组合凸轮轴自动装配系统及装配方法技术方案

本发明专利技术公开了一种组合凸轮轴自动装配系统及装配方法，包括第一机器人和第二机器人，第一机器人周围区域配合设有组装机、钢管料仓、组装零件料仓，第二机器人周围区域配合设有胀紧机、激光打码扫码装置、端部装配件装配装置、扭力检测装置和成品存储运输装置，胀紧机、端部装配件装配装置、扭力检测装置分别与激光打码扫码装置电通信连接。本发明专利技术可以对组合凸轮轴生产过程中的胀紧力大小、端部装配件安装压力大小、扭矩检测中的扭矩力大小进行实时检测并检测到的数据存储于与组合凸轮轴相对应的打码编码中，这有利于组合凸轮轴后续质量追踪、故障问题排查以及加工质量提升。

Assembled cam shaft automatic assembly system and assembly method

The invention discloses a combined camshaft automatic assembly system and method of assembly, including the first second robots and robot, robot is equipped with a first area around the assembly machine, steel silo, silo second parts, the area around the robot is equipped with a locking machine, laser marking device, scan code end assembly assembly, torque device the detection device and the finished product storage and transportation device, locking machine, end assembly assembly device, a torque detection device are respectively connected with the laser device in the electric communication connection code scan code. The invention of locking force combination cam shaft in the production process, the size of end assembly mounting pressure, torque detection in torque size for real-time detection and detection of the data stored in the corresponding combination of camshaft code encoding, which is conducive to the combination of the camshaft and follow up quality tracking, fault troubleshooting and processing quality improvement.

【技术实现步骤摘要】
组合凸轮轴自动装配系统及装配方法
本专利技术涉及组合凸轮轴组装装配
，尤其涉及一种组合凸轮轴自动装配系统及装配方法。
技术介绍
组合凸轮轴包括钢管和设置于钢管外部的凸轮，在钢管两端管口处需要安装端部装配件，传统技术在生产加工组合凸轮轴时，各个加工作业工位往往都是分离的，相邻两个加工作业工位之间通过输送带进行零件输送，这样就会占用较大的加工作业空间。并且，组合凸轮轴生产过程中的胀紧力大小、端部装配件安装压力大小、扭矩检测中的扭矩力大小无法进行实时检测以及存储，这样组合凸轮轴生产过程中的各项指标也就无法存储和后续查找，这对于组合凸轮轴后续质量追踪、故障问题排查以及加工质量提升带来了诸多技术困难。传统组合凸轮轴生产加工中还存在如下三点技术问题：第一点、组合凸轮轴包括钢管和设置于钢管外部的凸轮，在钢管外部安装好凸轮后，为了使得凸轮与钢管安装结构更为紧密、牢固，往往是在钢管内孔中通过钢球来扩大钢管直径以使得凸轮与钢管结合得更为紧密。现有技术中，钢球扩孔后往往就留在钢管中，钢球无法回收重复使用，钢球可以经过钢管扩孔多次，其精度才无法满足其要求，由于钢球造价较高，如果钢球留在钢管中，会降低资源的有效利用。传统技术中，组合凸轮轴在胀紧过程中，钢球在钢管内孔中运动，钢球在运动到外部未安装凸轮的钢管内孔部分，组合凸轮轴的胀紧阻力就较小；钢球在运动到外部安装有凸轮的钢管内孔部分，组合凸轮轴的胀紧阻力就较大。传统技术无法实现检测组合凸轮轴胀紧阻力大小，这样也就不能较为直观地判断出钢球是否将钢管外部的凸轮结合到位并达到要求，因为组合凸轮轴胀紧阻力大小可以直观反映出钢球作用于钢管内壁胀紧力大小；通过组合凸轮轴的凸轮扭矩检测试验数据可以得出钢球作用于钢管内壁多少的胀紧力能够通过凸轮扭矩检测。现有技术中无法实现检测钢球在钢管内孔中胀紧凸轮的胀紧力大小，也无法直观判断出凸轮与钢管是否结合到位，这就对组合凸轮轴的生产质量检测带来了诸多困难，而且也无法记录组合凸轮轴胀紧阻力数据，也就无法实现组合凸轮轴故障查找与排除。第二点、组合凸轮轴包括钢管和设置于钢管外部的凸轮，组合凸轮轴在钢管两端管口处均需要安装端部装配件，在组合凸轮轴两端端部安装有端部装配件才能制造出组合凸轮轴成品。在组合凸轮轴两端端部安装端部装配件时，传统技术是先在组合凸轮轴的一个端部上通过人工安装一个端部装配件，然后再在组合凸轮轴的另一个端部上通过人工安装另一个端部装配件。传统技术无法实现组合凸轮轴两个端部分别同时安装端部装配件，其生产效率较为低下。第三点、组合凸轮轴包括钢管和设置于钢管外部的凸轮，组合凸轮轴的钢管需要进行扭矩力检测，同时组合凸轮轴的钢管与凸轮之间也需要扭矩力检测，尤其是组合凸轮轴的钢管与凸轮之间的扭矩力检测是组合凸轮轴产品质量的重要指标。现有技术无法通过一个扭矩力检测机构实现钢管扭矩力检测以及钢管、凸轮之间的扭矩力检测，传统的扭矩力检测机构在检测组合凸轮轴时往往结构都比较复杂，而且扭矩力检测操作也比较繁琐，无法实现组合凸轮轴各个位置快速定位扭矩力检测，并且传统扭矩力检测机构无法对向组合凸轮轴施加的扭力进行扭力检测。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种组合凸轮轴自动装配系统及装配方法，本专利技术可以对组合凸轮轴生产过程中的胀紧力大小、端部装配件安装压力大小、扭矩检测中的扭矩力大小进行实时检测并检测到的数据存储于与组合凸轮轴相对应的打码编码中，这样通过查询组合凸轮轴编码数据库中的信息就可以知晓组合凸轮轴生产过程中的各项指标，这有利于组合凸轮轴后续质量追踪、故障问题排查以及加工质量提升。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种组合凸轮轴自动装配系统，包括第一机器人和第二机器人，所述第一机器人周围区域配合设有组装机、钢管料仓、组装零件料仓，所述钢管料仓用于盛放组合凸轮轴组装所需的钢管，所述组装零件料仓用于盛放组合凸轮轴组装所需的凸轮，所述组装机用于在钢管外部安装若干个凸轮装配出组合凸轮轴初品；所述第二机器人周围区域配合设有胀紧机、激光打码扫码装置、端部装配件装配装置、扭力检测装置和成品存储运输装置，所述胀紧机用于在组合凸轮轴初品的钢管中通过胀紧钢球让钢管与凸轮相互胀紧配合，所述端部装配件装配装置用于在组合凸轮轴初品的钢管两端管口处分别装配端部装配件形成组合凸轮轴成品，所述扭力检测装置用于对组合凸轮轴成品的钢管端部以及钢管、凸轮之间的扭矩力进行检测，所述成品存储运输装置用于存储扭矩力检测后的组合凸轮轴成品以及运输组合凸轮轴成品，所述激光打码扫码装置用于对组合凸轮轴生产中的胀紧力、端部装配件安装压力、组合凸轮轴扭矩检测的扭矩力进行存储并对应组合凸轮轴进行打码、扫码操作；所述第一机器人上具有第一机器人手臂，第一机器人手臂的工作区域为第一机器人手臂工作区域，第一机器人的第一机器人手臂工作区域覆盖组装机、钢管料仓、组装零件料仓、胀紧机四个部件；所述第二机器人上具有第二机器人手臂，第二机器人手臂的工作区域为第二机器人手臂工作区域，所述第二机器人的第二机器人手臂工作区域覆盖胀紧机、激光打码扫码装置、端部装配件装配装置、扭力检测装置、成品存储运输装置五个部件；所述胀紧机、端部装配件装配装置、扭力检测装置分别与激光打码扫码装置电通信连接。本专利技术提供一种优选的组装机结构技术方案是：所述组装机包括升降电机、机身C、旋转电机、打点装置和组装零件装配定位台，所述机身C顶部安装设有升降电机，升降电机动力输出轴上安装有升降丝杆，所述旋转电机侧部设有底座，所述旋转电机的底座动力配合安装于升降丝杆上，升降丝杆用于驱动旋转电机的底座以及旋转电机上下升降运动，所述旋转电机端部设有用于夹持钢管的夹头，在机身C底部设有与夹头位置相对应的组装零件装配定位台，所述机身C上设有位于组装零件装配定位台上方的打点装置，所述打点装置与夹头位置相对应，打点装置连接有打点驱动气缸。本专利技术提供一种优选的胀紧机结构技术方案是：所述胀紧机包括机身A、胀紧液压缸、压紧机构和压力传感器A，所述机身A顶部从左至右依次安装设有液压缸支臂、胀紧支臂和压紧支臂，所述液压缸支臂上安装有胀紧液压缸，胀紧液压缸具有依靠液压驱动伸缩运动的推杆A，所述推杆A端部依次穿过液压缸支臂、胀紧支臂与组合凸轮轴工件接触，所述压紧支臂上安装有压紧机构，所述组合凸轮轴工件夹持安装于推杆A端部与压紧机构之间，所述压紧机构上对应安装有用于检测压紧机构压紧力大小的压力传感器A，所述推杆A端部与组合凸轮轴工件的钢管管口之间安装有胀紧钢球，所述推杆A的杆径小于组合凸轮轴工件的钢管内孔直径，所述胀紧钢球的直径比组合凸轮轴工件的钢管内孔直径大0.1～0.3mm，所述机身A上设有对应组合凸轮轴工件的钢球回收清洗装置；所述压力传感器A与激光打码扫码装置电通信连接。本专利技术提供一种优选的端部装配件装配装置结构技术方案是：所述端部装配件装配装置包括装配油缸、压力传感器B和机身B，所述机身B顶部从左至右依次安装设有油缸支座、推杆配合支座、第二端部装配端头，所述油缸支座上安装有装配油缸，装配油缸具有依靠液压驱动伸缩运动的活塞杆，活塞杆端部连接有压力传感器B，压力传感器B端部连接有推杆B，所述推杆配合支座上设有推杆伸缩运动孔，所述推杆B端部穿过推杆配合支座的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合凸轮轴自动装配系统，其特征在于：包括第一机器人(4)和第二机器人(10)，所述第一机器人(4)周围区域配合设有组装机(1)、钢管料仓(2)、组装零件料仓(3)，所述钢管料仓(2)用于盛放组合凸轮轴组装所需的钢管(541)，所述组装零件料仓(3)用于盛放组合凸轮轴组装所需的凸轮(542)，所述组装机(1)用于在钢管外部安装若干个凸轮装配出组合凸轮轴初品；所述第二机器人(10)周围区域配合设有胀紧机(5)、激光打码扫码装置(6)、端部装配件装配装置(7)、扭力检测装置(8)和成品存储运输装置(9)，所述胀紧机(5)用于在组合凸轮轴初品的钢管(541)中通过胀紧钢球(53)让钢管(541)与凸轮(542)相互胀紧配合，所述端部装配件装配装置(7)用于在组合凸轮轴初品的钢管(541)两端管口处分别装配端部装配件形成组合凸轮轴成品，所述扭力检测装置(8)用于对组合凸轮轴成品的钢管(541)端部以及钢管(541)、凸轮(542)之间的扭矩力进行检测，所述成品存储运输装置(9)用于存储扭矩力检测后的组合凸轮轴成品以及运输组合凸轮轴成品，所述激光打码扫码装置(6)用于对组合凸轮轴生产中的胀紧力、端部装配件安装压力、组合凸轮轴扭矩检测的扭矩力进行存储并对应组合凸轮轴进行打码、扫码操作；所述第一机器人(4)上具有第一机器人手臂，第一机器人手臂的工作区域为第一机器人手臂工作区域(41)，第一机器人(4)的第一机器人手臂工作区域(41)覆盖组装机(1)、钢管料仓(2)、组装零件料仓(3)、胀紧机(5)四个部件；所述第二机器人(10)上具有第二机器人手臂，第二机器人手臂的工作区域为第二机器人手臂工作区域(101)，所述第二机器人(10)的第二机器人手臂工作区域(101)覆盖胀紧机(5)、激光打码扫码装置(6)、端部装配件装配装置(7)、扭力检测装置(8)、成品存储运输装置(9)五个部件；所述胀紧机(5)、端部装配件装配装置(7)、扭力检测装置(8)分别与激光打码扫码装置(6)电通信连接。...

【技术特征摘要】
1.一种组合凸轮轴自动装配系统，其特征在于：包括第一机器人(4)和第二机器人(10)，所述第一机器人(4)周围区域配合设有组装机(1)、钢管料仓(2)、组装零件料仓(3)，所述钢管料仓(2)用于盛放组合凸轮轴组装所需的钢管(541)，所述组装零件料仓(3)用于盛放组合凸轮轴组装所需的凸轮(542)，所述组装机(1)用于在钢管外部安装若干个凸轮装配出组合凸轮轴初品；所述第二机器人(10)周围区域配合设有胀紧机(5)、激光打码扫码装置(6)、端部装配件装配装置(7)、扭力检测装置(8)和成品存储运输装置(9)，所述胀紧机(5)用于在组合凸轮轴初品的钢管(541)中通过胀紧钢球(53)让钢管(541)与凸轮(542)相互胀紧配合，所述端部装配件装配装置(7)用于在组合凸轮轴初品的钢管(541)两端管口处分别装配端部装配件形成组合凸轮轴成品，所述扭力检测装置(8)用于对组合凸轮轴成品的钢管(541)端部以及钢管(541)、凸轮(542)之间的扭矩力进行检测，所述成品存储运输装置(9)用于存储扭矩力检测后的组合凸轮轴成品以及运输组合凸轮轴成品，所述激光打码扫码装置(6)用于对组合凸轮轴生产中的胀紧力、端部装配件安装压力、组合凸轮轴扭矩检测的扭矩力进行存储并对应组合凸轮轴进行打码、扫码操作；所述第一机器人(4)上具有第一机器人手臂，第一机器人手臂的工作区域为第一机器人手臂工作区域(41)，第一机器人(4)的第一机器人手臂工作区域(41)覆盖组装机(1)、钢管料仓(2)、组装零件料仓(3)、胀紧机(5)四个部件；所述第二机器人(10)上具有第二机器人手臂，第二机器人手臂的工作区域为第二机器人手臂工作区域(101)，所述第二机器人(10)的第二机器人手臂工作区域(101)覆盖胀紧机(5)、激光打码扫码装置(6)、端部装配件装配装置(7)、扭力检测装置(8)、成品存储运输装置(9)五个部件；所述胀紧机(5)、端部装配件装配装置(7)、扭力检测装置(8)分别与激光打码扫码装置(6)电通信连接。2.按照权利要求1所述的组合凸轮轴自动装配系统，其特征在于：所述组装机(1)包括升降电机(14)、机身C(15)、旋转电机(17)、打点装置(19)和组装零件装配定位台(20)，所述机身C(15)顶部安装设有升降电机(14)，升降电机(14)动力输出轴上安装有升降丝杆(16)，所述旋转电机(17)侧部设有底座，所述旋转电机(17)的底座动力配合安装于升降丝杆(16)上，升降丝杆(16)用于驱动旋转电机(17)的底座以及旋转电机(17)上下升降运动，所述旋转电机(17)端部设有用于夹持钢管(541)的夹头(18)，在机身C(15)底部设有与夹头(18)位置相对应的组装零件装配定位台(20)，所述机身C(15)上设有位于组装零件装配定位台(20)上方的打点装置(19)，所述打点装置(20)与夹头(18)位置相对应，打点装置(20)连接有打点驱动气缸。3.按照权利要求1所述的组合凸轮轴自动装配系统，其特征在于：所述胀紧机(5)包括机身A(57)、胀紧液压缸(51)、压紧机构(55)和压力传感器A(56)，所述机身A(57)顶部从左至右依次安装设有液压缸支臂(571)、胀紧支臂(572)和压紧支臂(574)，所述液压缸支臂(571)上安装有胀紧液压缸(51)，胀紧液压缸(51)具有依靠液压驱动伸缩运动的推杆A(52)，所述推杆A(52)端部依次穿过液压缸支臂(571)、胀紧支臂(572)与组合凸轮轴工件(54)接触，所述压紧支臂(574)上安装有压紧机构(55)，所述组合凸轮轴工件(54)夹持安装于推杆A(52)端部与压紧机构(55)之间，所述压紧机构(55)上对应安装有用于检测压紧机构(55)压紧力大小的压力传感器A(56)，所述推杆A(52)端部与组合凸轮轴工件(54)的钢管(541)管口之间安装有胀紧钢球(53)，所述推杆A(52)的杆径小于组合凸轮轴工件(54)的钢管(541)内孔直径，所述胀紧钢球(53)的直径比组合凸轮轴工件(54)的钢管(541)内孔直径大0.1～0.3mm，所述机身A(57)上设有对应组合凸轮轴工件(54)的钢球回收清洗装置(8)；所述压力传感器A(56)与激光打码扫码装置(6)电通信连接。4.按照权利要求1所述的组合凸轮轴自动装配系统，其特征在于：所述端部装配件装配装置(7)包括装配油缸(71)、压力传感器B(72)和机身B(78)，所述机身B(78)顶部从左至右依次安装设有油缸支座(781)、推杆配合支座(782)、第二端部装配端头(783)，所述油缸支座(781)上安装有装配油缸(71)，装配油缸(71)具有依靠液压驱动伸缩运动的活塞杆，活塞杆端部连接有压力传感器B(72)，压力传感器B(72)端部连接有推杆B(73)，所述推杆配合支座(782)上设有推杆伸缩运动孔，所述推杆B(73)端部穿过推杆配合支座(782)的推杆伸缩运动孔；所述机身B(78)顶部还设有夹具滑轨(79)，在夹具滑轨(79)上滑动安装有若干个工件夹具(77)，所述工件夹具(77)上夹持安装有所述组合凸轮轴工件(54)，所述夹具滑轨(79)与组合凸轮轴工件(54)均位于推杆配合支座(782)、第二端部装配端头(783)之间；所述推杆B(73)端部活动装配有与组合凸轮轴工件(54)的钢管(541)左端管口相配合安装的第一端部装配件(74)，所述第二端部装配端头(783)上活动装配有与组合凸轮轴工件(54)的钢管(541)右端管口相配合安装的第二端部装配件(76)。5.按照权利要求1所述的组合凸轮轴自动装配系统，其特征在于：所述扭力检测装置(8)包括扭力电机(81)、变速箱(82)、回转扭力传感器(83)、前端三爪(84)、尾端三爪(89)、夹紧机构(85)、滑轨(86)、丝杆(87)和夹紧机构平移电机(88)，所述扭力电机(81)的动力输出端与变速箱(82)的动力输入端动力连接，所述变速箱(82)的动力输出端与回转扭力传感器(83)动力连接，回转扭力传感器(83)与前端三爪(84)动力连接，组合凸轮轴工件(54)的钢管(541)具有安装前端和安装后端，所述钢管(541)的安装前端配合安装于前端三爪(84)中，所述尾端三爪(89)与尾端三爪动力机构动力连接，所述钢管(541)的安装后端配合安装于尾端三爪(89)中；所述夹紧机构(85)的夹紧组件与组合凸轮轴工件(54)位置相配合，所述夹紧机构(85)端部设有与滑轨(86)配合滑动安装的滑块(851)，所述夹紧机构平移电机(88)通过传动机构(881)驱动丝杆(87)转动，所述夹紧机构(85)上设有与丝杆(87)相配合传动的丝杆配合件，丝杆(87)用于驱动丝杆配合件连同夹紧机构(85)做直线平移运动；所述传动机构(881)为传动皮带，所述夹紧机构平移电机(88)的动力输出轴上安装有皮带轮A，所述丝杆(87)上安装有皮带轮B，在皮带轮A与皮带轮B之间配合连接有传动机构(881)。6.按照权利要求3所述的组合凸轮轴自动装配系统，其特征在于：所述机身A(57)顶部设有两个工件支撑座(573)，其中一个工件支撑座(573)靠近胀紧支臂(572)设置，另一个工件支撑座(573)靠近压紧支臂(574)设置；所述工件支撑座(573)顶部设有两个支撑夹臂，工件支撑座(573)的两个支撑夹臂用于支撑住组合凸轮轴工件(54)；所述钢球回收清洗装置(58)包括钢球回收箱，在钢球回收箱中盛放有清洗水，并且在钢球回收箱中设有若干个清洗喷头，所述钢球回收箱与组合凸轮轴工件(54)位置向对应设置。7.按照权利要求4所述的组合凸轮轴自动装配系统，其特征在于：所述机身B(78)的夹具滑轨(79)上滑动安装有两个工件夹具(77)，其中一个工件夹具(77)靠近第一端部装配件(74)设置，另一个工件夹具(77)靠近第二端部装配件(76)设置，两个工件夹具(77)共同夹持支撑于组合凸轮轴工件(54)的左右两端；所述工件夹具(77)顶部具有两个支撑夹臂，工件夹具(77)的两个支撑夹臂用于夹持住组合凸轮轴工件(54)。8.按照权利要求5所述的组合凸轮轴自动装配系统，其特征在于：还包括机身，所述夹紧机构(85)的两侧端部分别设有一个滑块(851)，所述滑轨(86)的数量为两个，两个滑轨(86)分别位于夹紧机构(85)两侧端，夹紧机构(85)的两个滑块(851)一一配合滑动安装于两个滑轨(86)中；所述丝杆(87)的两端端部分别安装有转动轴承座，所述扭力电机(81)、变速箱(82)、滑轨(86)和两个转动轴承座分别固定安装于机身上；所述丝杆(87)的长度与滑轨(86)的长度相匹配，所述丝杆(87)的长度长于组合凸轮轴工件(54)的长度。9.按照权利要求1所述的组合凸轮轴自动装配系统，其特征在于：还包括控制系统(11)、恒温空调系统(12)和壳体(13)，所述壳体(13)上设有控制系统(11)和恒温空调系统(12)，所述恒温空调系统(12)具有六个恒温空调出管，六个恒温空调出管分别与组装机(1)、胀紧机(5)、激光打码扫码装置(6)、端部装配件装配装置(7)、扭力检测装置(8)、成品存储运输装置(9)一一对应设置；所述控制系统(11)分别与组装机(1)、第一机器人(4)、胀紧机(5)、激光打码扫码装置(6)、端部装配件装配装置(7)、扭力检测装置(8)、成品存储运输装置(9)、第二机器人(10)一一对应电连接。10.一种组合凸轮轴自动装配方法，其特征在于：其装配方法如下：A、组合凸轮轴的钢管与凸轮组装作业：其作业方法如下：A1、第一机器人(4)的第一机器人手臂从钢管料仓(2)中抓取组合凸轮轴组装所需的钢管(541)并将钢管(541)安装于旋转电机(17)端部的夹头(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦祖安，舒万强，蔡勇，李聪明，王莲，瞿贵峰，
申请(专利权)人：绵阳华晨瑞安汽车零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51