一种滚针轴承自动装配机的制作方法

本发明涉及一种滚针轴承自动装配机，属于自动化技术领域。

背景技术：

滚针轴承是在机械传动过程中起固定和减小载荷摩擦系数的部件，它主要的功能是支撑机械旋转体，用以降低设备在传动过程中的机械载荷摩擦系数。由于目前国内滚针轴承的滚针装配工序还是主要依赖于人工操作，人工操作难度较大，花费的成本高，而且装配成功的轴承质量不高，装配的效率低下，并且在人工装配的过程中还容易出现安全事故。

因此，为了避免人工装配影响轴承质量，为了提高生产效率，提高装配精度，有必要设计一种滚针轴承自动装配机来解决上述问题。

技术实现要素：

为克服上述现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种滚针轴承自动装配机。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种滚针轴承自动装配机，包括工作台，所述工作台上设置有第一转盘和第二转盘，所述第一转盘与所述第二转盘分别设置有四个均布的夹爪一和夹爪二，所述夹爪一的位置均高于所述夹爪二的位置设置；所述第一转盘与所述第二转盘之间设置有流水线，当所述第一转盘的其中一个夹爪一转动至流水线上方时，所述第二转盘的其中一个夹爪二正好转动至该夹爪一的正下方；所述第一转盘的周围沿逆时针方向依次设置有自动纠错机构、滚针装配机构和涂油及测试机构，所述滚针装配机构和所述涂油及测试机构下方设有一移载支撑机构，所述第一转盘的周围与所述第二转盘的周围关于所述流水线对称设置，所述流水线的上方设置有轴套搭接压紧机构；

所述自动纠错装置包括设置在所述第一转盘一侧上方的电动滑台，所述电动滑台上设置有可左右运动的第三直线气缸，所述第三直线气缸上连接一可上下运动且具有测量内径功能的气动夹具，所述第一转盘的一侧设置有第一支架，所述第一支架上设置有翻转夹具，所述第一转盘与所述翻转夹具均设置在所述气动夹具行程范围的下方；

所述滚针装配机构包括柱体形的转子，所述转子中部贯穿固定有竖直的转轴，所述转轴上端设置有固定板，所述转子的上、下方分别设置有上固定座和下固定座，所述转轴上端贯穿所述上固定座并与所述固定板转动连接，所述转轴下端转动设置在所述下固定座内，所述转轴上端与步进电机传动连接；所述转子的侧面均布设置有若干用于放置所述滚针的圆弧槽，所述圆弧槽的一侧均开设有竖直的卡槽，所述卡槽内设置有可进出卡槽侧面的叶片；所述下固定座上设置有圆弧状的轨迹槽，所述圆弧槽与所述轨迹槽上下对应设置，所述滚针竖直放入所述圆弧槽内时其下端可置于所述轨迹槽中；所述轨迹槽沿所述转子的边缘设置，所述轨迹槽的出口与所述下固定座的侧面连通设置，所述轨迹槽的内侧设置有圆形的定位槽，所述上固定座的下端面与所述下固定座的上端面对应设置，所述叶片的下端均设置在所述定位槽内，所述轨迹槽的中心线、转子的中心线、定位槽的中心线重合；所述固定板、上固定座上均设置有用于放针的第一通孔；所述叶片本体的内侧中部开设有弹簧槽，所述弹簧槽内设置有弹簧，所述定位槽靠近所述轨迹槽的出口一侧设置有凹槽；

所述涂油及测试机构包括可转动设置在轴承外圈中部的轴芯，所述芯轴包括设置在所述轴承外圈内侧的圆柱体和贯穿所述圆柱体中心设置的中空竖轴，所述圆柱体的外侧面设置有若干导油槽，所述导油槽的槽内均设置有与所述中空竖轴的中心相连通的水平出油孔；所述中空竖轴由上至下分别套设有第一轴承和第二轴承，所述第一轴承与所述第二轴承之间设置有若干入油孔，所述入油孔与所述中空竖轴的中心连通设置；所述中空竖轴的上端设置有减速机，所述减速机上方设置有伺服电机，所述圆柱体与所述减速机之间设置有圆柱形的中空固定座，所述中空固定座与一第三气缸连接，所述第一轴承、第二轴承均设置在所述中空固定座内，所述第一轴承、第二轴承、中空固定座、中空竖轴四者围成第一空腔，所述中空固定座上设置有通油孔，所述通油孔与所述第一空腔连通设置；所述第一轴承、减速机、中空固定座三者围成第二空腔，所述第二空腔内设置有用于测试扭矩的感应块，所述感应块套设在所述中空竖轴上；

所述移载支撑机构包括水平设置在所述工作台上的平板，所述平板上设置有移载件，所述移载件上设置有可左右运动的用于支撑的第一固定座；所述第一固定座一端的上方设置有芯轴，所述第一固定座一端的下方设置有第一直线气缸，所述第一直线气缸的上端贯穿所述第一固定座与所述芯轴连接；所述第一直线气缸设置在所述平板的一侧，所述工作台上开设有用于第一直线气缸随所述第一固定座移动的运动槽，所述第一直线气缸的下端设置在运动槽内。

所述轴套搭接压紧机构包括衬套装配部件，所述衬套装配部件包括一水平设置的无杆气缸，所述无杆气缸上设置有可左右运动的第一气缸，所述第一气缸下方连接有可上下运动的用于取放轴承衬套的三指气爪；所述无杆气缸的下方左侧设置有所述第一转盘的夹爪一，所述无杆气缸的下方右侧设置有所述第二转盘的夹爪二，所述夹爪一与所述夹爪二均设置在所述三指气爪的运动行程下方，所述无杆气缸与所述流水线平行设置，所述流水线上设置有沿流水线运动方向往复运动的衬板，所述衬板与第二气缸连接，所述夹爪一、夹爪二均设置在所述衬板的运动行程上方。

优选的技术方案为：在所述自动纠错机构中，所述气动夹具包括三个可伸入所述轴承外圈内的气动手指，所述气动手指上方设置有电动夹爪。

优选的技术方案为：在所述滚针装配机构中，所述转轴上端固定有从动齿轮，所述从动齿轮设置在所述固定板的下方，所述从动齿轮一侧传动连接一主动齿轮，所述主动齿轮与所述步进电机连接，所述步进电机设置在所述固定板的上方，所述固定板的下方设置有第一光电传感器，所述主动齿轮的下方固定有用于所述第一光电传感器测量的挡板。

优选的技术方案为：在所述滚针装配机构中，所述上固定座的上端开设有能检测到所述圆弧槽的检测槽，所述检测槽内设置有第二光电传感器。

优选的技术方案为：在所述涂油及测试机构中，所述圆柱体的上、下端均设置有油挡盘。

优选的技术方案为：在所述移载支撑机构中，所述平板的左端设置有支撑架，所述支撑架上设置有开口向下的槽形件，所述槽形件的上端设置有直径大于所述轴承直径的第二通孔，所述槽形件的一侧设置有用于抵住所述芯轴的第二直线气缸，所述槽形件的下端高于所述第一固定座设置；当所述第一固定座运动至所述槽形件的下方时，所述芯轴位于所述槽形件内。

优选的技术方案为：在所述轴套搭接压紧机构中，所述衬板一侧设置有挡块，所述挡块与所述衬板之间设置有导柱，所述第二气缸设置在所述挡块上。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有的优点是：

本发明设计的滚针轴承自动装配机实现了滚针轴承装配的全自动操作，可以先自动测量轴承外圈的内径并判断位置正误后再进行翻转，保证轴承外圈在进入下一工位时位置准确； 可实现对滚针的自动装配，滚针装入位置还设置有阻挡叶片，使得滚针竖直进入轴承外圈内，确保滚针装配位置的准确性；可实现对轴承内圈自动涂油及自动测试，保证涂油均匀，提高涂油效率；实现轴承套的自动搭接，搭接精度高，压紧效果好，避免了人工操作影响产品质量，提高了生产效率，提高了装配精度，适合推广。

附图说明

图1为本发明整体示意图。

图2为自动纠错机构整体示意图。

图3为滚针装配机构整体示意图。

图4为滚针装配机构部分图一。

图5为滚针装配机构部分图二。

图6为滚针装配机构中上固定座的示意图。

图7为涂油及测试机构整体示意图。

图8为涂油及测试机构部分示意图一。

图9为涂油及测试机构部分示意图二。

图10为涂油及测试机构内中空固定座的示意图。

图11为移载支撑机构整体示意图。

图12为移载支撑机构应用示意图。

图13为轴套搭接压紧机构整体示意图。

图14为A部放大图。

图15为轴套搭接压紧机构部分示意图。

以上附图中，工作台1，第一转盘2，第二转盘3，夹爪一301，夹爪二302，流水线4，自动纠错机构5，电动滑台501，第三直线气缸502，气动夹具503，第一支架504，翻转夹具505，气动手指506，电动夹爪507，滚针装配机构6，转子601，转轴602，固定板603，上固定座604，下固定座605，步进电机606，圆弧槽607，卡槽608，叶片609，轨迹槽610，定位槽611，第一通孔612，从动齿轮613，主动齿轮614，第一光电传感器616，挡板617，检测槽619，第二光电传感器620，弹簧槽622，凹槽623，涂油及测试机构7，圆柱体701，中空竖轴702，轴芯703，导油槽704，水平出油孔705，第一轴承706，第二轴承707，入油孔708，减速机709，伺服电机710，中空固定座711，第三气缸712，通油孔714，油挡盘715，感应块717，移载支撑机构8，平板803，移载件804，第一固定座805，芯轴806，第一直线气缸807，支撑架808，槽形件809，第二直线气缸810，轴套搭接压紧机构9，无杆气缸901，第一气缸902，轴承衬套903，三指气爪904，衬板912，第二气缸913，挡块915，导柱916。

（注：为了便于对比说明，图11和图12展示的均为固定座移至左侧或右侧时的两种状态图，第一固定座805、第一直线气缸807、芯轴806的数量实际均为一个）。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1~图15。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1 ~图15所示，一种滚针轴承自动装配机，包括工作台1，工作台1上设置有第一转盘2和第二转盘3，第一转盘2与第二转盘3分别设置有四个均布的夹爪一301和夹爪二302，夹爪一301的位置均高于夹爪二302的位置设置；第一转盘2与第二转盘3之间设置有流水线4，当第一转盘2的其中一个夹爪一301转动至流水线4上方时，第二转盘3的其中一个夹爪二302正好转动至该夹爪一301的正下方；第一转盘2的周围沿逆时针方向依次设置有自动纠错机构5、滚针装配机构6和涂油及测试机构7，滚针装配机构6和涂油及测试机构7下方设有一移载支撑机构8，第一转盘2的周围与第二转盘3的周围关于流水线4对称设置，流水线4的上方设置有轴套搭接压紧机构9；

注：第一转盘2沿逆时针方向转动，第二转盘3沿顺时针方向转动，第一转盘2、第二转盘3均与一伺服电机710传动连接，夹爪一301、夹爪二302均用于夹持轴承外圈。

如图2所示，自动纠错装置包括设置在第一转盘2一侧上方的电动滑台501，电动滑台501上设置有可左右运动的第三直线气缸502，第三直线气缸502上连接一可上下运动且具有测量内径功能的气动夹具503，第一转盘2的一侧设置有第一支架504，第一支架504上设置有翻转夹具505，第一转盘2与翻转夹具505均设置在气动夹具503行程范围的下方；气动夹具503包括三个可伸入轴承外圈内的气动手指506，气动手指506上方设置有电动夹爪507；

纠错原理：待夹爪一301（夹爪二302）将轴承外圈夹持稳定后，气动夹具503移动至轴承外圈正上方，通过气缸使气动手指506进入轴承外圈内的固定深度位置，气动手指506向外撑开卡住轴承外圈，此时电动夹爪507已测得轴承外圈此处的内径，将信号传递至控制中心，如果轴承外圈位置准确，则通过第一转盘2（第二转盘3）将其转至下一工位，如果内径数据与设置不符，则说明轴承外圈位置错位，需要翻转，则夹爪一301（夹爪二302）松开，气动夹具503将轴承外圈夹取，然后移动至支架位置，将轴承外圈送入翻转夹具505内夹住，对轴承外圈进行翻转后，再通过气动夹具503将轴承外圈送回至夹爪一301（夹爪二302）内，然后再通过第一转盘2（第二转盘3）将轴承外圈送入下一工位。

纠错优点：自动纠错装置可自动测量轴承外圈的内径并判断位置正误后再进行翻转，保证轴承外圈在进入下一工位时位置准确，解决了人工肉眼辨别的不易，降低了人工成本，提高了生产效率，降低了废品的出现率，也使得人身安全得到保障。

如图3~6所示，滚针装配机构6包括柱体形的转子601，转子601中部贯穿固定有竖直的转轴602，转轴602上端设置有固定板603，转子601的上、下方分别设置有上固定座604和下固定座605，转轴602上端贯穿上固定座604并与固定板603转动连接，转轴602下端转动设置在下固定座605内，转轴602上端与步进电机606传动连接；转子601的侧面均布设置有若干用于放置滚针的圆弧槽607，圆弧槽607的一侧均开设有竖直的卡槽608，卡槽608内设置有可进出卡槽608侧面的叶片609；下固定座605上设置有圆弧状的轨迹槽610，圆弧槽607与轨迹槽610上下对应设置，滚针竖直放入圆弧槽607内时其下端可置于轨迹槽610中；轨迹槽610沿转子601的边缘设置，轨迹槽610的出口与下固定座605的侧面连通设置，轨迹槽610的内侧设置有圆形的定位槽611，上固定座604的下端面与下固定座605的上端面对应设置，叶片609的下端均设置在定位槽611内，轨迹槽610的中心线、转子601的中心线、定位槽611的中心线重合；固定板603、上固定座604上均设置有用于放针的第一通孔612；叶片609本体的内侧中部开设有弹簧槽622，弹簧槽622内设置有弹簧，定位槽611靠近轨迹槽610的出口一侧设置有凹槽623；上固定座604的下端面与下固定座605的上端面对应设置，是指上固定座604也设置有轨迹槽610和定位槽611，而且叶片609的上端设置在上固定座604的定位槽611内。

装针原理：将滚针从固定板603、上固定座604的第一通孔612处一根一根放入，滚针进入圆弧槽607后下端进入轨迹槽610内，步进电机606启动后控制转轴602沿顺时针方向转动，转轴602带动转子601转动，转子601转动时带着滚针从轨迹槽610的内侧移动到轨迹槽610的出口处，此时某一叶片609正好随转子601运动至出口处，当滚针从出口出去时，叶片609的下端正好进入凹槽623，此时叶片609凸出卡槽608，对滚针进行阻挡定位，保证滚针竖直送入轴承外圈内的相应位置，叶片609下端随转子601继续转动离开凹槽623后，叶片609受弹簧作用退回卡槽608内继续随转子601顺时针转动；滚针装配时，轴承外圈是套设在上固定座604、下固定座605外侧的。

装针优点：滚针装配机构6可实现对滚针的自动装配，滚针装入位置还设置有阻挡叶片609，使得滚针竖直进入轴承外圈内，确保滚针装配位置的准确性，提高生产效率，提高装配精度。

如图7~10所示，涂油及测试机构7包括可转动设置在轴承外圈中部的轴芯703，芯轴806包括设置在轴承外圈内侧的圆柱体701和贯穿圆柱体701中心设置的中空竖轴702，圆柱体701的外侧面设置有若干导油槽704，导油槽704的槽内均设置有与中空竖轴702的中心相连通的水平出油孔705；中空竖轴702由上至下分别套设有第一轴承706和第二轴承707，第一轴承706与第二轴承707之间设置有若干入油孔708，入油孔708与中空竖轴702的中心连通设置；中空竖轴702的上端设置有减速机709，减速机709上方设置有伺服电机710，圆柱体701与减速机709之间设置有圆柱形的中空固定座711，中空固定座711与一第三气缸712连接，第一轴承706、第二轴承707均设置在中空固定座711内，第一轴承706、第二轴承707、中空固定座711、中空竖轴702四者围成第一空腔，中空固定座711上设置有通油孔714，通油孔714与第一空腔连通设置；第一轴承706、减速机709、中空固定座711三者围成第二空腔，第二空腔内设置有用于测试扭矩的感应块717，感应块717套设在中空竖轴702上；

涂油原理：夹爪将轴承外圈夹持稳定后，通过控制第三气缸712将轴承外圈上方的整个装置向下移动（第三气缸712与中空固定座711连接，中空固定座711设置在圆柱体701与减速机709之间，此时能带动整个装置一起向下移动），此时圆柱体701卡入轴承外圈中，通过减速机709和伺服电机710控制芯轴806转动，在通油孔714处通入油管，油体通入后进入到第一空腔，然后在芯轴806转动的过程中，油体从中空竖轴702上的入油孔708进入到中空竖轴702的中心并顺流而下，油体从水平出油孔705流到导油槽704，随着芯轴806的转动实现对轴承的涂油；感应块717用于检测扭矩，方便快捷效率高。

优点：自动涂油及测试机构7替代了人工涂油，解决了人工涂油效率低，涂油量不均匀，还容易对产品的其他部位造成污染的问题，提高了生产效率，也避免了人手出汗影响产品质量。

如图11~12所示，移载支撑机构8包括水平设置在工作台1上的平板803，平板803上设置有移载件804，移载件804上设置有可左右运动的用于支撑的第一固定座805；第一固定座805一端的上方设置有芯轴806，第一固定座805一端的下方设置有第一直线气缸807，第一直线气缸807的上端贯穿第一固定座805与芯轴806连接；第一直线气缸807设置在平板803的一侧，工作台1上开设有用于第一直线气缸807随第一固定座805移动的运动槽，第一直线气缸807的下端设置在运动槽内。其中，移载件804可以采用无杆气缸。

移载原理：首先，滚针轴承的装配是先通过滚针装配机构6装配完成后再送至涂油及测试机构7进行涂油和检测，因此，当第一固定座805与芯轴806需要在滚针装配机构6下方支撑定位时，第一固定座805就移动至右侧对应位置，装针完成后，装好针的轴承外圈套设在芯轴806外，并随芯轴806及第一固定座805一起向左移动至涂油及测试机构7的下方，完成对涂油步骤的支撑定位，芯轴806则可通过第一直线气缸807实现上下运动；此设计简单灵活，动作敏捷，成本低而效率高。

如图13~15所示，轴套搭接压紧机构9包括衬套装配部件，衬套装配部件包括一水平设置的无杆气缸901，无杆气缸901上设置有可左右运动的第一气缸902，第一气缸902下方连接有可上下运动的用于取放轴承衬套903的三指气爪904；无杆气缸901的下方左侧设置有第一转盘2的夹爪一301，无杆气缸901的下方右侧设置有第二转盘3的夹爪二302，夹爪一301与夹爪二302均设置在三指气爪904的运动行程下方，无杆气缸901与流水线4平行设置，流水线4上设置有沿流水线4运动方向往复运动的衬板912，衬板912与第二气缸913连接，夹爪一301、夹爪二302均设置在衬板912的运动行程上方；

轴套搭接原理：先定义夹爪一301所夹为第一轴承706套，夹爪二302所夹为第二轴承707套，当第一轴承706套与第二轴承707套的位置保持稳定后，衬板912通过第二气缸913的作用运动到第二轴承707套的下方，此时，第一气缸902带着三指气爪904去取料（轴承衬套903），取料时将三指气爪904伸入轴承衬套903中间，张开气爪即可撑持取料，然后，第一气缸902带着三指气爪904将轴承衬套903运送至第一轴承706套的上方，使得三指气爪904向下运动，使得轴承衬套903贯穿在第一轴承706套、第二轴承707套内并压紧，然后控制衬板912移开，同时夹爪一301、夹爪二302松开，令三指气爪904将搭接好的轴套放置在流水线4的同步带上并送至下一工序。

优点：轴套搭接压紧机构9替代了人力将轴承进行自动搭接，搭接精度高，压紧效果好，避免了人手出汗影响产品质量，提高了生产效率。

总原理：如图1所示，工作台1上左右两侧各自通过第一转盘2或第二转盘3实现相同工序流程：自动纠错机构5—滚针装配机构6—涂油及测试机构7—轴套搭接压紧机构9，第一转盘2沿逆时针方向转动，第二转盘3沿顺时针方向转动，其中轴套搭接压紧机构9为公有机构，轴套搭接压紧完成后通过流水线4送出，完成滚针轴承自动装配。

优选的实施方式为：如图3所示，在滚针装配机构6中，转轴602上端固定有从动齿轮613，从动齿轮613设置在固定板603的下方，从动齿轮613一侧传动连接一主动齿轮614，主动齿轮614与步进电机606连接，步进电机606设置在固定板603的上方，固定板603的下方设置有第一光电传感器616，主动齿轮614的下方固定有用于第一光电传感器616测量的挡板617。步进电机606通过控制主动齿轮614来带动从动齿轮613，再通过从动齿轮613带动转轴602；挡板617的数量与圆弧槽607的数量相等，挡板617绕主动齿轮614的中心线均布设置，当挡板617经过第一光电传感器616时，可记录一次，可以对滚针数量以及滚针位置进行自动检测，控制方便，自动化检测，便于控制中心的控制，提高生产效率。

优选的实施方式为：如图3所示，在滚针装配机构6中，上固定座604的上端开设有能检测到圆弧槽607的检测槽619，检测槽619内设置有第二光电传感器620。自动化检测，便于整体控制，提高生产效率。

优选的实施方式为：如图9所示，在涂油及测试机构7中，圆柱体701的上、下端均设置有油挡盘715。防止圆柱体701上下渗油而污染轴承其他不需要涂油的部位。

优选的实施方式为：如图11和12所示，在移载支撑机构8中，平板803的左端设置有支撑架808，支撑架808上设置有开口向下的槽形件809，槽形件809的上端设置有直径大于轴承直径的第二通孔，槽形件809的一侧设置有用于抵住芯轴806的第二直线气缸810，槽形件809的下端高于第一固定座805设置；当第一固定座805运动至槽形件809的下方时，芯轴806位于槽形件809内。此处通过设置第二直线气缸810实现对芯轴806的抵触定位，可避免涂油及测试机构7内机油对轴承复位时位置的影响，保证结构稳定，确保涂油及测试机构7动作灵活可靠。

优选的实施方式为：如图15所示，在轴套搭接压紧机构9中，衬板912一侧设置有挡块915，挡块915与衬板912之间设置有导柱916，第二气缸913设置在挡块915上。提高衬板912运动的直线性和平稳性，保证衬板912定位准确，提高轴套搭接稳定性。

本发明设计的滚针轴承自动装配机实现了滚针轴承装配的全自动操作，可以先自动测量轴承外圈的内径并判断位置正误后再进行翻转，保证轴承外圈在进入下一工位时位置准确； 可实现对滚针的自动装配，滚针装入位置还设置有阻挡叶片，使得滚针竖直进入轴承外圈内，确保滚针装配位置的准确性；可实现对轴承内圈自动涂油及自动测试，保证涂油均匀，提高涂油效率；实现轴承套的自动搭接，搭接精度高，压紧效果好，避免了人工操作影响产品质量，提高了生产效率，提高了装配精度，适合推广。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。