CN104972288B - 一种弹性零部件的穿装机及其穿装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弹性零部件的穿装机及其穿装方法，包括机座、设置在机座上的夹持座、安装在机座上且与夹持座对称设置的推拉机构以及设置在机座上的机械手；夹持座上设有用于夹持弹性零件的型腔；导引件由推拉机构带动作前进以及后退操作；机械手负责将导引头可拆卸的安装到导引件面向弹性零件的端部；导引头由接合端和导引端组成，接合端安装在导引件的端部，负责将导引件和导引头连接在一起，导引端在插入到弹性零件的过盈装配孔内时起扩张和导引作用；导引端呈从尖端由小沿轴向逐渐变大的子弹形结构，导引端的外径最大处与导引件的外径相同；接合端为阶梯轴状，其还包括一接合段，接合段最大截面外径与引导件内径相同，以便于导引头与导引件的安装。本发明在保证穿装质量的同时提高了成品率，又能轻松穿装，提高了效率，减轻了劳动强度，生产过程无噪音，无烫伤，环保安全。

Description

一种弹性零部件的穿装机及其穿装方法

技术领域

本发明涉及一种弹性零部件的穿装机，特别涉及一种弹性零部件的穿装机及其穿装方法。

背景技术

汽车自动挡拉索是实现人与车进行换挡变速变矩的主要传导机构，自动挡拉索上的配重块主要是起到让拉索平衡，防止和消减汽车运行过程中的谐振振动，其配重块通常用金属材料加工制作(如铝合金等)，工艺复杂，安装连接采用螺钉，费时费力，材料成本高，近年来行业内选用了新型非金属材料(如橡胶等)制作配重块，工艺简单，材料成本大大降低，但非金属材料的橡胶等配重块的摩擦系数大，且与拉索装配时必须以过盈量大，来增大过盈摩擦力确保装配后满足规定的拔脱力，不至于因过盈量小导致摩擦力不够而滑移，但过盈量大，导致摩擦力大，致使穿装极其困难，难以批量生产，推广非常艰难，限制了工业化的应用。

由于上述原因，及拉索纵向刚性不足，难以克服穿装过程中橡胶配重块与拉索的摩擦力，在没有可行方法及穿装机直接将拉索穿装在橡胶配重块内的情形下，目前往往先将橡胶配重块加热软化，或者同时采用气压膨胀，然后用手工强行穿装，作业过程中不仅能耗高，启闭气压噪音大，加热穿装时的高温烫伤、弹性材料在高温下分解释放污染气体，都直接伤害作业人员的身体健康，劳动强度大，效率低，废品率高，难以满足批量生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、穿装方便的一种弹性零部件的穿装机及其穿装方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种弹性零部件的穿装机，包括机座，所述穿装机还包括：

一设置在机座上的夹持座，所述夹持座上设有与弹性零件外形相同的型腔；所述型腔用于固定和限定弹性零件的位置；

一安装在机座上且与夹持座对称设置的推拉机构，所述推拉机构上设有一导引件，所述导引件由推拉机构带动作前进以及后退操作；所述导引件的水平轴心与安装在型腔内的弹性零件的过盈装配孔的水平轴心在一条水平面上；

一设置在机座上的机械手，所述机械手上夹持一导引头，所述机械手负责将导引头可拆卸的安装到导引件面向弹性零件的端部；

所述导引头由接合端和导引端组成，所述接合端安装在导引件的端部，负责将导引件和导引头连接在一起，所述导引端在插入到弹性零件的过盈装配孔内时起扩张和导引作用；

所述导引端呈从尖端由小沿轴向逐渐变大的子弹形结构，导引端的外径最大处与导引件的外径相同；

所述接合端为阶梯轴状，其还包括一接合段，所述接合段最大截面外径与引导件内径相同，以便于导引头与导引件的安装。

在本发明的一个实施例中，所述夹持座与机座一体成型结构。

在本发明的一个实施例中，所述夹持座通过焊接、铆接或螺栓连接固定在机座上。

在本发明的一个实施例中，所述导引件由钢、铁或碳纤维材料制成的管状或筒状结构，在导引件与导引头连接的端部设有供导引头接合端安装的导向孔，所述导向孔的内径比柔性零件的外径大，所述导引件的外径比弹性零件的过盈装配孔的孔径大。

在本发明的一个实施例中，所述导引件由钢、铁或碳纤维材料制成的，且内部设有导向孔的管状或筒状结构；所述导向孔的内径比柔性零件的外径大，所述导引件的外径比弹性零件的过盈装配孔的孔径大。

在本发明的一个实施例中，所述机械手为6工位机械手，可进行前进、后退、上升、下降、松开以及夹紧操作，所述机械手采用气动、液压或电动控制。

在本发明的一个实施例中，所述导引端也可为呈从尖端由小沿轴向逐渐变大的锥形或橄榄形结构。

在本发明的一个实施例中，一种弹性零部件的穿装机的穿装方法，所述穿装方法的步骤如下：

(1)第一步为上料操作，先将弹性零件放置到夹持座的成型型腔内；

(2)第二步为穿装操作，启动器械手的控制按钮，机械手通过气动驱动，实现前进、后退，上升、下降，夹紧、松开多个工位的多个动作，将导引头从导引头初始位置处，夹持送至导引件初始位置处并与导引件接合，然后机械手松开并上升；

(3)然后，推拉机构开始工作推动导引件和导引头的接合件从导引件初始位置处，导入到已放置在夹持座的型腔内的弹性零件的过盈装配孔内，机械手将导引头摘除并返回导引头初始位置处；

(4)随后紧接着将柔性零件通过导引件的导向孔导入到指定装配位置，推拉机构牵引导引件退回至导引件初始位置处,弹性零件因过盈弹力收缩即时抱紧柔性零件，结合成弹性零部件；

(5)最后为卸料操作，人工或机械手从夹持座的型腔中取出弹性零部件，完成一个穿装过程的循环。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明的弹性零部件的穿装机及其穿装方法，克服了气压穿装噪音大的缺点，也克服了加热穿装能耗高、弹性材料高温下分解释放污染气体、易导致烫伤的缺点，同时还克服了用柔性零件直接穿装到弹性零件时柔性零件刚性不足等缺点，巧妙的利用推拉机构、机械手、导引头、导引件和夹持座等机构，先将弹性零件的内孔沿轴向导引的同时沿径向扩张，然后将柔性零件穿装到导向件的导向孔内，由于刚性导向件比柔性零件刚性大，所以能够插入弹性零件的过盈装配孔内，又由于导向件导向孔比柔性零件外径大，所以柔性零件穿装时，阻力很小，这样既保证穿装质量的同时提高了成品率，又能轻松穿装，提高了效率，减轻了劳动强度，生产过程无噪音，无烫伤，环保安全。在导引件退出弹性零件(如配重块)的同时，弹性零件由于弹性收缩即时抱紧柔性零件(如拉索)，满足拔脱力要求和定位要求。

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为本发明结构原理示意图

图2为本发明上料示意图；

图3为本发明机械手下降将导引头插入导引件内的示意图；

图4为本发明械手松开导引头后上升的示意图；

图5为本发明推拉机构将导引件和导引头推入弹性部件内的示意图；

图6为本发明机械手下降后夹紧导引头的示意图；

图7为本发明机械手拔出导引头的示意图；

图8为本发明机械手拔出导引头后上升的示意图；

图9为本发明柔性零件穿装弹性零件的示意图；

图10为本发明穿装柔性零件到弹性零件指定位置的示意图

图11为本发明推拉机构牵引导引件返回的示意图；

图12为本发明卸料的示意图；

图13为本发明推拉机构的结构示意图

图14为本发明导引件的结构示意图

图15为本发明导引头的结构示意图

图16为本发明夹持座的结构示意图

图17为本发明机械手的结构示意图

图18为本发明机座的结构示意图

图19为本发明导引件与导引头结合示意图；

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

10、机座 20、夹持座 21、型腔 30、推拉机构 40、导引件 41、导向孔 42、导引件初始位置 50、机械手 60、导引头 61、接合端 61a、接合段 62、导引端 63、引导头初始位置70、弹性零件 71、过盈装配孔80、柔性零件 90、弹性零部件。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1至图19所示，本发明公开了一种弹性零部件的穿装机，包括机座10、设置在机座10上的夹持座20、安装在机座10上且与夹持座20对称设置的推拉机构30以及设置在机座10上的机械手50，工作时，机械手50随推拉机构30一起左右移动。

本发明在夹持座20上设有与弹性零件70外形相同的型腔21，型腔21用于安装弹性零件70以及在导引件40、导引头60导入或退出弹性零件的过盈装配孔71内时固定、限定弹性零件70的位置；夹持座20用螺栓固定在机座10上，也可以用焊接、或铆接的方式连接在机座上，或与机座一体成型；再者，本发明夹持座20的型腔21经过防脱研磨、包塑处理，或在内表面与弹性零件接触的位置设计具有防脱功能的均布或分散布置的凸凹点、线、槽或其它防脱定位装置，进一步增强防脱效果。

本发明在推拉机构30上设有一导引件40，导引件40由推拉机构30带动作前进以及后退操作；导引件40的水平轴心与安装在型腔21内的弹性零件70的过盈装配孔71的水平轴心在一条水平面上，其便于导引件40能够准确的穿插进弹性零件70的过盈装配孔71内，提高穿装精度和效率。

本发明导引件40由钢、铁或碳纤维材料制成的管状或筒状结构，导引件40的外径比弹性零件70的过盈装配孔71的孔径大，且导引件40壁厚的强度在穿入弹性零件70时无形变；在导引件40与导引头60连接的端部设有供导引头接合端61安装的导向孔41，导向孔41的内径比柔性零件80的外径大，便于柔性零件80可以轻松通过导引件的导向孔41直达装配位置，而且也有利于导引件40在推拉机构30的牵引下的快速退回到导引件起始位置42的过程中，减少和柔性零件之间的摩擦力，防止柔性零件因摩擦力而退出，使穿装循环过程轻快便捷。

本发明机械手50负责将导引头60可拆卸的安装到导引件面向弹性零件的端部；机械手实质上是一台简易的工业机器人，可以有PLC编程控制，有6个或6个以上工位，由气压、液压或电力驱动，能够执行前进、后退，上升、下降，松开、夹紧动作；然而本发明采用气压驱动；因为是可编程的机器人系统，本发明的穿装机也可以进一步升级改进为自动化设备。

本发明还包括一引导头60，其一般由机械手50夹持住，导引头60由接合端61和导引端62组成，接合端61安装在导引件40的端部，负责将导引件40和导引头60连接在一起，导引端62在插入到弹性零件的过盈装配孔71内时起扩张和导引作用；接合端61为阶梯轴状，其还包括一接合段61a，接合段61a最大截面外径与引导件内径相同，以便于导引头与导引件的安装；接合段的长度能够保证导引头与导引件稳定接合和快速分离，接合段的表面经过防脱研磨等工艺处理。

本发明导引端62呈从尖端由小沿轴向逐渐变大的锥形、子弹形或橄榄形结构，其外径最大处与导引件的外径相同，在插入弹性零件时起导引导向作用的同时，还起到扩张弹性零件(橡胶配重块)的过盈装配孔的弹性抱紧力的作用，保证导引件能穿透弹性零件到达设定位置，便于后续的穿装工序。

本发明弹性零部件的穿装方法及其穿装机的工作过程如下：

(1)第一步为上料操作，先将弹性零件70放置到夹持座20的成型型腔21内，按设计要求放置好，即完成上料；

(2)第二步为穿装操作，启动器械手50的控制按钮，机械手50通过气动驱动，实现前进、后退，上升、下降，夹紧、松开多个工位的多个动作，将导引头60从导引头初始位置63处，夹持送至导引件初始位置42处并与导引件40接合，然后机械手50松开并上升；

(3)然后，推拉机构30推动导引件40和导引头60的接合件从导引件初始位置42处，导入到已放置在夹持座20的型腔21内的弹性零件70的过盈装配孔71内，机械手50将导引头60摘除并返回导引头初始位置63处；

(4)随后紧接着将柔性零件80通过导引件40的导向孔41导入到指定装配位置，推拉机构30牵引导引件40退回至导引件初始位置42处,弹性零件70因过盈弹力收缩即时抱紧柔性零件80，结合成弹性零部件90；

(5)最后为卸料操作，人工或机械手从夹持座20的型腔21中取出弹性零部件90，完成一个穿装过程的循环；本穿装方法及穿装机能够实现在12～15秒内完成一个穿装的循环过程，具有高效快捷、环保节能、省时省力的特点。

本发明弹性零部件的穿装方法及其穿装机涉及弹性零件与柔性零件的穿装，特别是过盈穿装；就是利用弹性零件(如配重块)具有弹性的特点，通过导引件和导引头的扩张和导引，将柔性零件穿装到弹性零件的装配指定位置，穿装后弹性零件(如橡胶配重块)因弹性自动收缩抱紧柔性零件(如拉索)，从而精准定位；本发明重点解决了汽车橡胶配重块与拉索的过盈穿装，大大提高了效率，降低了环境噪音，减轻劳动强度，高效节能，形成工业产业化推广和应用。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种弹性零部件的穿装机，包括机座，其特征在于：所述穿装机还包括：

一设置在机座上的夹持座，所述夹持座上设有与弹性零件外形相同的型腔；所述型腔用于固定和限定弹性零件的位置；

一安装在机座上且与夹持座对称设置的推拉机构，所述推拉机构上设有一导引件，所述导引件由推拉机构带动做前进以及后退操作；所述导引件的水平轴心与安装在型腔内的弹性零件的过盈装配孔的水平轴心在一条水平面上；

一设置在机座上的机械手，所述机械手上夹持一导引头，所述机械手负责将导引头可拆卸的安装到导引件面向弹性零件的端部；

所述导引头由接合端和导引端组成，所述接合端安装在导引件的端部，负责将导引件和导引头连接在一起，所述导引端在插入到弹性零件的过盈装配孔内时起扩张和导引作用；

所述导引端呈从尖端由小沿轴向逐渐变大的子弹形结构，导引端的外径最大处与导引件的外径相同；

所述接合端为阶梯轴状，其还包括一接合段，所述接合段最大截面外径与引导件内径相同，以便于导引头与导引件的安装。

2.根据权利要求1所述的一种弹性零部件的穿装机，其特征在于：所述夹持座与机座一体成型结构。

3.根据权利要求1所述的一种弹性零部件的穿装机，其特征在于：所述夹持座通过焊接、铆接或螺栓连接固定在机座上。

4.根据权利要求1所述的一种弹性零部件的穿装机，其特征在于：所述导引件由钢、铁或碳纤维材料制成的管状或筒状结构，在导引件与导引头连接的端部设有供导引头接合端安装的导向孔，所述导向孔的内径比柔性零件的外径大，所述导引件的外径比弹性零件的过盈装配孔的孔径大。

5.根据权利要求1所述的一种弹性零部件的穿装机，其特征在于：所述导引件由钢、铁或碳纤维材料制成的，且内部设有导向孔的管状或筒状结构；所述导向孔的内径比柔性零件的外径大，所述导引件的外径比弹性零件的过盈装配孔的孔径大。

6.根据权利要求1所述的一种弹性零部件的穿装机，其特征在于：所述机械手为6工位机械手，可进行前进、后退、上升、下降、松开以及夹紧操作，所述机械手采用气动、液压或电动控制。

7.根据权利要求1所述的一种弹性零部件的穿装机，其特征在于：所述导引端也可为呈从尖端由小沿轴向逐渐变大的锥形或橄榄形结构。

8.根据权利要求1所述的一种弹性零部件的穿装机的穿装方法，其特征在于，所述穿装方法的步骤如下：

(1)第一步为上料操作，先将弹性零件放置到夹持座的成型型腔内；

(2)第二步为穿装操作，启动机械手的控制按钮，机械手通过气动驱动，实现前进、后退，上升、下降，夹紧、松开多个工位的多个动作，将导引头从导引头初始位置处，夹持送至导引件初始位置处并与导引件接合，然后机械手松开并上升；

(3)然后，推拉机构开始工作推动导引件和导引头的接合件从导引件初始位置处，导入到已放置在夹持座的型腔内的弹性零件的过盈装配孔内，机械手将导引头摘除并返回导引头初始位置处；

(4)随后紧接着将柔性零件通过导引件的导向孔导入到指定装配位置，推拉机构牵引导引件退回至导引件初始位置处,弹性零件因过盈弹力收缩即时抱紧柔性零件，结合成弹性零部件；

(5)最后为卸料操作，人工或机械手从夹持座的型腔中取出弹性零部件，完成一个穿装过程的循环。