CN110905928B - 一种成对使用的单列滚子轴承装配工艺及装配生产线 - Google Patents
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Abstract
一种成对使用的单列滚子轴承装配工艺及装配生产线,两单列轴承分别按照以下步骤进行装配加工:对内圈Ⅰ和内圈Ⅱ同时进行清洗、检测和分选;保持架Ⅰ和保持架Ⅱ上料,并将符合要求的滚子分别装配至两保持架上;内圈Ⅰ和内圈Ⅱ分别与装配滚子后的保持架套合,获得内组件Ⅰ和内组件Ⅱ;对外圈Ⅰ和外圈Ⅱ同时进行清洗、检测和分选;内组件Ⅰ和内组件Ⅱ分别与对应的外圈进行合套组装,获得单列轴承Ⅰ和单列轴承Ⅱ;对单列轴承Ⅰ和单列轴承Ⅱ进行合套配装,符合公差要求的两单列轴承成对输出。本装置具有自动化程度高、占地面积小之优点。
Description
技术领域
本发明涉及轴承加工制造技术领域,尤其是涉及一种轴承装配工艺,还涉及采用该装配工艺的生产线,该生产线采用双线并行式布局排列,可完成装配至同一法兰两侧的一对单列轴承的全自动化装配和匹配。
背景技术
轴承的应用十分广泛,以汽车行业为例,全球全年汽车轴承销量为10.02亿套,占轴承总销量的29.95%。除汽车行业外,轴承行业还广泛运用于电机、家电、摩托车、农机、工程机械、重型机械、电力、铁路、机床等行业。随着我国制造业的迅速发展,中国不仅仅成为轴承的制造大国,同时也是世界轴承的使用大国。并且伴随着机械行业整体技术水平的不断提高,主机市场对轴承的精度、寿命和可靠性的要求越来越高,因此轴承装配工艺及使用的生产线必须具备相应的技术能力,才能满足市场需要。
现有技术中,轴承的装配普遍采用手工装配,不仅劳动强度大,而且产品合格率也很低。这种工作方式显然不能满足工业现代化的需求。尽管比较大的生产厂家有自己的装配机,但是大多数设备自动化程度比较低,生产效率也比较低下。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点,首先提供一种成对使用的单列滚子轴承装配工艺,该装配工艺是将先分别组装两单列轴承,然后将位于暂存仓内的单列滚子轴承配对,完成配对的一对单列滚子轴承其总装配高在公差范围内,其次还提供了该成对使用的单列滚子轴承装配生产线,该生产线采用双线并行的布局,不仅可完成单列滚子轴承的全自动装配,且可采用视觉系统自动匹配处于暂存状态下、配合后符合公差要求的两单列轴承,完全替代了人工劳动,采用的技术方案是:一种成对使用的单列滚子轴承装配工艺,其特征在于:两单列轴承分别按照以下步骤进行装配加工:
1)对内圈Ⅰ和内圈Ⅱ同时进行清洗、检测和分选;
2)保持架Ⅰ和保持架Ⅱ上料,并将符合要求的滚子分别装配至两保持架上;
3)内圈Ⅰ和内圈Ⅱ分别与装配滚子后的保持架套合,获得内组件Ⅰ和内组件Ⅱ;
4)对外圈Ⅰ和外圈Ⅱ同时进行清洗、检测和分选;
5)内组件Ⅰ和内组件Ⅱ分别与对应的外圈进行合套组装,获得单列轴承Ⅰ和单列轴承Ⅱ;
6)对单列轴承Ⅰ和单列轴承Ⅱ进行合套配装,符合公差要求的两单列轴承成对输出。
优选的,对两单列轴承分别按照以下步骤进行装配加工:
11)内圈Ⅰ和内圈Ⅱ经退磁、清洗并吹干后输出;
12)输出的内圈经外径测量、高度测量和内径测量进行检测并分选;
21)保持架Ⅰ和保持架Ⅱ上料;
22)滚子上料,并分别装配至保持架Ⅰ和保持架Ⅱ上;
31)对保持架Ⅰ和保持架Ⅱ进行缺滚子检测;
32)内圈Ⅰ和内圈Ⅱ分别与保持架Ⅰ和保持架Ⅱ铆压,获得内组件Ⅰ和内组件Ⅱ;
33)对内组件Ⅰ和内组件Ⅱ进行清洗、测量和分选;
41)对外圈Ⅰ和外圈Ⅱ同时进行退磁、清洗并吹干后输出;
42)输出的外圈经外径测量、高度测量和内径测量进行检测并分选;
51)内组件Ⅰ和内组件Ⅱ分别与对应的外圈进行合套组装,获得单列轴承Ⅰ和单列轴承Ⅱ;
52)单列轴承Ⅰ和单列轴承Ⅱ分别进行装配高检测;
61)单列轴承Ⅰ和单列轴承Ⅱ侧边涂润滑油,并暂存在暂存仓中;
62)匹配两单列轴承,在总装配高度符合公差要求后,两单列轴承成对输出。
本发明还公开了一种成对使用的单列滚子轴承装配生产线,所述装配生产线包括采用镜像布局的两条支线,每条支线包括内圈清洗系统、内圈检测及标记系统、内组件装配系统、内组件清洗系统、噪音检查系统、内组件测量分选系统组成的内组件装配线和外圈清洗系统、外圈检测及标记系统、外圈测量分选系统组成的外圈装配线以及合套及装配高检测系统;每条支线生产出的单列滚子轴承经侧部涂润滑油后输送至暂存仓,并由视觉系统匹配总装配高符合公差要求后合套包装成对输出。
优选的,所述内圈清洗系统包括退磁装置、超声波清洗装置、喷淋装置和吹干装置,符合要求的内圈输送至内圈检测及标记系统。
优选的,所述内圈检测及标记系统包括至少一套步进搬运系统,沿搬运系统分别设置视觉检测系统、外径测量机构、高度测量机构、内径测量机构、标记机构,符合要求的内圈继续输送至内组件装配系统。
优选的,所述内组件装配系统包括保持架搬运机构、滚子自动上料机构、内圈搬运机构、分度盘机构、保持架铆压机构、保持架铆压检测工位;分度盘机构沿圆周分别设置保持架安装工位、布滚子工位、内圈装配工位以及缺滚子检测工位;保持架搬运机构安装在保持架料柱与分度盘之间,滚子自动上料系统安装在设备后方,滚子出料口接在分度盘的布滚子工位;内圈搬运机构安装在内圈检测及标记系统和分度盘机构之间;分度盘工位连接保持架铆压系统;保持架铆压系统连接保持架铆压检测系统,组装完成后内组件输送至内组件清洗系统。
优选的,所述内组件清洗系统包括至少一套搬运系统,沿搬运系统设置至少一个清洗工位、至少一个吹干工位,清洗后的内组件输送至内组件测量分选系统。
优选的,所述内组件测量分选系统,包括至少一套步进搬运系统,沿搬运系统分别设置视觉检测系统、内组件测量系统以及至少一套内组件暂存仓。
优选的,所述外圈测量分选系统,包括至少一套步进搬运机构,沿搬运机构分别设置视觉检测系统、外圈测量系统以及至少一套外圈暂存仓。
优选的,所述的合套及装配高检测系统,包括一套合套系统和装配高检测系统,所述的合套及装配高检测系统位于上述的外圈测量分选系统以及内组件测量分选系统之间,合套系统包括行架搬运装置,后接装配高检测系统。
本发明的有益效果在于:本工艺实现了轴承组装和配对中全自动化操作,有效避免了装配过程中人为参与可能带来的不可控风险,防错能力强;本生产线采用双线并行镜像布局方式,在提升生产效率的同时控制了生产线长度,提升了单位面积的产值;本装置具有自动化程度高、占地面积小之优点。
附图说明
附图1是一对单列滚子轴承公差配合示意图;
附图2是一对单列滚子轴承使用状态示意图;
附图3本发明一对单列滚子轴承装配生产线总布局图;
附图4是本发明一对单列滚子轴承装配生产线内圈清洗系统或外圈清洗系统结构示意图;
附图5是本发明一对单列滚子轴承装配生产线内圈检测及标记系统或外圈检测及标记系统的主视示意图;
附图6是本发明一对单列滚子轴承装配生产线内组件装配系统的结构示意图;
附图7是本发明一对单列滚子轴承装配生产线内组件清洗系统的结构示意图;
附图8是本发明一对单列滚子轴承装配生产线内组件测量分选系统或外圈测量分选系统的结构示意图;
附图9是本发明一对单列滚子轴承装配生产线合套及装配高检测系统的结构示意图;
附图10是本发明一对单列轴承装配生产线涂油系统的结构示意图。
附图11是本发明一对单列轴承装配生产线合套及包装系统的结构示意图。
01是左侧装配支线,02是右侧装配支线。
1.内圈清洗系统,2.内圈检测及标记系统,3.内组件装配系统,4.内组件清洗系统,5.滚子自动上料系统,6.外圈清洗系统,7.外圈检测及标记系统,8.外圈测量分选系统,9.合套及装配高检测系统,10.内组件测量分选系统,11.噪音检查系统,12.涂油系统,13.合套及包装系统。
101.退磁装置,102.输送装置,103.超声波清洗工位,104.喷淋工位,105.吹干工位。
201.视觉检测系统,202.外径测量装置,203.高度测量装置,204.内径测量装置,205.搬运装置,206.激光标记工位。
301.滚子自动上料系统,302.内圈搬运机构,303.保持架搬运机构,304.保持架装配工位,305.布滚子机构,306.缺滚子检测机构,307.内组件搬运机构,308.保持架铆压工位,309.保持架料柱,310.保持架铆压测量机构。
402.清洗工位,403.吹干工位。
1002.工件测量机构,1003.工件暂存仓。
901.装配高检测装置,902.轴承搬运装置,903.组装工位,904.行架搬运机构,905.外圈放置工位,907.输送装置。
1201.涂油装置,1202.吹干装置. 1203.轴承暂存仓。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明的具体实施方式进行说明。
本发明首先公开了一种成对使用的单列滚子轴承装配工艺,该装配工艺是分别对组成轴承的零件进行清洗、分选和检测等;然后滚子装配至保持架、保持架和内圈合套获得内组件;内组件和外圈合套后获得单列滚子轴承;匹配暂存仓内轴承,符合总装配高公差要求的一对单列滚子轴承成对输出。
本工艺的具体步骤为:
11)内圈Ⅰ和内圈Ⅱ经退磁、清洗并吹干后输出;
12)输出的内圈经外径测量、高度测量和内径测量进行检测并分选;
21)保持架Ⅰ和保持架Ⅱ上料;
22)滚子上料,并分别装配至保持架Ⅰ和保持架Ⅱ上;
31)对保持架Ⅰ和保持架Ⅱ进行缺滚子检测;
32)内圈Ⅰ和内圈Ⅱ分别与保持架Ⅰ和保持架Ⅱ铆压,获得内组件Ⅰ和内组件Ⅱ;
33)对内组件Ⅰ和内组件Ⅱ进行清洗、测量和分选;
41)对外圈Ⅰ和外圈Ⅱ同时进行退磁、清洗并吹干后输出;
42)输出的外圈经外径测量、高度测量和内径测量进行检测并分选;
51)内组件Ⅰ和内组件Ⅱ分别与对应的外圈进行合套组装,获得单列轴承Ⅰ和单列轴承Ⅱ;
52)单列轴承Ⅰ和单列轴承Ⅱ分别进行装配高检测;
61)单列轴承Ⅰ和单列轴承Ⅱ侧边涂润滑油,并暂存在暂存仓中;
62)匹配两单列轴承,在总装配高度符合公差要求后,两单列轴承成对输出。
为实现以上工艺步骤,本装配生产线的结构为:
内圈通过输送系统进入清洗设备1,通过退磁装置101进行退磁,单个工件独立间歇退磁,电源在没有零件通过时会自动断电,经过输送装置102进入超声波清洗工位103,清洗流量会在人机界面显示,超过设定的上下限会报警, 工件输送通过喷淋工位104,通过调整喷淋区域上下喷头的安装位置可满足不同尺寸零部件的清洗,清洗液流量大小可调,有流量监控,异常时报警,随后内圈进行吹干,经过吹干工位105后,保证了工件表面无明显油痕。
内圈经过清洗之后通过输送装置,进入内圈检测及标记系统2,通过工位平台上的搬运装置205使工件经过每一个工位,首先视觉检测系统201对外观进行视觉放错,判断工件正反以及型号的正确性;随后对工件进行测量,外径测量202、高度测量203、内径测量204,顺序摆放不限定,每个工位通过传感器测量的数据传到数据管理系统,对数据进行判断及存储。随后工件经过输送到达激光标记工位206、在工件上标记二维码但不限于二维码的记号,给每一个工件在生产线开始时印上身份证,确保每一个工件都在监测之中,最后在视觉检测系统201处,还要对标记的记号进行防错检查,确保每个工件都有正确的身份证。
保持架搬运机构303在保持架料柱309处把保持架搬到保持架装配工位304,滚子自动上料系统301通过输送装置将滚子送到滚子装配工位311,随着分度盘的转动,保持架进入滚子装配工位311,通过布滚子机构305将滚子布进保持架内,随后被印上身份证的内圈通过搬运机构302送到分度盘装配工位,与保持架进行组装,组装完成后的内组件经过缺滚子检测机构306进行检测,确保保持架内布满滚子。随后通过内组件搬运机构307将内组件运到保持架铆压工位308对保持架进行压装,最后进入保持架铆压测量机构310进行高度测量,合格的产品进入下一工位。
内组件组装完成后,经过输送系统运到内组件清洗系统4,通过搬运系统205使内组件依次经过每个工位,这些工位包括至少一个清洗工位402,至少一个吹干工位403,清洗工位通过对清洗液进行加压,使清洗液冲洗工件,液体的喷淋覆盖工件的所有方向,清洗液流量大小可调,有流量监控,异常时报警。吹干工位采用压缩空气对工件进行吹干,吹干完成后,工位表面无痕迹。
通过输送系统将内组件运到噪音检查系统11,将内组件高速运动,通过内组件振动以及噪声检测,检测运动件之间的配合质量以及轴承的清洁程度,从而极大的保证产品的质量。
通过输送系统将内组件运到内组件测量分选系统10,经过搬运机构205保持内组件的步进移动,通过视觉检测系统201检测工件的记号,然后通过内组件测量机构1002对内组件进行测量,每个内组件的尺寸和记号一一对应,由数据管理系统保存,并将内组件保存在内组件暂存仓1003中。
与内组件装配同时进行的还有外圈的装配:
外圈通过输送系统进入清洗设备6,通过退磁装置101进行退磁,单个工件独立间歇退磁,电源在没有零件通过时会自动断电,经过输送装置102进入超声波清洗工位103,清洗流量会在人机界面显示,超过设定的上下限会报警, 工件输送通过喷淋区域104,通过调整喷淋区域上下喷头的安装位置可满足不同尺寸零部件的清洗,清洗液流量大小可调,有流量监控,异常时报警,随后外圈进行吹干,经过吹干工位后,保证了工件表面无明显油痕。
外圈经过清洗之后通过输送装置,进入外圈检测及标记系统7,通过工位平台上的搬运装置205使工件经过每一个工位,首先视觉检测系统201对外观进行视觉防错,判断工件正反以及型号的正确性;随后对工件进行测量,外径测量202、高度测量203、内径测量204,顺序摆放不限定,每个工位通过传感器测量的数据传到数据管理系统,对数据进行判断及存储。随后工件经过输送到达激光标记工位206、在工件上标记二维码但不限于二维码的记号,给每一个外圈在生产线开始时印上身份证,确保每一个外圈都在监测之中,最后在视觉检测系统201处,还要对标记的记号进行防错检查,确保每个外圈都有正确的身份证。
通过输送系统将外圈运到外圈测量分选系统10,经过搬运机构205保持外圈的步进移动,通过视觉检测系统201检测工件的记号,然后通过外圈测量机构1002对外圈进行测量,每个外圈的尺寸和记号一一对应,由数据管理系统保存,并将外圈保存在外圈暂存仓1003中。
此时内组件和外圈都经过测量并暂存,数据系统自动匹配尺寸吻合的内组件和外圈进行组装,内组件和外圈交汇于合套及装配高检测系统9。外圈通过输送系统进入放置工位905,内组件通过输送系统进入组装工位903,行架搬运机构904将外圈搬运至组装工位903处进行合套,合套完成后通过轴承搬运装置902送至装配高检测装置901进行装配高检测,确保装配完成的工件尺寸合格,并记录装配高度尺寸,随后工件通过输送装置907进入下一工位。
组装好的轴承一侧进行涂油通过搬运机构205使轴承步进移动,经过至少一个涂油装置1201,至少一个吹干装置1202。涂油机构通过喷嘴将雾化的防锈油均匀的涂在轴承表面,最后将轴承保存在轴承暂存仓中1203。
上述为一对轴承装配的一侧装配支线01,同时轴承双线并行生产线另一侧镜像生产线,同样经过多道工序经另一侧装配支线02装配完成另一个单列轴承,通过合套及包装系统13的数据管理系统匹配装配高度吻合的两个轴承侧边,具体操作为:两侧的单列滚子轴承都经装配高检测装置901检测出装配高度并记录在系统中,存储在轴承暂存仓1203中,单侧装配高度的标准为总装配高度数值和公差的一半,超出公差将进入废料道,在公差范围内的单列滚子轴承经涂油后暂存在轴承暂存仓1203中,此时每个单列滚子轴承对应一个公差。系统综合两个暂存仓中的单侧轴承,将两侧轴承装配高度分别相加,在所有组合中选出最优组合,即最接近主数值或者在公差带中间的位置,最大限度的提高轴承装配的精度,被选中的两个轴承分别被从暂存仓中取出。通过搬运机构205将一一对应的单列滚子轴承成对输出。至此,轴承自动装配完成。
当然,上述说明并非对本发明的限制,本发明也不仅限于上述举例,本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种成对使用的单列滚子轴承装配工艺,其特征在于:两单列轴承分别按照以下步骤进行装配加工: 1)对内圈Ⅰ和内圈Ⅱ同时进行清洗、检测和分选;
11)内圈Ⅰ和内圈Ⅱ经退磁、清洗并吹干后输出; 12)输出的内圈经外径测量、高度测量和内径测量进行检测并分选;
2)保持架Ⅰ和保持架Ⅱ上料,并将符合要求的滚子分别装配至两保持架上;
21)保持架Ⅰ和保持架Ⅱ上料; 22)滚子上料,并分别装配至保持架Ⅰ和保持架Ⅱ上;
3)内圈Ⅰ和内圈Ⅱ分别与装配滚子后的保持架套合,获得内组件Ⅰ和内组件Ⅱ;
31)对保持架Ⅰ和保持架Ⅱ进行缺滚子检测; 32)内圈Ⅰ和内圈Ⅱ分别与保持架Ⅰ和保持架Ⅱ铆压,获得内组件Ⅰ和内组件Ⅱ; 33)对内组件Ⅰ和内组件Ⅱ进行清洗、测量和分选;
4)对外圈Ⅰ和外圈Ⅱ同时进行清洗、检测和分选;
41)对外圈Ⅰ和外圈Ⅱ同时进行退磁、清洗并吹干后输出; 42)输出的外圈经外径测量、高度测量和内径测量进行检测并分选;
5)内组件Ⅰ和内组件Ⅱ分别与对应的外圈进行合套组装,获得单列轴承Ⅰ和单列轴承Ⅱ;
51 )单列轴承Ⅰ和单列轴承Ⅱ分别进行装配高检测;
6)对单列轴承Ⅰ和单列轴承Ⅱ进行合套配装,符合公差要求的两单列轴承成对输出;
61)单列轴承Ⅰ和单列轴承Ⅱ侧边涂润滑油,并暂存在暂存仓中; 62)匹配两单列轴承,在总装配高度符合公差要求后,两单列轴承成对输出,其中匹配两单列轴承是指两侧的单列滚子轴承都经装配高检测出装配高度并记录在系统中,系统综合两个暂存仓中的单侧轴承,将两侧轴承装配高度分别相加,在所有组合中选出最优组合,即最接近主数值或者在公差带中间的位置,最大限度的提高轴承装配的精度,被选中的两个轴承分别被从暂存仓中取出,通过搬运机构将一一对应的单列滚子轴承成对输出。
2.一 种成对使用的单列滚子轴承装配生产线,该生产线采用权利要求1所述的单列滚子轴承装配工艺,其特征在于:所述装配生产线包括采用镜像布局的两条支线,每条支线包括内圈清洗系统、内圈检测及标记系统、内组件装配系统、内组件清洗系统、噪音检查系统、内组件测量分选系统组成的内组件装配线和外圈清洗系统、外圈检测及标记系统、外圈测量分选系统组成的外圈装配线以及合套及装配高检测系统;每条支线生产出的单列滚子轴承经侧部涂润滑油后输送至暂存仓,并由视觉系统匹配总装配高符合公差要求后合套包装成对输出。
3.按照权利要求2所述的单列滚子轴承装配生产线,其特征在于:所述内圈清洗系统包括退磁装置、超声波清洗装置、喷淋装置和吹干装置,符合要求的内圈输送至内圈检测及标记系统。
4.按照权利要求2所述的单列滚子轴承装配生产线,其特征在于:所述内圈检测及标记系统包括至少一套步进搬运系统,沿搬运系统分别设置视觉检测系统、外径测量机构、高度测量机构、内径测量机构、标记机构,符合要求的内圈继续输送至内组件装配系统。
5.按照权利要求2所述的单列滚子轴承装配生产线,其特征在于:所述内组件装配系统包括保持架搬运机构、滚子自动上料机构、内圈搬运机构、分度盘机构、保持架铆压机构、保持架铆压检测工位;分度盘机构沿圆周分别设置保持架安装工位、布滚子工位、内圈装配工位以及缺滚子检测工位;保持架搬运机构安装在保持架料柱与分度盘之间,滚子自动上料系统安装在设备后方,滚子出料口接在分度盘的布滚子工位;内圈搬运机构安装在内圈检测及标记系统和分度盘机构之间;分度盘工位连接保持架铆压系统;保持架铆压系统连接保持架铆压检测系统,组装完成后内组件输送至内组件清洗系统。
6.按照权利要求2所述的单列滚子轴承装配生产线,其特征在于:所述内组件清洗系统包括至少一套搬运系统,沿搬运系统设置至少一个清洗工位、至少一个吹干工位,清洗后的内组件输送至内组件测量分选系统。
7.按照权利要求2所述的单列滚子轴承装配生产线,其特征在于:所述内组件测量分选系统,包括至少一套步进搬运系统,沿搬运系统分别设置视觉检测系统、内组件测量系统以及至少一套内组件暂存仓。
8.按照权利要求2所述的单列滚子轴承装配生产线,其特征在于:所述外圈测量分选系统,包括至少一套步进搬运机构,沿搬运机构分别设置视觉检测系统、外圈测量系统以及至少一套外圈暂存仓。
9.按照权利要求8所述的单列滚子轴承装配生产线,其特征在于:所述的合套及装配高检测系统,包括一套合套系统和装配高检测系统,所述的合套及装配高检测系统位于上述的外圈测量分选系统以及内组件测量分选系统之间,合套系统包括行架搬运装置,后接装配高检测系统。
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