一种拧紧套筒自动更换设备的制作方法

1.本实用新型属于自动化装配设备技术领域，具体涉及一种拧紧套筒自动更换设备。


背景技术：

2.近几年由于汽车排放法规和车辆性能要求，发动机的更新换代速度加快；为适应快速变化的要求，汽车企业一般采用混流生产线实现多款发动机共线生产。一条发动机装配线能兼容多种发动机平台且易于改造适应新的机型是未来的趋势。目前我们发动机装配线普遍采用机器人配合伺服变距机构实现油底壳、缸盖罩等零件的自动柔性化拧紧，大大提高了装配线相应工位的柔性化。
3.由于不同平台发动机的螺栓规格存在差异，需要由不同规格的套筒来应对不同机型的生产。在不同机型生产切换时需要停线，操作工人手工更换套筒后，再恢复另一种机型的生产。生产线机型切换时，需要等工位一个自动循环结束后，设备选择手动模式打开安全门，操作人员进入设备更换套筒，更换后再重启设备和生产，每次耗时约3
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5分钟，对于多机型混线生产时将大大影响生产线效率。
4.中国发明专利cn110919341a公开一种自动切换拧紧套筒机构，包括拧紧轴安装座，拧紧轴安装座上固定安装有卡座，卡座上固定安装有气缸杆，所述气缸杆下端部开设有环形的杆槽，其中杆槽的截面呈斜槽面，杆槽内安装有多个钢珠，气缸杆外侧滑动连接有滑钢，滑钢内侧下端部开设有斜槽面，其中杆槽位于滑钢内侧，拧紧头组件上端部开设有环形卡槽；本发明利用了分离式、模块化的快换组件来完成拧紧套筒的更换，可实现较方便快捷的自动换装操作，使拧紧设备更加柔性化、自动化，减少了人工切换拧紧头的时间和危险性，提高了产业的节拍和柔性，上述专利是通过快弯接头的通气与放气可实现拧紧头组件和拧紧轴等机构的连接和松开，需要对快弯接头进行控制，增加了对整体机构的控制难度。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术中的问题，本实用新型提供一种拧紧套筒自动更换设备，通过设计非标延长杆与不同机型套筒连接，延长杆上端通过弹性装置与机器人上的拧紧轴连接在一起，同时设计支座用于非标延长杆和套筒的放置与更换，每种机型套筒对应一套延长杆及支座。在机型切换时机器人带着延长杆通过拧紧轴旋转非标延长杆，使非标延长杆旋转进支座里，限位固定后实现非标延长杆与拧紧轴的脱离；更换时，使拧紧轴与待更换的非标延长杆通过弹性装置相连，反向旋转非标延长杆，实现待更换延长杆的拿取。节约了人工进行更换的时间，提高了混流生产的效率。
6.为了实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：
7.一种拧紧套筒自动更换设备，包括拧紧轴、非标延长杆和支座，所述拧紧轴与所述非标延长杆上部可拆卸连接，所述非标延长杆与所述支座可拆卸连接；
8.所述支座包括底板，所述底板上方平行设置有固定板，所述固定板与所述底板通
过第一挡板相连接，所述固定板与所述底板上对应位置设有通孔，所述通孔上固定有非标延长杆导向筒，所述非标延长杆导向筒上设有限位组件；所述非标延长杆与所述限位组件配合使用，用于对所述非标延长杆进行固定。
9.作为一种可选的实施方式，在本实用新型提供的拧紧套筒自动更换设备中，所述拧紧轴通过弹性装置与所述非标延长杆连接部相连，所述弹性装置上端设有拧紧轴安装部，下端设有像弹性装置内部延伸的安装孔，所述弹性装置外部设置有弹性快夹，所述弹性快夹随连接部进入安装孔内而上下运动。
10.作为一种可选的实施方式，在本实用新型提供的拧紧套筒自动更换设备中，所述安装孔侧壁的内部设有固定钢球，所述固定钢球的球面凸出于所述安装孔的内壁，所述安装孔的下端设有弹性夹头。
11.作为一种可选的实施方式，在本实用新型提供的拧紧套筒自动更换设备中，所述非标延长杆由上至下依次包括连接部、固定部、延长部和套筒安装部，所述拧紧轴与所述连接部相连，所述套筒安装部用于安装不同规格套筒。
12.作为一种可选的实施方式，在本实用新型提供的拧紧套筒自动更换设备中，所述非标延长杆的连接部上设有弧形结构，所述弧形结构与所述固定钢球球面凸出部位互相卡接，用于对非标延长杆进行固定。
13.作为一种可选的实施方式，在本实用新型提供的拧紧套筒自动更换设备中，所述非标延长杆的固定部由上而下设有对接平台和六边形固定平台，所述对接平台与所述弹性夹头配合使用，所述六边形固定平台与所述限位组件配合使用。
14.作为一种可选的实施方式，在本实用新型提供的拧紧套筒自动更换设备中，所述限位组件包括移动卡套、盖板、固定柱和限位板，所述移动卡套设于所述非标延长杆导向筒的上部；
15.所述移动卡套为中间位置设置有六边形通孔的圆盘结构，所述圆盘结构的一侧向外延伸有u型凸起，所述六边形通孔与所述六边形固定平台配合使用；
16.所述盖板上设有第一固定孔和第二固定孔，所述u型凸起与所述第一固定孔通过柱销相连，所述第二固定孔套设于所述固定柱上，
17.所述限位板对所述盖板位置进行限定。
18.作为一种可选的实施方式，在本实用新型提供的拧紧套筒自动更换设备中，所述盖板上设有第一半圆结构，所述限位板上设置有第二半圆结构，所述盖板转动过程中，所述第一半圆结构与所述第二半圆结构组成圆时，所述盖板停止运动。
19.作为一种可选的实施方式，在本实用新型提供的拧紧套筒自动更换设备中，所述固定板包括由上而下平行设置的第一固定板和第二固定板，所述第一固定板上设有第一通孔，所述第二固定板上设有第二固定孔，所述非标延长杆导向筒上端固定于所述第二固定孔上，下端穿过所述底板后，通过轴承座与所述底板相固定。
20.作为一种可选的实施方式，在本实用新型提供的拧紧套筒自动更换设备中，所述第一固定板和所述第二固定板之间设有固定支架，所述第一通孔上设有圆环形托架。
21.作为一种可选的实施方式，在本实用新型提供的拧紧套筒自动更换设备中，与所述第一挡板相连两侧面设有第二挡板，所述第二挡板与所述第一挡板相垂直，所述第二挡板与所述固定板相连。
22.本实用新型工作过程如下：
23.拧紧套筒自动更换设备中，拧紧轴通过弹性装置与非标延长杆相连接，非标延长杆的下端连接有套筒，在机型切换时，通过机器人末端伺服滑台驱动拧紧轴，拧紧轴带动非标延长杆，使非标延长杆上端进入支座上的固定孔内，然后旋转拧紧轴，使非标延长杆上的六边形固定平台与支座内的六边形通孔接触后，驱动拧紧轴旋转将非标延长杆旋转进支座里，利用支座内部的限位组件固定后，向上提拧紧轴，使拧紧轴上的弹性转轴与非标延长杆分离，进而实现非标延长杆与拧紧轴的脱离；更换其他型号套筒时，驱动拧紧轴，使拧紧轴与待更换的非标延长杆通过弹性装置相连，反向旋转非标延长杆，解除限位组件的限定作用，向上提起使非标延长杆离开支座，实现待更换非标延长杆的拿取。
24.本实用新型有益效果如下：
25.(1)本实用新型中的拧紧套筒自动更换设备，通过设计非标延长杆与不同机型套筒连接，同时设计了用于固定非标延长杆与不同机型套筒的支座，实现了装配线混线生产机型切换时，拧紧工位拧紧套筒的自动更换，提高了自动化程度，减少了人工切换拧紧套筒的时间和危险性，提高了生产的效率。
26.(2)本实用新型公布的拧紧套筒自动更换设备中非标延长杆与拧紧轴之间通过弹性装置进行连接，不需要增加额外的控制方式，使得非标延长杆与拧紧轴之间的连接和断开更为简单快捷。
27.(3)本实用新型提供的拧紧套筒自动更换设备中通过非标延长杆的六边形固定平台与与支座上的六边形通孔相互卡接，需安装后通支座内部的限位组件对非标延长杆进行固定，防止非标延长杆产生晃动造成损坏，拿取时只需解除限定即可实现非标延长杆与制作的分离，更加有利于自动化进程的实现。
附图说明
28.图1为本实用新型整体结构示意图；
29.图2为本实用新型中非标延长杆结构示意图；
30.图3为本实用新型中支座结构示意图；
31.图4为本实用新型中支座横截面示意图；
32.图5为本实用新型中弹性装置结构示意图；
33.图6为本实用新型中非标延长杆与弹性装置连接结构示意图；
34.图7为本实用新型中非标延长杆与支座固定后横截面示意图；
35.图8为本实用新型中移动卡套结构示意图；
36.图9为本实用新型中盖板结构示意图；
37.图10为本实用新型中限位板结构示意图；
38.上述附图标记：
39.1、驱动装置；2、拧紧轴；3、弹性装置；4、非标延长杆；5、支座；6、套筒；
40.31、拧紧轴安装部；32、安装孔；33、弹性快夹；34、固定钢球；35、弹性夹头；
41.41、连接部；42、固定部；43、延长部；44、套筒安装部；
42.411、弧形结构；
43.421、对接平台；422、六边形固定平台；
44.51、底板；52、第一固定板；53、第二固定板；54、第一挡板；55、标延长杆导向筒；56、限位组件；57、轴承座；58、第二挡板；59、固定支架；60、圆环形托架；
45.521、第一通孔；531、第二通孔；
46.561、移动卡套；562、盖板；563、固定柱；564、限位板；
47.5611、六边形通孔；5612、u型凸起；
48.5621、第一固定孔；5622第二固定孔；5623、第一半圆结构；
49.5641、第二半圆结构。
具体实施方式
50.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
51.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
52.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
53.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
54.如图1
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10所示，本实施例提供一种拧紧套筒自动更换设备，包括拧紧轴2、非标延长杆4和支座5，拧紧轴2与非标延长杆4上部可拆卸连接，非标延长杆 4与支座5可拆卸连接。
55.在具体实施过程中，如图1所示，拧紧轴2通过驱动装置1控制，驱动装置 1为机器人末端伺服滑台，利用机器人驱动拧紧轴2运动，拧紧轴2带动非标延长杆4上下运动，使非标延长杆4固定于支座5上。
56.在本实施例中，机器人末端伺服滑台和拧紧轴2均为现有技术中常用的装置，具体结构在此不再赘述。
57.非标延长杆4由上至下依次包括连接部41、固定部42、延长部43和套筒安装部44，拧紧轴2与连接部41相连，套筒安装部44用于安装不同规格套筒。
58.作为进一步改进的技术方案，拧紧轴2通过弹性装置3与非标延长杆4连接部41相连，弹性装置3上端设有拧紧轴安装部31，下端设有像弹性装置内部延伸的安装孔32，弹性
装置3外部设置有弹性快夹33，弹性快夹33随连接部41 进入安装孔内32而上下运动。
59.安装孔32侧壁的内部设有固定钢球34，固定钢球34的球面凸出于安装孔 32的内壁，安装孔32的下端设有弹性夹头35。
60.非标延长杆4的连接部41上设有弧形结构411，弧形结构411与固定钢球 34球面凸出部位互相卡接，用于对非标延长杆4上端进行固定。
61.在本实施利中，如图2所示，非标延长杆4由上至下依次包括连接部41、固定部42、延长部43和套筒安装部44，其连接部41用于与弹性装置2相连，固定部42用于固定在支座5上，套筒安装部44用于安装套筒。
62.连接部41上还设有弧形结构411，用于与弹性装置3的固定钢球34配合使用。
63.在具体实施过程中，如图5
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6所示，弹性装置3的上端为拧紧轴安装部31，下端设有容纳非标延长杆4连接部41的安装孔32，在使用过程中，当非标延长杆4的连接部41进入安装孔32内时，首先非标延长杆4的连接部41挤压弹性夹头35，此时弹性快夹33沿着弹性装置3的外壁向上运动，当连接部41的端面顶住安装孔32上端后，向下落时连接部41的弧形结构411正好卡在固定钢球 34上，以此实现弹性装置3与非标延长杆4之间的固定。
64.作为进一步改进的技术方案，非标延长杆4的固定部42由上而下设有对接平台421和六边形固定平台422，对接平台421与弹性夹头35配合使用，六边形固定平台422与限位组件56配合使用。
65.在具体实施过程中，固定部42的上端设有对接平台421，设置对接平台421，在弹性装置3与非标准延长杆4对接时，可以保持稳定；对接平台421下端设置六边形固定平台422，与支座5内的限位组件56中六边形移动卡套561相互连接，发挥限位作用，实现对非标延长杆4的固定。
66.支座5包括底板51，底板51上方平行设置有固定板，固定板与底板51通过第一挡板54相连接，固定板与底板51上对应位置设有通孔，通孔上固定有非标延长杆导向筒55，非标延长杆导向筒55上设有限位组件56，非标延长杆4 固定部42与限位组件56配合使用，用于对所述非标延长杆进行固定。
67.作为进一步改进的技术方案，固定板包括由上而下平行设置的第一固定板 52和第二固定板53，第一固定板上52设有第一通孔521，第二固定板53上设有第二通孔531，非标延长杆导向筒55上端固定于第二通孔上531，下端穿过底板51后，通过轴承座57与底板相固定。
68.第一挡板54相邻两侧面设有第二挡板58，第二挡板58与第一挡板54相垂直，第二挡板58与固定板相连。
69.第一固定板52和第二固定板53之间设有固定支架59，第一通孔521上设有圆环形托架60。
70.在本实施例中，如图3
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4所示，支座5由上而下依次平行设置第一固定板52、第二固定板53和底板51，其中第一固定板52、第二固定板53和底板51的两侧分别通过第一挡板相54连接，与第一挡板54相邻的两侧面设有第二挡板58，其中第二挡板58与第一固定板52和第二固定板53相连接，第一固定板52和第二固定板53之间还设有固定支架59。
71.第一固定板52、第二固定板53和底板51上对应位置上设有通孔，其中第一固定板上设有第一通孔521，第二固定板上设有第二通孔531，如图4所示，圆环形托架60设置于第
一固定孔上521，非标延长杆导向筒55设置在第二通孔 531上。非标延长杆导向筒55的上端设置有限位组件56。
72.作为进一步改进的技术方案，如图8
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10所示，限位组件56包括相配合使用的移动卡套561、盖板562、固定柱563和限位板564，移动卡套561设于非标延长杆导向筒55的上部。
73.移动卡套561为中间位置设置有六边形通孔5611的圆盘结构，圆盘结构的一侧向外延伸有u型凸起5612，六边形通孔5611与六边形固定平台422配合使用。
74.盖板562上设有第一固定孔5621和第二固定孔5622，u型凸起5612与第一固定孔5621通过柱销相连，第二固定孔5622套设于固定柱563上，限位板 564对盖板562位置进行限定。
75.盖板562上设有第一半圆结构5623，限位板564上设置有第二半圆结构 5642，盖板562转动过程中，第一半圆结构5623与第二半圆结5642构组成圆时，盖板562停止运动。
76.在本实施例中，限位组件56包括相互配合使用的移动卡套561、盖板562、固定柱563和限位板564，其中移动卡套561为一圆盘状结构，其中间位置设置有六边形通孔5611，用于与非标延长杆4的六边形固定平台422配合使用，圆盘结构的一侧向外延伸形成插臂结构的u型凸起5612，用于与盖板562配合使用。
77.盖板562为一板状结构，相对的两端分别设有第一固定孔5621和第二固定孔5622，与第一固定孔5621和第二固定孔5622相邻的一侧边上设有第一半圆结构5623，限位板564为一侧边设有第二半圆结构5641的板状结构。
78.在使用过程中，移动卡套561的u型凸起5612与盖板562上的第一固定孔 5621通过柱销相连接，第二固定孔5622套在固定柱563上，利用固定柱563限制盖板562的移动范围，当非标延长杆4的六边形固定平台422卡在移动套筒 561的六边形通孔5611内，旋转非标延长杆4带动移动卡套561旋转，移动卡套561带动盖板562旋转，由于盖板562的另一端有固定柱563进行固定，因此盖板562以第二固定孔5622为圆心进行旋转，当盖板562旋转到限位板564的位置，盖板562上的第一半圆结构5623与限位板564上的第二半圆结构5641 组成一个完整的圆时，盖板562停止运动。
79.工作过程如下：
80.拧紧轴2通过弹性装置3与非标延长杆4相连接，非标延长杆4的下端连接有套筒6，在机型切换时，通过机器人末端伺服滑台驱动拧紧轴2，拧紧轴2带动非非标长杆4，使非标延长杆4上的连接部41进入支座5上的固定孔内，然后旋转拧紧轴2，使非标延长杆4上的六边形固定平台422与支座5上的六边形通孔5611接触后，驱动拧紧轴2旋转将非标延长杆4旋转进支座5里，利用支座内部的限位组件56固定后，向上提拧紧轴2，使拧紧轴2上的弹性装置3与非标延长杆4分离，进而实现非标延长杆4与拧紧轴2的脱离；更换其他型号套筒6时，驱动拧紧轴2，使拧紧轴2与待更换的非标延长杆4通过弹性装置3相连，反向旋转非标延长杆4，解除限位组件56的限定作用，向上提起使非标延长杆4离开支座5，实现待更换非标延长杆4的拿取。
81.本实用新型中的拧紧套筒自动更换设备，通过设计非标延长杆与不同机型套筒连接，同时设计了用于固定非标延长杆与不同机型套筒的支座，实现了装配线混线生产机型切换时，拧紧工位拧紧套筒的自动更换，提高了自动化程度，减少了人工切换拧紧套筒的时间和危险性，提高了生产的效率。
82.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只限于这些说明。对于本实用新型所属领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。