一种十字轴自动组装机构的制作方法

本发明涉及自动化设备技术领域，特别是涉及一种十字轴自动组装机构。

背景技术：

十字轴在传统的组装过程中，是先组装一端的轴瓦，然后工件翻转180°，再组装另一端的轴瓦。十字轴在传统的组装完成后，需人工安装两端的卡簧，并且在安装完第一个卡簧后，需复压一次，才能安装第二个卡簧。不然无法装入第二个卡簧。这样工序繁琐，节拍长，操作工劳动强度大；压装过程中，操作工手不能脱离工件，安全隐患大。

综上所述，如何有效地解决十字轴在传统的组装过程中，工序繁琐，节拍长，操作工劳动强度大等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种十字轴自动组装机构，该十字轴自动组装机构实现人工一次上料，操作工手脱离工件后，启动设备，同时压装十字轴两端的轴瓦和一端的卡簧，压装完成后，无需复压，再人工组装另一端的卡簧。操作简便，同时提高了安全性和节拍。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种十字轴自动组装机构，包括主机框架、固定于所述主机框架下面的台板、安装在所述主机框架上部的伺服电缸、安装在所述主机框架上且与所述伺服电缸连接的浮动压头机构、安装在所述台板且能够左右移动并能够锁紧的轴杆辅助浮动支撑、与所述台板固定连接的凸缘叉辅助浮动支撑、下定位辅助支撑和十字轴辅助浮动支撑，所述凸缘叉辅助浮动支撑的中心高可上下调节且左右可推拉固定，所述下定位辅助支撑与所述浮动压头机构同心。

优选地，所述浮动压头机构包括具有腔体的主体板、安装于所述主体板下部安装孔处的滑套法兰、安装在所述滑套法兰内的压头自润滑轴承、安装在所述压头自润滑轴承内且可在其内相对滑动的上压头、安装于所述腔体内且由压头气缸带动其可自由滑动的滑块、固定于所述主体板上部且与所述伺服电缸连接的定向块，所述滑块能够位于所述上压头的正上面。

优选地，所述浮动压头机构安装于所述主机框架的竖直动板上，且通过浮动机构与所述伺服电缸连接，所述主机框架为c型主机框架。

优选地，所述轴杆辅助浮动支撑包括安装在所述台板的主体底板、与所述主体底板固定连接的主体立板、与所述主体立板可滑动连接的轴杆动板、与所述轴杆动板上端面固定连接的第一轴杆支撑、通过轴杆直线导轨安装于所述第一轴杆支撑顶面且可错位相对滑动的第二轴杆支撑、通过浮动接头与所述第一轴杆支撑的底面连接的轴杆气缸，所述轴杆气缸伸缩可带动所述动板上下自由移动。

优选地，所述台板上具有t型槽，所述轴杆辅助浮动支撑底部的导向块插于所述t型槽内，所述轴杆辅助浮动支撑的数量为两个，分别位于所述主机框架的两侧。

优选地，所述凸缘叉辅助浮动支撑包括固定于所述台板上的凸缘叉底板、通过凸缘叉直线导轨安装于所述凸缘叉底板的硬挡块、安装于所述硬挡块的轴孔内的轴承法兰、镶嵌在所述轴承法兰孔内的凸缘叉自润滑轴承、穿过所述凸缘叉自润滑轴承且可上下自由滑动的凸缘叉导向轴、与所述凸缘叉导向轴另一端固定连接的浮动顶板、与所述浮动顶板连接的凸缘叉工装、穿过所述硬挡块与所述浮动顶板连接的调整螺杆。

优选地，所述凸缘叉工装通过快换螺钉与所述浮动顶板连接，所述调整螺杆穿过所述硬挡块的安装孔与所述浮动顶板通过螺纹连接，所述凸缘叉底板在所述凸缘叉直线导轨的两端设置有挡块。

优选地，所述十字轴辅助浮动支撑包括通过连接块固定于所述台板的十字轴固定板、安装于所述十字轴固定板开孔内的两个自润滑轴承、穿过所述自润滑轴承的十字轴导向轴、与所述十字轴导向轴上端夹紧连接的导向轴定位座、与所述导向轴定位座固定连接的浮动板、与所述浮动板定位连接的两个十字轴定心支撑工装、固定于所述十字轴固定板上且伸缩杆与所述浮动板的浮动接头连接的支撑气缸。

优选地，所述下定位辅助支撑包括与所述台板固定连接的下定位固定板、与所述下定位固定板快换连接的下定心支座、与所述下定心支座固定连接的下支撑杆、通过下定位自润滑轴承与所述下支撑杆定心连接的外定心套、通过缸体固定板固定的下定位气缸、通过浮动接头与所述下定位气缸连接的抽拉垫块，所述抽拉垫块能够伸入所述下定心支座与所述外定心套之间。

优选地，还包括固定连接在所述主机框架侧面的卡簧预压机构。

本发明所提供的十字轴自动组装机构，包括主机框架、固定于主机框架下面的台板、安装在主机框架上部的伺服电缸、安装在主机框架上且与伺服电缸连接的浮动压头机构、安装在台板且能够左右移动并能够锁紧的轴杆辅助浮动支撑、与台板固定连接的凸缘叉辅助浮动支撑、下定位辅助支撑和十字轴辅助浮动支撑，凸缘叉辅助浮动支撑的中心高可上下调节且左右可推拉固定，下定位辅助支撑与浮动压头机构同心。

本发明所提供的十字轴自动组装机构，可通过一次人工上料，操作工手脱离工件后，启动设备，自动压装双侧轴瓦和单侧卡簧，压装完成后，无需复压，再组装另一端的卡簧。保证一次压装到位；压装过程中实时绘制力和位移曲线。操作简便，在节省工序的同时，保证了生产质量，同时提高了安全性和节拍，克服了传统组装的缺陷。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明中一种具体实施方式所提供的十字轴自动组装机构的结构示意图；

图2是本发明浮动压头机构的结构示意图；

图3是本发明轴杆辅助浮动支撑的结构示意图；

图4是本发明凸缘叉辅助浮动支撑的结构示意图；

图5是本发明十字轴辅助浮动支撑的结构示意图；

图6是本发明下定位辅助支撑的结构示意图。

附图中标记如下：

伺服电缸1、主机框架2、浮动压头机构3、卡簧预压机构4、轴杆辅助浮动支撑5、凸缘叉辅助浮动支撑6、下定位辅助支撑7、十字轴辅助浮动支撑8、上压头301、压头自润滑轴承302、滑套法兰303、主体板304、定向块305、滑块306、压头气缸307、缸体安装板308、主体立板501、轴杆动板502、主体底板503、轴杆气缸504、第二轴杆支撑505、轴杆直线导轨506、第一轴杆支撑507、凸缘叉工装601、浮动顶板602、弹簧603、轴承法兰604、凸缘叉导向轴605、调整螺杆606、硬挡块607、底板608、凸缘叉自润滑轴承609、挡块610、凸缘叉直线导轨611、外定心套701、下支撑杆702、下定心支座703、下定位固定板704、抽拉垫块705、下定位气缸706、十字轴定心支撑工装801、浮动板802、导向轴定位座803、十字轴导向轴804、十字轴自润滑轴承805、十字轴固定板806、连接块807、支撑气缸808。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种十字轴自动组装机构，该十字轴自动组装机构实现人工一次上料，操作工手脱离工件后，启动设备，同时压装十字轴两端的轴瓦和一端的卡簧，压装完成后，无需复压，再人工组装另一端的卡簧。操作简便，同时提高了安全性和节拍。

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至图6，图1是本发明中一种具体实施方式所提供的十字轴自动组装机构的结构示意图；图2是本发明浮动压头机构的结构示意图；图3是本发明轴杆辅助浮动支撑的结构示意图；图4是本发明凸缘叉辅助浮动支撑的结构示意图；图5是本发明十字轴辅助浮动支撑的结构示意图；图6是本发明下定位辅助支撑的结构示意图。

在一种具体实施方式中，本发明所提供的十字轴自动组装机构，包括主机框架2、固定于主机框架2下面的台板、安装在主机框架2上部的伺服电缸1、安装在主机框架2上且与伺服电缸1连接的浮动压头机构3、安装在台板且能够左右移动的轴杆辅助浮动支撑5、与台板固定连接的凸缘叉辅助浮动支撑6、下定位辅助支撑7和十字轴辅助浮动支撑8，轴杆辅助浮动支撑5可左右移动调整位置并能够锁紧，凸缘叉辅助浮动支撑6的中心高可上下调节且左右可推拉固定，下定位辅助支撑7与浮动压头机构3同心。

需要说明的是，主机框架2的具体结构形状不做具体限制，可以是柱状的，也可以是立式的，还可以是卧式的，优选地，主机框架2为c型主机框架，包括上横梁、下横梁以及连接上横梁和下横梁的立柱，不仅结构简单，即为结实；还方便安装其他部件。

同时，台板固定于主机框架2下面，与主机框架2固定连接，比如通过螺栓连接，或者通过焊接连接，两者相对固定，固定较为牢固。优选地，台板沿水平设置，各部件安装于台板上沿水平方式安装，各部件处于水平方向，调节更加方便、精准。当主机框架2为c型主机框架时，台板固定于主机框架2的下横梁上，固定台板较为稳固，不易晃动。具体台板的设置方式和位置可以参考现有技术中公开的相应内容，在此不再进行赘述。

上述结构中，伺服电缸1安装在主机框架2的上部，当主机框架2为c型主机框架时，c型主机框架的上横梁具有安装孔，伺服电缸1安装于c型主机框架的上横梁的安装孔中，伺服电缸1的驱动杆向下深入上横梁的安装孔中，伺服电缸1作为加载机构。

需要指出的是，浮动压头机构3安装在主机框架2上，且浮动压头机构3与伺服电缸1连接，由以上特征可以知道，伺服电缸1的驱动杆向下深入上横梁的安装孔，伺服电缸1的驱动杆可以通过浮动机构与浮动压头机构3连接，由于浮动机构的优越性能，自适应能力强，伺服电缸1运行和制动过程中，浮动压头机构3都很平稳，不会产生别劲、不同心等情况。当然，浮动压头机构3通过浮动机构与伺服电缸1连接只是一种优选的实施方式，并不是唯一的，还可以通过其它适宜的方式连接。比如固定连接，结构简单，成本较低。具体的，伺服电缸1端部通过浮动机构与拉压力传感器相连接；拉压力传感器安装在竖直动板上；竖直动板下部安装浮动压头机构3。

同时，轴杆辅助浮动支撑5安装在台板，用于定位工件轴，工件轴的一端放置于轴杆辅助浮动支撑5上，另一端放置于下定位辅助支撑7。进一步地，轴杆辅助浮动支撑5能够左右移动调整位置，从而调整轴杆辅助浮动支撑5距离支撑座的距离，可以固定不同长度的工件轴，适用范围较大。轴杆辅助浮动支撑5移动调整位置后，位置能够锁紧，防止轴杆辅助浮动支撑5再次移动，造成位置改变致使工件轴掉下。

上述结构中，凸缘叉辅助浮动支撑6、下定位辅助支撑7和十字轴辅助浮动支撑8均与台板固定连接，凸缘叉辅助浮动支撑6用于上料凸缘叉，下定位辅助支撑7用于上料轴瓦，十字轴辅助浮动支撑8用于上料十字轴。

进一步，凸缘叉辅助浮动支撑6的中心高可上下调节，且左右可推拉固定，也就是凸缘叉辅助浮动支撑6的位置能够上下左右调节，不仅放件方便，便于调节工件位置；还可以避免与轴杆辅助浮动支撑5等部件发生干涉。需要说明的是，具体凸缘叉辅助浮动支撑6的上下左右调节方式不受限制，可以根据实际应用情况而定。

进一步，下定位辅助支撑7与浮动压头机构3同心，也就是两者对中，以便浮动压头机构3轴瓦压紧，压装较为对称、精准。

本发明所提供的十字轴自动组装机构，可通过一次人工上料，操作工手脱离工件后，启动设备，自动压装双侧轴瓦和单侧卡簧，压装完成后，无需复压，再组装另一端的卡簧。保证一次压装到位；压装过程中实时绘制力和位移曲线。操作简便，在节省工序的同时，保证了生产质量，同时提高了安全性和节拍，克服了传统组装的缺陷。

在上述具体实施方式的基础上，浮动压头机构3包括具有腔体的主体板304、安装于主体板304下部安装孔处的滑套法兰303、安装在滑套法兰303内的压头自润滑轴承302、安装在压头自润滑轴承302内且可在其内相对滑动的上压头301、安装于腔体内且由压头气缸307带动其可自由滑动的滑块306、固定于主体板304上部且与伺服电缸1连接的定向块305，滑块306能够位于上压头301的正上面。滑块306在压装过程中切换不同位置，实现不同的压装状态。

上述结构中，主体板304在水平方向上具有腔体，腔体的大小不受限制，可以根据实际应用情况而定。滑块306安装于腔体内，压头气缸307的伸缩杆深入腔体内与滑块306连接，压头气缸307固定于主体板304上，具体固定的方式不受限制，可以通过安装板308固定于主体板304上，固定较为方便、牢固；还可以通过其它适宜的方式固定，比如直接焊接在主体板304上，减少部件，简化结构。需要说明的是，这里及以下所说的气缸是市面上常见的气缸，具体结构形式、连接方式等不做进一步介绍，可以参考现有技术中气缸的结构形式、连接方式等。

滑块306由压头气缸307带动其可自由滑动，也就是说压头气缸307可以使滑块306正好处于安装孔处，也可以使滑块306远离安装孔。优选地，压头气缸307与滑块306通过浮动接头连接，平稳连接，稳定性较好，自适应能力强。

同时，滑套法兰303安装于主体板304下部安装孔处，压头自润滑轴承302安装在滑套法兰303内，上压头301安装在压头自润滑轴承302内且可在压头自润滑轴承302内相对滑动。滑块306在压装过程中切换不同位置，实现不同的压装状态，具体地说，当滑块306正好处于安装孔处时，上压头301顶于滑块306处，此时上压头301压紧上轴瓦；当滑块306离开安装孔处时，上压头301顶于腔体的上壁处，此时上压头301压紧下轴瓦。

上述固定于主体板304上部且与主机框架2连接的定向块305指的是定向块305固定于主体板304上部且与主机框架2连接，换言之，浮动压头机构3通过定向块305固定于主机框架2上，操作简便，固定较为牢固。

优选地，浮动压头机构3安装于主机框架2的竖直动板上，即浮动压头机构3固定在竖直动板，两者固定为一体，方便浮动压头机构3安装。竖直动板安装于主机框架2的直线导轨上，竖直动板可在直线导轨上上下移动，从而带动浮动压头机构3上下移动。直线导轨上具有导向作用，使竖向动板舒畅滑动，从而使浮动压头机构3顺畅滑动。

在上述具体实施方式的基础上，轴杆辅助浮动支撑5包括安装在台板的主体底板503、与主体底板503固定连接的主体立板501、与主体立板501可滑动连接的轴杆动板502、与轴杆动板502上端面固定连接的第一轴杆支撑507、通过轴杆直线导轨506安装于第一轴杆支撑507顶面且可错位相对滑动的第二轴杆支撑505、通过浮动接头与第一轴杆支撑507的底面连接的气缸，气缸伸缩可带动动板上下自由移动。压装过程中轴杆气缸504采用气平衡气路控制，实现随工件自由浮动。

上述结构中，主体底板503安装在台板，主体立板501与主体底板503固定连接，主体立板501与主体底板503可以垂直固定，也可以倾斜固定，具体固定角度不受限制，可以根据实际应用情况而定。为了减小主体立板501与主体底板503固定的不可确定性，保证两者受力稳定，优选地，主体立板501与主体底板503垂直固定。主体立板501与主体底板503可以通过焊接固定，也可以通过螺栓固定，具体方式不受限制，可以根据实际应用情况而定。

同时，轴杆动板502与主体立板501可滑动连接，比如主体立板501上具有直线轨道，轴杆动板502上具有导轨滑块，导轨滑块卡于直线轨道上，以此使轴杆动板502沿主体立板501滑动。

第一轴杆支撑507与轴杆动板502上端面固定连接，关于固定方式可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。

上述通过轴杆直线导轨506安装于第一轴杆支撑507顶面且可错位相对滑动的第二轴杆支撑505，指的是第一轴杆支撑507顶面具有轴杆直线导轨506，第二轴杆支撑505的下面具有导轨滑块，导轨滑块能够卡于轴杆直线导轨506上，第二轴杆支撑505能够沿轴杆直线导轨506在第一轴杆支撑507上滑动，也就是第二轴杆支撑505和第一轴杆支撑507可错位相对滑动，可以使工件轴具有不同的中心高度。

其中，轴杆气缸504与第一轴杆支撑507的底面连接，支撑第二轴杆支撑505和第一轴杆支撑507，具体可以通过浮动接头连接轴杆气缸504与第一轴杆支撑507，连接方便，稳定性较好。轴杆气缸504伸缩可带动轴杆动板502上下自由移动，从而驱动第二轴杆支撑505和第一轴杆支撑507上下移动，方便调整中心高，需要说明的是，中心高调节好之后，轴杆气缸504固定，固定工件轴的位置。

优选地，台板上具有t型槽，轴杆辅助浮动支撑5底部具有导向块，导向块插于t型槽内，两者紧密配合，定位较为准确，不易分离。需要指出的是t型槽的数量不受限制，可以为一条，也可以为两条，还可以为多条，具体数量可以根据实际应用情况而定。当t型槽的数量为两条时，既可以满足相互之间相互限制，使定位更加精准；又结构简单，加工制作较为简单。轴杆辅助浮动支撑5的数量可以为两个，分别位于主机框架2的两侧，适用不同的工件轴，提高工作效率。

在上述具体实施方式的基础上，凸缘叉辅助浮动支撑6包括固定于台板上的凸缘叉底板608、通过凸缘叉直线导轨611安装于凸缘叉底板608的硬挡块607、安装于硬挡块607的轴孔内的轴承法兰604、镶嵌在轴承法兰604孔内的凸缘叉自润滑轴承609、穿过凸缘叉自润滑轴承609且可上下自由滑动的凸缘叉导向轴605、与凸缘叉导向轴605另一端固定连接的浮动顶板602、与浮动顶板602连接的凸缘叉工装601、穿过硬挡块607与浮动顶板602连接的调整螺杆606。

具体地说，凸缘叉底板608固定于台板上，比如通过焊接固定，连接紧密，较为牢固。凸缘叉底板608的上表面具有凸缘叉直线导轨611，硬挡块607的底部具有导轨滑块，硬挡块607安装于凸缘叉直线导轨611上，能够沿凸缘叉直线导轨611移动。硬挡块607具有轴孔，轴承法兰604安装于轴孔内，凸缘叉自润滑轴承609镶嵌在轴承法兰604孔内，凸缘叉导向轴605穿过凸缘叉自润滑轴承609，凸缘叉导向轴605上套装有弹簧603，且可上下自由滑动，也就是凸缘叉导向轴605能够在凸缘叉自润滑轴承609中滑动，自润滑轴承承载能力高，耐冲击，耐高温，自润滑能力强。浮动顶板602与凸缘叉导向轴605另一端固定连接，凸缘叉工装601与浮动顶板602连接，比如通过螺栓连接。调整螺杆606穿过硬挡块607且与浮动顶板602连接，通过调整螺杆606可以调节中心高。

继续优化上述实施方式，凸缘叉工装601通过快换螺钉与浮动顶板602连接，连接方便、快速；还可以通过其它的连接方式，比如通过普通螺钉连接。调整螺杆606穿过硬挡块607的安装孔与浮动顶板602通过螺纹连接，实现动态连续调节。凸缘叉底板608在凸缘叉直线导轨611的两端设置有挡块610，挡块610具有限位作用，限制硬挡块607在凸缘叉直线导轨611移动的极限位置，防止滑出甚至脱离凸缘叉直线导轨611。

在上述具体实施方式的基础上，十字轴辅助浮动支撑8包括通过连接块807固定于台板的十字轴固定板806、安装于十字轴固定板806开孔内的两个十字轴自润滑轴承805、穿过十字轴自润滑轴承805的十字轴导向轴804、与十字轴导向轴804上端夹紧连接的导向轴定位座803、与导向轴定位座803固定连接的浮动板802、与浮动板802定位连接的两个十字轴定心支撑工装801、固定于十字轴固定板806上且伸缩杆与浮动板802的浮动接头连接的支撑气缸808。压装过程中气缸采用气平衡气路控制，实现随工件自由浮动。

具体地说，十字轴固定板806的下面具有连接块807，连接块807固定于台板，也就是十字轴固定板806通过连接块807固定于台板上，固定较为方便。十字轴固定板806具有两个开孔，两个十字轴自润滑轴承805分别安装于十字轴固定板806开孔内，十字轴导向轴804穿过十字轴自润滑轴承805，导向轴定位座803与十字轴导向轴804上端夹紧连接，浮动板802与导向轴定位座803固定连接，两个十字轴定心支撑工装801与浮动板802定位连接，支撑气缸808固定于十字轴固定板806上，且支撑气缸808的伸缩杆与浮动板802的浮动接头连接，通过驱动支撑气缸808带动十字轴定心支撑工装801上下移动，定位十字轴。

在上述具体实施方式的基础上，下定位辅助支撑7包括与台板固定连接的下定位固定板704、与下定位固定板704快换连接的下定心支座703、与下定心支座703固定连接的下支撑杆702、通过下定位自润滑轴承与下支撑杆702定心连接的外定心套701、通过缸体固定板固定的气缸、通过浮动接头与气缸连接的抽拉垫块705，抽拉垫块705能够伸入下定心支座703与外定心套701之间。

上述结构中，下定位固定板704与台板固定连接，具体连接方式可以参考现有技术中固定板与台板的固定方式，此处不做进一步赘述。下定心支座703与下定位固定板704快换连接，连接快速。下支撑杆702与下定心支座703固定连接，外定心套701通过下定位自润滑轴承与下支撑杆702定心连接，下定位气缸706通过缸体固定板固定，抽拉垫块705通过浮动接头与下定位气缸706连接，下定位气缸706能够驱动抽拉垫块705伸入下定心支座703与外定心套701之间，当抽拉垫块705位于下定心支座703与外定心套701之间时，外定心套701的下端面抵接于抽拉垫块705上，当抽拉垫块705不在下定心支座703与外定心套701之间时，外定心套701的下端面抵接于下定心支座703上，以此实现对上轴瓦和下轴瓦的压紧。

在上述具体实施方式的基础上，还包括卡簧预压机构4，卡簧预压机构4固定连接在主机框架2侧面，用于预压卡簧，机械操作，降低工人的劳动强度。当然，设置卡簧预压机构4只是一种优选的实施方式，并不是唯一的，也可以不设置卡簧预压机构4，通过人工组装完成。

本发明所提供的十字轴自动组装机构，采用全自动伺服控制压装系统，同时具备力控制和位移控制两种控制方式。配以全新的压装过程，有效的提高安全性及效率，保证了工件的质量。是一种及智能化自动化于一体的组装设备。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

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。