用于装配齿轮、轴承和齿轮轴的装配机的制作方法

本实用新型涉及一种用于装配齿轮、轴承和齿轮轴的装配机。

背景技术：

变速箱主要是由变速箱箱体、齿轮、齿轮轴和轴承组成，齿轮和轴承套设在齿轮轴上，齿轮轴通过轴承可转动的安装于变速箱箱体内，其中齿轮轴包括轴体，如图1所示轴体上包括环形凸缘和用于安装齿轮的齿轮安装台阶，齿轮安装台阶上具有防止齿轮相对于齿轮轴转动的平面，轴体端面上设置有凸块，凸块具有与齿轮安装台阶上平面相平行的侧平面，通过不同的齿轮组合产生变速变矩，变速箱广泛应用于交通运输领域，是现如今交通运输设备中不可或缺重要组成部分。

目前对于变速箱的装配，尤其是相邻齿轮间的啮合要求装配精度高，难以通过机械操作实现，机械装配不精确，容易产生偏差，相邻齿轮啮合不准确，使得变速箱生产残次率升高，影响生产加工效率，而采用人工操作，人工成本高也不利于提高经济效益，并且现有的变速箱装配方式不方便学生进行直观的观看学习安装加工过程，变速箱中齿轮与齿轮间的传动也无法让学生进行深入了解，不利于学生学习与培养。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种用于装配齿轮、轴承和齿轮轴的装配机，结构合理，实现变速箱中齿轮、轴承和齿轮轴的自动化装配，同时利于学生进行观察学习。

本实用新型提供一种用于装配齿轮、轴承和齿轮轴的装配机，包括用于传输若干个齿轮、齿轮轴、轴承的传送装置，用于夹取齿轮轴的第一机械手，用于夹取齿轮、轴承并将轴承、齿轮套设在对应的齿轮轴上的第二机械手。

这样设置的有益效果是：齿轮摆放定位后，由第二机械手依次夹持齿轮在已夹取的齿轮轴上进行装配，实现自动化生产。当本设备运用在教学领域时，流程简便易于观察，同时全自动化的操作，便于学生对机械手，夹具操作使用等方面的操作和编程学习，提升学生技术水平，加进学生对变速箱齿轮、轴承和齿轮轴装配的理解。

本实用新型进一步设置为用于装配齿轮、轴承和齿轮轴的装配机还包括用于根据其中一个齿轮轴端部凸块侧平面的位置来控制第二机械手转动其余齿轮轴上齿轮实现相邻齿轮轴上对应的齿轮啮合的视觉传感器。

这样设置的有益效果是：视觉传感器采用视觉感应器采用COGNEX公司的产品，其中的in-sight通过齿轮轴端部凸块侧平面倾角，因为齿轮在套设在齿轮轴齿轮安装台阶上时，齿轮内壁与齿轮安装台阶为面贴合，与齿轮轴形成了径向方向上的固定，从而第二机械手转动齿轮，齿轮轴也会随之同步转动，而齿轮轴端部凸块侧平面与齿轮轴体上安装台阶平面平行，识别齿轮轴端部凸块侧平面位置即可有效确认齿轮的叶片相应的倾角，根据其中一个已固定的齿轮轴端部凸块的侧平面位置，即其上安装的齿轮叶片位置固定，便可计算出其余齿轮轴上齿轮的啮合位置，得出齿轮轴需要偏转的角度，从而由第二机械手转动齿轮轴上齿轮带动齿轮轴转动，实现两相邻齿轮间的有效啮合，完成齿轮、轴承和齿轮轴装配的重要步骤，实现了它们之间的自动化装配。

本实用新型进一步设置为所述第一机械手包括用于夹持若干个齿轮轴的第一夹具和驱动第一夹具夹取齿轮轴的第一机械手臂，所述第一夹具上设置有中心夹持单元和设置于中心夹持单元两侧的侧夹持单元，所述中心夹持单元包括第一中心夹头、第二中心夹头以及用于驱使第一中心夹头和第二中心夹头夹紧或松开的第六驱动件，所述第一中心夹头和第二中心夹头之间形成第一夹紧通道，所述侧夹持单元包括辅夹头组件和主夹头组件，所述辅夹头组件包括第一辅夹头、第二辅夹头以及用于驱使第一辅夹头和第二辅夹头夹紧或松开的第三驱动件，所述第一辅夹头和第二辅夹头之间形成用于夹持齿轮轴且能供齿轮轴转动的第一夹持通道，所述第一辅夹头和第二辅夹头内壁上分别开设有供齿轮轴上环形凸缘嵌入的限位槽，所述主夹头组件包括第一主夹头、第二主夹头和驱使第一主夹头与第二主夹头夹紧或松开的第七驱动件，所述第一主夹头和第二主夹头之间形成有第二夹紧通道。

这样设置的有益效果是：采用上述方案，第一机械手臂采用ABB公司的IRB120系列产品，第一夹具通过中心夹持单元和侧夹持单元按安装位置夹持齿轮轴，中心夹持单元抓紧齿轮轴非安装位置即可，保证位于中心位置的齿轮轴不发生偏移，辅夹持组件通过第一辅夹头和第二辅夹头夹持于齿轮轴环形凸缘两侧，将环形凸缘限制于限位槽内，对齿轮轴进行轴向的限位，再通过主夹持组件抓紧齿轮轴，在齿轮轴需要转动调整齿轮安装位置时，主夹持组件两夹头松开，第一辅夹头和第二辅夹头相当于托住齿轮轴，即可实现齿轮轴在齿轮装配过程中转动调整相邻齿轮啮合位置，并且该夹具适用于教学领域，工作状态容易让学生观察学习齿轮轴、齿轮和轴承装配，演示清晰，齿轮间的啮合传动表现明显，同时易于学生编程学习。

本实用新型进一步设置为所述第一夹具第一中心夹头上设有用于在第一中心夹头与第二中心夹头夹紧时供第二中心夹头嵌入的通槽，所述第一主夹头穿设于第一辅夹头限位槽内，所述第二主夹头穿设于第二辅夹头限位槽内，所述第六驱动件与第三驱动件并排设置，所述第七驱动件设置于第一辅夹头和第二辅夹头之间。

这样设置的有益效果是：采用上述方案，第二中心夹头嵌入通槽，有效节省了安装空间，使得整体设备空间安排更为合理，同时有效增大了中心夹持单元夹持端的开合范围，可以适应更多齿轮轴尺寸，提高设备的经济价值。将主夹持组件设置在第一辅夹头与第二辅夹头之间，合理应用了空间，使得夹具整体更加美观，将第一主夹头和第二主夹头置于限位槽内，即夹持于齿轮轴凸缘上，使得主夹持组件夹持在齿轮轴中段位置，夹持稳定性进一步提高，更利于主夹持组件夹持。第六驱动件与第三驱动件并排设置，所述第七驱动件设置于第一辅夹头和第二辅夹头之间，使得第一夹具安装更为紧密，夹具自身空间利用合理，提升夹具的整体外观。

本实用新型进一步设置为所述第二机械手包括用于夹持齿轮或轴承的第二夹具和驱动第二夹具夹取齿轮或轴承的第二机械手臂，所述第二夹具包括第一物料夹头、第二物料夹头和驱使第一物料夹头和第二物料夹头夹紧或松开的第四驱动件，所述第一物料夹头与第二物料夹头相对面上分别设置第一弧形槽和第二弧形槽，所述第一弧形槽和第二弧形槽之间形成有第二夹持通道，所述第一物料夹头与第二物料夹头相背面上分别设置有勾槽。

这样设置的有益效果是：采用上述方案，第二机械手臂采用ABB公司的IRB120系列产品，第二夹具夹头上设置有的弧形槽，便于夹持齿轮与轴承的同时，可以使设备针对柱状物件进行夹持加工，同时夹头向背面上还设置有勾槽，可以使得夹头外扩运动时，通过勾槽对具有横梁或者开设有通孔的物料进行挂钩，使得横梁或者通孔内壁抵压于勾槽底面从而挂设在勾槽内，实现对这类物料的运输和夹持固定，这种夹头结构简单并且适用多种形状的物料，有效提升了设备的适用范围，提高了整体设备的价值，同时该夹具应用范围广，更方便学生进行编程操作学习，夹具工作清晰简洁，便于学生学习。

本实用新型进一步设置为所述传送装置包括第一传送平台、第二传送平台、用于驱动第一传送平台运动的第一驱动件和用于第二传送平台运动的第二驱动件，所述第二传送平台垂直于第一传送平台设置，所述第一传送平台输出端设置有用于在第一传送平台与第二传送平台间转移物料的转运机构，所述转运机构包括基座和用于夹持物料的握爪，所述握爪设置在第一传送带输出端，所述基座上设置有驱动握爪沿第一传送平台传送方向移动的第一气缸和驱动握爪上下移动的第二气缸，所述第二气缸设置于握爪顶部，所述握爪与第二气缸伸缩杆联动，所述第一气缸设置在基座顶部，所述第二气缸与第一气缸活塞杆联动，所述握爪包括第一爪头、第二爪头和驱动第一爪头与第二爪头夹紧或松开的第五驱动件，所述第一爪头和第二爪头端部设置有倒勾。

这样设置的有益效果是：采用上述方案，第一传送平台上配合有转运机构，物料抵达转运位置，通过转运机构将物料运载并置于第二传送平台，通过转运机构携带物料进行移动实现不同传送平台间的转移，有效避免传统的转运方式对物料转移时造成颠簸的缺陷，使得物料转移更为稳定，防止物料掉落损坏，方便在转运过程中的转向操作，节约了设备的占地面积，提高了设备的经济效益。握爪配合设置在抓手端部的倒勾，使得对物料的抓握更为牢固，不易脱落，确保输送过程的稳定。使用导柱进一步确保握爪在工作过程中随气缸上下滑移的稳定性，使得设备运转更为顺畅，使得整体设备结合更为牢固，导柱尾部设置限位，避免握爪过分运动与导轨发生碰撞，影响设备的正常使用。使用导杆进一步确保握爪在工作过程中随气缸横向滑移时的稳定性，使得设备运转更为顺畅，使得整体设备结合更为牢固，导杆尾端设置限位板，避免握爪过分滑移脱出，保证设备运行的稳定。

本实用新型进一步设置为所述传送装置第一传送平台和第二传送平台均设置有平行分布的第一轨道和第二轨道，所述传送装置还包括有物料盘，所述物料盘的底部设有第一轨道接触面以及第二轨道接触面，所述物料盘的底部位于第一轨道接触面与第二轨道接触面之间设有凸台，所述物料盘侧面设置有裙边，所述裙边底面高于物料盘底面设置，所述裙边底面上设置有限位槽。

这样设置的有益效果是：采用上述方案，物料盘与双轨输送轨道结合时，其底面上的凸台嵌入输送轨道双轨之间空隙，有效防止物料盘晃动跌落，同时凸台的设置使得物料盘整体重心下移，具有更高的稳定性，在机械手抓握输送过程中更加稳定，不易出现晃动，在物料盘侧壁上设置有限位槽，方便机械手端部夹具进行定位抓握，还具有一定的识别作用，同时对握爪进行有效的限位，使得物料盘在输送过程更稳定，不易掉落。还可以在物料盘的物料承载面上设置物料定位凹槽或者物料定位凸柱，将物料置于定位凹槽内或者与定位凸柱构成插接配合进行运输，有效避免物料的脱落，物料摆放更加稳固，方便后续的夹持或者转运操作，提高载物盘的使用价值。

本实用新型进一步设置为所述用于装配齿轮、轴承和齿轮轴的装配机还包括有用于运输物料盘的辅助爪件，所述辅助爪件包括呈倒U字形的支架，所述支架顶部开设有通孔，所述第一物料夹头和第二物料夹头的勾槽分别勾设于通孔相对的两内壁上，所述支架相对两侧内壁上还设有爪钩。

这样设置的有益效果是：采用上述方案，通过这类可以与第二夹具夹头实现夹持配合的辅助爪件，夹头伸入通孔后扩张，使得通孔内壁抵压于夹头勾槽底面，实现对辅助爪件的外挂，从而通过辅助爪件底部的倒勾实现对物料盘的夹持运输，辅助爪件倒勾钩设在物料盘侧壁的裙边上的限位槽内，有助于物料输送的稳定，同时提高了第二夹具的适用范围。

本实用新型进一步设置为所述用于装配齿轮、轴承和齿轮轴的装配机还包括若干用于感应物料盘并命令抓取物料或物料盘的物料传感器，所述物料传感器分别设置于第二传送平台输入端以及第一传送平台和第二传送平台的输出端。

这样设置的有益效果是：采用上述方案，当位于第一传送平台输出端的感应装置感应到物料到达，命令握爪抓握物料进行转运，位于第二传送平台上输入端的感应装置感应到物料放置于传送平台上，即命令驱动件转动，第二传送平台开始工作转运物料，第二传送平台输出端物料感应器感应到物料到达，命令开启后续加工，第二传送平台输出端与输入端物料感应器均感应不到物料即停止第二传送平台工作，后续加工同时停止，这种操作形式便于实现，控制方便同时节能环保。

本实用新型进一步设置为：所述用于装配齿轮、轴承和齿轮轴的装配机还包括检测装置，所述检测装置包括基板,所述基板上设有用于安装变速箱壳体的置物腔、用于驱动变速箱工作的电机以及用于压紧变速箱的抵压组件，所述抵压组件包括回转气缸和抵压杆，所述回转气缸固定设置在基板上，所述抵压杆与传动杆联动配合，所述电机通过电机安装座与基板连接，所述基板上还安装有用于驱动电机安装座沿电机转轴的轴向滑移的第八驱动件。

这样设置的有益效果是：采用上述方案，变速箱安装在置物腔上，用抵压组件抵压住变速箱，抵压组件包括回转气缸和抵压杆，回转气缸可实现活塞杆旋转和上下伸缩，其通过气缸安装座与基板固定连接，回转气缸的活塞杆沿竖直方向设置，抵压杆沿水平方向设置，其固定设置在活塞杆上，活塞杆可调节抵压杆的上下位置，适合变速箱的高度，再旋转使得抵压杆抵压或是脱离变速箱的上表面，电机安装座滑移设置在基板上，可沿电机转轴的轴向调节驱动电机的位置，便于检测。

附图说明

图1为齿轮轴结构示意图；

图2为本实用新型实施例的整体结构示意图；

图3为本实用新型实施例的第一夹具的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的第一夹具的爆炸视图；

图5为本实用新型实施例的第一夹具的主视图；

图6为本实用新型实施例图5中A-A的剖面视图；

图7为本实用新型实施例的第二夹具的结构示意图；

图8为本实用新型实施例的第二夹具的仰视图；

图9为本实用新型实施例的辅助爪件的结构示意图；

图10为本实用新型实施例的传送装置的结构示意图；

图11为本实用新型实施例的传送装置中转运机构的结构示意图；

图12为本实用新型实施例的传送装置中转运机构的主视图；

图13为本实用新型实施例图10中B部的局部放大图；

图14为本实用新型实施例中物料盘的结构示意图；

图15为本实用新型实施例中物料盘的主视图；

图16为本实用新型实施例中物料盘的仰视图；

图17为本实用新型实施例中物料盘的另一种实施方式的结构示意图；

图18为本实用新型实施例中检测装置的结构示意图；

图19为本实用新型实施例中检测装置抵压组件的结构示意图。

具体实施方式

由图2至图19可以看出，本实用新型公开了一种齿轮、轴承和齿轮轴8装配机，包括用于传输齿轮、齿轮轴8、轴承的传送装置6，用于夹取齿轮轴8的第一机械手，用于夹取齿轮、轴承并将轴承、齿轮套设在对应的齿轮轴8上的第二机械手，根据其中一个齿轮轴8端部凸块84侧平面的位置来控制第二机械手转动其余齿轮轴8上齿轮实现相邻齿轮轴8上对应的齿轮啮合的视觉传感器1，所述第一机械手包括用于夹持3根齿轮轴8的第一夹具2和驱动第一夹具2夹取齿轮轴8的第一机械手臂4，所述第一夹具2上设置有中心夹持单元22和设置于中心夹持单元22两侧的侧夹持单元，所述中心夹持单元22包括第一中心夹头222、第二中心夹头223以及用于驱使第一中心夹头222和第二中心夹头223夹紧或松开的第六驱动件221，所述第一中心夹头222和第二中心夹头223之间形成第一夹紧通道，所述侧夹持单元包括辅夹头组件23和主夹头组件24，所述辅夹头组件23包括第一辅夹头232、第二辅夹头233以及用于驱使第一辅夹头232和第二辅夹头233夹紧或松开的第三驱动件231，所述第一辅夹头232和第二辅夹头233之间形成用于夹持齿轮轴8且能供齿轮轴8转动的第一夹持通道，所述第一辅夹头232和第二辅夹头233内壁上分别开设有供齿轮轴8上环形凸缘82嵌入的限位槽234，所述主夹头组件24包括第一主夹头242、第二主夹头243和驱使第一主夹头242与第二主夹头243夹紧或松开的第七驱动件241，所述第一主夹头242穿设于第一辅夹头限位槽234内，所述第二主夹头243穿设于第二辅夹头限位槽234内，所述第一主夹头242和第二主夹头243之间形成有第二夹紧通道，所述第一夹具2第一中心夹头222上设有用于在第一中心夹头222与第二中心夹头223夹紧时供第二中心夹头223嵌入的通槽224，所述第六驱动件221与第三驱动件231并排设置，所述第七驱动件241设置于第一辅夹头232和第二辅夹头233之间。第二机械手包括用于夹持齿轮或轴承的第二夹具3和驱动第二夹具3夹取齿轮或轴承的第二机械手臂5，所述第二夹具3包括第一物料夹头331、第二物料夹头332和驱使第一物料夹头331和第二物料夹头332夹紧或松开的第四驱动件32，所述第一物料夹头331与第二物料夹头332相对面上分别设置第一弧形槽351和第二弧形槽352，所述第一弧形槽351和第二弧形槽352之间形成有第二夹持通道，所述第一物料夹头331与第二物料夹头332相背面上分别设置有勾槽36。所述传送装置包括第一传送平台62、第二传送平台63、用于驱动第一传送平台62运动的第一驱动件611和用于第二传送平台63运动的第二驱动件612，所述第二传送平台63垂直于第一传送平台62设置，所述第一传送平台62输出端设置有用于在第一传送平台62与第二传送平台63间转移物料的转运机构，所述转运机构包括基座664和用于夹持物料的握爪64，所述握爪64设置在第一传送平台62输出端，所述基座664上设置有驱动握爪64沿第一传送平台62传送方向移动的第一气缸66和驱动握爪64上下移动的第二气缸65，所述第二气缸65设置于握爪64顶部，所述握爪64与第二气缸65伸缩杆655联动，所述握爪64上端面设置有导柱645，所述第二气缸缸体651上设置有与导柱645构成滑移配合的通孔654，所述导柱645一端固定于握爪64，所述第一气缸66设置在基座664顶部，所述第二气缸65与第一气缸66活塞杆662联动，所述第二气缸缸体651上设置有导杆652，所述第一气缸缸体661上设置有与导杆652构成滑移配合的导孔663，所述导杆652一端固定于第二气缸缸体651，所述导杆652另一端设置有限位板653。所述握爪64包括第一爪头642、第二爪头643和驱动第一爪头642与第二爪头643夹紧或松开的第五驱动件641，所述第一爪头642和第二爪头643端部设置有倒勾644。所述传送装置第一传送平台62和第二传送平台63均设置有平行分布的第一轨道633和第二轨道634，所述传送装置6还包括有物料盘67，物料盘67的第一种实施方式包括用于承载物料的承载面，所述承载面上设置有物料定位凹槽675，所述物料盘67相对的侧面设置有裙边672，所述裙边672底面高于物料盘67底面设置，所述裙边672底面上设置有限位槽673，物料盘67的底部设有第一轨道接触面678以及第二轨道接触面671，物料盘67的底部位于第一轨道接触面678与第二轨道接触面671之间设有凸台64；物料盘67另一种实施方式，物料盘67包括用于承载物料的承载面，所述承载面上设置有物料定位凸柱677，所述物料盘67相对的侧面设置有裙边672，所述裙边672底面高于物料盘67底面设置，所述裙边672底面上设置有限位槽673，物料盘67的底部设有第一轨道接触面678以及第二轨道接触面671，物料盘67的底部位于第一轨道接触面678与第二轨道接触面671之间设有凸台674。所述用于装配齿轮、轴承和齿轮轴的装配机还包括有用于运输物料盘67的辅助爪件38，所述辅助爪件38包括呈倒U字形的支架381，所述支架381顶部开设有通孔383，所述第一物料夹头331和第二物料夹头332的勾槽36分别勾设于通孔383相对的两内壁上，所述支架381相对两侧内壁上还设有爪钩382。所述用于装配齿轮、轴承和齿轮轴的装配机还包括用于感应物料盘67并命令抓取物料或物料盘67的物料传感器632，所述物料传感器632分别设置于第二传送平台63输入端以及第一传送平台62和第二传送平台63的输出端。所述用于装配齿轮、轴承和齿轮轴的装配机还包括检测装置7，所述检测装置7包括基板71,所述基板71上设有用于安装变速箱壳体的置物腔72、用于驱动变速箱工作的电机731以及用于压紧变速箱的抵压组件74，所述抵压组件74包括回转气缸741和抵压杆742，所述回转气缸741固定设置在基板71上，所述抵压杆742与传动杆743联动配合，所述电机731通过电机安装座732与基板71连接，所述基板71上还安装有用于驱动电机731安装座732沿电机731转轴的轴向滑移的第八驱动件75。

上述的实施例仅为本实用新型的优选实施例，不能以此来限定本实用新型的权利范围，因此，依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，比如采用类似工艺、类似结构的等效产品仍属本实用新型所涵盖的范围。