一种高兼容性气门油封自动化压装装置的制作方法

本发明涉及汽车配件生产制造技术领域，特别涉及一种高兼容性气门油封自动化压装装置。

背景技术：

汽车产业作为机械工业的支柱产业已日臻成熟，在一辆汽车上的各类零件、机构、总成繁多，其零件数量可达上万个。根据各类零件的工作方式和工作环境的不同，一般分为多个系统，比如发动机的起动系统、点火系统、润滑系统、冷却系统和燃油供给系统等。

配气机构是发动机上的重要机构之一，其作用为按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和点火顺序的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜的可燃混合气(汽油机)或空气(柴油机)得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出，同时在压缩与作功行程中，关闭气门保证燃烧室的密封。其中，气门油封是发动机配气机构的重要零件之一。气门油封与气门杆、气门导管配合，用于发动机气门杆的密封，可以防止机油通过气门杆与气门导管之间的间隙进入发动机燃烧室，造成机油流失和发动机功率下降等现象。

目前，在多缸发动机上往往需要安装多个气门油封，比如对于某些三缸0.8t/1.2t汽车发动机而言，缸盖上需要安装12个气门油封，这些油封分两排，每排6个，且其构成的中心平面与两排之中垂面成一定角度。由于气门油封的零件数量多且三维平面存在夹角，所以油封压装在大规模流水上实现有一定难度。在现有技术中，往往采用机床式压装方案解决压装效率问题，但其兼容性较差，比如混线生产三缸12气门和四缸16气门的缸盖时，必须停机更换压装油封需要用到的压装治具(不同的压装治具上设置有不同数量、分布的油封安装位)，不仅影响工作效率，而且气门油封压装生产线的适用范围单一、狭窄。而人工压装或半自动压装又存在效率低下，出错率高等问题。

因此，如何提高气门油封压装的生产效率和生产线的适用范围，克服混线生产时需要停机更换压装治具的技术障碍，是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高兼容性气门油封自动化压装装置，能够提高气门油封压装的生产效率和生产线的适用范围，克服混线生产时需要停机更换压装治具的技术障碍。

为解决上述技术问题，本发明提供一种高兼容性气门油封自动化压装装置，包括：

用于自动提供预设数量气门油封的上料机构；

用于将工件托盘运输到预设工位的运输机构，所述工件托盘上安装有待安装气门油封的工件；

用于安装多个对应于不同类型发动机的压装治具的治具支架，各所述压装治具用于在各自对应的工件上压装对应数量的气门油封，且各所述压装治具上均设置有可拆卸的快换机构；

用于从所述治具支架上抽取与当前工件对应的压装治具的机械臂，所述机械臂的末端设置有用于与所述快换机构配合的快装机构；且在所述机械臂的驱动下，所述压装治具从所述上料机构处抽取对应数量的气门油封，并在所述运输机构的预设工位上将各所述气门油封压装到所述工件托盘中的工件上。

优选地，所述治具支架具体包括安装框架以及设置于所述安装框架上的若干个隔断空间，各所述隔断空间分别用于安装不同类型的所述压装治具，且各所述压装治具上的快换机构均朝上。

优选地，所述安装框架上还设置有用于识别各个所述压装治具类型的治具在位传感器，且所述治具在位传感器与所述机械臂中的控制器信号连接。

优选地，所述压装治具具体包括支撑骨架、可滑动地穿插设置于所述支撑骨架上的若干个用于夹取气门油封的取料头和设置于所述支撑骨架上并用于驱动所述取料头轴向运动的压装气缸。

优选地，所述压装治具还包括设置于所述支撑骨架上、用于检测气门油封是否压装到位的压装位置检测器，且所述压装位置检测器与所述压装气缸信号连接，以使其修正伸缩长度。

优选地，各所述取料头呈双排对称式分布在所述支撑骨架的两侧，且其中一排所述取料头均可在所述支撑骨架的宽度方向上同步平移；所述支撑骨架上还设置有用于驱动所述取料头在其排列方向上直线运动的变位气缸。

优选地，所述取料头具体包括与所述压装气缸的伸缩杆相连的底座、连接于所述底座底面的连接杆、套设于所述连接杆末端外壁上的导套、设置于所述底座底面与所述导套顶面之间的弹簧、可滑动地设置于所述导套内部并与所述连接杆的末端相连的压装导杆，以及设置于所述导套末端、用于夹取气门油封的夹持部。

优选地，所述夹持部的内部设置有气道，且所述支撑骨架上还设置有与所述气道连通、用于在所述夹持部的开口处形成真空负压以吸紧气门油封的真空发生器。

优选地，还包括设置于所述运输机构的底部、用于在所述压装治具压装气门油封时将所述工件托盘举升至预设高度、以对所述压装治具提供支撑反力的顶升机构。

优选地，还包括设置于所述运输机构的侧面、用于在所述压装治具压装气门油封前将其定位至预设工位的定位支架。

本发明所提供的高兼容性气门油封自动化压装装置，主要包括上料机构、运输机构、压装治具、治具支架和机械臂。其中，上料机构主要用于自动提供预设数量的气门油封，运输机构主要用于运输工件托盘，并将工件托盘运输到预设工位上，同时在工件托盘上安装有待安装气门油封的工件。压装治具为核心部件，主要用于执行对气门油封的压装操作。工件的类型和发动机气缸数量不同，压装治具的类型也各不相同。各个不同类型的压装治具均安装在治具支架上，以在安装对应工件的气门油封时，启用对应类型的压装治具。机械臂为动力部件，主要用于驱动压装治具进行对应操作，首先将当前工件对应的压装治具从治具支架上抽取出，然后携带其运动到上料机构处，使压装治具从上料机构上抽取对应数量的气门油封，最后再携带其运动到运输机构上的预设工位处，使压装治具开始压装各个气门油封到工件托盘中的工件上。重要的是，在各个压装治具上均设置有方便拆卸的快换机构，并且在机械臂的末端设置有可与快换机构拆装配合的快装机构，两者能够配合实现快速安装与快速拆卸，如此，当工件的类型更换时，机械臂可以迅速在治具支架上通过快装机构与快换机构的拆装，重新抽取当前工件对应的压装治具，实现在不停机更换压装治具的情况下保证压装生产线的持续生产运行的目的。综上所述，本发明所提供的高兼容性气门油封自动化压装装置，能够提高气门油封压装的生产效率和生产线的适用范围，克服混线生产时需要停机更换压装治具的技术障碍。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构俯视图；

图2为图1的主视图；

图3为图1中所示的治具支架的具体结构示意图；

图4为图1中所示的压装治具的具体结构示意图；

图5为图4中所示的取料头的具体结构示意图；

图6为图1中所示的机械臂的具体结构示意图；

图7为图1中所示的顶升机构的具体结构示意图；

图8为图1中所示的定位支架的具体结构示意图。

其中，图1—图8中：

上料机构—1，工件托盘—2，运输机构—3，压装治具—4，支撑骨架—401，压装气缸—402，压装位置检测器—403，治具支架—5，安装框架—501，治具在位传感器—502，快换机构—6，机械臂—7，快装机构—8，取料头—9，底座—901，连接杆—902，导套—903，弹簧—904，压装导杆—905，夹持部—906，变位气缸—10，真空发生器—11，顶升机构—12，托盘定位销—121，顶升气缸—122，气缸位置检测器—123，缓冲器—124，托盘在位检测器—125，定位支架—13，治具支撑部—131，顶升缓冲板—132，托板—133。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1和图2，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图，图2为图1的主视图。

在本发明所提供的一种具体实施方式中，高兼容性气门油封自动化压装装置主要包括上料机构1、运输机构3、压装治具4、治具支架5和机械臂7。

其中，上料机构1主要用于自动提供预设数量的气门油封，比如每隔预定时间便往其出料口排出3～6个气门油封。为方便压装治具4抽取气门油封，上料机构1提供的各个气门油封一般可呈直线排列，如此一排一排地逐渐往出料口运送，方便压装治具4进行逐排抽取。

运输机构3主要用于运输工件托盘2，并将工件托盘2运输到预设工位上，同时在工件托盘2上安装有待安装气门油封的工件，即缸盖。运输机构3一般可为皮带辊道运输带，将工件托盘2从一端匀速运输至另一端。同时，在运输机构3上还可以增设阻挡板等部件，可将工件托盘2暂时挡停在运输带上的某个位置，比如可将其挡停在预设工位等。另外，为方便机械臂7识别当前处于预设工位上的工件是何种类型的，可在工件托盘2上刻划标识信息，比如rftag等，通过读码器等部件进行读取即可。当然，工件与工件托盘2也需要保证需要一一对应。

压装治具4为核心部件，主要用于执行对气门油封的压装操作。工件的类型和发动机气缸数量不同，压装治具4的类型也各不相同。各个不同类型的压装治具4均安装在治具支架5上，以在安装对应工件的气门油封时，启用对应类型的压装治具4。

机械臂7为动力部件，可在空间内进行运动，如图6所示，图6为图1中所示的机械臂7的具体结构示意图。机械臂7主要用于驱动压装治具4进行对应操作，首先将当前工件对应的压装治具4从治具支架5上抽取出，然后携带其运动到上料机构1处，使压装治具4从上料机构1上抽取对应数量的气门油封，最后再携带其运动到运输机构3上的预设工位处，使压装治具4开始压装各个气门油封到工件托盘2中的工件上。

重要的是，在各个压装治具4上均设置有方便拆卸的快换机构6，并且在机械臂7的末端设置有可与快换机构6拆装配合的快装机构8，两者能够配合实现快速安装与快速拆卸，比如快换机构6为轴套，而快装机构8为安装轴等。如此，当工件的类型更换时，比如从三缸12气门的缸盖变为四缸16气门的缸盖时，机械臂7可以迅速在治具支架5上通过快装机构8与快换机构6的拆装，重新抽取当前工件对应的压装治具4，即可实现在不停机更换压装治具4的情况下保证压装生产线的持续生产运行的目的。

因此，本实施例所提供的高兼容性气门油封自动化压装装置，能够提高气门油封压装的生产效率和生产线的适用范围，克服混线生产时需要停机更换压装治具4的技术障碍。

如图3所示，图3为图1中所示的治具支架5的具体结构示意图。

在关于治具支架5的一种优选实施方式中，该治具支架5主要包括安装框架501和设置于安装框架501上的若干个隔断空间。其中，每个隔断空间安装一个压装治具4，当然，该压装治具4的类型一般是互不相同的，并且与工件托盘2中的工件类型一一对应。由于机械臂7需要在治具支架5上抽取对应的压装治具4，而抽取方式是通过机械臂7上的快装机构8与压装治具4上的快换机构6的配合，为此，当压装治具4安装在各个隔断空间上时，可使各个压装治具4的快换机构6朝上，以方便与机械臂7上的快装机构8的配合。

进一步的，考虑到同一条气门油封压装生产线上可能同时混线生产多种类型的工件，如此治具支架5上的压装治具4的类型也同样较多，为方便机械臂7快速识别治具支架5上的各个压装治具4的具体型号，本实施例将治具支架5上的若干个隔断空间进行安装型号标记，同时在安装压装治具4时，将安装型号相同的压装治具4安装在各个对应的隔断空间中。安装框架501上设置了治具在位传感器502。该治具在位传感器502主要用于检测每个隔断空间中的压装治具4是否在位，如果否，则可发出警报，提醒技术人员及时进行对应操作，将空缺的压装治具4补充完整，同时还可紧急暂停运输机构3，避免出现有质量缺陷的工件。

如图4所示，图4为图1中所示的压装治具4的具体结构示意图。

在关于压装治具4的一种优选实施方式中，该压装治具4主要包括支撑骨架401、压装气缸402和取料头9。具体的，由于缸盖上的气门油封一般分两排排列，并且每排气门油封之间具有一定夹角，因此，支撑骨架401具体可呈具有一定夹角的双翼板型。取料头9可滑动地穿插在支撑骨架401上，主要用于夹取气门油封，并且可与缸盖上的气门油封排列一样，各个取料头9可等量均分为两排，对称地分别设置在支撑骨架401的两块翼板上，比如每排均匀分布3个取料头9等，此处优选地，各个取料头9可垂直地穿插在支撑骨架401的翼板上。压装气缸402设置在支撑骨架401上，主要用于驱动取料头9进行轴向运动，以使取料头9完成抽取气门油封、压装气门油封的操作。

进一步的，本实施例还在支撑骨架401上增设了压装位置检测器403，主要用于在压装治具4压装气门油封时，实时检测各个气门油封的压装情况，以判断其是否压装到位。并且，压装位置检测器403与压装气缸402的控制端信号连接，如此可将各个气门油缸的压装位置信息发送给压装气缸402，以使其控制压装气压缸的伸缩杆的伸缩长度，提高压装治具4的压装精度和工件质量。

不仅如此，考虑到在加工某些缸数较多、气门油缸压装量较大的工件时，机械臂7可能需要驱动压装治具4两次甚至多次在上料机构1处进行取料，而多次取料并分此压装气门油封时，容易造成压装治具4与工件之间的位移偏差，导致安装误差累积，造成气门油封压装不到位、不精确的问题；或者相邻两个工件的类型不同导致工件上的气门油封的分布不同的问题。针对此，本实施例首先将各排取料头9可滑动地设置在支撑骨架401的两块翼板上，当然，各排取料头9的滑动方向为其排列线性方向，一般也为支撑骨架401的宽度方向，并且各排取料头9在滑动过程中需要保证同步平移，以避免出现与工件上的压装位置不对应的情况。

同时，本实施例还在支撑骨架401上设置了变位气缸10，该变位气缸10主要用于驱动其中一排各排取料头9进行同步平移，需知，当工件的缸数较多，且气门油封数量较多时，压装治具4单次压装并不能完成作业，需要进行多次重复操作，同时，由于支撑骨架401上的两排取料头9，其排列在空间方向上具有一定夹角，在支撑骨架401的平面上看，两排取料头9上互相对应的取料头9相连所得的直线一般是倾斜直线，因此，在单次压装时，仅能完成与倾斜直线对应的气门油封，剩下的气门油封需要再次压装。比如，工件上有以6×2两排分布的气门油封需要压装而取料头9分布为3×2时，单次压装仅能完成相邻对角线上的3对气门油封，剩下另外2对相邻对角线上的气门油封，以及两个孤立的气门油封。此时，变位气缸10即驱动其中一排取料头9沿其排列方向平移，改变与另一排取料头9之间的倾角对应关系，使得压装治具4再次压装作业时，能够以与前次压装时相反的倾斜直线对应关系完成剩下3对气门油封的压装作业，提高了压装作业效率。另外，在支撑骨架401上还可设置变位传感器(图中未标注出)，通过变位传感器监视压装治具4与工件之间的变位情况，以提高变位气缸10的调节精度。

如图5所示，图5为图4中所示的取料头9的具体结构示意图。

在关于取料头9的一种优选实施方式中，该取料头9具体包括底座901、连接杆902、导套903、弹簧904、压装导杆905和夹持部906。其中，底座901与压装气缸402的伸缩杆直接或间接相连，承受伸缩杆的拉力或推力。连接杆902设置在底座901的底面上，导套903套设在连接杆902的外壁上，比如末端的外壁等位置，并且在底座901与导套903的上端面之间留有一定间隙，而弹簧904就设置在该间隙内，其两端分别与底座901的底面和导套903的上端面抵接。导套903内设置有空腔，在其空腔内设置有压装导杆905，该压装导杆905的一端与连接杆902的末端相连，可在其驱动下在导套903内伸缩滑动。夹持部906设置在导套903的末端，主要用于夹取气门油封。如此设置，当压装气缸402的伸缩杆伸出时，将推动底座901和连接杆902向下压，弹簧904提供缓冲减振作用，导套903的一端与工件表面抵接，导套903保持静止不动，但导套903内部的压装导杆905在连接杆902的推动下逐渐向下滑动，直至与夹持部906处夹取的气门油封抵接，之后压装气缸402的伸缩杆继续伸出，则压装导杆905将逐渐挤压气门油封，将其安装到工件上。另外，为避免出现伸缩杆的伸长量过大导致气门油封意外被压坏，本实施例在导套903和压装导杆905上开设了销孔(图中未标注出)，通过插销(图中未标注出)与销孔的配合实现对压装导杆905的限位。

进一步的，为方便压装治具4在上料机构1处夹取气门油封，本实施例在导套903末端的夹持部906的内部开设了气道，同时在支撑骨架401上设置了真空发生器11。该真空发生器11与夹持部906内部的气道连通，主要用于快速抽吸空气在夹持部906的气道内产生真空负压，以使夹持部906的开口处形成强大的吸引力，从而将气门油缸紧紧地吸住，避免掉落或偏移。当然，夹持部906夹取气门油封的方式并不仅限与于上述真空发生器11通过真空负压吸取气门油封，其余比如通过夹钳等结构利用物理接触产生摩擦力的方式同样可行。

如图7所示，图7为图1中所示的顶升机构12的具体结构示意图。

另外，为方便压装治具4对工件进行气门油封的压装，本实施例在运输机构3的底部设置了顶升机构12。该顶升机构12主要用于将工件托盘2垂直举升预设高度，从而使工件托盘2上的工件与压装治具4底部抵接，同时工件托盘2的底部与顶升机构12抵接，当压装治具4施加正压力开始压装时，顶升机构12为工件托盘2提供支撑反力，保证压装治具4顺利进行压装作业，提高压装作业过程中的工件托盘2稳定性。具体的，该顶升机构12可包括托盘定位销121、顶升气缸122、气缸位置检测器123、缓冲器124和托盘在位检测器125。其中，托盘定位销121主要用于对工件托盘2进行定位调整，顶升气缸122主要用于通过其伸缩杆的伸缩运动举升或下降工件托盘2，气缸位置检测器123主要用于检测顶升气缸122的伸缩杆的伸长量，以使顶升气缸122修正伸缩长度，缓冲器124主要用于缓冲来自压装治具4的正压力，减轻振动，托盘在位检测器125则主要用于检测工件托盘2是否移动到位，可用于控制顶升气缸122的伸缩行程。

如图8所示，图8为图1中所示的定位支架13的具体结构示意图。

基于同样的考虑，本实施例还在运输机构3的侧面增设了定位支架13。该定位支架13主要用于在压装治具4开始压装气门油封前，将压装治具4定位到运输机构3上的预设工位位置处，以提高压装精确度。具体的，该定位支架13主要包括治具支撑部131、顶升缓冲板132和托板133。其中，在治具支撑部131上设置有定位销，机械臂7携带压装治具4到预设工位后，在进行压装前，可通过定位销与压装治具4上预设的定位孔的配合实现精确定位，同时也能在压装治具4进行压装时提供支撑反力。顶升缓冲板132主要用于在工件托盘2被顶升气缸122举升时提供缓冲，减缓振动和冲击，同时将工件托盘2压紧。另外，托板133一般设置在定位支架13的底部，主要用于安装前述顶升机构12。

需要说明的是，上述压装气缸402、变位气缸10等，还可以均为液压缸，同样可实现本发明的目的。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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。