CN216680996U - 一种齿轮箱自动化智能装配系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种齿轮箱自动化智能装配系统，包括：扭矩工作站、多自由度翻转机、机器人和服务器；一扭矩工作站和一多自由度翻转机形成一装配单元；每一装配单元设有机器人工位和人工工位；一机器人对应一个以上装配单元；每一扭矩工作站、每一机器人均与服务器连接；多自由度翻转机用于根据齿轮箱合箱、大齿轮游隙调整和小齿轮入箱三个装配作业调整齿轮箱的位姿，位姿包括水平状态和竖直状态；并根据三个装配作业将齿轮箱于机器人工位和人工工位之间进行切换；扭矩工作站、机器人与服务器连接。本实用新型集三个装配作业合而为一，使作业工序更加紧凑，减少物料所耗时间，精简作业人员并提高效率，实现了检修数据智能化管理。

Description

一种齿轮箱自动化智能装配系统

技术领域

本实用新型齿轮箱装配技术领域，更具体地，涉及一种齿轮箱自动化智能装配系统。

背景技术

车轴齿轮箱检修，是轮轴检修中重要的内容，尤其是在高级修程中，检修工序长，涉及内容多，技术要求高，关联因素强。如CRH3、380B和 CR400BF动车组高级修齿轮箱轴检修工位主要包括齿轮箱合箱、大齿轮游隙调整和小齿轮入箱装配作业三个工位。目前，由于缺少专业的拧紧系统设备和工装，动车段高级修转向架车间齿轮箱轴装配作业存在的问题如下：

首先，检修工位分散，效率低。目前齿轮箱轴承游隙调整工序的组装工艺分成三个独立的工位进行，分别是齿轮箱合箱、大齿轮游隙调整和小齿轮入箱工位。工位布局比较分散，工位与工位之间存在距离，增加了各个工位之间零部件的转运的时间；要完成齿轮轴在这三个工位的检修工作，最少需要三名作业人员；人为作业的特点是容易出现疲劳，过多的依靠人力作业，当作业人员从事数量较大且重复性比较高的工作时，容易出现安全隐患，作业过程对时间成本和人员成本的消耗量较大。

其次，作业工具比较原始，劳动强度大，吊装作业存在安全隐患。动车组齿轮箱轴检修作业不同于轮对检修作业，轮对作业由于轮子可以在地面轨道上滚动，因此不会出现较大的安全问题；但是，齿轮箱轴由于自身比较重(将近1吨)，外形尺寸较大且形状不规则，因此，按照以前的作业模式，同工位不同的工序之间或不同的工位之间常常需要用天车吊装的方式进行工件的流转，频繁的吊运体积比较大、重量重的工件无论是给人的感官上还是从实际作业场景来考虑，都会存在安全隐患，有工件掉落的风险。

再次，检修数据智能化管理薄弱，检修过程实时指导欠缺。目前现场检修数据采用人工记录方式，存在人为误差，不能形成完整流程的检修数据流供质量卡控、检修过程分析、优化检修管理使用。齿轮箱的零部件检修、齿轮箱组装、调试、总成等关键工位对检修效率影响较大，但现有技术对操作者的技能和熟练程度要求高，且无法对检修过程进行快速、实时指导。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供一种齿轮箱自动化智能装配系统。

本实用新型提供了一种齿轮箱自动化智能装配系统，其中，所述齿轮箱包括齿轮轴、套设于所述齿轮轴的齿轮组件，以及扣设于所述齿轮组件的外周的齿轮箱体；所述齿轮组件包括大齿轮和小齿轮，所述大齿轮套设于所述齿轮轴，所述小齿轮与所述大齿轮啮合；所述齿轮箱体包括相配合的上箱体和下箱体；所述齿轮箱体对应所述大齿轮设有大齿轮轴承座，所述齿轮箱体对应所述小齿轮设有小齿轮轴承座；包括：

扭矩工作站、多自由度翻转机、机器人和服务器；

一所述扭矩工作站和一所述多自由度翻转机形成一装配单元；每一所述装配单元设有机器人工位和人工工位；

一所述机器人对应一个以上所述装配单元；每一所述扭矩工作站、每一所述机器人均与所述服务器连接；

所述多自由度翻转机用于根据齿轮箱合箱、大齿轮游隙调整和小齿轮入箱三个装配作业调整所述齿轮箱的位姿，所述位姿包括水平状态和竖直状态；并根据所述三个装配作业将所述齿轮箱于所述机器人工位和所述人工工位之间进行切换；

所述扭矩工作站用于获取所述齿轮箱于所述人工工位的作业数据，并将所述作业数据传输给所述服务器；所述扭矩工作站设于所述人工工位；

所述机器人用于获取所述齿轮箱于所述机器人工位的位姿，根据所述位姿拧紧对应的装配作业的螺栓，并将该螺栓的扭矩数据传输给所述服务器。

可选地，齿轮箱合箱：于所述人工工位通过所述多自由度翻转机使所述齿轮箱呈水平状态，通过所述上箱体和所述下箱体的拧紧作业实现所述上箱体和所述下箱体合箱以完成所述齿轮箱合箱，使得所述下箱体和所述上箱体形成所述齿轮箱体；所述扭矩工作站获取该拧紧作业中用于连接所述上箱体和所述下箱体的螺栓的拧紧数据并将其传输给所述服务器；通过所述齿轮箱体与所述大齿轮轴承座的预拧紧作业实现所述大齿轮轴承座预安装于所述齿轮箱体；所述扭矩工作站获取该预拧紧作业中用于连接所述大齿轮轴承座和所述齿轮箱体的螺栓的预拧紧数据并将其传输给所述服务器；机器人初次拧紧：将呈水平状态的所述齿轮箱由所述人工工位切换至所述机器人工位，通过所述机器人对用于连接所述大齿轮轴承座和所述齿轮箱体的螺栓进行拧紧；所述机器人将初次拧紧该螺栓的扭矩数据传输给所述服务器；大齿轮游隙调整：将所述齿轮箱由所述机器人工位切换至所述人工工位，并通过所述多自由度翻转机将所述齿轮箱由水平状态切换至竖直状态，拆卸其中一所述大齿轮轴承座以完成所述大齿轮游隙调整；所述扭矩工作站获取所述大齿轮游隙调整的大齿轮游隙数据并将其传输给所述服务器；通过所述齿轮箱体与该大齿轮轴承座的预拧紧作业实现该大齿轮轴承座预安装于所述齿轮箱体；所述扭矩工作站获取该预拧紧作业中用于连接该大齿轮轴承座和所述齿轮箱体的螺栓的预拧紧数据并将其传输给所述服务器；小齿轮入箱：将所述小齿轮安装于所述齿轮箱体以完成所述小齿轮入箱和小齿轮游隙调整，所述扭矩工作站获取所述小齿轮游隙调整的小齿轮游隙数据并将其传输给所述服务器；通过所述齿轮箱体与所述小齿轮轴承座的预拧紧作业实现该小齿轮轴承座预安装于所述齿轮箱体；所述扭矩工作站获取该预拧紧作业中用于连接该小齿轮轴承座和所述齿轮箱体的螺栓的预拧紧数据并将其传输给所述服务器；机器人二次拧紧：将所述齿轮箱由所述人工工位切换至所述机器人工位，通过所述机器人对用于连接该大齿轮轴承座和所述齿轮箱体、用于连接所述小齿轮轴承座和所述齿轮箱体的螺栓进行拧紧；所述机器人将二次拧紧该螺栓的扭矩数据传输给所述服务器。

可选地，所述多自由度翻转机包括驱动机构以及用于放置所述齿轮箱的承重框架；至少两个所述承重框架水平周向安装于所述驱动机构，所述驱动机构用以提供所述承重框架沿水平方向旋转的驱动力，以实现放置于所述承重框架的所述齿轮轴于所述机器人工位和所述人工工位之间的切换；所述驱动机构用以提供所述承重框架沿竖直方向旋转的驱动力，以实现放置于所述承重框架的所述齿轮轴于水平状态和竖直状态之间的切换。

可选地，所述承重框架包括框架本体、承重支架、限位支架、齿轮箱托架和导向托架；所述承重支架沿所述齿轮轴的径向方向转动设于所述框架本体，以沿竖直方向由下而上承托处于水平状态的所述齿轮轴；

所述限位支架沿所述齿轮轴的径向方向转动设于所述框架本体，以限位处于竖直状态的所述齿轮轴；所述齿轮箱托架沿所述齿轮轴的径向方向转动设于所述框架本体，以沿竖直方向由下而上承托所述下箱体实现所述下箱体与所述上箱体合箱；所述导向托架设于所述框架本体，所述导向托架可沿竖直方向做靠近或远离所述齿轮轴的往复运动，以沿竖直方向由下而上承托处于水平状态的所述齿轮轴，或以沿所述齿轮轴的径向方向挂设处于竖直状态的所述齿轮轴。

可选地，所述齿轮箱托架包括箱体托架、第二伸缩结构、水平导轨、水平滑块和水平驱动结构；所述箱体托架的第九端转动设于所述框架本体，所述箱体托架的第十端设有用于承托所述下箱体的承托槽；所述水平导轨设于所述框架本体；所述水平滑块与所述水平导轨滑移连接；所述水平驱动结构与所述水平滑块连接，以实现所述水平滑块于所述水平导轨沿所述齿轮轴的轴线方向滑移；所述第二伸缩结构的第十一端与所述框架本体连接，所述第二伸缩结构的第十二端与所述箱体托架的第十端转动连接，所述第二伸缩结构致动所述箱体托架的第十端绕所述箱体托架的第九端沿所述齿轮轴的径向方向转动，以实现所述承托槽靠近或远离所述齿轮轴。

可选地，所述人工工位对应所述齿轮箱还设有顶升装置，所述顶升装置用于顶升所述齿轮轴，所述顶升装置与所述扭矩工作站连接；所述扭矩工作站获取所述顶升装置顶升所述齿轮轴的顶升力值并将其传输给所述服务器。

可选地，所述扭矩工作站包括无线扭矩扳手和无线扭矩工作站，所述无线扭矩扳手和所述无线扭矩工作站无线连接，所述无线扭矩工作站与所述服务器连接，用于将所述作业数据传输给所述服务器；所述无线扭矩扳手用于螺栓的预拧紧作业和拧紧作业、采集预拧紧作业对应的预拧紧数据以及拧紧作业对应的拧紧数据，并将采集的预拧紧数据和拧紧数据传输给所述无线扭矩工作站；所述作业数据包括预拧紧数据、拧紧数据；所述无线扭矩工作站用于作业工具和作业人员信息管理，并将获取到的所述作业数据传输给所述服务器。

可选地，所述服务器获取每一所述多自由度翻转机根据齿轮箱合箱、大齿轮游隙调整和小齿轮入箱三个装配作业调整所述齿轮箱的位姿；并根据所述位姿将每一所述多自由度翻转机对应的所述机器人分配至对应的位置以拧紧该位姿对应的螺栓。

可选地，每一所述装配单元设有一安全防护装置，所述安全防护装置设于所述人工工位和机器人工位之间，以使所述人工工位和机器人工位相互独立。

可选地，还包括套筒自动更换装置和机器人自动校验装置；所述机器人包括机器人本体以及安装于其的视觉识别传感器、电动拧紧轴和拧紧轴控制器；所述电动拧紧轴与所述拧紧轴控制器连接，所述拧紧轴控制器与所述服务器连接；所述套筒自动更换装置用于更换可替换安装于所述电动拧紧轴且用于拧紧螺栓的套筒；所述套筒自动更换装置与所述服务器连接；所述机器人自动校验装置用于所述电动拧紧轴的自动校验；所述机器人自动校验装置与所述服务器连接。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)通过将齿轮箱合箱、大齿轮游隙调整和小齿轮入箱三个装配作业合而为一，使得作业工序更加紧凑，减少了物料搬运、取用和吊装的工序和时间，精简了作业人员；节约了作业占用空间且提高了作业效率。

(2)通过多自由度翻转机，在大齿轮游隙调整的作业过程中与原来的凌空吊装的作业模式相比，减少了吊装的次数和时间，确保了人工作业的安全性和稳定性，提高了工作效率。更优的，多自由度翻转机还实现了机器人工位和人工工位的分区作业，提高本实用新型作业的安全性，避免机器人作业过程出现人机干涉问题或者机器人对作业人员存在人身安全隐患。

(3)通过多自由度翻转机实现人工与机器人自动化拧紧系统协调作业，将复杂单一的工作交给人工来作业，将数量庞大、重复性强和劳动强度大的工作交给机器人去干，将机器人和人工的作业的各自优势发挥到最大化，提高了作业效率和准确率。更优的，扭矩工作站可实现对齿轮箱的检修过程进行快速、实时指导，确保整个检修过程的舒畅性。

(4)结合多自由度翻转机、机器人、服务器、智能拧紧工具和测量工具，实现齿轮箱零部件检测信息数据实时采集、自动计算和自动存储，便于数据分析和追溯。同时使检修工位具备了接入信息化管理系统的条件，优化检修管理。

附图说明

图1为本实用新型的齿轮箱自动化智能装配系统的一种实施例结构示意图；

图2为图1的另一视角结构示意图；

图3为图1的主视图结构示意图；

图4为图1的俯视图结构示意图；

图5为本实用新型的齿轮箱多自由度翻转机的一种实施例结构示意图；

图6为本实用新型的齿轮箱多自由度翻转机的另一种实施例结构示意图；

图7为图6的俯视图结构示意图；

图8为本实用新型的齿轮箱多自由度翻转机的另一种实施例结构示意图；

图9为动车组齿轮箱的一种爆炸图结构示意图；

图10为图9组合后的结构示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-齿轮箱、11-齿轮轴、111-肩部、121-大齿轮、122-小齿轮、13-齿轮箱体、131- 下箱体、132-上箱体、141-大齿轮轴承座、142-小齿轮轴承座、2-多自由度翻转机、21-驱动机构、211-转盘、212-驱动机架、213-旋转结构、22-框架本体、23-承重支架、231-摆臂、232-连接块、233-第一连接臂、234-第二连接臂、235-第一伸缩结构、236-托槽、237-抵接部、24-限位支架、25-齿轮箱托架、251-箱体托架、252-第二伸缩结构、253-水平导轨、254-水平滑块、 26-导向托架、261-托架本体、262-箱体托块、263-直线驱动结构、264-第一弧形抱箍、265-第二弧形抱箍、27-控制柜、28-液压泵站、3-扭矩工作站、 4-机器人、41-机器人本体、42-视觉识别传感器、43-电动拧紧轴、44-机器人轨道、45-机器人电缆、5-安全防护装置、6-套筒自动更换装置、7-机器人自动校验装置、8-顶升装置、9-装配单元、91-机器人工位、92-人工工位。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图9和10所示，为动车组的齿轮箱1，该齿轮箱1包括齿轮轴11、套设于齿轮轴11的齿轮组件，以及扣设于齿轮组件的外周的齿轮箱体13；齿轮组件包括大齿轮121和小齿轮122，大齿轮121套设于齿轮轴11，小齿轮122与大齿轮121啮合；齿轮箱体13包括相配合的上箱体132和下箱体131；齿轮箱体13对应大齿轮121设有大齿轮轴承座141，齿轮箱体13 对应小齿轮122设有小齿轮轴承座142。

在本实用新型的一种实施例中，如图1-8所示，一种齿轮箱自动化智能装配系统，包括：扭矩工作站3、多自由度翻转机2、机器人4和服务器；一扭矩工作站3和一多自由度翻转机2形成一装配单元9；每一装配单元9 设有机器人工位91和人工工位92；一机器人4对应一个以上装配单元9；每一扭矩工作站3、每一机器人4均与服务器连接；多自由度翻转机2用于根据齿轮箱合箱、大齿轮游隙调整和小齿轮入箱三个装配作业调整齿轮箱1 的位姿，位姿包括水平状态和竖直状态；并根据三个装配作业将齿轮箱1 于机器人4工位和人工工位92之间进行切换；扭矩工作站3用于获取齿轮箱1于人工工位92的作业数据，并将作业数据传输给服务器；扭矩工作站 3设于人工工位92；机器人4用于获取齿轮箱1于机器人工位91的位姿，根据位姿拧紧对应的装配作业的螺栓，并将该螺栓的扭矩数据传输给服务器。

在实际应用中，本实用新型具体可依次进行齿轮箱1的三个装配作业 (齿轮箱合箱、大齿轮游隙调整和小齿轮入箱)，具体步骤如下：

齿轮箱合箱：于人工工位92通过多自由度翻转机2使齿轮箱1呈水平状态，通过上箱体132和下箱体131的拧紧作业实现上箱体132和下箱体 131合箱以完成齿轮箱合箱，使得下箱体131和上箱体132形成齿轮箱体 13；扭矩工作站3获取该拧紧作业中用于连接上箱体132和下箱体131的螺栓的拧紧数据并将其传输给服务器；通过齿轮箱体13与大齿轮轴承座141 的预拧紧作业实现大齿轮轴承座141预安装于齿轮箱体13；扭矩工作站3 获取该预拧紧作业中用于连接大齿轮轴承座141和齿轮箱体13的螺栓的预拧紧数据并将其传输给服务器。

具体地，下箱体131和上箱体132人工通过螺栓直接将其进行组装，且用于该拧紧作业的无线扭矩扳手(或有线扭矩扳手)将会把每一螺栓的拧紧数据传输给扭矩工作站3，扭矩工作站3再传输给服务器，在实际应用中，为了便于服务器对应收集每一螺栓的拧紧数据，作业人员可根据预设设定的顺序将螺栓一一进行安装，具体的安装顺序可通过服务器传输至扭矩工作站3便于作业人员根据要求进行作业实现或者扭矩工作站3自行提示作业人员根据要求进行作业实现等等均可，实现每一螺栓与该螺栓对应的连接孔的匹配，便于数据存储、溯源、分析以及针对性检修维护甚至更换等操作。下箱体131和上箱体132合箱后，作业人员通过无线扭矩扳手(或有线扭矩扳手)将两个大齿轮轴承座141分别预安装于齿轮箱体13上，两个大齿轮轴承座141沿齿轮轴11的轴线方向分设于大齿轮121的两端。用于大齿轮轴承座141和齿轮箱体13的预拧紧作业的无线扭矩扳手(或有线扭矩扳手)将会把每一螺栓的预拧紧数据传输给扭矩工作站3，扭矩工作站3再传输给服务器。同样的，为了便于服务器对应收集每一螺栓的拧紧数据，作业人员可根据预设设定的顺序将螺栓一一进行安装，具体的安装顺序可通过服务器传输至扭矩工作站3便于作业人员根据要求进行作业实现或者扭矩工作站3自行提示作业人员根据要求进行作业实现等等均可，实现每一螺栓与该螺栓对应的连接孔的匹配，便于数据存储、溯源、分析以及针对性检修维护甚至更换等操作。

机器人初次拧紧：将呈水平状态的齿轮箱1由人工工位92切换至机器人工位91，通过机器人4对用于连接大齿轮轴承座141和齿轮箱体13的螺栓进行拧紧；机器人4将该螺栓的扭矩数据传输给服务器。

具体地，多自由度翻转机2将完成齿轮箱合箱并处于水平状态的齿轮箱1由人工工位92切换至机器人工位91，服务器根据程序、指令或者生产节拍等信号将与该多自由度翻转机2对应的机器人4派送至指定位置分别对大齿轮121两侧的两个大齿轮轴承座141进行拧紧作业，并将每一螺栓的扭矩数据传输给服务器。为了便于服务器获取每一螺栓的扭矩数据，机器人4在进行螺栓拧紧作业时的拧紧顺序优选根据预先设定的规则进行，实现每一螺栓与该螺栓对应的连接孔的匹配，便于数据存储、溯源、分析以及针对性检修维护甚至更换等操作。

大齿轮游隙调整：将齿轮箱1由机器人工位91切换至人工工位92，并通过多自由度翻转机2将齿轮箱1由水平状态切换至竖直状态，拆卸其中一大齿轮轴承座141以完成大齿轮游隙调整；扭矩工作站3获取大齿轮游隙调整的大齿轮游隙数据并将其传输给服务器；通过齿轮箱体13与该大齿轮轴承座141的预拧紧作业实现该大齿轮轴承座141预安装于齿轮箱体13；扭矩工作站3获取该预拧紧作业中用于连接该大齿轮轴承座141和齿轮箱体13的螺栓的预拧紧数据并将其传输给服务器。

具体地，机器人4完成两个大齿轮轴承座141的初次拧紧作业后，多自由度翻转机2将处于机器人工位91的齿轮箱1切换到人工工位92，并将齿轮轴11由水平状态切换成竖直状态，作业人员将需要拆卸的大齿轮轴承座141于齿轮箱体13中拆下并进行大齿轮游隙调整，通过进行大齿轮游隙调整的游隙测量工具将大齿轮游隙数据传输给扭矩工作站3，并由扭矩工作站3传输给服务器。齿轮游隙调整好后，作业人员通过无线扭矩扳手(或有线扭矩扳手)再将大齿轮轴承座141通过螺栓预安装于齿轮箱体13，无线扭矩扳手(或有线扭矩扳手)会把每一螺栓的预拧紧数据传输给扭矩工作站3，再由扭矩工作站3传输给服务器。

小齿轮入箱：将小齿轮122安装于齿轮箱体13以完成小齿轮入箱和小齿轮游隙调整，扭矩工作站3获取小齿轮游隙调整的小齿轮游隙数据并将其传输给服务器；通过齿轮箱体13与小齿轮轴承座142的预拧紧作业实现该小齿轮轴承座142预安装于齿轮箱体13；扭矩工作站3获取该预拧紧作业中用于连接该小齿轮轴承座142和齿轮箱体13的螺栓的预拧紧数据并将其传输给服务器。

具体地，当大齿轮游隙调整完成后，于人工工位92且齿轮箱1处于竖直状态时进行小齿轮入箱，小齿轮入箱后调整小齿轮游隙，通过进行小齿轮游隙调整的游隙测量工具(即用于大齿轮游隙调整的游隙测量工具)将小齿轮游隙数据传输给扭矩工作站3，并由扭矩工作站3传输给服务器。小齿轮游隙调整后，将沿齿轮轴11的轴线方向分设于小齿轮122的小齿轮轴承座142利用螺栓通过无线扭矩扳手(或有线扭矩扳手)预安装于齿轮箱体13。

机器人二次拧紧：将齿轮箱1由人工工位92切换至机器人工位91，通过机器人4对用于连接该大齿轮轴承座141和齿轮箱体13、用于连接小齿轮轴承座142和齿轮箱体13的螺栓进行拧紧；机器人4将该螺栓的扭矩数据传输给服务器。

具体地，多自由度翻转机2将处于人工工位92的齿轮箱1切换到机器人工位91，服务器将与该多自由度翻转机2对应的机器人4派送至对应位置，分别对大齿轮轴承座141、小齿轮轴承座142的螺母进行拧紧作业，并将每一螺母的拧紧数据(扭矩值、拧紧角度和拧紧曲线等)传输给服务器。

可选地，服务器获取每一多自由度翻转机2根据齿轮箱合箱、大齿轮游隙调整和小齿轮入箱三个装配作业调整齿轮箱1的位姿；并根据位姿将每一多自由度翻转机2对应的机器人4分配至对应的位置以拧紧该位姿对应的螺栓。服务器对位姿的获取可通过多自由度翻转机2的动作、作业人员输入的指令、生产节拍或预设程序实现。

可选地，扭矩工作站3包括无线扭矩扳手、游隙测量工具和无线扭矩工作站，无线扭矩扳手、游隙测量工具和无线扭矩工作站无线连接，无线扭矩工作站与服务器连接，用于将作业数据传输给服务器；无线扭矩扳手用于螺栓的预拧紧作业和拧紧作业、采集预拧紧作业对应的预拧紧数据以及拧紧作业对应的拧紧数据，并将采集的预拧紧数据和拧紧数据传输给无线扭矩工作站；作业数据包括预拧紧数据、拧紧数据；游隙测量工具用于测量大齿轮游隙数据和小齿轮游隙数据；无线扭矩工作站用于作业工具和作业人员信息管理，并将获取到的作业数据传输给服务器。值得说明的是，本实用新型的作业数据包括人工作业的所有数据，如上箱体132和下箱体 131连接用的螺母的拧紧数据、齿轮箱体13与大齿轮轴承座141的前后两次的预拧紧数据、齿轮箱体13与小齿轮轴承座142的预拧紧数据、大齿轮游隙数据、小齿轮游隙数据、作业人员信息等，从而实现作业人员与对应的齿轮箱1的匹配，便于后期数据溯源和追责等。

在实际应用中，扭矩工作站3整体为铝合金结构，包括电脑主机、显示屏、扫码器和鼠标键盘，还包括用于人工作业的预紧扳手、拧紧扳手、手持机、游隙测量工具、普通工具以及辅料等，用于通过作业过程管理软件对作业过程的管理和卡控。便于作业人员根据作业视频或者提示等进行人工工位92的依次作业。

可选地，多自由度翻转机2包括驱动机构21以及用于放置齿轮箱1的承重框架；至少两个承重框架水平周向安装于驱动机构21，驱动机构21用以提供承重框架沿水平方向旋转的驱动力，以实现放置于承重框架的齿轮轴11于机器人工位91和人工工位92之间的切换；驱动机构21用以提供承重框架沿竖直方向旋转的驱动力，以实现放置于承重框架的齿轮轴11于水平状态和竖直状态之间的切换。

在实际应用中，通过对应每一承重框架对应设有一工位，从而形成周向设置且为人工工位92和机器人工位91依次间隔布置的偶数个工位，通过驱动机构21带动承重框架水平正反转动而实现齿轮箱1于与其对应的人工工位92和机器人工位91之间的切换。示例性的，如图1-8所示，多自由度翻转机2设有沿水平方向相对设置的两个承重框架，从而使得每一多自由度翻转机2具有一个人工工位92和一个机器人工位91共两个工位的设备，当齿轮轴11需要于人工工位92和机器人工位91切换时，驱动机构21 带动承重框架水平旋转180°即可，更优的，由于作业人员对应人工工位92，机器人4对应机器人工位91，两者作业相互间无干涉，因此，一多自由度翻转机2可实现人工工位92和机器人工位91的同时作业(当然，人工作业与机器人作业的内容不同)，从而大大提高了本实用新型的装配效率。值得说明的是，在本实用新型的另一实施例中，两个承重框架也可呈小于 180°的角度进行设置，但也应属于本实用新型的保护范围。当一多自由度翻转机2设置有三个以上承重框架时，根据本实用新型的作业特性对应设置人工工位92和机器人工位91即可，这里不再描述。

可选地，承重框架包括框架本体22、承重支架23、限位支架24、齿轮箱托架25和导向托架26；承重支架23沿齿轮轴11的径向方向转动设于框架本体22，以沿竖直方向由下而上承托处于水平状态的齿轮轴11；限位支架24沿齿轮轴11的径向方向转动设于框架本体22，以限位处于竖直状态的齿轮轴11；齿轮箱托架25沿齿轮轴11的径向方向转动设于框架本体22，以沿竖直方向由下而上承托下箱体131实现下箱体131与上箱体132合箱；导向托架26设于框架本体22，导向托架26可沿竖直方向做靠近或远离齿轮轴11的往复运动，以沿竖直方向由下而上承托处于水平状态的齿轮轴11，或以沿齿轮轴11的径向方向挂设处于竖直状态的齿轮轴11。

在实际应用中，在进行齿轮箱1装配时，首先，下箱体131吊装至齿轮箱托架25，使得齿轮箱托架25承托下箱体131；然后，将齿轮轴11于水平状态吊装放置于承重支架23、导向托架26，使得承重支架23、导向托架26承托齿轮轴11，且下箱体131位于齿轮轴11的下方；然后，致动齿轮箱托架25，沿竖直方向由下而上承托下箱体131使下箱体131与上箱体 132合箱以实现齿轮箱1合箱，此时，上箱体132可吊装至下箱体131的上方，便于上箱体132和下箱体131合箱作业，安装螺栓、涂胶、打扭矩；然后，通过驱动机构21致动承重框架沿水平方向旋转，使每一承重框架切换至下一个工位，致动限位支架24使其围设于齿轮轴11的外侧，后通过驱动机构21致动承重框架沿竖直方向旋转，使齿轮轴11由水平状态切换成竖直状态，处于竖直状态的齿轮轴11挂设于导向托架26。具体地，当轴承座(大齿轮轴承座141和小齿轮轴承座142)螺栓拧紧是通过机器人4实现时，则人工在未进行水平旋转之前，轴承座螺栓的预紧可通过人工进行安装，当驱动机构21致动承重框架沿水平方向旋转至下一个工位(即机器人工位91)，机器人4便进行轴承座螺栓拧紧以完成打扭矩；然后再将承重框架水平旋转至下一个工位(人工工位92)，然后，致动限位支架24使其围设于齿轮轴11的外侧，后通过驱动机构21致动承重框架沿竖直方向旋转，使齿轮轴11由水平状态切换成竖直状态，处于竖直状态的齿轮轴11 挂设于导向托架26；然后，人工进行大齿轮游隙调整作业，此时齿轮箱托架25沿齿轮轴11的径向方向远离齿轮轴11(在实际应用中，致动齿轮箱托架25远离齿轮轴11的步骤在进行大齿轮游隙调整作业之前且在齿轮轴 11由水平状态切换成竖直状态之后完成即可)；然后，人工进行小齿轮入箱作业，调整间隙并安装螺栓；然后，再水平旋转将承重框架切换到机器人工位91，机器人4进行轴承座和齿轮箱体13的螺栓拧紧；然后再水平旋转切换至人工工位92，然后将装配好的齿轮箱1吊装走即可。当然，如果本实用新型应用于人工时，则可将本实用新型设置成两个工位，根据齿轮轴11的水平状态和竖直状态整合成两个工位或者偶数个工位(即偶数个承重框架)，当然，也可根据本实用新型的齿轮箱合箱、大齿轮游隙调整和小齿轮入箱装配作业三个工位整合成三个工位或者三的倍数的工位即可 (即三的倍数个承重框架)。因为，承重框架切换工位的角度与相邻设置的两个承重框架之间的角度相匹配。如果是人工和机器人4共同配合，则本实用新型优选设置成人工工位92和机器人工位91依次设置的偶数个工位。

可选地，驱动机构21包括驱动电机、转盘211、齿轮、减速机结构、旋转结构213和驱动机架212；旋转结构213设于转盘211，驱动机架212 安装于转盘211并罩设于旋转机构的外侧；驱动电机通过齿轮、减速机结构与转盘211传动连接，以带动转盘211沿水平方向旋转，实现承重框架于不同工位的切换；旋转机构与框架本体22连接，以带动框架本体22沿竖直方向旋转，实现齿轮轴11于水平状态和竖直状态之间的切换。在实际应用中，旋转机构可为旋转电机或伺服电机等实现转动的转动机构均可。

可选地，承重支架23和限位支架24的结构相同，均包括摆臂231、连接块232、第一连接臂233、第二连接臂234和第一伸缩结构235；摆臂231 的第一端转动设于框架本体22，摆臂231的第二端对应齿轮轴11设有托槽 236；连接块232与框架本体22连接；第一连接臂233的第三端转动设于连接块232，第一连接臂233的第四端与第二连接臂234的第五端转动连接；第二连接臂234第五端与第一伸缩结构235的第七端连接，第二连接臂234 的第六端与摆臂231的第二端转动连接，第一伸缩结构235的第八端与连接块232连接；第一伸缩结构235致动第二连接臂234绕第一连接臂233 的第四端沿齿轮轴11的径向方向转动，以实现托槽236靠近或远离齿轮轴 11。

在实际应用中，承重支架23和限位支架24优选沿齿轮轴11的径向方向错位相对设置于齿轮轴11的两侧，其中，承重支架23设于齿轮轴11的下方，而限位支架24设于齿轮轴11的上方，且齿轮轴11沿竖直方向的转动优选由承重支架23向限位支架24一侧旋转，即限位支架24设于齿轮轴 11由水平状态切换成竖直状态时转动方向的同侧。当然，承重支架23和限位支架24的结构也可不同，在本实用新型的另一实施例中，限位支架24 可直接通过能够手动或自动调节转动角度的铰接结构安装于框架本体22，这样，限位支架24对齿轮轴11的限位可通过手动或程序进行控制。

可选地，第一连接臂233包括第一臂杆、第二臂杆和连接梁，连接梁的一端与第一臂杆连接，连接梁的另一端与第二臂杆连接，连接梁设于第一连接臂233的第三端和第一连接臂233的第四端之间；第二连接臂234 的第五端远离齿轮轴11一侧对应连接梁设有抵接部237，使得抵接部237 以及第二连接臂234靠近齿轮轴11一侧的端面分别与连接梁抵接以限制第二连接臂234的转动角度。通过抵接部237和第二连接臂234自身与连接梁相抵接可实现转动角度的限定，通过机械限位进一步确保承重支架23和限位支架24转动的机械控制，确保承重支架23和限位支架24动作到位且精准。

可选地，第一伸缩结构235设置于第一臂杆和第二臂杆之间，从而节约承重支架23和限位支架24的空间占用率，提高本实用新型的结构紧凑性。

可选地，导向托架26包括托架本体261、箱体托块262和直线驱动结构263；箱体托块262对应齿轮轴11设有扣合连接的第一弧形抱箍264和第二弧形抱箍265，第一弧形抱箍264与箱体托块262连接；箱体托块262 滑移设于托架本体261，直线驱动结构263安装于托架本体261，直线驱动结构263与箱体托块262连接，以带动箱体托块262沿齿轮轴11的径向方向靠近或远离齿轮轴11。在实际应用中，托架本体261与框架本体22固接，确保导向托架26与框架本体22连接的结构强度，确保导向托架26具有能够悬挂齿轮箱1的结构强度。

可选地，齿轮箱托架25包括箱体托架251和第二伸缩结构252；箱体托架251的第九端转动设于框架本体22，箱体托架251的第十端设有用于承托下箱体131的承托槽；第二伸缩结构252的第十一端与框架本体22连接，第二伸缩结构252的第十二端与箱体托架251的第十端转动连接；第二伸缩结构252致动箱体托架251的第十端绕箱体托架251的第九端沿齿轮轴11的径向方向转动，以实现承托槽靠近或远离齿轮轴11。

可选地，箱体托架251对应齿轮箱体13设有限位机构，用以限制齿轮箱体13绕齿轮轴11的旋转。由于齿轮箱体13和齿轮轴11之间设有轴承，轴承的内圈与大齿轮121连接，轴承的外圈与齿轮箱体13连接，因此，当齿轮轴11由水平状态和竖直状态之间切换时，通过限位机构限位，避免其齿轮箱体13绕齿轮轴11旋转，从而确保齿轮箱1在装配的整个过程的位姿不会发生改变，确保齿轮箱1装配的顺利进行。优选地，限位机构为与齿轮箱体13的结构相配合的卡片或卡槽等均可。

在本实用新型的另一实施例中，如图1-4所示，与上述实施例不同的是，本实施例的齿轮箱托架25包括箱体托架251、第二伸缩结构252、水平导轨253、水平滑块254和水平驱动结构；箱体托架251的第九端转动设于框架本体22，箱体托架251的第十端设有用于承托下箱体131的承托槽；水平导轨253设于框架本体22；水平滑块254与水平导轨253滑移连接；水平驱动结构与水平滑块254连接，以实现水平滑块254于水平导轨253沿齿轮轴11的轴线方向滑移；第二伸缩结构252的第十一端与框架本体22 连接，第二伸缩结构252的第十二端与箱体托架251的第十端转动连接，第二伸缩结构252致动箱体托架251的第十端绕箱体托架251的第九端沿齿轮轴11的径向方向转动，以实现承托槽靠近或远离齿轮轴11。齿轮箱托架25可实现齿轮箱1沿齿轮轴11的轴线方向运动，而实现挂设齿轮轴11 的导向托架26与框架本体22固接，保证了本实用新型的结构强度，且将处于竖直状态的齿轮轴11的上端通过导向托架26悬挂，而齿轮轴11的下端可由限位支架24、或限位支架24和承重支架23进行限位，避免齿轮轴 11出现摆动现象，从而确保了齿轮箱1的顺利装配，悬挂齿轮轴11的上端实现其固定较之支撑齿轮轴11的下端实现其固定更为稳定、可靠。

在实际应用中，为了避免齿轮轴11在实现水平状态和竖直状态之间的切换时出现齿轮轴11与导向托架26出现碰撞现象而损坏齿轮箱1，因此，在齿轮轴11由水平状态切换成竖直状态之前，通过致动承重支架23、导向托架26使其沿齿轮轴11的径向方向远离齿轮轴11，使得齿轮轴11仅承托于齿轮箱托架25；通过水平驱动结构带动水平滑块254沿水平导轨253运动，使得齿轮箱托架25使其沿处于水平状态的齿轮轴11的轴线方向运动，使得导向托架26沿齿轮轴11的轴线方向抵接于齿轮轴11的肩部111。从而保证齿轮轴11由水平状态和竖直状态之间切换的顺畅性。

可选地，水平驱动结构包括电机和与水平导轨253配合的滚轮，电机通过旋转轴与滚轮连接，电机通过带动滚轮沿水平导轨253行走而实现水平滑块254沿水平导轨253沿齿轮轴11的轴线方向行走，从而实现齿轮轴 11的肩部111与导向托架26的相互抵接。优选地，两个滚轮沿齿轮轴11 的径向方向夹设于水平导轨253。在实际应用中，滚轮与水平导轨253可为滚动摩擦或滑动摩擦均可，滚轮与水平导轨253可啮合连接或滑动连接均可。

可选地，框架本体22对应水平滑块254设有限位块，以限制水平滑块 254于水平导轨253的滑移距离水平滑块254设有手动调整机构，用以调整水平滑块254沿水平导轨253滑移；限位块的设置避免了因设有齿轮组的轴段因朝向远离导向托架26一侧过渡位移而导致齿轮轴11因受力不均匀原因(齿轮轴11的一端重一端轻)而出现倾斜现象，从而确保作业现场的安全。具体地，手动调整机构包括转动手轮，转动手轮通过旋转轴与滚轮连接，通过手动转动转动手轮便可实现滚轮沿水平导轨253运动。

在本实用新型的另一实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的框架本体22对应水平滑块254设有限位块，以限制水平滑块254于水平导轨253的滑移距离；限位块位置可调，以实现水平滑块254于水平导轨253 的滑移距离的调节。限位块位置可调，可根据不同齿轮箱1的尺寸进行限位块的调整，从而使得本实用新型满足不同尺寸的齿轮箱1的装配，使得本实用新型满足不同的装配需求，提高本实用新型的机台空闲率，增加本实用新型的适用范围，从而降低本实用新型的使用成本。

可选地，人工工位92对应齿轮箱1还设有顶升装置8，顶升装置8用于顶升齿轮轴11，顶升装置8与扭矩工作站3连接；扭矩工作站3获取顶升装置8顶升齿轮轴11的顶升力值并将其传输给服务器。当然，在本实用新型的另一实施例中，顶升装置8可直接与服务器连接以实现顶升力值的传输，也应属于本实用新型的保护范围。

在实际应用中，第一伸缩结构235、第二伸缩结构252、直线驱动结构 263、顶升装置8可为伸缩杆驱动结构、直线电机、液压驱动结构或丝杠副结构等直线驱动机构均可。可选地，承重框架沿水平方向旋转和沿竖直方向旋转等操作均可通过设置在控制柜27上的按钮实现，控制柜27通过将控制多自由度翻转机2各个动作的电磁阀进行整合，并且将按钮集成到面板上，且有专用显示屏可以显示多自由度翻转机2各个部件的工作状态。当然，上述各个运动也可通过程序进行按照生产节拍进行控制均可。当上述为液压驱动结构时，液压驱动结构对应设有液压泵站28，液压泵站28设于多自由度翻转机2的外侧并通过围栏进行保护隔设。

可选地，每一装配单元9设有一安全防护装置5，安全防护装置5设于人工工位92和机器人工位91之间，以使人工工位92和机器人工位91相互独立。在实际应用中，安全防护装置5可为防护围栏，用以隔设于人工工位92和机器人工位91之间。为了便于作业人员进入机器人工位91对机器人4进行维护，该防护围栏设有门结构。优选地，门结构可为机械结构或者设有光栅传感器的门结构，当有作业人员由人工工位92跨越防护围栏进入到机器人工位91时，机器人4会自动停机，可防止机器人作业对作业人员的伤害，确保人机作业绝对安全。

可选地，还包括套筒自动更换装置6和机器人自动校验装置7；机器人 4包括机器人本体41以及安装于其的视觉识别传感器42、电动拧紧轴43 和拧紧轴控制器；电动拧紧轴43与拧紧轴控制器连接，拧紧轴控制器与服务器连接；套筒自动更换装置6用于更换可替换安装于电动拧紧轴43且用于拧紧螺栓的套筒；套筒自动更换装置6与服务器连接；机器人自动校验装置7用于电动拧紧轴43的自动校验；机器人自动校验装置7与服务器连接。

在实际应用中，上箱体132和下箱体131连接所用的螺栓、齿轮箱体 13与大齿轮轴承座141连接所用的螺栓、齿轮箱体13与小齿轮轴承座142 连接所用的螺栓的型号可能不一致，当机器人4夹持电动拧紧轴43用于作用不同规格和大小的螺栓时，需要电动拧紧轴43末端的套筒进行自动更换，由机器人4的末端安装的视觉识别传感器42和套筒自动更换装置6配合完成。

视觉识别传感器42还可用于实现机器人作业时识别齿轮箱1的位姿、位置、螺栓对应的连接孔的位置、以及识别机器人校验和套筒自动更换时的目标套筒位置以及空位等功能。电动拧紧轴43通过夹持机构固定在机器人4的末端，该电动拧紧轴43和拧紧轴控制器配合使用，可用于对螺母的拧紧、拧紧数据以及拧紧目前的拧紧曲线的采集和自动校验时对模拟螺栓的拧松操作。

机器人自动校验装置7优选为一独立设备，由指示灯、模拟螺栓、校验标定传感器等组成，它与视觉识别传感器42配合使用，可通过指示灯显示模拟螺栓的松紧状态，杜绝在拧紧状态下再拧紧，防止对扳手造成损坏，可自动完成对机器人4的末端的电动拧紧轴43的开工和完工校验。同时，机器人自动校验装置7将会将其每次自动校验得到的校验数据传输给服务器，便于服务器根据该校验数据与机器人4在该次自动校验后对螺栓的拧紧所获得的扭矩数据进行比较，当扭矩数据大于该校验数据时，则说明螺母过渡拧紧，对该螺栓进行标定与后续需要再次作业的螺栓一起发至扭矩工作站3并提醒作业人员进行反工或直接将该齿轮箱1切换至人工工位92，作业人员对该螺栓进行拧松且再次预安装，并再次切换至机器人工位91以便于机器人4再次进行拧紧作业；当扭矩数据小于该校验数据时，则说明螺母太松，服务器可控制机器人4继续对该螺母进行拧紧。从而保证整个装配过程的高效且高品质进行。

示例性的，如图1-4所示，机器人自动校验装置7将电动拧紧轴43的校验数据自动发送回服务器，进行合格判定；扭矩工作站3通过人工作业的方式，将作业数据上传至服务器；作业人员通过扭矩工作站3发送指令到服务器，然后发送到机器人4和拧紧轴控制器；作业人员操作多自由度翻转机2进行动作，多自由度翻转机2将位置信号信息发送给机器人4和机器人轨道44，然后机器人4移动到作业位置，执行相关程序；多自由度翻转机2将位置信号发送给服务器，服务器再将程序片段发送给拧紧轴控制器，然后电动拧紧轴43开始作业；电动拧紧轴43拧紧作业结束，将采集到的扭矩数据(扭矩值、拧紧角度和拧紧曲线信息)发送回拧紧轴控制器，拧紧轴控制器将扭矩数据回传至服务器进行合格判定。

优选地，当一台机器人4对应一台以上的多自由度翻转机2时或至少两台机器人4对应设有一台以上的多自由度翻转机2时以形成作业区时，所有的人工工位92优选同侧设置，所有的机器人4工位优选同侧设置，为了便于作业区的建设，所有的机器人4优选共用一条机器人轨道44和一条机器人电缆45，通过服务器控制每一台机器人4的运行，使得服务器根据装配单元9的精度协调合理地安排对应的机器人4去装配单元9进行拧紧作业，确保装配高效有序完成。机器人电缆45整体为坦克链结构，将机器人4、机器人轨道44以及供电线、网线、信号线等全部包括在内，确保电缆不被物理拖曳，造成破坏，同时保证整个作业区的整洁度和安全性。

在实际应用中，多自由度翻转机2的基础在地下，转盘211通过紧固螺栓及防松垫片与基础底板相连接，通过液压管路与液压泵站28相连接；多自由度翻转机2各个动作关节和机械臂通过电磁阀和信号线与控制柜27 相连接多自由度翻转机2各个位姿位置的定位传感器通过信号线链接到控制柜27里面；机器人轨道44通过膨胀螺栓与车间地面相连接，通过信号线与电缆线与机器人4和控制柜27相连接；机器人4通过滑座与机器人轨道44相连接，通过电缆线和信号线连接到机器人控制柜和控制柜27；安全防护装置5通过电源线和信号线与机器人控制柜相连接。

该实用新型涉及到的关键技术有：多自由度翻转机2和机器人联动控制技术、齿轮轴四轴夹紧定位技术、多自由度翻转机2多自由度联动控制技术。

(1)多自由度翻转机和机器人联动控制技术：

通过安全防护装置5将人工工位92和机器人工位91分隔开，避免了机器人4对作业人员造成碰伤的风险；同时，借助多自由度翻转机2动作使得齿轮箱1检修人工作业和机器人作业的有机结合，将一些复杂、单一的工作由人工来操作，并将一些数量庞大、重复性高的工序由机器人4来完成，从而将人工和机器人4利用效率达到最优化；通过采用多套传感器和定位装置，将多自由度翻转机2动作和机器人4及机器人轨道44动作有序进行，合理的充分的利用不同工序的时间间隔，科学分配作业节拍，实现了机器人4和多自由度翻转机2的联动控制，使得人工和机器人4有机结合作业高效运行。

(2)齿轮轴夹紧定位机构：

通过多自由度翻转机2多自由度联动实现；该模块针对单套齿轮轴11 的上箱体132和下箱体131合箱和大齿轮游隙调整工序中为了实现齿轮轴 11的水平和竖直静置姿态而开发，通过集合液压控制技术、连杆机构、电液切换技术、液压保持技术、轴肩自动夹紧和分离技术等成熟稳定的机构，实现了齿轮箱体13组装前齿轮轴11的支撑定位和齿轮箱体13组装后的工件的定位和动作切换，简化了作业工序，提高了检修效率，保障了装配质量。

(3)多自由度翻转机多自由度联动控制技术：

满足齿轮箱合箱、大齿轮游隙调整和小齿轮入箱三个工序的齿轮轴11 的工序要求和作业姿态，通过设计一个水平180°和两个竖直90°三个大的翻转动作，并集成两套齿轮箱1夹紧定位模块，而形成的复合型工件定位和夹紧及换位技术。该技术的主要特点：一是将以前作业的三个工序集成化，通过合理的配置作业工步和节拍，提高了作业效率；二是该技术可以实现将人工作业和机器人作业的有机结合，通过借助机器人自动化拧紧系统，与以前的作业模式相比，只需用一名作业人员在较短的作业时间内，就可以完成两套齿轮轴11的检修工作，使齿轮箱1检修的作业效率翻倍。

在本实用新型的另一实施例中，与上述任一实施例不同的是，多自由度翻转机2在齿轮箱1处于竖直状态时，于齿轮轴11的下端承托齿轮轴11 或承托齿轮轴11的肩部111均可，也应属于本实用新型的保护范围。示例性的，如上述实施例中，将承重支架23设有扣合连接的第一弧形抱箍264 和第二弧形抱箍265时则可实现对齿轮轴11的肩部111的承托，从而实现由下而上承托齿轮轴11，与上述齿轮轴11挂设于导向托架26不同。

在本实用新型的另一实施例中，本实用新型还提供了一种适用于上述任意一项所述的齿轮箱自动化智能装配系统的齿轮箱自动化智能装配方法，包括步骤：

齿轮箱合箱：于所述人工工位通过所述多自由度翻转机使所述齿轮箱呈水平状态，通过所述上箱体和所述下箱体的拧紧作业实现所述上箱体和所述下箱体合箱以完成所述齿轮箱合箱，使得所述下箱体和所述上箱体形成所述齿轮箱体；所述扭矩工作站获取该拧紧作业中用于连接所述上箱体和所述下箱体的螺栓的拧紧数据并将其传输给所述服务器；通过所述齿轮箱体与所述大齿轮轴承座的预拧紧作业实现所述大齿轮轴承座预安装于所述齿轮箱体；所述扭矩工作站获取该预拧紧作业中用于连接所述大齿轮轴承座和所述齿轮箱体的螺栓的预拧紧数据并将其传输给所述服务器；

机器人初次拧紧：将呈水平状态的所述齿轮箱由所述人工工位切换至所述机器人工位，通过所述机器人对用于连接所述大齿轮轴承座和所述齿轮箱体的螺栓进行拧紧；所述机器人将该螺栓的扭矩数据传输给所述服务器；

大齿轮游隙调整：将所述齿轮箱由所述机器人工位切换至所述人工工位，并通过所述多自由度翻转机将所述齿轮箱由水平状态切换至竖直状态，拆卸其中一所述大齿轮轴承座以完成所述大齿轮游隙调整；所述扭矩工作站获取所述大齿轮游隙调整的大齿轮游隙数据并将其传输给所述服务器；通过所述齿轮箱体与该大齿轮轴承座的预拧紧作业实现该大齿轮轴承座预安装于所述齿轮箱体；所述扭矩工作站获取该预拧紧作业中用于连接该大齿轮轴承座和所述齿轮箱体的螺栓的预拧紧数据并将其传输给所述服务器；

小齿轮入箱：将所述小齿轮安装于所述齿轮箱体以完成所述小齿轮入箱和小齿轮游隙调整，所述扭矩工作站获取所述小齿轮游隙调整的小齿轮游隙数据并将其传输给所述服务器；通过所述齿轮箱体与所述小齿轮轴承座的预拧紧作业实现该小齿轮轴承座预安装于所述齿轮箱体；所述扭矩工作站获取该预拧紧作业中用于连接该小齿轮轴承座和所述齿轮箱体的螺栓的预拧紧数据并将其传输给所述服务器；

机器人二次拧紧：将所述齿轮箱由所述人工工位切换至所述机器人工位，通过所述机器人对用于连接该大齿轮轴承座和所述齿轮箱体、用于连接所述小齿轮轴承座和所述齿轮箱体的螺栓进行拧紧；所述机器人将该螺栓的扭矩数据传输给所述服务器。

优选地，还包括步骤：齿轮箱装配完成：通过多自由度翻转机将齿轮箱由机器人工位切换至人工工位，并将所述齿轮箱由竖直方向切换成水平方向；将所述齿轮箱由所述多自由度翻转机吊装走。便完成了整个齿轮箱的装配。重复上述步骤，形成齿轮箱装配的连续作业。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种齿轮箱自动化智能装配系统，所述齿轮箱包括齿轮轴、套设于所述齿轮轴的齿轮组件，以及扣设于所述齿轮组件的外周的齿轮箱体；所述齿轮组件包括大齿轮和小齿轮，所述大齿轮套设于所述齿轮轴，所述小齿轮与所述大齿轮啮合；所述齿轮箱体包括相配合的上箱体和下箱体；所述齿轮箱体对应所述大齿轮设有大齿轮轴承座，所述齿轮箱体对应所述小齿轮设有小齿轮轴承座；其特征在于，包括：

扭矩工作站、多自由度翻转机、机器人和服务器；

一所述扭矩工作站和一所述多自由度翻转机形成一装配单元；每一所述装配单元设有机器人工位和人工工位；

一所述机器人对应一个以上所述装配单元；每一所述扭矩工作站、每一所述机器人均与所述服务器连接；

所述多自由度翻转机用于根据齿轮箱合箱、大齿轮游隙调整和小齿轮入箱三个装配作业调整所述齿轮箱的位姿，所述位姿包括水平状态和竖直状态；并根据所述三个装配作业将所述齿轮箱于所述机器人工位和所述人工工位之间进行切换；

所述扭矩工作站用于获取所述齿轮箱于所述人工工位的作业数据，并将所述作业数据传输给所述服务器；所述扭矩工作站设于所述人工工位；

所述机器人用于获取所述齿轮箱于所述机器人工位的位姿，根据所述位姿拧紧对应的装配作业的螺栓，并将该螺栓的扭矩数据传输给所述服务器。

2.如权利要求1所述的齿轮箱自动化智能装配系统，其特征在于：

所述多自由度翻转机包括驱动机构以及用于放置所述齿轮箱的承重框架；

至少两个所述承重框架水平周向安装于所述驱动机构，所述驱动机构用以提供所述承重框架沿水平方向旋转的驱动力，以实现放置于所述承重框架的所述齿轮轴于所述机器人工位和所述人工工位之间的切换；所述驱动机构用以提供所述承重框架沿竖直方向旋转的驱动力，以实现放置于所述承重框架的所述齿轮轴于水平状态和竖直状态之间的切换。

3.如权利要求2所述的齿轮箱自动化智能装配系统，其特征在于：

所述承重框架包括框架本体、承重支架、限位支架、齿轮箱托架和导向托架；

所述承重支架沿所述齿轮轴的径向方向转动设于所述框架本体，以沿竖直方向由下而上承托处于水平状态的所述齿轮轴；

所述限位支架沿所述齿轮轴的径向方向转动设于所述框架本体，以限位处于竖直状态的所述齿轮轴；

所述齿轮箱托架沿所述齿轮轴的径向方向转动设于所述框架本体，以沿竖直方向由下而上承托所述下箱体实现所述下箱体与所述上箱体合箱；

所述导向托架设于所述框架本体，所述导向托架可沿竖直方向做靠近或远离所述齿轮轴的往复运动，以沿竖直方向由下而上承托处于水平状态的所述齿轮轴，或以沿所述齿轮轴的径向方向挂设处于竖直状态的所述齿轮轴。

4.如权利要求3所述的齿轮箱自动化智能装配系统，其特征在于：

所述齿轮箱托架包括箱体托架、第二伸缩结构、水平导轨、水平滑块和水平驱动结构；

所述箱体托架的第九端转动设于所述框架本体，所述箱体托架的第十端设有用于承托所述下箱体的承托槽；

所述水平导轨设于所述框架本体；

所述水平滑块与所述水平导轨滑移连接；所述水平驱动结构与所述水平滑块连接，以实现所述水平滑块于所述水平导轨沿所述齿轮轴的轴线方向滑移；

所述第二伸缩结构的第十一端与所述框架本体连接，所述第二伸缩结构的第十二端与所述箱体托架的第十端转动连接，所述第二伸缩结构致动所述箱体托架的第十端绕所述箱体托架的第九端沿所述齿轮轴的径向方向转动，以实现所述承托槽靠近或远离所述齿轮轴。

5.如权利要求1所述的齿轮箱自动化智能装配系统，其特征在于：

所述人工工位对应所述齿轮箱还设有顶升装置，所述顶升装置用于顶升所述齿轮轴，所述顶升装置与所述扭矩工作站连接；所述扭矩工作站获取所述顶升装置顶升所述齿轮轴的顶升力值并将其传输给所述服务器。

6.如权利要求1所述的齿轮箱自动化智能装配系统，其特征在于：

所述扭矩工作站包括无线扭矩扳手和无线扭矩工作站，所述无线扭矩扳手和所述无线扭矩工作站无线连接，所述无线扭矩工作站与所述服务器连接，用于将所述作业数据传输给所述服务器；

所述无线扭矩扳手用于螺栓的预拧紧作业和拧紧作业、采集预拧紧作业对应的预拧紧数据以及拧紧作业对应的拧紧数据，并将采集的预拧紧数据和拧紧数据传输给所述无线扭矩工作站；所述作业数据包括预拧紧数据、拧紧数据；

所述无线扭矩工作站用于作业工具和作业人员信息管理，并将获取到的所述作业数据传输给所述服务器。

7.如权利要求1-6任意一项所述的齿轮箱自动化智能装配系统，其特征在于：

所述服务器获取每一所述多自由度翻转机根据齿轮箱合箱、大齿轮游隙调整和小齿轮入箱三个装配作业调整所述齿轮箱的位姿；并根据所述位姿将每一所述多自由度翻转机对应的所述机器人分配至对应的位置以拧紧该位姿对应的螺栓。

8.如权利要求1-6任意一项所述的齿轮箱自动化智能装配系统，其特征在于：

每一所述装配单元设有一安全防护装置，所述安全防护装置设于所述人工工位和机器人工位之间，以使所述人工工位和机器人工位相互独立。

9.如权利要求1-6任意一项所述的齿轮箱自动化智能装配系统，其特征在于，还包括：

套筒自动更换装置和机器人自动校验装置；所述机器人包括机器人本体以及安装于其的视觉识别传感器、电动拧紧轴和拧紧轴控制器；所述电动拧紧轴与所述拧紧轴控制器连接，所述拧紧轴控制器与所述服务器连接；所述套筒自动更换装置用于更换可替换安装于所述电动拧紧轴且用于拧紧螺栓的套筒；所述套筒自动更换装置与所述服务器连接；所述机器人自动校验装置用于所述电动拧紧轴的自动校验；所述机器人自动校验装置与所述服务器连接。

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