本发明涉及一种用于气门摇臂装配的工位转换装置及其工作方法，属于自动化装配的技术领域。
背景技术：
气门摇臂是发动机的重要组成部件之一，主要用于改变推杆和凸轮传递的运动和作用力的方向，开启或关闭气门。气门摇臂的中部为摇臂轴安装孔，左右两侧各一臂，分别为长臂和短臂，长臂和短臂以杠杆的形式绕摇臂安装孔作用。短臂端加工有螺纹孔，用于拧入气门间隙调整螺钉；长臂端可装设滚轮、滚轴，形成圆弧面以推动气门工作。
在气门摇臂总成的装配过程中，首先将密封塞铆入摇臂油孔末端，再将滚轮放在摇臂组件中间，并穿入滚轴将摇臂、滚轮、滚轴组合在一起，最后将调整螺钉从下部旋入摇臂，并旋入六角螺母，共五步操作；由于气门摇臂机构复杂，在现有技术中，气门摇臂与后续零部件的装配过程主要依赖一线的高级技工手工操作完成其在不同工位间的精确转换；关于自动化装配气门摇臂总成的自动化装配生产线尚未见报道。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供一种用于气门摇臂装配的工位转换装置。
本发明还提供一种上述用于气门摇臂装配的工位转换装置的工作方法。
本发明的技术方案为：
一种用于气门摇臂装配的工位转换装置，包括传动系统、光电传感器、支架结构、轴承组合和圆盘；所述传动系统包括电机、柔性联轴器和传动轴；所述电机的旋转输出轴通过柔性联轴器与传动轴连接；所述支架结构包括上板、下板和两个侧板，上板和下板上分别设置有供轴承组合和电机通过的通孔；上板、下板和两个侧板围成空心六面体结构；所述传动轴上套接设置有码盘和双孔固定环；所述传动轴与双孔固定环固定连接，所述码盘与双孔固定环固定连接；所述码盘通过双孔固定环固定设置在传动轴上；所述码盘的外缘设置在光电传感器的发射端与接收端之间；所述轴承组合包括轴承基座和设置在轴承基座上下两侧的上轴承和下轴承；所述传动轴通过上轴承和下轴承与所述轴承基座转动连接；所述圆盘的上表面均匀设置有多个摇臂工位装具，所述圆盘的中心固定设置在传动轴的末端；所述码盘的圆周上设置有径向槽；所述光电传感器和电机分别与控制器连接。
根据本发明优选的，所述传动轴上设置有台阶；所述上压板通过螺栓固定于轴承基座上表面并压紧上轴承的外圈，上轴承的内圈通过传动轴的台阶压紧；所述下压板通过螺栓固定于轴承基座下表面并压紧下轴承的外圈；所述传动轴通过螺纹啮合连接有压紧螺母，所述压紧螺母压紧下轴承的内圈。
根据本发明优选的，所述摇臂工位装具设置在圆盘的圆周上。
根据本发明优选的，所述电机通过螺栓固定设置在下板上；所述光电传感器通过支撑板固定设置在下板上。
根据本发明优选的，所述上轴承与下轴承同轴装配于轴承基座的中心孔内。
根据本发明优选的，所述圆盘通过螺栓和销固定设置在传动轴上；所述摇臂工位装具通过螺栓和销与圆盘固定连接。
根据本发明优选的，所述摇臂工位装具包括摇臂安装座；所述摇臂安装座的一侧设置有上表面大轴和上表面小轴；所述摇臂安装座的另一侧设置有下表面轴。
进一步优选的，所述上表面大轴和上表面小轴的轴心距、高低落差以及端轴径的大小与气门摇臂的摇臂轴安装孔和长臂侧通孔的位形相应。所述摇臂工位装具的具体结构尺形可依据气门摇臂型号的不同进行调整，提高了通用性。
进一步优选的，所述上表面大轴和上表面小轴的长度分别小于气门摇臂的摇臂轴安装孔和长臂侧通孔深度的1/2。
一种上述用于气门摇臂装配的工位转换装置的工作方法，包括步骤如下：
1)将气门摇臂放置于摇臂工位装具上；所述气门摇臂装配于摇臂工位装具上时，其摇臂轴安装孔保持竖直向上。
2)电机转动，通过柔性联轴器带动所述传动轴旋转；
3)传动轴的旋转带动所述圆盘转动，进而实现摇臂工位装具的换位；
4)传动轴通过双孔固定环带动码盘旋转，光电传感器通过径向槽的数目定位摇臂工位装具的位置并将位置信息反馈至控制器；
5)所述控制器根据光电传感器反馈的位置信息控制电机转动，使摇臂工位装具自动进入下一个加工工位，实现气门摇臂加工工位的快速转换。
本发明的有益效果为：
1.本发明所述用于气门摇臂装配的工位转换装置，利用机械结构的精确定位和传感系统的实时反馈，实现气门摇臂在装配生产线上的精确定位和不同工位间的精确转换；
2.本发明所述用于气门摇臂装配的工位转换装置，结构简单、可靠，采用模块化设计，具有良好的可拓展性和可移植性。
附图说明
图1为现有技术中气门摇臂的结构示意图；
图2为本发明所述用于气门摇臂装配的工位转换装置的结构示意图；
图3为本发明所述传动系统的结构示意图；
图4为本发明所述支架结构的结构示意图；
图5为本发明所述光电传感器与码盘配合的结构示意图；
图6为本发明所述轴承组合的结构示意图；
图7为本发明所述圆盘的结构示意图；
图8为本发明所述传摇臂工位装具的结构示意图；
图9为本发明所述用于气门摇臂装配的工位转换装置的剖视图；
其中，1、传动系统；1-1、电机；1-2、柔性联轴器；1-3、传动轴；2、支架结构；2-1、上板；2-2、下板；2-3、侧板；3、传感系统；3-1、支撑板；3-2、光电传感器；3-3、码盘；3-4、双孔固定环；4、轴承组合；4-1、轴承基座；4-2、上轴承；4-3、下轴承；4-4、上压板；4-5、下压板；4-6、压紧螺母；5、旋转平台；5-1、圆盘；5-2、摇臂工位装具；5-2-1、上表面大轴；5-2-2、上表面小轴；5-2-3、下表面轴；6、动作按钮；7、气门摇臂；7-1、长臂；7-2、摇臂安装孔；7-3、短臂。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例1
如图2-9所示。
一种用于气门摇臂装配的工位转换装置，包括传动系统1、光电传感器3-2、支架结构2、轴承组合4和圆盘5-1；所述传动系统包括电机1-1、柔性联轴器1-2和传动轴1-3；所述电机1-1的旋转输出轴通过柔性联轴器1-2与传动轴1-3连接；所述支架结构2包括上板2-1、下板2-2和两个侧板2-3，上板2-1和下板2-2上分别设置有供轴承组合4和电机1-1通过的通孔；上板2-1、下板2-2和两个侧板2-3围成空心六面体结构；所述传动轴1-3上套接设置有码盘3-3和双孔固定环3-4；所述传动轴1-3与双孔固定环3-4固定连接，所述码盘3-3与双孔固定环3-4固定连接；所述码盘3-3通过双孔固定环3-4固定设置在传动轴1-3上；所述码盘3-3的外缘设置在光电传感器3-2的发射端与接收端之间；所述轴承组合4包括轴承基座4-1和设置在轴承基座4-1上下两侧的上轴承4-2和下轴承4-3；所述传动轴1-3通过上轴承4-2和下轴承4-3与所述轴承基座4-1转动连接；所述圆盘5-1的上表面均匀设置有多个摇臂工位装具5-2，所述圆盘5-1的中心固定设置在传动轴1-3的末端；所述码盘3-3的圆周上设置有径向槽；所述光电传感器3-2和电机1-1分别与控制器连接。控制器的产品型号为stm32f103rc。
所述传动轴1-3上设置有台阶；所述上压板4-4通过螺栓固定于轴承基座4-1上表面并压紧上轴承4-2的外圈，上轴承4-2的内圈通过传动轴1-3的台阶压紧；所述下压板4-5通过螺栓固定于轴承基座4-1下表面并压紧下轴承4-3的外圈；所述传动轴1-3通过螺纹啮合连接有压紧螺母4-6，所述压紧螺母4-6压紧下轴承4-3的内圈。
所述摇臂工位装具5-2设置在圆盘5-1的圆周上。，所述电机1-1通过螺栓固定设置在下板上；所述光电传感器3-2通过支撑板3-1固定设置在下板2-2上。所述上轴承4-2与下轴承4-3同轴装配于轴承基座4-1的中心孔内。所述圆盘5-1通过螺栓和销固定设置在传动轴1-3上；所述摇臂工位装具5-2通过螺栓和销与圆盘5-1固定连接。
实施例2
如实施例1所述的用于气门摇臂装配的工位转换装置，进一步的，所述摇臂工位装具包括摇臂安装座；所述摇臂安装座的一侧设置有上表面大轴5-2-1和上表面小轴5-2-2；所述摇臂安装座的另一侧设置有下表面轴5-2-3。
所述上表面大轴5-2-1和上表面小轴5-2-2的轴心距、高低落差以及端轴径的大小与气门摇臂的摇臂轴安装孔和长臂侧通孔的位形相应。所述摇臂工位装具的具体结构尺形可依据气门摇臂型号的不同进行调整，提高了通用性。
所述上表面大轴5-2-1和上表面小轴5-2-2的长度分别小于气门摇臂的摇臂轴安装孔和长臂侧通孔深度的1/2。
实施例3
一种如实施例1或2用于气门摇臂装配的工位转换装置的工作方法，包括步骤如下：
1)将气门摇臂放置于摇臂工位装具5-2上；所述气门摇臂装配于摇臂工位装具上时，其摇臂轴安装孔保持竖直向上。
2)电机1-1转动，通过柔性联轴器1-2带动所述传动轴1-3旋转；
3)传动轴1-3的旋转带动所述圆盘5-1转动，进而实现摇臂工位装具5-2的换位；
4)传动轴1-3通过双孔固定环3-4带动码盘3-3旋转，光电传感器3-2通过径向槽的数目定位摇臂工位装具5-2的位置并将位置信息反馈至控制器；
5)所述控制器根据光电传感器3-2反馈的位置信息控制电机1-1转动，使摇臂工位装具5-2自动进入下一个加工工位，实现气门摇臂加工工位的快速转换。