CN112509450A - 一种轴承自动化装配教学生产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人自动化装配领域，具体是一种轴承自动化装配教学生产线，包括原材料立体库、成品立体库、用于在原材料立体库取出托盘的原材料堆垛机、成品堆垛机、控制柜组件、中转台组件、AGV组件、AGV导航系统、用于远程控制整个生产线运作的操作台，还包括：灌珠模块、合套模块、行走轴模块、分珠模块、铆压模块，通过工业机器人装配过程中应用自动化生产线，可实现深沟球轴承的自动化装配、轴承铆压、视觉检测、自动上下料便于学生学习轴承生产工艺过程，同时进行电气线路个性化设计，实现单元电路控制和气路连接即插即用，增加学生对电路和气路的认知学习。

Description

一种轴承自动化装配教学生产线

技术领域

本发明涉及机器人自动化装配领域，具体是一种轴承自动化装配教学生产线。

背景技术

轴承是当代机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。轴承是各类机械装备的重要基础零部件，它的精度、性能、寿命和可靠性对主机的精度、性能、寿命和可靠性起着决定性的作用。

滚动轴承一般由外圈、内圈、钢珠和保持架四部分组成。在装配过程中，一般都是人工来完成，工人先将轴承外圈、内圈、钢珠、保持架组装好，再进行铆压。由于人工装配效率低，不能长时间连续工作，同时需要多次搬运零件非常不方便，装配完成后还要需要进行铆压，铆压轴承时的压力大比较危险。

因此使用机器人的轴承自动装配技术显得极为重要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种轴承自动化装配教学生产线。

一种轴承自动化装配教学生产线，包括用于储存原料的原材料立体库、用于存放生产结束后的合格与不合格轴承成品的成品立体库、用于在原材料立体库取出托盘的原材料堆垛机、用于将成品托盘放置到成品立体库中的成品堆垛机、便于进行远程控制的控制柜组件、用于暂存原材料的中转台组件、用于将原材料立体库取出的托盘运输到中转台组件上的AGV组件、用于AGV组件运输的AGV导航系统、用于远程控制整个生产线运作的操作台，还包括：

灌珠模块，用于实现钢珠从上料漏斗到灌珠轴之间的灌输；

合套模块，用于实现轴承内圈、外圈与钢珠的合套装配并可以视觉检测合套后轴承内外圈内钢珠数；

行走轴模块，用于实现灌珠轴在灌珠模块与合套模块之间运输；

分珠模块，用于实现合套后轴承内钢珠等分与上保持架的安装；

铆压模块，用于检测分珠后轴承与下保持架之间的铆压及其视觉检测铆压后轴承是否合格。

所述的灌珠模块包括工作台框架、设置在工作台框架侧端的灌珠模块控制面板、设置在工作台框架中心位置处的固定底板还包括：

钢珠存储仓机构，设置在工作台框架上，用于把钢珠装满并使得钢珠向下运动；

钢珠分珠机构，通过皮套管与钢珠存储仓机构连接，用于将内部所需钢珠数与其他钢珠间隔开；

灌珠存储仓机构，用于在外界灌钢珠后进行储存。

所述的钢珠分珠机构包括固定圆盘、设置在固定圆盘底面的立柱、与固定圆盘底面配合的圆形气缸、设置在固定圆盘上的半圆托盘、设置在固定圆盘上与灌珠存储仓机构配合限制灌珠器横向位置的若干组光轴、与灌珠存储仓机构配合限制灌珠器纵向位置的顶升块、与顶升块配合的定位销、与定位销孔轴配合的铜套、设置在光轴上的量珠器、与量珠器上端面配合的接头、与量珠器底面配合的上圆板；所述的量珠器的侧面配合有卡片一、卡片二、与卡片一的底面和卡片二侧面分别配合的量珠块、设置在量珠块的侧面配合进行横向移动的方形气缸，所述的方形气缸侧面装配定位工装配合的滑块安装板；所述的灌珠存储仓机构包括灌珠轴、与灌珠轴侧面配合的气爪夹具块、与灌珠轴下端位置处的圆柱内配合挡住钢珠防止钢珠掉落的弹簧销、与灌珠轴底面配合的挡环；所述的钢珠存储仓机构包括料斗支撑板、设置在料斗支撑板上的料筒、设置在料筒内部的旋转料斗、与料斗支撑板底面配合的钢珠导管、设置在料斗支撑板底端的型材立柱、设置在料斗支撑板底面的振动器。

所述的合套模块包括合套工作台、在合套工作台的侧面设置合套模块控制面板，所述的合套工作台的端面上设置有装配主台架，所述的装配主台架下方设有内圈定位机构，所述的装配主台架端面下方和内圈定位机构之间设置有轴承外圈压紧装置，所述的装配主台架上方设置有合套执行器，所述的合套执行器上设置有视觉检测装置；所述的装配主台架上端面上设置有与轴承外圈压紧装置配合使用的轴承外圈挡板、与轴承外圈挡板配合的轴承垫板；所述的内圈定位机构包括专用支架、设置在专用支架上的横向位移气缸、设置在横向位移气缸前端的T形块、与T形块配合使用的拉块、与拉块连接的滑板、设置在滑板下方的直线导轨一、与滑板顶端连接的纵向方形气缸、安装在方形气缸前端的过渡板、安装在过渡板上端的推块；所述的合套执行器包括横向位移气缸、装在横向位移气缸上的推拉轴、设置在推拉轴上的推拉块、设置在推拉块下端进行合套的合套执行装置、设置在合套执行装置下端的直线导轨二；所述的合套执行装置包括纵向位移气缸、设置在纵向位移气缸前端的压头、设置在纵向位移气缸下方的固定圆盘、设置在固定圆盘下的半圆支架、设置在半圆支架下的滑块圆盘、设置在半圆支架上的限制块、设置在滑块圆盘上的合套器、设置在合套器上的气爪夹具块；所述的轴承外圈压紧装置包括方形气缸、设置在方形气缸上的压紧垫片、设置在压紧垫片的压紧块；所述的视觉检测装置中包括支撑架、设置在支撑架上的安装块和光源钣金、设置在安装块上的相机、设置在相机上的环形灯，所述的光源钣金与环形灯连接。

所述的行走轴模块包括铝合金工作台、设置在铝合金工作台上的行走轴、通过行走轴在铝合金工作台上做直线运动的行走轴机器人、设置在行走轴机器人的末端上的装配夹具一；所述的装配夹具一包括与行走轴机器人末端配合的连接轴、与连接轴连接的连接板、分别设置在连接板两端部上的内外圈抓手和灌珠器抓手。

所述的分珠模块包括分珠模块工作站台架、设置在工作站台架旁边的工业机器人、设置在工作站台架侧端上的触碰显示屏，还包括设置在工业机器人的末端上的吸附夹具，所述的工作站台架的上端设置有机构安装架，所述的机构安装架上按照从上到下的顺序分别设置有用于将轴承内外圈之间的同一侧的滚珠均匀分布在轴承内外圈的分珠机构、用于将待分珠轴承内的滚珠赶向轴承内外圈之间的同一侧的赶珠机构和用于调整轴承位置的轴承固定机构；所述的吸附夹具包括设置在工业机器人末端法兰盘上的末端夹具板、安装在末端夹具板上用于吸附待分珠轴承的电磁铁；所述的机构安装架包括安装底板、设置在安装底板上的横向支撑板和气缸固定板、设置在安装底板两侧端上的侧向三角支撑板，所述的横向支撑板上设置有线性导轨、与线性导轨滑动配合的线性导轨滑块、设置在线性导轨滑块上的油压缓冲器，所述的轴承固定机构设置在安装底板上；所述的线性导轨滑块上安装有赶分珠机构移动平台，所述的横向支撑板上安装有调整气缸四、通过侧面螺纹与调整气缸四顶端连接的推拉连接板，所述的赶分珠机构移动平台的后端面与推拉连接板的前端面螺纹连接，所述的赶珠机构和分珠机构设置在赶分珠机构移动平台；所述的轴承固定机构上设置有固定机构安装板和气缸连接板、与固定机构安装板螺纹连接用于调整气缸连接板前后位置的调整气缸二、通过气缸连接板与调整气缸二连接的调整气缸一、设置在调整气缸一上的轴承固定圆盘、设置在固定机构安装板上且与轴承固定圆盘配合的保持架。

所述的赶珠机构包括赶珠器保持架、设置在赶珠器保持架上的线性轴承一、设置在线性轴承一端部位置处的赶珠器；所述的分珠机构上设置有分珠器保持架、设置在分珠器保持架上的线性轴承二、设置在线性轴承二端部位置处的分珠器。

所述的铆压模块包括铆压平台支撑柱、设置在铆压平台支撑柱旁的机器人支座、设置在机器人支座端面上的铆压工业机器人，还包括设置在铆压工业机器人的末端上用于抓取部件的装配夹具二,所述的铆压平台支撑柱上设置有便于轴承铆压的铆压装配体，所述的铆压平台支撑柱上设置有铆压站台架，所述的铆压装配体上设置有用于装配定位铆压装配体的下保持架构、设置在下保持架构上的上铆压部，还设置有水平放置用于将下保持架构移动至底端的气缸推杆，所述的铆压站台架下方设置有带动上铆压部件进行铆压的铆压推杆、铆压站台架的上方设置有与铆压推杆配合的液压缸，所述的铆压推杆下方设置有与液压缸配合的滑杆、与滑杆配合的滑套，所述的铆压站台架旁边设置有用于检测铆压成品合格与否的视觉检测机构；所述的装配夹具二包括三叉型的末端夹具板、分别安装在末端夹具板的三叉上的圆柱物料夹爪、用于抓取待加工轴承的两电磁铁抓手、用于抓取待加工轴承的四电磁铁抓手，所述的两电磁铁抓手上安装有用于保持滚珠在轴承中的位置的定位块，所述的圆柱物料夹爪设置有快速抓取轴承的两组V型面；所述的液压缸包括主缸、安装在主缸中间位置处的油压表、设置在主缸前方的油线管接头、与油线管接头连接的油线管、设置在主缸下方用于连接铆压推杆的前杆以及前杆螺母。

所述的铆压装配体包括工装保持架、设置在工装保持架上的上下移动平台、设置在工装保持架下方用于装配的下铆压保持架。

所述的下铆压保持架上设置有铆钉，所述的铆钉与上铆压保持架的铆压孔相配合，所述的铆钉与上铆压部件的沉孔相配合；待加工轴承上设置了用于保证滚珠在轴承中位置，方便进行铆压的上铆压保持架；所述的铆压推杆上设置有用于连接上下移动平台的连接基座；所述的上下移动平台上设置有用于连接上下移动平台移动连接件，所述的移动连接件与连接基座相配合；所述的下保持架构下端设置有用于移动下保持架构的移动导轨，所述的移动导轨将待加工轴承移动到上铆压部件正下方，所述的导轨两旁设置有缓冲器。

本发明的有益效果是：通过工业机器人装配过程中应用自动化生产线，可实现深沟球轴承的自动化装配、轴承铆压、视觉检测、自动上下料便于学生学习轴承生产工艺过程，同时进行电气线路个性化设计，实现单元电路控制和气路连接即插即用，增加学生对电路和气路的认知学习，另外可以对PLC编程与调试、机器人编程、机器人视觉检测软件与工业机器人通信类多方面训练，此生产线能够在有限的可用面积内实现更多功能，很好地培养学生的动手能力，教学效果好，适合高校机器人的实训教学。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明生产线的平面结构示意图；

图2为本发明生产线的立体结构示意图；

图3为本发明生产线的工作流程示意图；

图4为本发明原材料立体库的立体结构示意图；

图5为本发明原材料/成品堆垛机的立体结构示意图；

图6为本发明行走轴模块的立体结构示意图；

图7为本发明行走轴模块的装配夹具立体结构示意图；

图8为本发明灌珠模块的立体结构示意图；

图9为本发明灌珠存储仓机构立体结构示意图；

图10为本发明的钢珠存储仓机构主视结构示意图；

图11为本发明的钢珠分珠机构立体结构示意图；

图12为本发明合套模块的立体结构示意图；

图13为本发明的内圈定位机构的立体结构示意图；

图14为本发明的合套执行器的立体结构示意图；

图15为本发明的合套执行装置的立体结构示意图；

图16为本发明分珠模块的立体结构示意图；

图17为本发明的吸附夹具的立体结构示意图；

图18为本发明的机构安装架的立体结构示意图；

图19为本发明的赶珠机构的立体结构示意图；

图20为本发明的分珠机构的立体结构示意图；

图21为本发明的轴承固定机构的立体结构示意图；

图22为本发明的赶分珠机构移动平台的平面结构示意图；

图23为本发明铆压模块的立体结构示意图；

图24本发明的铆压机器人装配夹具立体结构示意图；

图25为本发明的铆压体立体结构示意图；

图26为本发明的液压缸立体结构示意图；

图27为本发明的铆压机构立体结构示意图；

图28为本发明的下铆压保持架立体结构示意图；

图29为本发明的待加工轴承立体结构示意图；

图30为本发明的上铆压保持架立体结构示意图；

图31为本发明的上下移动平台立体结构示意图；

图32为本发明的视觉检测机构立体结构示意图。

图33为本发明控制柜组件的立体结构示意图；

图34为本发明原材料/成品AGV的立体结构示意图；

图35为本发明原材料/成品中转台的立体结构示意图；

图36为本发明托盘在输送线的立体结构示意图；

图37为本发明操作台的立体结构示意图；

图38为本发明视觉检测装置的立体结构示意图。

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，下面对本发明进一步阐述。

如图1至图38所示，一种轴承自动化装配教学生产线，包括用于储存原料的原材料立体库1、用于存放生产结束后的合格与不合格轴承成品的成品立体库11、用于在原材料立体库1取出托盘的原材料堆垛机2、用于将成品托盘放置到成品立体库11中的成品堆垛机10、便于进行远程控制的控制柜组件、用于暂存原材料的中转台组件、用于将原材料立体库1取出的托盘运输到中转台组件上的AGV组件、用于AGV组件运输的AGV导航系统3、用于远程控制整个生产线运作的操作台12，其特征在于：还包括：

灌珠模块4，用于实现钢珠从上料漏斗到灌珠轴之间的灌输；

合套模块5，用于实现轴承内圈、外圈与钢珠的合套装配并可以视觉检测合套后轴承内外圈内钢珠数；

行走轴模块14，用于实现灌珠轴在灌珠模块4与合套模块5之间运输；

分珠模块6，用于实现合套后轴承内钢珠等分与上保持架的安装；

铆压模块7，用于检测分珠后轴承与下保持架之间的铆压及其视觉检测铆压后轴承是否合格。

所述的原材料立体库1用于存放上方含有轴承原材料的托盘，共有12个存储托盘的位置，轴承原材料包括轴承内圈、外圈、上保持架与下保持架，分别固定在托盘的特定位置中。

存在三个可以让输送线暂时停止运输与托盘临时停放的工位，工位1用于合套模块5，工位2用于分珠模块6，工位3用于铆压模块7。

所述的灌珠模块4包括工作台框架41、设置在工作台框架41侧端的灌珠模块控制面板43、设置在工作台框架41中心位置处的固定底板47还包括：

钢珠存储仓机构44，设置在工作台框架41上，用于把钢珠装满并使得钢珠向下运动；

钢珠分珠机构45，通过皮套管64与钢珠存储仓机构44连接，用于将内部所需钢珠数与其他钢珠间隔开；

灌珠存储仓机构48，用于在外界灌钢珠后进行储存。

所述的皮套管46上安装有用于检测钢珠是否到位的检测钢珠传感器42。

所述的钢珠分珠机构45包括固定圆盘4511、设置在固定圆盘4511底面的立柱4514、与固定圆盘4511底面配合的圆形气缸4515、设置在固定圆盘4511上的半圆托盘4516、设置在固定圆盘4511上与灌珠存储仓机构48配合限制灌珠器横向位置的若干组光轴4519、与灌珠存储仓机构48配合限制灌珠器纵向位置的顶升块4510、与顶升块4510配合的定位销4512、与定位销4512孔轴配合的铜套4513、设置在光轴4512上的量珠器451、与量珠器451上端面配合的接头452、与量珠器451底面配合的上圆板453。

所述的量珠器451的侧面配合有卡片一454、卡片二455、与卡片一454的底面和卡片二455侧面分别配合的量珠块456、设置在量珠块456的侧面配合进行横向移动的方形气缸457，所述的方形气缸457侧面装配定位工装配合的滑块安装板458。

所述的灌珠存储仓机构48包括灌珠轴481、与灌珠轴481侧面配合的气爪夹具块482、与灌珠轴481下端位置处的圆柱内配合挡住钢珠防止钢珠掉落的弹簧销483、与灌珠轴481底面配合的挡环484。

所述的钢珠存储仓机构44包括料斗支撑板441、设置在料斗支撑板441上的料筒442、设置在料筒442内部的旋转料斗443、与料斗支撑板441底面配合的钢珠导管444、设置在料斗支撑板441底端的型材立柱445、设置在料斗支撑板441底面的振动器446。

如图38所示，所述的合套模块5包括合套工作台51、在合套工作台51的侧面设置合套模块控制面板52，所述的合套工作台51的端面上设置有装配主台架54，所述的装配主台架54下方设有内圈定位机构53，所述的装配主台架54端面下方和内圈定位机构53之间设置有轴承外圈压紧装置57，所述的装配主台架54上方设置有合套执行器55，所述的合套执行器55上设置有视觉检测装置56。

所述的合套模块5实现轴承内圈、外圈与钢珠的合套装配，并配有视觉系统检测轴承内圈、外圈钢珠数目是否为7颗，7颗为合格品否则为不合格品。

所述的装配主台架54上端面上设置有与轴承外圈压紧装置57配合使用的轴承外圈挡板58、与轴承外圈挡板58配合的轴承垫板59。

所述的内圈定位机构53包括专用支架531、设置在专用支架531上的横向位移气缸532、设置在横向位移气缸532前端的T形块534、与T形块534配合使用的拉块533、与拉块533连接的滑板535、设置在滑板535下方的直线导轨一539、与滑板535顶端连接的纵向方形气缸538、安装在方形气缸538前端的过渡板537、安装在过渡板537上端的推块536。

所述的合套执行器55包括横向位移气缸551、装在横向位移气缸551上的推拉轴552、设置在推拉轴552上的推拉块553、设置在推拉块553下端进行合套的合套执行装置554、设置在合套执行装置554下端的直线导轨二555。

所述的合套执行装置54包括纵向位移气缸541、设置在纵向位移气缸541前端的压头543、设置在纵向位移气缸541下方的固定圆盘542、设置在固定圆盘542下的半圆支架548、设置在半圆支架548下的滑块圆盘547、设置在半圆支架548上的限制块544、设置在滑块圆盘547上的合套器546、设置在合套器546上的气爪夹具块545。

所述的轴承外圈压紧装置57包括方形气缸571、设置在方形气缸571上的压紧垫片572、设置在压紧垫片572的压紧块573。

所述的视觉检测装置56中包括支撑架564、设置在支撑架564上的安装块563和光源钣金565、设置在安装块563上的相机562、设置在相机562上的环形灯561，所述的光源钣金565与环形灯561连接。

所述的行走轴模块14包括铝合金工作台143、设置在铝合金工作台143上的行走轴144、通过行走轴144在铝合金工作台143上做直线运动的行走轴机器人142、设置在行走轴机器人142的末端上的装配夹具一141。

所述的装配夹具一141包括与行走轴机器人142末端配合的连接轴1414、与连接轴1414连接的连接板1413、分别设置在连接板1413两端部上的内外圈抓手1411和灌珠器抓手1412。

所述的原材料立体库堆垛机2用于取出原材料立体库1中各个区域的托盘将托盘移动到原材料AGV15上，所述的成品立体库堆垛机10用于接收成品AGV9上的托盘将其放置于对应成品立体库11的合格与不合格品区域。

所述的分珠模块6包括分珠模块工作站台架61、设置在工作站台架1旁边的工业机器人62、设置在工作站台架61侧端上的触碰显示屏65，还包括设置在工业机器人62的末端上的吸附夹具63，所述的工作站台架61的上端设置有机构安装架64，所述的机构安装架64上按照从上到下的顺序分别设置有用于将轴承内外圈之间的同一侧的滚珠均匀分布在轴承内外圈的分珠机构67、用于将待分珠轴承内的滚珠赶向轴承内外圈之间的同一侧的赶珠机构66和用于调整轴承位置的轴承固定机构610。

所述的吸附夹具63包括设置在工业机器人62末端法兰盘上的末端夹具板631、安装在末端夹具板631上用于吸附待分珠轴承的电磁铁632。

所述的机构安装架64包括安装底板643、设置在安装底板643上的横向支撑板641和气缸固定板644、设置在安装底板643两侧端上的侧向三角支撑板642，所述的横向支撑板641上设置有线性导轨645、与线性导轨645滑动配合的线性导轨滑块646、设置在线性导轨滑块646上的油压缓冲器647，所述的轴承固定机构610设置在安装底板643上。

所述的线性导轨滑块646上安装有赶分珠机构移动平台11，所述的横向支撑板641上安装有调整气缸四69、通过侧面螺纹与调整气缸四69顶端连接的推拉连接板648，所述的赶分珠机构移动平台611的后端面与推拉连接板648的前端面螺纹连接，所述的赶珠机构66和分珠机构67设置在赶分珠机构移动平台611。

所述的轴承固定机构610上设置有固定机构安装板6101和气缸连接板6106、与固定机构安装板6101螺纹连接用于调整气缸连接板6106前后位置的调整气缸二6103、通过气缸连接板6106与调整气缸二6103连接的调整气缸一6102、设置在调整气缸一6102上的轴承固定圆盘6104、设置在固定机构安装板6101上且与轴承固定圆盘6104配合的保持架6105。

所述的赶珠机构66包括赶珠器保持架661、设置在赶珠器保持架661上的线性轴承一662、设置在线性轴承一662端部位置处的赶珠器663。

所述的分珠机构67上设置有分珠器保持架671、设置在分珠器保持架671上的线性轴承二672、设置在线性轴承二672端部位置处的分珠器673。

所述的铆压模块7包括铆压平台支撑柱71、设置在铆压平台支撑柱71旁的机器人支座72、设置在机器人支座72端面上的铆压工业机器人73，还包括设置在铆压工业机器人73的末端上用于抓取部件的装配夹具二76,所述的铆压平台支撑柱71上设置有便于轴承铆压的铆压装配体78，所述的铆压平台支撑柱71上设置有铆压站台架710，所述的铆压装配体78上设置有用于装配定位铆压装配体78的下保持架构715、设置在下保持架构715上的上铆压部件714，还设置有水平放置用于将下保持架构715移动至底端的气缸推杆711，所述的铆压站台架710下方设置有带动上铆压部件714进行铆压的铆压推杆79、铆压站台架710的上方设置有与铆压推杆79配合的液压缸77，所述的铆压推杆79下方设置有与液压缸77配合的滑杆712、与滑杆712配合的滑套713，所述的铆压站台架710旁边设置有用于检测铆压成品合格与否的视觉检测机构75。

所述的装配夹具二76包括三叉型的末端夹具板765、分别安装在末端夹具板765的三叉上的圆柱物料夹爪761、用于抓取待加工轴承783的两电磁铁抓手763、用于抓取待加工轴承783的四电磁铁抓手764，所述的两电磁铁抓手763上安装有用于保持滚珠在轴承中的位置的定位块766，所述的圆柱物料夹爪761设置有快速抓取轴承的两组V型面。

所述的液压缸77包括主缸776、安装在主缸776中间位置处的油压表773、设置在主缸776前方的油线管接头771、与油线管接头771连接的油线管772、设置在主缸776下方用于连接铆压推杆79的前杆775以及前杆螺母774。

所述的铆压装配体78包括工装保持架781、设置在工装保持架781上的上下移动平台784、设置在工装保持架781下方用于装配的下铆压保持架7151。

所述的下铆压保持架7151上设置有铆钉7152，所述的铆钉7152与上铆压保持架782的铆压孔7821相配合，所述的铆钉7152与上铆压部件714的沉孔7141相配合。

待加工轴承783上设置了用于保证滚珠在轴承中位置，方便进行铆压的上铆压保持架782。

所述的铆压推杆79上设置有用于连接上下移动平台的连接基座792。

所述的上下移动平台784上设置有用于连接上下移动平台移动连接件791，所述的移动连接件791与连接基座792相配合。

所述的下保持架构715下端设置有用于移动下保持架构715的移动导轨786，所述的移动导轨786将待加工轴承783移动到上铆压部件714正下方，所述的导轨786两旁设置有缓冲器785。

所述的视觉检测机构75包括检测相机751、与检测相机配合使用的环形光源752。

所述的控制柜组件包括分别用于控制相应设备工作的原材料堆垛机控制柜13、成品堆垛机控制柜19和铆压模块控制柜8。

所述的中转台组件包括用于托盘的临时存放的原材料中转台16与成品中转台18。

托盘从原材料中转台16到成品中转台18之间的运输设置有托盘在输送线17。

所述的AGV组件包括实现托盘从原材料堆垛机2到原材料中转台16的运输原材料AGV15、用于实现托盘从成品中转台18到成品堆垛机10的运输成品AGV9。

所述的成品立体库11具有最高层与中间层共8个合格品轴承存放区域吗，最底层4个不合格品存放区域。

所述的生产线外围设置有安全围栏20，所述的操作台12设置在安全围栏外部。

本发明的使用方法：原材料立体库堆垛机2从原材料立体1库取出装有轴承内圈、外圈、上保持架与下保持架的托盘放置到搬运原材料AGV15上，原材料AGV15带着托盘移动到原材料中转台16处。原材料中转台16将托盘从搬运原材料AGV15运输到输送线17上，输送线17带动托盘向工位1处运动，托盘到达工位1时输送线停止运输。灌珠模块4工作，灌珠轴接收上料漏斗中掉落的钢珠，单次储存7颗，完成后行走轴模块17上的行走轴机器人142将灌珠轴夹取并移动到合套模块5的固定位置。行走轴机器人142在拾取原材料中转台16上托盘中的轴承内圈、外圈进行合套工序，完成后合套工序后对轴承进行视觉检测，检测钢珠的数目是否为7颗，是则为合格品不是则为不合格品，检测完成后行走轴机器人142单元将轴承放置在托盘上，不合格品的托盘直接进入成品中转台18，再由成品AGV9运送到成品立体库堆垛机10处，由成品立体库堆垛机10将其放入到成品立体库11的不合格品区，合格品的托盘由输送线17带动向工位2处运动。托盘到达工位2时输送线停止运输，分珠机器人62将合套好的轴承移动到分珠模块6的固定工位处，之后依次进行轴承的赶珠与分珠，完成后分珠机器人62再将上保持架安装到轴承上，并将轴承移动到托盘上。输送线17带动托盘向工位3处运动，托盘到达工位3时输送线17停止运输。铆压机器人73将下保持架与轴承依次放置到铆压模块7的工作区，之后进行轴承铆压，铆压完成后进行视觉检验，检验轴承是否铆压成功，检验完成后铆压机器人73再将轴承放置到托盘上，托盘在随着输送线17移动到成品中转台18处。成品中转台18工作将托盘从输送带移动到成品AGV9上。成品AGV9移动到成品立体库堆垛机10处，根据铆压处视觉检测的检验结果，不合格的轴承成品堆垛机10将其放入成品立体库11的不合格品区，合格的轴承成品堆垛机10将其放入成品立体库11的合格品区。

以上显示和描述了本发明的基本原理、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 (10)

1.一种轴承自动化装配教学生产线，包括用于储存原料的原材料立体库(1)、用于存放生产结束后的合格与不合格轴承成品的成品立体库(11)、用于在原材料立体库(1)取出托盘的原材料堆垛机(2)、用于将成品托盘放置到成品立体库(11)中的成品堆垛机(10)、便于进行远程控制的控制柜组件、用于暂存原材料的中转台组件、用于将原材料立体库(1)取出的托盘运输到中转台组件上的AGV组件、用于AGV组件运输的AGV导航系统(3)、用于远程控制整个生产线运作的操作台(12)，其特征在于：还包括：

灌珠模块(4)，用于实现钢珠从上料漏斗到灌珠轴之间的灌输；

合套模块(5)，用于实现轴承内圈、外圈与钢珠的合套装配并可以视觉检测合套后轴承内外圈内钢珠数；

行走轴模块(14)，用于实现灌珠轴在灌珠模块(4)与合套模块(5)之间运输；

分珠模块(6)，用于实现合套后轴承内钢珠等分与上保持架的安装；

铆压模块(7)，用于检测分珠后轴承与下保持架之间的铆压及其视觉检测铆压后轴承是否合格。

2.根据权利要求1所述的一种轴承自动化装配教学生产线，其特征在于：所述的灌珠模块(4)包括工作台框架(41)、设置在工作台框架(41)侧端的灌珠模块控制面板(43)、设置在工作台框架(41)中心位置处的固定底板(47)还包括：

钢珠存储仓机构(44)，设置在工作台框架(41)上，用于把钢珠装满并使得钢珠向下运动；

钢珠分珠机构(45)，通过皮套管(64)与钢珠存储仓机构(44)连接，用于将内部所需钢珠数与其他钢珠间隔开；

灌珠存储仓机构(48)，用于在外界灌钢珠后进行储存。

3.根据权利要求2所述的一种轴承自动化装配教学生产线，其特征在于：所述的钢珠分珠机构(45)包括固定圆盘(4511)、设置在固定圆盘(4511)底面的立柱(4514)、与固定圆盘(4511)底面配合的圆形气缸(4515)、设置在固定圆盘(4511)上的半圆托盘(4516)、设置在固定圆盘(4511)上与灌珠存储仓机构(48)配合限制灌珠器横向位置的若干组光轴(4519)、与灌珠存储仓机构(48)配合限制灌珠器纵向位置的顶升块(4510)、与顶升块(4510)配合的定位销(4512)、与定位销(4512)孔轴配合的铜套(4513)、设置在光轴(4512)上的量珠器(451)、与量珠器(451)上端面配合的接头(452)、与量珠器(451)底面配合的上圆板(453)；所述的量珠器(451)的侧面配合有卡片一(454)、卡片二(455)、与卡片一(454)的底面和卡片二(455)侧面分别配合的量珠块(456)、设置在量珠块(456)的侧面配合进行横向移动的方形气缸(457)，所述的方形气缸(457)侧面装配定位工装配合的滑块安装板(458)；所述的灌珠存储仓机构(48)包括灌珠轴(481)、与灌珠轴(481)侧面配合的气爪夹具块(482)、与灌珠轴(481)下端位置处的圆柱内配合挡住钢珠防止钢珠掉落的弹簧销(483)、与灌珠轴(481)底面配合的挡环(484)；所述的钢珠存储仓机构(44)包括料斗支撑板(441)、设置在料斗支撑板(441)上的料筒(442)、设置在料筒(442)内部的旋转料斗(443)、与料斗支撑板(441)底面配合的钢珠导管(444)、设置在料斗支撑板(441)底端的型材立柱(445)、设置在料斗支撑板(441)底面的振动器(446)。

4.根据权利要求1所述的一种轴承自动化装配教学生产线，其特征在于：所述的合套模块(5)包括合套工作台(51)、在合套工作台(51)的侧面设置合套模块控制面板(52)，所述的合套工作台(51)的端面上设置有装配主台架(54)，所述的装配主台架(54)下方设有内圈定位机构(53)，所述的装配主台架(54)端面下方和内圈定位机构(53)之间设置有轴承外圈压紧装置(57)，所述的装配主台架(54)上方设置有合套执行器(55)，所述的合套执行器(55)上设置有视觉检测装置(56)；所述的装配主台架(54)上端面上设置有与轴承外圈压紧装置(57)配合使用的轴承外圈挡板(58)、与轴承外圈挡板(58)配合的轴承垫板(59)；所述的内圈定位机构(53)包括专用支架(531)、设置在专用支架(531)上的横向位移气缸(532)、设置在横向位移气缸(532)前端的T形块(534)、与T形块(534)配合使用的拉块(533)、与拉块(533)连接的滑板(535)、设置在滑板(535)下方的直线导轨一(539)、与滑板(535)顶端连接的纵向方形气缸(538)、安装在方形气缸(538)前端的过渡板(537)、安装在过渡板(537)上端的推块(536)；所述的合套执行器(55)包括横向位移气缸(551)、装在横向位移气缸(551)上的推拉轴(552)、设置在推拉轴(552)上的推拉块(553)、设置在推拉块(553)下端进行合套的合套执行装置(554)、设置在合套执行装置(554)下端的直线导轨二(555)；所述的合套执行装置(54)包括纵向位移气缸(541)、设置在纵向位移气缸(541)前端的压头(543)、设置在纵向位移气缸(541)下方的固定圆盘(542)、设置在固定圆盘(542)下的半圆支架(548)、设置在半圆支架(548)下的滑块圆盘(547)、设置在半圆支架(548)上的限制块(544)、设置在滑块圆盘(547)上的合套器(546)、设置在合套器(546)上的气爪夹具块(545)；所述的轴承外圈压紧装置(57)包括方形气缸(571)、设置在方形气缸(571)上的压紧垫片(572)、设置在压紧垫片(572)的压紧块(573)；所述的视觉检测装置(56)中包括支撑架(564)、设置在支撑架(564)上的安装块(563)和光源钣金(565)、设置在安装块(563)上的相机(562)、设置在相机(562)上的环形灯(561)，所述的光源钣金(565)与环形灯(561)连接。

5.根据权利要求1所述的一种轴承自动化装配教学生产线，其特征在于：所述的行走轴模块(14)包括铝合金工作台(143)、设置在铝合金工作台(143)上的行走轴(144)、通过行走轴(144)在铝合金工作台(143)上做直线运动的行走轴机器人(142)、设置在行走轴机器人(142)的末端上的装配夹具一(141)；所述的装配夹具一(141)包括与行走轴机器人(142)末端配合的连接轴(1414)、与连接轴(1414)连接的连接板(1413)、分别设置在连接板(1413)两端部上的内外圈抓手(1411)和灌珠器抓手(1412)。

6.根据权利要求1所述的一种轴承自动化装配教学生产线，其特征在于：所述的分珠模块(6)包括分珠模块工作站台架(61)、设置在工作站台架(1)旁边的工业机器人(62)、设置在工作站台架(61)侧端上的触碰显示屏(65)，还包括设置在工业机器人(62)的末端上的吸附夹具(63)，所述的工作站台架(61)的上端设置有机构安装架(64)，所述的机构安装架(64)上按照从上到下的顺序分别设置有用于将轴承内外圈之间的同一侧的滚珠均匀分布在轴承内外圈的分珠机构(67)、用于将待分珠轴承内的滚珠赶向轴承内外圈之间的同一侧的赶珠机构(66)和用于调整轴承位置的轴承固定机构(610)；所述的吸附夹具(63)包括设置在工业机器人(62)末端法兰盘上的末端夹具板(631)、安装在末端夹具板(631)上用于吸附待分珠轴承的电磁铁(632)；所述的机构安装架(64)包括安装底板(643)、设置在安装底板(643)上的横向支撑板(641)和气缸固定板(644)、设置在安装底板(643)两侧端上的侧向三角支撑板(642)，所述的横向支撑板(641)上设置有线性导轨(645)、与线性导轨(645)滑动配合的线性导轨滑块(646)、设置在线性导轨滑块(646)上的油压缓冲器(647)，所述的轴承固定机构(610)设置在安装底板(643)上；所述的线性导轨滑块(646)上安装有赶分珠机构移动平台(11)，所述的横向支撑板(641)上安装有调整气缸四(69)、通过侧面螺纹与调整气缸四(69)顶端连接的推拉连接板(648)，所述的赶分珠机构移动平台(611)的后端面与推拉连接板(648)的前端面螺纹连接，所述的赶珠机构(66)和分珠机构(67)设置在赶分珠机构移动平台(611)；所述的轴承固定机构(610)上设置有固定机构安装板(6101)和气缸连接板(6106)、与固定机构安装板(6101)螺纹连接用于调整气缸连接板(6106)前后位置的调整气缸二(6103)、通过气缸连接板(6106)与调整气缸二(6103)连接的调整气缸一(6102)、设置在调整气缸一(6102)上的轴承固定圆盘(6104)、设置在固定机构安装板(6101)上且与轴承固定圆盘(6104)配合的保持架(6105)。

7.根据权利要求6所述的一种轴承自动化装配教学生产线，其特征在于：所述的赶珠机构(66)包括赶珠器保持架(661)、设置在赶珠器保持架(661)上的线性轴承一(662)、设置在线性轴承一(662)端部位置处的赶珠器(663)；所述的分珠机构(67)上设置有分珠器保持架(671)、设置在分珠器保持架(671)上的线性轴承二(672)、设置在线性轴承二(672)端部位置处的分珠器(673)。

8.根据权利要求1所述的一种轴承自动化装配教学生产线，其特征在于：所述的铆压模块(7)包括铆压平台支撑柱(71)、设置在铆压平台支撑柱(71)旁的机器人支座(72)、设置在机器人支座(72)端面上的铆压工业机器人(73)，还包括设置在铆压工业机器人(73)的末端上用于抓取部件的装配夹具二(76),所述的铆压平台支撑柱(71)上设置有便于轴承铆压的铆压装配体(78)，所述的铆压平台支撑柱(71)上设置有铆压站台架(710)，所述的铆压装配体(78)上设置有用于装配定位铆压装配体(78)的下保持架构(715)、设置在下保持架构(715)上的上铆压部件(714)，还设置有水平放置用于将下保持架构(715)移动至底端的气缸推杆(711)，所述的铆压站台架(710)下方设置有带动上铆压部件(714)进行铆压的铆压推杆(79)、铆压站台架(710)的上方设置有与铆压推杆(79)配合的液压缸(77)，所述的铆压推杆(79)下方设置有与液压缸(77)配合的滑杆(712)、与滑杆(712)配合的滑套(713)，所述的铆压站台架(710)旁边设置有用于检测铆压成品合格与否的视觉检测机构(75)；所述的装配夹具二(76)包括三叉型的末端夹具板(765)、分别安装在末端夹具板(765)的三叉上的圆柱物料夹爪(761)、用于抓取待加工轴承(783)的两电磁铁抓手(763)、用于抓取待加工轴承(783)的四电磁铁抓手(764)，所述的两电磁铁抓手(763)上安装有用于保持滚珠在轴承中的位置的定位块(766)，所述的圆柱物料夹爪(761)设置有快速抓取轴承的两组V型面；所述的液压缸(77)包括主缸(776)、安装在主缸(776)中间位置处的油压表(773)、设置在主缸(776)前方的油线管接头(771)、与油线管接头(771)连接的油线管(772)、设置在主缸(776)下方用于连接铆压推杆(79)的前杆(775)以及前杆螺母(774)。

9.根据权利要求8所述的一种轴承自动化装配教学生产线，其特征在于：所述的铆压装配体(78)包括工装保持架(781)、设置在工装保持架(781)上的上下移动平台(784)、设置在工装保持架(781)下方用于装配的下铆压保持架(7151)。

10.根据权利要求9所述的一种轴承自动化装配教学生产线，其特征在于：所述的下铆压保持架(7151)上设置有铆钉(7152)，所述的铆钉(7152)与上铆压保持架(782)的铆压孔(7821)相配合，所述的铆钉(7152)与上铆压部件(714)的沉孔(7141)相配合；待加工轴承(783)上设置了用于保证滚珠在轴承中位置，方便进行铆压的上铆压保持架(782)；所述的铆压推杆(79)上设置有用于连接上下移动平台的连接基座(792)；所述的上下移动平台(784)上设置有用于连接上下移动平台移动连接件(791)，所述的移动连接件(791)与连接基座(792)相配合；所述的下保持架构(715)下端设置有用于移动下保持架构(715)的移动导轨(786)，所述的移动导轨(786)将待加工轴承(783)移动到上铆压部件(714)正下方，所述的导轨(786)两旁设置有缓冲器(785)。

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