一种多工位带反力支撑的油封及轴承压装设备的制作方法

本发明涉及自动化设备领域，特别是涉及一种多工位带反力支撑的油封及轴承压装设备。

背景技术：

汽车发动机的生产中，需要对发动机外壳上压装很多油封、轴承等元件，当前市面上的自动化装机只能一机一用，即一台设备只能压一种元件，且往往只能压对应于发动机外壳上同一位置处的元件，这种设备一来效率低，二来成本高，且需要投入的人工多，不利于节约成本，且发动机上部分位置较为薄弱，在压装过程中可能会使发动机外壳变形，造成报废。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种动力源较少、可在较少工位对发动机外壳上多个位置压装油封以及轴承的、且重要压装部位带有反力支撑装置的多工位带反力支撑的油封及轴承压装设备。

技术方案：为实现上述目的，本发明的多工位带反力支撑的油封及轴承压装设备，包括机架，所述机架上设置有多个工位，每个工位均设置有一个伺服电缸，每个伺服电缸均可相对于所述机架在水平面内平移；每个工位均设置有多个压装基本组件，每个压装基本组件均包含可相对于所述机架升降的压装杆；不同压装基本组件的压装杆的下端按需设置有油封压头或轴承压头；每个工位的伺服电缸可与该工位所有的压装基本组件对接并配合其执行压装操作；不同工位对应设置有不同的定位治具，所述机架上设置有用于对被压装工件的局部压装位置或全部压装位置进行反力支撑的反力支撑装置。

进一步地，每个所述伺服电缸安装在一个平动滑台上，所述平动滑台可在同一水平面内作单轴或双轴运动。

进一步地，所述伺服电缸的伸缩杆上安装有对接头，每个所述压装杆的顶端均安装有对接块；所述对接头的下端具有对接部，所述对接部上细下粗，所述对接块上端开有截面为“凸”字形、且沿水平方向延伸的贯通槽，所述对接头的对接部可水平平移进出所述贯通槽。

进一步地，所述压装杆可在高位与低位之间往复运动，且压装杆与所述机架之间设置有使其保持在高位的保持结构，所述保持结构包括相对于机架固定的插销气缸以及插销，所述插销可被所述插销气缸驱动在所述压装杆的径向上往复运动，所述压装杆上设置有定位销孔，当压装杆运动至高位时，所述定位销孔与所述插销同轴。

进一步地，所述油封压头的下端依次具有油封定心段与压装段，所述压装段较定心段粗。

进一步地，所述油封压头上设置有防反机构，所述防反机构包括可相对于油封压头上下运动的探杆，所述探杆下端为较扁的探测部，所述探测部的长度方向垂直于所述油封压头的径向；油封压头上还安装有用于探测所述探杆的移动状况的探测传感器。

进一步地，所述轴承压头包括固定在压装杆上的外筒，所述外筒内设置有可相对其上下滑动的芯轴，所述芯轴与所述外筒之间设置有使其有向下运动趋势的复位弹簧；非压装状态下，所述芯轴的下端伸出于所述外筒之外，且芯轴的外圆周上设置有至少一个球头柱塞，所述球头柱塞的球头露出于所述芯轴的外圆周之外。

进一步地，所述反力支撑装置包括固定支撑柱以及非固定型支撑组件两种，所述非固定型支撑组件包括支撑电缸以及分布在多个压装位置下的活动支撑柱，所述支撑电缸可相对于所述机架在同一高度上平移与不同活动支撑柱配合进行反力支撑。

进一步地，所述支撑电缸还可配合第二轴承压装组件进行由下而上的轴承压装。

进一步地，所述机架上固定设置有治具座，所述定位治具与所述治具座之间为弹性浮动连接，定位治具可相对于所述治具座平移。

有益效果：本发明的多工位带反力支撑的油封及轴承压装设备为半自动化设备，其具有较少的伺服电缸与较少的工位，只需人工辅助上料且执行相应的操作，伺服电缸就可与不同的压装组件对接对发动机外壳上的不同位置压装轴承、油封等元件，且关键位置处设置有反力支撑装置，可保证发动机不会在压装中变形，具有效率高、成本低、节约劳动力的特点，适用于用在产品的大规模量产中。

附图说明

附图1为多工位带反力支撑的油封及轴承压装设备的总体结构图；

附图2为压装基本组件与油封压头的组合图；

附图3为压装基本组件与油封压头的组合剖视图；

附图4为轴承压头的剖视图；

附图5为治具与反力支撑装置的组合正视图；

附图6为治具与反力支撑装置的组合立体图；

附图7为第二轴承压装组件的结构图；

附图8为活动定位销组件的结构图；

附图9为伺服电缸、平动滑台以及双轴直角坐标机器人的组合图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1所示的多工位带反力支撑的油封及轴承压装设备，包括机架1，所述机架1上设置有两个工位，每个工位均设置有一个伺服电缸2，每个伺服电缸2均可相对于所述机架1在水平面内平移；每个工位均设置有多个压装基本组件3，如附图2所示，每个压装基本组件3均包含可相对于所述机架1升降的压装杆31；不同压装基本组件3的压装杆31的下端按需设置有油封压头4或轴承压头5，油封压头4之间结构基本相同、尺寸规格不尽相同，轴承压头5同样如此，油封压头4或轴承压头5与压装基本组件3组成压装组件；每个工位的伺服电缸2可与该工位所有的压装基本组件3对接并配合其执行压装操作；不同工位对应设置有不同的定位治具6，所述机架1上设置有用于对被压装工件的局部压装位置或全部压装位置进行反力支撑的反力支撑装置7。

伺服电缸2相对于机架1平移的方法为，每个所述伺服电缸2安装在一个平动滑台8上，所述平动滑台8可在同一水平面内作单轴或双轴运动。

本实施例中，第一工位上具有四个压装组件，第一工位上安装伺服电缸2的滑台8安装在双轴直角坐标机器人上，如附图9所示，使得该工位的伺服电缸2可以相对于机架1作双轴运动从而可与不同压装组件对接执行压装任务。第二工位上具有两个压装组件，第二工位上安装伺服电缸2的滑台8由单轴机器人驱动在两个压装组件之间往复运动配合两者执行相应的压装任务。

伺服电缸2与压装基本单元3的对接方式为：所述伺服电缸2的伸缩杆上安装有对接头21，每个所述压装杆31的顶端均安装有对接块32，如附图3所示；所述对接头21的下端具有对接部，所述对接部上细下粗，所述对接块32上端开有截面为“凸”字形、且沿水平方向延伸的贯通槽321，所述对接头21的对接部可水平平移进出所述贯通槽321。

所述压装杆31可在高位与低位之间往复运动，且压装杆31与所述机架1之间设置有使其保持在高位的保持结构，所述保持结构包括相对于机架1固定的插销气缸33以及插销34，所述插销34可被所述插销气缸33驱动在所述压装杆31的径向上往复运动，所述压装杆31上设置有定位销孔311，当压装杆31运动至高位时，所述定位销孔311与所述插销34同轴。

如附图2与附图3所示，所述油封压头4的下端依次具有油封定心段41与压装段42，所述压装段42较定心段41粗。定心段41与压装段42之间的过渡轴肩为对油封施加压装力的主要部分。

为了防止操作工将油封手动将油封套至油封定心段41上时将油封放反，所述油封压头4上设置有防反机构，所述防反机构包括可相对于油封压头4上下运动的探杆43，油封压头4上开有滑槽，探针43设置在滑槽内，所述探杆43下端为较扁的探测部，所述探测部的长度方向垂直于所述油封压头4的径向；油封压头4上还安装有用于探测所述探杆43的移动状况的探测传感器44。由于油封只有一个端面具有环形缝，当操作工将油封正确放置到油封压头4上时，油封会将探杆43顶起，探测传感器44能检测到探杆43发生运动，从而判断油封方向正确，当操作工将油封反向套到油封定心段41时，探杆43的探测部可进入油封上的环形缝，从而探杆43不会被顶起，探测传感器44检测不到探杆43的运动，则控制系统报警告诉操作工油封未装好，操作工重新安装。

如附图4所示，所述轴承压头5包括固定在压装杆31上的外筒51，所述外筒51内设置有可相对其上下滑动的芯轴52，所述芯轴52与所述外筒51之间设置有使其有向下运动趋势的复位弹簧53；非压装状态下，所述芯轴52的下端伸出于所述外筒51之外，且芯轴52的外圆周上设置有至少一个球头柱塞54，所述球头柱塞54的球头露出于所述芯轴52的外圆周之外。球头柱塞54的球头可相对于柱塞本体弹性伸缩，使得球头可在操作工将轴承套至芯轴52上时缩入芯轴52中，而在轴承套至球头柱塞54上方时，球头露出于芯轴52的外圆周之外卡住轴承不让其掉落。

如附图5与附图6所示，所述反力支撑装置7包括相对于机架1固定的固定支撑柱71，当在同一工位需要对几种不同的工件进行压装时，可以采用非固定型支撑组件，所述非固定型支撑组件包括支撑电缸72以及分布在多个压装位置下的活动支撑柱73，所述支撑电缸72可相对于所述机架1在单轴直线模组74的驱动下与不同活动支撑柱73配合进行反力支撑，这种结构可以根据具体需要将特定的活动支撑柱73顶上去抵住工件的反面。

所述支撑电缸72还可配合第二轴承压装组件9进行由下而上的轴承压装。本实施例中压装的轴承为圆锥滚子轴承的外圈，如附图7所示，第二轴承压装组件9包括可相对于机架1升降的第二压装杆91，所述第二压装杆91上设置有第二轴承压头92，第二轴承压压头92的上端为锥形，为了在压装之前检测轴承的有无，第二轴承压装组件9还包括轴承检测单元，轴承检测单元包括探针93，所述探针93可相对于所述轴承压头92上下运动，且探针93与所述第二压装杆91之间设置有使探针93具有向上运动趋势的上顶弹簧94，所述第二压装杆91上还设置有用于检测探针93的下端的接近传感器95。当有轴承的外圈放置到第二轴承压头92上时，轴承的外圈压着探针93使探针向下运动，使得接近传感器95可以感应到探针93的下端产生开关信号，则可判断第二轴承压头92上放置有轴承外圈。

所述机架1上固定设置有治具座11，所述定位治具6与所述治具座11之间为弹性浮动连接，定位治具6可相对于所述治具座11平移。

具体地，定位治具6包括治具基板61，所述治具基板61上设置有用于对工件进行定位的定位元件，治具基板61的四角处设有四个导向柱62，所述治具座11包括座板111，所述座板111上固定有四个与四个导向柱62一一滑动配合的导向套112，且每个导向柱62的下端与座板111之间设有弹簧(图中未示出)。将定位治具6设置为浮动的形式，可以使定位治具6完全不承受压装力，工件受到的压装力完全由设置在压装位置反侧的反力支撑装置承受，可保证定位治具6的寿命。

为了可以在治具基板61上定位不同的工件，治具基板61上的定位元件包括多组活动定位销组件63，如附图8所示，所述活动定位销组件63包括活动定位销631以及销筒632，所述活动定位销631与定位销筒632为滑动配合，且活动定位销631的下端与所述定位销筒632的底部之间设置有使活动定位销631具有向上运动趋势的压缩弹簧633，正常状态下，定位销631的上端露出于所述治具基板61之外，当有工件放上治具基板61时，对应于工件上的定位孔的位置处的活动定位销631保护不动，这些定位销631通过工件上的定位孔对工件进行定位，其他活动定位销631被工件压入治具基板61内，对应于不同工件，不同的活动定位销631被压入治具基板61内，这样定位治具6适用于不同工件。值得说明的是，两个工位的定位治具除了活动定位销组件63的设置数量与设置位置不同，主要结构大体相同。

本发明的多工位带反力支撑的油封及轴承压装设备为半自动化设备，其具有较少的伺服电缸与较少的工位，只需人工辅助上料且执行相应的操作，伺服电缸就可与不同的压装组件对接对发动机外壳上的不同位置压装轴承、油封等元件，且关键位置处设置有反力支撑装置，可保证发动机不会在压装中变形，具有效率高、成本低、节约劳动力的特点，适用于用在产品的大规模量产中。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。