一种发动机壳体类零件的多轴拧紧系统及其使用方法与流程

1.本技术涉及发动机加工技术领域，特别涉及一种发动机壳体类零件的多轴拧紧系统及其使用方法。


背景技术：

2.发动机装配线上大壳体类零件的装配拧紧工艺通常是多颗螺栓在同一平面上拧紧，如发动机正时链壳罩、气缸盖罩、油底壳等，紧固螺栓规格相同，但数量较多；常用的拧紧工艺有两种：1、自动设备多轴拧紧，根据螺栓数量及分布配置同等数量拧紧轴，所有螺栓同步自动拧紧；2、人工使用工具拧紧，人工按照特定的拧紧顺序依次拧紧。
3.但在采用自动设备进行多轴拧紧时，存在以下问题：1、设备柔性低，数量较多的拧紧轴位置固定，只能满足特定机型的加工需求，当产品设计出现变更，螺栓位置变化时，设备改动量大，改造周期长；2、设备故障率高，维修不便，拧紧轴多，故障概率也会相应增加，而且拧紧轴密集分布，维修空间小；3、设备投入大，单台拧紧轴成本较高导致设备整体投入大；而在采用人工方式进行拧紧时，则存在1、人工成本较高；2、加工节拍长，不能满足高产能的生产需求；3、拧紧质量不可控，容易出现漏拧或拧紧力矩衰减等质量问题。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种发动机壳体类零件的多轴拧紧系统及其使用方法，以解决上述相关技术问题。
5.第一方面，提供了一种发动机壳体类零件的多轴拧紧系统及其使用方法
6.一种发动机壳体类零件的多轴拧紧系统，其包括：
7.至少两个三轴直角坐标系移动装置，其上连接有移动端，并可驱动所述移动端在空间内相互垂直的三根直线移动轴上进行移动；
8.拧紧轴，其连接于所述移动端上，包括用于连接发动机壳体螺栓的转动端，以及驱动所述转动端转动的驱动部；
9.放置座，其上设有放置区，以供发动机壳体放置；
10.压紧装置，其设于所述定位座上方，其一侧具有可上下升降的压紧端，以通过所述压紧端下压固定发动机壳体。
11.通过上述方案，待加工的发动机壳体可在放置于放置区后，通过压紧装置得到压紧固定，保障在后续加工过程中的稳定性，而三轴直角坐标系移动装置可控制移动端在空间内的三个相互垂直方向上均可进行移动，使得移动端可根据需要移动至其移动范围内的任意一点，进而得以使移动端上的拧紧轴移动至与目标位置，并同发动机壳体上的螺栓进行连接，后续在启动拧紧轴后即可对螺栓进行拧紧加工。在各拧紧轴完成一个螺栓的拧紧后则可在三轴直角坐标系移动装置控制下再次移动至下一待加工螺栓处进行连接与加工，分批次完成发动机壳体上全部螺栓的拧紧加工，且设置多个三轴直角坐标系移动装置和拧紧轴，使得可同时加工多个螺栓，有效提高加工效率并保障所加工螺栓的质量，相比相关技
术中针对发动机上的每个螺栓对应设置拧紧轴，本技术方案大大降低设备复杂度，通过三轴直角坐标系移动装置驱动合适数量的拧紧轴即可实现对发动机上所用螺栓的加工，得以显著降低设备故障率，减小成本，且易于进行维修；相比人工进行发动机壳体上螺栓的拧紧，本方案更为高效快捷，利于生产，同时拧紧质量在拧紧轴的标准化拧紧动作下得到有效保障。
12.一些实施例中，所述压紧装置包括：
13.连接架，其设于所述放置座一侧；
14.升降板，其一端升降滑动连接于所述安装架上，其另一端延伸至所述放置座上方并连接有所述压紧端；
15.驱动件，其设于所述升降板下方，并具有可升降的输出端，所述输出端与所述升降板固定连接。
16.通过上述方案，在需要压紧固定发动机壳体时，驱动件可控制升降板于连接架上进行移动并靠近发动机壳体，最终实现压紧于发动机壳体表面，完成发动机壳体的定位，结构简单易于实施，适合企业进行使用推广。
17.一些实施例中，所述压紧端为可拆卸设置于所述升降板底面的压块。
18.通过上述方案，压块可拆卸安装于升降板底面，使作为压紧端的压块可根据需要进行调整更换或拆卸维修，便于在长时间使用过程中使其可有效对发动机壳体进行压紧。
19.一些实施例中，还包括：
20.程控装置，其与所述三轴直角坐标系移动装置控制连接，以控制所述移动端在空间内相互垂直的三根直线移动轴上进行移动。
21.通过上述方案，实现可方便快捷地对各三轴直角坐标系移动装置进行控制，进而根据需要将各拧紧轴迅速移动至目标位置进行螺栓加工。
22.一些实施例中，所述移动端与所述拧紧轴之间设有连接块，所述连接块拆卸式连接于所述移动端的一侧，其上设有供所述转动端垂直穿过且转动连接的连接板。
23.通过上述方案，实现移动端与拧紧轴之间的转动连接，进而保障三轴直角坐标系移动装置可带动拧紧轴进行移动的同时，拧紧轴可顺利进行转动，以对发动机壳体上的螺栓进行拧紧加工。
24.一些实施例中，所述连接板设有平行且间隔的两个，且均与所述转动端转动连接。
25.通过上述方案，实现可在间隔的两处位置上对拧紧轴进行连接，进而保障拧紧轴在连接后的稳定性，并使其在转动时整体将更加稳定，避免产生晃动而影响发动机壳体上螺栓的拧紧加工。
26.一些实施例中，所述三轴直角坐标系移动装置设有四组，四组所述三轴直角坐标系移动装置呈矩形阵列布设。
27.通过上述方案，实现本方案中可利用四组三轴直角坐标系移动装置同时对发动机壳体表面上四处区域内的螺栓进行拧紧加工，有效保障发动机壳体加工效率的同时，避免三轴直角坐标系移动装置与拧紧轴数量设置过多造成各拧紧轴移动时产生冲突、结构复杂以及成本难以控制的情况出现。
28.一些实施例中，所述放置座顶部竖直设有多根定位柱，多根所述定位柱之间围设形成所述放置区。
29.通过上述方案，发动机壳体在放置于放置座顶部后，其周侧将在定位柱作用下得到的抵挡限位，进而在水平方向上得到定位。
30.一些实施例中，还包括安装架体，其顶部设有供所述三轴直角坐标系移动装置安装的安装台面，所述安装台面上开设有供所述拧紧轴穿过的操作口；所述放置区设于所述操作口下方；所述压紧装置一侧与所述安装架体底面固定连接。
31.通过上述方案，实现利用安装架体将三轴直角坐标系移动装置与拧紧轴安装至放置座的上方，并可通过操作口使控制拧紧轴顺利移动至下方的发动机壳体处进行加工。
32.第二方面，提供了一种发动机壳体类零件的多轴拧紧系统的使用方法。
33.一种如上所述发动机壳体类零件的多轴拧紧系统的使用方法，包括以下步骤：
34.将待加工的发动机壳体放置于所述放置区内；
35.控制所述压紧装置的压紧端压紧固定发动机壳体；
36.通过所述三轴直角坐标系移动装置控制各所述拧紧轴移动，分批次连接发动机壳体上的不同螺栓，并通过拧紧轴对螺栓进行拧紧。
37.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
38.本技术实施例提供了一种发动机壳体类零件的多轴拧紧系统及其使用方法，由于三轴直角坐标系移动装置可控制移动端在空间内的三个相互垂直方向上均可进行移动，使得移动端可根据需要移动至其移动范围内的任意一点，进而得以使移动端上的拧紧轴移动至与目标位置，并同定位状态下发动机壳体上的螺栓进行连接，后续在启动拧紧轴后即可对螺栓进行拧紧加工。在各拧紧轴完成一个螺栓的拧紧后则可在三轴直角坐标系移动装置控制下再次移动至下一待加工螺栓处进行连接与加工，分批次完成发动机壳体上全部螺栓的拧紧加工，且设置多个三轴直角坐标系移动装置和拧紧轴，使得可同时加工多个螺栓，有效提高加工效率并保障所加工螺栓的质量，相比相关技术中针对发动机上的每个螺栓对应设置拧紧轴，本技术方案大大降低设备复杂度，通过三轴直角坐标系移动装置驱动合适数量的拧紧轴即可实现对发动机上所用螺栓的加工，得以显著降低设备故障率，减小成本，且易于进行维修；相比人工进行发动机壳体上螺栓的拧紧，本方案更为高效快捷，利于生产，同时拧紧质量在拧紧轴的标准化拧紧动作下得到有效保障。
附图说明
39.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，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。
40.图1为本技术实施例提供的正视图；
41.图2为本技术实施例提供的侧视图；
42.图3为本技术实施例提供的俯视图；
43.图4为本技术实施例提供的拧紧轴结构示意图；
44.图5为本技术实施例提供的压紧结构示意图。
45.图中：
46.1、三轴直角坐标系移动装置；10、移动端；11、连接块；110、连接板；
47.2、拧紧轴；20、转动端；21、驱动部；
48.3、放置座；30、放置区；31、定位柱；
49.4、压紧装置；40、压紧端；41、连接架；42、升降板；43、驱动件；
50.5、安装架体；50、操作口。
具体实施方式
51.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
52.发动机装配线上大壳体类零件的装配拧紧工艺通常是多颗螺栓在同一平面上拧紧，如发动机正时链壳罩、气缸盖罩、油底壳等，紧固螺栓规格相同，但数量较多；常用的拧紧工艺有两种：1、自动设备多轴拧紧，根据螺栓数量及分布配置同等数量拧紧轴，所有螺栓同步自动拧紧；2、人工使用工具拧紧，人工按照特定的拧紧顺序依次拧紧。
53.但在采用自动设备进行多轴拧紧时，存在以下问题：1、设备柔性低，数量较多的拧紧轴位置固定，只能满足特定机型的加工需求，当产品设计出现变更，螺栓位置变化时，设备改动量大，改造周期长；2、设备故障率高，维修不便，拧紧轴多，故障概率也会相应增加，而且拧紧轴密集分布，维修空间小；3、设备投入大，单台拧紧轴成本较高导致设备整体投入大；而在采用人工方式进行拧紧时，则存在1、人工成本较高；2、加工节拍长，不能满足高产能的生产需求；3、拧紧质量不可控，容易出现漏拧或拧紧力矩衰减等质量问题。
54.因此，本技术实施例提供了一种发动机壳体类零件的多轴拧紧系统及其使用方法，以解决上述问题。
55.参照图1，一方面，本技术实施例提供了一种发动机壳体类零件的多轴拧紧系统，其包括：
56.至少两个三轴直角坐标系移动装置1，其上连接有移动端10，并可驱动所述移动端10在空间内相互垂直的三根直线移动轴上进行移动；
57.拧紧轴2，其连接于所述移动端10上，包括用于连接发动机壳体螺栓的转动端20，以及驱动所述转动端20转动的驱动部21；
58.放置座3，其上设有放置区30，以供发动机壳体放置；
59.压紧装置4，其设于所述定位座上方，其一侧具有可上下升降的压紧端40，以通过所述压紧端40下压固定发动机壳体。
60.其中，三轴直角坐标系移动装置1于本实施例中具体为直角坐标系机器人，其可由三根由伺服电机驱动运转的丝杠组成，三根丝杠在空间上形成相互垂直的x、y、z移动轴线，并使安装在丝杠螺母副上的移动端10可随丝杠转动做轴向运动，且每根丝杠均为独立转动，进而使其上的移动端10可在移动空间范围内移动至任意一点。此外，在其他实施例中，直角坐标系机器人内可由三个气缸或液压缸组成，使各缸体的输出轴在空间上形成三轴直角坐标系，以带动移动端10根据需要在空间内进行移动。
61.这样设置，待加工的发动机壳体可在放置于放置区30后，通过压紧装置4得到压紧固定，保障在后续加工过程中的稳定性，而三轴直角坐标系移动装置1可控制移动端10在空
间内的三个相互垂直方向上均可进行移动，使得移动端10可根据需要移动至其移动范围内的任意一点，进而得以使移动端10上的拧紧轴2移动至与目标位置，并同发动机壳体上的螺栓进行连接，后续在启动拧紧轴2后即可对螺栓进行拧紧加工。
62.进一步的，在各拧紧轴2完成一个螺栓的拧紧后则可在三轴直角坐标系移动装置1控制下再次移动至下一待加工螺栓处进行连接与加工，分批次完成发动机壳体上全部螺栓的拧紧加工，且设置多个三轴直角坐标系移动装置1和拧紧轴2，使得可同时加工多个螺栓，有效提高加工效率并保障所加工螺栓的质量。
63.而相比相关技术中针对发动机上的每个螺栓对应设置拧紧轴2，本技术方案大大降低设备复杂度，通过三轴直角坐标系移动装置1驱动合适数量的拧紧轴2即可实现对发动机上所用螺栓的加工，得以显著降低设备故障率，减小成本，且易于进行维修；相比人工进行发动机壳体上螺栓的拧紧，本方案更为高效快捷，利于生产，同时拧紧质量在拧紧轴2的标准化拧紧动作下得到有效保障。
64.参照图3，可选地，所述三轴直角坐标系移动装置1设有四组，四组所述三轴直角坐标系移动装置1呈矩形阵列布设。
65.这样设置，四组三轴直角坐标系移动装置1可同时对发动机壳体表面被划分为四处区域内的螺栓进行拧紧加工，有效保障发动机壳体加工效率的同时，避免三轴直角坐标系移动装置1与拧紧轴2数量设置过多，造成各拧紧轴2移动时产生冲突、结构复杂以及成本难以控制的情况出现。此外，与其他实施例中，可根据发动机壳体的不同类型对三轴直角坐标系移动装置1的数量进行适应性调整。
66.可选地，本发动机壳体类零件的多轴拧紧系统还包括：
67.程控装置(图中未示出)，其与所述三轴直角坐标系移动装置1控制连接，以控制所述移动端10在空间内相互垂直的三根直线移动轴上进行移动。
68.其中，可将发动机壳体上的螺栓位置参数提前输入程控装置内，使其可快速控制三轴直角坐标系移动装置1的移动端10移动至目标位置。
69.这样设置，实现可方便快捷地对各三轴直角坐标系移动装置1进行控制，进而根据需要将各拧紧轴2迅速移动至目标位置进行螺栓加工。
70.参照图4，可选地，所述移动端10与所述拧紧轴2之间设有连接块11，所述连接块11拆卸式连接于所述移动端10的一侧，其上设有供所述转动端20垂直穿过且转动连接的连接板110。
71.其中，连接块11通过螺钉拆卸式连接于移动端10的一侧，连接板110上开设有供拧紧轴2的转动端20穿过的穿孔，穿孔内设轴承连接拧紧轴2的转动端20，实现转动端20垂直穿过且转动连接连接板110。
72.这样设置，实现移动端10与拧紧轴2之间的转动连接，进而保障三轴直角坐标系移动装置1可带动拧紧轴2进行移动的同时，拧紧轴2可顺利进行转动，以对发动机壳体上的螺栓进行拧紧加工。
73.可选地，所述连接板110设有平行且间隔的两个，且均与所述转动端20转动连接。
74.其中，两连接板110于本实施例中呈水平设置，其在竖直方向间隔布设，使竖直的转动端20可穿过并连接两个连接板110。
75.这样设置，实现可在间隔的两处位置上对拧紧轴2进行连接，进而保障拧紧轴2在
连接后的稳定性，并使其在转动时整体将更加稳定，避免产生晃动而影响发动机壳体上螺栓的拧紧加工。
76.参照图5，可选地，所述压紧装置4包括：
77.连接架41，其设于所述放置座3一侧；
78.升降板42，其一端升降滑动连接于所述安装架上，其另一端延伸至所述放置座3上方并连接有所述压紧端40；
79.驱动件43，其设于所述升降板42下方，并具有可升降的输出端，所述输出端与所述升降板42固定连接。
80.其中，连接架41上设有竖向的导轨，升降板42一端滑动连接在该导轨上实现升降滑动设置，驱动件43则于本实施例中具体位置竖向设置的气缸，其输出端连接架41至升降板42底部，以驱动升降板42进行升降。
81.这样设置，在需要压紧固定发动机壳体时，驱动件43可控制升降板42于连接架41上进行移动并靠近发动机壳体，最终实现压紧于发动机壳体表面，完成发动机壳体的定位，结构简单易于实施，适合企业进行使用推广。
82.参照图5，可选地，所述压紧端40为可拆卸设置于所述升降板42底面的压块。
83.其中，压块通过栓接的方式可拆卸式连接于升降板42底面。
84.这样设置，压块可拆卸安装于升降板42底面，使作为压紧端40的压块可根据需要进行调整更换或拆卸维修，便于在长时间使用过程中使其可有效对发动机壳体进行压紧。
85.参照图1，可选地，所述放置座3顶部竖直设有多根定位柱31，多根所述定位柱31之间围设形成所述放置区30。
86.这样设置，发动机壳体在放置于放置座3顶部后，其周侧将在定位柱31作用下得到的抵挡限位，进而在水平方向上得到定位。
87.参照图1，可选地，还包括安装架体5，其顶部设有供所述三轴直角坐标系移动装置1安装的安装台面，所述安装台面上开设有供所述拧紧轴2穿过的操作口50；所述放置区30设于所述操作口50下方；所述压紧装置4一侧与所述安装架体5底面固定连接。
88.其中，各三轴直角坐标系移动装置1均固定安装于安装台面上，压紧装置4的连接架41连接于安装台面的底部。
89.这样设置，实现利用安装架体5将三轴直角坐标系移动装置1与拧紧轴2安装至放置座3的上方，并可通过操作口50使控制拧紧轴2顺利移动至下方的发动机壳体处进行加工。
90.另一方面，本技术实施例还提供了一种发动机壳体类零件的多轴拧紧系统的使用方法。
91.一种如上所述发动机壳体类零件的多轴拧紧系统的使用方法，包括以下步骤：
92.s1、将待加工的发动机壳体放置于所述放置区30内；
93.s2、控制所述压紧装置4的压紧端40压紧固定发动机壳体；
94.s3、通过所述三轴直角坐标系移动装置1控制各所述拧紧轴2移动，分批次连接发动机壳体上的不同螺栓，并通过拧紧轴2对螺栓进行拧紧。
95.在另一些实施例中，于步骤s3中，可通过所设置的程控装置对三轴直角坐标系移动装置1进行控制，并进一步控制拧紧轴2进行移动，具体为向程控装置内输入发动机壳体
上的螺栓参数，进而由程控装置控制三轴直角坐标系移动装置1上移动端10在三个移动轴线上的移动距离，并在拧紧轴2完成一个螺栓的拧紧后，将控制拧紧轴2移动至下一未加工的螺栓处进行连接与拧紧。
96.本技术所提供的发动机壳体类零件的多轴拧紧系统及其使用方法的工作原理及有益效果为：
97.三轴直角坐标系移动装置1可控制移动端10在空间内的三个相互垂直方向上均可进行移动，使得移动端10可根据需要移动至其移动范围内的任意一点，进而得以使移动端10上的拧紧轴2移动至与目标位置，并同定位状态下发动机壳体上的螺栓进行连接，后续在启动拧紧轴2后即可对螺栓进行拧紧加工。在各拧紧轴2完成一个螺栓的拧紧后则可在三轴直角坐标系移动装置1控制下再次移动至下一待加工螺栓处进行连接与加工，分批次完成发动机壳体上全部螺栓的拧紧加工，且设置多个三轴直角坐标系移动装置1和拧紧轴2，使得可同时加工多个螺栓，有效提高加工效率并保障所加工螺栓的质量，相比相关技术中针对发动机上的每个螺栓对应设置拧紧轴2，本技术方案大大降低设备复杂度，通过三轴直角坐标系移动装置1驱动合适数量的拧紧轴2即可实现对发动机上所用螺栓的加工，得以显著降低设备故障率，减小成本，且易于进行维修；相比人工进行发动机壳体上螺栓的拧紧，本方案更为高效快捷，利于生产，同时拧紧质量在拧紧轴2的标准化拧紧动作下得到有效保障。
98.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
99.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
100.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的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技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术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申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。