一种伺服电机轴装配设备和方法与流程

本发明涉及电机装配领域，尤其是一种伺服电机轴装配设备及其方法。

背景技术：

轴和外壳均为圆柱形，外壳上设有通孔，轴进行装配时，先将轴抹油，然后把插入外壳中。传统工艺在进行装配时，仅仅通过对外壳的圆柱形外表面进行定位，而不对外壳上的通孔做定位，由于外壳体积较小，且在外壳中心的通孔也较小，在与轴装配时，容易出现轴对不准通孔，不仅影响轴装配效率，而且无法插入外壳还会而导致外壳损坏。

技术实现要素：

为了解决上述传统工艺在进行装配时，仅仅通过对外壳的圆柱形外表面进行定位，而不对外壳上的通孔做定位，由于外壳体积较小，且在外壳中心的通孔也较小，在与轴装配时，容易出现轴对不准通孔，轴无法插入外壳而导致外壳损坏的问题，本发明的目的是提供一种优先对外壳上的通孔进行定位，定位完成后立即对外壳进行固定，然后再把轴对准通孔，保证轴能插入通孔中的伺服电机轴装配设备。

为本发明的目的，采用以下技术方案：一种伺服电机轴装配设备，该设备包括底板及安装在底板上的轴进料装置、润滑装置、插轴装置、第一搬运装置和第二搬运装置；轴进料装置、润滑装置和插轴装置依次固定在底板上，轴进料装置和润滑装置之间通过第一搬运装置连接，润滑装置和插轴装置之间通过第二搬运装置连接；轴放在托盘上进入轴进料装置，轴进料装置用于托盘的输送，第一搬运装置把托盘上的轴搬运到润滑装置上，润滑装置用于对轴的表面抹油，第二搬运装置用于把抹油的轴搬运到插轴装置中，插轴装置用于把抹油的轴插入外壳中；插轴装置包括轴排列机构、外壳进料机构、搬运机构、双工位装配机构、轴压紧机构和出料机构；轴进料机构用于把抹油的轴依次进行排列；外壳进料机构用于外壳的上料；搬运机构用于把轴进料机构中的轴和外壳进料机构中的外壳分别搬运到双工位装配机构上；轴压紧机构用于把轴压到外壳上，出料机构用于把装配完成的轴出料；双工位装配机构包括装配架、第一装配组件和第二装配组件；第一装配组件包括治具、第一外壳机械夹爪、第一轴机械夹爪、第一控制气缸、第一定位杆、第二外壳机械夹爪、第二轴机械夹爪、第二控制气缸、第二定位杆；治具固定安装在装配架上，治具上端面上设有左定位孔和右定位孔，治具的左侧固定安装第一外壳机械夹爪，第一外壳机械夹爪的夹持端位于左定位孔的正上方；第一轴机械夹爪位于第一外壳机械夹爪的上方，第一轴机械夹爪连接在第一控制气缸上，第一控制气缸固定安装在装配架上，第一控制气缸位于第一外壳机械夹爪的侧方；第一定位杆位于左定位孔的正下方；治具的右侧固定安装第二外壳机械夹爪，第二外壳机械夹爪的夹持端位于右定位孔的正上方；第二轴机械夹爪位于第二外壳机械夹爪的上方，第二轴机械夹爪连接在第二控制气缸上，第二控制气缸固定安装在装配架上，第二控制气缸位于第二外壳机械夹爪的侧方；第二定位杆位于右定位孔的正下方。

作为优选，第一轴机械夹爪和第二外壳机械夹爪相对设置，第一轴机械夹爪和第二外壳机械夹爪厚度相同；第一轴机械夹爪和第二轴机械夹爪相对设置，第一轴机械夹爪和第二轴机械夹爪厚度相同，第一轴机械夹爪厚度大于第一轴机械夹爪。

作为优选，第一定位杆和第二定位杆的下方均连接有xy滑台。

作为优选，第一装配组件和第二装配组件结构相同，第一装配组件位于第二装配组件的左侧。

作为优选，轴排列机构包括左右排列气缸、前后双向气缸、前支撑板、后支撑板、前夹板、后夹板、上下移动气缸、转接板和竖向定位板；左右排列气缸的输出端连接前后双向气缸，前后双向气缸的两个输出端分别连接前支撑板和后支撑板，前支撑板上固定安装前夹板，前夹板后端设有多个半圆形的第一夹槽；后支撑板上固定安装后夹板，后夹板的前端设有多个半圆形的第二夹槽，第一夹槽和第二夹槽位置对应，第一夹槽和第二夹槽相互配合把轴夹住；上下移动气缸位于左右排列气缸的后部，上下移动气缸的输出端连接转接板，转接板的两端连接竖向定位板，竖向定位板位于前支撑板后支撑板之间，且在前夹板和后夹板的下方，竖向定位板上端面上设有多个定位槽。

作为优选，轴压紧机构包括压头、弹簧、压头安装座、压紧气缸、第一电缸和第二电缸；压头有两个，两个压头分别对应设置在左定位孔和右定位孔的上方；压头上装有弹簧，压头固定在压头安装座上，压头安装座固定在压紧气缸上，压紧气缸竖向设置，压紧气缸固定在第一电缸上，第一电缸安装在第二电缸上，第一电缸和第二电缸呈十字形安装。

作为优选，轴进料装置底部设有第三电缸，托盘放在第三电缸进行上料和出料；润滑装置包括机械手、旋转夹具和uv灯；机械手安装在底板上，机械手的下方安装旋转夹具，旋转夹具把轴竖向固定并对轴进行旋转，旋转夹具的一侧安装用于加速油固化的uv灯。

作为优选，第一搬运装置、第二搬运装置和搬运机构均通过电缸带动机械手完成搬运。

一种伺服电机轴的装配方法，使用上述的伺服电机轴装配设备，依次通过以下步骤：

（一）搬运轴并抹油：第一搬运装置把轴进料装置上的轴搬运到旋转夹具上，旋转夹具旋转，同时机械手对轴表面进行涂有，uv灯照射轴表面，加速固化；

（二）轴排列：第二搬运装置把完成抹油的轴搬运到轴排列机构上，前后双向气缸带动前支撑板向前移动，后支撑板向后移动，从而轴落入竖向定位板的定位槽内，之后前后双向气缸复位，前夹板和后夹板把轴夹住，上下移动气缸带动转接板下移，使轴的下端脱离竖向定位板，左右排列气缸带动前夹板和后夹板移动，把轴向左移到下一个定位槽内，之后复位；

（三）外壳和轴装配：搬运机构把外壳从外壳进料机构上搬运到治具上，外壳的通孔穿过第一定位杆进行定位，外壳定位完成后，第一外壳机械夹爪把外壳夹紧，第一定位杆下移，然后搬运机构把排列好的轴搬运到位于治具内的外壳的正上方，使轴对准外壳的通孔，第一轴机械夹爪把轴夹紧，搬运机构撤出，压头把轴向下压，同时第一轴机械夹爪松开，压头把轴逐渐压进外壳内；

（四）出料：搬运机构把装配完成的轴搬运到出料机构上出料。

综上所述，本发明的技术效果是优先对外壳上的通孔进行定位，定位完成后立即对外壳进行固定，然后再把轴对准通孔，保证轴能插入通孔中。

附图说明

图1为本发明的爆炸结构示意图。

图2为轴和外壳的结构示意图。

图3为轴排列机构的爆炸结构示意图。

图4为双工位装配机构的爆炸结构示意图。

图5为轴压紧机构的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示的一种伺服电机轴装配设备，包括底板及安装在底板上的轴进料装置1、润滑装置2、插轴装置3、第一搬运装置4和第二搬运装置5。轴进料装置1、润滑装置2和插轴装置3依次固定在底板上，轴进料装置1和润滑装置2之间通过第一搬运装置4连接，润滑装置2和插轴装置3之间通过第二搬运装置5连接。轴放在托盘上进入轴进料装置1，轴进料装置1用于托盘的输送，第一搬运装置4把托盘上的轴搬运到润滑装置2上，润滑装置2用于对轴的表面抹油，第二搬运装置5用于把抹油的轴搬运到插轴装置3中，插轴装置3用于把抹油的轴插入外壳中。

如图2所示，轴a和外壳b均为圆柱形，外壳b上设有通孔，轴a插入通孔内。

轴进料装置1底部设有第三电缸11，托盘放在第三电缸11进行上料和出料。润滑装置2包括机械手21、旋转夹具22和uv灯23。机械手21安装在底板上，机械手21的下方安装旋转夹具22，旋转夹具22把轴竖向固定并对轴进行旋转，旋转夹具22的一侧安装用于加速油固化的uv灯23。第一搬运装置4和第二搬运装置5均通过电缸带动机械手完成搬运。

插轴装置3包括轴排列机构31、外壳进料机构32、搬运机构33、双工位装配机构34、轴压紧机构35和出料机构36。轴进料机构31用于把抹油的轴依次进行排列。外壳进料机构32用于外壳的上料。搬运机构33用于把轴进料机构31中的轴和外壳进料机构32中的外壳分别搬运到双工位装配机构34上。轴压紧机构35用于把轴压到外壳上，出料机构36用于把装配完成的轴出料。

如图3所示，轴排列机构31包括左右排列气缸311、前后双向气缸312、前支撑板313、后支撑板314、前夹板315、后夹板316、上下移动气缸317、转接板318和竖向定位板319。左右排列气缸311的输出端连接前后双向气缸312，前后双向气缸312的两个输出端分别连接前支撑板313和后支撑板314，前支撑板313上固定安装前夹板315，前夹板315后端设有多个半圆形的第一夹槽3151。后支撑板314上固定安装后夹板316，后夹板316的前端设有多个半圆形的第二夹槽3161，第一夹槽3151和第二夹槽3161位置对应，第一夹槽3151和第二夹槽3161相互配合把轴夹住。上下移动气缸317位于左右排列气缸311的后部，上下移动气缸317的输出端连接转接板318，转接板的两端连接竖向定位板319，竖向定位板319位于前支撑板313后支撑板314之间，且在前夹板315和后夹板316的下方，竖向定位板319上端面上设有多个定位槽3191。

轴排列机构31动作时，完成抹油的轴通过第二搬运装置5移动到轴排列机构31上方，前后双向气缸312带动前支撑板313向前移动，后支撑板314向后移动，从而轴落入竖向定位板319的定位槽3191内，之后前后双向气缸312复位，前夹板315和后夹板316把轴夹住，上下移动气缸317带动转接板318下移，使轴的下端脱离竖向定位板319，左右排列气缸311带动前夹板315和后夹板316移动，把轴向左移到下一个定位槽3191内，之后复位。

如图4所示，双工位装配机构34包括装配架341、第一装配组件342和第二装配组件343。第一装配组件342和第二装配组件343结构相同，第一装配组件342位于第二装配组件343的左侧。第一装配组件342包括治具3421、第一外壳机械夹爪3422、第一轴机械夹爪3423、第一控制气缸3424、第一定位杆3425、第二外壳机械夹爪3426、第二轴机械夹爪3427、第二控制气缸3428、第二定位杆3429。治具3421固定安装在装配架341上，治具3421上端面上设有左定位孔34211和右定位孔34212，治具3421的左侧固定安装第一外壳机械夹爪3422，第一外壳机械夹爪3422的夹持端位于左定位孔34211的正上方。第一轴机械夹爪3423位于第一外壳机械夹爪3422的上方，第一轴机械夹爪3423连接在第一控制气缸3424上，第一控制气缸3424固定安装在装配架341上，第一控制气缸3424位于第一外壳机械夹爪3422的侧方。第一定位杆3425位于左定位孔34211的正下方。治具3421的右侧固定安装第二外壳机械夹爪3426，第二外壳机械夹爪3426的夹持端位于右定位孔34212的正上方。第二轴机械夹爪3427位于第二外壳机械夹爪3426的上方，第二轴机械夹爪3427连接在第二控制气缸3428上，第二控制气缸3428固定安装在装配架341上，第二控制气缸3428位于第二外壳机械夹爪3426的侧方。第二定位杆3429位于右定位孔34212的正下方。

第一轴机械夹爪3423和第二外壳机械夹爪3426相对设置，第一轴机械夹爪3423和第二外壳机械夹爪3426厚度相同。第一轴机械夹爪3423和第二轴机械夹爪3427相对设置，第一轴机械夹爪3423和第二轴机械夹爪3427厚度相同，第一轴机械夹爪3423厚度大于第一轴机械夹爪3423。第一定位杆3425和第二定位杆3429的下方均连接有xy滑台344。

双工位装配机构34动作时，搬运机构33把外壳从外壳进料机构32上搬运到治具3421上，外壳的通孔穿过第一定位杆3425进行定位，外壳定位完成后，第一外壳机械夹爪3422把外壳夹紧，第一定位杆3425下移，然后搬运机构33把排列好的轴搬运到位于治具3421内的外壳的正上方，使轴对准外壳的通孔，第一轴机械夹爪3423把轴夹紧，搬运机构33撤出。

双工位装配机构34解决了传统工艺在进行装配时，仅仅通过对外壳的圆柱形外表面进行定位，而不对外壳上的通孔做定位，由于外壳体积较小，且在外壳中心的通孔也较小，在与轴装配时，容易出现轴对不准通孔，轴无法插入外壳而导致外壳损坏的问题。双工位装配机构34的优点是优先对外壳上的通孔进行定位，定位完成后立即对外壳进行固定，然后再把轴对准通孔，保证轴能插入通孔中。

如图5所示，轴压紧机构35包括压头351、弹簧352、压头安装座353、压紧气缸354、第一电缸355和第二电缸356。压头351有两个，两个压头351分别对应设置在左定位孔34211和右定位孔34212的上方。压头351上装有弹簧352，压头351固定在压头安装座353上，压头安装座353固定在压紧气缸354上，压紧气缸354竖向设置，压紧气缸354固定在第一电缸355上，第一电缸355安装在第二电缸356上，第一电缸355和第二电缸356呈十字形安装。

一种伺服电机轴装配方法，使用上述的伺服电机轴装配设备，依次通过以下步骤：

（一）搬运轴并抹油：第一搬运装置4把轴进料装置1上的轴搬运到旋转夹具22上，旋转夹具22旋转，同时机械手21对轴表面进行涂有，uv灯23照射轴表面，加速固化。

（二）轴排列：第二搬运装置5把完成抹油的轴搬运到轴排列机构31上，前后双向气缸312带动前支撑板313向前移动，后支撑板314向后移动，从而轴落入竖向定位板319的定位槽3191内，之后前后双向气缸312复位，前夹板315和后夹板316把轴夹住，上下移动气缸317带动转接板318下移，使轴的下端脱离竖向定位板319，左右排列气缸311带动前夹板315和后夹板316移动，把轴向左移到下一个定位槽3191内，之后复位。

（三）外壳和轴装配：搬运机构33把外壳从外壳进料机构32上搬运到治具3421上，外壳的通孔穿过第一定位杆3425进行定位，外壳定位完成后，第一外壳机械夹爪3422把外壳夹紧，第一定位杆3425下移，然后搬运机构33把排列好的轴搬运到位于治具3421内的外壳的正上方，使轴对准外壳的通孔，第一轴机械夹爪3423把轴夹紧，搬运机构33撤出，压头351把轴向下压，同时第一轴机械夹爪3423松开，压头351把轴逐渐压进外壳内。

（四）出料：搬运机构33把装配完成的轴搬运到出料机构上出料。