一种多轴伺服无极变距拧紧系统的制作方法

本发明涉及机械装配领域，特别涉及一种多轴伺服无极变距拧紧系统，适用于汽车轮胎的装配。

背景技术：

目前，汽车总装流水线生产过程中，轮胎多轴拧紧属于固定分度圆拧紧，只能满足一种分度圆轮胎的拧紧，具有一定局限性；不同分度圆的轮胎拧紧，需要人工进行轮胎筛选、对接、拧紧等系列作业，易出错，效率低，劳动强度大；在同一条轮胎装配生产线上，不同分度圆轮胎拧紧时，需要配备多套不同分度圆轮胎拧紧机构，不能实现不同分度圆轮胎的精准柔性对接、装配、拧紧；不同车型轮胎拧紧作业，用气缸实现不同分度圆的定距切换。

技术实现要素：

本发明的目的在于设计一种伺服多轴无极变距拧紧系统，解决繁重的人工搬运装配，促进汽车轮胎装配智能化水平，降低消耗，增强生产力；解决汽车轮胎产线不同车型、不同扭矩拧紧时多线排布格局，实现不同分度圆轮胎的精准柔性对接、装配、拧紧集一体；突破扫码识别轮胎、伺服自动无极变距、扭矩值识别切换等不同车型轮胎的拧紧作业。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种伺服多轴无极变距拧紧系统，其包括：底座；升降机构，包括：立柱，竖直设置于所述底座上端面一侧；两付升降导轨及其上滑块，分别设置于所述立柱相对的两侧面；升降座，为一方框体，套设于所述立柱上，其内两侧面连接于所述两付升降导轨上的滑块；上、下导轮，通过支架设置于所述立柱上、下端；上、下导轮通过升降同步带连接，该升降同步带连接所述升降座；升降电机及减速机，其输出轴联接所述下导轮；悬臂机构，包括：悬臂，其两端设置前、后连接座；所述悬臂上沿长度方向设滑轨结构；所述后连接座的后端通过一连接轴活动连接于所述升降座前端面下部；悬臂拉紧杆，其一端活动连接于所述前连接座，另一端枢轴连接于所述升降座前端面上部；行走滑车，其上设滑轮，该滑轮滑设于所述悬臂滑轨结构上；拧紧机构，包括：基座，连接于所述行走滑车，基座为一柱形壳体，主要由前固定板、后固定板及其之间的若干支撑杆和套设支撑杆外的弧形壳体组成；所述前固定板中央设安装通孔，该安装通孔内缘沿周向均匀设置向安装通孔中心凸伸的五个固定部，该固定部设轴孔；所述前固定板前端面外缘沿周向设一圈凸条，该凸条一侧设开口，形成限位槽；一电机固定板，其为一环体，其外径匹配所述前固定板前端面凸条的内径，并嵌设于该凸条内缘；所述电机固定板一侧凸伸形成一安装部，该安装部穿设于所述前固定板上限位槽内，安装部上设安装孔；齿轮轴承圈，设置于所述电机固定板前，其包括内外配合的齿轮轴承内圈和齿轮轴承外圈；其中，齿轮轴承内圈内缘周向凸设对应所述前固定板中央安装通孔内缘五个固定部的五个导向部，该导向部设条形的导向槽；所述齿轮轴承外圈的外壁沿周向设一段齿状结构；外固定板，设置于所述齿轮轴承圈前，其中央设安装孔，该安装孔内缘沿周向均匀设置向安装孔中心凸伸的五个安装固定部，该五个安装固定部对应所述齿轮轴承圈的五个导向部，且，所述安装固定部设安装固定孔；五个导向连接件，分别对应设置于所述齿轮轴承圈的五个导向部，所述导向连接件呈三角形，其一角部设一导向柱，该导向柱外端部嵌设于所述齿轮轴承圈齿轮轴承内圈导向部的导向槽内；所述导向连接件的另一角部设一拧紧枪轴孔；所述导向连接件的第三角部穿设一固定轴，该固定轴两端分别穿设于所述外固定板的安装固定孔和所述基座前固定板固定部的轴孔；五把拧紧枪，该拧紧枪的拧紧轴穿过所述导向连接件的拧紧枪轴孔；驱动电机及减速机，安装于所述电机固定板安装部内侧面，其输出轴穿过所述安装孔，该输出轴设一驱动齿轮，并与所述齿轮轴承圈的齿轮轴承外圈外壁的齿状结构啮合；控制器及操作启动手拧，设置于所述基座一侧，所述升降电机、拧紧枪、驱动电机均电性连接所述控制器。

优选的，所述驱动电机、升降电机为伺服电机。

进一步，所述基座通过一吊挂组件连接于所述行走滑车；所述吊挂组件包括：旋转轴承，设置于所述拧紧机构的基座后固定板中央；连接板，连接于所述旋转轴承外侧面，其上部伸出所述基座上部；重心调整机构，包括：两导杆，其两端分别连接所述基座前固定板、连接板上部；第一活动座，滑设于所述两导杆上；前后俯仰机构，包括：u形底座，其底部连接于所述第一活动座上端面；第二活动座，通过转轴枢轴连接于所述u形底座内上部；前后俯仰限位组件，设置于所述第一活动座一侧，与第二活动座形成干涉结构；回转机构，包括：底板，设置于所述第二活动座上端面；回转轴承，设置于所述底板上端面；回转座，设置于回转轴承的内圈，回转座上端面设连接支架连接所述行走滑车；回转座一侧凸伸形成一固定部，该固定部设通孔及其内锁定件，所述底板上设供该锁定件下端插置的锁定座；两限位块，分别设置于所述底板上、对应所述回转座固定部的两侧。

又，所述前后俯仰限位组件包括：u形限位件，其上端连接于所述底板一侧端底面，该u形限位件底部中央设限位槽；限位杆，其上端插置于所述限位槽，其下端连接于所述第一活动座一侧。

优选的，所述底座为一移动小车。

更进一步，所述移动小车包括：车体底板及其上的推杆把手和车体底板下的车轮；所述车体底板为两层结构，包括上、下底板，所述上底板一侧设供所述立柱穿设的通孔；对应该通孔下方的下底板上设置一旋转轴承，所述立柱底端设一安装板，该安装板连接于旋转轴承的内圈；所述旋转轴承一侧的下底板上设旋转限位块，相应的，所述安装板上设一与该转限位块配合的限位挡板；所述旋转轴承内中央设一电磁刹车块，该电磁刹车块中央设插孔，对应的，所述安装板底面中央竖直设置一固定柱，该固定柱插置于所述电磁刹车块中央的插孔。

另外，还包括一防坠器，该防坠器设置于所述立柱上端，其上钢丝绳端部设置的挂钩连接于所述升降座。

优选的，所述基座后部设辅助把手。

本发明与现有技术相比，具有的优点或积极效果：

本发明改变了原汽车轮胎生产线多环节分布安装格局，通过控制伺服电机驱动齿轮轴承圈的旋转角度，实现柔性识别、对应不同分度圆轮胎技术的突破，解决了汽车不同规格轮胎多螺母有效集一装配瓶颈。

另外，通过地面位移和伺服升降技术，完全突破不同汽车轮胎生产线多匹配的空间浪费局限，全面有效改善轮胎现场生产环境，精准显现精益现场管理及ie管理创新的伟大转变。

本发明伺服旋转机构、拉杆调节机构、前后俯仰机构、安全防坠机构等，有效提升汽车轮胎全方位移动、翻转及多角度位移的稳定性；其360度回转机构，有效支撑轮胎柔性装配多复旋转轮回，促进了传统汽车轮胎安装生产线的升级转变，实现了不同分度圆轮胎安装智能协调控制操作一站式运行，改善了劳动条件，降低了成本，增强生产力。

附图说明

图1为本发明实施例的立体图。

图2为本发明实施例的俯视图。

图3为图2的a-a剖视图。

图4为本发明实施例中底座-移动小车的立体图。

图5为本发明实施例中升降机构、悬臂机构的立体图1。

图6为本发明实施例中升降机构、悬臂机构的立体图2。

图7为本发明实施例中拧紧机构的立体图1。

图8为本发明实施例中拧紧机构的立体图2。

图9为本发明实施例中拧紧机构的立体分解图1。

图10为本发明实施例中拧紧机构的立体分解图2。

图11为本发明实施例中拧紧机构的立体分解图3。

图12为本发明实施例中拧紧机构的立体分解图4。

图13为本发明实施例中拧紧机构的立体分解图5。

图14为本发明实施例中拧紧机构导向连接件的立体图。

具体实施方式

参见图1～图14，本发明所述的伺服多轴无极变距拧紧系统，包括：

底座1；

升降机构2，包括：

立柱21，竖直设置于所述底座1上端面一侧；

两付升降导轨22及其上滑块，分别设置于所述立柱相对的两侧面；

升降座23，为一方框体，套设于所述立柱上，其内两侧面连接于所述两付升降导轨22上的滑块；

上、下导轮24、25，通过支架设置于所述立柱21上、下端；上、下导轮通过升降同步带26连接，该升降同步带26连接所述升降座23；

升降电机27及减速机，其输出轴联接所述下导轮25；

悬臂机构3，包括：

悬臂31，其两端设置前、后连接座32、33；所述悬臂31上沿长度方向设滑轨结构311；所述后连接座33的后端通过一连接轴活动连接于所述升降座23前端面下部；

悬臂拉紧杆34，其一端活动连接于所述前连接座32，另一端枢轴连接于所述升降座23前端面上部；

行走滑车35，其上部沿轴向设至少两只滑轮，该滑轮滑设于所述悬臂31滑轨结构311上；

拧紧机构4，包括：

基座41，连接于所述行走滑车35，基座41为一柱形壳体，主要由前固定板411、后固定板412及其之间的若干支撑杆413和套设支撑杆413外的弧形壳体414组成；所述前固定板411中央设安装通孔4111，该安装通孔4111内缘沿周向均匀设置向安装通孔中心凸伸的五个固定部4112，该固定部4112设轴孔4113；所述前固定板411前端面外缘沿周向设一圈凸条415，该凸条415一侧设开口，形成限位槽416；

一电机固定板42，其为一环体，其外径匹配所述前固定板411前端面凸条415的内径，并嵌设于该凸条415内缘；所述电机固定板42一侧凸伸形成一安装部421，该安装部421穿设于所述前固定板411上限位槽416内，安装部421上设安装孔4211；

齿轮轴承圈43，设置于所述电机固定板42前，其包括内外配合的齿轮轴承内圈431和齿轮轴承外圈432；其中，齿轮轴承内圈431内缘周向凸设对应所述前固定板411中央安装通孔内缘五个固定部4112的五个导向部4311，该导向部4311设条形的导向槽4312；所述齿轮轴承外圈432的外壁沿周向设一段齿状结构4321；

外固定板44，设置于所述齿轮轴承圈43前，其中央设安装孔441，该安装孔441内缘沿周向均匀设置向安装孔中心凸伸的五个安装固定部442，该五个安装固定部442对应所述齿轮轴承圈43的五个导向部4311，且，所述安装固定部442设安装固定孔4421；

五个导向连接件45，分别对应设置于所述齿轮轴承圈43的五个导向部4311，所述导向连接件45呈三角形，其一角部设一导向柱451，该导向柱451外端部嵌设于所述齿轮轴承圈43齿轮轴承内圈431导向部的导向槽4312内；所述导向连接件45的另一角部设一拧紧枪轴孔452；所述导向连接件45的第三角部穿设一固定轴453，该固定轴453两端分别穿设于所述外固定板44的安装固定孔4421和所述基座41前固定板411固定部4112的轴孔4113；

五把拧紧枪46，该拧紧枪的拧紧轴穿过所述导向连接件45的拧紧枪轴孔452；

驱动电机47及减速机，安装于所述电机固定板42安装部内侧面，其输出轴穿过所述安装孔4211，该输出轴设一驱动齿轮48，并与所述齿轮轴承圈43的齿轮轴承外圈432外壁的齿状结构4321啮合。

控制器(图中未示)及操作启动手拧49，设置于所述基座41一侧，所述升降电机、拧紧枪、驱动电机均电性连接所述控制器

优选的，所述驱动电机47为伺服电机。

进一步，所述基座41通过一吊挂组件5连接于所述行走滑车35；所述吊挂组件5包括：

旋转轴承51，设置于所述拧紧机构4的基座41后固定板412中央；

连接板52，连接于所述旋转轴承51外侧面，其上部伸出所述基座41上部；

重心调整机构53，包括：

两导杆531，其两端分别连接所述基座前固定板411、连接板52上部；

第一活动座532，滑设于所述两导杆531上；

前后俯仰机构54，包括：

u形底座541，其底部连接于所述第一活动座532上端面；

第二活动座542，通过转轴枢轴连接于所述u形底座541内上部；

前后俯仰限位组件55，设置于所述第一活动座532一侧，与第二活动座542形成干涉结构；

回转机构56，包括：

底板561，设置于所述第二活动座542上端面；

回转轴承562，设置于所述底板561上端面；

回转座563，设置于回转轴承562的内圈，回转座563端面设连接支架565连接所述行走滑车35；回转座563一侧凸伸形成一固定部5631，该固定部5631设通孔及其内锁定件5632，所述底板561上设供该锁定件5632下端插置的锁定座5633；

两限位块564、564’，分别设置于所述底板561上、对应所述回转座563固定部5631的两侧。

又，所述前后俯仰限位组件55包括：

u形限位件551，其上端连接于所述底板561一侧端底面，该u形限位件551底部中央设限位槽5511；

限位杆552，其上端插置于所述限位槽5511，其下端连接于所述第一活动座532一侧。

优选的，所述底座1为一移动小车6。

更进一步，所述移动小车6包括：车体底板61及其上的推杆把手62和车体底板下的车轮63；所述车体底板61为两层结构，包括上底板611、下底板612，所述上底板311一侧设供所述立柱21穿设的通孔6111；对应该通孔6111下方的下底板上设置一旋转轴承64，所述立柱21底端设一安装板65，该安装板65连接于旋转轴承64的内圈；

所述旋转轴承64一侧的下底板612上设旋转限位块66，相应的，所述安装板65上设一与该转限位块66配合的限位挡板67；所述旋转轴承64内中央设一电磁刹车块68，该电磁刹车块68中央设插孔681，对应的，所述安装板65底面中央竖直设置一固定柱69，该固定柱69插置于所述电磁刹车块68中央的插孔681，可通过电磁刹车块68通电后磁吸锁定固定柱69，从而锁定立柱21。

进一步，还包括一防坠器7，该防坠器7设置于所述立柱21上端，其上钢丝绳端部设置的挂钩连接于所述升降座23。

优选的，所述基座41后部设辅助把手417。

本发明工作过程：

扫码识别汽车轮胎、扭矩值识别，知道轮胎型号信息及分度圆大小，通过控制伺服电机驱动齿轮轴承圈的旋转角度，精准柔性对接、装配、伺服无极变距拧紧，期间可切换不同车型轮胎。

多轴无极变距动力传递：驱动电机驱动驱动齿轮运动，驱动齿轮与齿轮轴承外圈啮合，带动齿轮轴承外圈旋转；齿轮轴承外圈旋转带动外固定板转动，外固定板则带动导向连接件绕固定轴旋转，且受导向柱在所述齿轮轴承圈导向部的导向槽内导向运动，带动拧紧枪的拧紧轴沿固定方向精确运动。

由于导向柱在齿轮轴承内圈导向槽内机械结构的设计保证导向柱在导向槽内运动时，拧紧轴绕固定轴旋转运动，达到拧紧轴距离轴承中心线的距离精确改变，即实现伺服无极变距功能。齿轮轴承外圈上均布多根拧紧轴时，则多轴一同变距，实现多轴伺服无极变距。

基于以上机构，针对预知确定范围内的分度圆均可实现无极多轴变距功能。