汽车第一代轮毂轴承装配线的制作方法

专利名称：汽车第一代轮毂轴承装配线的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于汽车第一代轮毂轴承的装配设备，属于轮毂轴承制造技术领 域。
背景技术：
汽车上所用的轮毂轴承根据其结构组成分为一代、二代和三代，二代和三代也称 为轮毂单元。第一代轮毂轴承是一种外圈整体式、内圈背对背组合的双列角接触球轴承或 双列圆锥滚子轴承，其具体结构如图1所示，包括外圈01、钢球02、保持架03、内圈04和密 封圈05，外圈01为整体式结构，两个内圈02背对背安装在外圈01内，两个内圈02与外圈 01之间均通过一个保持架03均勻安装有钢球02，保持架03的外侧在内圈02与外圈01之 间设有密封圈05。第一代轮毂轴承自带密封圈，省去了人工外部安装密封圈的步骤。为保 证安装后预紧载荷在规定范围内，预先设定初始轴承游隙，在汽车组装线上无需使用调整 预紧载荷的隔圈。第一代轮毂轴承具体的装配流程是选出符合达到精度要求的一个外圈01和两 个内圈04—将选出的钢球02均布压装到保持架03中一将一个装好钢球的保持架放入 外圈一端，并将一个内圈压装到外圈该端一将另一个外圈和装好钢球的保持架压装到外 圈内的另一端一振动和游隙检测一在保持架内注入润滑脂一压装密封圈05。第一代 轮毂轴承的装配工步较多，从零部件的选配、装配过程控制和参数检测都关系到轴承的质 量。目前汽车轮毂轴承的装配大部分工序仍然采用人工装配方式，检测项目不完全，自动化 程度低、生产效率低，参数控制不严格，不能保证产品质量。

发明内容
本发明针对现有汽车第一代轮毂轴承制造技术存在的不足，提供一种自动化程度 高、参数控制准确、能够保证轮毂轴承质量的汽车第一代轮毂轴承装配线。本发明的汽车第一代轮毂轴承装配线采用以下技术方案该装配线包括内圈输送测量设备、外圈输送测量设备、托盘输送线、合套设备、振 动检测设备、游隙检测设备以及注脂检测设备；内圈输送测量设备、外圈输送测量设备与合 套设备通过托盘输送线连接，该托盘输送线上在合套设备和内圈输送测量设备之间设有挡 放料机构；合套设备与振动检测设备通过一条传送线连接，该传送线上也设有挡放料机构； 振动检测设备与游隙检测设备通过一条滑台连接，该滑台的末端设有推料机构，推料机构 与注脂检测设备之间通过一条输出线连接；振动检测设备和游隙检测设备的前面均设有搬 运装置；内圈输送测量设备和外圈输送测量设备设有共用的内外圈输送计算机和PLC可编 程控制器，合套设备中设有合套计算机和合套PLC，振动检测设备中设有振动检测计算机和 振动检测PLC，游隙检测设备中设有游隙检测计算机和游隙检测PLC，注脂检测设备中设有 注脂计算机和注脂PLC ；各设备中的计算机均与PLC连接；内外圈输送计算机与合套计算机 通讯连接。CN 挡放料机构包括支架、挡料板、挡放料气缸、连杆和连接轴，挡放料气缸铰接在支 架上，连杆的一端与挡放料气缸的活塞杆铰接，连杆的另一端与连接轴连接，挡料板连接在 连接轴的下端，连接轴安装在在支架上，挡放料气缸的前面设置有检测开关。1.内圈输送测量设备用于对轮毂轴承的内圈进行输送和测量，通过计算选出与外 圈输送测量设备上输出的外圈相匹配的两个内圈，由此选出相应级别的钢球。内圈输送测 量设备包括内圈存储架、内圈输入传送线、挡放料机构、挡块、推料机构、隔料机构、上料升 降机构、内圈步进机构、内圈初选装置、内圈初选机器人、内圈分选斜料道、内部输送线、内 圈废料道和内圈测量装置；内圈存储架设置在内圈输入传送线的输入端，挡放料机构安装 在内圈输入传送线上，挡块设置在内圈输入传送线的末端，隔料机构和推料机构分别设置 在内圈输入传送线的末端两侧，推料机构与上料升降机构之间设有送料台；内圈初选装置 设置在上料升降机构和内圈初选机器人之间，上料升降机构、内圈初选装置和内圈初选机 器人之间设置有输送工件的内圈步进机构；内圈初选机器人设置在内圈分选斜料道和内圈 废料道的后部；内部输送线设置在内圈分选斜料道与内圈测量装置之间。各执行机构和检 测元件均与内外圈输送PLC，由内外圈输送PLC按程序控制运行。各数据测量元件与内外圈 输送计算机连接，将数据传给计算机进行处理。(1)内圈存储架内圈存储架包括机架、工件检测开关架、倾斜料道和同步放料装置，各条倾斜料道 安装在机架的上部，在各条倾斜料道的出口处安装有同步放料装置，同步放料装置的前面 在机架两侧安装有工件检测开关架，同步放料装置与内外圈输送PLC连接，工件检测开关 架安装有检测开关，检测开关与内外圈输送计算机连接。同步放料装置采用中国专利号 200820024752公开的《多料道同步放料装置》。检测开关采用发光对关。(2)隔料机构隔料机构包括隔料气缸、支架、导杆和隔料块，隔料气缸安装在支架上，隔料气缸 的活塞杆上安装有隔料块，隔料块上还安装有导杆。(3)推料机构包括支架、推料气缸、推料块和导杆，推料气缸安装在支架上，推料气 缸的活塞杆上安装有推料块，推料块上设有导杆，以防推料块转动。(4)上料升降机构上料升降机构包括支架、顶起气缸、导杆和定位头，升降气缸安装在支架上，其活 塞杆朝下并与连接板连接，连接板上安装有导杆，导杆的上端连接有定位头，定位头的一侧 设有检测开关，该检测开关与内外圈输送计算机连接，升降气缸与内外圈输送PLC连接。(5)内圈步进机构内圈步进机构包括机架、升降气缸、升降座、移动气缸、移动板和搬运手指；升降气 缸安装在机架上，升降座连接在四个升降气缸的活塞杆上，升降座上设有导轨，移动板安装 在升降座的导轨上并与移动气缸的活塞杆连接，移动气缸安装在升降座上，移动板上设有 四对搬运手指；在机架上位于移动板的右边两对搬运手指处设置有放料柱。放料柱的作用 是暂时放置由内圈初选装置测量结束后的两个内圈，等待内圈初选机器人抓取。(6)内圈初选装置内圈初选装置包括测量架、升降气缸、左测量工位和右测量工位；升降气缸安装在 测量架的下部，其活塞杆朝下并与连接板连接；左测量工位和右测量工位安装在测量架的
8左右两侧，两者结构相同，每个测量工位均包括测量头和内圈定位轴，测量头安装在测量架 的上部，内圈定位轴安装在定位轴座中，内圈定位轴的下端与连接板连接。测量头包括位移传感器、测量杆、测量杆座和测量工装，测量杆安装在测量杆座 内，测量杆座的下端与测量工装连接，测量杆的下端伸入测量工装内，位移传感器安装在测 量杆的上方，测量工装内安装有带钢球的保持架，位移传感器与内外圈输送计算机连接。(7)内圈初选机器人内圈初选机器人包括机架、移动架、滑轨架、滑轨、左升降气缸、右升降气缸、左手 指气缸架、右手指气缸架、左手指气缸、右手指气缸、伺服电机和取料手指；滑轨架安装在机 架的上部，滑轨架上安装有滑轨，滑轨架上的一端安装有伺服电机，伺服电机通过链轮与滑 轨架内的传动链条连接，移动架安装在滑轨上并与传动链条连接；左升降气缸和右升降气 缸均安装在移动架上，左手指气缸架与左升降气缸的活塞杆连接并通过导杆导向；左手指 气缸安装在左手指气缸架上，右手指气缸安装在右手指气缸架上，左手指气缸和右手指气 缸的活塞杆上均安装有取料手指。(8)内圈分选斜料道内圈分选斜料道设有多条，用于存放不同尺寸范围的内圈，每条内圈分选斜料道 的出口处均设有一个挡放料机构。外圈测量结束后，内外圈输送计算机运算出所需与该外 圈配成合格游隙的内圈，发指令到内外圈输送PLC，内外圈输送PLC接到指令后，控制配对 内圈所在分选斜料道上的挡放料机构放料，使内圈滑入内部输送线上。(9)内圈废料道内圈废料道用于盛放初选不合格的内圈和内圈分选斜料道内放不下的合格内圈， 其结构包括废料斜道、废料槽、成品料槽、转换气缸和转换板，废料槽和成品料槽并排连接 在的废料斜道的出口处，连接处设有可转动的转换板，转换板与转换气缸的活塞杆铰接，转 换气缸安装在一个支架上。(10)内圈测量装置内圈测量装置包括测量架、上料气缸、推料气缸、接料板、接料板升降气缸、定位轴 座、内圈定位轴、前测量工位、后测量工位和定位轴拨动机构；上料气缸位于内部传输线的 末端，其活塞杆上安装有上料块，上料块处安装有上料检测开关；推料气缸设置在上料气缸 的上方，其活塞杆上安装有推料头；接料板升降气缸和定位轴座安装在测量架上，两个接料 板升降气缸的活塞杆上连接有接料板；内圈定位轴安装在定位轴座中，接料板上设有能够 使内圈定位轴伸出的洞孔，洞孔的两侧设有位置检测开关；测量架上设置有前测量工位和 后测量工位两个相同的测量工位，前测量工位和后测量工位之间设有隔料机构；每个测量 工位均包括测量头、升降气缸和内圈定位轴，测量头安装在测量架的上部，升降气缸安装在 测量架的下部，其活塞杆朝下并与连接板连接，连接板上设有导杆，内圈定位轴的下端与连 接板连接；内圈定位轴与定位轴拨动机构连接，定位轴拨动机构包括拨动气缸、齿条和齿 轮，齿轮通过花键安装在内圈定位轴上，齿轮与齿条啮合，齿条与拨动气缸的活塞杆连接， 拨动气缸和齿轮均固定连接在测量架上。2.外圈输送测量设备外圈输送测量设备用于对第一代轮毂轴承的外圈进行输送和测量，通过计算选出 与内圈输送测量设备上输出的两个内圈相配合的钢球。
外圈输送测量设备包括外圈存储架、外圈输入传送线、挡块、送料机构、缓冲推料 机构、推料机构、挡料机构、外圈测量装置和废料推出机构；外圈存储架设置在外圈输入传 送线的输入端，外圈输入传送线的末端设有挡块，挡块的位置处设有检测开关，挡块的一侧 设有送料机构，一侧设有缓冲推料机构，外圈测量装置的进料端设有推料机构，外圈测量装 置的测量位置前面设有将外圈挡住的挡料机构，外圈测量装置的出料端设有废料推出机 构。外圈测量装置包括测量架、测量头升降气缸、测量头架、测量头、接料板、接料板升 降气缸、轴套、外圈定位轴、顶升气缸、连接板和定位轴拨动机构；接料板升降气缸和轴套安 装在测量架上，两个接料板升降气缸的活塞杆上连接有接料板，接料板上设有能够使外圈 定位轴伸出的洞孔，洞孔的两侧设有位置检测开关；顶升气缸安装在测量架的下部，其活塞 杆朝下并与连接板连接；外圈定位轴通过花键安装在轴套中，外圈定位轴的下端也与连接 板连接，外圈定位轴的上端装有下带球保持架；轴套与定位轴拨动机构连接，定位轴拨动机 构包括拨动气缸、齿轮和齿条，拨动气缸安装在测量架上，齿条与拨动气缸的活塞杆连接， 齿轮安装在轴套上，齿轮与齿条啮合；测量架上设置有带导轨的立柱，测量头架安装在立柱 的导轨上，测量头架与测量头升降气缸的活塞杆连接，测量头升降气缸安装在立柱的上端； 测量头安装在测量头架上，测量头的测量工装的外侧安装有上带球保持架。3.托盘输送线托盘输送线用于将测量完后的两个内圈和一个外圈自动传送到合套设备位置处， 并将合套设备中合套后的内、外圈输送下一工位。托盘输送线包括支架、上输送带、下输送带、左升降箱、止动机构、托盘顶起机构和 右升降箱，上输送带和下输送带上下平行安装在支架上，由各自的驱动电机带动运转；左升 降箱和右升降箱分别设置在两条输送带的两端，在上输送带上设置有安装在支架上的止动 机构和托盘顶起气缸；止动机构包括止动气缸和止动块，止动块安装在止动气缸的活塞杆 上；托盘顶起机构设置在将测量结束后的外圈和内圈推出的位置处，托盘顶起机构包括顶 起气缸和顶板，顶板安装在顶起气缸气缸的活塞杆上，顶板上设有导杆。左升降箱和右升降箱位于托盘输送线的两端，将托盘上升和下降，以使托盘在上 输送带和下输送带之间往复循环运行。左升降箱和右升降箱的结构是一样的，包括支架、升 降架、升降气缸、停止器和传送机构，升降气缸安装在支架上，升降架安装在升降气缸的活 塞杆上，停止器和传送机构设置在升降架上。传送机构包括电机、传动链条和输送链条，电 机安装在升降架的下部，电机通过链传动带动前后两条输送链条运行，两条输送链条与上 输送带的两条输送链条是对接的。停止器用于挡住托盘，包括停止气缸和停止块，停止块安 装在顶起气缸的活塞杆上。4.合套设备合套设备是将由托盘输送线传送过来的一个外圈和两个内圈以及钢球和保持架 组装在一起。合套设备包括钢球输送装置、布球装置、保持架钢球压装装置、合套装置、合套 计算机和合套PLC，钢球输送装置、布球装置和压装装置由后向前设置，合套装置位于压装 装置的右侧，钢球输送装置、布球装置、保持架钢球压装装置和合套装置中的执行机构均与 合套PLC连接。(1)钢球输送装置
钢球输送装置包括料仓架、料仓、放料管和送料机器人，一个料仓盛放一种尺寸规 格的钢球，所有料仓均安装在料仓架上，料仓的下部设置有料仓挡放料气缸，料仓挡放料气 缸的活塞杆与料仓内的挡料块连接，料仓挡放料气缸的活塞杆带动挡料块进退；料仓的底 部设有放料管，放料管上设有放料管挡放料气缸；料仓的下方设有送料机器人，送料机器人 包括机架、移动架、纵向移动机构和横向移动机构；纵向移动机构安装在机架上，横向移动 机构通过导轨安装在纵向移动机构上；移动架安装在横向移动机构，在横向移动机构的带 动下移动架可横向移动；移动架上安装有运料管，运料管的底部设有挡放料气缸，以控制运 料管的放料。(2)布球装置布球装置采用中国专利文献公开号CN201218288公开的《轴承装配中的布球装置》。(3)保持架钢球压装装置钢球压装装置是将钢球压入保持架内，包括机架、下工装支撑、上压头和压装升降 气缸，压装升降气缸安装在机架的上部，压装升降气缸的活塞杆与连接板连接，连接板上设 置有导柱，上压头安装在连接板上；下工装支撑上安装有下工装，下工装的上端设有均布的 球道，每个球道上均装有接触式检测开关；接触式检测开关与合套计算机连接。(4)合套装置合套装置用于将带钢球的保持架、内圈和外圈压装在一起。其结构包括机架、内圈 压头、合套气缸、连接板和下定位座，合套气缸安装在机架的上部，合套气缸的活塞杆与连 接板连接，连接板上设置有导柱，内圈压头安装在连接板上，下定位座安装在机架的下部。5.传送线。传送线用于将压好内圈和带钢球的保持架的外圈输送到振动检测设备的位置处。 其结构包括输送带、挡放料机构、推料机构、升降机构和送料机构；挡放料机构设置在输送 带上，挡放料机构处设有一对检测开关，推料机构设置在输送带的末端，并位于升降机构的 前方；升降机构包括升降气缸和上平板，上平板与升降气缸的活塞杆连接，上平板上设有导 杆。6.振动检测设备振动检测设备包括一工位振动检测装置、翻转装置、二工位振动检测装置、废料推 出气缸振动检测PLC和振动检测计算机，翻转装置设置在两个振动检测装置之间，两个振 动检测装置和翻转装置的前面设有一条滑台，废料推出气缸设置在二工位振动检测装置的 出料端，并位于滑台的一侧，振动检测装置与振动检测PLC和振动检测计算机连接，翻转装 置与振动检测PLC连接。振动检测PLC按程序控制各装置的运行。二个工位的振动检测装置分别用于轮毂轴承中两个保持架位置钢球运转时的振 动检测，翻转装置用于一侧将轮毂翻转过来，以便在测试完轮毂一个保持架位置钢球运转 振动时后再测试另一个。如果轮毂检测不合格，就被送到废料推出气缸位置，废料推出气缸 将轮毂推入废料槽。(1)振动检测装置振动检测装置包括支架、电机、主轴、探针伸出气缸、滑座、顶起气缸、上工装和下 工装，电机安装在支架的上部，主轴通过轴承安装在主轴座上，主轴座安装在支架上；主轴的上端与电机连接；上工装安装在主轴的下端；顶起气缸安装在支架的下部，顶起气缸的 活塞杆与滑座连接，下工装安装在滑座上；下工装位于滑台的下面，支架上还安装有左右两 个探针伸出气缸，探针伸出气缸的活塞杆上安装有探针，探针与振动检测计算机连接；支架 上安装有气垫；各个气缸均与振动检测PLC连接；上工装包括内压头和外压头，内压头连接 在主轴座上，外压头套装在内压头的外侧并通过压块固定在支架上。(2)翻转装置翻转装置包括机架、升降气缸、翻转气缸、手指气缸和手指，升降气缸安装在机架 上，翻转气缸与升降气缸的活塞杆连接，手指气缸安装在翻转气缸上，手指安装在手指气缸 的活塞杆上。7.游隙检测设备游隙检测是用来测量游隙量用的，把工件放在游隙检测放工件处，运行游隙检测 过程，通过检测工件内圈上下两个方向的位移量，从而计算游隙量。游隙检测设备包括游隙检测装置、游隙检测计算机和游隙检测PLC，游隙检测装置 与游隙检测计算机和游隙检测PLC连接，游隙检测装置与振动检测装置共用一个滑台。游 隙检测装置包括顶起气缸、滑座、内圈压紧气缸、下工装、下工装芯轴、芯轴座、电机、支架、 上工装和测头；顶起气缸安装在支架的下部，滑座与顶起气缸的活塞杆连接；下工装安装 在滑座的上端，下工装内装有下工装芯轴，下工装芯轴的下端安装在芯轴座内，芯轴座与内 圈压紧气缸的活塞杆连接；电机和内圈压紧气缸均安装在滑座上，电机与下工装芯轴通过 带传动连接，其中下工装芯轴上的皮带轮与下工装芯轴通过花键连接，并且是安装在滑座 上；上工装安装在支架的上部，上工装的上方设有测头，测头安装在支架上端并与游隙检测 计算机连接。测头的下端与上工装的主轴上端接触；各气缸与游隙检测PLC连接。上工装包括浮动块、外圈压头、连接座、轴套、主轴和主轴座，连接座连接在主轴的 下端，连接座的下端设有过渡块，过渡块的下端连接有浮动块，过渡块的下端与浮动块之间 设有弹簧，外圈压头设置在浮动块的外侧，并固定在支架上，主轴安装在主轴座中，主轴座 套装在轴套中，主轴座的上端设有配重块。8.注脂检测设备注脂检测设备用于对轴承进行定量注脂，压装密封圈，并对轴承外圈和密封圈的 跳动量进行检测。注脂检测设备包括注脂装置、密封圈压装装置、跳动检测装置、注脂检测 计算机和注脂检测PLC。(1)注脂装置注脂装置包括机架、称重气缸、注脂气缸、称重装置、下定位座、电机和注脂头，注 脂气缸安装在机架的下部，其活塞杆朝下并与连接板连接，连接板上安装有称重气缸，称重 气缸的活塞杆与下连板连接，下连板安装有导杆，导杆上连接有上连板；称重装置安装在机 架上，下定位座安装在上连板上，称重装置的上端伸入下工装的内孔中；电机安装在机架的 上部，电机通过传动机构与注脂头连接，带动注脂头转动，注脂头安装在注脂头座中，注脂 头座安装在机架的上部；注脂头中设有均布的注脂孔；称重装置与注脂检测计算机连接， 称重气缸、注脂气缸和电机与注脂检测PLC连接。(2)密封圈压装装置密封圈压装装置包括机架、下工装、上工装、连接板和气液增压缸，气液增压缸安装在机架的上端，气液增压缸的活塞上安装有连接板，连接板上设有导杆；上工装安装在连 接板的底面，其上设有安放密封圈的凹槽；下工装安装在机架上并位于上工装的正下方。人工将注脂后的轮毂放入下工装上，将密封圈放置在上工装的凹槽中。启动气液 增压缸，带动上工装上的密封圈放置下压，将密封圈压到位之后气液增压缸带动上工装返 回。将轮毂轴承翻转，再压另一侧的密封圈。也可设置两套密封圈压装装置，分别用于压装 轮毂两侧的密封圈。(3)跳动测量装置跳动测量装置包括机架、电机、顶盘轴、下工装、上压头、下压气缸、移动机构和测 量机构；电机安装在机架的下部，电机通过通过传动机构与顶盘轴连接，带动顶盘轴转动； 顶盘轴安装在顶盘轴座中，顶盘轴座安装在机架上；下工装安装在顶盘轴上，下工装的上端 设有安放轮毂轴承的芯轴；下压气缸安装在机架的上部，上压头连接在下压气缸的活塞杆 上，并位于下工装的正上方；移动机构安装在机架上并位于在下工装的一侧，移动架安装在 移动机构的动力输出端，测量机构安装在移动架上；测量机构包括探针、杠杆、压动气缸和 位移传感器，杠杆铰接在移动架上，探针安装在杠杆的一端，压动气缸和位移传感器位于杠 杆的另一端，压动气缸安装在移动架的上部，其活塞杆与杠杆连接，杠杆与移动架之间设有 弹簧；位移传感器与注脂检测计算机连接，各气缸和电机均与注脂检测PLC连接。位移传感器将探针在轴承外圈上的位移变化数据传给计算机，计算机处理数据并 显示跳动结果。然后将探针移动到密封圈上方，按上述过程即可完成密封圈的跳动测量。本发明能够完成汽车第一代轮毂轴承的全部装配工序，对每一工序都实现了自动 检测，避免了不合格品流入下一工序，参数自动设定，自动检测，由PLC按照程序自动控制 执行机构的运行，避免了人为因素对产品质量的影响，实现了精确控制，严格保证了装配质 量。



图16是内圈输送测量设备中的内圈测量装置的结构示意图。图17是外圈输送测量设备的结构布置示意图。图18是外圈测量装置的结构示意图。图19是托盘输送线的结构布置示意图。图20是托盘输送线中升降箱的结构示意图。图21是合套设备的结构布置示意图。图22是合套设备中的钢球输送装置的结构示意图。图23是合套设备中布球装置的结构示意图。图24是图23的左视图。图25是图23的俯视图。图26是合套设备中的保持架钢球压装装置的结构示意图。图27是合套设备中的合套装置的结构示意图。图28是传送线的结构布置示意图。图29是振动检测设备的结构布置示意图。图30是振动检测设备中的振动检测装置的结构示意图。图31是振动检测装置中上工装的结构示意图。图32是是振动检测设备中的翻转装置的结构示意图。图33是游隙检测设备的结构布置示意图。图34是游隙检测设备中游隙检测装置的结构示意图。图35是游隙检测装置中上工装的结构示意图。图36是注脂设备中的注脂装置的结构示意图。图37是注脂设备中的密封圈压装装置的结构示意图。图38是跳动检测装置的结构示意图。其中01、外圈，02、钢球，03、保持架，04、内圈，05、密封圈；1、内圈输送测量设备， 2、外圈输送测量设备，3、托盘输送线，4、合套设备，5、传送线，6、搬运装置，7、振动检测设 备，8、游隙检测设备，9、搬运装置，10、注脂检测设备，11、挡放料机构，12、输出线，13、滑台， 14、推料机构；1101、支架，1102、挡料板，1103、挡放料气缸，1104、连杆，1105、连接轴；101、 内圈存储架，102、内圈输入传送线，103、挡放料机构，104、挡块，105、推料机构，106、隔料 机构，107、上料升降机构；108、内圈步进机构，109、内圈初选装置、110、内圈初选机器人， 111、内圈缓冲斜道，112、内部输送线，113、内圈废料道，114、内圈测量装置，115、送料台； 1011、机架，1012、工件检测开关架，1013、倾斜料道，1014、同步放料装置；1051、推料块， 1052、导杆，1053、推料气缸，1054、支架，1055、前检测开关，1056、后检测开关，1061、隔料 气缸，1062、支架，1063、导杆，1064、隔料块；1071、支架，1072、升降气缸，1073、导杆，1074、 定位头，1075、连接板；1081、机架，1082、升降气缸，1083、放料柱，1084、升降座，1085、移动 板，1086、搬运手指，1087、移动气缸；1091、左测量工位，1092、右测量工位，1093、测量头， 1094、定位轴座，1095、内圈定位轴，1096、升降气缸，1097、导杆，1098、连接板，1099、测量 架；10931、位移传感器，10932、测量杆，10933、测量工装，10934、带钢球的保持架，10935、 测量杆座；1101、机架，1102、移动架，1103、滑轨架，1104、左升降气缸，1105、右升降气缸， 1106、左手指气缸，1107、右手指气缸，1108、伺服电机，1109、取料手指，11010、滑轨，11011、左手指气缸架，11012、右手指气缸架，11013、导杆；1131、内圈废料道，1132、废料槽，1133、 成品料槽，1134、转换气缸，1135、转换板；1141、上料气缸，1142、推料气缸，1143、前测量工 位，1144、后测量工位，1145、接料板升降气缸，1146、测量头，1147、升降气缸，1148、拨动气 缸，1149、接料板，11410、滑台，11411、内圈定位轴，11412、齿条，11413、定位轴座，11414、测 量架，11415、连接板，11416、上料块，11417、推料头，11418、洞孔，11419、导杆；201、外圈斜 料架，202、外圈输入传送线，203、缓冲推料气缸，204、挡块，205、送料气缸，206、推料气缸， 207、外圈测量装置，208、挡料气缸，209、废料推出气缸，210、废料槽；2071、测量架，2072、立 柱，2073、导轨，2074、测量头升降气缸，2075、测量头架，2076、测量头，2077、上带球保持架， 2078、接料板，2079、接料板升降气缸，20710、下带球保持架，20711、外圈定位轴，20712、顶 升气缸，20713、连接板，20714、拨动气缸，20715、齿轮，20716、齿条，20717、轴套；301、支架， 302、上输送带，303、下输送带，304、左升降箱，305、止动机构，306、托盘顶起机构，307、右升 降箱，308、托盘；3041、支架，3042、电机，3043、升降气缸，3044、停止器，3045、链传动，3046、 输送链条，3047、升降架；401、钢球输送装置，402、布球装置，403、保持架钢球压装装置， 404、外圈下沟道压装保持架钢球装置，405、合套装置；4011.料仓架，4012、纵向移动机构， 4013、横向移动机构，4014、运料管，4015、挡放料气缸，4016、放料管，4017、料仓，4018、料仓 挡放料气缸，4019、放料管挡放料气缸，40110、机架，40111、移动架；4021、料管，4022、放料 气缸，4023、布球管，4024、分布盘，4025、落球孔，4026、进给气缸，4027、放料盘，4028、下球 孔，4029、升降气缸，40210、机架，40211、中轴，40212、电机，40213、传动机构，40214、连接 架，40215、驱动气缸；4031、下支撑，4032、机架，4033、上压头，4034、压装升降气缸，4035、下 布球座，4036、保持架，4037、钢球，4038、连接板；4041、机架，4042、内圈压头，4043、合套气 缸，4044、下定位座，4045、连接板，4046、保持架，4047、钢球；501、输送带，502、挡放料机构， 503、推料机构，504、升降机构，505、送料气缸；701、一工位振动检测装置，702、翻转装置， 703、二工位振动检测装置，704、废料推出气缸；7011、气垫，7012、支架，7013、探针伸出气 缸，7014、探针，7015、电机，7016、联轴器，7017、主轴，7018、上工装，7019、下工装，70110、滑 座，70111、顶起气缸，70112、主轴座；70181、内压头，70182、外压头，70183、压块；7021.机 架，7022、升降气缸，7023、翻转气缸，7024、手指气缸，7025、手指；1201、挡放料机构，1202、 废料推出气缸，1203、废料槽；801、顶起气缸，802、滑座，803、内圈压紧气缸，804、下工装， 805、下工装芯轴，806、芯轴座，807、电机，808、带传动，809、支架，810、上工装，8011、测头； 8101、内压头，8102、外压头，8103、压块，8104、主轴座，8105、配重块，8106、锁紧螺母，8107、 轴套，8108、主轴；10011、机架，10012、下连板，10013、称重气缸，10014、注脂气缸，10015、 称重装置，10016、下定位座，10017、上连板，10018、导杆，10019、电机，100110、连接板， 100111、带传动，100112、注脂头座，100113、注脂头；10021、机架，10022、下工装，10023、上 工装，10024、连接板，10025、导杆，10026、气液增压缸；10031、机架，10032、电机，10033、顶 盘轴，10034、顶盘轴座，10035、顶盘，10036、压块，10037、下工装，10038、下压气缸，10039、 上压头，100310、探针，100311、移动机构，100312、杠杆，100313、压动气缸，100314、位移传 感器，100315弹簧，100316、移动架。
具体实施例方式
本发明的汽车第一代轮毂轴承装配线的整体结构布置如图2所示，包括内圈输送测量设备1、外圈输送测量设备2、托盘输送线3、合套设备4、振动检测设备7、游隙检测设备 8和注脂检测设备10。内圈输送测量设备1、外圈输送测量设备2与合套设备2通过一条托 盘输送线3连接，该托盘输送线3上在合套设备2和内圈输送测量设备之间设有挡放料机 构11。合套设备7与振动检测设备8通过一条传送线5连接，该传送线5上也设有挡放料 机构。振动检测设备8与游隙检测设备9通过一条滑台13连接，该滑台13的末端设有推 料机构14，推料机构14与注脂检测设备10之间通过一条输出线12连接。振动检测设备8 的前面设有搬运装置6，游隙检测设备9的前面设有搬运装置9。内圈输送测量设备1和外 圈输送测量设备2共用一台数据采集及处理用的计算机(称为内外圈输送计算机)和PLC 可编程控制器(称为内外圈输送PLC)，合套设备4中设有合套计算机和合套PLC，振动检测 设备3中设有振动测量计算机和振动测量PLC，游隙检测设备4中设有游隙测量计算机和游 隙测量PLC，注脂检测设备5中设有注脂计算机和注脂PLC ；各设备中的计算机均与PLC连 接。内外圈输送计算机和合套计算机通讯连接。搬运装置6和搬运装置9采用中国专利文献专利号200820024753公开的《圆柱类 零件的等间距步进搬运装置》。挡放料机构11的结构如图3所示，包括支架1101、挡料板1102、挡放料气缸1103、 连杆1104和连接轴1105，挡放料气缸1103铰接在支架1101上，连杆1104的一端与挡放料 气缸1103的活塞杆铰接，连杆1104的另一端与连接轴1105连接，挡料板1102连接在连接 轴1105的下端，连接轴1105安装在支架1101上。挡放料气缸1103的前面设置有检测开 关。挡放料气缸1103与合套PLC连接，合套PLC控制挡放料气缸1103动作，以确定是否将 工件放行。检测开关与合套计算机连接，通过检测开关确认托盘输送线3上有无工件(带 内外圈的托盘)，若没有则通知挡放料机构11放料。需要放料时，挡放料气缸1103动作，其 活塞杆推动连杆1103转动，从而带动连接轴1105转动，与连接轴1105连接的挡料板1102 随之偏转出托盘输送线3，使托盘输送线3上的托盘放行。本发明中有多处用到挡放料机 构，各处提到的挡放料机构均采用图3所示的结构。推料机构14在本发明中有也有多处用到，各处的推料机构结构都是一样的，其结 构在内圈输送测量设备1中详细介绍。一.内圈输送测量设备1内圈输送测量设备1用于对轮毂轴承的内圈进行输送和测量，通过计算选出与外 圈输送测量设备2上输出的外圈相匹配的两个内圈，由此选出相应级别的钢球。内圈输送测量设备1的结构布置如图4所示，包括内圈存储架101、内圈输入传送 线102、挡放料机构103、挡块104、推料机构105、隔料机构106、上料升降机构107、内圈步 进机构108、内圈初选装置109、内圈初选机器人110、内圈分选斜料道111、内部输送线112、 内圈废料道113和内圈测量装置114。内圈存储架101设置在内圈输入传送线102的输入 端，用于将内圈存储架101上滑下的内圈输入传送到下一工位。挡放料机构103安装在内 圈输入传送线102上，用于控制内圈前行与否。挡块104设置在内圈输入传送线102的末 端，用于挡住内圈输入传送线102上移动的内圈。隔料机构106和推料机构105分别设置 在内圈输入传送线102的末端两侧，隔料机构106用于将前后两个内圈隔开一定距离，推料 机构105用于将隔开的两个内圈推到上料升降机构107上，推料机构105与上料升降机构 107之间设有送料台115。上料升降机构107用于将两个内圈升起。内圈初选装置109设置在上料升降机构107和内圈初选机器人110之间，上料升降机构107、内圈初选装置109 和内圈初选机器人110之间设置有输送工件的内圈步进机构108 ；内圈步进机构108用于 将上料升降机构107上升起的两个内圈平移到内圈初选装置109，同时将内圈初选装置109 上测量后的两个内圈平移到内圈步进机构108上的待取位置，内圈初选装置109同时对两 个内圈进行测量。内圈初选机器人110设置在内圈分选斜料道111和内圈废料道113的后 部；内圈初选机器人110抓取内圈步进机构108上待取位置的内圈，按测量结果分别放置到 内圈分选斜料道111和内圈废料道113中。内部输送线112设置在内圈分选斜料道111与 内圈测量装置114之间。内部输送线112将内圈分选斜料道111中的内圈输送到内圈测量 装置114中进行更精确的测量。各执行机构和检测元件均与内外圈输送PLC，由内外圈输 送PLC按程序控制运行。各数据测量元件与内外圈输送计算机连接，将数据传给计算机进 行处理。以下对各部分详细说明。1.内圈存储架101内圈存储架101布置在内圈输入传送线102的输入端，其结构如图5所示，包括机 架1011、工件检测开关架1012、倾斜料道1013和同步放料装置1014，各条倾斜料道1013安 装在机架1011的上部，在各条倾斜料道1013的出口处安装有同步放料装置1014，同步放料 装置1014的前面在机架1011两侧安装有工件检测开关架1012，工件检测开关架1012安 装有检测开关。同步放料装置1014采用中国专利号200820024752公开的《多料道同步放 料装置》。同步放料装置1014与内外圈输送PLC连接，内外圈输送PLC控制同步放料装置 1014动作，将内圈放到内圈输入传送线102上。工件检测开关架1012上的检测开关与内外 圈输送计算机连接，通过检测开关确认倾斜料道1013内有无工件(内圈)，检测开关采用发 光对关。通过人工将内圈放到各条倾斜料道1013上，在同步放料装置1014的带动下各倾 斜料道1013同时完成放料，使内圈进入内圈输入传送线102 ；启动内圈输入传送线102，内 圈继续前行，到达挡放料机构103的位置。2.挡放料机构103挡放料机构3的结构与图3所示的结构一样，挡放料机构103中的挡放料气缸与 内外圈输送PLC连接，挡放料气缸的前面设置有检测开关。内外圈输送PLC控制挡放料气 缸动作，以确定是否将内圈放行。检测开关与内外圈输送计算机连接，通过检测开关确认内 圈输入传送线102上有无工件(内圈)，若没有则通知上一工位放料(内圈)。3.隔料机构106和推料机构105隔料机构106和推料机构105的结构如图7所示。隔料机构106包括隔料气缸 1061、支架1062、导杆1063和隔料块1064，隔料气缸1061安装在支架1062上，隔料气缸 1061的活塞杆上安装有隔料块1064，为防止隔料块1064的转动，隔料块1064上还安装有 导杆1063，隔料块1064的前后分别设有前检测开关1069和后检测开关10610。推料机构105包括支架1054、推料气缸1053、推料块1051和导杆1052，推料气缸 1053安装在支架1054上，推料气缸1053的活塞杆上安装有推料块1051，推料块1051上设 有导杆1052，以防推料块1051转动。前检测开关1055和后检测开关1056均与内外圈输送 计算机连接，推料气缸1053和隔料气缸1061均与内外圈输送PLC连接，内外圈输送PLC按 程序控制气缸的运行。
当前检测开关1069检测到没料时，内外圈输送PLC控制挡放料机构3自动放料， 内圈通过内圈输入传送线2到达挡块4处；当前检测开关1069检测有料后，内外圈输送PLC 控制隔料气缸1061的活塞杆带动隔料块1064伸出，将后一个内圈与前一个内圈隔开。当 后检测开关10610检测到后一个内圈后，内外圈输送PLC控制推料气缸1053动作，推动两 个内圈沿送料台115到上料升降机构7上。然后推料气缸1053和隔料气缸1061的活塞杆 返回。本发明中有多处用到隔料机构和推料机构，各处提到的隔料机构和推料机构均采 用图7所示的结构。4.上料升降机构107上料升降机构107的结构如图8所示，包括支架1071、顶起气缸1072、导杆1073和 定位头1074，升降气缸1072安装在支架1071上，其活塞杆朝下并与连接板1075连接，连接 板1075上安装有两根导杆1073，导杆1073的上端连接有定位头1074，定位头1074的一侧 设有检测开关，该检测开关与内外圈输送计算机连接，升降气缸1072与内外圈输送PLC连接。推料机构105将两个内圈通过送料台115推到上料升降机构107的两个定位头 1074的上方位置处，当检测开关检测到有料时，内外圈输送PLC控制顶起气缸1072启动，顶 起气缸1072的活塞杆带动两个定位头1074上升，定位头1074将其上方的内圈顶起，等待 内圈步进机构108来取料。5.内圈步进机构108内圈步进机构108的结构如图9、图10和图11所示，包括机架1081、升降气缸 1082、升降座1084、移动气缸1087、移动板1085和搬运手指1086。四个升降气缸1082安装 在机架1081上，升降座1084连接在四个升降气缸1082的活塞杆上，在升降气缸1082的作 用下升降座1084可以顶起。升降座1084上设有导轨，移动板1085安装在升降座1084的导 轨上并与移动气缸1087的活塞杆连接，移动气缸1087安装在升降座1084上，移动板1085 上设有四对搬运手指1086。在机架1081上位于移动板1085的右边两对搬运手指1086处 设置有放料柱1083。放料柱1083的作用是暂时放置由内圈初选装置109测量结束后的两 个内圈，等待内圈初选机器人1010抓取。当上料升降机构1087将两个内圈举起时，升降气缸1082的活塞杆处于缩回状态， 同时移动气缸1087的活塞杆伸出，带动移动板1085及其上的搬运手指1086向左移动，左 侧的两对搬运手指分别插在两个内圈下方，然后升降气缸1082启动，带动升降座1084及其 上的移动板1085和搬运手指1086上升，内圈被搬运手指1086带离上料升降机构107。上 升到位后移动气缸1088的活塞杆缩回，带动移动板1085及其上的搬运手指1086向右移 动，内圈被搬运到内圈初选装置109的上方，然后升降气缸1082的活塞杆缩回，带动内圈下 降，使内圈落到内圈初选装置109左测量工位1091和右测量工位1092的内圈定位轴1095 上(参见图12)。上料升降机构107的定位头1074上重新放料。内圈初选装置109的测量 结束后的搬运过程详见关于内圈初选装置109的叙述。6.内圈初选装置109内圈初选装置109的结构如图12所示，包括测量架1097、升降气缸1096、左测量 工位1091和右测量工位1092。升降气缸1096安装在测量架1097的下部，其活塞杆朝下并与连接板1098连接。左测量工位1091和右测量工位1092安装在测量架1097的左右两 侧，两者结构相同。每个测量工位均包括测量头1093和内圈定位轴1095，测量头1093安装 在测量架1097的上部，内圈定位轴1095安装在定位轴座1094中，内圈定位轴1095的下端 与连接板1098连接，在升降气缸1096的活塞杆带动下两工位的内圈定位轴1095上升或下降。测量头1093的结构如图13所示，包括位移传感器10931、测量杆10932、测量杆座 10935和测量工装10933，测量杆10932安装在测量杆座10935内，测量杆座10935的下端 与测量工装10933连接，测量杆10932的下端伸入测量工装10933内，位移传感器10931安 装在测量杆10932的上方，测量工装10933内安装有带钢球的保持架10934。位移传感器 10931与内外圈输送计算机连接。升降气缸1096带动内圈定位轴1095及其上的内圈上升到测量头1093的位置处， 内圈沟道与测量工装内的保持架10934压紧接触。开始初选测量，测量内圈的沟道尺寸，由 内外圈输送计算机进行数据处理。测量结束后，内圈定位轴1095下降。上料升降机构107 使其上的两个内圈举起，内圈步进机构108重复搬运工作，同时搬运上料升降机构107上的 两个内圈以及左测量工位1091和右测量工位1092上的两个内圈右移，上料升降机构107 上的两个内圈落到内圈定位轴1095上，内圈定位轴1095上的两个内圈被搬运到内圈步进 机构108中两个放料柱1083上，放料柱1083上的两个内圈通过内圈初选机器人110抓取。测量结束，根据内圈输送测量计算机中数据设置判定合格或者不合格，以及合格 内圈属哪个料道，然后计算机将数据发送到内圈输送测量PLC，内圈输送测量PLC控制内圈 初选机器人110到内圈步进机构108中两个放料柱1083上取料，根据数据放到各个内圈分 选斜料道或者废料道中；7.内圈初选机器人110内圈初选机器人110的结构如图14所示，包括机架1101、移动架1102、滑轨架 1103、滑轨11010、左升降气缸1104、右升降气缸1105、左手指气缸架11011、右手指气缸架 11012、左手指气缸1106、右手指气缸1107、伺服电机1108和取料手指1109 ；滑轨架1103安 装在机架1101的上部，滑轨架1103上安装有滑轨11010，滑轨架1103上的一端安装有伺服 电机1108，伺服电机1108通过链轮与滑轨架1103内的传动链条(图14中未画出)连接， 移动架1102安装在滑轨11010上并与传动链条连接，伺服电机1108带动传动链条转动， 实现移动架1102的往复移动。左升降气缸1104和右升降气缸1105均安装在移动架1102 上。左手指气缸架11011与左升降气缸1104的活塞杆连接并通过导杆11013导向，右手指 气缸架11012与右升降气缸1105的活塞杆连接并通过导杆11013导向。左手指气缸1106 安装在左手指气缸架11011上；右手指气缸1107安装在右手指气缸架11012上，左手指气 缸1106和右手指气缸1107的活塞杆上均安装有取料手指1109。左手指气缸1106和右手 指气缸1107采用具有左右两边活塞杆能够同时向中间靠拢和向两侧移动的SMC平行开闭 宽型气缸。内圈初选机器人110完成内圈初选后的运输和分配，按照初选结果，将不同尺寸 范围的内圈分别放置到不同的内圈分选斜料道111内，内圈初选机器人110的取料手指 1109抓取内圈，移动到所属内圈分选斜料道后下降，到位后，取料手指1109放松，内圈放入 所属内圈分选斜料道。
8.内圈分选斜料道111内圈分选斜料道111设有多条，用于存放不同尺寸范围的内圈，每条内圈分选斜 料道111的出口处均设有一个挡放料机构，所采用的挡放料机构与结构如图6所示的挡放 料机构103—样。外圈测量结束后，内外圈输送计算机运算出所需与该外圈配成合格游隙 的内圈，发指令到内外圈输送PLC，内外圈输送PLC接到指令后，控制配对内圈所在分选斜 料道上的挡放料机构放料，使内圈滑入内部输送线112上。9.内圈废料道113内圈废料道113用于盛放初选不合格的内圈和内圈分选斜料道111内放不下的 合格内圈，其结构如图15所示，包括废料斜道1131、废料槽1132、成品料槽1133、转换气缸 1134和转换板1135，废料槽1132和成品料槽1133并排连接在的废料斜道1131的出口处， 连接处设有可转动的转换板1135，转换板1135与转换气缸1134的活塞杆铰接，转换气缸 1134安装在一个支架上。内圈初选机器人110将初选后的内圈到内圈废料道113处，转换 气缸1134会根据内外圈输送计算机数据判断是废料还是成品，内外圈输送PLC控制转换气 缸1134的活塞杆伸出与否，从而让内圈进入成品料槽1133或废料槽1132。10.内圈测量装置114内圈测量装置114的结构如图16所示，包括测量架11414、上料气缸1141、推料气 缸1142、接料板1149、接料板升降气缸1145、前测量工位1143、后测量工位1144和定位轴 拨动机构。上料气缸1141位于内部传输线112的末端，其活塞杆上安装有上料块11416， 上料块11416处安装有上料检测开关，上料气缸1141用于将内部传输线112上的内圈通过 滑台11410推入接料板1149。推料气缸1142用于将测量完毕的内圈推出，位于上料气缸 1141的上方，其活塞杆上安装有推料头11417。接料板升降气缸1145和定位轴座11413安 装在测量架11414上，两个接料板升降气缸1145的活塞杆上连接有接料板1149，内圈定位 轴11411安装在定位轴座11413中，接料板1149上设有能够使内圈定位轴11411伸出而又 不能使内圈落下的洞孔11418，洞孔11418的两侧设有测量位置检测开关，两个接料板升降 气缸1145不动作时，接料板1149与滑台11410在同一水平高度。测量架11414上设置有 前测量工位1143和后测量工位1144两个相同的测量工位，前测量工位1143和后测量工位 1144之间设有隔料机构(图中未画出，采用图7所示的结构)。每个测量工位均包括测量 头1146、升降气缸1147和内圈定位轴11411，测量头1146安装在测量架11414的上部，升降 气缸1147安装在测量架11414的下部，其活塞杆朝下并与连接板11415连接，连接板11415 上设有两根导杆11419，内圈定位轴11411的下端与连接板11415连接，在升降气缸1147的 活塞杆带动下内圈定位轴11411上升或下降。内圈定位轴11411与定位轴拨动机构连接， 定位轴拨动机构包括拨动气缸1148、齿条11412和齿轮(图中未画出)，齿轮通过花键安装 在内圈定位轴11411上，齿轮与齿条11412啮合，齿条11412与拨动气缸1148的活塞杆连 接，拨动气缸1148和齿轮均固定连接在测量架11414上，拨动气缸1148带动齿条11412移 动，齿条11412带动齿轮和内圈定位轴11411转动，由于齿轮和内圈定位轴11411是花键连 接，所以不影响内圈定位轴11411的升降。测量头1146的结构与图13所示的内圈初选装置109中的测量头结构相同。在各条内圈分选斜料道111内的内圈尺寸数据有一定的范围，要进行再次测量选 择与外圈配合的合适钢球。内圈由内圈分选斜料道111滑入内部传输线112后，内部传输线112上设有挡放料机构，内部传输线112启动，带内圈至挡放料机构处，挡放料机构处的 检测开关检测到有料后，挡放料机构放料至上料气缸1141的位置处，上料检测开关检测到 有料时，上料气缸1141将内圈沿滑台11410送到接料板1149的后测量工位1144的位置处， 前测量工位1143和后测量工位1144之间的隔料机构启动隔料。同时另一个内圈所在的分 选斜料道放料，上料位置检测开关检测有料后，上料气缸1141将该内圈沿滑台11410送到 接料板1149的前测量工位1143的位置处，测量位置检测开关检测有料后，上料气缸1141 退回。每个测量工位的升降气缸带动内圈定位轴及内圈定位轴上的内圈上升，到位后拨 动气缸1148动作，带动内圈定位轴11411转动，从而使内圈与测量头1146内的钢球更好的 配合，前后拨动三圈后内外圈输送测量计算机通过位移传感器采集数据，并将数据传入合 套设备4的计算机中，以选择配对钢球。测量结束后，两工位的升降气缸1147带动内圈定 位轴11411下降，内圈定位轴11411上的内圈落到接料板1149上，接料板升降气缸1145启 动，其活塞杆带动接料板1149及接料板1149上的内圈上升，推料气缸1142将两个内圈推 入托盘输送线3上的托盘(此时托盘中已盛放有外圈)中。二 .外圈输送测量设备2外圈输送测量设备2用于对第一代轮毂轴承的外圈进行输送和测量，通过计算选 出与内圈输送测量设备1上输出的两个内圈相配合的钢球。外圈输送测量设备2的结构如图17所示，包括外圈存储架201、外圈输入传送线 202、挡块204、送料机构205、缓冲推料机构203、推料机构206、挡料机构208、外圈测量装 置207、废料推出机构209和废料槽210。外圈存储架201和外圈输入传送线202的结构与 内圈输送测量设备2中的内圈存储架101和内圈输入传送线102—样。外圈通过人工加到 外圈存储架201上。外圈输入传送线202的末端设有挡块204。挡块204的位置处设有检 测开关，挡块204的前面设有送料机构205，当检测到有料时，送料机构205将外圈推出外 圈输入传送线202，送到缓冲推料气缸203位置处，缓冲推料机构203再将外圈推到下一工 位，由推料机构206推到外圈测量装置207的位置，并由挡料机构208将外圈挡住，以使外 圈处于正确的测量位置，进行测量。测量结束后，计算机开始采集数据，根据设置数据跟斜 料道内圈情况判断外圈合格与否，合格的外圈则由推料机构206直接推入托盘输送线3上 的托盘中，不合格的外圈则由推料机构206推至废料槽210的位置处，由废料推出机构209 推入废料槽210。送料机构205、缓冲推料机构203、推料机构206、挡料机构208和废料推出机构 209的结构与图7所示推料机构105都是一样的，是在一个气缸的活塞杆上安装推料块(送 料机构205、缓冲推料机构203、推料机构206和废料推出机构209中采用)或挡料块(挡 料机构208中采用)，推料块或挡料块上设有导杆。各个气缸均与内外圈输送PLC连接。外圈测量装置207的结构如图18所示，包括测量架2071、测量头升降气缸2074、 测量头架2075、测量头2076、接料板2078、接料板升降气缸2079、、顶升气缸20712、连接板 20713和定位轴拨动机构。接料板升降气缸2079和轴套20717安装在测量架2071上，两 个接料板升降气缸2079的活塞杆上连接有接料板2078，接料板2078上设有能够使外圈定 位轴20711伸出而又不能使外圈落下的洞孔，洞孔的两侧设有测量位置检测开关。顶升气 缸20712安装在测量架2071的下部，其活塞杆朝下并与连接板20713连接。外圈定位轴
2120711通过花键安装在轴套20717中，外圈定位轴20711的下端也与连接板20713连接，外 圈定位轴20711的上端装有下带球保持架20710。轴套20717与定位轴拨动机构连接，定 位轴拨动机构包括拨动气缸20714、齿轮20715和齿条20716，拨动气缸20714安装在测量 架2071上，齿条20716与拨动气缸20714的活塞杆连接，齿轮20715安装在轴套20717上， 齿轮20715与齿条20716啮合。测量架2071上设置有带导轨2073的立柱2072，测量头架 2075安装在立柱2072的导轨2073上，测量头架2075与测量头升降气缸2074的活塞杆连 接，测量头升降气缸2074安装在立柱2072的上端。测量头2076安装在测量头架2075上， 测量头2076的结构与图13所示的内圈初选装置109中的测量头结构基本相同，只是在测 量工装的外侧安装有上带球保持架2077，以用于测量外圈内孔中的沟道，而不是在测量工 装的里面安装有带钢球的保持架。测量头2076的测量杆下端穿出测量工装的内孔，测量时 测量杆与外圈定位轴20711的上端接触，以测量外圈两个沟道的位移量。检测开关检测有料后，推料机构206将外圈推到接料板2078上。接料板升降气缸 2079落下，顶升气缸20712上升，带动外圈定位轴20711及其上端的下带球保持架20710上 升，使下带球保持架20710中的钢球卡入接料板2078上的外圈的下沟道，并使外圈脱离接 料板2078，一起上升。测量头升降气缸2074带动测量头2076下降，测量头2076上的上带 球保持架2077的钢球卡入外圈的上沟道。拨动气缸20714使外圈定位轴20711拨动三圈 后停止，测量头2076的测量杆与外圈定位轴20711的上端接触。内外圈输送测量计算机开 始采集数据，测量结束后，测量头升降气缸2074带动测量头2076上升。根据设置数据与斜 料道内圈情况判断外圈合格与否。推料机构206将合格的外圈推入托盘输送线3上的托盘 中；将不合格推至废料槽210的位置处，再由废料推出气缸209推入废料槽210。三.托盘输送线3托盘输送线3用于将测量完后的两个内圈和一个外圈自动传送到合套设备位置 处，并将合套设备中合套后的内、外圈输送下一工位。托盘输送线3的结构如图19所示，包括支架301、上输送带302、下输送带303、左 升降箱304、止动机构305、托盘顶起机构306和右升降箱307，上输送带302和下输送带 303上下平行安装在支架301上，由各自的驱动电机带动运转。左升降箱304和右升降箱 307分别设置在两条输送带的两端，在上输送带302上设置有安装在支架301上的止动机构 305和托盘顶起机构306，止动机构305用于挡住后面的托盘，以防与前面正在作业的托盘 碰撞，在各处需要的作业工位位置处均设有止动机构305。上输送带302采用前后两条输送 链条，止动机构305和托盘顶起机构306位于两条输送链条之间的空档处，下输送带303采 用与上输送带302 —样的结构。止动机构305包括止动气缸和止动块，止动块安装在止动 气缸的活塞杆上。托盘顶起机构306设置在将测量结束后的外圈和内圈推出的位置处，用 于将托盘308顶起，以接收外圈和内圈，并将盛放外圈和内圈的托盘308落到上输送带302 上，往下一个工位运行。托盘顶起机构306包括顶起气缸和顶板，顶板安装在顶起气缸气缸 的活塞杆上，顶板上设有导杆。左升降箱304和右升降箱307位于托盘输送线3的两端，将托盘上升和下降，以使 托盘在上输送带302和下输送带303之间往复循环运行。左升降箱304和右升降箱307的 结构是一样的，如图20所示，包括支架3041、升降架3047、升降气缸3043、停止器3044和 传送机构，升降气缸3043安装在支架3041上，升降架3047安装在升降气缸3043的活塞杆上，升降气缸3043采用无杆气缸。停止器3044和传送机构设置在升降架3047上。传送机 构与上输送带302的结构是一样的，只是距离较短，传送机构包括电机3042、传动链条3045 和输送链条3046，电机3042安装在升降架3047的下部，电机3042通过链传动3045带动 前后两条输送链条3046运行，两条输送链条3046与上输送带302的两条输送链条是对接 的。停止器3044用于挡住托盘，包括停止气缸和停止块，停止块安装在顶起气缸的活塞杆 上。升降箱的外侧设有外检测开关，升降箱的里面在升降架3047的上下两个位置均设有内 检测开关。 正常状态下，升降箱中的传送机构与上输送带302位于同一高度。当上输送带302 上的托盘进入右升降箱307时，右升降箱307的外检测开关检测到有托盘后，传送机构的电 机3042开始旋转，使托盘移动到右升降箱307中的升降架3047上，当内检测开关检测到托 盘后，停止器3044的停止气缸上升，挡住托盘；升降气缸3043带动整个升降架3047下降， 使传送机构与下输送带303处于同一高度，下降到位后电机3042反转，停止器3044的停止 气缸下降，传送机构运行将托盘308传送到下输送带303上，当外检测线检测开关检测到有 托盘且右升降箱307内的两个检测开关全部检测无料后，右升降箱307的升降架上升，继续 下个循环；下输送带303再将托盘运送到左升降箱304处，左升降箱304再把托盘升起传送 到上输送带302上。这样就达到了使托盘在上输送带302和下输送带303之间往复循环运 行的目的。为防止误操作，升降架3047必须在停止器的停止气缸上升到位后才能下落。
上输送带302上托盘308到达外圈测量装置207的位置时，被一个止动机构305挡 住，同时托盘308被一个托盘顶起机构306顶起，测量合格后的外圈被推入托盘308中，托 盘顶起机构306将盛放有外圈的托盘308再落到上输送带302上，止动机构305退回。托 盘308被运送到内圈测量装置114的位置处，重复到达外圈测量装置207位置时的过程，将 测量合格后的两个内圈推入托盘308中。托盘308带内外圈至挡放料机构11位置处。四.合套设备4合套设备4是将由托盘输送线3传送过来的一个外圈和两个内圈以及钢球和保持 架组装在一起。合套设备4的结构如图21所示，包括钢球输送装置401，布球装置402、保 持架钢球压装装置403、合套装置404、合套计算机和合套PLC。钢球输送装置401、布球装 置402和保持架钢球压装装置403由后向前设置，合套装置405位于保持架钢球压装装置 403的右侧。各装置中的检测元件与合套计算机连接，各装置中的执行机构均与合套PLC连 接。为了提高效率，可以设置左右两组布球装置、压装装置和合套装置。1.钢球输送装置401钢球输送装置401的结构如图22所示，包括料仓架4011、料仓4017、放料管4016 和送料机器人。料仓4017用于盛放检测合格的钢球，每一种尺寸的钢球放在一个料仓4017 中，所有料仓4017均安装在料仓架4011上，料仓4017的下部设置有料仓挡放料气缸4018， 料仓挡放料气缸4018的活塞杆与料仓4017内的挡料块连接，料仓挡放料气缸4018的活塞 杆带动挡料块进退，以控制料仓4017的放料。料仓4017的底部设有放料管4016，放料管 4016上设有放料管挡放料气缸4019，以控制放料管4016的放料。料仓4017的下方设有 送料机器人，送料机器人包括机架40110、移动架40111、纵向移动机构4012和横向移动机 构4013 ；纵向移动机构4012安装在机架40110上，横向移动机构4013通过导轨安装在纵 向移动机构4012上，在纵向移动机构4012的带动下横向移动机构4013可纵向移动；移动架40111安装在横向移动机构4013，在横向移动机构4013的带动下移动架40111可横向移 动。移动架40111上安装有运料管4014，运料管4014的底部设有挡放料气缸4015，以控制 运料管4014的放料。托盘输送线3将测量合格的内外圈随托盘送到合套设备4处，合套设备4的计算 机从内外圈输送测量计算机中读出托盘号及托盘中的内外圈所需钢球尺寸。送料机器人 带动移动架40111的运料管4014运行到盛放所需尺寸钢球的料仓4017的下方，并与料仓 4017底部的放料管4016对齐。料仓挡放料气缸4018启动放料。当运料管4014与放料管 4016对齐后，再启动放料管挡放料气缸4019，钢球进入运料管4014。送料机器人带动运料 管4014运行到需要钢球的布球装置402的位置，并且运料管4014的下端与布球装置402 的料管对齐，启动运料管4014底部的挡放料气缸4015，钢球便进入了布球装置402的料管， 进行布球。2.布球装置402布球装置402采用中国专利文献公开号CN201218288公开的《轴承装配中的布球 装置》，其结构如图23、图24、图25所示，主要包括机架40210、料管4021、放料气缸4022、 进给气缸4026、驱动气缸40215、升降气缸4029、布球管4023、分布盘4024和放料盘4027。 进给气缸4026和升降气缸4029均安装在机架40210上，料管4021安装在机架40210的上 部并与升降气缸4029的活塞杆连接，在升降气缸4029的作用下料管4021及其上的部件 可以上下移动。料管4021的出料口处设有一个与放料气缸4022的活塞杆连接的挡板，放 料气缸4022安装在料管4021的底部。布球管4023由上下两段直管和中间一段斜管连接 而成，其上段直管安装在料管4021的底部并与料管4021的出料口对齐，布球管4023的上 段直管还与一转动装置连接，如图24所示，该转动装置由电机40212和传动机构40213组 成，电机40212安装在料管4021的外侧面上，传动机构40213可以采用带传动、同步带传动 或齿轮传动，其输入端与电机40212连接，其输出端与布球管4023的上段直管连接。在电 机40212的带动下，布球管4023可转动。分布盘4024与进给气缸4026的活塞杆通过连接 架40214 (参见图25)连接，分布盘4024上均布有落球孔4025，在进给气缸4026的推动下 分布盘4024连同连接架40214可以横向移动。放料盘4027通过中轴40211连接在分布盘 4024的下方，其上设有与分布盘4024上落球孔4025的数量、位置和尺寸均相一致的下球孔 4028。如图3所示，放料盘4027的一侧与驱动气缸40215的活塞杆连接，驱动气缸40215 安装在进给气缸4028驱动的连接架40214上，在驱动气缸40215的驱动下放料盘4027可 绕中轴相对分布盘4024转动，以使落球孔4025和下球孔4028对准或不对准。钢球输送装置401将所需数量和尺寸的钢球注入料管4021，升降气缸4029带动 料管4021下移，使布球管4023的下端接近分布盘4024。放料气缸4022动作，钢球由料管 4021下放，同时电机40212带动布球管4023旋转，这样钢球被分布在分布盘4024的各个 落球孔4025内，此时分布盘4024上的落球孔4025与放料盘4027上的下球孔4028位置是 不重合的。进给气缸4026带动分布盘4024和放料盘4027前进，到达保持架钢球压装装置 403的下布球座4035上方，驱动气缸40215带动放料盘4027旋转，当放料盘4027上的下 球孔4028与分布盘4024上的落球孔4025重合时，分布盘4024内的钢球便会沿着放料盘 4027上的下球孔4028落下，均勻的分布到保持架钢球压装装置403的下布球座4035上的 球道内。
3、保持架钢球压装装置403保持架钢球压装装置403是将钢球压入保持架内，其结构如图26所示，包括机架 4032、下支撑4031、上压头4033和压装升降气缸4034，压装升降气缸4034安装在机架4032 的上部，压装升降气缸4034的活塞杆与连接板4038连接，连接板4038上设置有导柱，上 压头4033安装在连接板4038上。下支撑4031上安装有下布球座4035，下布球座4035的 上端设有均布的球道，由布球装置的放料盘4027落下的钢球分布在这些球道中。下布球座 4035的球道中布完钢球4037后，将保持架4036放在钢球4037上面，压装升降气缸4034带 动压头4033下降，将保持架4036和钢球4037压装在一起。下布球座4035的每个球道上均装有接触式检测开关，用来检测是否缺钢球或者 钢球是否压到位，接触式检测开关与合套计算机连接，检测到的钢球数量显示在合套计算 机中，钢球数量符合要求的则进行下一步操作。4、合套装置404合套装置404用于将内圈和外圈压装在一起，其结构如图27所示，包括机架4041、 内圈压头4042、合套气缸4043、连接板4045和下定位座4044。合套气缸4043安装在机架 4041的上部，合套气缸4043的活塞杆与连接板4045连接，连接板4045上设置有导柱，内圈 压头4042安装在连接板4045上，下定位座4044安装在机架4041的下部。将外圈放在下 定位座4044的定位槽里面，合套气缸4043带动压头4043下降，将内圈和外圈压装在一起。人工由输送线3上的托盘中取出外圈，把一个带钢球的保持架放入外圈的一侧沟 道内，然后放到下定位座4044上，把一个内圈放到内圈压头4042上，启动合套气缸4043带 动压内圈压头4042下移，压到下定位座4044上的外圈内。再翻转外圈，在另一个沟道内放 入带钢球的保持架并压装另一个内圈。将压好内圈和带钢球的保持架的外圈取出，放入传 送线5的入口。五.传送线5。传送线5用于将压好内圈和带钢球的保持架的外圈输送到振动检测设备7的位置 处。其结构如图28所示，包括输送带501、挡放料机构502、推料机构503、升降机构504和 送料气缸505。挡放料机构502设置在输送带501的适当位置，合套设备4装配完毕的轮毂 轴承，经输送带501传送到挡放料机构502处，挡放料机构502处设有一对检测开关，当检 测开关检测有料后，挡放料机构502放料，轮毂轴承随输送带501到推料机构503处。推料 机构503设置在输送带501的末端，并位于升降机构504的前方，推料机构503的结构与图 7所示的内圈输送测量设备中的推料机构一样，推料机构503处的检测开关检测有料后，推 料机构503将轮毂轴承推到升降机构504的上平板上，升降机构504包括升降气缸和上平 板，上平板与升降气缸的活塞杆连接，上平板上设有导杆。升降机构504将轮毂轴承上升到 滑台13的高度，送料气缸505将轮毂轴承送到搬运机构6的第一个卡爪位置处。送料气缸 505与推料机构503的结构一样。搬运机构6将轮毂搬移到振动检测设备7处。六.振动检测设备7振动检测设备7的结构布置如图29所示，包括一工位振动检测装置701、翻转装 置702、二工位振动检测装置703和废料推出气缸704。另外还有振动检测计算机，以比对 测试结果，判断合格与否。翻转装置702设置在两个振动检测装置之间。废料推出气缸704 将振动测出的不合格轴承推入废料槽。两个振动检测装置和翻转装置702的前面设有滑台
2513，滑台13的前面设置有搬运机构6，搬运装置6采用中国专利文献专利号200820024753 公开的《圆柱类零件的等间距步进搬运装置》。搬运装置6的卡爪位于滑台13的上面。搬 运装置6将轮毂在滑台13上搬运，分别将轮毂轴承放置在一工位振动检测装置701、翻转装 置702、二工位振动检测装置703和废料推出气缸704的位置处。一工位振动检测装置701和二工位振动检测装置703的结构一样，分别用于轮毂 轴承中两个保持架位置钢球运转时的振动检测。翻转装置702用于将轮毂翻转过来，以便 在测试完轮毂一个保持架位置钢球运转振动时后再测试另一个。如果轮毂检测不合格，就 被送到废料推出气缸704位置，废料推出气缸704将轮毂推入废料槽。1.振动检测装置振动检测装置的结构如图30所示，包括支架7012、电机7015、主轴7017、探针伸出 气缸7013、滑座70110、顶起气缸70111、上工装7018和下工装7019。电机7015安装在支 架7012的上部，主轴7017通过轴承安装在主轴座70112上，主轴座70112安装在支架7012 上。主轴7017的上端通过联轴器7016与电机7015连接。上工装7018安装在主轴7017 的下端。主轴7017的下端带有法兰盘(参见图31)。顶起气缸70111安装在支架7012的 下部，顶起气缸70111的活塞杆与滑座70110连接，下工装7019安装在滑座70110上。下 工装7019为一与轮毂内圈配合的芯轴。下工装7019位于滑台13的下面，滑台13上设有 使下工装7019伸出的孔洞。支架7012上还安装有左右两个探针伸出气缸7013，探针伸出 气缸7013的活塞杆上安装有探针7014，探针7014与振动检测计算机连接。支架7012上还 安装由气垫7011，以保证测试效果。上工装7018的结构如图31所示，包括内压头70181和外压头70182，内压头70181 连接在主轴座70112上，外压头70182套装在内压头70181的外侧，并通过压块70183固定 在支架7012上。振动检测过程如下轮毂经搬运装置6搬运到一工位振动检测装置701的位置后，人工将轮毂放在下 工装7019上，顶起气缸70111的活塞杆带动滑座70110及其上的下工装7019和轮毂轴承 上升，轮毂轴承的外圈顶在上工装7018的外压头70182上，内圈顶在内压头70181上。同 时左右两个探针伸出气缸7013带动探针7014顶到轮毂的一个沟道(保持架)位置处。电 机7015启动旋转，主轴7017通过连接座70182和浮动块70185带动轮毂内圈转动。轮毂 内外圈有损伤时转动就会发生振动，振动传递给探针7014。与探针7014相连的振动检测计 算机将检测到的震动曲线与合格曲线比对，判断出轮毂是否符合要求。测量结束后，搬运装 置6将轮毂送到翻转装置702，将轮毂翻转后，再通过搬运装置6送到二工位振动检测装置 703处，测试轮毂另一个沟道(保持架)的振动情况。如果轮毂检测不合格，轮毂被送到废 料推出气缸704位置处，由废料推出气缸704将轮毂推入废料槽。2.翻转装置702翻转装置702的结构如图32所示，包括机架7021、升降气缸7022、翻转气缸7023、 手指气缸7024和手指7025。升降气缸7022安装在机架7021上，翻转气缸7023与升降气 缸7022的活塞杆连接，手指气缸7024安装在翻转气缸7023上，手指7025安装在手指气缸 7024的活塞杆上。搬运装置6将一工位振动检测装置701处结束测试的轮毂送到翻转装置702的位置处。升降气缸7022带动翻转气缸7023、手指气缸7024和手指7025下降，手指气缸7024 带动手指7025夹紧轮毂，然后升降气缸7022再带动翻转气缸7023、手指气缸7024和夹紧 轮毂轴承的手指7025上升。启动翻转气缸7023，带动手指气缸7024和夹紧轮毂的手指 7025旋转180度，使轮毂翻转过来。升降气缸7022再带动各部分下降，手指7025松开，翻 转后的轮毂放到滑台13上；再通过搬运装置6送到二工位振动检测装置703处。七.游隙检测设备8游隙检测设备8的结构布置如图33所示，游隙检测设备8的前面设置有搬运机构 9，游隙检测装置801与振动检测装置共用一个滑台13，滑台13的末端设有推料机构14。推 料机构14将工件推入输出线12，输出线12上设有挡放料机构1201，挡放料机构1201的前 面设有废料推出气缸1202。如果工件是不合格的，挡放料机构1201启动，将不合格工件挡 住，废料推出气缸1202将不合格件推入废料槽1203，如果工件是合格的则会随输出线12直 接滑到接料盘。推料机构14的结构与图7所示的内圈输送测量设备中的推料机构105 — 样。输出线12可以采用一般输送带。游隙检测设备8的结构如图34所示，包括顶起气缸801、滑座802、内圈压紧气缸 803、下工装804、下工装芯轴805、芯轴座806、电机807、支架809、上工装810和测头811。 顶起气缸801安装在支架809的下部，滑座802与顶起气缸801的活塞杆连接。下工装804 安装在滑座802的上端，下工装804是一个座套，其内孔中装有下工装芯轴805，下工装芯 轴805的下端安装在芯轴座806内，芯轴座806与内圈压紧气缸803的活塞杆连接。电机 807和内圈压紧气缸803均安装在滑座802上，电机807与下工装芯轴805通过带传动808 连接，其中下工装芯轴805上的皮带轮与下工装芯轴805通过花键连接，并且是安装在滑座 802上，以使下工装芯轴805在转动的同时可上下移动。上工装810安装在支架809的上 部，上工装810的上方设有测头811，测头811安装在支架809上端，并与游隙检测计算机连 接。上工装810的结构如图35所示，包括内压头8101、外压头8102、轴套8107、主轴 8108和主轴座8104。主轴座8104套装在轴套8107中，主轴座8104可在轴套8107中移动。 主轴8108通过轴承安装在主轴座8104中，两者通过锁紧螺母8106连为一体。主轴座8104 的上端设有配重块8105。内压头8101连接在主轴8108的下端。外压头8102套装在内压 头8101的外侧，并通过压块8103固定在支架809上。测头811的下端与主轴8108的上端 接触。测头8104是一个位移传感器。游隙检测过程如下搬运机构9将轮毂送到下工装804的位置处，顶起气缸801带动滑座802及其上 的部件上升，轮毂的外圈顶在上工装810的外压头8102上，内圈顶在内压头8101上，这样 下工装804和上工装810将轮毂轴承外圈夹住。启动内圈压紧气缸803，带动下工装芯轴 805 一起上升，下工装芯轴805向上顶轮毂内圈，轮毂内圈向上移动，并通过内压头8101将 主轴8108和主轴座8104 —起向上顶起。启动电机807，带动下工装芯轴805转动，下工装 芯轴805带动轮毂内圈使内外圈沟道与钢球完全啮合。停止轮毂内圈转动，游隙检测计算 机通过测头811读取第一个数值。内圈压紧气缸803带动下工装芯轴805下降，内圈放松。 游隙检测计算机通过测头811读取第二个数值。游隙检测计算机自动计算出游隙值，与标 准件值对比，从而判断是否为合格品。
游隙检测是用来测量游隙量用的，把工件放在游隙检测放工件处，运行游隙检测 过程，通过检测工件内圈上下两个方向的位移量，从而计算游隙量。通过顶起气缸801和内 圈压紧气缸803上升下降来测量轮毂的游隙；游隙测量需要力是个定值，通过调节顶起气 缸801的气压来调整顶起气缸的顶起力。八.注脂检测设备10注脂检测设备10用于对轴承进行定量注脂，压装密封圈，并对轴承外圈和密封圈 的跳动量进行检测，注脂检测设备10包括注脂装置、密封圈压装装置、跳动检测装置、注脂 检测计算机和注脂检测PLC。1.注脂装置注脂装置的结构如图36所示，包括机架10011、称重气缸10013、注脂气缸10014、 称重装置10015、下定位座10016、电机10019和注脂头100113。注脂气缸10014安装在机 架10011的下部，其活塞杆朝下并与连接板100110连接，连接板100110上安装有两个称重 气缸10013，两个称重气缸10013的活塞杆与下连板10012连接，下连板10012安装有两根 导杆10018，两根导杆10018上连接有上连板10017。称重装置10015安装在机架10011上， 下定位座10016安装在上连板10017上，称重装置10015的上端伸入下工装10016的内孔 中。电机10019安装在机架10011的上部，电机10019通过传动机构与注脂头100113连接， 带动注脂头100113转动，传动机构可采用带传动100111。注脂头100113安装在注脂头座 100112中，注脂头座100112安装在机架10011的上部。注脂头100113中设有均布的注脂 孔。注脂头100113与进脂管连接，进脂管通过注脂阀与注脂泵连接，将润滑脂通过注脂泵 和注脂阀压入注脂头100113。称重装置10015与注脂检测计算机连接。称重气缸10013、 注脂气缸10014和电机10019与注脂检测PLC连接。将合套后的轮毂轴承放在下定位座10016上，启动注脂气缸10014，其活塞杆通过 连接板100110带动上连板10017和下定位座10016上升，使下定位座10016上的轮毂轴承 与注脂头100113接触，对轮毂轴承内注入润滑脂，润滑脂的量由注脂阀控制。在电机10019 的带动下注脂头100113转动，以使注脂均勻适量。注脂完毕，注脂气缸10014带动下定位 座10016及轮毂轴承下降，下降到位后，称重气缸10013启动，其活塞杆带动下定位座10016 及轮毂轴承继续下降，使轮毂轴承落到称重装置10015的上端，对注脂后的轮毂轴承称重， 计算机记录重量，并与注脂前的重量比较(注脂前先按上述过程对轮毂轴承称重)，注入润 滑脂的量不符合要求的判为不合格，放入废品槽内。2.密封圈压装装置密封圈压装装置的结构如图37所示，包括机架10021、下工装10022、上工装 10023、连接板10024和气液增压缸10026。气液增压缸10026安装在机架10021的上端， 气液增压缸10026的活塞上安装有连接板10024，连接板10024上设有导杆10025。上工装 10023安装在连接板10024的底面，上工装10023就是一个用于放置密封圈的座体，其底端 设有安放密封圈的凹槽。下工装10022安装在机架10021上并位于上工装10023的正下方。 下工装10022就是一个用于放置轮毂单元的座体，其上端面设有安放轮毂的定位槽。人工将注脂后的轮毂轴承放入下工装10022的定位槽上，将密封圈放置在上工装 10023的凹槽中。启动气液增压缸10026，带动上工装10023上的密封圈放置下压，将密封 圈压到位之后气液增压缸10026带动上工装10023返回。
3.跳动测量装置跳动测量装置的结构如图38所示，包括机架10031、电机10032、顶盘轴10033、下 工装10037、上压头10039、下压气缸10038、移动机构100311和测量机构。电机10032安 装在机架10031的下部，电机10032通过通过传动机构与顶盘轴10035连接，带动顶盘轴 10035转动，传动机构可采用带传动。顶盘轴10035安装在顶盘轴座10034中，顶盘轴座 10034安装在机架10031上。下工装10037通过压块10036安装在顶盘轴10035上，可在顶 盘轴10035的带动下转动，下工装10037的上端设有安放轮毂轴承的芯轴。下压气缸10038 安装在机架10031的上部，上压头10039连接在下压气缸10038的活塞杆上，并位于下工装 10037的正上方。移动机构100311安装在机架10031上并位于在下工装10037的一侧，移 动机构100311用于将测量机构移动到测量位置进行测量，移动机构100311可以采用丝杠 螺母副传动机构，移动架100316与螺母连接，丝杠与一伺服电机连接。移动架100316安装 在移动机构100311的动力输出端，测量机构安装在移动架100316上。测量机构包括探针 100310、杠杆100312、压动气缸100313和位移传感器100314，杠杆100312铰接在移动架 100316上，探针100310安装在杠杆100312的一端，压动气缸100313和位移传感器100314 位于杠杆100312的另一端，压动气缸100313安装在移动架100316的上部，其活塞杆与杠 杆100312连接，杠杆100312与移动架100316之间设有弹簧100315。将轮毂轴承放在下工装10037的芯轴上，启动下压气缸100310，使轮毂轴承压紧 在下工装10037和上压头10039之间。通过移动机构100311将测量机构中的探针100310 移动到轮毂轴承外圈上方，使压动气缸100313的活塞杆缩回(不测量时，压动气缸100313 的活塞杆伸出，以使探针100310翘起)，探针100310落在轴承外圈上，在弹簧100315的作 用下可自由上下移动。启动电机10032，带动下工装10037与轮毂轴承外圈旋转。位移传感 器100314将探针100310在轴承外圈上的位移变化数据传给计算机，计算机处理数据并显 示跳动结果。然后将探针10移动到密封圈上方，按上述过程即可完成密封圈的跳动测量。至此，整条装配线就将一个完整合格的汽车第一代轮毂轴承组装完毕。
权利要求
一种汽车第一代轮毂轴承装配线，其特征是包括内圈输送测量设备、外圈输送测量设备、托盘输送线、合套设备、振动检测设备、游隙检测设备以及注脂检测设备；内圈输送测量设备、外圈输送测量设备与合套设备通过托盘输送线连接，该托盘输送线上在合套设备和内圈输送测量设备之间设有挡放料机构；合套设备与振动检测设备通过一条传送线连接，该传送线上也设有挡放料机构；振动检测设备与游隙检测设备通过一条滑台连接，该滑台的末端设有推料机构，推料机构与注脂检测设备之间通过一条输出线连接；振动检测设备和游隙检测设备的前面均设有搬运装置；内圈输送测量设备和外圈输送测量设备设有共用的内外圈输送计算机和PLC可编程控制器，合套设备中设有合套计算机和合套PLC，振动检测设备中设有振动检测计算机和振动检测PLC，游隙检测设备中设有游隙检测计算机和游隙检测PLC，注脂检测设备中设有注脂计算机和注脂PLC；各设备中的计算机均与PLC连接，内外圈输送计算机与合套计算机通讯连接。
2.根据权利要求1所述的汽车第一代轮毂轴承装配线，其特征是所述挡放料机构包 括支架、挡料板、挡放料气缸、连杆和连接轴，挡放料气缸铰接在支架上，连杆的一端与挡放 料气缸的活塞杆铰接，连杆的另一端与连接轴连接，挡料板连接在连接轴的下端，连接轴安 装在在支架上，挡放料气缸的前面设置有检测开关。
3.根据权利要求1所述的汽车第一代轮毂轴承装配线，其特征是所述内圈输送测量 设备包括内圈存储架、内圈输入传送线、挡放料机构、挡块、推料机构、隔料机构、上料升降 机构、内圈步进机构、内圈初选装置、内圈初选机器人、内圈分选斜料道、内部输送线、内圈 废料道和内圈测量装置；内圈存储架设置在内圈输入传送线的输入端，挡放料机构安装在 内圈输入传送线上，挡块设置在内圈输入传送线的末端，隔料机构和推料机构分别设置在 内圈输入传送线的末端两侧，推料机构与上料升降机构之间设有送料台；内圈初选装置设 置在上料升降机构和内圈初选机器人之间，上料升降机构、内圈初选装置和内圈初选机器 人之间设置有输送工件的内圈步进机构；内圈初选机器人设置在内圈分选斜料道和内圈废 料道的后部；内部输送线设置在内圈分选斜料道与内圈测量装置之间。
4.根据权利要求3所述的汽车第一代轮毂轴承装配线，其特征是所述内圈存储架包 括机架、工件检测开关架、倾斜料道和同步放料装置，各条倾斜料道安装在机架的上部，在 各条倾斜料道的出口处安装有同步放料装置，同步放料装置的前面在机架两侧安装有工件 检测开关架，同步放料装置与内外圈输送PLC连接，工件检测开关架安装有检测开关，检测 开关与内外圈输送计算机连接。
5.根据权利要求3所述的汽车第一代轮毂轴承装配线，其特征是所述上料升降机构 包括支架、顶起气缸、导杆和定位头，升降气缸安装在支架上，其活塞杆朝下并与连接板连 接，连接板上安装有导杆，导杆的上端连接有定位头，定位头的一侧设有检测开关，该检测 开关与内外圈输送计算机连接，升降气缸与内外圈输送PLC连接。
6.根据权利要求3所述的汽车第一代轮毂轴承装配线，其特征是所述内圈步进机构 包括机架、升降气缸、升降座、移动气缸、移动板和搬运手指；升降气缸安装在机架上，升降 座连接在四个升降气缸的活塞杆上，升降座上设有导轨，移动板安装在升降座的导轨上并 与移动气缸的活塞杆连接，移动气缸安装在升降座上，移动板上设有四对搬运手指；在机架 上位于移动板的右边两对搬运手指处设置有放料柱。
7.根据权利要求3所述的汽车第一代轮毂轴承装配线，其特征是所述内圈初选装置包括测量架、升降气缸、左测量工位和右测量工位；升降气缸安装在测量架的下部，其活塞 杆朝下并与连接板连接；左测量工位和右测量工位安装在测量架的左右两侧，两者结构相 同，每个测量工位均包括测量头和内圈定位轴，测量头安装在测量架的上部，内圈定位轴安 装在定位轴座中，内圈定位轴的下端与连接板连接；测量头包括位移传感器、测量杆、测量 杆座和测量工装，测量杆安装在测量杆座内，测量杆座的下端与测量工装连接，测量杆的下 端伸入测量工装内，位移传感器安装在测量杆的上方，测量工装内安装有带钢球的保持架， 位移传感器与内外圈输送计算机连接。
8.根据权利要求3所述的汽车第一代轮毂轴承装配线，其特征是所述内圈初选机器 人包括机架、移动架、滑轨架、滑轨、左升降气缸、右升降气缸、左手指气缸架、右手指气缸 架、左手指气缸、右手指气缸、伺服电机和取料手指；滑轨架安装在机架的上部，滑轨架上安 装有滑轨，滑轨架上的一端安装有伺服电机，伺服电机通过链轮与滑轨架内的传动链条连 接，移动架安装在滑轨上并与传动链条连接；左升降气缸和右升降气缸均安装在移动架上， 左手指气缸架与左升降气缸的活塞杆连接并通过导杆导向；左手指气缸安装在左手指气缸 架上，右手指气缸安装在右手指气缸架上，左手指气缸和右手指气缸的活塞杆上均安装有 取料手指。
9.根据权利要求3所述的汽车第一代轮毂轴承装配线，其特征是所述内圈测量装置 包括测量架、上料气缸、推料气缸、接料板、接料板升降气缸、定位轴座、内圈定位轴、前测量 工位、后测量工位和定位轴拨动机构；上料气缸位于内部传输线的末端，其活塞杆上安装有 上料块，上料块处安装有上料检测开关；推料气缸设置在上料气缸的上方，其活塞杆上安装 有推料头；接料板升降气缸和定位轴座安装在测量架上，两个接料板升降气缸的活塞杆上 连接有接料板；内圈定位轴安装在定位轴座中，接料板上设有能够使内圈定位轴伸出的洞 孔，洞孔的两侧设有位置检测开关；测量架上设置有前测量工位和后测量工位两个相同的 测量工位，前测量工位和后测量工位之间设有隔料机构；每个测量工位均包括测量头、升降 气缸和内圈定位轴，测量头安装在测量架的上部，升降气缸安装在测量架的下部，其活塞杆 朝下并与连接板连接，连接板上设有导杆，内圈定位轴的下端与连接板连接；内圈定位轴与 定位轴拨动机构连接，定位轴拨动机构包括拨动气缸、齿条和齿轮，齿轮通过花键安装在内 圈定位轴上，齿轮与齿条啮合，齿条与拨动气缸的活塞杆连接，拨动气缸和齿轮均固定连接 在测量架上。
10.根据权利要求1所述的汽车第一代轮毂轴承装配线，其特征是所述外圈输送测量 设备包括外圈存储架、外圈输入传送线、挡块、送料机构、缓冲推料机构、推料机构、挡料机 构、外圈测量装置和废料推出机构；外圈存储架设置在外圈输入传送线的输入端，外圈输入 传送线的末端设有挡块，挡块的位置处设有检测开关，挡块的一侧设有送料机构，一侧设有 缓冲推料机构，外圈测量装置的进料端设有推料机构，外圈测量装置的测量位置前面设有 将外圈挡住的挡料机构，外圈测量装置的出料端设有废料推出机构。
11.根据权利要求10所述的汽车第一代轮毂轴承装配线，其特征是所述外圈测量装 置包括测量架、测量头升降气缸、测量头架、测量头、接料板、接料板升降气缸、轴套、外圈定 位轴、顶升气缸、连接板和定位轴拨动机构；接料板升降气缸和轴套安装在测量架上，两个 接料板升降气缸的活塞杆上连接有接料板，接料板上设有能够使外圈定位轴伸出的洞孔， 洞孔的两侧设有位置检测开关；顶升气缸安装在测量架的下部，其活塞杆朝下并与连接板连接；外圈定位轴通过花键安装在轴套中，外圈定位轴的下端也与连接板连接，外圈定位轴 的上端装有下带球保持架；轴套与定位轴拨动机构连接，定位轴拨动机构包括拨动气缸、齿 轮和齿条，拨动气缸安装在测量架上，齿条与拨动气缸的活塞杆连接，齿轮安装在轴套上， 齿轮与齿条啮合；测量架上设置有带导轨的立柱，测量头架安装在立柱的导轨上，测量头架 与测量头升降气缸的活塞杆连接，测量头升降气缸安装在立柱的上端；测量头安装在测量 头架上，测量头的测量工装的外侧安装有上带球保持架。
12.根据权利要求1所述的汽车第一代轮毂轴承装配线，其特征是所述托盘输送线 包括支架、上输送带、下输送带、左升降箱、止动机构、托盘顶起机构和右升降箱，上输送带 和下输送带上下平行安装在支架上，由各自的驱动电机带动运转；左升降箱和右升降箱分 别设置在两条输送带的两端，在上输送带上设置有安装在支架上的止动机构和托盘顶起气 缸；止动机构包括止动气缸和止动块，止动块安装在止动气缸的活塞杆上；托盘顶起机构 设置在将测量结束后的外圈和内圈推出的位置处，托盘顶起机构包括顶起气缸和顶板，顶 板安装在顶起气缸气缸的活塞杆上，顶板上设有导杆。
13.根据权利要求12所述的汽车第一代轮毂轴承装配线，其特征是所述左升降箱和 右升降箱的结构是一样的，包括支架、升降架、升降气缸、停止器和传送机构，升降气缸安装 在支架上，升降架安装在升降气缸的活塞杆上，停止器和传送机构设置在升降架上；传送机 构包括电机、传动链条和输送链条，电机安装在升降架的下部，电机通过链传动带动前后两 条输送链条运行，两条输送链条与上输送带的两条输送链条是对接的，停止器用于挡住托 盘，包括停止气缸和停止块，停止块安装在顶起气缸的活塞杆上。
14.根据权利要求1所述的汽车第一代轮毂轴承装配线，其特征是所述合套设备包括 钢球输送装置、布球装置、保持架钢球压装装置、合套装置、合套计算机和合套PLC，钢球输 送装置、布球装置和保持架钢球压装装置由后向前设置，合套装置位于压装装置的右侧，钢 球输送装置、布球装置、保持架钢球压装装置和合套装置中的执行机构均与合套PLC连接。
15.根据权利要求14所述的汽车第一代轮毂轴承装配线，其特征是所述钢球输送装 置包括料仓架、料仓、放料管和送料机器人，一个料仓盛放一种尺寸规格的钢球，所有料仓 均安装在料仓架上，料仓的下部设置有料仓挡放料气缸，料仓挡放料气缸的活塞杆与料仓 内的挡料块连接，料仓挡放料气缸的活塞杆带动挡料块进退；料仓的底部设有放料管，放料 管上设有放料管挡放料气缸；料仓的下方设有送料机器人，送料机器人包括机架、移动架、 纵向移动机构和横向移动机构；纵向移动机构安装在机架上，横向移动机构通过导轨安装 在纵向移动机构上；移动架安装在横向移动机构，在横向移动机构的带动下移动架可横向 移动；移动架上安装有运料管，运料管的底部设有挡放料气缸。
16.根据权利要求14所述的汽车第一代轮毂轴承装配线，其特征是所述保持架钢球 压装装置包括机架、下工装支撑、上压头和压装升降气缸，压装升降气缸安装在机架的上 部，压装升降气缸的活塞杆与连接板连接，连接板上设置有导柱，上压头安装在连接板上； 下工装支撑上安装有下工装，下工装的上端设有均布的球道，每个球道上均装有接触式检 测开关；接触式检测开关与合套计算机连接。
17.根据权利要求14所述的汽车第一代轮毂轴承装配线，其特征是所述合套装置包 括机架、内圈压头、合套气缸、连接板和下定位座，合套气缸安装在机架的上部，合套气缸的 活塞杆与连接板连接，连接板上设置有导柱，内圈压头安装在连接板上，下定位座安装在机架的下部。
18.根据权利要求1所述的汽车第一代轮毂轴承装配线，其特征是所述传送线包括输 送带、挡放料机构、推料机构、升降机构和送料机构；挡放料机构设置在输送带上，挡放料机 构处设有一对检测开关，推料机构设置在输送带的末端，并位于升降机构的前方；升降机构 包括升降气缸和上平板，上平板与升降气缸的活塞杆连接，上平板上设有导杆。
19.根据权利要求1所述的汽车第一代轮毂轴承装配线，其特征是所述振动检测设备 包括一工位振动检测装置、翻转装置、二工位振动检测装置、废料推出气缸振动检测PLC和 振动检测计算机，翻转装置设置在两个振动检测装置之间，两个振动检测装置和翻转装置 的前面设有一条滑台，废料推出气缸设置在二工位振动检测装置的出料端，并位于滑台的 一侧，振动检测装置与振动检测PLC和振动检测计算机连接，翻转装置与振动检测PLC连 接。
20.根据权利要求19所述的汽车第一代轮毂轴承装配线，其特征是所述振动检测装 置包括支架、电机、主轴、探针伸出气缸、滑座、顶起气缸、上工装和下工装，电机安装在支架 的上部，主轴通过轴承安装在主轴座上，主轴座安装在支架上；主轴的上端与电机连接；上 工装安装在主轴的下端；顶起气缸安装在支架的下部，顶起气缸的活塞杆与滑座连接，下工 装安装在滑座上；下工装位于滑台的下面，支架上还安装有左右两个探针伸出气缸，探针伸 出气缸的活塞杆上安装有探针，探针与振动检测计算机连接；支架上安装有气垫；各个气 缸均与振动检测PLC连接；上工装包括内压头和外压头，内压头连接在主轴座上，外压头套 装在内压头的外侧并通过压块固定在支架上。
21.根据权利要求19所述的汽车第一代轮毂轴承装配线，其特征是所述翻转装置包 括机架、升降气缸、翻转气缸、手指气缸和手指，升降气缸安装在机架上，翻转气缸与升降气 缸的活塞杆连接，手指气缸安装在翻转气缸上，手指安装在手指气缸的活塞杆上。
22.根据权利要求1所述的汽车第一代轮毂轴承装配线，其特征是所述游隙检测设备 包括游隙检测装置、游隙检测计算机和游隙检测PLC，游隙检测装置与振动检测装置共用一 个滑台；游隙检测装置包括顶起气缸、滑座、内圈压紧气缸、下工装、下工装芯轴、芯轴座、电 机、支架、上工装和测头；顶起气缸安装在支架的下部，滑座与顶起气缸的活塞杆连接；下 工装安装在滑座的上端，下工装内装有下工装芯轴，下工装芯轴的下端安装在芯轴座内，芯 轴座与内圈压紧气缸的活塞杆连接；电机和内圈压紧气缸均安装在滑座上，电机与下工装 芯轴通过带传动连接，其中下工装芯轴上的皮带轮与下工装芯轴通过花键连接，并且是安 装在滑座上；上工装安装在支架的上部，上工装的上方设有测头，测头安装在支架上端并与 游隙检测计算机连接，各气缸与游隙检测PLC连接，测头的下端与上工装的主轴上端接触； 上工装包括浮动块、外圈压头、连接座、轴套、主轴和主轴座，连接座连接在主轴的下端，连 接座的下端设有过渡块，过渡块的下端连接有浮动块，过渡块的下端与浮动块之间设有弹 簧，外圈压头设置在浮动块的外侧，并固定在支架上，主轴安装在主轴座中，主轴座套装在 轴套中，主轴座的上端设有配重块。
23.根据权利要求1所述的汽车第一代轮毂轴承装配线，其特征是所述注脂检测设备 包括注脂装置、密封圈压装装置、跳动检测装置、注脂检测计算机和注脂检测PLC ；注脂装置包括机架、称重气缸、注脂气缸、称重装置、下定位座、电机和注脂头，注脂气 缸安装在机架的下部，其活塞杆朝下并与连接板连接，连接板上安装有称重气缸，称重气缸的活塞杆与下连板连接，下连板安装有导杆，导杆上连接有上连板；称重装置安装在机架 上，下定位座安装在上连板上，称重装置的上端伸入下工装的内孔中；电机安装在机架的上 部，电机通过传动机构与注脂头连接，带动注脂头转动，注脂头安装在注脂头座中，注脂头 座安装在机架的上部；注脂头中设有均布的注脂孔；称重装置与注脂检测计算机连接，称 重气缸、注脂气缸和电机与注脂检测PLC连接；密封圈压装装置包括机架、下工装、上工装、连接板和气液增压缸，气液增压缸安装在 机架的上端，气液增压缸的活塞上安装有连接板，连接板上设有导杆；上工装安装在连接板 的底面，其上设有安放密封圈的凹槽；下工装安装在机架上并位于上工装的正下方；跳动测量装置包括机架、电机、顶盘轴、下工装、上压头、下压气缸、移动机构和测量机 构；电机安装在机架的下部，电机通过通过传动机构与顶盘轴连接，带动顶盘轴转动；顶盘 轴安装在顶盘轴座中，顶盘轴座安装在机架上；下工装安装在顶盘轴上，下工装的上端设 有安放轮毂轴承的芯轴；下压气缸安装在机架的上部，上压头连接在下压气缸的活塞杆上， 并位于下工装的正上方；移动机构安装在机架上并位于在下工装的一侧，移动架安装在移 动机构的动力输出端，测量机构安装在移动架上；测量机构包括探针、杠杆、压动气缸和位 移传感器，杠杆铰接在移动架上，探针安装在杠杆的一端，压动气缸和位移传感器位于杠杆 的另一端，压动气缸安装在移动架的上部，其活塞杆与杠杆连接，杠杆与移动架之间设有弹 簧；位移传感器与注脂检测计算机连接，各气缸和电机均与注脂检测PLC连接。
全文摘要
本发明提供了一种汽车第一代轮毂轴承装配线，该装配线包括内圈输送测量设备、外圈输送测量设备、托盘输送线、合套设备、振动检测设备、游隙检测设备以及注脂检测设备；内圈输送测量设备、外圈输送测量设备与合套设备通过托盘输送线连接，合套设备与振动检测设备通过一条传送线连接，振动检测设备与游隙检测设备通过一条滑台连接，该滑台的末端设有推料机构，推料机构与注脂检测设备之间通过一条输出线连接；振动检测设备和游隙检测设备的前面均设有搬运装置。本发明能够完成汽车第一代轮毂轴承的全部装配工序，对每一工序都实现了自动检测，参数自动设定，由PLC按照程序自动控制执行机构的运行，实现了精确控制，保证了装配质量。
文档编号F16C43/04GK101858387SQ20101020460
公开日2010年10月13日 申请日期2010年6月22日 优先权日2010年6月22日
发明者杨书桐 申请人:济南易恒技术有限公司