CN110303338A - 一种涡轮组件与中间体自动装配系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涡轮组件与中间体自动装配系统，它包括设备底座、设备侧板，设备底座与设备侧板固定连接，设备底板上设有托盘、导向部件，设备侧板上设有第一抓取装置和第二抓取装置，设备侧板与第一抓取装置和第二抓取装置活动连接。两个抓取装置的设置，在实现了装配过程自动化的基础上，减少在装配过程中的等待时间，提升装配的效率，实现装配节奏的最优化；导向部件提高了装配的精度，减小了装配过程中的误差，同时在装配过程中对零部件进行保护，减少了零部件在装配过程中的划伤风险，本发明还设置了压力与位移监控装置，对中间体装配的过程进行实时监控，确保装配过程无异常。

Description

一种涡轮组件与中间体自动装配系统

技术领域

本发明涉及涡轮部件装配设备技术领域，具体地是一种涡轮组件与中间体自动装配系统。

背景技术

涡轮组件与中间体是涡轮增压器产品的核心部件，在高转速、高压力的工作条件下，对涡轮增压器产品的装配质量提出了更严苛的要求，超高精度的零件也在装配过程中受到如装配的位置、表面划伤、清洁度、防错能力等各种因素的影响，从而决定了最终产品的质量。

目前中间体装配，包括其中浮动轴承、间隔套等零件的装配方式为人工手动装配，这样的装配方式速度慢、效率低下，而且装配难度较高，要求操作员有熟练地手法、敏感的质量意识、强大的责任心，任何的装配缺陷都有可能会导致增压器核心部件质量不良，甚至使增压器产品直接报废。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种装配精度高且装配速度快的涡轮组件与中间体自动装配系统。

本发明所采取的技术方案是：提供一种涡轮组件与中间体自动装配系统，它包括设备底座、设备侧板，所述设备底座与所述设备侧板固定连接，所述设备底座上设有托盘、导向部件，所述设备侧板上设有第一抓取装置和第二抓取装置，所述第一抓取装置和第二抓取装置分别与所述设备侧板活动连接。两个抓取装置可减少在装配过程中的等待时间，提升装配的效率，实现装配节奏的最优化。

作为优选，所述第一抓取装置内设有第一伺服电缸，所述第一抓取装置下端设有第一抓取夹爪、第二抓取夹爪。第一抓取夹爪用于抓取第一保护套、第二保护套或是导向套，第二抓取夹爪用于抓取中间体，实现自动装配；高精度电缸可快速的反应而且对位置控制的精准度高，确保位置准确，保证了装配的精度。

作为优选，所述第一抓取装置内设有压力与位移监控装置。压力与位移监控装置在中间体装配时，实时监控受到的压力大小及行程位移，来探测装配过程中是否有异常情况，确保产品的装配质量。

作为优选，所述第一抓取装置内设有定位夹。定位夹用于在装配过程中保证涡轮轴处于竖直状态，以防由于涡轮轴歪斜导致后续装配出现误差或是装配失败。

作为优选，所述第二抓取装置内设有第二伺服电缸，所述第二抓取装置下端设有第三抓取夹爪、第四抓取夹爪和第五抓取夹爪。第三抓取夹爪、第四抓取夹爪和第五抓取夹爪分别用于抓取第一间隔套、浮动轴承及第二间隔套。第二抓取装置同时设置三个夹爪，可以同时夹取并连续装配第一间隔套、浮动轴承及第二间隔套，实现了快速装配，大大的缩短装配时间。

作为优选，所述导向部件包括放置台、导向套、第二保护套、第一保护套；所述放置台固定连接在所述设备底座上，所述导向套、所述第二保护套以及所述第一保护套分别放置在所述放置台上的固定位置。

作为优选，所述导向套为中空柱体，所述导向套内侧设有环形台阶面，所述导向套内侧环形台阶面上端的直径大于涡轮轴直径且小于间隔套直径，所述导向套内侧环形台阶面下端直径大于间隔套直径，所述导向套下端内侧开口处设有倒角。涡轮密封环是C型开口结构，在前工序将2个密封环装配在涡轮轴密封槽内，由于开口的C型环会在密封槽内沿径向窜动，在下一工序自动装配中间体时容易出现装配卡滞，或密封环受到外力过大出现密封环脱槽，导致产品装配失效，导向套中的环形台阶面可以使导向套以浮动轴承外圆与涡轮轴台阶面来定位，在导向套下端有一个较大的倒角，可以引导密封环与涡轮轴同轴线，起到居中的作用，保证密封环在中间体装配过程时的稳定。

作为优选，所述托盘上设有第一气缸以及电机。第一气缸在中间体装配时将涡轮组件从托盘中顶升，并由电机带动涡轮组件旋转，这样可以减少装配时密封环变形的风险，保证产品的质量。

作为优选，所述底座上设有检测装置，所述检测装置在所述托盘侧面，所述检测装置由相机支架和相机组成，所述相机支架一端与所述设备底座固定连接，所述相机的摄像头朝向托盘方向，固定连接在相机支架另一端。相机用于在装配完成后拍照检验，提高装配系统的防错能力。

附图说明

图1是本发明的一种涡轮组件与中间体自动装配系统立体图。

图2为图1中“A”区域的局部放大图。

图3为图1中“B”区域的局部放大图。

图4是本发明的一种涡轮组件与中间体自动装配系统正视图。

图5是本发明中第一抓取装置的示意图。

图6是本发明中第二抓取装置的示意图。

图7是本发明中导向套的工作示意图。

图8为图7中“C”区域的局部放大示意图。

图9是本发明中导向部件爆炸示意图。

其中，1、设备底座；2、设备侧板；3、托盘；4、第一抓取装置；4.1、第一抓取夹爪；4.2、第二抓取夹爪；4.3、第一伺服电缸；4.4、压力与位移监控装置；5、第二抓取装置；5.1、第三抓取夹爪；5.2、第四抓取夹爪；5.3、第五抓取夹爪；5.4、第二伺服电缸；6、导向部件；6.1、第一保护套；6.2、第二保护套；6.3、导向套；6.4、放置台；7、定位夹；8、检测装置；9、电机；10、第一气缸；11、涡轮组件；11.1、密封环；11.2、第一间隔套；11.3、浮动轴承；11.4、第二间隔套；11.5、涡轮轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

本发明提供一种涡轮组件与中间体自动装配系统，如图1所示，它包括设备底座1、设备侧板2，设备底座1与设备侧板2固定连接，设备底座1上设有托盘3、导向部件6，设备侧板2上设有第一抓取装置4和第二抓取装置5，第一抓取装置4和第二抓取装置5分别与设备侧板2活动连接。

其工作原理是，涡轮组件11(包括涡轮、涡轮轴、隔热罩及密封环等)经过前一道工序装配完成后，放置在托盘3上，托盘3达到规定位置后被顶升，随后第一伺服电缸4.3动作，驱动第一抓取装置4移动至放置台6.4，第一抓取夹爪4.1动作，抓取第二保护套6.2，然后移动至涡轮组件11处，将第二保护套6.2装在涡轮组件11上。

随后第二伺服电缸5.4动作，驱动第二抓取装置5移动，第三抓取夹爪5.1、第四抓取夹爪5.2、第五抓取夹爪5.3分别从上料台(图中未画出)抓取第一间隔套11.2、浮动轴承11.3以及第二间隔套11.4，随后移动至涡轮组件11处，依次将第一间隔套11.2、浮动轴承11.3和第二间隔套11.4安装在涡轮组件11上，完成动作后，第一伺服电缸4.3再次动作，带动第一抓取装置4移动至涡轮组件11处，第一抓取夹爪4.1抓取第二保护套6.2并放回放置台。

然后第一伺服电缸4.3动作，带动第一抓取装置4移动至涡轮组件11处，驱动定位夹7动作，夹住涡轮组件11的涡轮轴11.5，保证其竖直无歪斜，定位结束后松开涡轮轴11.5；随后第一气缸10将涡轮组件11顶升，同时电机9启动，带动涡轮组件11开始旋转；第一抓取夹爪4.1动作，抓取导向套6.3，并移动至涡轮组件11处，将导向套6.3装在涡轮组件11上，保持至少1秒后再取下，并放回放置台6.4，此时电机9停止动作，使涡轮组件11停止旋转；如图7所示，导向套6.3以浮动轴承11.3的外圆和涡轮轴11.5的台阶面来定位，如图8所示，在导向套6.3的下端有一个较大的倒角，可以引导密封环11.1与涡轮轴11.5同轴线，起到一个居中的作用，以防止由于密封环在密封槽内沿径向窜动，在下一工步自动装配中间体时出现装配卡滞，或密封环受外力过大出现密封环脱槽，导致产品装配失效的情况。

第一伺服电缸4.3再次动作，驱动第一抓取装置4移动至放置台6，第一抓取夹爪4.1抓取第一保护套6.1，将保护套安装在涡轮组件11上，随后第一伺服电缸4.3驱动第一抓取装置4移动至托盘3上中间体存放处，由第二抓取夹爪4.2将中间体夹起，此时电机9再次启动，使涡轮组件11开始旋转，第一伺服电缸4.3带动第二抓取夹爪4.2将中间体安装至涡轮组件11上，安装过程中压力与位移监控装置4.4开启，对安装过程中的压力与位移量进行监控；此结构实现了涡轮组件与中间体的自动装配，而且涡轮组件在装配过程中轴向旋转，缓慢的装配时可以减少密封环变形的风险，同时在装配过程中增加了压力与行程位移监控，来探测装配过程是否有异常情况，确保产品的装配质量。

安装完成后，电机9停止动作，涡轮组件11停转，第一伺服电缸4.3带动第一抓取装置4将第一保护套6.1取下并放回原位；最后由检测装置8拍照检查防止错误，检查无误后托盘3即可放行。

第二保护套6.2用于间隔套及浮动轴承装配，在装配时对间隔套及浮动轴承进行导向，并保护间隔套及浮动轴承，以免划伤或是卡在涡轮轴的台阶上导致装配失败，第一保护套6.1用于中间体装配，在装配时对中间体进行导向，并保护中间体，以免划伤或是卡在间隔套上导致装配失败。

驱动第一抓取装置4中的第一抓取夹爪4.1和第二抓取夹爪4.2以及第二抓取装置5中的第三抓取夹爪5.1、第四抓取夹爪5.2和第五抓取夹爪5.3动作的动力源可采用电机驱动、气压驱动或是液压驱动等。

如图9所示，放置台6.4的固定位置上分别设有三个凸台，每个凸台上设有分别适配导向套6.3、第二保护套6.2以及第一保护套6.1内径的定位销轴，可以确保导向套6.3、第二保护套6.2以及第一保护套6.1放置位置准确、稳定，并且不会因为受到振动或是碰撞导致掉落。

以上就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，凡在本发明独立要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种涡轮组件与中间体自动装配系统，它包括设备底座(1)、设备侧板(2)，其特征在于，所述设备底座(1)与所述设备侧板(2)固定连接，所述设备底座(1)上设有托盘(3)、导向部件(6)，所述设备侧板(2)上设有第一抓取装置(4)和第二抓取装置(5)，所述第一抓取装置(4)和第二抓取装置(5)分别与所述设备侧板(2)活动连接。

2.根据权利要求1所述的一种涡轮组件与中间体自动装配系统，其特征在于，所述第一抓取装置(4)内设有第一伺服电缸(4.3)，所述第一抓取装置(4)下端设有第一抓取夹爪(4.1)、第二抓取夹爪(4.2)。

3.根据权利要求2所述的一种涡轮组件与中间体自动装配系统，其特征在于，所述第一抓取装置(4)内还设有压力与位移监控装置(4.4)。

4.根据权利要求3所述的一种涡轮组件与中间体自动装配系统，其特征在于，所述第一抓取装置(4)下端还设有定位夹(7)，所述定位夹(7)在所述第一抓取夹爪(4.1)下方。

5.根据权利要求1所述的一种涡轮组件与中间体自动装配系统，其特征在于，所述第二抓取装置(5)内设有第二伺服电缸(5.4)，所述第二抓取装置(5)下端设有第三抓取夹爪(5.1)、第四抓取夹爪(5.2)、第五抓取夹爪(5.3)。

6.根据权利要求1所述的一种涡轮组件与中间体自动装配系统，其特征在于，所述导向部件(6)包括放置台(6.4)、导向套(6.3)、第二保护套(6.2)、第一保护套(6.1)；所述放置台(6.4)固定连接在所述设备底座(1)上，所述导向套(6.3)、所述第二保护套(6.2)、所述第一保护套(6.1)分别放置在所述放置台(6.4)上的固定位置。

7.根据权利要求6所述的一种涡轮组件与中间体自动装配系统，其特征在于，所述导向套(6.3)为中空柱体，所述导向套(6.3)内侧设有环形台阶面，所述导向套(6.3)内侧环形台阶面上端的直径大于涡轮轴(11.5)直径且小于间隔套(11.4)直径，所述导向套(6.3)内侧环形台阶面下端直径大于间隔套(11.4)直径，所述导向套(6.3)下端内侧开口处设有倒角。

8.根据权利要求1所述的一种涡轮组件与中间体自动装配系统，其特征在于，所述托盘(3)下方设有第一气缸(10)以及电机(9)。

9.根据权利要求1所述的一种涡轮组件与中间体自动装配系统，其特征在于，所述底座(1)上设有检测装置(8)，所述检测装置在所述托盘(3)侧面，所述检测装置(8)由相机支架和相机组成，所述相机支架一端与所述设备底座(1)固定连接，所述相机的摄像头朝向托盘(3)方向并固定连接在相机支架另一端。