一种方向盘中间轴装配设备的制作方法

本实用新型涉及汽车生产设备技术领域，特别是涉及到一种汽车方向盘装配设备。

背景技术：

方向盘中间轴是汽车方向盘中最主要的部件之一，主要由轴总成、管总成和钢珠组成，轴的下端压合装载钢珠的导轨，轴的下端插在管总成的上端，管总成由上管和下管组成，上管和下管之间为万向铰接。

方向盘中间轴的装配至少需要下述四个工序：在轴总成的下端安装导轨、在管总成内壁涂布润滑油、将轴总成的下端插在管总成中灌珠、铆压，目前这四道工序均由手工联合设备完成，每个部件在每道工序中的定位安装需要大量时间，导致效率低下，而且需要的人工较多，人工成本高。

为了解决上述技术问题，需要设计一台能够完成上述四道工序内容的自动化设备，以提高装配效率和降低人工成本。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种方向盘中间轴装配设备，该装配设备为半自动化设备，手工上料、自动装配，提高了装配效率，而且一台机器只需要配备一个操作人员，降低了人工成本。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种方向盘中间轴装配设备，包括机架、轴总成夹持工装、装配工装、铆压工装、管总成夹持工装和涂油脂工装；所述轴总成夹持工装固定在所述机架的上方，所述轴总成夹持工装由定位工装、夹持机构和升降机构组成，所述定位工装用于轴总成的夹持，所述夹持机构用于定位工装的夹持，所述升降机构驱动夹持机构升降；

所述管总成夹持工装固定在所述机架的下方，所述管总成夹持工装由侧面夹持机构和底部夹持机构组成；

所述装配工装一共有三组，这三组所述装配工装绕圆周阵列在所述轴总成夹持工装的四周，所述装配工装由导轨安装工装和灌珠工装组成；

所述铆压工装由两组铆压机构组成，所述铆压机构由铆压气缸、半圆环形的铆刀和压块组成，所述铆刀固定在所述铆压气缸的伸缩杆上。

进一步的是，所述夹持机构由固定座，及从上至下固定在固定座上的侧锁机构、上气动夹爪和下气动夹爪组成，所述侧锁机构由固定在固定座上的锁钩和弹性夹块组成，所述定位工装上设置有与所述锁钩匹配的卡槽；所述固定座的顶部固设有一根连接轴，所述连接轴与升降机构固连；所述升降机构由电机和皮带传动轮组成，所述连接轴通过一轴承固定在所述皮带传动轮中。

进一步的是，所述压块固定所述下气动夹爪的底部。

进一步的是，所述底部夹持机构由膨胀块和锁在膨胀块侧面的锁紧螺钉组成；所述侧面夹持机构由侧面气动夹爪、横板和气缸组成，所述横板从侧面插入管总成中，所述气缸的伸缩杆与所述横板固连。

进一步的是，所述灌珠工装由固定块、位移气缸、钢珠进料枪、钢珠导引块、挡板和钢珠数量检测气缸组成，所述钢珠进料枪和钢珠数量检测气缸倾斜地固定在所述固定块的前端，所述固定块的前端开设有卡槽，所述钢珠导引块插设于所述卡槽中，所述钢珠导引块中设置有一条倾斜地导引槽，所述钢珠导引块的下方设置有一块遮挡所述导引槽出口的挡板；所述位移气缸位于所述固定块的下方，其伸缩杆与所述固定块连接，所述钢珠导引块固定在所述位移气缸的缸体上。

进一步的是，所述导轨安装工装由侧压气缸和两组真空吸嘴组成，所述侧压气缸的缸体固定在所述位移气缸的缸体上，两组所述真空吸嘴固定在所述侧压气缸的伸缩杆上；所述挡板固定在所述侧压气缸的伸缩杆上。

进一步的是，所述涂油脂工装由油箱、注油脂泵和注油脂头组成，所述注油脂头通过油管与所述油箱连接，所述注油脂头的外壁上分布有数个出油孔。

本实用新型提供的方向盘中间轴装配设备的操作主要分为手动上料和自动装配。手动上料主要包括以下几个步骤：1、将管总成的上管套装在注油脂头上，注油脂泵将油箱内的油脂抽至注油脂头中，油脂从出油孔中外溢涂布在管总成内壁上，达到润滑设定时间后，系统自动提示；2、将管总成从注油脂上取下，将下管放在膨胀块上进行夹持定位，将上管插入气动夹爪中夹持，横板插入上管中的侧向缺口中将上管向上支撑住，防止上管与下管相对转动；3、将管总成插入定位工装中，并将定位工装放入夹持机构中定位夹持；4、将导轨吸附在真空吸嘴上。手动上料中的四个步骤完成后，操作人员按下开始开关，开始自动装配操作。自动装配主要包括以下几个步骤：1、导轨安装工装前进将导轨安装在轴总成上，形成钢珠轨道，安装之后，导轨安装工装后退；2、升降机构驱动轴总成下降插入到上管中，到设定距离后，升降机构停止运动；3、灌珠机构在钢珠轨道中打入钢球；4、两组铆压机构向中间闭合，闭合到位后，升降机构继续运转，压块将铆刀下压，铆刀在上管端面铆出铆点，以防止钢珠和轴总成脱离管总成。设备完成自动装配后，操作人员按下复位按钮，各个工装和机构逐一恢复到原始状态，只留下装配好的方向盘中间轴套装在膨胀块上，操作人员拧松锁紧螺丝，取消膨胀块的膨胀状态，将产品取出即可。在装配设备的整个操作过程中，无论手动上料还是自动装配，均有力和位移的检测，各个工装和机构的运行时间也依据力和位移的检测。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：将原先零散的工装设备整合成一个整体的半自动化设备，手工上料、自动装配，缩短了零件的定位安装时间，提高了装配效率，而且一台机器只需要配备一个操作人员，降低了人工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型实施例所公开的一种方向盘中间轴装配设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所公开的定位工装的剖视图；

图3为本实用新型实施例所公开的夹持机构的结构示意图；

图4为本实用新型实施例所公开的升降机构的结构示意图；

图5为本实用新型实施例所公开的管总成夹持工装与涂油脂工装的结构示意图；

图6为本实用新型实施例所公开的装配工装的剖视图。

具体实施方式

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。

参见图1所示的一种方向盘中间轴装配设备，其包括机架1、轴总成夹持工装2、装配工装3、铆压工装4、管总成夹持工装5和涂油脂工装6，装配工装3一共有三组，这三组装配工装3绕圆周阵列在轴总成夹持工装2的四周，阵列角度为120°。

轴总成夹持工装2固定在机架1的上方，轴总成夹持工装2由定位工装2a、夹持机构和升降机构组成。参见图2，定位工装2a中具有跟轴总成顶部一致的螺纹卡口2a1，还具有用于轴总成准确夹持的防呆缺口。参见图3所示的夹持机构，其由固定座2b，及从上至下固定在固定座上的侧锁机构、上气动夹爪2c和下气动夹爪2d组成，侧锁机构由固定在固定座上的锁钩2e和弹性夹块2f组成，定位工装2a上设置有与锁钩匹配的卡槽2h，侧锁机构将定位工装2a夹持固定，上气动夹爪和下气动夹爪夹持住轴总成的外壁。参见图4的升降机构，其由电机2k和皮带传动轮2v组成，固定座的顶部的连接轴2s通过一轴承2x固定在皮带传动轮中，升降机构驱动轴总成的升降。

管总成夹持工装5固定在机架1的下方；图5所示的管总成夹持工装5由侧面夹持机构和底部夹持机构组成；底部夹持机构由膨胀块5a和锁在膨胀块5a侧面的锁紧螺钉5b组成；侧面夹持机构由侧面气动夹爪、横板5c和气缸5d组成，横板5c从侧面插入管总成中，气缸的伸缩杆与横板5c固连。

参见图6，装配工装3由导轨安装工装和灌珠工装组成；灌珠工装由固定块3a、位移气缸3b、钢珠进料枪3c、钢珠导引块3d、挡板3f和钢珠数量检测气缸3e组成，钢珠进料枪3c和钢珠数量检测气缸3e倾斜地固定在固定块3a的前端，固定块3a的前端开设有卡槽，钢珠导引块3d插设于卡槽中，钢珠导引块3d中设置有一条倾斜地导引槽，钢珠导引块3d的下方设置有一块遮挡导引槽出口的挡板3f；位移气缸3b位于固定块3a的下方，其伸缩杆与固定块3a连接，钢珠导引块3d固定在位移气缸3b的缸体上；导轨安装工装由侧压气缸3g和两组真空吸嘴3h组成，侧压气缸3g的缸体固定在位移气缸3b的缸体上，两组真空吸嘴3h固定在侧压气缸3g的伸缩杆上；挡板3f固定在侧压气缸3g的伸缩杆上。

装配工装3中导轨安装工装和灌珠工装的运动具有时间差，位移气缸3b的伸缩杆伸出时钢珠导引块3d和导轨安装工装一起前进到预设位置，此时挡板3f依然能够挡住导引槽的出口，珠数量检测气缸的伸缩杆向下伸出检测导引槽中的钢珠是否填满；与此同时，导轨安装工装在轴总成上安装导轨。当导轨安装完毕后，侧压气缸3g驱动真空吸嘴3h和挡板3f复位。当轴总成下降插入管总成中时，位移气缸3b的伸缩杆再伸出一个行程，导引槽的出口正好对准上管的管道，侧压气缸3g再后缩一个行程，使得挡板3f离开导引槽的出口，钢珠在重力作用下落入钢珠轨道中。

铆压工装4由两组铆压机构组成，铆压机构由铆压气缸4a、半圆环形的铆刀和压块4b组成，铆刀固定在铆压气缸4a的伸缩杆上，压块4b固定下气动夹爪的底部。

涂油脂工装6由油箱、注油脂泵和注油脂头6a组成，注油脂头6a通过油管与油箱连接，注油脂头6a的外壁上分布有数个出油孔。

上述方向盘中间轴装配设备的操作主要分为手动上料和自动装配。手动上料主要包括以下几个步骤：1、将管总成的上管套装在注油脂头6a上，注油脂泵将油箱内的油脂抽至注油脂头6a中，油脂从出油孔中外溢涂布在管总成内壁上，达到润滑设定时间后，系统自动提示；2、将管总成从注油脂上取下，将下管放在膨胀块5a上进行夹持定位，将上管插入气动夹爪中夹持，横板5c插入上管中的侧向缺口中将上管向上支撑住，防止上管与下管相对转动；3、将管总成插入定位工装2a中，并将定位工装2a放入锁钩和弹性夹块中定位夹持；4、将导轨吸附在真空吸嘴3h上。手动上料中的四个步骤完成后，操作人员按下开始开关，开始自动装配操作。自动装配主要包括以下几个步骤：1、侧压气缸3g驱动真空吸嘴3h前进将导轨安装在轴总成上，形成钢珠轨道，安装之后，侧压气缸3g驱动真空吸嘴3h后退；2、电机运转驱动轴总成下降插入到上管中，到达设定距离后，电机停止运动；3、灌珠机构在钢珠轨道中打入钢球；4、两组铆压机构向中间闭合，铆刀闭合到位后，电机继续运转，压块4b将铆刀下压，铆刀在上管端面铆出铆点，以防止钢珠和轴总成脱离管总成。设备完成自动装配后，操作人员按下复位按钮，各个工装和机构逐一恢复到原始状态，只留下装配好的方向盘中间轴套装在膨胀块5a上，操作人员拧松锁紧螺丝，取消膨胀块5a的膨胀状态，将产品取出即可。在装配设备的整个操作过程中，无论手动上料还是自动装配，均有力和位移的检测，各个工装和机构的运行时间也依据力和位移的检测。

对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。