一种自动十字轴装配线的制作方法

本发明涉及一种十字轴加工流水线，特别涉及一种自动十字轴装配线。

背景技术：

十字轴万向节总成作为汽车传动系统中的关键部件，能实现变角度动力传递，用于改变传动轴线的位置和方向，它是汽车转向及传动驱动系统的“关节”部位。其中，十字轴总成作为十字轴万向节的主体部分，是十字轴万向节不可或缺的部件。十字轴总成的质量直接影响着十字轴万向节的疲劳寿命，并影响着整车的安全性能及可靠性。

如图1所示，现有的十字轴总成包括有轴承套、十字轴以及法兰叉，法兰叉的一侧贯穿设置有若干个法兰安装孔，法兰叉以及轴承套上均设置有可与十字轴相配合的卡接孔。所述十字轴分别于轴承套、法兰叉的卡接孔内配合铰接以构成转动关节。例如中国专利号为cn103047305a的中国专利公开的十字轴万向联轴器。

目前，十字轴总成的装配工艺大多采用手工装配完成。这种方式导致了十字轴总成的装配效率低下，装配质量不稳定、呈一定的波动性，传统的十字轴装配工艺已经成为了十字轴总成生产中的瓶颈工序。同时，随着人工成本的增长，使十字轴总成的装配生产成本日益上升，导致企业经济效益直接下降，因而有待改进。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种自动十字轴装配线，这种装配线实现自动化装配，效率高、装配精度和质量稳定，而且减少了人工成本，大大增加了企业经济效益。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种自动十字轴装配线，包括十字轴送料装置、法兰叉送料装置、轴承套送料装置、第一压装机以及第二压装机，所述法兰叉送料装置的上方设置有可将法兰叉转运至第一压装机上的法兰叉转运机构，所述十字轴送料装置的上方设置有可将十字轴转运至第一压装机上的十字轴转运机构，所述第一压装机可将十字轴与法兰叉进行压装以形成工件a；

所述第二压装机的上方设置有可将第一压装机上完成的工件a转运至第二压装机上的压装转运机构，所述第一压装机与轴承套送料装置之间设置有机械手转运机构，所述机械手转运机构可将轴承套送料装置上的轴承套转运至第二压装机上，并由所述第二压装机将十字轴与轴承套进行压装。

本发明的进一步设置为：所述第一压装机包括有皮带传输机，所述皮带传输机上设置有若干个支撑板，每个所述支撑板上均设置有若干个可与法兰叉上的法兰安装孔配合卡接的第一限位杆，所述皮带传输机的中部设置有可与十字轴转运机构相配合的自适应调节支撑器，所述自适应调节支撑器可将十字轴的位置高度调整至与法兰叉上的卡接孔相配合的位置状态；

所述皮带传输机的两侧均设置有用以传输轴承的第一振动盘，每个所述第一振动盘的出料口位置处均设置有用以将轴承压入法兰叉上的卡接孔内的第一液压缸，使所述轴承的内外表面分别与十字轴、卡接孔内壁产生过盈配合以压装形成工件a。

本发明的进一步设置为：所述自适应调节支撑器包括有设置于皮带传输机上的支撑架，所述支撑架上设置有压缸，所述压缸的输出端穿过支撑架固定连接有用以抬高十字轴的驱动板，使所述十字轴的两端可分别与法兰叉上的卡接孔相配合。

本发明的进一步设置为：所述皮带传输机的两端均设置有可对卡接孔内安装卡簧的第一卡簧压装机；

每个所述第一卡簧压装机均包括有定位板，所述定位板内置有可与卡簧相匹配的引导通道，所述定位板的一侧设置有可与法兰叉上的卡接孔相配合的出料孔，所述出料孔的一端与引导通道相连通，所述定位板的一侧设置有卡簧液压驱动件，所述卡簧液压驱动件穿入定位板内的一端与卡簧相抵接，并驱动所述卡簧通过出料孔于卡接孔内配合卡接。

本发明的进一步设置为：所述卡簧液压驱动件的上端设置有固定板，所述固定板的一侧贯穿设置有滑槽，所述滑槽内滑动连接有推板，所述固定板上设置有用以存储卡簧的容纳箱，所述容纳箱的底部与滑槽相连通；

所述推板的上端面设置有可与单个卡簧相配合的台阶，所述推板的一端设置有可驱动推板于滑槽内往复运动的第三驱动件，所述定位板的上端面设置有与引导通道相连通的倾斜滑道，所述倾斜滑道的一端与固定板相配合。

本发明的进一步设置为：所述第二压装机包括有丝杆滑轨运输机，所述丝杆滑轨运输机上滑动连接有移动座，所述移动座的一侧设置有限位板，所述限位板上设置有若干个可与法兰叉上的法兰安装孔配合卡接的第二限位杆，所述丝杆滑轨运输机的两侧均设置有用以传输轴承的第二振动盘，每个所述第二振动盘的出料口位置处均设置有用以将轴承套设于十字轴上的第二液压缸，所述移动座的一侧设置有轴承套支撑底板，所述轴承套支撑底板与限位板呈垂直设置。

本发明的进一步设置为：所述压装转运机构包括有两个设置于地面上的第二立柱，两个所述第二立柱分别位于第二压装机、第一压装机的两侧，两个所述第一立柱的顶端固定连接有同一个第二水平导轨，所述第二水平导轨上滑动连接有第二活动滑块，所述第二水平导轨的一端设置有可驱动第二活动滑块在第二水平导轨上进行移动的第五驱动件；

所述第二活动滑块的一侧滑动连接有第二活动臂，所述第二活动臂的下端面转动连接有浮动连接板，所述浮动连接板的一侧设置有可对目标物进行夹取的第二夹爪，所述第二活动滑块的一侧设置有可驱动第一活动臂上下移动的第六驱动件；

所述第二活动臂上设置有固定连接板，所述固定连接板上铰接有驱动气缸，所述驱动气缸的输出端转动连接有驱动架，所述驱动架的一端与浮动连接板固定连接，所述驱动架与浮动连接板之间所形成的夹角为钝角。

本发明的进一步设置为：所述移动座的一侧穿设有两个相互独立的移动块，两个所述移动块分别位于限位板的两端，所述移动座远离移动块的一侧设置有第四驱动件，所述第四驱动件的输出端穿过移动座与移动块固定连接，每个所述移动块远离移动座的一端均设置有用以卡持法兰叉的卡接块。

本发明的进一步设置为：所述卡簧液压驱动件的输出端与出料孔呈同轴心设置。

本发明的进一步设置为：还包括卡簧压装输送机、成品运输机以及可将卡簧压装输送机上的工件转运至成品运输机上的成品转运机构。

综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明可实现十字轴总成的自动化装配，装配效率高、精度与质量都能得到控制，而且大幅减少人工成本，大大增加企业的经济效益。在具体使用时，只需1-2个工人在旁进行监测，保证多个工序平稳有序的进行。

附图说明

图1是现有十字轴总成的结构示意图；

图2是实施例一的十字轴装配线的结构示意图；

图3是图2中法兰叉转运机构以及十字轴转运机构的结构示意图；

图4是图2中第一压装机的结构示意图；

图5是图4的部分结构示意图；

图6是图4中的自适应调节支撑器的结构示意图；

图7是图4中的第一卡簧压装机的结构示意图；

图8是图2的部分结构示意图；

图9是图8中压装转运机构的结构示意图；

图10是图8中第二压装机的结构示意图；

图11是图10中的卡接块与法兰叉在配合卡接状态下的结构示意图；

图12是图11中的卡接块与法兰叉在未配合卡接状态下的结构示意图。

附图标记：1、十字轴送料装置；2、法兰叉送料装置；3、轴承套送料装置；4、第一压装机；5、第二压装机；6、法兰叉转运机构；7、十字轴转运机构；8、压装转运机构；9、机械手转运机构；10、第一立柱；11、第一水平导轨；12、第一活动滑块；13、第一活动臂；14、第一夹爪；15、皮带传输机；16、支撑板；17、第一限位杆；18、自适应调节支撑器；19、第一振动盘；20、第一液压缸；21、支撑架；22、压缸；23、驱动板；24、导向柱；25、弹簧；26、第一卡簧压装机；27、定位板；28、出料孔；29、卡簧液压驱动件；30、固定板；31、滑槽；32、推板；33、容纳箱；34、台阶；35、倾斜滑道；36、丝杆滑轨运输机；37、移动座；38、限位板；39、第二限位杆；40、第二振动盘；41、第二液压缸；42、轴承套支撑底板；43、移动块；44、第四驱动件；45、卡接块；46、第二立柱；47、第二水平导轨；48、第二活动滑块；49、第二活动臂；50、浮动连接板；51、第二夹爪；52、固定连接板；53、驱动气缸；54、驱动架；55、卡簧压装输送机；56、成品运输机；57、成品转运机构；58、机架；59、第二卡簧压装机；60、法兰安装孔；61、卡接孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图2所示，一种自动十字轴装配线，包括十字轴送料装置1、法兰叉送料装置2、轴承套送料装置3、第一压装机4以及第二压装机5。

法兰叉送料装置2的上方设置有可将法兰叉转运至第一压装机4上的法兰叉转运机构6，十字轴送料装置1的上方设置有可将十字轴转运至第一压装机4上的十字轴转运机构7，所述第一压装机4可将十字轴与法兰叉进行压装以形成工件a。

第二压装机5的上方设置有可将第一压装机4上完成的工件a转运至第二压装机5上的压装转运机构8。第一压装机4与轴承套送料装置3之间设置有机械手转运机构9，所述机械手转运机构9可将轴承套送料装置3上的轴承套转运至第二压装机5上，并由第二压装机5将十字轴与轴承套进行压装。

通过上述设置，从而实现十字轴总成的自动化装配，装配效率高、精度与质量都能得到控制，而且大幅减少人工成本，大大增加企业的经济效益。在具体使用时，只需1-2个工人在旁进行监测，保证多个工序平稳有序的进行。

进一步的，如图2和图3所示，法兰叉转运机构6包括有两个设置于地面上的第一立柱10，两个第一立柱10分别位于法兰叉送料装置2、第一压装机4的两侧。两个第一立柱10的顶端固定连接有同一个第一水平导轨11，第一水平导轨11上滑动连接有第一活动滑块12，第一水平导轨11的一端设置有可驱动第一活动滑块12在第一水平导轨11上进行移动的第一驱动件(附图未标出)。

第一活动滑块12的一侧滑动连接有第一活动臂13，第一活动臂13的下端面设置有可对目标物进行夹取的第一夹爪14，第一活动滑块12的一侧设置有可驱动第一活动臂13上下移动的第二驱动件(附图未标出)。

在具体作业时，由第一驱动件控制第一活动滑块12移动，进而控制第一活动臂13的位置状态。此外，第二驱动件控制第一活动臂13上下移动，以配合第一夹爪14进行使用。上述结构之间的联动配合，共同完成将法兰叉送料装置2上的法兰叉转运至第一压装机4上。

进一步的，十字轴转运机构7的结构与法兰叉转运机构6相同，其不同之处仅在于：两个第一立柱10分别位于十字轴送料装置1、第一压装机4的两侧。

进一步的，如图2、图4和图5所示，第一压装机4包括有皮带传输机15，该皮带传输机15上设置有若干个支撑板16，每个支撑板16上均设置有若干个可与法兰叉上的法兰安装孔60配合卡接的第一限位杆17。通过法兰叉转运机构6将法兰转运至支撑板16上，并使法兰叉上的法兰安装孔60与第一限位杆17配合卡接，以避免法兰叉在后续装配过程中发生移位。

皮带传输机15的中部设置有可与十字轴转运机构7相配合的自适应调节支撑器18，通过自适应调节支撑器18可将十字轴的位置高度调整至与法兰叉上的卡接孔61相配合的位置状态。

皮带传输机15的两侧均设置有用以传输轴承的第一振动盘19，每个第一振动盘19的出料口位置处均设置有用以将轴承压入法兰叉上的卡接孔61内的第一液压缸20。通过第一液压缸20的作用，使轴承的内外表面分别与十字轴、卡接孔61内壁产生过盈配合以压装形成工件a。

在具体使用时，由法兰叉转运机构6将法兰叉转运至皮带传输机15上，并由皮带传输机15向前输送，直至法兰叉的两端卡接孔61与第一振动盘19的出料口位置处相对应，此时皮带传输机15停止运转。

接着由十字轴转运机构7将十字轴转运至自适应调节支撑器18上，并由自适应调节支撑器18将十字轴的位置高度调整至与法兰叉上的卡接孔61相配合的位置状态，最后由第一液压缸20将将轴承推入卡接孔61内，使轴承的内外表面分别与十字轴、卡接孔61内壁产生过盈配合以压装形成工件a。

进一步的，如图5和图6所示，自适应调节支撑器18包括有设置于皮带传输机15上的支撑架21，支撑架21上设置有压缸22，压缸22的输出端穿过支撑架21固定连接有用以抬高十字轴的驱动板23。在具体使用时，可对压缸22的行程进行设定，使其伸出或回缩固定行程。从而保证驱动板23可对相配合的十字轴抬高固定高度，使十字轴的两端可分别与法兰叉上的卡接孔61相配合。

进一步的，驱动板23的上端面设置有若干导向柱24。此外，驱动板23的上端面与支撑架21之间设置有弹簧25，弹簧25的个数与导向柱24的个数相匹配且一一套设于导向柱24的外部。

当压缸22的输出端带动驱动板23向上运动时，直至导向柱24的上端面与支撑架21相抵接，此时驱动板23并不存在继续向上移动的空间，从而进一步限定压缸22的行程范围，从而保证驱动板23可对相配合的十字轴抬高固定高度，使十字轴的两端可分别与法兰叉上的卡接孔61相配合。此外，弹簧25的设置可保证驱动板23带动十字轴上下平稳有序的移动。

进一步的，如图4和图7所示，皮带传输机15的两端均设置有可对卡接孔61内安装卡簧的第一卡簧压装机26。卡簧又叫挡圈，防止十字轴与法兰叉相对滑动致脱落，是起到限位的作用。

进一步的，每个第一卡簧压装机26均包括有定位板27，定位板27内置有可与卡簧相匹配的引导通道，定位板27的一侧设置有可与法兰叉上的卡接孔61相配合的出料孔28，出料孔28的一端与引导通道相连通。

定位板27的一侧设置有卡簧液压驱动件29，卡簧液压驱动件29穿入定位板27内的一端与卡簧相抵接，并驱动卡簧通过出料孔28于卡接孔61内配合卡接。

需特别说明的是：卡簧液压驱动件29的输出端与出料孔28呈同轴心设置。

在实际操作中，工件a在上一工位进行压装完毕后，被皮带传输机15继续向前输送至第一卡簧压装机26的工位。位于引导通道内的卡簧会因重力原因向下运动至出料孔28处实现定位，然后在卡簧液压驱动件29做出伸出运动并推动卡簧压装到工件上，实现卡位作用。

进一步的，卡簧液压驱动件29的上端设置有固定板30，固定板30的一侧贯穿设置有滑槽31，滑槽31内滑动连接有推板32。固定板30上设置有用以存储卡簧的容纳箱33，容纳箱33的底部与滑槽31相连通。

推板32的上端面设置有可与单个卡簧相配合的台阶34，推板32的一端设置有可驱动推板32于滑槽31内往复运动的第三驱动件(附图未示出)。定位板27的上端面设置有与引导通道相连通的倾斜滑道35，倾斜滑道35的一端与固定板30相配合。

在具体作业时，由第三驱动件控制推板32往复移动，使得推板32每完成一次往复运动皆可将位于容纳箱33底部的卡簧单个推出，具体的由台阶34的侧壁对单个卡簧推动，并推动至倾斜滑道35处，沿其斜面滑落至引导通道内。

进一步的，如图8、图10和图11所示，第二压装机5包括有丝杆滑轨运输机36，丝杆滑轨运输机36上滑动连接有移动座37，移动座37的一侧设置有限位板38，限位板38上设置有若干个可与法兰叉上的法兰安装孔60配合卡接的第二限位杆39。在本申请中，需特别强调第一限位杆17以及第二限位杆39的作用，均是针对十字轴总成中的法兰叉结构特点，并加以利用，从而结合于装配流水线上实现工件的定位功能。

丝杆滑轨运输机36的两侧均设置有用以传输轴承的第二振动盘40，每个第二振动盘40的出料口位置处均设置有用以将轴承套设于十字轴上的第二液压缸41。

移动座37的一侧设置有轴承套支撑底板42，所述轴承套支撑底板42与限位板38呈垂直设置。

在具体使用时，先由压装转运机构8将第一压装机4上的工件a转运至第二压装机5上的移动座37上，并与移动座37上的限位板38、第二限位杆39相配合卡接以实现对工件a的定位。接着由机械手转运机构9，将轴承套送料装置3上的轴承套转运至轴承套支撑底板42上，使得工件a上的十字轴的两端对准轴承套上的卡接孔61。最后，由丝杆滑轨运输机36带动移动座37运动，直至工件a上的十字轴、轴承套上的卡接孔61与第二振动盘40的出料口位置处相对应，此时丝杆滑轨运输机36停止运转。最后由第二液压缸41将将轴承推入卡接孔61内，使轴承的内外表面分别与十字轴、轴承套上的卡接孔61内壁产生过盈配合以压装形成十字轴总成。

进一步的，如图11和图12所示，移动座37的一侧穿设有两个相互独立的移动块43，两个移动块43分别位于限位板38的两端。移动座37远离移动块43的一侧设置有第四驱动件44，第四驱动件44可为气缸等。第四驱动件44的输出端穿过移动座37与移动块43固定连接。通过第四驱动件44的作用，可驱动移动块43与移动座37产生相对滑动。

具体的，每个移动块43远离移动座37的一端均设置有用以卡持法兰叉的卡接块45。由于第四驱动件44可驱动移动块43运动，进而可同步带动卡接块45运动。当第四驱动件44的输出端伸出时，移动块43以及卡接块45朝着远离移动座37的方向进行移动，此时卡接块45与限位板38之间的间距会拉大，以便于工件a放置于限位板38上。当第四驱动件44的输出端缩回时，移动块43以及卡接块45朝着靠近移动座37的方向进行移动，此时卡接块45与限位板38之间的间距会缩小，直至卡接块45的一侧与法兰叉相抵，以实现对法兰叉的限位，进而实现工件a的限位。

进一步的，如图8和图9所示，压装转运机构8包括有两个设置于地面上的第二立柱46，两个第二立柱46分别位于第二压装机5、第一压装机4的两侧。两个第一立柱10的顶端固定连接有同一个第二水平导轨47，第二水平导轨47上滑动连接有第二活动滑块48，第二水平导轨47的一端设置有可驱动第二活动滑块48在第二水平导轨47上进行移动的第五驱动件(附图未标出)。

第二活动滑块48的一侧滑动连接有第二活动臂49，第二活动臂49的下端面转动连接有浮动连接板50，浮动连接板50的一侧设置有可对目标物进行夹取的第二夹爪51，第二活动滑块48的一侧设置有可驱动第一活动臂13上下移动的第六驱动件(附图未标出)。

第二活动臂49上设置有固定连接板52，固定连接板52上铰接有驱动气缸53，驱动气缸53的输出端转动连接有驱动架54，驱动架54的一端与浮动连接板50固定连接。驱动架54与浮动连接板50之间所形成的夹角为钝角。

在具体使用时，由第五驱动件控制第二活动滑块48移动，进而控制第二活动臂49的位置状态。此外，第六驱动件控制第二活动臂49上下移动，以配合第二夹爪51进行使用。上述结构之间的联动配合，共同完成将第一压装机4上的工件a转运至第二压装机5上。此外，本申请通过驱动气缸53的伸缩运动，还可实现浮动连接板50以及第二夹爪51翻转90度，使工件a在转运至第二压装机5上时其位置状态也可翻转90度，以更好的与限位板38以及限位杆相配合。

需特别强调的是：在初始状态下，浮动连接板50与地面相平行设置，当翻转90度至与地面相垂直时，由于驱动架54与浮动连接板50之间所形成的夹角为钝角，使得在浮动连接板50与地面相垂直时，仍能保证驱动气缸53的输出端与驱动架54相接触。此外，对工件a的翻转有利于在第二压装机5上与轴承套进行装配。

进一步的，第一驱动件、第二驱动件、第五驱动件以及第六驱动件均可为采用伺服电机进行驱动，但不紧局限于此。

进一步的，所述第一夹爪14以及第二夹爪51可为气动夹爪。但不仅仅局限于此，所有实现对工件进行夹取的第一夹爪14都在本案保护范围内。

进一步的，本申请还包括卡簧压装输送机55、成品运输机56以及可将卡簧压装输送机55上的工件转运至成品运输机56上的成品转运机构57。

卡簧压装输送机55包括机架58，机架58两端均设置有第二卡簧压装机59，该第二卡簧压装机59的结构与原理，均与第一卡簧压装机26一致，在此不进行详细赘述。第二卡簧压装机59可向轴承套上的卡接孔61内装入卡簧，以实现十字轴与轴承套在配合状态下的限位固定。

具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。