CN117300612A - 一种传动轴固定端节组装设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种传动轴固定端节组装设备，包括作业台和工位转运机构，作业台顶部台板上竖直布置有支撑背板；台板上设有星形套定位机构、保持架定位机构、钢球导引机构，台板上沿竖直方向贯穿有作业孔，台板上还设有钟形壳旋转机构，钟形壳旋转机构与作业孔沿竖直方向对位布置；支撑背板上设有钟形壳定向机构，支撑背板上设有星形套摆动机构，该水平摆轴的延伸方向与钢球导引机构对钢球的导引方向垂直。该传动轴固定端节组装设备能够便捷高效地实现传动轴固定端节的精密组装，降低工作人员劳动强度和人工成本。

Description

一种传动轴固定端节组装设备

技术领域

本发明涉及汽车传动轴配件组装配套设备技术领域，特别涉及一种传动轴固定端节组装设备。

背景技术

传动轴固定端节在车辆运转过程中用于传递动力及扭矩，同时可以实现汽车的转向，是汽车传动轴的关键部件。随着汽车行业的发展，整车产量不断增加，相应地，汽车传动轴固定端节的产量也在逐步增加，同时，对于传动轴固定端节的生产效率和产品质量控制的要求也在逐步加强。

现阶段，对于传动轴固定端节一直采用传统手工装配，由操作工人手工完成传动轴的星型套、保持架、钟形壳等部件之间的精密配合，且上述各适配部件必须按照某一特定角度才能完成装配，实际操作时的装配难度较大，组装作业严重依赖操作者的熟练程度，装配过程可控度极低。

此外，上述传统手工装配方式，导致操作者的劳动强度大，组件装配效率低下，人工成本较高，并且实际装配操作时由于完全依靠手工作业，极易出现错装、漏装的情况，返工率高，严重影响了传动轴固定端节的产品组装效果和整体装配效率。

有鉴于此，如何便捷高效地实现传动轴固定端节的精密组装，降低工作人员劳动强度和人工成本是本领域技术人员目前需要解决的重要技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种传动轴固定端节组装设备，该传动轴固定端节组装设备能够便捷高效地实现传动轴固定端节的精密组装，降低工作人员劳动强度和人工成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种传动轴固定端节组装设备，包括控设置于地面的作业台和工位转运机构，所述作业台顶部具有水平布置的台板，所述台板的顶面上竖直布置有支撑背板；

所述台板上设置有能够与星形套定位拆装适配的星形套定位机构、能够与保持架定位拆装适配的保持架定位机构、能够引导钢球对位装入星形套球道内的钢球导引机构，所述台板上沿竖直方向贯穿有作业孔，所述台板上还设置有能够带动钟形壳旋转的钟形壳旋转机构，所述钟形壳旋转机构与所述作业孔沿竖直方向对位布置；

所述支撑背板上设置有与钟形壳适配的钟形壳定向机构，所述支撑背板上还设置有能够带动星形套绕水平摆轴往复摆动的星形套摆动机构，且该水平摆轴的延伸方向与所述钢球导引机构对钢球的导引方向垂直。

优选地，所述工位转运机构包括固定设置于地面的基座，所述基座上设置有能够往复摆动及升降的机械臂，所述机械臂的作业端设置有能够夹持钟形壳的第一夹爪工装以及能够夹持星形套合保持架的第二夹爪工装。

优选地，所述星形套摆动机构包括固定于所述支撑背板上的后固定板，所述后固定板上升降设置有摆动移动板，所述摆动移动板上沿水平方向依次设置有传动适配的摆动电机、摆动减速机、摆动转轴以及摆动工装，所述摆动工装能够与星形套的内孔对位插装适配。

优选地，所述钟形壳旋转机构包括水平布置的固定底板以及竖直布置于所述固定底板一侧的固定立板，所述固定底板通过固定立柱悬吊布置于所述台板的底部，所述固定底板上设置有传动配合的旋转电机、旋转减速机以及旋转轴，所述旋转轴的顶部同轴布置有能够与钟形壳适配的钟形壳支撑工装。

优选地，所述旋转轴的外周部同轴套设有夹持锥套，所述夹持锥套的外径自下而上递增，所述夹持锥套上设置有与旋转轴对位适配以夹紧钟形壳的夹爪，所述夹持锥套的外部对位设置有能够与所述夹持锥套的外壁抵接联动的升降环，所述固定底板上设置有能够带动所述升降环往复升降的推动气缸。

优选地，所述钢球导引机构包括位于台板上方的小球筛选料道，所述小球筛选料道的底部与所述台板的顶面之间连接有支撑法兰轴，所述小球筛选料道内设置有小球筛选工装；

所述小球筛选料道的顶部连接有大球筛选料道，所述大球筛选料道内设置有大球筛选工装；

所述大球筛选工装和所述小球筛选工装的下游分别通过落料通道连通有集料盒。

优选地，所述钟形壳定向机构包括位于底部的钟形壳定位工装以及固定设置于支撑背板上的前固定板，所述前固定板上升降设置有定向移动板，所述定向移动板上传动设置有定向伺服电机、定向减速机、定向转轴以及定向工装，所述定向工装能够与钟形壳的球道对位适配。

优选地，所述星形套定位机构包括固定于台板上的星形套定位底座、同轴对称布置于所述星形套定位底座两侧的星形套定位工装，还包括能够带动两所述星形套定位工装相向或背向移动的星形套定位气缸，所述星形套定位工装能够与星形套球道对位卡接适配。

优选地，所述保持架定位机构包括设置于台板上的保持架定位底座、同轴对称布置于所述保持架定位底座两侧的保持架定位工装，还包括能够带动两所述保持架定位工装相向或背向移动的保持架定位气缸，所述保持架定位工装能够与保持架的钢球窗口对位卡接适配。

优选地，所述支撑背板包括竖直布置的立板以及固定设置于台板上的两个支座，两所述支座对称布置于所述立板的两侧，所述支座的底部具有能够调整所述立板沿水平方向上的位置的调整组件。

相对上述背景技术，本发明所提供的传动轴固定端节组装设备，其工作运行过程中，通过各机构的协同配合，实现了对传动轴固定端节的星形套、钟形壳以及钢球等部件的流畅对接与组装，各机构均集成于台板处，使得各工位的布置更加紧凑有序，同时利用工位转运装置实现对传动轴固定端节各部件的取放，由此实现各部件的工位转换，大幅降低了工作人员的劳动强度和人力成本，并有效提高了各部件的对位精度和组装效率。

附图说明

为了更清楚地说明本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本发明的一些实施例，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。

图1为本发明一种具体实施方式所提供的传动轴固定端节组装设备的左侧视角轴测图；

图2为图1的右侧视角轴测图；

图3为图1中作业台的轴测图；

图4为图1中支撑背板的轴测图；

图5为图1中星形套定位机构的轴测图；

图6为图1中保持架定位机构的轴测图；

图7为图1中工位转运机构的轴测图；

图8为图1中钢球导引机构的正向轴测图；

图9为图8的背向轴测图；

图10为图1中钟形壳旋转机构的轴测图；

图11为图10的仰视轴测图；

图12为图1中钟形壳定向机构的轴测图；

图13为图1中星形套摆动机构的轴测图；

图14为传动轴固定端节的装配结构剖视图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种传动轴固定端节组装设备，该传动轴固定端节组装设备能够便捷高效地实现传动轴固定端节的精密组装，降低工作人员劳动强度和人工成本。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请结合参考图1至图14。

在具体实施方式中，本发明所提供的传动轴固定端节组装设备，其星型套定位机构3、保持架定位机构4安装固定在作业台1的台板101上，可以对星型套111和保持架112进行定位；钟形壳定向机构5安装固定在支撑背板2上，钟形壳定向机构5可以做升降运动；工位转运机构6固定在地面上，可以在各工位间对产品工件进行搬运和装配；星型套摆动机构7安装固定在支撑背板2上，星型套摆动机构7可以做升降运动和偏摆运动，其偏摆运动中心与固定端节偏摆中心一致；钟形壳旋转机构8安装固定在作业台1的台板101下，钟形壳旋转机构8可以做旋转运动，其旋转中心与工件轴线一致；钢球导引机构9安装固定在作业台1的台板101上，钢球导引机构9可以对钢球114进行滚动导引。

本方案中各功能组件和动作机构的联动控制及协同配合，一般选用能够与各类传感器通信配合的PLC(Programmable Logic Controller的首字母缩写，即，可编程逻辑控制器)控制器来实现，也可根据实际工况和组件适配需求，选用电子计算机或是其他类型的控制设备来实现。

作业台1的组件结构中，台板101连接固定在方管焊接组架102上方，方管焊接组架102使用地脚103放置到地面上。

支撑背板2的组件结构中，立板201连接固定在两个支座202侧面，两个支座202安装固定在作业台1的台板101上，并且可以通过调整块203实现前后位置调整，用以校准设备工作中心。此处调整块203的位置调节，可以是通过水平方向布置的长孔与螺栓对位插装病滑动适配实现，也可以是通过导轨实现，还可以是通过其他能够达到相对位置调整的动作机构实现。

星型套定位机构3的组件结构中，星型套定位底座301安装固定在作业台1的台板101上，星型套定位工装303安装在星型套定位底座301两侧，由星型套定位气缸302活塞杆带动向前运动，星型套111上料至星型套定位底座301上之后，两侧星型套定位气缸302活塞杆同时伸出，带动星型套定位工装303接触到星型套球道115，对星型套111进行定位。

保持架定位机构4的组件结构中，保持架定位底座401安装固定在作业台1的台板101上，保持架定位工装403安装在保持架定位底座401两侧，由保持架定位气缸402活塞杆带动向前运动，保持架112上料至保持架定位底座401上之后，两侧保持架定位气缸402同时伸出，带动保持架定位工装403接触到保持架钢球窗口116，对保持架112进行定位。

钟形壳定向机构5的组件结构中，整个组件底部安装有钟形壳定位工装501，钟形壳定位工装501安装固定在作业台1的台板101上，上方安装有前固定板502，前固定板502安装固定在支撑背板2的立板201上，升降气缸503安装在前固定板502上，其活塞杆可以带动定向移动板504升降，定向移动板504与前固定板502之间通过导轨505实现相对移动，定向移动板504上安装有定向伺服电机506、定向减速机507、定向转轴508和定向工装509，各部件的旋转中心与下方钟形壳定位工装501的中心一致。工作过程中，升降气缸503活塞杆伸出，带动定向移动板504下降，使定向工装509接触钟形壳113，定向伺服电机506启动正转，通过定向减速机507带动定向转轴508和定向工装509旋转，当定向工装509与钟形壳球道117对正并进入钟形壳球道117内之后，定向伺服电机506切换至反转，带动钟形壳113同步反转，直至其中一个钟形壳球道117到达特定位置停止，升降气缸503活塞杆缩回，带动定向移动板504回原位，完成钟形壳113定向作业，实现其方向定位。

工位转运机构6的组件结构中，机械臂601安装固定在基座602上，基座602与地面通过膨胀螺栓固定；机械臂手臂上通过安装板603与第一气爪604和第二气爪606安装固定在一起，第一气爪604前端安装有第一夹爪工装605，可以夹持钟形壳113，钟形壳113在完成定向后，由机械臂601带动第一夹爪工装605夹持钟形壳113，将其搬运至钟形壳旋转机构8上；第二气爪606前端安装有第二夹爪工装607，可以夹持星型套111和保持架112，星型套111和保持架112在完成各自的定位后，由机械臂601带动第二夹爪工装607夹持星型套111，将其搬运至保持架定位机构4处，并按特定角度将星型套111精准装入保持架112内，并将星型套球道115与保持架钢球窗口116对正；机械臂601带动第二夹爪工装607同时夹持星型套111和保持架112，将其搬运至钟形壳旋转机构8处，并再次按特定角度将星型套111和保持架112同时精准装入钟形壳113内，并将星型套球道115与钟形壳球道117对正；在将星型套111和保持架112同时精准装入钟形壳113内的过程中，钢球导引机构9送出一个钢球114至钟形壳球道117内，使得星型套111和保持架112与钟形壳113相对位置锁定。

星型套摆动机构7的组件结构中，后固定板701安装固定在支撑背板2的立板201上，摆动升降气缸702安装在后固定板701上，其活塞杆可以带动摆动移动板703升降，摆动移动板703与后固定板701之间通过导轨704实现相对移动，摆动移动板703上安装有摆动伺服电机705、摆动减速机706、摆动转轴707和摆动工装708，其偏摆运动中心与固定端节偏摆中心一致。工作过程中，摆动升降气缸702活塞杆伸出，带动摆动移动板703下降，使摆动工装708插入到星型套111内孔内，摆动伺服电机705启动正转，通过摆动减速机706带动摆动转轴707和摆动工装708旋转，摆动工装708带动星型套111和保持架112偏摆至特定角度，钢球导引机构9送出一个钢球114通过保持架钢球窗口116与星型套球道115配合，摆动伺服电机705切换至反转，带动星型套111和保持架112偏摆回原位。下部钟形壳旋转机构8带动钟形壳旋转一个特定角度，摆动伺服电机705再次启动正转，使下一个保持架钢球窗口116正对钢球导引机构9钢球出口，再次装入一个钢球114至星型套球道115，摆动伺服电机705再次切换至反转，带动星型套111和保持架112偏摆回原位，如此往复动作，直至装配完成后，摆动升降气缸702活塞杆缩回，带动摆动移动板703回原位。

钟形壳旋转机构8的组件结构中，固定底板801和固定立板802连接在一起，通过固定立柱803安装固定在作业台1的台板101下，固定底板801上安装有旋转电机804、旋转减速机805，旋转电机804通过旋转减速机805输出旋转扭矩后，通过同步带806传递到旋转轴807，旋转轴807底部安装在固定底板801上，旋转轴807中部安装在主轴箱808内，主轴箱808固定在固定立板801上，旋转轴807上部中心安装有钟形壳支撑工装809，用于支撑钟形壳113，旋转轴807外圈安装有夹持锥套810，夹持锥套810的外径自下而上递增.夹持锥套810与旋转轴807之间装有四个夹爪811，夹持锥套810可以升降运动，实现推动夹爪811夹紧钟形壳113，保证钟形壳133可以稳定旋转；固定底板801上装有两个推动气缸812，推动气缸812活塞杆可以带动升降环813进行升降运动，升降环813通过滚轮814与夹持锥套810配合，为夹持锥套810的升降运动提供动力。

钢球导引机构9的组件结构中，支撑法兰轴901下部安装固定在作业台1的台板101上，支撑法兰轴901上部安装在小球筛选料道902底部，大球筛选料道903底部与小球筛选料道902顶部连接固定，大球筛选工装904和小球筛选工装905分别安装在大球筛选料道903和小球筛选料道902内。焊接支脚906下部安装固定在作业台1的台板101上，焊接支脚906上部安装有支撑板907，钢球分料气缸908、钢球送料气缸909和钢球推料气缸910安装固定在支撑板907上，钢球分料气缸908活塞杆可以带动钢球分料机构911前后移动，钢球送料气缸909活塞杆可以带动钢球送料机构912前后移动，钢球推料气缸910活塞杆可以带动钢球推料机构913在钢球送料机构912的钢球通道中前后滑动，钢球分料机构911和钢球送料机构912分别通过第一导轨914和第二导轨915与支撑板907实现相对移动。

钢球114从大球筛选料道903进料口进入，沿大球筛选料道903向前滚动，在经过大球筛选工装904时，如果钢球114直径大于钢球114直径允许最大值时，钢球114继续向前滚动，进入大球落料通道916内，最终进入大球集料盒917；如果钢球114直径小于或等于钢球114直径允许最大值，则钢球114通过大球筛选工装904的开口向下落入小球筛选料道902内，沿小球筛选料道902向前滚动。在经过小球筛选工装905时，如果钢球114直径小于钢球114直径允许最小值时，钢球114通过小球筛选工装905的开口向下落入小球落料通道918内，最终进入小球集料盒919；如果钢球114直径大于或等于钢球114直径允许最小值，则钢球114继续向前滚动，进入钢球分料机构911内，钢球分料气缸908活塞杆缩回，带动钢球分料机构911向后移动。

每次钢球分料机构911移动可实现仅一个钢球114进入到钢球分料机构911内，钢球送料气缸909活塞杆伸出，带动钢球送料机构912向前移动，使得钢球分料机构911的钢球通道与钢球送料机构912的钢球通道对正，钢球114向下进入到钢球送料机构912的钢球通道内，钢球推料气缸910活塞杆伸出，带动钢球推料机构913向前滑动，将钢球114推出，使钢球114通过保持架钢球窗口116与星型套球道115配合，完成固定端节钢球114的装配。

所述传动轴固定端节组装设备结构新颖、动作精度高、运行稳定、操作简便、作业成功率高，实现了一次上料，设备全自动定向和定位、自动筛选钢球、自动装配功能，有效的减小了对操作者的操作经验的依赖度，大大降低了操作者劳动强度，提高了产品装配质量和装配效率，克服了传统装配工艺的缺陷，是一种全新的自动化设备。

以上对本发明所提供的传动轴固定端节组装设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种传动轴固定端节组装设备，其特征在于，包括设置于地面的作业台和工位转运机构，所述作业台顶部具有水平布置的台板，所述台板的顶面上竖直布置有支撑背板；

所述台板上设置有能够与星形套定位拆装适配的星形套定位机构、能够与保持架定位拆装适配的保持架定位机构、能够引导钢球对位装入星形套球道内的钢球导引机构，所述台板上沿竖直方向贯穿有作业孔，所述台板上还设置有能够带动钟形壳旋转的钟形壳旋转机构，所述钟形壳旋转机构与所述作业孔沿竖直方向对位布置；

所述支撑背板上设置有与钟形壳适配的钟形壳定向机构，所述支撑背板上还设置有能够带动星形套绕水平摆轴往复摆动的星形套摆动机构，且该水平摆轴的延伸方向与所述钢球导引机构对钢球的导引方向垂直。

2.如权利要求1所述的传动轴固定端节组装设备，其特征在于，所述工位转运机构包括固定设置于地面的基座，所述基座上设置有能够往复摆动及升降的机械臂，所述机械臂的作业端设置有能够夹持钟形壳的第一夹爪工装以及能够夹持星形套合保持架的第二夹爪工装。

3.如权利要求1所述的传动轴固定端节组装设备，其特征在于，所述星形套摆动机构包括固定于所述支撑背板上的后固定板，所述后固定板上升降设置有摆动移动板，所述摆动移动板上沿水平方向依次设置有传动适配的摆动电机、摆动减速机、摆动转轴以及摆动工装，所述摆动工装能够与星形套的内孔对位插装适配。

4.如权利要求1所述的传动轴固定端节组装设备，其特征在于，所述钟形壳旋转机构包括水平布置的固定底板以及竖直布置于所述固定底板一侧的固定立板，所述固定底板通过固定立柱悬吊布置于所述台板的底部，所述固定底板上设置有传动配合的旋转电机、旋转减速机以及旋转轴，所述旋转轴的顶部同轴布置有能够与钟形壳适配的钟形壳支撑工装。

5.如权利要求4所述的传动轴固定端节组装设备，其特征在于，所述旋转轴的外周部同轴套设有夹持锥套，所述夹持锥套的外径自下而上递增，所述夹持锥套上设置有与旋转轴对位适配以夹紧钟形壳的夹爪，所述夹持锥套的外部对位设置有能够与所述夹持锥套的外壁抵接联动的升降环，所述固定底板上设置有能够带动所述升降环往复升降的推动气缸。

6.如权利要求1所述的传动轴固定端节组装设备，其特征在于，所述钢球导引机构包括位于台板上方的小球筛选料道，所述小球筛选料道的底部与所述台板的顶面之间连接有支撑法兰轴，所述小球筛选料道内设置有小球筛选工装；

所述小球筛选料道的顶部连接有大球筛选料道，所述大球筛选料道内设置有大球筛选工装；

所述大球筛选工装和所述小球筛选工装的下游分别通过落料通道连通有集料盒。

7.如权利要求1所述的传动轴固定端节组装设备，其特征在于，所述钟形壳定向机构包括位于底部的钟形壳定位工装以及固定设置于支撑背板上的前固定板，所述前固定板上升降设置有定向移动板，所述定向移动板上传动设置有定向伺服电机、定向减速机、定向转轴以及定向工装，所述定向工装能够与钟形壳的球道对位适配。

8.如权利要求1所述的传动轴固定端节组装设备，其特征在于，所述星形套定位机构包括固定于台板上的星形套定位底座、同轴对称布置于所述星形套定位底座两侧的星形套定位工装，还包括能够带动两所述星形套定位工装相向或背向移动的星形套定位气缸，所述星形套定位工装能够与星形套球道对位卡接适配。

9.如权利要求1所述的传动轴固定端节组装设备，其特征在于，所述保持架定位机构包括设置于台板上的保持架定位底座、同轴对称布置于所述保持架定位底座两侧的保持架定位工装，还包括能够带动两所述保持架定位工装相向或背向移动的保持架定位气缸，所述保持架定位工装能够与保持架的钢球窗口对位卡接适配。

10.如权利要求1所述的传动轴固定端节组装设备，其特征在于，所述支撑背板包括竖直布置的立板以及固定设置于台板上的两个支座，两所述支座对称布置于所述立板的两侧，所述支座的底部具有能够调整所述立板沿水平方向上的位置的调整组件。