适用于节气门的转盘式全自动装配线的制作方法

[0001]
本实用新型涉及节气门装配技术领域，具体涉及一种适用于节气门的转盘式全自动装配线。


背景技术：

[0002]
节气门是控制空气进入发动机的一道可控阀门，气体进入进气管后会和汽油混合变成可燃混合气，从而燃烧形成做功。它上接空气滤清器，下接发动机缸体，被称为是汽车发动机的咽喉。
[0003]
目前节气门的整个装配过程都是通过人工完成的，不仅导致装配效率低下，工人劳动强度较大，而且由于零部件众多，容易发生错装或漏装的情况，导致产品合格率不高。
[0004]
解决以上问题成为当务之急。


技术实现要素：

[0005]
为解决以上的技术问题，本实用新型提供了一种适用于节气门的转盘式全自动装配线。
[0006]
其技术方案如下：
[0007]
一种适用于节气门的转盘式全自动装配线，包括装配平台以及通过转盘驱动装置可转动地设置在装配平台上的转盘，所述转盘上设置有若干节气门定位工装，其要点在于，围绕所述转盘设置有：
[0008]
轴承组件装配系统，其用于将节气门轴和滚珠轴承装配成轴承组件；
[0009]
多功能机械手，其或用于将待装配的节气门壳体转运到位于转盘上的空载节气门定位工装上，其或用于将轴承组件转运到节气门壳体上，其或用于将节气门定位工装上的成品下线；
[0010]
轴承组件压装系统，其用于将轴承组件压入节气门壳体中；
[0011]
滚针轴承压装系统，其用于将滚针轴承压入节气门壳体中；
[0012]
齿轮销压装系统，其用于将齿轮销压入节气门壳体中；
[0013]
电机装配系统，其用于将电机装入节气门壳体中。
[0014]
采用以上结构，能够全自动完成节气门壳体上料、轴承组件装配、轴承组件压装、滚针轴承压装、齿轮销压装、电机装配系统和成品下线几个工序，稳定可靠，大幅提高了节气门装配效率，降低了工人的劳动强度，同时能够避免错装或漏装零部件而导致产品不合格的情况。
[0015]
作为优选：所述轴承组件装配系统能够在轴料箱平移模组带动下横向移动的轴料箱、用于将轴料箱中的节气门轴推动压装台上的轴顶出气缸、通过滚珠轴承直振将滚珠轴承输送到压装台上的滚珠轴承振动盘以及用于将压装台上的滚珠轴承压装到节气门轴上的装配伺服电缸。采用以上结构，能够全自动完成将滚珠轴承装配到节气门轴上的工序，简单可靠。
[0016]
作为优选：所述压装台上设置有与节气门轴相适应的节气门轴定位座、与滚珠轴承相适应的滚珠轴承定位座以及设置在节气门轴定位座和滚珠轴承定位座之间的节气门轴限位座，所述节气门轴限位座能够在限位座升降气缸的带动下升降。采用以上结构，通过节气门轴限位座配合节气门轴定位座能够将节气门轴定位到压装台上预设位置，通过滚珠轴承定位座能够定位滚珠轴承，保证了后续装配过程的准确性。
[0017]
作为优选：所述轴承组件压装系统包括第一电缸支架以及竖向设置在第一电缸支架上的第一压装电缸，第一压装电缸能够将轴承组件压入节气门壳体中。采用以上结构，简单可靠，易于实施。
[0018]
作为优选：所述滚针轴承压装系统包括通过滚针轴承直振将滚针轴承输送到滚针轴承中转台上的滚针轴承振动盘、受第一滑台气缸驱动的轴承转运滑台、安装在轴承转运滑台上的第一手指气缸以及安装在第二电缸支架上的第二压装电缸，所述第一手指气缸能够夹取或释放滚针轴承，以将滚针轴承从轴承转运滑台转运到节气门壳体中。采用以上结构，能够全自动完成将滚针轴承的转运和压装，稳定可靠。
[0019]
作为优选：所述齿轮销压装系统包括通过齿轮销直振将齿轮销输送到齿轮销中转台上的齿轮销振动盘、受第二滑台气缸驱动的齿轮销转运滑台、安装在齿轮销转运滑台上的第二手指气缸以及安装在第三电缸支架上的第三压装电缸，所述第三压装电缸的活塞杆上设置有与负压发生器连接的负压压头，所述第二手指气缸能够夹取或释放齿轮销，以将齿轮销从齿轮销转运滑台转运到负压压头上。采用以上结构，通过负压压头的设置，能够更好地配合完成齿轮销的压装工序，提高了齿轮销安装的稳定性和可靠性。
[0020]
作为优选：所述电机装配系统包括电机夹取装置、电机压紧装置和打螺钉装置，所述电机夹取装置用于夹取置于电机托盘上的电机，并将夹取到电机输送到节气门壳体上，所述电机压紧装置用于将置于节气门壳体上的电机压紧在节气门壳体中，所述打螺钉装置包括电批、用于调节电批位置的电批三维模组以及用于向电批供给螺钉的螺钉供给机构，所述电批能够在电批三维模组带动下改变位置，以对节气门壳体和电机打螺钉，将电机锁定在节气门壳体上。采用以上结构，不仅能够自动完成将置于电机托盘上的电机夹取到节气门壳体上、将电机压入节气门壳体中以及通过打螺钉将电机锁定在节气门壳体上的步骤，提高了节气门电机的装配效率，降低了工人的劳动强度，而且通过电批打螺钉，能够精确控制螺钉的预紧力，保证螺钉锁定的可靠性。
[0021]
作为优选：所述螺钉供给机构包括螺钉振动盘、螺钉输送直振、输钉腔、进气管和出钉管；所述螺钉输送直振设置在螺钉振动盘和输钉腔之间，用于将螺钉振动盘送出的螺钉逐一输送到输钉腔中；所述出钉管的一端与输钉腔连通，另一端与电批的进钉腔连通，所述进气管的进气端与气源连接，出气端与输钉腔连通，能够将钉腔中的螺钉通过出钉管吹送到电批的进钉腔中，以对电批供给螺钉。采用以上结构，能够实现自动向电批供给螺钉，稳定可靠，同时进气管能够与气缸共用气源，能耗低。
[0022]
作为优选：所述电机夹取装置包括夹取二维模组、设置在夹取二维模组上的夹取支架、通过夹取升降气缸安装在夹取支架上的横向延长臂以及设置在横向延长臂外端的夹取电机，在所述夹取电机的电机轴上设置有能够夹取或释放电机的电机夹头，所述电机托盘位于横向延长臂的下方；所述电机压紧装置包括压紧二维模组、设置在压紧二维模组上的压紧气缸、能够在压紧气缸带动下升降的压臂以及设置在压臂外端的电机压头，所述电
机压头能够通过压臂在压紧气缸的驱使下，将电机压入节气门壳体中。采用以上结构，简单可靠，便于调节，通用性好，能够将电机托盘上的电机准确地输送到节气门壳体上，并准确地将电机压入节气门壳体中。
[0023]
作为优选：所述节气门定位工装包括二维调节平台、主支撑板、壳体定位座、壳体压紧机构和壳体翻转机构，所述主支撑板竖向安装在二维调节平台上，所述壳体定位座位于主支撑板的一侧，节气门壳体能够定位在该壳体定位座上，所述壳体压紧机构用于将节气门壳体压紧在壳体定位座上，所述壳体翻转机构用于翻转壳体定位座。采用以上结构，不仅能够通过壳体定位座和壳体压紧机构的配合，可靠地定位节气门壳体；而且能够通过壳体翻转机构翻转壳体定位座，实现翻转节气门壳体的动作，从而能够配合完成更多类型的自动装配工序，提高了装配线的自动化程度；还能够通过二维调节平台调节节气门壳体在工装上的位置，无论是何种节气门壳体，都能将其调整到装配线上的预设点，从而使工装适用于不同型号的节气门壳体，减少了工装的准备数量，降低了生产成本。
[0024]
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
[0025]
采用以上技术方案的适用于节气门的转盘式全自动装配线，结构新颖，设计巧妙，易于实现，能够全自动完成节气门壳体上料、轴承组件装配、轴承组件压装、滚针轴承压装、齿轮销压装、电机装配系统和成品下线几个工序，稳定可靠，大幅提高了节气门装配效率，降低了工人的劳动强度，同时能够避免错装或漏装零部件而导致产品不合格的情况。
附图说明
[0026]
图1为本实用新型的结构示意图；
[0027]
图2为节气门定位工装的结构示意图；
[0028]
图3为节气门定位工装与节气门壳体的配合关系示意图；
[0029]
图4为二维调节平台的结构示意图；
[0030]
图5为二维调节平台的剖视图；
[0031]
图6为轴承组件装配系统的结构示意图；
[0032]
图7为轴承组件压装系统的结构示意图；
[0033]
图8为滚针轴承压装系统的结构示意图；
[0034]
图9为齿轮销压装系统的结构示意图；
[0035]
图10为电机装配系统的结构示意图；
[0036]
图11为电机夹取装置的结构示意图；
[0037]
图12为电机压紧装置的结构示意图；
[0038]
图13为打螺钉装置的结构示意图；
[0039]
图14为输钉腔、进气管和出钉管的配合关系示意图。
具体实施方式
[0040]
以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。
[0041]
如图1所示，一种适用于节气门的转盘式全自动装配线，其主要包括装配平台40以及通过转盘驱动装置41可转动地设置在装配平台40上的转盘42，转盘42上设置有若干节气门定位工装，围绕转盘42设置有轴承组件装配系统、多功能机械手43、轴承组件压装系统、
滚针轴承压装系统、齿轮销压装系统和电机装配系统。
[0042]
其中，轴承组件装配系统用于将节气门轴d和滚珠轴承e装配成轴承组件。多功能机械手43或用于将待装配的节气门壳体a转运到位于转盘42上的空载节气门定位工装上，多功能机械手43或用于将轴承组件转运到节气门壳体a上，多功能机械手43或用于将节气门定位工装上的成品下线。轴承组件压装系统用于将轴承组件压入节气门壳体a中。滚针轴承压装系统用于将滚针轴承f压入节气门壳体a中。齿轮销压装系统用于将齿轮销g压入节气门壳体a中。电机装配系统用于将电机b装入节气门壳体a中。
[0043]
请参见图2和图3，节气门定位工装主要包括二维调节平台、主支撑板1、壳体定位座、壳体压紧机构和壳体翻转机构。其中，主支撑板1竖向安装在二维调节平台上，二维调节平台能够在二维平面上调节主支撑板1的位置。壳体定位座位于主支撑板1的一侧，节气门壳体a能够定位在该壳体定位座上。壳体压紧机构用于将节气门壳体a压紧在壳体定位座上。壳体翻转机构用于翻转壳体定位座，从而实现翻转节气门壳体a。
[0044]
壳体定位座包括位于主支撑板1一侧的定位座底板2以及设置定位座底板2远离主支撑板1一侧的定位凸台3。具体地说，定位凸台3靠近定位座底板2的一侧具有与定位座底板2相适应的板状结构3a，板状结构3a与定位座底板2固定连接。定位凸台3朝着远离定位座底板2的一侧凸出，并与节气门壳体a相适应，从而节气门壳体a能够安装在定位凸台3上。
[0045]
壳体压紧机构包括压紧气缸4、压紧限位座5和压紧驱动杆6。压紧气缸 4通过压紧缸支架21安装在主支撑板1上。压紧限位座5安装在主支撑板1 上，并位于压紧气缸4远离定位凸台3的一侧。压紧驱动杆6的中部与压紧气缸4的活塞杆连接，以能够在压紧气缸4的带动下靠近或者远离主支撑板1，该压紧驱动杆6的两端均设置有定位压头7，其中一个定位压头7与压紧限位座5相对，另外一个定位压头7与定位凸台3相对，当压紧驱动杆6带动其中一个定位压头7与压紧限位座5抵接时，另外一个定位压头7能够节气门壳体a压紧在定位凸台3上。并且，定位压头7靠近主支撑板1的一侧均贴有弹性垫片8，当定位压头7压紧节气门壳体a时，弹性垫片8与节气门壳体a接触，能够避免损伤节气门壳体a。
[0046]
壳体翻转机构包括翻转气缸支架9以及安装在翻转气缸支架9上的翻转气缸10，翻转气缸支架9设置在二维调节平台上，并位于主支撑板1远离定位座底板2的一侧，翻转气缸10的活塞杆穿过主支撑板1后与定位座底板2 连接，并能够带动定位座底板2转动。
[0047]
进一步地，壳体翻转机构还包括气缸支架滑轨11、定位销解锁气缸12以及若干设置在主支撑板1靠近定位座底板2一侧的定位销13，定位座底板2 靠近主支撑板1的一侧具有与各个定位销13一一对应的定位孔2a，翻转气缸支架9安装在气缸支架滑轨11上，并能够在定位销解锁气缸12带动下靠近或者远离主支撑板1，从而使各个定位销13插入或脱出对应的定位孔2a。
[0048]
当定位销解锁气缸12启动，定位销解锁气缸12的活塞杆推动翻转气缸支架9远离主支撑板1，各个定位销13从对应的定位孔2a脱出，此时，翻转气缸10能够带动定位座底板2和定位凸台3转动，从而实现翻转节气门壳体 a的动作。当定位销解锁气缸12的活塞杆将翻转气缸支架9拉得靠近主支撑板1时，各个定位销13插入对应的定位孔2a时，能够可靠地固定定位座底板2的位置，即可靠地固定节气门壳体a，避免节气门壳体a在装配零部件时出现晃动或转动，保证装配作业的稳定性和可靠性。
[0049]
请参见图4和图5，二维调节平台包括x轴滑轨14、安装在x轴滑轨14 上的x轴托板
15、用于带动x轴托板15沿x轴滑轨14滑动的x轴驱动机构、安装在x轴托板15上的y轴滑轨16、安装在y轴滑轨16上的y轴托板17以及用于带动y轴托板17沿y轴滑轨16滑动的y轴驱动机构，主支撑板1竖向安装在y轴托板17上。
[0050]
其中，x轴驱动机构和y轴驱动机构均包括驱动机构底座18、可转动地安装在驱动机构底座18上的丝杆19、与丝杆19相适应的驱动螺母20以及用于带动丝杆19转动的电机22，两个驱动螺母20分别与对应x轴托板15或y 轴托板17的底部固定连接，当电机22带动丝杆19转动时，驱动螺母20能够带动对应的x轴托板15沿x轴滑轨14滑动或带动对应的y轴托板17沿 y轴滑轨16滑动。
[0051]
请参见图6，轴承组件装配系统能够在轴料箱平移模组44带动下横向移动的轴料箱45、用于将轴料箱45中的节气门轴d推动压装台46上的轴顶出气缸47、通过滚珠轴承直振将滚珠轴承e输送到压装台46上的滚珠轴承振动盘以及用于将压装台46上的滚珠轴承e压装到节气门轴d上的装配伺服电缸 67。
[0052]
压装台46上设置有与节气门轴d相适应的节气门轴定位座46a、与滚珠轴承e相适应的滚珠轴承定位座46b以及设置在节气门轴定位座46a和滚珠轴承定位座46b之间的节气门轴限位座46c，节气门轴限位座46c能够在限位座升降气缸46d的带动下升降。
[0053]
具体地说，轴顶出气缸47从轴料箱45中顶出一根节气门轴d到节气门轴定位座46a上，此时节气门轴d的一端与节气门轴限位座46c抵接。与此同时，滚珠轴承振动盘持续地向滚珠轴承直振输送滚珠轴承e，进而滚珠轴承直振持续地将滚珠轴承e补充到滚珠轴承定位座46b上。然后，限位座升降气缸46d向下拉动节气门轴限位座46c，使节气门轴限位座46c不再挡在节气门轴定位座46a和滚珠轴承定位座46b之间。最后，装配伺服电缸67启动，将位于滚珠轴承定位座46b上的滚珠轴承e套装到位于节气门轴定位座46a 上的节气门轴d上，得到轴承组件。
[0054]
请参见图7，轴承组件压装系统包括第一电缸支架48以及竖向设置在第一电缸支架48上的第一压装电缸49，第一压装电缸49的活塞杆上具有轴承组件压头，第一压装电缸49启动，能够通过轴承组件压头将轴承组件压入节气门壳体a中。
[0055]
请参见图8，滚针轴承压装系统包括通过滚针轴承直振51将滚针轴承f 输送到滚针轴承中转台52上的滚针轴承振动盘50、受第一滑台气缸53驱动的轴承转运滑台54、安装在轴承转运滑台54上的第一手指气缸55以及安装在第二电缸支架56上的第二压装电缸57，第一手指气缸55能够夹取或释放滚针轴承f，以将滚针轴承f从轴承转运滑台54转运到节气门壳体a中。
[0056]
滚针轴承振动盘50持续地向滚针轴承直振51输送滚针轴承f，进而滚针轴承直振51持续地将滚针轴承f补充到滚针轴承中转台52上。第一滑台气缸53启动，先收缩活塞杆，然后通过第一手指气缸55能够夹取位于滚针轴承中转台52上的滚针轴承f，第一滑台气缸53再启动，向外推出活塞杆，然后通过第一手指气缸55将滚针轴承f置于节气门壳体a上的预设位置(位于节气门轴d远离滚珠轴承e的一端)。最后，第二压装电缸57启动，能够通过滚针轴承压头将滚针轴承f压入节气门壳体a中(即节气门轴d远离滚珠轴承e的一端)。
[0057]
请参见图9，齿轮销压装系统包括通过齿轮销直振58将齿轮销g输送到齿轮销中转台59上的齿轮销振动盘60、受第二滑台气缸61驱动的齿轮销转运滑台62、安装在齿轮销转运滑台62上的第二手指气缸63以及安装在第三电缸支架64上的第三压装电缸65，第三压装
电缸65的活塞杆上设置有与负压发生器连接的负压压头66，第二手指气缸63能够夹取或释放齿轮销g，以将齿轮销g从齿轮销转运滑台62转运到负压压头66上。
[0058]
齿轮销振动盘60持续地向齿轮销直振58输送齿轮销g，进而齿轮销直振58持续地将齿轮销g补充到齿轮销中转台59上。第二滑台气缸61启动，先收缩活塞杆，然后通过第二手指气缸63能够夹取位于齿轮销中转台59上的齿轮销g，第二滑台气缸61再启动，向外推出活塞杆，然后通过第二手指气缸63将齿轮销g置于节气门壳体a上的预设位置；此时，由于负压压头 66具有负压吸附能力，能够可靠地将齿轮销g吸在负压压头66上。最后，第三压装电缸65启动，通过负压压头66将齿轮销g压入节气门壳体a中。
[0059]
请参见图10-图13，电机装配系统包括电机夹取装置、电机压紧装置和打螺钉装置。其中，电机夹取装置用于夹取置于电机托盘23上的电机b，并将夹取到电机b输送到节气门壳体a上；电机压紧装置用于将置于节气门壳体 a上的电机b压紧在节气门壳体a中；打螺钉装置用于对节气门壳体a和电机b打螺钉c，将电机b可靠地锁定在节气门壳体a上。
[0060]
请参见图10和图11，电机夹取装置包括夹取二维模组31、设置在夹取二维模组31上的夹取支架32、通过夹取升降气缸33安装在夹取支架32上的横向延长臂34以及设置在横向延长臂34外端的夹取电机35，在夹取电机35 的电机轴上设置有能够夹取或释放电机b的电机夹头36，电机托盘23位于横向延长臂34的下方。其中，夹取二维模组31由普通的x轴和y轴直线模组组成，结构简单可靠，调节精度高。
[0061]
通过夹取二维模组31能够调节电机夹头36在水平方向上的位置，通过夹取升降气缸33能够调节电机夹头36在竖直方向上的位置，再配合夹取电机35控制电机夹头36夹取或释放的动作，从而使电机夹头36能够夹取装置用于夹取置于电机托盘23上的电机b，并将夹取到电机b输送到节气门壳体 a上。
[0062]
请参见图10和图12，电机压紧装置包括压紧二维模组36、设置在压紧二维模组36上的压紧气缸37、能够在压紧气缸37带动下升降的压臂38以及设置在压臂38外端的电机压头39，电机压头39能够通过压臂38在压紧气缸 37的驱使下，将电机b压紧在节气门壳体a中。其中，压紧二维模组36同样由普通的x轴和y轴直线模组组成，结构简单可靠，调节精度高。
[0063]
通过压紧二维模组36能够调节电机压头39在水平方向上的位置，电机压头39到达预设位置(电机b的正上方)后，再通过压紧气缸37能够带动电机压头39下压，将电机b压紧在节气门壳体a中。
[0064]
请参见图10、图13和图14，打螺钉装置包括电批24、用于调节电批24 位置的电批三维模组25以及用于向电批24供给螺钉c的螺钉供给机构，电批24能够在电批三维模组25带动下改变位置，以对节气门壳体a和电机b 打螺钉c，将电机b锁定在节气门壳体a上。
[0065]
请参见图13和图14，螺钉供给机构包括螺钉振动盘26、螺钉输送直振 27、输钉腔28、进气管29和出钉管30。螺钉输送直振27设置在螺钉振动盘 26和输钉腔28之间，用于将螺钉振动盘26送出的螺钉c逐一输送到输钉腔 28中。出钉管30的一端与输钉腔28连通，另一端与电批24的进钉腔24a连通，进气管29的进气端与气源连接，出气端与输钉腔28连通，能够将钉腔 28中的螺钉c通过出钉管30吹送到电批24的进钉腔24a中，以对电批24 供给螺钉c。具体地说，螺钉振动盘26将螺钉c逐一输送到螺钉输送直振27 上，螺钉输送直振27再逐一输送到输钉腔28中，由于进气管29外接有气源，进气管29向输钉腔28吹气，将输钉腔28
中的螺钉c经出钉管30吹送到电批24的进钉腔24a中。
[0066]
电批三维模组25包括设置在电批模组支架25a上的电批x轴直线模组 25b、设置在电批x轴直线模组25b上的电批y轴直线模组25c、设置在电批 y轴直线模组25c上的z轴一级直线模组25d以及设置在z轴一级直线模组 25d上的z轴二级直线模组25e。通过电批三维模组25能够调节电批24在三维空间上的位置，其中，通过两级z轴直线模组，能够提高升降调节的精度，保证打螺钉的可靠性和准确性。
[0067]
本实用新型工作步骤：
[0068]
1、多功能机械手43将一个节气门壳体a夹取到多功能机械手43旁的一个空载节气门定位工装上，转盘驱动装置41启动，该定位工装转到下一工位。
[0069]
2、轴承组件装配系统将一个滚珠轴承e装配到一根节气门轴d上，得到一个轴承组件，多功能机械手43将该轴承组件夹取到定位工装上的节气门壳体a中，转盘驱动装置41启动，该定位工装转到下一工位。
[0070]
3、轴承组件压装系统启动，将轴承组件压紧到节气门壳体a中，定位工装的壳体翻转机构启动，翻转节气门壳体a，转盘驱动装置41启动，该定位工装转到下一工位。
[0071]
4、滚针轴承压装系统启动，将一个滚针轴承f压装到节气门轴d的另一端，转盘驱动装置41启动，该定位工装转到下一工位。
[0072]
5、齿轮销压装系统启动，将一根齿轮销g压装到节气门壳体a中，转盘驱动装置41启动，该定位工装转到下一工位。
[0073]
6、电机装配系统启动，将一个电机b安装到节气门壳体a中，转盘驱动装置41启动，该定位工装转到下一工位。
[0074]
7、多功能机械手43启动，将完成装配的节气门下线。
[0075]
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。

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