CN209830834U - 车轮装配机构 - Google Patents

Abstract

一种车轮装配机构，其包括机械手、抓手及连接所述机械手与所述抓手的连接座，所述机械手能够带动所述抓手连同车轮移动，所述抓手包括用于抓取所述车轮的夹紧组件、用于抓取螺钉插入所述车轮安装孔并且拧紧于汽车制动盘安装孔的拧紧组件、用于采集所述安装孔的位置信息并反馈给所述机械手的第一检测组件及用于采集所述安装孔的位置信息并反馈给机械手的第二检测组件，实现自动化装配车轮，节省人力成本，降低劳动强度，提升车轮的安装质量与效率。

Description

车轮装配机构

技术领域

本实用新型涉及一种车轮制造设备技术领域，尤其涉及一种车轮装配机构。

背景技术

车轮装配是整车装配工业中的重要环节，具体地，通过搬运将车轮放置安装位，使得车轮轮毂安装孔与制动盘安装孔相吻合(一一对准)，之后通过人工拧紧车轮螺钉。现有技术通过人工作业装配车轮，存在工作效率低、费时又费力、劳动强度大等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自动化、高效率装配车轮的车轮装配机构。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种车轮装配机构，其包括机械手、抓手及连接所述机械手与所述抓手的连接座，所述机械手能够带动所述抓手移动，所述抓手包括用于抓取所述车轮移动的夹紧组件、用于抓取螺钉插入所述车轮通孔并且拧紧于汽车制动盘安装孔的拧紧组件、用于采集所述通孔位置信息并反馈给所述机械手的第一检测组件及用于采集所述安装孔位置信息并反馈给所述机械手的第二检测组件。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述夹紧组件包括基板、两组夹棍安装座、数个车轮夹棍及用于实现两组所述夹棍安装座带动所述车轮夹棍靠近或远离的移动驱动件，两组所述夹棍安装座相对的滑动设置于所述基板上，所述车轮夹棍固定设置于所述夹棍安装座上。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述夹紧组件还包括分别与两组所述夹棍安装座连接的左移动座、右移动座，所述移动驱动件的输出端与所述左移动座或所述右移动座连接，用于驱动所述左移动座和/或所述右移动座带动所述夹棍安装座连同所述车轮夹棍移动，实现所述车轮夹棍夹紧所述车轮。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述夹紧组件还包括旋转地固定于所述基板上的齿轮，所述左移动座设有与所述齿轮啮合的左齿条，所述右移动座设有与所述齿轮啮合的右齿条，所述左齿条与所述右齿条分别沿Z方向排列。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述拧紧组件包括电枪安装板及布置在所述电枪安装板上的多个电枪，所述电枪与所述制动盘安装孔的数量一致，所述电枪的转动端同轴固设有用于抓取所述螺钉的磁性套筒，所述电枪安装板的中心与两组所述夹棍安装座上的所述车轮夹棍的中心连线的中点位于同一水平线。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，还包括用于调整所述电枪的位置使所述电枪与所述制动盘安装孔位置相匹配的调整组件，所述调整组件还与所述第二检测组件电连接，便于所述第二检测组件将所述安装孔位置信息反馈给所述调整组件。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述拧紧组件还包括轴承座、空心轴及用于实现所述空心轴旋转的旋转驱动件，所述空心轴转动安装在所述轴承座内，所述电枪安装板同轴固设在所述空心轴的一端。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述调整组件包括相互啮合的大齿轮及小齿轮，所述大齿轮同轴固设于所述空心轴另一端，所述小齿轮与所述旋转驱动件的输出端连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，还包括浮动组件，所述抓手包括水平板，所述连接座通过所述浮动组件与所述水平板连接，所述水平板与所述连接座滑动连接，并且与所述电枪相互平行。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述连接座设有凹槽，所述浮动组件包括支座、两个弹性件、限位柱及用于驱动所述限位柱插入或退出所述凹槽的浮动驱动件，所述支座固定于所述水平板，其中一个所述弹性件抵压所述支座的一侧，另一个所述弹性件抵压所述支座的另一相对侧，所述浮动驱动件的输出端与所述限位柱连接。

相较于现有技术，本实用新型车轮装配机构实现了自动化装配车轮，取代现有车轮装配时所采用的人工操作，大大降低人员参与，节省人力成本，降低劳动强度，同时利用第一检测组件采集车轮通孔位置信息并反馈给机械手，第二检测组件采集制动盘安装孔位置信息并反馈给机械手，便于机械手根据通孔、安装孔的位置信息，自动移动拧紧组件进行螺钉位置的调整，使螺钉与通孔及安装孔对准，提升车轮的安装质量与效率，另外，本实用新型车轮装配机构不仅适用于处于静止状态下的制动盘上装配车轮，而且适用制动盘随汽车产线移动工况下将车轮装配至制动盘，有利于节省空间，自动化程度高，生产效率高，装配品质可靠。

附图说明

图1是本实用新型车轮装配机构的主视图

图2是图1的左视图。

图3是本实用新型车轮装配机构的浮动组件的结构示意图。

图4是车轮的结构示意图。

图5是制动盘的平面示意图。

具体实施方式

请参阅图1至图5所示，本实用新型揭露了一种车轮装配机构，能够自动地将螺钉插入车轮400通孔420并将螺钉拧紧于汽车制动盘500安装孔520，实现车轮400自动地装配至制动盘500上，产能高且装配可靠。车轮装配机构包括机械手100、抓手200、连接座300、第一检测组件(未图示)及第二检测组件(未图示)，机械手100通过连接座300连接抓手200，机械手100采用六自由度机械手，可以带动抓手200任意移动、旋转。

抓手200包括用于抓取车轮400的夹紧组件210、用于抓取螺钉并将螺钉拧紧于制动盘500安装孔520的拧紧组件220以及用于调整拧紧组件220上的各螺钉的位置使螺钉与安装孔520对准的调整组件230。

夹紧组件210包括基板211、两组夹辊安装座212、数个车轮夹辊213、左移动座214、右移动座215、齿轮216及移动驱动件217；基板211呈竖直设置；两组夹辊安装座212上下相对设置，分别沿Z方向(图1或图2上下方向)滑动设置在基板211上，每两车轮夹辊213分别沿Y方向(图2左右方向)间隔地固定设置于各夹辊安装座212上，并且沿X方向(图1左右方向)水平凸伸出对应夹辊安装座212；左移动座214活动设置于基板211上并且与位于下侧的夹辊安装座212连接；右移动座215活动设置于基板211上，并且与位于上侧夹辊安装座212连接，左移动座214、右移动座215及夹棍安装座212还分别与基板211之间设置有相互配合的滑块与线轨，各线轨沿Z方向延伸。

左移动座214上固设有左齿条2140，右移动座215上固设有右齿条2150，左齿条2140与右齿条2150分别沿Z方向排列。齿轮216转动地设置于基板211上，位于左齿条2140与右齿条2150之间，并且齿轮216与左齿条2140及右齿条2150分别啮合。

移动驱动件217采用气缸，移动驱动件217的输出端与左移动座214连接，当移动驱动件217动作时，驱动左移动座214带动与之连接的夹辊安装座212上下移动，同时，左移动座214通过左齿条2140带动齿轮216旋转，齿轮216带动右齿条2150上下移动，右移动座215跟随右齿条2150上下移动，右移动座215带动与之连接的夹辊安装座212上下移动，最终实现两组夹辊安装座212相互靠近或远离，当相互靠近时，两组夹辊安装座212上的车轮夹辊213夹紧车轮400。在其他实施方式中，移动驱动件217的输出端也可以与右移动座215连接，或者，设置两组移动驱动件217，其中一组移动驱动件217的输出端与左移动座214连接，另一组移动驱动件217的输出端与右移动座215连接，同样也能够实现两组夹辊安装座212相互靠近或远离，促使车轮夹棍213夹紧或松开车轮400。

拧紧组件220包括轴承座221、空心轴222、电枪安装板223及多个电枪224，轴承座221上固设在基板211上，且穿过基板211，空心轴222转动安装在轴承座221内，电枪安装板223的中心与两组夹棍安装座212上的车轮夹棍213的中心连线的中点位于同一水平线，如此设置，车轮400与电枪安装板223的中心保持对准状态，有利于电枪224与车轮400通孔420对准。电枪安装板223同轴固设在空心轴222的其中一端部，电枪224均匀布置在电枪安装板223上，电枪224与制动盘500上的安装孔520的数量一致，本实施例中的电枪安装板2231上固设有5个电枪224，电枪224转动端同轴固设有磁性套筒2240，磁性套筒2240一侧内部设置有用于容纳螺钉的容纳空间，磁性套筒2240能自动吸附螺钉，电枪224动作时，能带动磁性套筒2240和螺钉旋转。

当制动盘500在汽车生产线上处于静止状态时，可通过机械手200带动车轮400连同插接在车轮400上的螺钉移动，即可实现螺钉与制动盘500安装孔520对准；当制动盘500在汽车生产线上处于移动状态时，由于制动盘500和车轮400分别移动，位置处于变化状态，螺钉与安装孔520对准的难度较高，通过增加调整机构230，促使车轮400连同螺钉旋转，调整了螺钉的位置，使之与安装孔520对准，如此可降低螺钉与安装孔520对准的难度，保证了螺钉与安装孔520能够可靠的对准。

调整组件230包括大齿轮231、小齿轮232及旋转驱动件233，大齿轮231同轴固设于空心轴222另一端部，小齿轮232与旋转驱动件233的输出端连接，并且与大齿轮231啮合，旋转驱动件233优先采用伺服电机，或由电机与减速机的组合，小齿轮232与减速机的输出端连接，而减速机的输入端连接电机。当旋转驱动件233动作时，驱动小齿轮232带动大齿轮231旋转，从而通过空心轴231带动固定于电枪安装板223上的电枪224旋转，实现调节电枪224相对制动盘500安装孔520的位置，使吸附在电枪224上的磁性套筒2240上的螺钉的位置与制动盘500安装孔520一一对准。

进一步地，车轮装配机构还包括浮动组件250，爪手200还包括与基板211垂直连接固定的水平板240，水平板240与电枪224相互平行设置，连接座300通过浮动组件250与水平板240浮动连接，如此实现爪手200与连接座300浮动连接，通过该浮动连接解决了当磁性套筒2240与制动盘500安装孔520的位置发生偏差时，避免电枪224与制动盘500刚性接触而发生损坏，同时利用调整组件230自动调节电枪224位置，便于螺钉与制动盘500安装孔520对准并拧紧，能可靠的将车轮400装配至制动盘500上。水平板240上表面设有滑轨2401，连接座300设有与滑轨2401滑动配合的滑块301，给水平板240的浮动提供导向作用。

浮动组件250包括支座251、两个弹性件252、导杆253、浮动驱动件254及限位柱255，支座251设于水平板240下表面，其中一个弹性件252抵压支座251的一侧，另一个弹性件252抵压支座251的另一相对侧，促使水平板240在滑轨2401延伸方向上处于浮动状态，弹性件252采用弹簧，弹簧套设于导杆253上。浮动驱动件254采用气缸，气缸的输出端与限位柱255连接。当机械手100带动抓手200移动时，浮动驱动件254驱动限位柱255插入连接座300下表面的凹槽310，防止抓手200浮动。当制动盘500不随汽车产线水平移动，处于静止状态时，可以省略浮动组件250。

进一步地，第一检测组件优先采用视觉检测组件，用于采集车轮400轮毂410通孔420的位置信息并且反馈给机械手100，便于机械手100根据通孔420的位置信息自动移动拧紧组件220，使电枪224上的螺钉与通孔420对准，螺钉可以准确插入通孔420。

进一步地，第二检测组件优先采用视觉检测组件，与机械手100及调整组件230电连接，用于将安装孔520位置信息反馈给机械手100及调整组件230，便于机械手100与调整组件230自动调整电枪224位置，使电枪224内的螺钉与制动盘500安装孔520对准，具体地，机械手100是采用移动抓手200的方式进行调整电枪的位置，调整组件230是采用旋转电枪224的方式进行调整电枪的位置。

本实用新型车轮装配机构的工作流程如下：

机械手100带动抓手200按设定轨迹移动至螺钉摆放工位，并通过电枪224上的磁性套筒2240吸附螺钉；

第一检测组件采集车轮上料工位的车轮400轮毂410通孔420位置，机械手100带动抓手200移动至车轮上料工位，在移动的过程可以根据采集的车轮400轮毂410通孔420位置信息，机械手100调整电枪安装板223上的电枪224位置，使电枪224与车轮400轮毂410通孔420对准，机械手100移动抓手200，实现螺钉插入通孔420；

移动驱动件217动作，实现两组夹辊安装座212相互靠近，带动轮胎夹棍213夹紧车轮400；

机械手100根据第二检测组件所采集到的制动盘500安装孔520位置信息移动抓手200，直至电枪224与安装孔520对准，接着，电枪224将螺钉插入制动盘500安装孔520，并利用电枪225动作带动螺钉与安装孔520旋紧，最终将车轮400拧紧于制动盘500上，完成了车轮400的装配于汽车上。

进一步地，当水平板240处于倾斜时，利用调整组件230调整抓手200位置，纠正水平板240至水平状态，便于电枪224上的螺钉与制动盘500安装孔520对准，在制动盘500随汽车产线水平移动和机械手100带动抓手200移动的工况下，由于抓手200与机械手100浮动连接，从而补偿由于电枪224位置与制动盘500安装孔520位置发生偏差，将车轮400装配至制动盘500上。

本实用新型车轮装配机构实现了自动化装配车轮400，取代现有车轮400装配时所采用的人工操作，大大降低人员参与，节省人力成本，降低劳动强度，同时利用第一检测组件采集车轮400通孔420位置信息并反馈给机械手100，第二检测组件采集制动盘500安装孔520位置信息并反馈给机械手100，便于机械手100根据通孔420与安装孔520的位置信息，自动移动拧紧组件220进行螺钉位置的调整，使螺钉对准插入通孔420与安装孔520，提升车轮400的安装质量与效率，另外，本实用新型车轮装配机构不仅适用于处于静止状态下的制动盘500上装配车轮400，而且适用制动盘500随汽车产线移动工况下将车轮400装配至制动盘500，有利于节省空间，自动化程度高，生产效率高，装配品质可靠。

以上实施例仅用于说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案，对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，例如对“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等方向性的描述，尽管本说明书参照上述的实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种车轮装配机构，其包括机械手、抓手及连接所述机械手与所述抓手的连接座，所述机械手能够带动所述抓手移动，其特征在于：所述抓手包括用于抓取所述车轮移动的夹紧组件、用于抓取螺钉插入所述车轮通孔并且拧紧于汽车制动盘安装孔的拧紧组件、用于采集所述通孔位置信息并反馈给所述机械手的第一检测组件及用于采集所述安装孔位置信息并反馈给所述机械手的第二检测组件。

2.根据权利要求1所述的车轮装配机构，其特征在于：所述夹紧组件包括基板、两组夹棍安装座、数个车轮夹棍及用于实现两组所述夹棍安装座带动所述车轮夹棍靠近或远离的移动驱动件，两组所述夹棍安装座相对的滑动设置于所述基板上，所述车轮夹棍固定设置于所述夹棍安装座上。

3.根据权利要求2所述的车轮装配机构，其特征在于：所述夹紧组件还包括分别与两组所述夹棍安装座连接的左移动座、右移动座，所述移动驱动件的输出端与所述左移动座和/或所述右移动座连接，用于驱动所述左移动座或所述右移动座带动所述夹棍安装座连同所述车轮夹棍移动，实现所述车轮夹棍夹紧所述车轮。

4.根据权利要求3所述的车轮装配机构，其特征在于：所述夹紧组件还包括旋转地固定于所述基板上的齿轮，所述左移动座设有与所述齿轮啮合的左齿条，所述右移动座设有与所述齿轮啮合的右齿条，所述左齿条与所述右齿条分别沿Z方向排列。

5.根据权利要求2所述的车轮装配机构，其特征在于：所述拧紧组件包括电枪安装板及布置在所述电枪安装板上的多个电枪，所述电枪与所述制动盘安装孔的数量一致，所述电枪的转动端同轴固设有用于抓取所述螺钉的磁性套筒，所述电枪安装板的中心与两组所述夹棍安装座上的所述车轮夹棍的中心连线的中点位于同一水平线。

6.根据权利要求5所述的车轮装配机构，其特征在于：还包括用于调整所述电枪的位置使所述电枪与所述制动盘安装孔位置相匹配的调整组件，所述调整组件还与所述第二检测组件电连接，便于所述第二检测组件将所述安装孔位置信息反馈给所述调整组件。

7.根据权利要求6所述的车轮装配机构，其特征在于：所述拧紧组件还包括轴承座、空心轴及用于实现所述空心轴旋转的旋转驱动件，所述空心轴转动安装在所述轴承座内，所述电枪安装板同轴固设在所述空心轴的一端。

8.根据权利要求7所述的车轮装配机构，其特征在于：所述调整组件包括相互啮合的大齿轮及小齿轮，所述大齿轮同轴固设于所述空心轴另一端，所述小齿轮与所述旋转驱动件的输出端连接。

9.根据权利要求6所述的车轮装配机构，其特征在于：还包括浮动组件，所述抓手包括水平板，所述连接座通过所述浮动组件与所述水平板连接，所述水平板与所述连接座滑动连接，并且与所述电枪相互平行。

10.根据权利要求9所述的车轮装配机构，其特征在于：所述连接座设有凹槽，所述浮动组件包括支座、两个弹性件、限位柱及用于驱动所述限位柱插入或退出所述凹槽的浮动驱动件，所述支座固定于所述水平板，其中一个所述弹性件抵压所述支座的一侧，另一个所述弹性件抵压所述支座的另一相对侧，所述浮动驱动件的输出端与所述限位柱连接。