汽车皮带轮张紧器自动装配并检验的专机的制作方法

本发明涉及一种汽车皮带轮张紧器的生产设备，尤其是涉及一种汽车皮带轮张紧器自动装配并检验的专机。

背景技术

汽车皮带轮张紧器都是采用流水线式组装，一个工位一个操作工，按此方式组装皮带轮张紧器，工装繁多，操作工人多，操作工人的劳动强度大，劳动力成本较高；同时，操作工人多，人为因素导致的出错就多，难以确保产品质量和可靠性，生产效率也较低，目前虽然在某些工位采用半自动化的专机设备，人员减少了，但是操作工人的劳动强度仍很大，生产效率仍然较低，产量也难以提高。

技术实现要素：

本申请人针对上述的问题，进行了研究改进，提供一种汽车皮带轮张紧器自动装配并检验的专机，结构新颖，操作简单，自动上下料，大大减轻操作工人的劳动强度，提高检验的可靠性，确保产品质量和精度，提高生产效率和产品的合格率，降低生产成本。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种汽车皮带轮张紧器自动装配并检验的专机，包括工作台及控制系统，左工位盘及右工位盘可转动设置在所述工作台上，所述左工位盘及所述右工位盘分别连接伺服电机驱动机构；

所述左工位盘及所述右工位盘分别包括转盘，6个在圆周上均匀分布的定位座固定设置在所述转盘上，所述定位座上端设有定位销，所述定位座的一侧设有接近开关，每个所述定位座的内侧设有压紧气缸，压板连接所述压紧气缸的活塞杆，所述压板的前端设有倒角；

所述左工位盘周围依次设有前轮压入铆合机构、前轮铆口检测机构、张紧臂预扭转机构、扭力检测机构；

所述右工位盘周围依次设有皮带轮输送机构、螺钉装配机构、皮带轮高度检测机构、定位销装配机构、工件移出机构；

所述螺钉装配机构包括螺钉拧紧机构及螺钉送料机械手，所述螺钉送料机械手的一侧设有螺钉振动盘；

所述定位销装配机构包括张紧臂扭转机构及定位销送料机械手，所述定位销送料机械手的一侧设有定位销振动盘；

用于将工件从所述左工位盘移送至所述右工位盘上的转送机构设置在所述左工位盘与所述右工位盘之间的所述工作台上；

皮带轮回转进料机构设置在所述皮带轮输送机构的一侧，工件回转出料机构设置在所述工件移出机构的一侧。

进一步的：

所述前轮压入铆合机构包括固定在支架上的电子压机，2块连接板固定连接所述电子压机，旋转底座通过滚珠轴承及平面轴承可转动连接所述连接板，铆头通过固定板固定连接所述旋转底座，所述固定板下方设有牛筋板及卸料板，卸料螺杆下端固定连接卸料板，所述卸料螺杆的头部及杆部滑动连接所述旋转底座、固定板及牛筋板；压套固定连接在所述卸料板下方，所述铆头的下端滑套的所述压套中，所述压套的下端设有用于定位前轮的型腔，所述压套上设有连通所述型腔的通气孔，所述通气孔连通所述卸料板的气孔，所述气孔连接真空发生器；挡块设置在所述压套一侧的所述卸料板下方，连杆固定连接所述卸料板，所述连杆的外端设有腰形孔，第一顶出气缸固定设置在支架上，所述第一顶出气缸的活塞杆通过所述腰形孔连接所述连杆。

所述转送机构包括三轴联动机构，所述三轴联动机构的料臂前端设有支板，固定板固定设置在所述支板下方，2个平面轴承分别设置在所述固定板及所述支板上，设置在所述固定板下方的旋转座通过所述平面轴承可转动连接所述固定板及所述支板，气动手指固定设置在所述旋转座下方；连杆固定连接所述旋转座，所述连杆的外端设有腰形孔，第二顶出气缸固定设置在所述三轴联动机构的料臂一侧，所述第二顶出气缸的活塞杆通过所述腰形孔连接所述连杆。

所述皮带轮回转进料机构包括料台，若干个工位盘通过链轮链条机构及电机驱动机构回转设置在所述料台上，每个所述工位盘上设有垂直的料杆，升降料盘滑套在所述料杆上；所述料台上的进料工位处设有三根均匀分布的用于顶起所述升降料盘的顶杆，所述顶杆滑动连接所述料台，所述工位盘上设有用于顶杆穿过的通孔，所述料台上的进料工位处的一侧设有伺服滑台，所述顶杆的下端通过升降板连接所述伺服滑台；所述料台的进料工位处设有二对用于判别所述工位盘是否进入进料工位的接近开关、一对用于判别所述升降料盘处于所述料杆最低位时其上是否有工件的第一传感器、一对用于判别所述料杆上端部是否有工件的第二传感器、一对用于判别所述料杆是否进入夹取位置的第三传感器，所述工位盘上设有与所述接近开关相对应的定位销。

所述左工位盘及所述右工位盘的转盘的外圆周上均匀设置有6个v型槽，所述左工位盘及所述右工位盘的一侧分别设有至少一个顶紧机构，所述顶紧机构包括顶紧气缸，顶块连接所述顶紧气缸的活塞杆，顶块的前端呈与所述v型槽相匹配的v形。

本发明的技术效果在于：

本发明公开的一种汽车皮带轮张紧器自动装配并检验的专机，结构新颖，操作简单，自动上下料，大大减轻操作工人的劳动强度，提高检验的可靠性，确保产品质量和精度，提高生产效率和产品的合格率，降低生产成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为左工位盘的工位示意图。

图3为右工位盘的工位示意图。

图4为图2的a－a处剖视放大图。

图5为前轮压入铆合机构的结构示意图。

图6为图5的俯视图。

图7为图6的b－b处剖视放大图。

图8为前轮铆口检测机构的结构示意图。

图9为预扭转机构的结构示意图。

图10为扭力检测机构的结构示意图。

图11为转送机构的结构示意图。

图12为图11的俯视图。

图13为皮带轮输送机构的结构示意图。

图14为皮带轮回转进料机构的进料工位的结构示意图。

图15为图14的俯视图。

图16为螺钉装配机构的结构示意图。

图17为皮带轮高度检测机构的结构示意图。

图18为定位销装配机构的结构示意图。

图19为工件移出机构的结构示意图。

图20为汽车皮带轮张紧器的三维结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1、2、3、4所示，本发明包括工作台1及控制系统，控制系统按现有技术设计制造，协同控制各部件的动作，左工位盘2及右工位盘5可转动设置在工作台1上，左工位盘2及右工位盘5分别连接伺服电机驱动机构。左工位盘2及右工位盘5分别包括转盘201，6个在圆周上均匀分布的定位座202固定设置在转盘201上，定位座202上端设有定位销204，定位座202的一侧设有接近开关203，每个定位座202的内侧设有压紧气缸206，压板205连接压紧气缸206的活塞杆，压板205的前端设有倒角207，倒角207可确保压板205导入并压紧工件。

如图2所示，左工位盘2设定为6个工位，依次分别为放入预装件工位210、前轮压入铆合工位220、前轮铆口检测工位230、张紧臂预扭转工位240、扭力检测工位250、工件待转移工位260。如图3所示，右工位盘5设定为6个工位，依次分别为接收工件工位510、皮带轮放入工位520、螺钉装配工位530、皮带轮高度检测工位540、定位销装配工位550、工件移出工位560。左工位盘2及右工位盘5在伺服电机驱动机构的驱动下依次转动至各个工位，自动完成汽车皮带轮张紧器的装配。左工位盘2周围依次设有前轮压入铆合机构21、前轮铆口检测机构22、张紧臂预扭转机构23、扭力检测机构24。右工位盘5周围依次设有皮带轮输送机构51、螺钉装配机构52、皮带轮高度检测机构53、定位销装配机构54、工件移出机构55。

汽车皮带轮张紧器自动装配从左工位盘2开始，在左工位盘2的放入预装件工位210，操作工人将预装件l1（如图20，预装件l1由壳体、主轴、张紧臂、弹簧等构件预先装配好）装入左工位盘2上的定位座202，由定位销204定位预装件l1，接近开关203识别到已放有预装件l1，此时压紧气缸206带动压板205顶出，压板205前端的倒角207将压板205导入并将预装件l1的壳体压紧在定位座202上，从而使预装件压紧。左工位盘2在伺服电机驱动机构的驱动下转动，将已定位压紧的预装件l1转动至前轮压入铆合工位220；在前轮压入铆合工位220，放入前轮l2并将前轮l2压入铆合；在前轮铆口检测工位230检测铆口；在张紧臂预扭转工位240对工件进行预扭转；在扭力检测工位250检测扭力；在工件待转移工位260工件等待转送至右工位盘5。

在左工位盘2上完成装配和检测的工件转送至右工位盘5的接收工件工位510，工件在接收工件工位510被压紧在右工位盘5的定位座202上，右工位盘5在伺服电机驱动机构的驱动下转动，将工件转动至下一个工位；在皮带轮放入工位520放入皮带轮l3；在螺钉装配工位530装配螺钉l4；皮带轮高度检测工位540检测皮带轮l3的高度；在定位销装配工位550装配定位销l5；在工件移出工位560等待将完成装配的工件转送。

在本实施例中，如图1、2、3所示，左工位盘2及右工位盘5的转盘201的外圆周上均匀设置有6个v型槽73，左工位盘2及右工位盘5的一侧分别设有至少一个顶紧机构7，顶紧机构7包括顶紧气缸71，顶块72连接顶紧气缸71的活塞杆，顶块72的前端呈与v型槽73相匹配的v形。在左工位盘2或右工位盘5转换工位并进行装配或检测时，顶紧气缸71的活塞杆伸出，使顶块72前端顶紧在转盘201的外圆周上的v型槽73中，从而确保左工位盘2及右工位盘5在各工位进行装配或检测时产生的力不会使左工位盘2及右工位盘5出现移动，确保装配或检测顺利进行，同时保证装配或检测有精度。

如图1、2、5、6、7所示，前轮压入铆合机构21设置在前轮压入铆合工位220的一侧，前轮压入铆合机构21包括固定在支架2111上的电子压机2112，2块连接板2113固定连接电子压机2112，旋转底座211通过滚珠轴承2114及平面轴承2115可转动连接连接板2113，铆头218通过固定板213固定连接旋转底座211，固定板213下方设有牛筋板214及卸料板215，卸料螺杆212下端固定连接卸料板215，卸料螺杆212的头部及杆部滑动连接旋转底座211、固定板213及牛筋板214；压套216固定连接在卸料板215下方，铆头218的下端滑套的压套216中，压套216的下端设有用于定位前轮l2的型腔2161，压套216上设有连通型腔2161的通气孔2162，通气孔2162连通卸料板215的气孔2151，气孔2151连接真空发生器，在进行压铆操作时，真空发生器产生的负压，可将前轮l2定位吸附在型腔2161中。挡块217设置在压套216一侧的卸料板215下方，连杆219固定连接卸料板215，连杆219的外端设有腰形孔2191，第一顶出气缸2110固定设置在支架2111上，第一顶出气缸2110的活塞杆通过腰形孔2191连接连杆219。

在进行前轮压入铆合时，将前轮l2放置于压套216的下端的型腔2161内，通过真空发生器将其吸住，电子压机2112带动压套216下行，将前轮l2压入预装件l1的张紧臂中，第一顶出气缸2110的活塞杆顶出，带动连杆219和卸料板215转动一定角度，此时卸料板215上的挡块217带动预装件l1的张紧臂同时转过同样的角度，然后电子压机2112再次下压，通过铆头218将前轮l2铆合在预装件l1的主轴端，使张紧臂与壳体装配在一起，然后第一顶出气缸2110复位，电子压机2112复位，完成前轮l2铆合的工件随左工位盘2旋转至前轮铆口检测工位230。

如图1、2、8所示，前轮铆口检测机构22设置在前轮铆口检测工位230的一侧，前轮铆口检测机构22包括固定连接工作台1的水平移动机构221，垂直支架222连接水平移动机构221，工业相机223连接在垂直支架222的上部。在进行前轮铆口检测时，水平移动机构221带动工业相机223前行，工业相机223前行至铆口正上方，拍照，识别铆口大小，判别合格与否，最后完成前轮铆口检测的工件随左工位盘2旋转至张紧臂预扭转工位240。

如图1、2、9所示，张紧臂预扭转机构23设置在张紧臂预扭转工位240的一侧，张紧臂预扭转机构23包括垂直支架231及垂直设置的升降气缸232，垂直设置的直线导轨233设置在垂直支架231上部，伺服电机234通过电机座235连接直线导轨233，电机座235连接升降气缸232，扭转盘236连接伺服电机234的输出轴，扭转盘236上设有挡块237。在进行张紧臂预扭转时，升降气缸232带动伺服电机234及扭转盘236下行进入预扭水平位置，伺服电机234带动扭转盘236转动，此时挡块237带动预装件l1的张紧臂扭转，然后回转，反复五次完成预扭转；升降气缸232复位，带动伺服电机234及扭转盘236回到起始位，最后完成预扭转的工件随左工位盘2旋转至扭力检测工位250。

如图1、2、10所示，扭力检测机构24设置在扭力检测工位250的一侧，扭力检测机构24包括垂直支架241及垂直设置的升降气缸242，垂直设置的直线导轨243设置在垂直支架241上部，伺服电机244通过电机座245连接直线导轨243，电机座245连接升降气缸232，扭力传感器246通过连接块249连接伺服电机244的输出轴，扭转盘247连接在扭力传感器246的下方，扭转盘247上设有挡块248。在进行扭力检测时，升降气缸242带动伺服电机244及扭转盘247下行进入扭转水平位置，伺服电机244带动扭转盘247转动，此时挡块248带动预装件l1的张紧臂扭转，然后回转，扭力传感器246读取数据并分析，判断合格与否；升降气缸242复位，带动伺服电机244及扭转盘247回到起始位，最后完成扭力检测的工件随左工位盘2旋转至工件待转移工位260。

在工件待转移工位260，压紧在工件上的压板205由于压紧气缸206的活塞杆回缩而脱离工件，工件可由转送机构3转送至右工位盘5的接收工件工位510。

如图1、2、3、11、12所示，用于将工件从左工位盘2移送至右工位盘5上的转送机构3设置在左工位盘2与右工位盘5之间的工作台1上。转送机构3包括三轴联动机构39，三轴联动机构39的料臂前端设有支板31，固定板32固定设置在支板31下方，2个平面轴承33分别设置在固定板32及支板31上，设置在固定板32下方的旋转座34通过平面轴承33可转动连接固定板32及支板31，旋转座34的上端用螺母36限位，气动手指35固定设置在旋转座34下方。连杆38固定连接旋转座34，连杆38的外端设有腰形孔381，第二顶出气缸37固定设置在三轴联动机构39的料臂一侧，第二顶出气缸37的活塞杆通过腰形孔381连接连杆38。

当需将工件从左工位盘2移送至右工位盘5上时，三轴联动机构39带动气动手指35作前后、左右、上下方向的移动，气动手指35移动至左工位盘2工件待转移工位260并抓取工件，然后三轴联动机构39带动气动手指35移动至右工位盘5的接收工件工位510的上方，第二顶出气缸37的活塞杆顶出，带动连杆38及旋转座34旋转一定角度，使得气动手指35上的铆合后的预装件l1的壳体对应接收工件工位510上的定位座202上的定位销204，然后将工件放入定位座202上，压紧气缸206带动压板205顶出，压板205将工件压紧在定位座202上，最后压紧的工件随右工位盘5旋转至皮带轮放入工位520。

如图1、3、13所示，皮带轮输送机构51设置在皮带轮放入工位520的一侧，皮带轮输送机构51包括三轴联动机构511，三轴联动机构511的料臂下端设有气动手指512。皮带轮输送机构51的三轴联动机构511带动气动手指512作前后、左右、上下方向的移动，从皮带轮回转进料机构4上抓取皮带轮l3并输送至皮带轮放入工位520上的预装件l1的张紧臂上，完成后三轴联动机构511带动气动手指512复位，工件随右工位盘5旋转至螺钉装配工位530。

如图1、3、14、15所示，皮带轮回转进料机构4设置在皮带轮输送机构51的一侧，皮带轮回转进料机构4包括料台41，12个工位盘42通过链轮链条机构及电机驱动机构（未在图中画出）回转设置在料台41上，由链轮链条机构及电机驱动机构带动工位盘42转动，使之逐个进入进料工位。每个工位盘42上设有垂直的料杆44，升降料盘43滑套在料杆44上；料台41上的进料工位处设有三根均匀分布的用于顶起升降料盘43的顶杆49，顶杆49滑动连接料台41，工位盘42上设有用于顶杆穿过的通孔422，料台41上的进料工位处的一侧设有伺服滑台（未在图中画出），顶杆49的下端通过升降板连接伺服滑台，伺服滑台在控制系统的控制下，通过顶杆49使升降料盘43沿料杆44向上移动或向下移动，升降料盘43每次移动相当于皮带轮高度的距离。料台41的进料工位处设有二对用于判别工位盘42是否进入进料工位的接近开关45、一对用于判别升降料盘43处于料杆44最低位时其上是否有工件的第一传感器46、一对用于判别料杆44上端部是否有工件的第二传感器47、一对用于判别料杆44是否进入夹取位置的第三传感器48，工位盘42上设有与接近开关45相对应的定位销421。接近开关45的安装高度与工位盘42等高，第一传感器46安装在略高于升降料盘43（升降料盘43处于最低位置）的位置，第二传感器47、第三传感器48的安装高度与料杆44上套装满皮带轮时的最高处的皮带轮等高。

在皮带轮输送机构51进行皮带轮抓取时，由链轮链条机构及电机驱动机构带动工位盘42转动并进入进料工位，接近开关45通过工位盘42上的定位销421判别工位盘42是否进入进料工位，同时第三传感器48判别料杆44是否进入夹取位置；第一传感器46判别料杆44上是否有皮带轮l3，若没有检测到，链轮链条机构及电机驱动机构驱动下一个工位盘42进入进料工位，直至检测到皮带轮l3；第二传感器47判别夹取位置是否有皮带轮，若没有检测到，则顶杆49带动升降料盘43上行，直至第二传感器47感应到皮带轮l3，此时，皮带轮输送机构51从皮带轮回转进料机构4上抓取1个皮带轮l3并输送至皮带轮放入工位520上的预装件l1的张紧臂上。

如图1、3、16所示，螺钉装配机构52设置在螺钉装配工位530的一侧，螺钉装配机构52包括螺钉拧紧机构521及螺钉送料机械手522，螺钉送料机械手522的一侧设有螺钉振动盘523；螺钉送料机械手522包括气动手指5221，气动手指5221设置在料臂5222的前端，料臂5222连接三轴联动机构（未在图中画出），由三轴联动机构带动气动手指5221作前后、左右、上下方向的移动，螺钉l4通过螺钉振动盘523传送，气动手指5221从螺钉振动盘523将螺钉l4抓取后，放入皮带轮l3中心正上方，螺钉拧紧机构521的拧紧枪行至螺钉l4正上方然后下行，将螺钉l4拧紧，从而完成皮带轮l3的装配，螺钉拧紧机构521及螺钉送料机械手522复位，完成螺钉装配的工件随右工位盘5旋转至皮带轮高度检测工位540。

如图1、3、17所示，皮带轮高度检测机构53设置在皮带轮高度检测工位540的一侧，皮带轮高度检测机构53包括固定连接工作台1的水平移动机构531，垂直支架532连接水平移动机构531，激光位移传感器533连接在垂直支架532的上部。在进行皮带轮高度检测检测时，水平移动机构531带动激光位移传感器533前行，激光位移传感器533前行至皮带轮组件正上方，读取皮带轮组件高度数据，判别合格与否，最后完成皮带轮高度检测的工件随右工位盘5旋转至定位销装配工位550。

如图1、3、18所示，定位销装配机构54设置在定位销装配工位550的一侧，定位销装配机构54包括张紧臂扭转机构541及定位销送料机械手542，定位销送料机械手542的一侧设有定位销振动盘543，张紧臂扭转机构541与张紧臂预扭转机构23的结构及功能相同，定位销送料机械手542包括气动手指5421，气动手指5421设置在料臂5422的前端，料臂5422连接三轴联动机构（未在图中画出），由三轴联动机构带动气动手指5421作前后、左右、上下方向的移动，定位销l5通过定位销振动盘543传送，气动手指5421从定位销振动盘543将定位销l5抓取后，行至插入位置上方；张紧臂扭转机构541启动，带动其扭转盘5411下行进入插入定位销l5的水平位置，然后扭转盘5411转动，其上的挡块5412带动预装件l1的张紧臂扭转至一定角度，然后气动手指5421将定位销l5插入预装件l1的张紧臂与壳体的销孔中，张紧臂扭转机构541及定位销送料机械手542复位，完成定位销装配的工件随右工位盘5旋转至工件移出工位560。

如图1、3、19所示，工件移出机构55设置在工件移出工位560的一侧，工件回转出料机构6设置在工件移出机构55的一侧。工件移出机构55包括三轴联动机构551，三轴联动机构551的料臂下端设有气动手指552，由工件移出机构55的三轴联动机构551带动气动手指552作前后、左右、上下方向的移动，从工件移出工位560上抓取完成装配的工件（此时压紧在工件上的压板205由于压紧气缸206的活塞杆回缩而脱离工件）并输送至工件回转出料机构6的工位盘上，完成皮带轮张紧器总成的装配，工件回转出料机构6转送至下一道工序。

对于前轮铆口检测工位230、扭力检测工位250、皮带轮高度检测工位540上检测的不合格品直接旋转入下一工位，后续工位将不再进行装配。

本发明专利操作方式更趋于自动化，操作简单，自动上下料，结构新颖，大大减轻操作工人的劳动强度，提高检验的可靠性，确保产品精度，提高生产效率和产品的合格率，降低生产成本，更加适应产品的大批量生产。