一种自动拧紧工作站的制作方法

本发明属于工程机械装配领域，具体地说，尤其涉及一种自动拧紧工作站。

背景技术：

在装载机多路阀接头、法兰、油管装配拧紧工作中，通常需要预紧、校准、翻转等多个步骤，分别需要用到气扳机、定力矩扳手、悬臂吊等工具进行手工作业。多路阀上的接头、法兰、油管等型号复杂、数量众多，工人作业难度大，劳动强度高，同时，由于多路阀是核心零部件，因此，对于力矩的要求严格，人工作业导致的漏紧或力矩不合格都会对产品质量产生重大影响。随着工业技术的进步，大量的拧紧机产品应用到装配作业中，但大部分仍是人工操作，只是保证了力矩的可靠性，目前，还没有一种能解放劳动力的自动化拧紧设备。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种自动拧紧工作站，其利用电控系统将自动化设备与电动的拧紧枪良好的结合，实现自动化作业，效率高，有效避免了漏装漏紧现象，大大提高了产品质量。

所述的自动拧紧工作站，包括机架，所述机架上设有行走机构、翻转装置和套筒选择器，行走机构上设有拧紧枪，拧紧枪与翻转装置和套筒选择器配合；所述翻转装置包括翻转板，翻转板底部铰接有翻转气缸，翻转板上设有定位胎，定位胎上设有与多路阀配合的定位销和定位板。

进一步的，所述机架上设有与定位胎配合的定位气缸，定位气缸的伸出端设有橡胶推块，定位气缸通过定位气缸座与机架固定连接。

进一步的，所述套筒选择器包括套筒夹紧气缸和套筒槽，套筒槽内设有相互配合的推块和挡块，推块与套筒夹紧气缸的伸出端固定连接；拧紧枪下方设有弹簧杆，弹簧杆与套筒选择器配合。

进一步的，所述套筒槽上方设有检测板，检测板上设有位置检测传感器。

进一步的，所述机架包括电气控制柜，电气控制柜两侧分别设有支撑板，两支撑板之间设有支撑杆，支撑板上设有支撑平台。

进一步的，所述行走机构包括相互配合的左右运动机构、前后运动机构和上下运动机构；

所述左右运动机构包括左右安装板和左右伺服电机，左右安装板后方设有支架，左右安装板上设有左右齿条和左右滑轨，左右安装板底部两侧分别设有前后滑块，左右伺服电机端部设有左右电机齿轮，左右电机齿轮与左右齿条配合；

所述前后运动机构包括前后安装板和前后伺服电机，前后伺服电机与支架固定连接，前后伺服电机端部设有前后电机齿轮，前后安装板上设有与前后滑块配合的前后滑轨和与前后电机齿轮配合的前后齿条；

所述上下运动机构包括上下安装板，上下安装板背面设有与左右滑轨配合的左右滑块，上下安装板前面设有拧紧安装板，拧紧安装板通过上下滑块、上下滑轨与上下安装板连接，拧紧安装板上设有上下伺服电机，上下伺服电机端部的上下电机齿轮与固定在上下安装板上的上下齿条啮合，拧紧枪与拧紧安装板固定连接。

进一步的，所述拧紧枪上设有力矩传感器，力矩传感器下方安装弹簧杆。

进一步的，所述前后安装板底部设有左支撑座、中支撑座和右支撑座，行走机构通过左支撑座、中支撑座和右支撑座与机架固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明结构紧凑，使用方便，将拧紧枪和自动化设备有机结合，利用自动控制程序实现多路阀拧紧过程的全自动化，节省劳动力，有效避免了漏装漏紧现象，大大提高了作业效率，保证产品质量；

2、本发明增设套筒选择器，利用气缸、相互配合的推块和挡块作为夹具、弹簧杆及传感器等相互配合，结合自动程序，实现拧紧过程中多次自动更换套筒，同时切换力矩的要求，满足多路阀具有的多品种螺栓的工况要求；

3、本发明行走机构全部采用伺服电机驱动，齿轮齿条传动及滑轨滑块支撑导向，可实现前后、左右、上下方向的运动，运动精度高；

4、本发明增设多路阀翻转机构，能将多路阀进行90°旋转并定位，实现多角度拧紧，适应侧面油管的装配要求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为行走机构结构示意图；

图3为翻转装置结构示意图；

图4为机架的结构示意图；

图5为套筒选择器的结构示意图；

图6为本发明的控制模块示意图；

图7为本发明气路的原理图。

图中，1、行走机构；2、机架；3、套筒选择器；4、翻转装置；5、上下电机齿轮；6、上下伺服电机；7、上下滑块；8、上下齿条；9、上下安装板；10、上下滑轨；11、左右伺服电机；12、左右电机齿轮；13、左右齿条；14、左右滑轨；15、左右滑块；16、左右安装板；17、前后齿条；18、前后伺服电机；19、支架；20、前后安装板；21、前后滑块；22、前后滑轨；23、拧紧枪；24、力矩传感器；25、弹簧杆；26、拧紧安装板；27、左支撑座；28、中支撑座；29、右支撑座；30、定位胎；31、翻转板；32、翻转气缸；33、翻转气缸座；34、翻转气缸固定板；35、定位板；36、定位销；37、翻转连接销；38、橡胶推块；39、定位气缸座；40、定位气缸；41、支撑杆；42、支撑板；43、支撑平台；44、电气控制柜；45、套筒夹紧气缸；46、检测板；47、推块；48、挡块；49、套筒槽；50、套筒选择器气缸控制阀；51、翻转定位气缸控制阀；52、气源；53、溢流阀；54、气管；55、翻转气缸控制阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，自动拧紧工作站，包括机架2，所述机架2上设有行走机构1、翻转装置4和套筒选择器3，行走机构1上设有拧紧枪23，拧紧枪23与翻转装置4和套筒选择器3配合；

如图3所示，所述翻转装置4包括翻转板31，翻转板31底部铰接有翻转气缸32，翻转气缸32通过翻转气缸座33与翻转气缸固定板34连接，翻转气缸固定板34与机架2固定连接，翻转板31通过翻转连接销37与定位胎30连接，定位胎30上设有与多路阀配合的定位销36和定位板35；所述机架2上设有与定位胎30配合的定位气缸40，定位气缸40的伸出端设有橡胶推块38，定位气缸40通过定位气缸座39与机架2固定连接。

如图5所示，所述套筒选择器3包括套筒夹紧气缸45和套筒槽49，套筒槽49内设有相互配合的推块47和挡块48，推块47与套筒夹紧气缸45的伸出端固定连接；拧紧枪23下方设有弹簧杆25，弹簧杆25与套筒选择器3配合，套筒槽49上方设有检测板46，检测板46上设有位置检测传感器。套筒槽49内可安装不同型号的套筒进行拧紧作业。

工作前，将需要的套筒放到相应的套筒槽49内；换上套筒时，套筒夹紧气缸45伸出，推块47和挡块48的形状与套筒相匹配，利用配套推块47和挡块48夹紧套筒进行定位，行走机构1运动到套筒位置，待弹簧杆25下降套上套筒后，套筒夹紧气缸45收回，套筒随上下运动机构上升被取出；换下套筒时，行走机构1回到取套筒位置，待弹簧杆25下降到位，套筒夹紧气缸45伸出，推块47和挡块48夹住套筒，弹簧杆25上升，行走机构1运动到下一个套筒位置或者回到原点，进行下一个循环。

如图4所示，所述机架2包括电气控制柜44，电气控制柜44两侧分别设有支撑板42，两支撑板42之间设有支撑杆41，支撑板42上设有支撑平台43；电气控制柜44内安装电气配盘，包括断路器、控制器、电机驱动器、直流电源、继电器、触摸显示屏、线缆等控制元件。

如图2所示，所述行走机构1包括相互配合的左右运动机构、前后运动机构和上下运动机构，行走机构1在各个方向上安装原点和极限位置传感器，用于机构回原点和保证机构安全。

所述左右运动机构包括左右安装板16和左右伺服电机11，左右安装板16后方设有支架19，左右安装板16上设有左右齿条13和左右滑轨14，左右安装板16底部两侧分别设有前后滑块21，左右伺服电机11端部设有左右电机齿轮12，左右电机齿轮12与左右齿条13配合；

所述前后运动机构包括前后安装板20和前后伺服电机18，前后伺服电机18与支架19固定连接，前后伺服电机18端部设有前后电机齿轮，前后安装板20上设有与前后滑块21配合的前后滑轨22和与前后电机齿轮配合的前后齿条17；

所述上下运动机构包括上下安装板9，上下安装板9背面设有与左右滑轨14配合的左右滑块15，上下安装板9前面设有拧紧安装板26，拧紧安装板26通过上下滑块7、上下滑轨10与上下安装板9连接，拧紧安装板26上设有上下伺服电机6，上下伺服电机6端部的上下电机齿轮5与固定在上下安装板9上的上下齿条8啮合，拧紧枪23与拧紧安装板26固定连接；所述拧紧枪23上设有力矩传感器24，力矩传感器24下方安装弹簧杆25。

伺服电机运动精度高，齿轮和齿条的啮合传动间隙小；滑轨和滑块的导向支撑方式平稳、牢固，进一步保证行走机构1的运动精度；左右伺服电机11、前后伺服电机18和上下伺服电机6的尾部均设有编码器提供位置反馈，保证了本发明的运动精度，并能将拧紧枪23准确的送到作业位置。

所述前后安装板20底部设有左支撑座27、中支撑座28和右支撑座29，行走机构1通过左支撑座27、中支撑座28和右支撑座29与机架2固定连接。

如图1和图6所示，本发明在使用时，机架2安装在平整的车间地面上，保证有良好的接地。翻转装置4设置两个相同结构的工位，将多路阀吊装到定位胎30上，定位胎30上设有三个定位销36和一个定位板35，对多路阀在设备上的位置进行定位。此时，翻转板31在翻转气缸32的推力下处于水平状态，行走机构1带动拧紧枪23运动到套筒位置，通过弹簧杆25下降套上套筒，套筒内有相应的螺栓，再由行走机构1运动至多路阀处进行拧紧作业；待完成正面拧紧作业后，翻转气缸32拉动翻转板31绕着翻转气缸32伸出端的铰接杆旋转90°，此时，定位气缸40伸出，使多路阀正面紧贴翻转板31，行走机构1带动拧紧枪23更换相应套筒并回到多路阀处，拧紧枪23进行侧面拧紧作业；待所有拧紧作业完成后，行走机构1回到原点位置，翻转装置4也回到水平状态。

如图7所示，本发明的气动原理如下：气源52提供压缩气体，溢流阀53起保护作用，气管54连接整套系统，套筒选择器气缸控制阀50和翻转定位气缸控制阀51为自回位控制阀，分别控制套筒夹紧气缸45和定位气缸40，翻转气缸控制阀55为双作用控制阀，有自保持功能，控制翻转气缸32。