本實用新型涉及壓裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種軸孔過盈裝配自動壓裝裝置。

背景技術(shù)：

過盈連接具有對中性好和承載能力強，并能承受一定沖擊力等優(yōu)點，因此，廣泛被用于機械裝配中。常見的過盈配合有輪對配合、聯(lián)軸器配合、連桿襯套等。常用的裝配形式有：

（1）壓入法，通過錘子加墊塊敲擊壓入或用壓力機壓入；

（2）熱脹法，利用物體熱脹冷縮的原理，將孔加熱使孔徑增大，然后將軸裝入孔中，但由于加熱后內(nèi)孔尺寸熱脹后變化大，比較適用過盈量較大的配合，缺點是裝配件變形大；

（3）冷縮法，利用物體熱脹冷縮的原理，將軸進行冷卻，待軸縮小后再把軸裝入孔中。常用的冷卻方法是釆用干冰和液氮進行冷卻。但液氮冷凍壓裝工藝存在安全、環(huán)保和設(shè)備要求復(fù)染等不利因素。

考慮到熱膨脹與冷縮法在實際裝配中都存在一定的缺陷與適應(yīng)場合。因此現(xiàn)在多數(shù)壓裝工藝，都采用在常溫下進行。其基本原理是采用過盈配合的裝配，通過在壓裝過程中的壓力和行程控制，把被包容件壓入包容件中（包容件相當(dāng)于連桿小頭，被包容件相當(dāng)于導(dǎo)管）。此種裝配方式現(xiàn)廣泛應(yīng)用于工程機械的各個方面，如汽車傳動軸壓裝、輪對壓裝、軸承壓裝、制動盤壓裝等。而軸孔壓裝過程，由于軸孔定心精度不高，導(dǎo)致軸在壓入軸套的過程中，軸表面會被軸套孔入口邊沿滑擦甚至切除，嚴(yán)重影響壓裝件的質(zhì)量，成品率低，造成材料的浪費。同時高精度的軸孔裝配件需要保證軸壓入的尺寸精度和過盈壓裝質(zhì)量，這就要求壓裝工藝不僅要高效率，高精度，還要有較精準(zhǔn)的檢測方法。這樣才能提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，減少廢品率，從而降低壓裝成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對背景技術(shù)中所涉及到的缺陷，提供一種軸孔過盈裝配自動壓裝裝置。

本實用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

一種軸孔過盈裝配自動壓裝裝置，包括工作臺、第一至第三機械手、三爪卡盤、壓力機、光柵傳感器、萬用表、控制模塊、廢品回收箱以及設(shè)置在工作臺上的第一至第三卡槽；

所述三爪卡盤設(shè)置在所述工作臺中心，用于固定待壓裝的軸套；

所述第一卡槽用于放置流水線上傳來的待壓裝的軸套；

所述第二卡槽用于放置流水線上傳來的待壓裝的軸；

所述第一機械手用于將第一卡槽中待壓裝的軸套抓取后放置到三爪卡盤中，由三爪卡盤固定；

所述第二機械手用于將第二卡槽待壓裝的軸抓取至三爪卡盤中待壓裝的軸套的軸孔上方；

所述壓力機為數(shù)控伺服壓力機，用于根據(jù)控制模塊的指令將三爪卡盤中待壓裝的軸套的軸孔上方的軸壓裝至軸套內(nèi)形成裝配件，并將壓裝過程中的壓力機壓頭的力信號和位移信號傳遞給控制模塊；

所述三爪卡盤用于固定和松開放置在其中的軸套；

所述光柵傳感器用于測量裝配件的軸套上端面和軸的上端面之間的距離；

所述第三卡槽用于放置壓裝合格的裝配件，使其流向外部流水線；

所述廢品回收箱用于放置壓裝不合格的裝配件；

所述第三機械手用于根據(jù)控制模塊的指令將壓裝裝置壓裝成型的裝配件抓取至第三卡槽或廢品回收箱中；

所述萬用表的兩個探測接頭分別接工作臺和壓力機，信號輸出接口與所述控制模塊相連；

所述控制模塊分別和第一至第三機械手、三爪卡盤、壓力機、光柵傳感器、萬用表電氣相連，用于控制第一機械手、第二機械手、三爪卡盤對待壓裝的軸套和軸進行抓取和固定，根據(jù)萬用表的測量數(shù)據(jù)控制壓力機對待壓裝的軸套和軸進行壓裝，并根據(jù)壓力機的反饋信息和光柵傳感器的感應(yīng)信號控制第三機械手對壓裝成型的裝配件進行分類。

作為本實用新型一種軸孔過盈裝配自動壓裝裝置進一步的優(yōu)化方案，所述三個機械手均采用點控制機械手。

作為本實用新型一種軸孔過盈裝配自動壓裝裝置進一步的優(yōu)化方案，所述三爪卡盤采用氣動自動定心三爪卡盤。

作為本實用新型一種軸孔過盈裝配自動壓裝裝置進一步的優(yōu)化方案，所述壓裝裝置為型號為XTM-107S。

作為本實用新型一種軸孔過盈裝配自動壓裝裝置進一步的優(yōu)化方案，所述萬用表的型號為SK-4030。

本實用新型還公開了一種基于該軸孔過盈裝配自動壓裝裝置的壓裝方法，包括以下步驟：

步驟1），軸套從流水線進入第一卡槽末端，控制模塊控制第一機械手將軸套抓取至三爪卡盤中后放開軸套并復(fù)位；

步驟2），控制模塊控制三爪卡盤定位夾緊軸套；

步驟3），控制模塊將萬用表的檢測模式切換至電容檢測模式，并控制壓力機按照預(yù)設(shè)的第一速度閾值進行壓縮；

步驟4），當(dāng)萬用表反饋的電容值大于預(yù)設(shè)的電容閾值時，控制壓力機按照預(yù)設(shè)的第二速度閾值進行壓縮，并將萬用表的檢測模式切換至電阻檢測模式，所述預(yù)設(shè)的第二速度閾值小于預(yù)設(shè)的第一速度閾值；

步驟5），當(dāng)萬用表反饋的電阻值小于預(yù)設(shè)的電阻閾值時，控制模塊控制壓力機停止壓入；

步驟6），控制模塊記錄此時壓力機壓頭伸出的距離后，控制壓力機復(fù)位；

步驟7），軸從流水線進入第二卡槽末端，控制模塊控制第二機械手將軸抓取至三爪卡盤中待壓裝的軸套的軸孔上方；

步驟8），控制模塊控制壓力機下壓，同時控制第二機械手隨壓力機的壓頭向下運動，直至壓力機壓頭的伸出距離等于步驟6）中記錄的距離；

步驟9），控制模塊控制壓力機復(fù)位，同時控制第二機械手放開軸并復(fù)位；

步驟10），控制模塊控制光柵傳感器測量出裝配件中軸套上端面和軸的上端面之間的距離，并將其與預(yù)設(shè)的距離閾值范圍進行比較；

若裝配件中軸套上端面和軸的上端面之間的距離不在預(yù)設(shè)的距離閾值范圍中，控制模塊控制第三機械手將裝配件抓取至廢品回收箱后松開裝配件并復(fù)位，同時返回執(zhí)行步驟1）；

步驟11），根據(jù)壓力機反饋的力信號和位移信號生成F-S曲線，并將生成的F-S曲線的后四分之三段分別和預(yù)設(shè)的最小過盈配合F-S曲線、預(yù)設(shè)的最大過盈配合F-S曲線進行比較；

步驟11.1），若生成的F-S曲線的后四分之三段位于預(yù)設(shè)的最小過盈配合F-S曲線、預(yù)設(shè)的最大過盈配合F-S曲線之間，控制模塊控制第三機械手將裝配件抓取至第三卡槽后松開裝配件并復(fù)位，同時返回執(zhí)行步驟1）；

步驟11.2），若生成的F-S曲線的后四分之三段不在預(yù)設(shè)的最小過盈配合F-S曲線、預(yù)設(shè)的最大過盈配合F-S曲線之間，控制模塊控制第三機械手將裝配件抓取至廢品回收箱后松開裝配件并復(fù)位，同時返回執(zhí)行步驟1）。

作為基于該軸孔過盈裝配自動壓裝裝置的壓裝方法進一步的優(yōu)化方案，所述預(yù)設(shè)的距離閾值范圍為30mm-100mm。

本實用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

本實用新型利用點控制機械手、三爪卡盤和定制壓力機等機械裝置，結(jié)構(gòu)簡單又能保證其壓裝精度，利用試壓工藝保證其重復(fù)精度，利用精度檢測和F-S檢測嚴(yán)格篩選成品件，大大提高了效率，整體結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低廉，自動化水平高且大大節(jié)約了人力、物力，適合普及到各個現(xiàn)代化軸孔過盈裝配自動壓裝生產(chǎn)線。

附圖說明

圖1為本實用新型所述的軸孔過盈自動壓裝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型所述的軸孔過盈自動壓裝裝置的軸套定位工藝的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型所述的軸孔過盈自動壓裝方法的工藝流程圖；

圖4為本實用新型所述的軸孔過盈自動壓裝方法的F-S曲線檢測示意圖。

其中，1-工作臺，2-第一卡槽，3-軸套，4-第一機械手，5-第二機械手,6-軸，7-壓力機，8-壓力機的壓頭，9-三爪卡盤，10-第三卡槽，11-第三機械手，12-廢品回收箱，13-第二卡槽。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)說明：

如圖1所示，本實用新型公開了一種軸孔過盈裝配自動壓裝裝置，其特征在于，包括工作臺、第一至第三機械手、三爪卡盤、壓力機、光柵傳感器、萬用表、控制模塊、廢品回收箱以及設(shè)置在工作臺上的第一至第三卡槽；其中，三爪卡盤設(shè)置在工作臺中心，用于固定待壓裝的軸套；第一卡槽用于放置流水線上傳來的待壓裝的軸套；第二卡槽用于放置流水線上傳來的待壓裝的軸；第一機械手用于將第一卡槽中待壓裝的軸套抓取后放置到三爪卡盤中，由三爪卡盤固定；第二機械手用于將第二卡槽待壓裝的軸抓取至三爪卡盤中待壓裝的軸套的軸孔上方；壓力機為數(shù)控伺服壓力機，用于根據(jù)控制模塊的指令將三爪卡盤中待壓裝的軸套的軸孔上方的軸壓裝至軸套內(nèi)形成裝配件，并將壓裝過程中壓力機壓頭的力和位移信號傳遞給控制模塊；三爪卡盤用于固定和松開放置在其中的軸套；光柵傳感器用于測量裝配件的軸套上端面和軸的上端面之間的距離；第三卡槽用于放置壓裝合格的裝配件，使其流向外部流水線；廢品回收箱用于放置壓裝不合格的裝配件；第三機械手用于根據(jù)控制模塊的指令將壓裝裝置壓裝成型的裝配件抓取至第三卡槽或廢品回收箱中；萬用表的兩個探測接頭分別接工作臺和壓力機，信號輸出接口與控制模塊相連；控制模塊分別和第一至第三機械手、三爪卡盤、壓力機、光柵傳感器電氣相連，用于控制第一機械手、第二機械手、三爪卡盤、壓力機、光柵傳感器進行壓裝工作，并根據(jù)壓力機的反饋信息和光柵傳感器的感應(yīng)信號控制第三機械手對壓裝成型的裝配件進行分類。

如圖2所示，所述軸套和軸定位夾緊裝置，三爪卡盤為氣壓自動定心三爪卡盤，其卡爪長度較小（避免過定位），工作臺底平面有略大于軸徑的圓孔，通過卡爪和工作臺面共同對軸套定位，卡爪同時夾緊起夾緊作用。

壓力機的型號優(yōu)先采用XTM-107S，滿足以下功能：

1）位置設(shè)定功能

a. 壓頭位置顯示；

b.壓裝可調(diào)行程：0-300mm，可控數(shù)字顯示實際壓裝行程；重復(fù)精度：0.02mm，觸摸屏顯示精度0.01mm。

2）壓力設(shè)置功能

a.顯示壓頭壓裝壓力；

b.設(shè)定壓頭壓力上限，當(dāng)壓力超過上限時，壓頭回程并報警；

c.設(shè)定壓頭壓力下限，當(dāng)壓力超過下限時，壓頭回程并報警；

d.壓力精度顯示100N。

3）壓裝模式：

a.恒定速度壓裝，I/O觸發(fā)停止；

b.恒定速度壓裝，確定精確位置停止；

c.進給速度可通過設(shè)置外接輸入?yún)?shù)進行調(diào)節(jié)。

萬用表的型號優(yōu)先采用SK-4030。

如圖3所示，本實用新型還公開了一種基于該軸孔過盈裝配自動壓裝裝置的壓裝方法，包括以下步驟：

步驟1），軸套從流水線進入第一卡槽末端，控制模塊控制第一機械手將軸套抓取至三爪卡盤中后放開軸套并復(fù)位；

步驟2），控制模塊控制三爪卡盤定位夾緊軸套；

步驟3），控制模塊將萬用表的檢測模式切換至電容檢測模式，并控制壓力機按照預(yù)設(shè)的第一速度閾值進行壓縮；

步驟4），當(dāng)萬用表反饋的電容值大于預(yù)設(shè)的電容閾值時，控制壓力機按照預(yù)設(shè)的第二速度閾值進行壓縮，并將萬用表的檢測模式切換至電阻檢測模式，所述預(yù)設(shè)的第二速度閾值小于預(yù)設(shè)的第一速度閾值；

步驟5），當(dāng)萬用表反饋的電阻值小于預(yù)設(shè)的電阻閾值時，控制模塊控制壓力機停止壓入；

步驟6），控制模塊記錄此時壓力機壓頭伸出的距離后，控制壓力機復(fù)位；

步驟7），軸從流水線進入第二卡槽末端，控制模塊控制第二機械手將軸抓取至三爪卡盤中待壓裝的軸套的軸孔上方；

步驟8），控制模塊控制壓力機下壓，同時控制第二機械手隨壓力機的壓頭向下運動，直至壓力機壓頭的伸出距離等于步驟6）中記錄的距離；

步驟9），控制模塊控制壓力機復(fù)位，同時控制第二機械手放開軸并復(fù)位；

步驟10），控制模塊控制光柵傳感器測量出裝配件中軸套上端面和軸的上端面之間的距離，并將其與預(yù)設(shè)的距離閾值范圍進行比較；

若裝配件中軸套上端面和軸的上端面之間的距離不在預(yù)設(shè)的距離閾值范圍中，控制模塊控制第三機械手將裝配件抓取至廢品回收箱后松開裝配件并復(fù)位，同時返回執(zhí)行步驟1）；

步驟11），根據(jù)壓力機反饋的力信號和位移信號生成F-S曲線，并將生成的F-S曲線的后四分之三段分別和預(yù)設(shè)的最小過盈配合F-S曲線、預(yù)設(shè)的最大過盈配合F-S曲線進行比較；

步驟11.1），若生成的F-S曲線的后四分之三段位于預(yù)設(shè)的最小過盈配合F-S曲線、預(yù)設(shè)的最大過盈配合F-S曲線之間，控制模塊控制第三機械手將裝配件抓取至第三卡槽后松開裝配件并復(fù)位，同時返回執(zhí)行步驟1）；

步驟11.2），若生成的F-S曲線的后四分之三段不在預(yù)設(shè)的最小過盈配合F-S曲線、預(yù)設(shè)的最大過盈配合F-S曲線之間，控制模塊控制第三機械手將裝配件抓取至廢品回收箱后松開裝配件并復(fù)位，同時返回執(zhí)行步驟1）。

如圖3所示，所述預(yù)設(shè)的距離閾值范圍為30mm-100mm。

此外，一般來說，軸徑在15mm-45mm范圍內(nèi)，軸長度在100mm-300mm范圍內(nèi)，軸套長度80-160mm范圍內(nèi)，外徑在50mm-100mm范圍內(nèi)。

如圖4所示，預(yù)設(shè)的最小過盈配合F-S曲線、預(yù)設(shè)的最大過盈配合F-S曲線之間的部分即陰影部分，只要生成的F-S曲線檢測的后四分之三段在該區(qū)域范圍內(nèi)，則判定裝配件滿足該技術(shù)要求，如曲線A。

曲線B過盈量過小，曲線C過盈量過大，勻不符合技術(shù)要求。

基于上述，該工藝?yán)貌煌に囬g協(xié)調(diào)動作，可使壓裝時間控制在10s以內(nèi)，利用點控制機械手、自動對心抓手、三爪卡盤和定制壓力機等機械裝置保證其壓裝尺寸精度在0.04mm，同時大大減少軸與軸套在壓裝過程的磨損，利用試壓工藝保證其重復(fù)精度0.06mm，利用精度檢測和F-S檢測嚴(yán)格篩選成品件，成品合格率為98%以上，大大提高了效率，整體結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低廉，自動化水平高且大大節(jié)約了人力、物力，適合普及到各個現(xiàn)代化軸孔過盈裝配自動壓裝生產(chǎn)線。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語（包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語）具有與本實用新型所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。

以上所述的具體實施方式，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。