CN111958235B - 汽车空调分风总成旋转装配机构及装配工装 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车空调分风总成旋转装配机构及装配工装，该旋转装配机构，包括底板，底板上设有旋转轴、旋转定位销和旋转缓冲平衡吊，旋转缓冲平衡吊通过扣环设置在底板一侧，底板绕旋转轴旋转时，旋转缓冲平衡吊反向拉住底板，旋转到位后，通过旋转定位销进行定位；扣环的圆心位于旋转装配机构的质量中心线上，扣环的半径R满足R＝D/2+A+2mm，D为底板上的扣环安装孔直径，A为底板上扣环安装孔距离其边沿距离。通过在底板上设置旋转缓冲平衡吊，通过旋转即可实现正、反两面的同时装配，减少了分风单元的拿取、放置动作，节省了工位的占地面积，利于空调生产线的整体布局；旋转缓冲平衡吊采用标准件平衡吊，在保证安全性的同时，节省了成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车硅油风扇，尤其是涉及一种汽车空调分风总成旋转装配机构。
背景技术
如图1所示，分风总成包括模式侧运动机构(包含除霜风门摆臂0.11、模式盘0.12、模式盘盖板0.13、模式执行器0.14、吹脚风门摆臂0.15、吹脸风门摆臂0.16、吹脚风门过渡摆臂)、混合侧运动机构(包含上混合过渡摆臂0.21、混合连杆0.22、上混合摆臂0.23、混合执行器0.24、下混合摆臂0.25)和分风合件0.3。
现有的分风总成装配时，一般采用双工位方式进行装配：即在第一工位对模式侧运动机构进行装配，在第二工位对混合侧运动机构进行装配。由于双工位的缘故，导致装配工装体积庞大，占地面积大，不利于空调生产线的整体布局。
且现有的分风总成装配工装未设置装配提示系统，由于分风总成的装配难度较大，操作工往往不易熟练掌握分风总成的装配技巧。现有的分风总成装配机构未设置风门位置检测系统，分风位置的检测工作往往被安排在最终检测工位，这样不仅增加了调试的难度，而且在最终检测工位，混合风门经常被鼓风总成所遮挡，传感器无法直接识别混合风门，增加了风门检测的难度。
发明内容
为解决以上问题，本发明提供一种汽车空调分风总成旋转装配机构及装配工装，通过旋转即可实现正、反两面的同时装配，大大减少了占地面积，有利于生产线的整体优化布局。
本发明采用的技术方案是：一种汽车空调分风总成旋转装配机构，包括底板，其特征在于：所述底板上设有旋转轴、旋转定位销和旋转缓冲平衡吊，所述旋转缓冲平衡吊通过扣环设置在底板一侧，所述底板绕旋转轴旋转时，所述旋转缓冲平衡吊反向拉住底板，起到缓冲作用，旋转到位后，通过旋转定位销进行定位；所述扣环的圆心位于旋转装配机构的质量中心线上，所述扣环的半径R满足R＝D/2+A+2mm，D为底板上的扣环安装孔直径，A为底板上扣环安装孔距离其边沿距离。
作为优选，所述底板上扣环安装孔距离其边沿距离A为6mm～10mm。
作为优选，所述扣环安装孔直径D为18mm～22mm。
作为优选，所述底板的旋转半径RX为200mm～800mm。
作为优选，所述底板上设有用于对分风总成底部进行支撑的除霜口支撑、吹脸口支撑和右壳体中部支撑；所述底板上设有用于对装配混合侧零件进行支撑，防止风门变形的下混合风门支撑和上混合风门支撑；所述底板上设有用于对分风总成进行固定，防止产品在旋转时掉落的分风总成第一锁紧气缸和分风总成第二锁紧气缸；所述底板上设有防止在夹紧失效时对零件进行最后一道阻挡，防止发生安全事故的防零件掉落安全托。
作为优选，所述底板上设有旋转把手。
一种汽车空调分风总成装配工装，包括集成料盒、风门位置检测传感器组、装配提示显示器、螺钉枪、机构台架和PLC控制装置，其特征在于：具有上述的旋转装配机构，旋转装配机构位于机构台架内侧居中位置，所述风门位置传感器组位于旋转装配机构表面，带光栅信号触发的所述集成料盒位于机构台架的左侧，所述装配提示显示器位于机构台架的内侧靠上位置，所述PLC系统位于机构台架靠右位置，所述螺钉枪位于机构台架的顶部。
作为优选，所述旋转缓冲平衡吊左侧通过对应的扣环与底板勾连，所述旋转缓冲平衡吊右侧通过对应的扣环与旋转平衡吊安装支架勾连，所述旋转平衡吊安装支架通过螺纹与机构台架扭结。
作为优选，所述旋转轴通过螺纹及对应螺钉扭结在机构台架上，所述旋转定位销通过螺纹及对应螺钉扭结在机构台架上。
本发明取得的有益效果是：
1、通过在底板上设置旋转缓冲平衡吊，通过旋转即可实现正、反两面的同时装配，减少了分风单元的拿取、放置动作，节省了工位的占地面积，利于空调生产线的整体布局；
2、旋转缓冲平衡吊采用标准件平衡吊，成本较低；通过平衡吊实现底板180°旋转后的缓冲(分风机构及装配台总重量超过20Kg，旋转时有较大冲击力)，无需使用专用的旋转控制机构，在保证安全性的同时，节省了成本；
3、在装配工装上设置带光栅信号触发的集成料盒，通过光栅的拿取触发，识别取料信号，上位机上同步显示装配的图片，提高了设备智能程度，解决了操作工不易熟练掌握分风总成装配技巧的问题；
4、在装配工装上设置风门位置检测传感器组，实现装配完即检测，有效降低了终检工位的负荷，缩短了调试周期。
附图说明
图1为汽车空调分风总成结构示意图；
图2-3为本发明的旋转装配机构结构示意图；
图4为旋转缓冲平衡吊在底板上安装示意图；
图5为本发明的装配工装结构示意图；
图6为本发明的集成料盒结构示意图；
图7为本发明的风门位置检测传感器组结构示意图；
图8为本发明的装配提示显示器结构示意图；
图9为本发明的PLC系统结构示意图；
图10为本发明的螺钉枪结构示意图；
图11为本发明的机构台架结构示意图；
附图标记：0.11、除霜风门摆臂；0.12、模式盘；0.13、模式盘盖板；0.14、模式执行器；0.15、吹脚风门摆臂；0.16、吹脸风门摆臂；0.17、吹脚风门过渡摆臂；0.21、上混合过渡摆臂；0.22、混合连杆；0.23、上混合摆臂；0.24、混合执行器；0.25、下混合摆臂；
1、集成料盒；1.1、料盒支架；1.2、不锈钢料盒；1.3、光栅组件；2、旋转装配机构；2.1、底板；2.2、分风总成第一锁紧气缸；2.3、上混合风门装配支撑；2.4、防零件掉落安全托；2.5、旋转定位销；2.6、下混合风门装配支撑；2.7、分风总成第二锁紧气缸；2.8、扣环；2.9、旋转缓冲平衡吊；2.10、旋转平衡吊安装支架；2.11、吹脸口支撑；2.12、除霜口支撑；2.13、旋转把手；2.14、右壳体中部支撑；2.15、旋转轴；3、风门位置检测传感器组；3.1、模式风门传感器组；3.2、混合风门传感器组；3.3、传感器可调安装支架；3.4、传感器固定安装支架；4、装配提示显示器；4.1、显示器本体；4.2、装配提示显示器本体安装支架；4.3、装配提示显示器通信模块；5、螺钉枪；5.1、螺钉枪本体；5.2、螺钉枪平衡吊；5.3、螺钉枪平衡吊安装支架；6、机构台架；6.1台架底盘；6.2左台架；6.3右台架；6.4台架本体；6.5上台架；7、PLC系统；7.2、CPU；7.3、通信模块；7.4、触摸屏。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施案例对本发明作更进一步的说明。
如图2-4所示，本发明的一种汽车空调分风总成旋转装配机构，一种汽车空调分风总成旋转装配机构，包括底板2.1，底板2.1上设有旋转轴2.15、旋转定位销2.5和旋转缓冲平衡吊2.9，旋转缓冲平衡吊2.9通过扣环2.8设置在底板2.1一侧，底板2.1绕旋转轴2.15旋转时，旋转缓冲平衡吊2.9反向拉住底板2.1，起到缓冲作用，旋转到位后，通过旋转定位销2.5进行定位；扣环2.8的圆心位于旋转装配机构2的质量中心线L上，若发生偏心，将明显降低旋转动作的灵活性；扣环2.8的半径R满足R＝D/2+A+2mm，D为底板上的扣环安装孔直径，A为底板上扣环安装孔距离其边沿距离。
经实验研究证实：当R＝D/2+A+2mm时，底板2.1旋转顺畅无卡滞，也不会出现脱离拉拽的情况；当R＜D/2+A+2mm时，底板2.1的旋转发生间歇性卡滞，操作工无法顺利完成旋转动作；当R＞D/2+A+2mm时，底板2.1在旋转较快时，易间歇性发生扣环2.8未受力，导致旋转缓冲平衡吊2.9未对底板2.1实现拉拽的情况，操作工无法顺利完成旋转动作。
在具体设计时，A为6mm～10mm，可保证底板2.1有良好的受力，同时保证与扣环2.8配合的灵活性；小于6mm，底板2.1可能发生强度不足，受力不良的情况；大于10mm，将导致扣环2.8尺寸太大，加大了旋转过程中的未知干涉风险。D为18mm～22mm，可保证底板2.1与扣环2.8匹配的灵活性，小于18mm或大于20mm，都会降低底板2.1与扣环2.8匹配的灵活性。
旋转装配机构2(底板)的旋转半径RX为200mm～800mm，不在此范围内的旋转装配机构将不符合人体工程学，也无法与旋转缓冲平衡吊2.9进行匹配，假定旋转装配机构2的总质量为M，
1)3kgm≤M*RX/2＜7kgm时，选用5kg平衡吊可保证旋转的灵活性及可操作性；
2)7kgm≤M*RX/2＜10kgm时，选用9kg平衡吊可保证旋转的灵活性及可操作性；
3)M*RX/2＞10kgm时，旋转装配机构2与旋转缓冲平衡吊2.9无法匹配。
本实施例中，底板2.1上设有用于对分风总成底部进行支撑的除霜口支撑2.12、吹脸口支撑2.11和右壳体中部支撑2.15；底板2.1上设有用于对装配混合侧零件进行支撑，防止风门变形的下混合风门支撑2.3和上混合风门支撑2.6；底板2.1上设有用于对分风总成进行固定，防止产品在旋转时掉落的分风总成第一锁紧气缸2.2和分风总成第二锁紧气缸2.7；底板2.1上设有防止在夹紧失效时对零件进行最后一道阻挡，防止发生安全事故的防零件掉落安全托2.4。在底板2.1上设有旋转把手2.13，通过操作旋转把手2.13来转动旋转装配机构2。
如图5所示，一种汽车空调分风总成装配工装，包括集成料盒1、风门位置检测传感器组3、装配提示显示器4、螺钉枪5、机构台架6和PLC控制装置7，还包括上述的旋转装配机构2，旋转装配机构2位于机构台架6内侧居中位置，风门位置传感器组3位于旋转装配机构2表面，带光栅信号触发的集成料盒1位于机构台架6的左侧，装配提示显示器4位于机构台架6的内侧靠上位置，PLC系统7位于机构台架6靠右位置，螺钉枪5位于机构台架6的顶部。
旋转缓冲平衡吊2.9左侧通过对应的扣环与底板2.1勾连，旋转缓冲平衡吊2.9右侧通过对应的扣环与旋转平衡吊安装支架2.10勾连，旋转平衡吊安装支架2.10通过螺纹与机构台架6扭结。旋转轴2.15通过螺纹及对应螺钉扭结在机构台架6上，旋转定位销2.5通过螺纹及对应螺钉扭结在机构台架6上。
如图6所示，带光栅信号触发的集成料盒1包括料盒支架1.1、不锈钢料盒1.2、光栅组件1.3和光栅通信线；料盒支架1.1通过螺纹及对应螺钉扭结在机构台架6上，不锈钢料盒1.2和光栅组件1.3通过螺纹及对应螺钉扭结在料盒支架1.1上，光栅通信线通过其自带的螺纹接头扭结至光栅组件自带1.3的螺纹孔内。
如图7所示，风门位置传感器组3包括模式风门传感器组3.1、混合风门传感器组3.2、传感器可调安装支架3.3和传感器固定安装支架3.4，模式风门传感器组3.1和混合风门传感器组3.2通过螺纹及对应螺钉扭结在传感器可调安装支架3.3上，传感器可调安装支架3.3通过螺纹及对应螺钉扭结在传感器固定安装支架3.4上，传感器固定安装支架3.4通过螺纹及对应螺钉扭结在底板2.1上。
如图8所示，装配提示显示器4包括装配提示显示器本体4.1、装配提示显示器本体安装支架4.2和装配提示显示器通信模块4.3,装配提示显示器本体4.1通过螺杆与对应的螺母扭结在装配提示显示器本体安装支架4.2上，装配提示显示器本体安装支架4.2通过螺纹及对应螺钉扭结在机构台架6上，装配提示显示器通信模块4.3通过螺纹及对应螺钉扭结在机构台架6上。
如图9所示，螺钉枪5包括螺钉枪本体5.1、螺钉枪平衡吊5.2和螺钉枪平衡吊安装支架5.3，螺钉枪本体5.1通过其吊环勾连在螺钉枪平衡吊5.2上，螺钉枪平衡吊5.2通过其吊环勾连在螺钉枪平衡吊安装支架5.3上，螺钉枪平衡吊安装支架5.3通过螺纹及对应螺母扭结在机构台架6上。
如图10所示，机构台架6包含台架底盘6.1、左台架6.2、右台架6.3、台架本体6.4和上台架6.5，台架本体6.4通过螺纹及对应螺母扭结在台架底盘6.1上，左台架6.2、右台架6.3和上台架6.5通过螺纹及对应螺母扭结在台架本体6.4上。
如图11所示，PLC系统7包括CPU7.1、通信模块7.2和触摸屏7.3，CPU7.1和触摸屏7.3通过螺纹及对应螺钉扭结在机构台架6上，通信模块7.2通过卡扣安装在CPU7.1上。
本发明的工作原理是：在底板2.1上放置分风合件0.3，设备获得启动信号后，分风总成锁紧气缸(第一锁紧气缸2.2和分风总成第二锁紧气缸2.7)将分风合件0.3夹紧，操作工从不锈钢料盒1.3中依次拿取上混合过渡摆臂0.21、混合连杆0.22、上混合摆臂0.23、混合执行器0.24和下混合摆臂0.25，并依照装配提示显示器本体4.1上所提示的装配画面进行装配，在此过程中，取料时触发光栅组件1.2信号，然后信号由光栅组件1.2传递至PLC通信模块7.2，PLC通信模块7.2接收到信号后，再将信号传递至装配提示显示器通信模块4.3，最后由装配提示显示器4.1显示装配提示画面，装配结束后，操作工拉取螺钉枪本体5.1对分风合件0.3攻打螺钉。
设备获取到混合侧运动机构完成的信号后，旋转定位销2.5退回初始位置，操作工手握旋转把手2.13让底板2.1沿着旋转轴2.15逆时针方向旋转180°，在此过程中，旋转缓冲平衡吊2.9拉伸底板2.1，缓冲底板2.1的旋转下坠力，使操作工能以较为轻松的方式控制底板2.1的旋转，底板2.1旋转到位后，旋转定位销2.5伸出，锁死底板2.1。
操作工从不锈钢料盒1.3中依次拿取除霜风门摆臂0.11、模式盘0.12、模式盘盖板0.13、模式执行器0.14、吹脚风门摆臂0.15、吹脸风门摆臂0.16和吹脚风门过渡摆臂，并依照装配提示显示器本体4.1上所提示的装配画面进行装配，在此过程中，取料时触发光栅组件1.2信号，然后信号由光栅组件1.2传递至PLC通信模块7.2，PLC通信模块7.2接收到信号后，再将信号传递至装配提示显示器通信模块4.3，最后由装配提示显示器4.1显示装配提示画面，装配结束后，操作工拉取螺钉枪本体5.1对分风合件0.3攻打螺钉。
PLC通信模块7.2获取到模式侧运动机构完成的信号后，模式风门传感器组3.1对分风合件0.3内的模式风门位置进行判断、混合风门传感器组3.2对分风合件0.3内的混合风门位置进行判断，PLC通信模块7.2获取到模式风门传感器组3.1的判断合格信号及混合风门传感器组3.2的判断合格信号后，旋转定位销2.5退回初始位置，操作工手握旋转把手2.13让底板2.1沿着旋转轴2.15顺时针方向旋转180°，在此过程中，旋转缓冲平衡吊2.9拉伸底板2.1，提升底板2.1回旋至初始位置所需的升力，使操作工能以较为轻松的方式控制底板2.1的旋转，底板2.1旋转到位后，旋转定位销2.5伸出，锁死底板2.1。
PLC通信模块7.2获取到底板2.1回初始位置的信号后，分风总成锁紧气缸松开，操作工可将分风总成从底板2.1上拿出。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要结构特征。本发明不受上述实例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种汽车空调分风总成旋转装配机构，包括底板，其特征在于：所述底板上设有旋转轴、旋转定位销和旋转缓冲平衡吊，所述旋转缓冲平衡吊通过扣环设置在底板一侧，所述底板绕旋转轴旋转时，所述旋转缓冲平衡吊反向拉住底板，起到缓冲作用，旋转到位后，通过旋转定位销进行定位；所述扣环的圆心位于旋转装配机构的质量中心线上，所述扣环的半径R满足R＝D/2+A+2mm，D为底板上的扣环安装孔直径，A为底板上扣环安装孔距离其边沿距离；
设备获取到混合侧运动机构完成的信号后，旋转定位销退回初始位置，操作工手握旋转把手让底板沿着旋转轴逆时针方向旋转180°，在此过程中，旋转缓冲平衡吊拉伸底板，缓冲底板的旋转下坠力，使操作工能以轻松的方式控制底板的旋转，底板旋转到位后，旋转定位销伸出，锁死底板。
2.根据权利要求1所述的汽车空调分风总成旋转装配机构，其特征在于：所述底板上扣环安装孔距离其边沿距离A为6mm～10mm。
3.根据权利要求1所述的汽车空调分风总成旋转装配机构，其特征在于：所述扣环安装孔直径D为18mm～22mm。
4.根据权利要求1所述的汽车空调分风总成旋转装配机构，其特征在于：所述底板的旋转半径RX为200mm～800mm。
5.根据权利要求1所述的汽车空调分风总成旋转装配机构，其特征在于：所述底板上设有用于对分风总成底部进行支撑的除霜口支撑、吹脸口支撑和右壳体中部支撑；所述底板上设有用于对装配混合侧零件进行支撑，防止风门变形的下混合风门支撑和上混合风门支撑；所述底板上设有用于对分风总成进行固定，防止产品在旋转时掉落的分风总成第一锁紧气缸和分风总成第二锁紧气缸；所述底板上设有防止在夹紧失效时对零件进行最后一道阻挡，防止发生安全事故的防零件掉落安全托。
6.根据权利要求1所述的汽车空调分风总成旋转装配机构，其特征在于：所述底板上设有旋转把手。
7.一种汽车空调分风总成装配工装，包括集成料盒、风门位置检测传感器组、装配提示显示器、螺钉枪、机构台架和PLC控制装置，其特征在于：具有如权利要求1～6任一项所述的旋转装配机构，所述旋转装配机构位于机构台架内侧居中位置，所述风门位置传感器组位于旋转装配机构表面，带光栅信号触发的所述集成料盒位于机构台架的左侧，所述装配提示显示器位于机构台架的内侧靠上位置，所述PLC系统位于机构台架靠右位置，所述螺钉枪位于机构台架的顶部。
8.根据权利要求7所述的汽车空调分风总成装配工装，其特征在于：所述旋转缓冲平衡吊左侧通过对应的扣环与底板勾连，所述旋转缓冲平衡吊右侧通过对应的扣环与旋转平衡吊安装支架勾连，所述旋转平衡吊安装支架通过螺纹与机构台架扭结。
9.根据权利要求7所述的汽车空调分风总成装配工装，其特征在于：所述旋转轴通过螺纹及对应螺钉扭结在机构台架上，所述旋转定位销通过螺纹及对应螺钉扭结在机构台架上。
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