一种凸轮轴与皮带轮自动装配装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于机械装配领域，具体涉及一种凸轮轴与皮带轮的装配装置及装配方法，包括沿输送轨道移动的多个发动机承托机构和用来调整发动机高度的举升定位机构；在举升定位机构上方的机架上安装有传感器升降气缸，传感器升降气缸的输出端安装有用来测量发动机高度的高度位移传感器，发动机承托机构包括：下托盘和转动安装在下托盘上的上托盘，在上托盘的侧面分别阵列设置有四个RFID码块，在下托盘旁边的机架上安装有用来读取RFID码块位置信息的RFID读写头。本发明专利技术通过举升定位机构对发动机进行二次举升，能够实现凸轮轴与凸轮轴正位机构和皮带轮拧紧机构的高度的准确对接。构和皮带轮拧紧机构的高度的准确对接。构和皮带轮拧紧机构的高度的准确对接。

【技术实现步骤摘要】
一种凸轮轴与皮带轮自动装配装置及方法


[0001]本专利技术属于机械装配
，具体涉及一种凸轮轴与皮带轮自动装配装置及方法。

技术介绍

[0002]在发动机的自动化装配线中，发动机放置在托盘上进行逐个工位的装配，对托盘的定位精度高，要求定位精度为0.05mm，托盘需要很高的装配精度，即使托盘的设计、装配符合精度要求，经过一段时间的使用托盘必然会有定位误差，造成拧紧装置对接成功率低。
[0003]发动机的凸轮轴与皮带轮被安装到一起后，通过拧紧皮带轮拧紧螺栓将二者连接在一起，需要先调整凸轮轴正时位，传统的方法是人工使用工装进行调整，气缸带动拧紧机构与发动机的凸轮轴对接。凸轮轴正时位调整完成后，皮带轮拧紧机构将反作用盘(皮带轮卡接头)插入皮带轮端面孔中，然后再通过拧紧轴的旋转拧紧螺栓。在反作用盘与皮带轮对接的过程中，现有技术中，先将反作用盘对接到皮带轮端面，在反作用盘旋转的过程中，通过弹簧将反作用盘压入到皮带轮端面孔中，在对接的过程中，由于反作用盘的皮带轮卡接头与皮带轮端面具有相对旋转摩擦，会对皮带轮造成磨损。
[0004]在将凸轮轴调整正时位前，需要将托盘进行升高，已将凸轮轴的的高度与皮带轮拧紧机构的转轴的高度相对应，但是由于每个托盘的尺寸有差别，发动机的尺寸也有少许的差别，如果同样升高一样的高度，会导致不能准确的对接。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的发动机高度调整不准确，导致皮带轮拧紧机构不能与凸轮轴和皮带轮准确对接的缺陷，提供一种通过两次举升实现发动机高度准确调整的凸轮轴与皮带轮自动装配装置。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007]一种凸轮轴与皮带轮自动装配装置，其特征在于：包括沿输送轨道移动的多个发动机承托机构和用来调整发动机高度的举升定位机构；在举升定位机构上方的机架上安装有传感器升降气缸，传感器升降气缸的输出端安装有用来测量发动机高度的高度位移传感器，所述发动机承托机构包括：下托盘和转动安装在所述下托盘上的上托盘，在所述上托盘的侧面分别阵列设置有四个RFID码块，在所述下托盘旁边的机架上安装有用来读取RFID码块位置信息的RFID读写头。
[0008]进一步地，所述举升定位机构包括：安装架、安装在所述安装架上的举升伺服电机以及与所述举升伺服电机的输出轴通过锥齿轮垂直传动的联动轴；所述联动轴的两端均通过锥齿轮垂直传动连接有滚珠丝杠，所述滚珠丝杠上通过丝杠螺母副连接有升降座，所述下托盘安装在所述升降座上。
[0009]进一步地，所述上托盘上固定安装有承托板，所述承托板上具有多个用来定位发动机的定位柱；所述下托盘的底端具有沿所述输送轨道滚动的多个滚轮；所述下托盘的一
角转动连接有手柄，所述手柄的下端穿过下托盘且转动连接有一定位连杆，所述定位连杆的末端安装有定位轮，所述上托盘的底端的外边缘处阵列设置有四个定位槽，通过拉动手柄使定位轮卡设到不同的定位槽中，实现对上托盘的不同位置的定位。
[0010]进一步地，还包括凸轮轴正位机构，所述凸轮轴正位机构包括：第一伺服电机、固定连接在所述第一伺服电机的输出轴末端的第一套筒、通过花键滑动连接在所述第一套筒内的第一伸缩花键，所述第一伸缩花键和所述第一套筒之间设置有弹簧，所述第一伸缩花键的末端具有凸轮轴对接头，所述凸轮轴对接头能够与凸轮轴卡槽对接。
[0011]进一步地，在凸轮轴和皮带轮拧紧工位前设置有两个视觉相机，分别用来测量进气凸轮轴与正时位的角度偏差、排气凸轮轴与正时位的角度偏差以及皮带轮端面的图形。
[0012]进一步地，还包括与所述凸轮轴正位机构相对设置的用来拧紧凸轮轴与皮带轮的皮带轮拧紧机构，所述皮带轮拧紧机构通过丝杠螺母直线机构左右滑动安装在机架上，皮带轮拧紧机构包括第二伺服电机、同轴连接在所述第二伺服电机上的主动齿轮、与所述主动齿轮啮合的从动齿轮、同轴连接在所述从动齿轮上的第二套筒、通过花键滑动连接在所述第二套筒内的第二伸缩花键以及设置在所述第二伸缩花键末端的皮带轮卡接头，皮带轮卡接头与皮带轮端面孔上的卡接点卡接；第二伸缩花键和第二套筒之间具有弹簧，第二伸缩花键弹性连接在第二套筒的前端。
[0013]进一步地，所述第二套筒上固定连接有导向螺栓，所述第二伸缩花键上对应设置有导向长孔，所述导向螺栓滑动安装在所述导向长孔中。
[0014]更进一步地，所述皮带轮拧紧机构还包括安装在机架上的第三伺服电机和与所述第三伺服电机的输出轴同轴连接的螺栓拧紧轴，所述螺栓拧紧轴依次穿过中空的从动齿轮、中空的第二伸缩花键和中空的皮带轮卡接头内部，螺栓拧紧轴用来与皮带轮拧紧螺栓卡接。
[0015]本专利技术还公开了一种凸轮轴与皮带轮自动装配方法，采用权利要求3所述的凸轮轴与皮带轮自动装配装置，其特征在于：包括以下步骤：
[0016]步骤S2、当发动机承托机构带动着发动机到达皮带轮和凸轮轴拧紧工位后，RFID读写头读取RFID码块的数据，判定托盘的姿态是否与本工位的工艺要求一致，如果一致，则继续执行下一步；若不一致则发出报警信号，需要人工向内扳动手柄，将上托盘松开，同时旋转上托盘到合适的位置后，人工再拉动手柄至竖直状态，使定位轮卡设到定位槽中，实现上托盘的定位。
[0017]步骤S3、举升伺服电机旋转，带动发动机承托机构进行第一次举升，举升到位后，传感器升降气缸带动高度位移传感器下降，接触到罩盖装高压泵的平面，使高度位移传感器有一定的压缩量，记录此时高度位移传感器的值为H2；已知工艺要求的拧紧位置高度为H0，
△
H＝H0‑
H2为位移偏差，需要托盘补偿，将位移偏差值传递给举升定位机构，举升伺服电机二次举升值为
△
H，此时高度位移传感器值检测为H0，此时发动机高度被举升到位。
[0018]进一步地，采用权利要求8所述的轮轴与皮带轮自动装配装置，在步骤S2前还包括步骤S1、在输送发动机承托机构的过程中，视觉相机拍摄凸轮轴和皮带轮端面的图像，并计算凸轮轴与凸轮轴正时位的角度偏差θ，将角度偏差θ传递给第一伺服电机；
[0019]在步骤S3后还包括步骤S4、凸轮轴正位机构靠近发动机移动，直至凸轮轴对接头接触到凸轮轴的末端，此时，第一伺服电机带动凸轮轴对接头低速旋转，直至凸轮轴对接头
滑入凸轮轴卡槽中，第一伸缩花键在弹簧的作用下弹出，第一伺服电机继续带动凸轮轴旋转至正时位，然后第一气动制动盘抱死第一伺服电机的输出轴；
[0020]步骤S5、第二伺服电机根据皮带轮端面的图像信息带动皮带轮卡接头旋转，使皮带轮卡接头准确与皮带轮端面孔的卡接点对应，然后将皮带轮拧紧机构向皮带轮方向靠近，直接将皮带轮卡接头对接到皮带轮端面孔的卡接点内，并通过弹性的第二伸缩花键对接卡紧，接着第二气动制动盘将主动齿轮的转轴抱死；
[0021]步骤S6、皮带轮拧紧机构继续靠近皮带轮运动，使螺栓拧紧轴的端部卡住皮带轮拧紧螺栓，第三伺服电机转动将皮带轮拧紧螺栓拧紧，完成凸轮轴与皮带轮的装配。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种凸轮轴与皮带轮自动装配装置，其特征在于：包括沿输送轨道(2)移动的多个发动机承托机构(3)和用来调整发动机(8)高度的举升定位机构(4)；在举升定位机构(4)上方的机架(1)上安装有传感器升降气缸(10)，传感器升降气缸(10)的输出端安装有用来测量发动机高度的高度位移传感器(11)，所述发动机承托机构(3)包括：下托盘(31)和转动安装在所述下托盘(31)上的上托盘(32)，在所述上托盘(32)的侧面分别阵列设置有四个RFID码块(39)，在所述下托盘(31)旁边的机架(1)上安装有用来读取RFID码块(39)位置信息的RFID读写头(7)。2.根据权利要求1所述的一种凸轮轴与皮带轮自动装配装置，其特征在于：所述举升定位机构(4)包括：安装架(41)、安装在所述安装架(41)上的举升伺服电机(42)以及与所述举升伺服电机(42)的输出轴通过锥齿轮垂直传动的联动轴(44)；所述联动轴(44)的两端均通过锥齿轮垂直传动连接有滚珠丝杠(45)，所述滚珠丝杠(45)上通过丝杠螺母副连接有升降座(46)，所述下托盘(31)安装在所述升降座(46)上。3.根据权利要求2所述的一种凸轮轴与皮带轮自动装配装置，其特征在于：所述上托盘(32)上固定安装有承托板(33)，所述承托板(33)上具有多个用来定位发动机(8)的定位柱(34)；所述下托盘(31)的底端具有沿所述输送轨道(2)滚动的多个滚轮(35)；所述下托盘(31)的一角转动连接有手柄(36)，所述手柄(36)的下端穿过下托盘(31)且转动连接有一定位连杆(37)，所述定位连杆(37)的末端安装有定位轮(38)，所述上托盘(32)的底端的外边缘处阵列设置有四个定位槽(321)，通过拉动手柄(36)使定位轮(38)卡设到不同的定位槽(321)中，实现对上托盘(32)的不同位置的定位。4.根据权利要求3所述的一种凸轮轴与皮带轮自动装配装置，其特征在于：还包括凸轮轴正位机构(5)，所述凸轮轴正位机构(5)包括：第一伺服电机(51)、固定连接在所述第一伺服电机(51)的输出轴末端的第一套筒(52)、通过花键滑动连接在所述第一套筒(52)内的第一伸缩花键(53)，所述第一伸缩花键(53)和所述第一套筒(52)之间设置有弹簧，所述第一伸缩花键(53)的末端具有凸轮轴对接头(55)，所述凸轮轴对接头(55)能够与凸轮轴卡槽对接。5.根据权利要求4所述的一种凸轮轴与皮带轮自动装配装置，其特征在于：在凸轮轴和皮带轮拧紧工位前设置有两个视觉相机(12)，分别用来测量进气凸轮轴与正时位的角度偏差、排气凸轮轴与正时位的角度偏差以及皮带轮端面的图形。6.根据权利要求5所述的一种凸轮轴与皮带轮自动装配装置，其特征在于：还包括与所述凸轮轴正位机构(5)相对设置的用来拧紧凸轮轴与皮带轮的皮带轮拧紧机构(6)，所述皮带轮拧紧机构(6)通过丝杠螺母直线机构左右滑动安装在机架(1)上，皮带轮拧紧机构(6)包括第二伺服电机(61)、同轴连接在所述第二伺服电机(61)上的主动齿轮(62)、与所述主动齿轮(62)啮合的从动齿轮(63)、同轴连接在所述从动齿轮(63)上的第二套筒(64)、通过花键滑动连接在所述第二套筒(64)内的第二伸缩花键(65)以及设置在所述第二伸缩花键(65)末端的皮带轮卡接头(610)，皮带轮卡接头(610)与皮带轮端面孔上的卡接点(141)卡接；第二伸缩花键(65)和第二套筒(64)之间具有弹簧(66)，第二伸缩花键(65)弹性连接在第二套筒(64)的前端...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟才，张希，段明皞，郑伟，程金，时鑫，张文杰，周祺，李新，
申请(专利权)人：北京机械工业自动化研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：