CN217316753U - 发动机零部件的压装定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发动机装配技术领域，尤其涉及一种发动机零部件的压装定位系统。本实用新型的压装定位系统包括：输送机构，其用于承载发动机并将其运输至预设工位，压装机构，其用于承载待安装件并将待安装件压装到发动机的预设部位处；位置检测单元，其设置在发动机的一侧，以检测发动机上的预设部位的空间位置信息；以及位置调整机构，其用于调整压装机构的位置，压装机构设置在位置调整机构上。本实用新型的压装定位系统，基于当前机型的发动机的空间位置，自动修正压装机构的位置，从而能够实现不同机型发动机的零部件的高精度安装，解决了多机型发动机的定位精度无法保证的问题。

Description

发动机零部件的压装定位系统

技术领域

本实用新型涉及发动机装配技术领域，尤其涉及一种发动机零部件的压装定位系统。

背景技术

在发动机生产装配过程中，涉及零部件过盈配合安装以满足密封性或模块化要求，如发动机飞轮轴承的装配，传统商用车飞轮轴承装配是通过定位工装手动将轴承砸入飞轮轴承安装孔，此时零件状态和安装随机性都会引起装配质量的波动，且随着过盈量的增加，员工的劳动强度不断提高，造成人机工程超标。

随着装配质量以及工作舒适性的更高要求，自动化率已经作为装配线规划的重要参数，电机/液压驱动并配置压力和位移传感器的自动压装设备慢慢应用在关键配合装配中。自动压装设备投入成本大，精度高，且需要配置高精度的机械安装配套装置，才能实现零部件的高精度安装。在多品种共线生产时，托盘和压机的位置均需基于发动机品种调整自身状态，满足工艺设计要求。

现有装配线位置调整均采用开环控制策略，即通过发动机样件设置伺服位置，并在PLC程序中进行预设，当识别到机型信息后，调用伺服位置调整程序，将压装设备和托盘状态调整到位，并通过位置传感器检测是否调整到位。现有调整策略仅可以保证单一机型的精度，当涉及多种机型混产时，很难实现多品种位置精度的全部保证。同时，一旦发动机飞轮轴承装配位于下线前区域或装配线后半区域，发动机的定位点很难统一，需要采用多工位，或者增加伺服定位的方法，以满足多机型定位要求。这大大增加了设备的复杂度和占地空间，且设备柔性差，无法基于需求快速扩展。

实用新型内容

本实用新型提供一种发动机零部件的压装定位系统，用于至少解决上一个技术问题。

本实用新型提供一种发动机零部件的压装定位系统，包括：

输送机构，其用于承载发动机并将其运输至预设工位，

压装机构，其用于承载待安装件并将所述待安装件压装到所述发动机的预设部位处；

位置检测单元，其设置在所述发动机的一侧，以检测所述发动机上的预设部位的空间位置信息；以及

位置调整机构，其用于调整所述压装机构的位置，所述压装机构设置在所述位置调整机构上；

其中，所述输送机构将所述发动机输送至预设工位后，所述位置检测单元检测所述发动机的预设部位的空间位置信息，所述位置调整机构根据检测到的所述空间位置信息调整所述压装机构的位置，以使所述待安装件能够与所述发动机的预设部位对准。

在一个实施方式中，所述位置检测单元为相机。

在一个实施方式中，所述相机的视场内设置有固定参考点。

在一个实施方式中，位置调整机构包括X向调整机构和Y向调整机构，

其中，所述X向调整机构能够带动所述压装机构沿X向往复移动，所述Y向调整机构能够带动所述压装机构沿Y向往复移动。

在一个实施方式中，还包括锁定机构，其中，所述输送机构带动所述发动机到达预设工位时，所述锁定机构将所述输送机构锁定。

在一个实施方式中，还包括推靠机构，其中，所述锁定机构将所述输送机构锁定后，所述推靠机构沿Z向与所述发动机远离所述压装机构的一侧相抵，以限制所述发动机在Z向的位置。

在一个实施方式中，所述推靠机构为气缸，

其中，所述锁定机构将所述输送机构锁定后，所述气缸的活塞杆沿Z向伸出，以与所述发动机远离所述压装机构的一侧相抵，从而限制所述发动机在Z向的位置。

在一个实施方式中，所述气缸的数量设置为两个，两个所述气缸沿所述发动机在Z向的中线对称设置。

在一个实施方式中，还包括控制器，所述控制器分别与所述输送机构、所述压装机构、所述位置检测单元和所述位置调整机构相连，以分别控制所述输送机构、所述压装机构、所述位置检测单元和所述位置调整机构执行相应的动作。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的压装定位系统，基于当前机型的发动机的空间位置，自动修正压装机构的位置，从而能够实现不同机型发动机的零部件的高精度安装，解决了多机型发动机位置无法精确保证的问题。

当多种机型混产时，无需设置每种机型的精定位机械结构装置，可大大节省多机型混产的工位空间。新增机型时，也无需增加定位，提高了装配线的柔性化程度，并降低了设备复杂度和成本，且有利于减小柔性化生产的调试周期。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。

图1是本实用新型的一个实施例中的发动机部件的压装定位系统的结构示意图；

图2是本实用新型的压装定位系统的控制原理示意图。

附图标记：

1、输送机构；2、位置检测单元；3、控制器；4、推靠机构；

5、发动机；

11、托盘；21、相机；41、气缸。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“X向”、“Y向”、“Z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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

其中，X向和Y向为竖直面上相互垂直的两个方向，Z向为X向和Y向所在竖直面垂直的方向。例如，X向为左右方向，Y向为上下方向，Z向为前后方向。

如图1中所示，本实用新型提供一种发动机5零部件的压装定位系统，其包括：输送机构1、压装机构、位置检测单元2和位置调整机构。其中，输送机构1用于承载发动机5并将其运输至预设工位；压装机构用于承载待安装件并将待安装件压装到发动机5的预设部位处；位置检测单元2设置在发动机5的一侧，以检测发动机5上的预设部位的空间位置信息；位置调整机构用于调整压装机构的位置，压装机构设置在位置调整机构上。

当输送机构1将发动机5输送至预设工位后，位置检测单元2检测发动机5的预设部位的空间位置信息，位置调整机构根据检测到的空间位置信息调整压装机构的位置，以使待安装件能够与发动机5的预设部位对准。

本实用新型的压装定位系统，基于当前机型的发动机5的空间位置，自动修正压装机构的位置，从而能够实现不同机型发动机5的零部件的高精度安装，解决了多机型发动机5位置无法精确保证的问题。

当多种机型混产时，无需设置每种机型的精定位机械结构装置，可大大节省多机型混产的工位空间。新增机型时，也无需增加定位，提高了装配线的柔性化程度，并降低了设备复杂度和成本，且有利于减小柔性化生产的调试周期。

本实用新型的压装定位系统尤其适用于发动机5飞轮轴承的安装。即，上述的待安装件可以是飞轮轴承，上述的发动机5的预设部位为发动机5上的飞轮轴承的安装孔，上述的预设工位为飞轮轴承的压装工位。

需要说明地是，发动机5设置在输送机构1的托盘11上。

在一个实施例中，位置检测单元2为相机21。

其中，输送机构1将发动机5输送至预设工位后，相机21拍摄发动机5的图像，相机21基于图像识别技术获取发动机5的预设部位的空间位置信息，即坐标数据(x，y)。

具体地，相机21的视场内设置有固定参考点。换言之，固定参考点的位置作为坐标系的原点。

上述的相机21为智能相机。

本实施例中，采用相机21作为位置检测单元2，基于相机21的图像检测功能，将现有的压装系统由开环状态升级到闭环伺服状态，实现低成本、高精度压装环境的搭建。

在一个实施例中，位置调整机构包括X向调整机构和Y向调整机构。其中，X向调整机构能够带动压装机构沿X向往复移动，Y向调整机构能够带动压装机构沿Y向往复移动。

在一个实施方式中，X向调整机构设置Y向调整机构上，压装机构设置在X向调整机构上，其中，X向调整机构直接带动压装机构沿X向往复移动，以实现X向的位置调整，Y向调整机构带动X向调整机构沿Y向往复移动，进而实现压装机构的Y向的位置调整。

在另一实施方式中，Y向调整机构设置X向调整机构上，压装机构设置在Y向调整机构上，其中，Y向调整机构直接带动压装机构沿Y向往复移动，以实现Y向的位置调整，X向调整机构带动Y向调整机构沿X向往复移动，进而实现压装机构的X向的位置调整。

具体地，X向调整机构和Y向调整机构均可以采用伺服电机与丝杠副的结构。其中，伺服电机带动丝杠副的丝杠转动，从而能够转化为螺母在直线上的运动。

在一个实施例中，压装定位系统还包括锁定机构和推靠机构4。

其中，输送机构1带动发动机5到达预设工位时，锁定机构将输送机构1锁定。当锁定机构将输送机构1锁定后，推靠机构4沿Z向与发动机5远离压装机构的一侧相抵，以限制发动机5在Z向的位置，从而确保压装过程中发动机5的位置固定。

具体地，推靠机构4为气缸41。其中，锁定机构将输送机构1锁定后，气缸41的活塞杆沿Z向伸出，以与发动机5远离压装机构的一侧相抵，从而限制发动机5在Z向的位置。

进一步具体地，气缸41的数量设置为两个，两个气缸41沿发动机5在Z向的中线对称设置，以提供足够且均匀地Z向支撑力。

在一个实施例中，压装定位系统还包括控制器3，控制器3分别与输送机构1、压装机构、位置检测单元2和位置调整机构相连，以分别控制输送机构1、压装机构、位置检测单元2和位置调整机构执行相应的动作。

其中，上述的控制器3为可编程逻辑控制器(PLC)。

如图2中所示，控制器3控制输送机构1将发动机5输送至预设工位处，发动机5到达预设工位处后，控制位置检测单元2检测当前发动机5的预设部位的空间位置信息(x，y)，控制器3对获取的空间位置信息进行处理后计算出压装机构的位置补偿数据(Δx，Δy)，然后控制器3控制位置调整机构对压装机构的位置进行相应地调整，使待安装件与发动机5的预设部位对准，然后控制器3控制压装机构将待安装件安装到发动机5的预定部位上。

此外，控制器3还可以从工厂Mes系统获取不同机型的发动机5在该预设工位的装配信息。装配信息包括位置调整程序、压装程序等。

具体地，相机21与控制器3的通信模式采用Profinet或者TCP/IP通信协议。

优选地，控制器3内设置有报警模块。考虑到相机21的图像识别技术抗干扰能力差，如光照度会改变图像的灰度值，进而影响参考点或目标点的拾取，以及相机安装位置被人为干预后，会改变相机焦距进而影响发动机5的预设部位的空间位置检测值(x，y)，因此在控制器3中分别设置横坐标x和纵坐标y的上下公差，一旦触发后，控制器3会丢弃位置相机21的检测数据的补偿功能，同时基于现场要求通过报警模块发出报警信号，以提示故障或进行警告。

下面以飞轮轴承的安装为例，具体说明本实用新型的压装定位系统的工作流程。

(1)在飞轮轴承的压装工位的一侧固定位置安装相机21，并在相机视场内安装固定参考点，作为位置检测的位置固定点。

(2)将压装机构设置在位置调整机构上，可实现不同空间位置的轴承压装，兼容多机型飞轮轴承安装孔的空间位置不同的状态。

(3)输送机构1的托盘11载着发动机5达到压装工位后，PLC读取托盘11Moby信息并反馈工厂Mes系统，Mes将本机型在当前工位的装配信息下发至PLC，下发的装配信息包括位置调整程序、压装程序等。

(4)PLC收到位置调整程序后，使锁定机构将托盘11锁定，并启动推靠机构4沿Z向与发动机5的后侧面相低，以固定发动机5的位置。

(5)PLC发送启动信号到相机21，相机21基于图像识别技术获取飞轮轴承安装孔的空间位置信息，坐标数据(x，y)，并基于DB信息反馈至PLC。

(6)PLC将坐标数据(x，y)进行处理后，对当前机型的伺服位置(X，Y)，即压装机构当前所在的位置，进行补偿(Δx，Δy)，其中，Δx＝x-X；Δy＝y-Y。

补偿后的压装机构的目标位置的坐标数据与当前发动机5的坐标数据相同，从而保证了飞轮轴承与飞轮安装孔的同轴度。

(7)考虑相机图像识别技术抗干扰能力差，如光照度会改变图像的灰度值，进而影响参考点或目标点的拾取，以及相机安装位置被人为干预后，会改变相机焦距进而影响飞轮轴承安装孔的空间位置检测值(坐标数据x，y)，因此在PLC中增加x，y的上下公差，一旦触发后PLC会丢弃相机检测数据的补偿功能，同时基于现场要求抛出故障或警告。

本实施例中，在飞轮轴承压装视场范围内增加相机，通过相机识别后微伺服修正压装机构的空间位置，实现压装机构与飞轮轴承安装孔的高同轴度。

经对比，基于现有的压装系统，发动机5的定位精度低于0.2mm，而采用本实用新型的压装定位系统，可将发动机5的定位精度提高到0.1mm。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (9)

1.一种发动机零部件的压装定位系统，其特征在于，包括：

输送机构，其用于承载发动机并将其运输至预设工位，

压装机构，其用于承载待安装件并将所述待安装件压装到所述发动机的预设部位处；

位置检测单元，其设置在所述发动机的一侧，以检测所述发动机上的预设部位的空间位置信息；以及

位置调整机构，其用于调整所述压装机构的位置，所述压装机构设置在所述位置调整机构上；

其中，所述输送机构将所述发动机输送至预设工位后，所述位置检测单元检测所述发动机的预设部位的空间位置信息，所述位置调整机构根据检测到的所述空间位置信息调整所述压装机构的位置，以使所述待安装件能够与所述发动机的预设部位对准。

2.根据权利要求1所述的压装定位系统，其特征在于，所述位置检测单元为相机。

3.根据权利要求2所述的压装定位系统，其特征在于，所述相机的视场内设置有固定参考点。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的压装定位系统，其特征在于，位置调整机构包括X向调整机构和Y向调整机构，

其中，所述X向调整机构能够带动所述压装机构沿X向往复移动，所述Y向调整机构能够带动所述压装机构沿Y向往复移动。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的压装定位系统，其特征在于，还包括锁定机构，其中，所述输送机构带动所述发动机到达预设工位时，所述锁定机构将所述输送机构锁定。

6.根据权利要求5所述的压装定位系统，其特征在于，还包括推靠机构，其中，所述锁定机构将所述输送机构锁定后，所述推靠机构沿Z向与所述发动机远离所述压装机构的一侧相抵，以限制所述发动机在Z向的位置。

7.根据权利要求6所述的压装定位系统，其特征在于，所述推靠机构为气缸，

其中，所述锁定机构将所述输送机构锁定后，所述气缸的活塞杆沿Z向伸出，以与所述发动机远离所述压装机构的一侧相抵，从而限制所述发动机在Z向的位置。

8.根据权利要求7所述的压装定位系统，其特征在于，所述气缸的数量设置为两个，两个所述气缸沿所述发动机在Z向的中线对称设置。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的压装定位系统，其特征在于，还包括控制器，所述控制器分别与所述输送机构、所述压装机构、所述位置检测单元和所述位置调整机构相连，以分别控制所述输送机构、所述压装机构、所述位置检测单元和所述位置调整机构执行相应的动作。

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