一种角接触球轴承内外圈预装配方法及装置与流程

本发明涉及轴承自动装配技术领域，尤其是涉及一种角接触球轴承内外圈预装配方法及装置。

背景技术：

作为精密轴承的一种，角接触球轴承包括内圈、外圈以及位于内外圈之间的钢球保持架，若干个钢球分布于钢球保持架上（见附图1）。作为滚珠丝杠支撑用轴承，角接触球轴承需成对使用、相对安装，以达到限制丝杠轴向窜动的目的。

考虑到角接触球轴承成对使用时对加工精度的高要求性，现有技术中，角接触球轴承的装配一般采用人工配合简单的机械装配方式，存在装配效率低、难以形成大批量化生产的缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，首先提供一种角接触球轴承内外圈预装配方法，该方法为保证轴承的装配精度，对内圈及与之对应的外圈先进行预装配，预装配精度检测合格后再行正式装配，同时该方法可实现自动化预装配，其次对应上述方法，本申请提供了一种角接触球轴承预装配装置。采用的技术方案是：一种角接触球轴承内外圈预装配方法，其特征在于：所述预装配方法包括以下步骤：

s1：待装配的内圈及外圈经上料部分分别输送至内圈上料部件和外圈上料部件处；

s2：合套部分的抓取部件抓取外圈以及位于钢球保持架放置架上、装有钢球的钢球保持架，并输送至合套部分的合套部件处实现合套；

s3：合套部件将外圈、钢球保持架，以及从内圈上料部件输送来的内圈套合成一个整体，完成轴承预装配，并经合套搬运部件将预装配轴承搬运至检测部分；

s4：检测部分对预装配的轴承进行精度检测，并根据检测结果对预装配轴承进行标识；

s5：拆套下料部分将输送来的预装配轴承经拆套部件拆套，标识为不合格的预装配轴承拆分后的内圈和外圈成对经废料线输出，标识为合格的预装配轴承拆分后的内圈和外圈成对经下料转盘向外输出。本方法将输送来的成对内圈和外圈与保持架（标准件）依次经合套、精度检测和拆套，标记为合格工件输送到下一工序继续加工，标记为不合格工件经废料线分离出来；该方法保证了内圈和外圈的唯一对象性和指向性，保证了轴承的加工精度。

所述预装配方法还包括：s6：拆分出来的钢球保持架输送至钢球保持架放置架上。该方法实现了作为标准件的保持架的循环使用。

所述预装配还包括：s0：校准，包括：

s01：待装配的内圈及外圈经上料部分分别输送至内圈上料部件和外圈上料部件处；

s02：合套部分的抓取部件抓取外圈以及位于钢球保持架放置架上的校准件，校准件为装有钢球的钢球保持架，并输送至合套部分的合套部件处实现合套；

s03：合套部件将外圈、钢球保持架，以及从内圈上料部件输送来的内圈套合成一个整体，完成轴承预装配，并经合套搬运部件将预装配轴承搬运至检测部分；

s04：检测部分对预装配的轴承进行精度检测，并根据检测结果对预装配轴承进行标识；

s05：拆套下料部分将输送来的预装配轴承经拆套部件拆套，标识为不合格的预装配轴承拆分后的内圈和外圈成对经废料线输出，标识为合格的预装配轴承拆分后的内圈和外圈成对经下料转盘向外输出；

s06：评价预装配轴承的加工精度，并对应进行调整，完成校准。

本校准步骤可在设备达到设定校准时间或者校准数量时进入，校验合格则可进行正常加工，校验不合格则对设备进行调整，以保证产品精度需要。

所述步骤s2按照以下方式实施：

s21：合套部件涨紧内圈并旋转；

s22：抓取部件将钢球保持架和外圈分别依次与内圈套合，完成合套。

所述预装配方法包括以下步骤：

s1：待装配的内圈及外圈经上料部分的输送线分别输送至内圈上料部件和外圈上料部件处；

s2：合套部分的合套机器人抓取外圈以及位于钢球保持架放置架上、装有钢球的钢球保持架，并输送至合套部分的合套部件处实现合套；

s3：合套部件将外圈、钢球保持架，以及从内圈上料部件输送来的内圈套合成一个整体，完成轴承预装配，并经合套搬运部件将预装配轴承搬运至检测部分；

s4：凸出量检测部分对预装配的轴承进行凸出量检测，并根据检测结果对预装配轴承进行标识，拆套搬运部件将预装配轴承搬运至拆套下料部分；

s5：拆套下料部分将输送来的预装配轴承经拆套部件拆套，标识为不合格的预装配轴承拆分后的内圈和外圈成对经废料线输出，标识为合格的预装配轴承拆分后的内圈和外圈成对经下料转盘向外输出；

s6：拆分出来的钢球保持架经保持架转移部件输送至钢球保持架放置架上；

s7：下料转盘旋转，成对的内圈和外圈转移至出料处，生产线后续加工部件从此处抓取合格零件进入下道工序。

考虑到设备结构简单的要求，本方法使用合套机器人完成零件的采集；轴承精度检测按照角接触轴承的特点采用凸出量检测，进而根据凸出量检测值标识对应的内圈和外圈，具有标识准确之优点。

所述预装配方法包括以下步骤：

s1：待装配的内圈及外圈经上料部分分别输送至内圈上料部件和外圈上料部件处；

s2：合套部分的抓取部件抓取外圈以及位于钢球保持架放置架上、装有钢球的钢球保持架，并经人工合套搬运部件输送至人工操作工位；

s3：人工将外圈、钢球保持架，以及从内圈上料部件输送来的内圈套合成一个整体，完成轴承预装配，并放置至检测部分；

s4：检测部分对预装配的轴承进行精度检测，并根据检测结果对预装配轴承进行标识；

s5：人工从检测部分取下预装配轴承后拆分，标识为不合格的预装配轴承拆分后的内圈和外圈人工成对在废料线上，标识为合格的预装配轴承拆分后的内圈和外圈人工成对放置在下料转盘向外输出。

考虑到受产品样式限制合套部分和拆套部分无法自动完成合套和拆套的操作，故采用人工进行合套、拆套工作。

一种角接触球轴承内外圈预装配装置，其特征在于：

所述预装配装置包括上料部分、合套部分、检测部分和拆套下料部分；

所述上料部分包括内圈上料输送线和外圈上料输送线；

所述合套部分包括合套机器人，合套机器人一侧还设有钢球保持架放置架；还包括合套部件，所述合套部件包括旋转套和内圈涨芯，内圈放置在内圈涨芯上，内圈涨芯设置在定位座上，内圈涨芯与涨芯驱动组件连接，定位座安装在旋转套上，旋转套与旋转套驱动组件连接；还包括在合套机器人控制下将外圈或钢球保持架扣合在内圈上的夹爪ⅰ和/或夹爪ⅱ；

所述检测部分为凸出量检测部分；

所述拆套下料部分的输出部分别为下料转盘和废料线。

本装置给出了一种采用预装配钢球保持架、模拟实际状态的角接触球轴承内外圈预装配装置，通过本装置，将成对输入的轴承内圈和外圈进行配对组装，实现了生产线化生产角接触球轴承的目的。

所述预装配装置还包括钢球保持架循环部分，所述钢球保持架循环部分包括靠近合套机器人的钢球保持架放置架，还包括与下料转盘钢球保持架出料处连接、将钢球保持架输送回钢球保持架放置架的保持架回料输送组件。本装置中保持架作为标准件可循环使用。

所述拆套下料部分包括拆套机器人，拆套机器人的一侧为下料转盘，另一侧为废料线；还包括拆套部件，所述拆套部件包括旋转套和内圈涨芯，内圈放置在内圈涨芯上，内圈涨芯设置在定位座上，内圈涨芯与涨芯驱动组件连接，定位座安装在旋转套上，旋转套与旋转套驱动组件连接；还包括在拆套机器人控制下将外圈或钢球保持架向外输出至指定位置的夹爪ⅰ和/或夹爪ⅱ。本装置的拆套机器人完成预装配轴承的拆套，并将拆套后的部件输送至既定位置。

本发明的有益效果在于：本方法采用预装配工序解决了现有技术中角接触球轴承精度难以保证、无法实现自动化生产的问题，从前端进料到后端出料均成对配置的内圈和外圈保证了预装配与成品精度的一致性；本装置采用合套和拆套机器人完成合套和拆套操作，大大减化了机器机构，提升了操作效率，节省了操作空间；本装置中保持架作为标准件可循环使用，节省了成本。

附图说明

附图1是角接触球轴承结构示意图，附图2是钢球保持架结构示意图，附图3是本预装配装置的结构示意图，附图4是合套部分结构示意图，附图5是凸出量测量部分结构示意图。

1001是内圈，1002是外圈，1003是标准钢球，1004是钢球保持架；

ⅰ是上料部分和合套部分，ⅱ是凸出量检测部分，ⅲ3是拆套下料部分；

11是内圈/外圈上料输送线，12是合套四轴机器人，13是钢球保持架放置架，14是合套搬运机构，15是人工合套搬运机构，16是内圈上料推料机构；21是凸出量检测机构，22是标准件转移机构；31是内、外圈废料线，32是人工拆套搬运机构，33是拆套步进搬运机构，34是下料转盘机构，35是视觉读码机构，36是拆套四轴机器人；101是外圈上料工位，102是内圈上料工位，103是内圈搬运工位，104是合套工位，105是钢球保持架存放工位；201是凸出量检测工位，202是钢球保持架，203是校准件；301是拆套工位，302是内圈出料工位，303是读码工位，304是转盘下料工位；305是外圈出料工位；40是人工操作工位。

135是上板，136是立柱，137是下板，138是轴承座，139是旋转套，140是轴承，141是隔套，142是小圆螺母ⅰ，143是定位座，144是内圈支撑座，145是内圈涨芯，146是上压块，147是拉杆，148是弹簧，149是弹簧限位块，152是气爪安装板，153是夹爪气缸，154是夹爪ⅰ，156是夹爪ⅱ，157是顶升气缸，158是电机安装支架，159是旋转电机，160是减速机，161是主动带轮，162是从动带轮，163是同步带，164是小圆螺母ⅱ，顶杆是165。

171是底座，172是立板，173是横板，174是空气轴承，175是下工装，176是被测轴承，177是传感器，178是阶梯砝码组件，179是配重中心杆，1710是升降l板，1711是升降驱动件，1712是旋转驱动件，1713是连接套，1714是线性滑轨，1715是滚珠丝杠，1716是升降部分，1717是旋转部分，1718是配重部分。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行说明。

本发明公开了一种角接触轴承预装配方法，该方法包括以下步骤：

s0：校准，校准合格后，装置正常工作，校准超出设定范围，则发出警报提示，需人工查找原因并解除警报，包括：

s01：待装配的内圈1001及外圈1002经上料部分分别输送至内圈上料部件和外圈上料部件处；

s02：合套部分的抓取部件抓取外圈1002以及位于钢球保持架放置架13上的校准件，校准件为装有钢球的钢球保持架，并输送至合套部分的合套部件处实现合套；

s03：合套部件将外圈1002、钢球保持架1004，以及从内圈上料部件输送来的内圈1001套合成一个整体，完成轴承预装配，并经合套搬运部件将预装配轴承搬运至检测部分；

s04：检测部分对预装配的轴承进行精度检测，并根据检测结果对预装配轴承进行标识；

s05：拆套下料部分将输送来的预装配轴承经拆套部件拆套，标识为不合格的预装配轴承拆分后的内圈和外圈成对经废料线输出，标识为合格的预装配轴承拆分后的内圈和外圈成对经下料转盘向外输出；

s06：评价预装配轴承的加工精度，并对应进行调整，预装配装置完成校准。

校准后符合要求的装置，按照以下步骤预装配轴承：

s1：待装配的内圈1001及外圈1002经上料部分的输送线分别输送至内圈上料部件和外圈上料部件处；

s2：合套部分的合套机器人抓取外圈以及位于钢球保持架放置架上、装有钢球的钢球保持架，并输送至合套部分的合套部件处实现合套；

s21：合套部件涨紧内圈并旋转；

s22：抓取部件将钢球保持架和外圈分别依次与内圈套合，完成合套。

s3：合套部件将外圈、钢球保持架，以及从内圈上料部件输送来的内圈套合成一个整体，完成轴承预装配，并经合套搬运部件将预装配轴承搬运至检测部分；

s4：凸出量检测部分对预装配的轴承进行凸出量检测，并根据检测结果对预装配轴承进行标识，拆套搬运部件将预装配轴承搬运至拆套下料部分；

s5：拆套下料部分将输送来的预装配轴承经拆套部件拆套，标识为不合格的预装配轴承拆分后的内圈和外圈成对经废料线输出，标识为合格的预装配轴承拆分后的内圈和外圈成对经下料转盘向外输出；

s6：拆分出来的钢球保持架经保持架转移部件输送至钢球保持架放置架上；

s7：下料转盘旋转，成对的内圈和外圈转移至出料处，生产线后续加工部件从此处抓取合格零件进入下道工序。

其中，钢球保持架中钢球数量大于零且小于保持架球兜总数。

当受产品样式限制无法完成合套和拆套的自动化流程时，亦可手工进行合套、拆套工作，该包括部分手工操作的预装配方法包括以下步骤：

s1：待装配的内圈1001及外圈1002经上料部分分别输送至内圈上料部件和外圈上料部件处；

s2：合套部分的抓取部件抓取外圈以及位于钢球保持架放置架上、装有钢球的钢球保持架，并经人工合套搬运部件输送至人工操作工位；

s3：人工将外圈、钢球保持架，以及从内圈上料部件输送来的内圈套合成一个整体，完成轴承预装配，并放置至检测部分；

s4：检测部分对预装配的轴承进行精度检测，并根据检测结果对预装配轴承进行标识；

s5：人工从检测部分取下预装配轴承后拆分，标识为不合格的预装配轴承拆分后的内圈和外圈人工成对在废料线上，标识为合格的预装配轴承拆分后的内圈和外圈人工成对放置在下料转盘向外输出。

本发明还公开了一种角接触球轴承内外圈预装配装置，该装置包括上料部分、合套部分、检测部分和拆套下料部分。

上料部分包括内圈上料输送线/外圈上料输送线11，内圈和外圈通过输送线同时输送到外圈上料工位101及内圈上料工位102。内圈上料机构16将内圈111由内圈上料工位102推送至内圈搬运工位103，再经合套步进搬运机构14搬运至合套工位104。

合套部分包括合套机器人和合套部件，合套机器人一侧还设有钢球保持架放置架113。

合套部件的上板135与下板137通过立柱136连接，轴承座138安装在上板135上，轴承140安装在轴承座内，两轴承140之间设有隔套141，轴承140下部靠小圆螺母ⅰ142背紧，旋转套139安装在轴承内，旋转套139中心有上下贯穿的通孔，旋转套139下部安装有从动带轮162，从动带轮162下部安装有小圆螺母ⅱ164，主动带轮161安装在减速机160上，减速机160与旋转电机159连接，旋转电机159安装在电机安装座158上，电机安装座158安装在下板137上，电机159旋转时通过同步带轮163可驱动旋转套139转动。

定位座143安装在旋转套139上，内圈涨芯145设置在定位座143上，定位座143和内圈涨芯145中间设有拉杆147，拉杆147上端与上压块146连接，下端串有弹簧148，拉杆147下端装有弹簧限位块149，上压块146下端外锥面与内圈涨芯145内锥面相贴合，在弹簧148的预紧力作用下可以将内圈涨芯145涨开。定位座143上装有内圈支撑座144，合套时内圈1001放置在内圈支撑座144上，并通过内圈涨芯145涨紧。旋转套139中心通孔下部有顶杆165，顶杆165与顶升气缸157连接，顶升气缸157上升时带动顶杆165上升，顶杆165上端面与弹簧限位块149下端面接触并向上继续压缩弹簧，使上压块146下端外锥面与内圈涨芯145内锥面脱离，内圈涨芯145向内恢复，内圈1001可自由取放。四轴机器人12安装在上板135上，四轴机器人12升降轴下端连接夹爪安装板152，夹爪安装板上装有两台夹爪气缸153，其上分别设有夹爪ⅰ154和夹爪ⅱ156，夹爪ⅰ154和夹爪ⅱ156均可在四轴机器人12控制下将钢球保持架1003或外圈1002扣合在内圈1001上。

合套与拆套部分结构一致，动作相反。

合套部件对内圈1001进行涨紧及旋转，同时合套机器人12将其抓取的钢球保持架1003和外圈1002分别依次与内圈1001进行套合，完成合套，再经合套步进搬运机构14将合套后的工件搬运至凸出量检测工位201。

检测部分为凸出量检测部分；

拆套下料部分的输出部分别为下料转盘和废料线。

预装配装置还包括钢球保持架循环部分，钢球保持架循环部分包括靠近合套机器人的钢球保持架放置架13，还包括与下料转盘钢球保持架出料处连接、将钢球保持架输送回钢球保持架放置架的保持架回料输送组件。

拆套下料部分包括拆套机器人，拆套机器人的一侧为下料转盘，另一侧为废料线；还包括拆套部件，所述拆套部件包括旋转套和内圈涨芯，内圈放置在内圈涨芯上，内圈涨芯设置在定位座上，内圈涨芯与涨芯驱动组件连接，定位座安装在旋转套上，旋转套与旋转套驱动组件连接；还包括在拆套机器人控制下将外圈或钢球保持架向外输出至指定位置的夹爪ⅰ和/或夹爪ⅱ。

凸出量检测部分结构，，测量装置包括升降部分201，旋转部分202，配重部分203。被测轴承6安装在旋转部分202上，随旋转部分202转动，测量部分和配重部分203在升降部分201带动下可上下移动。

升降部分201包括连接在底座1上的立板2，立板2上装有线性滑轨14，立板2的上方连接横板3，横板3上固定升降驱动件11，本实施例中升降驱动件为升降电机，具体类型可为升降伺服电机，升降电机输出轴与滚珠丝杠15连接，滚珠丝杠15与丝母配合，丝母连接升降l板10，升降l板10上开有孔，以供配重中心杆9穿过。

配重部分203包括配重中心杆9，配重中心杆9的端部连接阶梯砝码组件8，此处所谓阶梯砝码组件，是指该组件中的不同砝码具有相互之间可快速定位以达到准确结合的定位结构，比如砝码的一连接面设凹槽，另外一砝码与之结合的连接面设有与凹槽相配合的凸台。本实施例中砝码组件8包括砝码底盘和活动砝码，砝码底盘的上表面开设快速定位用凹槽，活动砝码一个表面开设快速定位用凹槽，另一表面设与凹槽配合的凸台，活动砝码的中心开有与配重中心杆配合的孔。

凸出量检测部分包括传感器177，传感器177可连接在配重中心杆179上，当然也可以连接于其他位置处，以能达到测量目的为准。

旋转部分1717包括底座171，连接套1713将旋转驱动件1712连接至底座171上，旋转驱动件1712的输出端与空气轴承174连接，空气轴承174上端装有下工装175，下工装175用于支撑被测轴承176，测量时升降部分1716下降至设定位置，配重部分1718与被测轴承176接触，与升降部分1716脱离。测量完成升降部分1716带动配重部分1718上升，与被测轴承176脱离。

本装置采用了空气轴承174，空气轴承与普通轴承最大的区别在于其使用空气代替传统的润滑油作为润滑介质；空气轴承(又称为气浮轴承)指的是用气体(通常是空气，但也有可能是其它气体)作为润滑剂的滑动轴承。空气比油粘滞性小，耐高温，无污染，因而可用于高速机器、仪器及放射性装置中，但其负荷能力比油低。同时其对使用环境要求比较严格，主要在于需要使用干燥、过滤后的纯净压缩空气，并有保持恒定的气压；使用过程成需防止水及油液渗入.

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。