组合凸轮轴自动装配系统及装配方法与流程

本发明涉及组合凸轮轴组装装配技术领域，尤其涉及一种组合凸轮轴自动装配系统及装配方法。

背景技术：

组合凸轮轴包括钢管和设置于钢管外部的凸轮，在钢管两端管口处需要安装端部装配件，传统技术在生产加工组合凸轮轴时，各个加工作业工位往往都是分离的，相邻两个加工作业工位之间通过输送带进行零件输送，这样就会占用较大的加工作业空间。并且，组合凸轮轴生产过程中的胀紧力大小、端部装配件安装压力大小、扭矩检测中的扭矩力大小无法进行实时检测以及存储，这样组合凸轮轴生产过程中的各项指标也就无法存储和后续查找，这对于组合凸轮轴后续质量追踪、故障问题排查以及加工质量提升带来了诸多技术困难。传统组合凸轮轴生产加工中还存在如下三点技术问题：

第一点、组合凸轮轴包括钢管和设置于钢管外部的凸轮，在钢管外部安装好凸轮后，为了使得凸轮与钢管安装结构更为紧密、牢固，往往是在钢管内孔中通过钢球来扩大钢管直径以使得凸轮与钢管结合得更为紧密。现有技术中，钢球扩孔后往往就留在钢管中，钢球无法回收重复使用，钢球可以经过钢管扩孔多次，其精度才无法满足其要求，由于钢球造价较高，如果钢球留在钢管中，会降低资源的有效利用。传统技术中，组合凸轮轴在胀紧过程中，钢球在钢管内孔中运动，钢球在运动到外部未安装凸轮的钢管内孔部分，组合凸轮轴的胀紧阻力就较小；钢球在运动到外部安装有凸轮的钢管内孔部分，组合凸轮轴的胀紧阻力就较大。传统技术无法实现检测组合凸轮轴胀紧阻力大小，这样也就不能较为直观地判断出钢球是否将钢管外部的凸轮结合到位并达到要求，因为组合凸轮轴胀紧阻力大小可以直观反映出钢球作用于钢管内壁胀紧力大小；通过组合凸轮轴的凸轮扭矩检测试验数据可以得出钢球作用于钢管内壁多少的胀紧力能够通过凸轮扭矩检测。现有技术中无法实现检测钢球在钢管内孔中胀紧凸轮的胀紧力大小，也无法直观判断出凸轮与钢管是否结合到位，这就对组合凸轮轴的生产质量检测带来了诸多困难，而且也无法记录组合凸轮轴胀紧阻力数据，也就无法实现组合凸轮轴故障查找与排除。

第二点、组合凸轮轴包括钢管和设置于钢管外部的凸轮，组合凸轮轴在钢管两端管口处均需要安装端部装配件，在组合凸轮轴两端端部安装有端部装配件才能制造出组合凸轮轴成品。在组合凸轮轴两端端部安装端部装配件时，传统技术是先在组合凸轮轴的一个端部上通过人工安装一个端部装配件，然后再在组合凸轮轴的另一个端部上通过人工安装另一个端部装配件。传统技术无法实现组合凸轮轴两个端部分别同时安装端部装配件，其生产效率较为低下。

第三点、组合凸轮轴包括钢管和设置于钢管外部的凸轮，组合凸轮轴的钢管需要进行扭矩力检测，同时组合凸轮轴的钢管与凸轮之间也需要扭矩力检测，尤其是组合凸轮轴的钢管与凸轮之间的扭矩力检测是组合凸轮轴产品质量的重要指标。现有技术无法通过一个扭矩力检测机构实现钢管扭矩力检测以及钢管、凸轮之间的扭矩力检测，传统的扭矩力检测机构在检测组合凸轮轴时往往结构都比较复杂，而且扭矩力检测操作也比较繁琐，无法实现组合凸轮轴各个位置快速定位扭矩力检测，并且传统扭矩力检测机构无法对向组合凸轮轴施加的扭力进行扭力检测。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种组合凸轮轴自动装配系统及装配方法，本发明可以对组合凸轮轴生产过程中的胀紧力大小、端部装配件安装压力大小、扭矩检测中的扭矩力大小进行实时检测并检测到的数据存储于与组合凸轮轴相对应的打码编码中，这样通过查询组合凸轮轴编码数据库中的信息就可以知晓组合凸轮轴生产过程中的各项指标，这有利于组合凸轮轴后续质量追踪、故障问题排查以及加工质量提升。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种组合凸轮轴自动装配系统，包括第一机器人和第二机器人，所述第一机器人周围区域配合设有组装机、钢管料仓、组装零件料仓，所述钢管料仓用于盛放组合凸轮轴组装所需的钢管，所述组装零件料仓用于盛放组合凸轮轴组装所需的凸轮，所述组装机用于在钢管外部安装若干个凸轮装配出组合凸轮轴初品；所述第二机器人周围区域配合设有胀紧机、激光打码扫码装置、端部装配件装配装置、扭力检测装置和成品存储运输装置，所述胀紧机用于在组合凸轮轴初品的钢管中通过胀紧钢球让钢管与凸轮相互胀紧配合，所述端部装配件装配装置用于在组合凸轮轴初品的钢管两端管口处分别装配端部装配件形成组合凸轮轴成品，所述扭力检测装置用于对组合凸轮轴成品的钢管端部以及钢管、凸轮之间的扭矩力进行检测，所述成品存储运输装置用于存储扭矩力检测后的组合凸轮轴成品以及运输组合凸轮轴成品，所述激光打码扫码装置用于对组合凸轮轴生产中的胀紧力、端部装配件安装压力、组合凸轮轴扭矩检测的扭矩力进行存储并对应组合凸轮轴进行打码、扫码操作；所述第一机器人上具有第一机器人手臂，第一机器人手臂的工作区域为第一机器人手臂工作区域，第一机器人的第一机器人手臂工作区域覆盖组装机、钢管料仓、组装零件料仓、胀紧机四个部件；所述第二机器人上具有第二机器人手臂，第二机器人手臂的工作区域为第二机器人手臂工作区域，所述第二机器人的第二机器人手臂工作区域覆盖胀紧机、激光打码扫码装置、端部装配件装配装置、扭力检测装置、成品存储运输装置五个部件；所述胀紧机、端部装配件装配装置、扭力检测装置分别与激光打码扫码装置电通信连接。

本发明提供一种优选的组装机结构技术方案是：所述组装机包括升降电机、机身C、旋转电机、打点装置和组装零件装配定位台，所述机身C顶部安装设有升降电机，升降电机动力输出轴上安装有升降丝杆，所述旋转电机侧部设有底座，所述旋转电机的底座动力配合安装于升降丝杆上，升降丝杆用于驱动旋转电机的底座以及旋转电机上下升降运动，所述旋转电机端部设有用于夹持钢管的夹头，在机身C底部设有与夹头位置相对应的组装零件装配定位台，所述机身C上设有位于组装零件装配定位台上方的打点装置，所述打点装置与夹头位置相对应，打点装置连接有打点驱动气缸。

本发明提供一种优选的胀紧机结构技术方案是：所述胀紧机包括机身A、胀紧液压缸、压紧机构和压力传感器A，所述机身A顶部从左至右依次安装设有液压缸支臂、胀紧支臂和压紧支臂，所述液压缸支臂上安装有胀紧液压缸，胀紧液压缸具有依靠液压驱动伸缩运动的推杆A，所述推杆A端部依次穿过液压缸支臂、胀紧支臂与组合凸轮轴工件接触，所述压紧支臂上安装有压紧机构，所述组合凸轮轴工件夹持安装于推杆A端部与压紧机构之间，所述压紧机构上对应安装有用于检测压紧机构压紧力大小的压力传感器A，所述推杆A端部与组合凸轮轴工件的钢管管口之间安装有胀紧钢球，所述推杆A的杆径小于组合凸轮轴工件的钢管内孔直径，所述胀紧钢球的直径比组合凸轮轴工件的钢管内孔直径大0.1～0.3mm，所述机身A上设有对应组合凸轮轴工件的钢球回收清洗装置；所述压力传感器A与激光打码扫码装置电通信连接。

本发明提供一种优选的端部装配件装配装置结构技术方案是：所述端部装配件装配装置包括装配油缸、压力传感器B和机身B，所述机身B顶部从左至右依次安装设有油缸支座、推杆配合支座、第二端部装配端头，所述油缸支座上安装有装配油缸，装配油缸具有依靠液压驱动伸缩运动的活塞杆，活塞杆端部连接有压力传感器B，压力传感器B端部连接有推杆B，所述推杆配合支座上设有推杆伸缩运动孔，所述推杆B端部穿过推杆配合支座的推杆伸缩运动孔；所述机身B顶部还设有夹具滑轨，在夹具滑轨上滑动安装有若干个工件夹具，所述工件夹具上夹持安装有所述组合凸轮轴工件，所述夹具滑轨与组合凸轮轴工件均位于推杆配合支座、第二端部装配端头之间；所述推杆B端部活动装配有与组合凸轮轴工件的钢管左端管口相配合安装的第一端部装配件，所述第二端部装配端头上活动装配有与组合凸轮轴工件的钢管右端管口相配合安装的第二端部装配件。

本发明提供一种优选的扭力检测装置结构技术方案是：所述扭力检测装置包括扭力电机、变速箱、回转扭力传感器、前端三爪、尾端三爪、夹紧机构、滑轨、丝杆和夹紧机构平移电机，所述扭力电机的动力输出端与变速箱的动力输入端动力连接，所述变速箱的动力输出端与回转扭力传感器动力连接，回转扭力传感器与前端三爪动力连接，组合凸轮轴工件的钢管具有安装前端和安装后端，所述钢管的安装前端配合安装于前端三爪中，所述尾端三爪与尾端三爪动力机构动力连接，所述钢管的安装后端配合安装于尾端三爪中；所述夹紧机构的夹紧组件与组合凸轮轴工件位置相配合，所述夹紧机构端部设有与滑轨配合滑动安装的滑块，所述夹紧机构平移电机通过传动机构驱动丝杆转动，所述夹紧机构上设有与丝杆相配合传动的丝杆配合件，丝杆用于驱动丝杆配合件连同夹紧机构做直线平移运动；所述传动机构为传动皮带，所述夹紧机构平移电机的动力输出轴上安装有皮带轮A，所述丝杆上安装有皮带轮B，在皮带轮A与皮带轮B之间配合连接有传动机构。

作为优选，所述机身A顶部设有两个工件支撑座，其中一个工件支撑座靠近胀紧支臂设置，另一个工件支撑座靠近压紧支臂设置；所述工件支撑座顶部设有两个支撑夹臂，工件支撑座的两个支撑夹臂用于支撑住组合凸轮轴工件；所述钢球回收清洗装置包括钢球回收箱，在钢球回收箱中盛放有清洗水，并且在钢球回收箱中设有若干个清洗喷头，所述钢球回收箱与组合凸轮轴工件位置向对应设置。

作为优选，所述机身B的夹具滑轨上滑动安装有两个工件夹具，其中一个工件夹具靠近第一端部装配件设置，另一个工件夹具靠近第二端部装配件设置，两个工件夹具共同夹持支撑于组合凸轮轴工件的左右两端；所述工件夹具顶部具有两个支撑夹臂，工件夹具的两个支撑夹臂用于夹持住组合凸轮轴工件。

作为优选，本发明自动装配系统还包括机身，所述夹紧机构的两侧端部分别设有一个滑块，所述滑轨的数量为两个，两个滑轨分别位于夹紧机构两侧端，夹紧机构的两个滑块一一配合滑动安装于两个滑轨中；所述丝杆的两端端部分别安装有转动轴承座，所述扭力电机、变速箱、滑轨和两个转动轴承座分别固定安装于机身上；所述丝杆的长度与滑轨的长度相匹配，所述丝杆的长度长于组合凸轮轴工件的长度。

作为优选，本发明自动装配系统还包括控制系统、恒温空调系统和壳体，所述壳体上设有控制系统和恒温空调系统，所述恒温空调系统具有六个恒温空调出管，六个恒温空调出管分别与组装机、胀紧机、激光打码扫码装置、端部装配件装配装置、扭力检测装置、成品存储运输装置一一对应设置；所述控制系统分别与组装机、第一机器人、胀紧机、激光打码扫码装置、端部装配件装配装置、扭力检测装置、成品存储运输装置、第二机器人一一对应电连接。

一种组合凸轮轴自动装配方法，其装配方法如下：

A、组合凸轮轴的钢管与凸轮组装作业：其作业方法如下：

A1、第一机器人的第一机器人手臂从钢管料仓中抓取组合凸轮轴组装所需的钢管并将钢管安装于旋转电机端部的夹头上；第一机器人的第一机器人手臂从组装零件料仓中抓取组合凸轮轴组装所需的凸轮并将凸轮放置于组装零件装配定位台上；组装机的升降电机驱动升降丝杆下降运动，升降丝杆带动旋转电机、夹头下降运动，夹头夹持钢管一同下降运动；

A2、首先夹头夹持钢管下降到最低位置，此时钢管穿过位于组装零件装配定位台的凸轮，让钢管最上端凸轮安装位置点与打点装置位置相对应，打点装置在打点驱动气缸运动作用下对钢管最上端凸轮安装位置点进行打点操作，然后夹头夹持钢管继续下降，当钢管的最上端凸轮安装位置点下降到位于组装零件装配定位台的凸轮位置处并使得凸轮定位安装于钢管的最上端凸轮安装位置点外部；

A3、组装机的升降电机驱动升降丝杆上升复位运动，升降丝杆带动旋转电机、夹头上升复位运动，夹头夹持钢管一同上升复位运动；第一机器人的第一机器人手臂从组装零件料仓中抓取组合凸轮轴组装所需的凸轮并将凸轮放置于组装零件装配定位台上；组装机的升降电机驱动升降丝杆下降运动，升降丝杆带动旋转电机、夹头下降运动，夹头夹持钢管一同下降运动，让钢管最上端第二凸轮安装位置点与打点装置位置相对应，打点装置在打点驱动气缸运动作用下对钢管最上端第二凸轮安装位置点进行打点操作，然后夹头夹持钢管继续下降，当钢管的最上端第二凸轮安装位置点下降到位于组装零件装配定位台的凸轮位置处并使得凸轮定位安装于钢管的最上端第二凸轮安装位置点外部；按照步骤A3的步骤方法与原理在钢管外部从上至下依次安装完毕所有凸轮；

A4、组装机的升降电机驱动升降丝杆上升复位运动，升降丝杆带动旋转电机、夹头上升复位运动，夹头夹持钢管一同上升复位运动；

B、组合凸轮轴胀紧作业：将步骤A的组合凸轮轴通过第一机器人的第一机器人手臂从组装机中抓取出来并安装于胀紧机的推杆A端部与压紧机构之间，胀紧液压缸驱动推杆A伸出运动，推杆A向右运动并推动胀紧钢球从组合凸轮轴工件左端管口进入组合凸轮轴工件的钢管内孔中，胀紧液压缸驱动推杆A继续伸出运动并推动胀紧钢球在组合凸轮轴工件的钢管内孔中从左端运动到右端，最后从组合凸轮轴工件的钢管内孔右端掉落至钢球回收清洗装置中；压力传感器A检测压紧机构的胀紧力大小并将胀紧力数据传输至激光打码扫码装置中；

C、组合凸轮轴打码作业：通过第二机器人的第二机器人手臂将位于胀紧机中的组合凸轮轴工件抓取出来并放置于激光打码扫码装置上对组合凸轮轴工件进行打码操作，该组合凸轮轴工件所对应的编码印制于组合凸轮轴工件上，激光打码扫码装置在该编码所命名的数据库中存储步骤B中压力传感器A传输过来的该组合凸轮轴工件生产过程中胀紧力大小数据；

D、组合凸轮轴的端部装配件装配作业：通过第二机器人的第二机器人手臂将步骤C中的组合凸轮轴工件通过端部装配件装配装置的两个工件夹具夹持住；首先在推杆B的右端端部活动安装第一端部装配件，并且在第二端部装配端头左侧面上活动安装第二端部装配件，启动装配油缸工作，装配油缸依次驱动活塞杆、压力传感器B、推杆B向右水平直线运动，推杆B右端端部安装的第一端部装配件插入安装于组合凸轮轴工件的钢管左端管口内，然后推杆B右端端部继续向右运动，推杆B推动组合凸轮轴工件、两个工件夹具一起向右运动，然后使得组合凸轮轴工件的钢管右端管口与第二端部装配端头的第二端部装配件相接触并配合插入安装；推杆B推动组合凸轮轴工件、两个工件夹具一起继续向右运动，直到组合凸轮轴工件的钢管两端管口均安装好端部装配件为止；压力传感器B检测装配油缸给予压力的大小并压力大小数据传输至激光打码扫码装置中；第二机器人的第二机器人手臂将组合凸轮轴工件抓取并转运至激光打码扫码装置进行扫码，激光打码扫码装置将压力传感器B所检测到压力大小数据存储于该组合凸轮轴工件所对应编码的数据库中；

E、组合凸轮轴的扭矩力检测作业：其检测方法如下：

E1、通过第二机器人的第二机器人手臂将组合凸轮轴工件配合安装于前端三爪和尾端三爪之间；将组合凸轮轴工件的钢管安装前端配合安装于前端三爪中，通过前端三爪动力机构对前端三爪施加驱动力让前端三爪夹紧钢管安装前端；组合凸轮轴工件的钢管安装后端配合安装于尾端三爪中，通过尾端三爪动力机构对尾端三爪施加驱动力让尾端三爪夹紧钢管安装后端；

E2、对组合凸轮轴工件的钢管前端进行扭矩力检测：启动夹紧机构平移电机并通过传动机构将动力输出到丝杆端部，丝杆转动并带动夹紧机构的丝杆配合件运动，丝杆驱动丝杆配合件连同夹紧机构做直线平移运动，夹紧机构在两个滑轨上辅助平移运动，最终让夹紧机构的夹紧组件夹紧钢管前端；启动扭力电机将扭矩力传输至变速箱，通过变速箱变速之后将扭矩力依次传输至回转扭力传感器、前端三爪，前端三爪依靠前端三爪动力机构夹紧钢管安装前端；夹紧机构的夹紧组件夹紧钢管前端，前端三爪夹紧钢管安装前端并对夹紧钢管安装前端施加扭矩力，回转扭力传感器实现对组合凸轮轴工件的钢管前端进行扭矩力检测，回转扭力传感器将检测到钢管前端扭矩力传输至激光打码扫码装置中；

E3、对组合凸轮轴工件的钢管与凸轮之间安装配合紧密度进行扭矩力检测：夹紧机构平移电机通过传动机构将动力输出到丝杆端部，丝杆转动并带动夹紧机构的丝杆配合件运动，丝杆驱动丝杆配合件连同夹紧机构做直线平移运动，夹紧机构在两个滑轨上辅助平移运动，最终让夹紧机构的夹紧组件夹紧钢管外部相应位置的凸轮；扭力电机将扭矩力传输至变速箱，通过变速箱变速之后将扭矩力依次传输至回转扭力传感器、前端三爪，前端三爪依靠前端三爪动力机构夹紧钢管安装前端；夹紧机构的夹紧组件夹紧钢管外部相应位置的凸轮，前端三爪夹紧钢管安装前端并对夹紧钢管安装前端施加扭矩力，回转扭力传感器实现对组合凸轮轴工件的钢管与相应位置的凸轮之间进行扭矩力检测，回转扭力传感器将检测到钢管与相应位置的凸轮之间扭矩力传输至激光打码扫码装置中；

E4、对组合凸轮轴工件的钢管后端进行扭矩力检测，组合凸轮轴工件的钢管前端是需要更高强度要求，组合凸轮轴工件的钢管后端所需要扭矩力要求低于组合凸轮轴工件的钢管前端；夹紧机构平移电机停止工作，扭力电机将扭矩力传输至变速箱，通过变速箱变速之后将扭矩力依次传输至回转扭力传感器、前端三爪，前端三爪依靠前端三爪动力机构夹紧钢管安装前端，尾端三爪动力机构对尾端三爪施加驱动力让尾端三爪夹紧钢管安装后端；尾端三爪夹紧钢管安装后端，前端三爪夹紧钢管安装前端并对夹紧钢管安装前端施加扭矩力，以实现对组合凸轮轴工件的钢管后端进行扭矩力检测的目的，回转扭力传感器将检测到钢管后端扭矩力传输至激光打码扫码装置中；

E5、通过第二机器人的第二机器人手臂将组合凸轮轴工件抓取并转运至激光打码扫码装置进行扫码，激光打码扫码装置将回转扭力传感器所检测到钢管前后端的压力大小数据以及钢管与相应位置的凸轮之间的压力大小数据存储于该组合凸轮轴工件所对应编码的数据库中；

F、组合凸轮轴的存储与运输作业：通过第二机器人的第二机器人手臂组合凸轮轴工件抓取并转运至成品存储运输装置，成品存储运输装置对组合凸轮轴工件进行存储和转运输；激光打码扫码装置将该组合凸轮轴工件所对应的编码以及编码数据库一同传输至控制系统中以便于后期查询。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明可以对组合凸轮轴生产过程中的胀紧力大小、端部装配件安装压力大小、扭矩检测中的扭矩力大小进行实时检测并检测到的数据存储于与组合凸轮轴相对应的打码编码中，这样通过查询组合凸轮轴编码数据库中的信息就可以知晓组合凸轮轴生产过程中的各项指标，这有利于组合凸轮轴后续质量追踪、故障问题排查以及加工质量提升。

(2)本发明的胀紧机可以检测胀紧钢球在组合凸轮轴工件钢管内孔中胀紧凸轮的胀紧力大小，可以直观判断出凸轮与组合凸轮轴工件钢管是否结合到位，这就可以直观地反映出组合凸轮轴的生产质量；而且实现了组合凸轮轴故障的查找与排除，同时可以指导并提高组合凸轮轴的生产质量。

(3)本发明端部装配件装配装置的推杆B端部安装与组合凸轮轴工件钢管左端管口相配合的第一端部装配件，在第二端部装配端头上安装有与组合凸轮轴工件钢管右端管口相配合的第二端部装配件，这样在装配油缸驱动推杆B伸出运动时，组合凸轮轴工件的左端与第一端部装配件配合安装，同时组合凸轮轴工件的右端与第二端部装配件配合安装，这就实现了组合凸轮轴工件两端端部同时安装端部装配件的目的，提高了生产效率。

(4)本发明的扭力检测装置可以按步骤依次对组合凸轮轴的前端、凸轮与钢管之间、组合凸轮轴的后端分别进行扭矩检测，可以非常便捷地实现对组合凸轮轴整个产品的全部扭矩快速检测。通过扭矩电机的扭矩力施加，让夹紧机构夹紧或不夹紧组合凸轮轴相应位置来轻松实现组合凸轮轴各个位置定点扭矩测试，对组合凸轮轴各个位置施加了扭矩力后，对组合凸轮轴各个位置进行检测，可以判断出组合凸轮轴各个位置的质量是否达到要求。回转扭力传感器可以检测变速箱输出的扭矩力大小，并对组合凸轮轴各个位置扭矩力输出大小进行检测和记录，以便于检测后的质量判断，并且还可以为后续组合凸轮轴提高产品质量提供试验依据和指导作用。

附图说明

图1为本发明装配系统的结构示意图；

图2为本发明控制系统、恒温空调系统以及壳体的结构示意图；

图3为本发明组装机的结构示意图；

图4为本发明胀紧机的结构示意图；

图5为本发明端部装配件装配装置的结构示意图；

图6为本发明扭力检测装置的结构示意图。

其中，附图中的附图标记所对应的名称为：

1－组装机,2－钢管料仓,3－组装零件料仓,4－第一机器人，41－第一机器人手臂工作区域,5－胀紧机,6－激光打码扫码装置,7－端部装配件装配装置,8－扭力检测装置,9－成品存储运输装置,10－第二机器人,101－第二机器人手臂工作区域,11－控制系统，12－恒温空调系统，13－壳体，14－升降电机,15－机身C,16－升降丝杆,17－旋转电机,18－夹头,19－打点装置,20－组装零件装配定位台，51－胀紧液压缸,52－推杆A,53－胀紧钢球,54－组合凸轮轴工件,55－压紧机构,56－压力传感器A,57－机身A,571－液压缸支臂,572－胀紧支臂,573－工件支撑座，574－压紧支臂,58－钢球回收清洗装置，71－装配油缸,72－压力传感器B,73－推杆B,74－第一端部装配件,76－第二端部装配件,77－工件夹具,78－机身B，781－油缸支座,782－推杆配合支座,783－第二端部装配端头,79－夹具滑轨，81－扭力电机,82－变速箱,83－回转扭力传感器,84－前端三爪,85－夹紧机构，851－滑块,86－滑轨,87－丝杆,88－夹紧机构平移电机，881－传动机构,89－尾端三爪,54－组合凸轮轴工件，541－钢管,542－凸轮。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明：

实施例

如图1～图5所示，一种组合凸轮轴自动装配系统，包括第一机器人4和第二机器人10，第一机器人4周围区域配合设有组装机1、钢管料仓2、组装零件料仓3，钢管料仓2用于盛放组合凸轮轴组装所需的钢管541，组装零件料仓3用于盛放组合凸轮轴组装所需的凸轮542，组装机1用于在钢管外部安装若干个凸轮装配出组合凸轮轴初品；第二机器人10周围区域配合设有胀紧机5、激光打码扫码装置6、端部装配件装配装置7、扭力检测装置8和成品存储运输装置9，胀紧机5用于在组合凸轮轴初品的钢管541中通过胀紧钢球53让钢管541与凸轮542相互胀紧配合，端部装配件装配装置7用于在组合凸轮轴初品的钢管541两端管口处分别装配端部装配件形成组合凸轮轴成品，扭力检测装置8用于对组合凸轮轴成品的钢管541端部以及钢管541、凸轮542之间的扭矩力进行检测，成品存储运输装置9用于存储扭矩力检测后的组合凸轮轴成品以及运输组合凸轮轴成品，激光打码扫码装置6用于对组合凸轮轴生产中的胀紧力、端部装配件安装压力、组合凸轮轴扭矩检测的扭矩力进行存储并对应组合凸轮轴进行打码、扫码操作；第一机器人4上具有第一机器人手臂，第一机器人手臂的工作区域为第一机器人手臂工作区域41，第一机器人4的第一机器人手臂工作区域41覆盖组装机1、钢管料仓2、组装零件料仓3、胀紧机5四个部件；第二机器人10上具有第二机器人手臂，第二机器人手臂的工作区域为第二机器人手臂工作区域101，第二机器人10的第二机器人手臂工作区域101覆盖胀紧机5、激光打码扫码装置6、端部装配件装配装置7、扭力检测装置8、成品存储运输装置9五个部件；胀紧机5、端部装配件装配装置7、扭力检测装置8分别与激光打码扫码装置6电通信连接。

本发明优选的组装机1包括升降电机14、机身C15、旋转电机17、打点装置19和组装零件装配定位台20，机身C15顶部安装设有升降电机14，升降电机14动力输出轴上安装有升降丝杆16，旋转电机17侧部设有底座，旋转电机17的底座动力配合安装于升降丝杆16上，升降丝杆16用于驱动旋转电机17的底座以及旋转电机17上下升降运动，旋转电机17端部设有用于夹持钢管541的夹头18，在机身C15底部设有与夹头18位置相对应的组装零件装配定位台20，机身C15上设有位于组装零件装配定位台20上方的打点装置19，打点装置20与夹头18位置相对应，打点装置20连接有打点驱动气缸。

本发明优选的胀紧机5包括机身A57、胀紧液压缸51、压紧机构55和压力传感器A56，机身A57顶部从左至右依次安装设有液压缸支臂571、胀紧支臂572和压紧支臂574，液压缸支臂571上安装有胀紧液压缸51，胀紧液压缸51具有依靠液压驱动伸缩运动的推杆A52，推杆A52端部依次穿过液压缸支臂571、胀紧支臂572与组合凸轮轴工件54接触，压紧支臂574上安装有压紧机构55，组合凸轮轴工件54夹持安装于推杆A52端部与压紧机构55之间，压紧机构55上对应安装有用于检测压紧机构55压紧力大小的压力传感器A56，推杆A52端部与组合凸轮轴工件54的钢管541管口之间安装有胀紧钢球53，推杆A52的杆径小于组合凸轮轴工件54的钢管541内孔直径，胀紧钢球53的直径比组合凸轮轴工件54的钢管541内孔直径大0.1～0.3mm，机身A57上设有对应组合凸轮轴工件54的钢球回收清洗装置8；压力传感器A56与激光打码扫码装置6电通信连接。

本发明优选的端部装配件装配装置7包括装配油缸71、压力传感器B72和机身B78，机身B78顶部从左至右依次安装设有油缸支座781、推杆配合支座782、第二端部装配端头783，油缸支座781上安装有装配油缸71，装配油缸71具有依靠液压驱动伸缩运动的活塞杆，活塞杆端部连接有压力传感器B72，压力传感器B72端部连接有推杆B73，推杆配合支座782上设有推杆伸缩运动孔，推杆B73端部穿过推杆配合支座782的推杆伸缩运动孔；机身B78顶部还设有夹具滑轨79，在夹具滑轨79上滑动安装有若干个工件夹具77，工件夹具77上夹持安装有组合凸轮轴工件54，夹具滑轨79与组合凸轮轴工件54均位于推杆配合支座782、第二端部装配端头783之间；推杆B73端部活动装配有与组合凸轮轴工件54的钢管541左端管口相配合安装的第一端部装配件74，第二端部装配端头783上活动装配有与组合凸轮轴工件54的钢管541右端管口相配合安装的第二端部装配件76。

本发明优选的扭力检测装置8包括扭力电机81、变速箱82、回转扭力传感器83、前端三爪84、尾端三爪89、夹紧机构85、滑轨86、丝杆87和夹紧机构平移电机88，扭力电机81的动力输出端与变速箱82的动力输入端动力连接，变速箱82的动力输出端与回转扭力传感器83动力连接，回转扭力传感器83与前端三爪84动力连接，组合凸轮轴工件54的钢管541具有安装前端和安装后端，钢管541的安装前端配合安装于前端三爪84中，尾端三爪89与尾端三爪动力机构动力连接，钢管541的安装后端配合安装于尾端三爪89中；夹紧机构85的夹紧组件与组合凸轮轴工件54位置相配合，夹紧机构85端部设有与滑轨86配合滑动安装的滑块851，夹紧机构平移电机88通过传动机构881驱动丝杆87转动，夹紧机构85上设有与丝杆87相配合传动的丝杆配合件，丝杆87用于驱动丝杆配合件连同夹紧机构85做直线平移运动；传动机构881为传动皮带，夹紧机构平移电机88的动力输出轴上安装有皮带轮A，丝杆87上安装有皮带轮B，在皮带轮A与皮带轮B之间配合连接有传动机构881。

如图4所示，机身A57顶部设有两个工件支撑座573，其中一个工件支撑座573靠近胀紧支臂572设置，另一个工件支撑座573靠近压紧支臂574设置；工件支撑座573顶部设有两个支撑夹臂，工件支撑座573的两个支撑夹臂用于支撑住组合凸轮轴工件54；钢球回收清洗装置58包括钢球回收箱，在钢球回收箱中盛放有清洗水，并且在钢球回收箱中设有若干个清洗喷头，钢球回收箱与组合凸轮轴工件54位置向对应设置。

如图5所示，机身B78的夹具滑轨79上滑动安装有两个工件夹具77，其中一个工件夹具77靠近第一端部装配件74设置，另一个工件夹具77靠近第二端部装配件76设置，两个工件夹具77共同夹持支撑于组合凸轮轴工件54的左右两端；工件夹具77顶部具有两个支撑夹臂，工件夹具77的两个支撑夹臂用于夹持住组合凸轮轴工件54。

如图6所示，本发明装配系统还包括机身，夹紧机构85的两侧端部分别设有一个滑块851，滑轨86的数量为两个，两个滑轨86分别位于夹紧机构85两侧端，夹紧机构85的两个滑块851一一配合滑动安装于两个滑轨86中；丝杆87的两端端部分别安装有转动轴承座，扭力电机81、变速箱82、滑轨86和两个转动轴承座分别固定安装于机身上；丝杆87的长度与滑轨86的长度相匹配，丝杆87的长度长于组合凸轮轴工件54的长度。

如图2所示，本发明装配系统还包括控制系统11、恒温空调系统12和壳体13，壳体13上设有控制系统11和恒温空调系统12，恒温空调系统12具有六个恒温空调出管，六个恒温空调出管分别与组装机1、胀紧机5、激光打码扫码装置6、端部装配件装配装置7、扭力检测装置8、成品存储运输装置9一一对应设置；恒温空调系统12的六个恒温空调出管分别为组装机1、胀紧机5、激光打码扫码装置6、端部装配件装配装置7、扭力检测装置8、成品存储运输装置9降温处理。控制系统11分别与组装机1、第一机器人4、胀紧机5、激光打码扫码装置6、端部装配件装配装置7、扭力检测装置8、成品存储运输装置9、第二机器人10一一对应电连接，控制系统11上分别设有控制组装机1、第一机器人4、胀紧机5、激光打码扫码装置6、端部装配件装配装置7、扭力检测装置8、成品存储运输装置9、第二机器人10所有部件的控制开关，这样通过控制系统11可以实现对组装机1、第一机器人4、胀紧机5、激光打码扫码装置6、端部装配件装配装置7、扭力检测装置8、成品存储运输装置9、第二机器人10所有部件的开关操作。

一种组合凸轮轴自动装配方法，其装配方法如下：

A、组合凸轮轴的钢管与凸轮组装作业：其作业方法如下：

A1、第一机器人4的第一机器人手臂从钢管料仓2中抓取组合凸轮轴组装所需的钢管541并将钢管541安装于旋转电机17端部的夹头18上；第一机器人4的第一机器人手臂从组装零件料仓3中抓取组合凸轮轴组装所需的凸轮542并将凸轮542放置于组装零件装配定位台20上；组装机1的升降电机14驱动升降丝杆16下降运动，升降丝杆16带动旋转电机17、夹头18下降运动，夹头18夹持钢管541一同下降运动；

A2、首先夹头18夹持钢管541下降到最低位置，此时钢管541穿过位于组装零件装配定位台20的凸轮542，让钢管541最上端凸轮安装位置点与打点装置20位置相对应，打点装置20在打点驱动气缸运动作用下对钢管541最上端凸轮542安装位置点进行打点操作，然后夹头18夹持钢管541继续下降，当钢管541的最上端凸轮安装位置点下降到位于组装零件装配定位台20的凸轮542位置处并使得凸轮542定位安装于钢管541的最上端凸轮安装位置点外部；

A3、组装机1的升降电机14驱动升降丝杆16上升复位运动，升降丝杆16带动旋转电机17、夹头18上升复位运动，夹头18夹持钢管541一同上升复位运动；第一机器人4的第一机器人手臂从组装零件料仓3中抓取组合凸轮轴组装所需的凸轮542并将凸轮542放置于组装零件装配定位台20上；组装机1的升降电机14驱动升降丝杆16下降运动，升降丝杆16带动旋转电机17、夹头18下降运动，夹头18夹持钢管541一同下降运动，让钢管541最上端第二凸轮安装位置点与打点装置20位置相对应，打点装置20在打点驱动气缸运动作用下对钢管541最上端第二凸轮542安装位置点进行打点操作，然后夹头18夹持钢管541继续下降，当钢管541的最上端第二凸轮安装位置点下降到位于组装零件装配定位台20的凸轮542位置处并使得凸轮542定位安装于钢管541的最上端第二凸轮安装位置点外部；按照步骤A3的步骤方法与原理在钢管541外部从上至下依次安装完毕所有凸轮542；

A4、组装机1的升降电机14驱动升降丝杆16上升复位运动，升降丝杆16带动旋转电机17、夹头18上升复位运动，夹头18夹持钢管541一同上升复位运动；

B、组合凸轮轴胀紧作业：将步骤A的组合凸轮轴通过第一机器人4的第一机器人手臂从组装机1中抓取出来并安装于胀紧机5的推杆A52端部与压紧机构55之间，胀紧液压缸51驱动推杆A52伸出运动，推杆A52向右运动并推动胀紧钢球53从组合凸轮轴工件54左端管口进入组合凸轮轴工件54的钢管内孔中，胀紧液压缸51驱动推杆A52继续伸出运动并推动胀紧钢球53在组合凸轮轴工件54的钢管内孔中从左端运动到右端，最后从组合凸轮轴工件54的钢管内孔右端掉落至钢球回收清洗装置58中；压力传感器A56检测压紧机构55的胀紧力大小并将胀紧力数据传输至激光打码扫码装置6中；

C、组合凸轮轴打码作业：通过第二机器人10的第二机器人手臂将位于胀紧机5中的组合凸轮轴工件54抓取出来并放置于激光打码扫码装置6上对组合凸轮轴工件54进行打码操作，该组合凸轮轴工件54所对应的编码印制于组合凸轮轴工件54上，激光打码扫码装置6在该编码所命名的数据库中存储步骤B中压力传感器A56传输过来的该组合凸轮轴工件54生产过程中胀紧力大小数据；

D、组合凸轮轴的端部装配件装配作业：通过第二机器人10的第二机器人手臂将步骤C中的组合凸轮轴工件54通过端部装配件装配装置7的两个工件夹具77夹持住；首先在推杆B73的右端端部活动安装第一端部装配件74，并且在第二端部装配端头783左侧面上活动安装第二端部装配件76，启动装配油缸71工作，装配油缸71依次驱动活塞杆、压力传感器B72、推杆B73向右水平直线运动，推杆B73右端端部安装的第一端部装配件74插入安装于组合凸轮轴工件54的钢管541左端管口内，然后推杆B73右端端部继续向右运动，推杆B73推动组合凸轮轴工件54、两个工件夹具77一起向右运动，然后使得组合凸轮轴工件54的钢管541右端管口与第二端部装配端头783的第二端部装配件76相接触并配合插入安装；推杆B73推动组合凸轮轴工件54、两个工件夹具77一起继续向右运动，直到组合凸轮轴工件54的钢管541两端管口均安装好端部装配件为止；压力传感器B72检测装配油缸71给予压力的大小并压力大小数据传输至激光打码扫码装置6中；第二机器人10的第二机器人手臂将组合凸轮轴工件54抓取并转运至激光打码扫码装置6进行扫码，激光打码扫码装置6将压力传感器B72所检测到压力大小数据存储于该组合凸轮轴工件54所对应编码的数据库中；

E、组合凸轮轴的扭矩力检测作业：其检测方法如下：

E1、通过第二机器人10的第二机器人手臂将组合凸轮轴工件54配合安装于前端三爪84和尾端三爪89之间；将组合凸轮轴工件54的钢管541安装前端配合安装于前端三爪84中，通过前端三爪动力机构对前端三爪84施加驱动力让前端三爪84夹紧钢管541安装前端；组合凸轮轴工件54的钢管541安装后端配合安装于尾端三爪89中，通过尾端三爪动力机构对尾端三爪89施加驱动力让尾端三爪89夹紧钢管541安装后端；

E2、对组合凸轮轴工件54的钢管541前端进行扭矩力检测：启动夹紧机构平移电机88并通过传动机构881将动力输出到丝杆87端部，丝杆87转动并带动夹紧机构85的丝杆配合件运动，丝杆87驱动丝杆配合件连同夹紧机构85做直线平移运动，夹紧机构85在两个滑轨86上辅助平移运动，最终让夹紧机构85的夹紧组件夹紧钢管541前端；启动扭力电机81将扭矩力传输至变速箱82，通过变速箱82变速之后将扭矩力依次传输至回转扭力传感器83、前端三爪84，前端三爪84依靠前端三爪动力机构夹紧钢管541安装前端；夹紧机构85的夹紧组件夹紧钢管541前端，前端三爪84夹紧钢管541安装前端并对夹紧钢管541安装前端施加扭矩力，回转扭力传感器83实现对组合凸轮轴工件54的钢管541前端进行扭矩力检测，回转扭力传感器83将检测到钢管541前端扭矩力传输至激光打码扫码装置6中；

E3、对组合凸轮轴工件54的钢管541与凸轮542之间安装配合紧密度进行扭矩力检测：夹紧机构平移电机88通过传动机构881将动力输出到丝杆87端部，丝杆87转动并带动夹紧机构85的丝杆配合件运动，丝杆87驱动丝杆配合件连同夹紧机构85做直线平移运动，夹紧机构85在两个滑轨86上辅助平移运动，最终让夹紧机构85的夹紧组件夹紧钢管541外部相应位置的凸轮542；扭力电机81将扭矩力传输至变速箱82，通过变速箱82变速之后将扭矩力依次传输至回转扭力传感器83、前端三爪84，前端三爪84依靠前端三爪动力机构夹紧钢管541安装前端；夹紧机构85的夹紧组件夹紧钢管541外部相应位置的凸轮542，前端三爪84夹紧钢管541安装前端并对夹紧钢管541安装前端施加扭矩力，回转扭力传感器83实现对组合凸轮轴工件54的钢管541与相应位置的凸轮542之间进行扭矩力检测，回转扭力传感器83将检测到钢管541与相应位置的凸轮542之间扭矩力传输至激光打码扫码装置6中；

E4、对组合凸轮轴工件54的钢管541后端进行扭矩力检测，组合凸轮轴工件54的钢管541前端是需要更高强度要求，组合凸轮轴工件54的钢管541后端所需要扭矩力要求低于组合凸轮轴工件54的钢管541前端；夹紧机构平移电机88停止工作，扭力电机81将扭矩力传输至变速箱82，通过变速箱82变速之后将扭矩力依次传输至回转扭力传感器83、前端三爪84，前端三爪84依靠前端三爪动力机构夹紧钢管541安装前端，尾端三爪动力机构对尾端三爪89施加驱动力让尾端三爪89夹紧钢管541安装后端；尾端三爪89夹紧钢管541安装后端，前端三爪84夹紧钢管541安装前端并对夹紧钢管541安装前端施加扭矩力，以实现对组合凸轮轴工件54的钢管541后端进行扭矩力检测的目的，回转扭力传感器83将检测到钢管541后端扭矩力传输至激光打码扫码装置6中；

E5、通过第二机器人10的第二机器人手臂将组合凸轮轴工件54抓取并转运至激光打码扫码装置6进行扫码，激光打码扫码装置6将回转扭力传感器83所检测到钢管541前后端的压力大小数据以及钢管541与相应位置的凸轮542之间的压力大小数据存储于该组合凸轮轴工件54所对应编码的数据库中；

F、组合凸轮轴的存储与运输作业：通过第二机器人10的第二机器人手臂组合凸轮轴工件54抓取并转运至成品存储运输装置9，成品存储运输装置9对组合凸轮轴工件54进行存储和转运输；激光打码扫码装置6将该组合凸轮轴工件54所对应的编码以及编码数据库一同传输至控制系统11中以便于后期查询。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。