的机器人及其控制方法，以解决现有技术中的凸轮轴安装过程中工作人员劳动强度大、装配质量低的技术问题。

本发明第一方面提供自动安装凸轮轴的机器人，具体包括：机器人与上料装置、工作台协作，机器人设置于所述上料装置和所述工作台之间；

机器人包括抓取部和推动部，所述抓取部用于抓取凸轮轴；

所述工作台包括装配平面和夹取部，主机设于所述工作台的所述装配平面上，所述夹取部用于将凸轮轴套自主机入口插入至所述主机的第一位置，所述第一位置为距离主机入口第一距离的位置，第一距离小于主机入口至主机出口的长度；所述夹取部还被配置为用于将凸轮轴套从主机出口拔出并移动至主机入口处；

所述机器人的所述抓取部用于将所述凸轮轴经所述凸轮轴套插入至所述主机的第二位置，所述第二位置为距离主机入口第二距离的位置，第二距离大于第一距离，且第二距离小于主机入口至主机出口的长度；

所述机器人的所述推动部将所述凸轮轴自主机的第二位置推送至第三位置，所述第三位置为凸轮轴在所述主机内的安装位置。

优选的，上料装置包括传动装置和第一隔板；

所述传动装置设置于传动平面上，凸轮轴放置于传动装置上，所述传动装置沿第一方向运动，带动所述凸轮轴向第一方向移动；

所述第一隔板用于当凸轮轴移动至预设位置时，挡住运动中的凸轮轴以使其位置固定。

优选的，所述工作台的装配平面上方设有辅助导向气缸，夹取部、定位校准部件设于辅助导向气缸上，定位校准部件用于获取Z轴方向上的校准位移，辅助导向气缸可在工作台控制器的调度下夹取凸轮轴套运动。

优选的，所述工作台包括定位校准部件，所述工作台的夹取部夹取凸轮轴套下降使其移动至主机的主机入口时，定位校准部件检测主机的上表面，基于Z轴方向上凸轮轴套端口与主机的主机入口的位置差计算凸轮轴套校准位移，基于凸轮轴套校准位移调整凸轮轴套位置，调整后插入主机内。

优选的，所述工作台的装配平面上方设有辅助导向气缸，所述辅助导向气缸在工作台控制器的调度下移动至主机的主机出口处，在所述凸轮轴套从主机出口处伸出时，夹取部夹取凸轮轴套，并向远离主机的方向运动，直至凸轮轴套脱离主机，所述工作台的夹取部夹取凸轮轴套返回至初始位置。

优选的，所述工作台的定位校准部件定位主体上表面，计算Z轴方向上凸轮轴校准位移，基于凸轮轴校准位移调整凸轮轴位置，调整后经所述凸轮轴套插入至所述主机的第二位置。

本发明第二方面提供一种自动安装凸轮轴的机器人控制方法，所述自动安装凸轮轴的机器人控制方法具体包括：

工作台的夹取部夹取凸轮轴套自主机入口插入至主机的第一位置，所述第一位置为距离主机入口第一距离的位置，第一距离小于主机入口至主机出口的长度；

机器人的抓取部将凸轮轴经所述凸轮轴套插入至所述主机的第二位置，所述第二位置为距离所述主机入口第二距离的位置，所述第二距离大于所述第一距离，且所述第二距离小于主机入口至主机出口的长度；

机器人的抓取部脱离已部分插入所述主机内的所述凸轮轴，机器人切换为推动部工作状态，在所述推动部工作状态下，所述机器人的推动部将已部分插入所述主机内的所述凸轮轴推动至第三位置，所述第三位置为所述凸轮轴推入至凸轮轴在所述主机内的安装位置。

优选的，所述自动安装凸轮轴的机器人控制方法基于如前述任一项所述的自动安装凸轮轴的机器人实施。

优选的，机器人抓取凸轮轴并移动至工作台上的主机入口处，所述抓取凸轮轴之前，包括：

检测工作台上主体的匹配目标凸轮轴型号；

获取传动装置上盛放凸轮轴的托盘的标记信息，基于标记信息获取传输的凸轮轴型号；

对比目标凸轮轴信号和传输的凸轮轴型号；

若型号相同，发出取料指令，机器人控制抓取部抓取凸轮轴；否则，返回获取传动装置上盛放凸轮轴的托盘的标记信息的步骤。

优选的，所述机器人的抓取部将凸轮轴经所述凸轮轴套插入至所述主机的第二位置，之后，还包括：

响应于状态切换信号，所述机器人切换为推动部工作状态，机器人控制器控制抓取部脱离已部分插入所述主机内的所述凸轮轴，所述机器人带动推动部移动至所述凸轮轴未插入主机的一端，利用所述推动部推动已部分插入所述主机内的所述凸轮轴至第三位置。

本发明提供的自动安装凸轮轴的机器人及其控制方法，基于工作台和机器人的配合，实现了凸轮轴的全自动安装。基于全自动安装时凸轮轴套插入的第一位置和凸轮轴插入的第二位置的配合，在安装前，使得凸轮轴套能够在主机入口处外露部分，显式地提供安装指引；在安装过程中，减少凸轮轴套和凸轮轴的接触面积，降低了接触摩擦对凸轮轴的损耗，提高了凸轮轴的质量；在安装后，能够基于凸轮轴的推力，推出主机，减少夹取部拉出凸轮轴套的拉力，减少了部件的表面磨损。

附图说明

图1为本发明一示例性实施例示出的自动安装凸轮轴的机器人、上料装置和工作台示意图；

图2为本发明一示例性实施例示出的图1中局部I的放大图；

图3为本发明一示例性实施例示出的自动安装凸轮轴的机器人、上料装置和工作台俯视图；

图4为本发明一示例性实施例示出的图3中局部II的放大图；

图5为本发明一示例性实施例示出的缸体暴露后缸体结构示意图；

图6为本发明一示例性实施例示出的图5中局部III的放大图；

图7为本发明一示例性实施例示出的自动安装凸轮轴的机器人控制方法流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

本发明第一实施例提供自动安装凸轮轴的机器人，机器人与上料装置、工作台协作，机器人设置于所述上料装置和所述工作台之间；

机器人包括抓取部和推动部，所述抓取部用于抓取凸轮轴；

所述工作台包括装配平面和夹取部，主机设于所述工作台的所述装配平面上，所述夹取部用于将凸轮轴套自主机入口插入至所述主机的第一位置，所述第一位置为距离主机入口第一距离的位置，第一距离小于主机入口至主机出口的长度；所述夹取部还被配置为用于将凸轮轴套自主机出口拔出并移动至主机入口处；

所述机器人的所述抓取部用于将所述凸轮轴经所述凸轮轴套插入至所述主机的第二位置，所述第二位置为距离主机入口第二距离的位置，第二距离大于第一距离，且第二距离小于主机入口至主机出口的长度；

所述机器人的所述推动部将所述凸轮轴自主机的第二位置推送至第三位置，所述第三位置为凸轮轴在所述主机内的安装位置。

本发明提供的自动安装凸轮轴的机器人，能够与上料装置和工作台协作，从凸轮轴的取料、到凸轮轴套的安装和取出、到凸轮轴的安装与定位，只需要根据计划对凸轮轴进行上料，实现全线自动化操作，无需人工的干预，极大降低了劳动力的消耗；且基于机器人的安装与定位，凸轮轴套、凸轮轴受力均匀且多次一致，提高了凸轮轴安装的效率和质量。

本发明提供的自动安装凸轮轴的机器人，属于凸轮轴自动安装系统中的一个组成部件，凸轮轴自动安装系统至少包括上料装置、机器人和工作台，所述上料装置、机器人和工作台的控制器可以基于各自的通讯模块实现通讯，其中，机器人与上料装置、工作台协作，实现将所述凸轮轴自动安装于主机机体内规定位置的功能。

具体来说，如图1-6所示，机器人2设置于所述上料装置1和所述工作台3之间，上料装置1包括传动装置和第一隔板，所述传动装置1设置于传动平面上，凸轮轴放置于传动装置上，所述传动装置1沿第一方向运动，带动所述凸轮轴向第一方向移动。所述第一隔板用于当凸轮轴移动至预设位置时，挡住运动中的凸轮轴以使其位置固定；机器人2设于所述上料装置1左侧，机器人至少包括机器人本体，本体部包括机械臂7，机械臂7末端分别设有抓取部8和推动部9，机械臂7可以在驱动单元的驱动下带动抓取部8和推动部9在空间范围内移动，机械臂末端可发生转动，使得抓取部8和推动部9转换工作，其中，所述抓取部8用于在所述上料装置的所述传动装置上抓取位置固定的凸轮轴，并带动抓取到的凸轮轴移动至工作台，响应于指令信号插入凸轮轴至工作台3的装配平面上的主机4中的第二位置C；所述机器人2的所述推动部9用于响应于指令信号将所述凸轮轴推动至所述主机内的安装位置，优选的，所述推动部9为一推杆，推动块或其他任意可以实现推动的部件。

所述工作台3设于所述机器人2的左前侧，至少包括装配平面、夹取部5，所述主机4设于所述工作台的所述装配平面上，所述装配平面上设有固定装置，主机4被移动放置于所述装配平面上后，固定装置将主机固定在所述装配平面上，优选的，所述主机4可以为多缸体的发动机主体；所述夹取部5用于将凸轮轴套6自主机入口A插入至所述主机的第一位置B；所述夹取部还被配置为用于将凸轮轴套自主机出口D拔出并移动至主机入口。

具体来说，所述工作台3的装配平面上方设有辅助导向气缸10，夹取部5、定位校准部件设于辅助导向气缸10上，定位校准部件用于获取Z轴方向上的校准位移，辅助导向气缸10可在工作台控制器的调度下夹取凸轮轴套6运动。作为一种可选的实施例，所述定位校准部件可以为激光位移器。凸轮轴套包括初始位置，初始位置为距离主机4的主机入口A第一预设距离处，优选的，所述工作台3的夹取部5具体可以为三轴机械手，响应于所述工作台3的控制器的指令，所述工作台3的夹取部5夹取凸轮轴套使其移动并停留至初始位置；进一步的，响应于所述工作台3的控制器发出的开始安装指令，定位校准部件用于获取凸轮轴套6的空间位置，所述工作台3的夹取部5基于凸轮轴套6的空间位置夹取凸轮轴套使其移动至主机4的主机入口A，所述夹取部5将凸轮轴套6自主机入口A插入至所述主机的第一位置B，所述第一位置为距离主机入口第一距离的位置，第一距离小于主机入口至主机出口的长度，主机入口至主机出口的长度为主机的横向长度；优选的，第一位置B可以为第一曲轴支撑筋，凸轮轴套的长度小于主机的横向长度，将凸轮轴套插入第一曲轴支撑筋所在位置，并未完全插入主机内，从而利用主机入口处外延的凸轮轴套辅助凸轮轴插入。作为一种可选的实施例，所述工作台设有升降定位滑台，辅助导向气缸10和定位校准部件设于升降定位滑台上。

所述工作台3的夹取部5基于凸轮轴套6的空间位置夹取凸轮轴套下降使其移动至主机4的主机入口A时，定位校准部件检测主机的上表面，基于Z轴方向上凸轮轴套端口与主机的主机入口的位置差计算凸轮轴套校准位移，基于凸轮轴套校准位移调整凸轮轴套位置，调整后插入主机内。计算Z轴方向上凸轮轴套端口与主机的主机入口的位置差作为凸轮轴套校准位移，具体包括：基于凸轮轴套与主体的上表面的实际距离减去基于主体型号确定的标准距离的差计算凸轮轴套校准位移。

作为一种可选的实施例，完成凸轮轴套6的插入后，所述辅助导向气缸10可在工作台控制器的调度下移动至主机4的主机出口C处，在所述凸轮轴套从主机出口处伸出时，夹取部5夹取凸轮轴套，并向远离主机4的方向运动，直至凸轮轴套脱离主机4，所述工作台3的夹取部5夹取凸轮轴套返回至初始位置。

基于凸轮轴长度计算抓取位置，机器人的所述抓取部在凸轮轴的抓取位置处抓取所述上料装置上固定的凸轮轴，移动至安装位置，所述工作台的定位校准部件定位主体上表面，计算Z轴方向上凸轮轴校准位移，基于凸轮轴校准位移调整凸轮轴位置，调整后经所述凸轮轴套插入至所述主机的第二位置C，所述第二位置为距离主机入口第二距离的位置，第二距离大于第一距离，且第二距离小于主机入口至主机出口的长度。优选的，第二位置为第二曲轴支撑筋所在位置。计算Z轴方向上凸轮轴校准位移，包括：基于所述凸轮轴的孔与主体上表面的实际距离与基于主体型号确定的标准距离的差计算凸轮轴位移差，作为凸轮轴校准位移。

本发明提供的自动安装凸轮轴的机器人，能够基于校准位移准确将凸轮轴套、凸轮轴插入主机内，减少部件的磨损，提高部件的质量和安装的精度；另一方面，基于第一位置和第二位置的配合，在安装前，使得凸轮轴套能够在主机入口处外露部分，显式地提供安装指引；在安装过程中，减少凸轮轴套和凸轮轴的接触面积，降低了接触摩擦对凸轮轴的损耗，提高了凸轮轴的质量；在安装后，能够基于凸轮轴的推力，推出主机，减少夹取部拉出凸轮轴套的拉力，减少了部件的表面磨损。

本发明第二实施提供自动安装凸轮轴的机器人控制方法，如图7所示，自动安装凸轮轴的机器人控制方法具体包括：

工作台的夹取部夹取凸轮轴套自主机入口插入至主机的第一位置，所述第一位置为距离主机入口第一距离的位置，第一距离小于主机入口至主机出口的长度；

机器人的抓取部将凸轮轴经所述凸轮轴套插入至所述主机的第二位置，所述第二位置为距离所述主机入口第二距离的位置，所述第二距离大于所述第一距离，且所述第二距离小于主机入口至主机出口的长度；

机器人的抓取部脱离已部分插入所述主机内的所述凸轮轴，机器人切换为推动部工作状态，在所述推动部工作状态下，所述机器人的推动部将已部分插入所述主机内的所述凸轮轴推动至第三位置，所述第三位置为所述凸轮轴推入至凸轮轴在所述主机内的安装位置。

本发明提供的自动安装凸轮轴的机器人控制方法，基于工作台和机器人的配合，实现了凸轮轴的全自动安装。基于全自动安装时凸轮轴套插入的第一位置和凸轮轴插入的第二位置的配合，在安装前，使得凸轮轴套能够在主机入口处外露部分，显式地提供安装指引；在安装过程中，减少凸轮轴套和凸轮轴的接触面积，降低了接触摩擦对凸轮轴的损耗，提高了凸轮轴的质量；在安装后，能够基于凸轮轴的推力，推出主机，减少夹取部拉出凸轮轴套的拉力，减少了部件的表面磨损。

所述自动安装凸轮轴的机器人控制方法基于如实施例一记载的自动安装凸轮轴的机器人、上料装置和工作台实施。

所述自动安装凸轮轴的机器人控制方法还包括上料装置，所述机器人包括机器人控制器，所述工作台的夹取部夹取凸轮轴套自主机入口插入至主机的第一位置之前，还包括：响应于开始安装的指令，所述机器人控制器控制抓取部移动至上料装置上方，检测到停止状态凸轮轴，抓取凸轮轴并移动至工作台上的主机入口处。上料装置1包括传动装置和第一隔板，所述传动装置1设置于传动平面上，凸轮轴放置于传动装置上，所述传动装置1沿第一方向运动，带动所述凸轮轴向第一方向移动；所述第一隔板用于当凸轮轴移动至预设位置时，挡住运动中的凸轮轴以使其位置固定。所述抓取凸轮轴，包括：基于凸轮轴长度计算抓取位置，机器人的所述抓取部在凸轮轴的抓取位置处抓取所述上料装置上固定的凸轮轴。所述抓取凸轮轴之前，包括：检测工作台上主体的匹配目标凸轮轴型号，获取传动装置上盛放凸轮轴的托盘的标记信息，基于标记信息获取传输的凸轮轴型号，对比目标凸轮轴信号和传输的凸轮轴型号，若型号相同，发出取料指令，机器人控制抓取部抓取凸轮轴；否则，返回获取传动装置上盛放凸轮轴的托盘的标记信息的步骤。优选的，盛放凸轮轴的托盘可以为小线托盘，小线托盘上装载有载码体，载码体中存储有标记信息。

所述工作台的夹取部夹取凸轮轴套自主机入口插入至主机的第一位置之前，还包括：响应于开始安装的指令，移动主体至工作台装配平面上，并利用所述工作台的固定装置固定装配平面上的主体；检测工作台上主体的匹配目标凸轮轴套型号，所述工作台的夹取部夹取目标凸轮轴套型号的凸轮轴套，基于所述工作台的升降定位滑台将凸轮轴套移动至主体的入口。所述工作台的升降定位滑台上设有定位校准部件，优选的，所述定位校准部件可以为激光位移传感器。基于所述工作台的升降定位滑台将凸轮轴套移动至主体的入口，具体包括：基于定位校准部件检测所述主体的上表面，基于凸轮轴套与所述主体的上表面的实际距离与基于主体型号确定的标准距离的差计算凸轮轴套位移差，基于凸轮轴套位移差移动凸轮轴套至主体的入口。基于凸轮轴套位移差移动凸轮轴套至主体的入口具体为检测所述凸轮轴套当前位置，基于所述凸轮轴套当前位置和所述凸轮轴套位移差之和，获得所述凸轮轴套的更新后的位置，将所述凸轮轴套移动至更新后的位置。

作为一种可选的实施例，涂油机构向凸轮轴套涂油，涂油完毕后夹取部将凸轮轴套自主机入口插入至主机的第一位置；凸轮轴套插入至主机的第一位置后，所述工作台发出凸轮轴安装信号，所述工作台的夹取部脱离所述凸轮轴套，移动至主机的出口位置，等待所述凸轮轴套从主机的出口处漏出后夹取凸轮轴套；响应于所述工作台发出凸轮轴安装信号，所述机器人的机器人控制器将凸轮轴经所述凸轮轴套插入至所述主机的第二位置。

本发明提供的自动安装凸轮轴的机器人控制方法，在机器人夹取凸轮轴之前会对比型号是否正确，无误后开始安装；升降定位滑台测量其与主体上表面的相对距离，不同机型凸轮轴孔与主体上表面有对应的准确相对距离，通过位移差转换，将位移差反馈给机器人和主体夹取部，机器人和主体会根据位移差在Z轴方向偏移相对应距离，由此确定机器人、主体夹取部的Z轴方向路径，以保证凸轮轴套、凸轮轴插入位置准确。

所述机器人的抓取部将凸轮轴经所述凸轮轴套插入至所述主机的第二位置之前，具体包括：升降定位滑台测量凸轮轴孔与主体上表面的实际距离，优选的，主体可以为多缸体的发动机，测量凸轮轴孔与缸体上表面的实际距离，基于所述凸轮轴孔与主体上表面的实际距离与基于主体型号确定的标准距离的差计算凸轮轴位移差，基于凸轮轴位移差移动凸轮轴至凸轮轴套内，从而将凸轮轴插入至所述主机的第二位置。基于凸轮轴位移差移动凸轮轴至凸轮轴套内具体为检测所述凸轮轴当前位置，基于所述凸轮轴当前位置和所述凸轮轴位移差之和，获得所述凸轮轴的更新后的位置，将所述凸轮轴移动至更新后的位置。

所述机器人抓取部还设有凸轮轴挡板，所述机器人的抓取部将凸轮轴经所述凸轮轴套插入至所述主机的第二位置，还包括凸轮轴挡板限制凸轮轴后窜，所述机器人向靠近所述主机的方向移动，继续推动凸轮轴至机器人抓取部与凸轮轴套距离小于距离阈值且不干涉。所述机器人的抓取部将凸轮轴经所述凸轮轴套插入至所述主机的第二位置，之后，还包括：所述机器人的机器人控制器发出状态切换信号，响应于状态切换信号，所述机器人切换为推动部工作状态，所述机器人控制器控制抓取部脱离已部分插入所述主机内的所述凸轮轴，所述机器人带动推动部移动至所述凸轮轴未插入主机的一端，利用所述推动部推动已部分插入所述主机内的所述凸轮轴至第三位置，所述凸轮轴在所述第三位置下，凸轮轴锁片槽露出，方便后续工位装凸轮轴锁片，所述机器人的机器人控制器发出安装完成信号。

在所述机器人的所述推动部推动所述凸轮轴至第三位置的过程中，所述凸轮轴套从所述主体的出口处露出，所述工作台的夹取部夹取所述凸轮轴套，直至所述凸轮轴套脱离所述主体；所述工作台的夹取部携带所述凸轮轴套，返回至初始位置。响应于安装完成信号，所述工作台中的升降定位滑台的辅助导向气缸退回，升降定位滑台退回，等待下一个凸轮轴安装信号。

本发明提供的自动安装凸轮轴的机器人控制方法，经过现场实际生产检测后，整个安装过程需要的时间约为96s左右，相较于现有技术中原有人工操作时间100s左右，劳动强度大幅减少；通过对装配完成的凸轮轴套进行抽检发现划痕较人工装配方式大量减少，提高了凸轮轴套重复利用率，自动装配的发动机热试拆检结果与人工装配方式热试拆检结果无异，保证了自动安装的产品的质量。本发明提供的机器人控制方法，适用于所有长阶梯轴类(长度200mm以上配合间隙小于0.04mm)安装，对于减少人员劳动强度，提高装配质量及安装时间缩短和安装产品的稳定性具有一定帮助。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基于系统实施例的机构实施，所以描述的比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本说明书的实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书可以有各种更改和变化。凡在本说明书的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种自动安装凸轮轴的机器人，其特征在于，机器人与上料装置、工作台协作，机器人设置于所述上料装置和所述工作台之间；

机器人包括抓取部和推动部，所述抓取部用于抓取凸轮轴；

所述工作台包括装配平面和夹取部，主机设于所述工作台的所述装配平面上，所述夹取部用于将凸轮轴套自主机入口插入至所述主机的第一位置，所述第一位置为距离主机入口第一距离的位置，第一距离小于主机入口至主机出口的长度；所述夹取部还被配置为用于将凸轮轴套自主机出口拔出并移动至主机入口处；

所述机器人的所述抓取部用于将所述凸轮轴经所述凸轮轴套插入至所述主机的第二位置，所述第二位置为距离主机入口第二距离的位置，第二距离大于第一距离，且第二距离小于主机入口至主机出口的长度；

所述机器人的所述推动部将所述凸轮轴从主机的第二位置推送至第三位置，所述第三位置为凸轮轴在所述主机内的安装位置。

2.根据权利要求1所述的自动安装凸轮轴的机器人，其特征在于，

上料装置包括传动装置和第一隔板；

所述传动装置设置于传动平面上，凸轮轴放置于传动装置上，所述传动装置沿第一方向运动，带动所述凸轮轴向第一方向移动；

所述第一隔板用于当凸轮轴移动至预设位置时，挡住运动中的凸轮轴以使其位置固定。

3.根据权利要求1所述的自动安装凸轮轴的机器人，其特征在于，

所述工作台的装配平面上方设有辅助导向气缸，夹取部、定位校准部件设于辅助导向气缸上，定位校准部件用于获取Z轴方向上的校准位移，辅助导向气缸可在工作台控制器的调度下夹取凸轮轴套运动。

4.根据权利要求1所述的自动安装凸轮轴的机器人，其特征在于，

所述工作台包括定位校准部件，所述工作台的夹取部夹取凸轮轴套下降使其移动至主机的主机入口时，定位校准部件检测主机的上表面，基于Z轴方向上凸轮轴套端口与主机的主机入口的位置差计算凸轮轴套校准位移，基于凸轮轴套校准位移调整凸轮轴套位置，调整后插入主机内。

5.根据权利要求1所述的自动安装凸轮轴的机器人，其特征在于，

所述工作台的装配平面上方设有辅助导向气缸，所述辅助导向气缸在工作台控制器的调度下移动至主机的主机出口处，在所述凸轮轴套从主机出口处伸出时，夹取部夹取凸轮轴套，并向远离主机的方向运动，直至凸轮轴套脱离主机，所述工作台的夹取部夹取凸轮轴套返回至初始位置。

6.根据权利要求1所述的自动安装凸轮轴的机器人，其特征在于，

所述工作台的定位校准部件定位主体上表面，计算Z轴方向上凸轮轴校准位移，基于凸轮轴校准位移调整凸轮轴位置，调整后经所述凸轮轴套插入至所述主机的第二位置。

7.一种自动安装凸轮轴的机器人控制方法，其特征在于，所述自动安装凸轮轴的机器人控制方法具体包括：

工作台的夹取部夹取凸轮轴套自主机入口插入至主机的第一位置，所述第一位置为距离主机入口第一距离的位置，第一距离小于主机入口至主机出口的长度；

机器人的抓取部将凸轮轴经所述凸轮轴套插入至所述主机的第二位置，所述第二位置为距离所述主机入口第二距离的位置，所述第二距离大于所述第一距离，且所述第二距离小于主机入口至主机出口的长度；

机器人的抓取部脱离已部分插入所述主机内的所述凸轮轴，机器人切换为推动部工作状态，在所述推动部工作状态下，所述机器人的推动部将已部分插入所述主机内的所述凸轮轴推动至第三位置，所述第三位置为所述凸轮轴推入至凸轮轴在所述主机内的安装位置。

8.根据权利要求7所述的自动安装凸轮轴的机器人控制方法，其特征在于，所述自动安装凸轮轴的机器人控制方法基于如权利要求1-6中任一项所述的自动安装凸轮轴的机器人实施。

9.根据权利要求7所述的自动安装凸轮轴的机器人控制方法，其特征在于，机器人抓取凸轮轴并移动至工作台上的主机入口处，所述抓取凸轮轴之前，包括：

检测工作台上主体的匹配目标凸轮轴型号；

获取传动装置上盛放凸轮轴的托盘的标记信息，基于标记信息获取传输的凸轮轴型号；

对比目标凸轮轴信号和传输的凸轮轴型号；

若型号相同，发出取料指令，机器人控制抓取部抓取凸轮轴；否则，返回获取传动装置上盛放凸轮轴的托盘的标记信息的步骤。

10.根据权利要求7所述的自动安装凸轮轴的机器人控制方法，其特征在于，所述机器人的抓取部将凸轮轴经所述凸轮轴套插入至所述主机的第二位置，之后，还包括：

响应于状态切换信号，所述机器人切换为推动部工作状态，机器人控制器控制抓取部脱离已部分插入所述主机内的所述凸轮轴，所述机器人带动推动部移动至所述凸轮轴未插入主机的一端，利用所述推动部推动已部分插入所述主机内的所述凸轮轴至第三位置。