本發(fā)明涉及一種交叉滾子軸承裝配設(shè)備及裝配方法，屬于軸承裝配。

背景技術(shù)：

1、交叉滾子軸承主要包括軸承內(nèi)圈、軸承外圈以及滾子和隔離塊，滾子采用若干圓柱形滾動(dòng)體交叉放置于軸承滾道內(nèi)，相鄰兩個(gè)滾子互相呈90°交叉作為一組（同組兩個(gè)滾子稱(chēng)為：0°滾子、90°滾子）。如圖1、2所示，軸承內(nèi)圈或外圈上設(shè)有裝軸承滾動(dòng)配件的缺口（以下稱(chēng)為裝滾子缺口），裝滾子缺口與軸承的滾道連通，在滾道內(nèi)裝滿滾子和隔離塊后，將楔塊安裝于裝滾子缺口處。交叉滾子軸承在裝配時(shí)，滾子按順序逐一交叉分布在滾道中，相鄰兩個(gè)滾子之間可以無(wú)隔離塊（滿滾子結(jié)構(gòu)），也可以是相鄰兩個(gè)滾子之間或者每隔幾組滾子之間安裝有一個(gè)隔離塊。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，交叉滾子軸承的圓柱滾子和隔離塊的裝配方式是由裝配工用手工方式夾持滾子和隔離塊，調(diào)整滾子的方向和角度，逐個(gè)放置在軸承滾道中；由于用手工逐一挑選，所以裝配效率非常低下，也極易發(fā)生滾子和隔離塊方向裝錯(cuò)或者漏裝現(xiàn)象。目前市場(chǎng)上還沒(méi)有出現(xiàn)該類(lèi)軸承的裝配設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提出一種交叉滾子軸承裝配設(shè)備及裝配方法，以提高交叉滾子軸承的裝配效率，提高生產(chǎn)效率，增加經(jīng)濟(jì)效益。

2、本發(fā)明為完成上述目的采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種交叉滾子軸承裝配設(shè)備，包括設(shè)備平臺(tái)、夾緊單元、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元、裝滾子缺口定位單元、滾子送料單元、供料單元、以及三方向移動(dòng)單元。

4、1、設(shè)備平臺(tái)，用于支撐整個(gè)設(shè)備，可根據(jù)需要設(shè)置行走輪。

5、2、夾緊單元，包括兩種結(jié)構(gòu)，分別對(duì)應(yīng)裝滾子缺口位于軸承內(nèi)圈和軸承外圈。

6、（1）當(dāng)裝滾子缺口位于軸承內(nèi)圈：夾緊單元用于支撐和夾緊軸承內(nèi)圈，包括手指氣缸、一對(duì)卡爪；一對(duì)卡爪分別與手指氣缸的兩個(gè)滑塊固定連接；在手指氣缸作用下，一對(duì)滑塊帶動(dòng)一對(duì)卡爪背向或相向運(yùn)動(dòng)，以?shī)A緊或釋放軸承內(nèi)圈。

7、優(yōu)選的，所述手指氣缸通過(guò)基座安裝于設(shè)備平臺(tái)上，一對(duì)卡爪分別呈半圓形，且卡爪的外圓面設(shè)有與軸承內(nèi)圈匹配的圓弧臺(tái)階面，圓弧臺(tái)階面與軸承內(nèi)圈的底面、內(nèi)側(cè)面接觸，用于對(duì)軸承內(nèi)圈的支撐和夾緊。

8、（2）當(dāng)裝滾子缺口位于軸承外圈：夾緊單元用于支撐和夾緊軸承外圈，包括一對(duì)夾緊氣缸，每個(gè)夾緊氣缸上分別設(shè)有一對(duì)壓緊輪，一對(duì)夾緊氣缸相對(duì)布置，用于對(duì)軸承外圈的夾緊定位。

9、優(yōu)選的，一對(duì)夾緊氣缸通過(guò)安裝架設(shè)置于設(shè)備平臺(tái)上，確保軸承內(nèi)圈、軸承外圈同軸。

10、3、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元，包括兩種結(jié)構(gòu)，分別對(duì)應(yīng)裝滾子缺口位于軸承內(nèi)圈和軸承外圈。

11、（1）當(dāng)裝滾子缺口位于軸承內(nèi)圈：旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元包括用于支撐軸承外圈的環(huán)形底座、實(shí)現(xiàn)軸承外圈旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、以及限位機(jī)構(gòu)，所述限位機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對(duì)布置，在軸承外圈旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)其限位，保證軸承內(nèi)、外圈同軸；一對(duì)卡爪位于環(huán)形底座的內(nèi)腔，保證軸承內(nèi)圈、軸承外圈之間處于合適的裝配位置。

12、優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)、摩擦輪，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)與摩擦輪驅(qū)動(dòng)連接，摩擦輪與軸承外圈的外側(cè)壁緊貼，由旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)摩擦輪旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)軸承外圈在環(huán)形底座上同步旋轉(zhuǎn)。

13、優(yōu)選的，所述限位機(jī)構(gòu)包括限位氣缸、一對(duì)滾輪，一對(duì)滾輪通過(guò)安裝架與限位氣缸的輸出軸相連，且一對(duì)滾輪與摩擦輪相對(duì)布置。限位氣缸驅(qū)動(dòng)一對(duì)滾輪伸出，以與軸承外圈接觸，在摩擦輪驅(qū)動(dòng)軸承外圈旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)其進(jìn)行限位，保證軸承內(nèi)圈、軸承外圈同軸。

14、優(yōu)選的，所述環(huán)形底座通過(guò)支撐臺(tái)安裝于設(shè)備平臺(tái)上，所述環(huán)形底座的頂部設(shè)有環(huán)形臺(tái)階面，以支撐軸承外圈；所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)、限位氣缸均安裝于支撐臺(tái)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)采用伺服電機(jī)，保證每安裝一個(gè)滾子或隔離塊后驅(qū)動(dòng)軸承外圈旋轉(zhuǎn)一定的角度。

15、（2）當(dāng)裝滾子缺口位于軸承外圈：旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)安裝架設(shè)置于設(shè)備平臺(tái)上，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、立柱、氣動(dòng)卡盤(pán)，所述氣動(dòng)卡盤(pán)安裝于立柱頂部，用于張緊軸承內(nèi)圈，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)一對(duì)傘齒輪驅(qū)動(dòng)連接立柱，使立柱轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)軸承內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)。

16、優(yōu)選的，一對(duì)傘齒輪可以根據(jù)傳動(dòng)比需要，設(shè)定相應(yīng)的直徑大小。驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用伺服電機(jī)，保證每安裝一個(gè)滾子或隔離塊后驅(qū)動(dòng)軸承內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)一定的角度。

17、4、裝滾子缺口定位單元，包括定位氣缸、定位桿；所述定位桿的一端與定位氣缸的輸出軸相連，定位氣缸驅(qū)動(dòng)定位桿伸出，使定位桿的另一端伸入軸承內(nèi)圈或軸承外圈的裝滾子缺口以進(jìn)行定位。

18、優(yōu)選的，所述定位氣缸安裝于支撐臺(tái)，所述定位桿的另一端為呈楔形，形成錐度導(dǎo)向，對(duì)裝滾子缺口進(jìn)行精確定位，保證滾子送料單元準(zhǔn)確進(jìn)入裝滾子缺口順利完成裝滾子工作。

19、5、滾子送料單元，包括0°滾子送料機(jī)構(gòu)、90°滾子送料機(jī)構(gòu)、隔離塊送料機(jī)構(gòu)，三個(gè)送料機(jī)構(gòu)均包括送料氣缸、推針、殼體，每個(gè)殼體內(nèi)均設(shè)有儲(chǔ)料滑道、裝滾子滑道，且儲(chǔ)料滑道垂直于裝滾子滑道的中部并與之連通，儲(chǔ)料滑道、裝滾子滑道的尺寸可根據(jù)對(duì)應(yīng)的0°滾子、90°滾子、隔離塊來(lái)設(shè)置。所述儲(chǔ)料滑道的上端連接供料單元的漏料管，所述推針由送料氣缸驅(qū)動(dòng)連接并從裝滾子滑道上端伸入，所述裝滾子滑道的下端與裝管子缺口外形吻合，保證滾子或隔離塊順利進(jìn)入軸承滾道。

20、滾子或隔離塊按序緊挨在儲(chǔ)料滑道內(nèi)，并將最前面一個(gè)滾子或隔離塊緊壓在裝滾子滑道內(nèi)，送料氣缸驅(qū)動(dòng)推針伸出，推動(dòng)最前面一個(gè)滾子或隔離塊滑動(dòng)，使最前面一個(gè)滾子或隔離塊經(jīng)裝滾子缺口進(jìn)入軸承滾道。

21、送料氣缸每次復(fù)位到推料位后帶動(dòng)推針復(fù)位，推針每次復(fù)位的位置至少避開(kāi)儲(chǔ)料滑道頂部，保證滾子或隔離塊逐個(gè)被裝入軸承溝道內(nèi)。儲(chǔ)料滑道的上口與漏料管連接，漏料管內(nèi)的滾子和隔離塊來(lái)自震動(dòng)上料盤(pán)（或其他供給機(jī)構(gòu)如排料倉(cāng)、皮帶式供料等）。

22、優(yōu)選的，所述0°滾子送料機(jī)構(gòu)、90°滾子送料機(jī)構(gòu)、隔離塊送料機(jī)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)，以位于中間位置的隔離塊送料機(jī)構(gòu)為最優(yōu)，其殼體在與裝滾子缺口接觸區(qū)域設(shè)有撥片，在三方向移動(dòng)單元作用下，撥片可經(jīng)裝滾子缺口伸入軸承滾道，將已裝入的滾子或隔離塊順著軸承滾道往內(nèi)撥動(dòng)，使軸承滾道在與裝滾子缺口的對(duì)應(yīng)位置空缺，以便裝入下一滾子或隔離塊。

23、撥片和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元，兩者可以配合使用，也可以擇一使用，保證軸承滾道在與裝滾子缺口的對(duì)應(yīng)位置空缺，便于下一滾子或隔離塊的順利安裝即可。

24、6、供料單元，用以盛放待裝滾動(dòng)體和隔離塊，可采用震動(dòng)上料盤(pán)（但不限于圓盤(pán)式送料裝置，還可以采用排料倉(cāng)、皮帶式供料等），三個(gè)震動(dòng)上料盤(pán)相鄰設(shè)置在地面上，分別為0°滾子、隔離塊、90°滾子自動(dòng)送料。在每個(gè)震蕩盤(pán)出口設(shè)有漏料管，保證滾子和隔離塊順利滑入到對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)料滑道內(nèi)。

25、7、三方向移動(dòng)單元，包括左右移動(dòng)模組（采用左右絲杠直線模組）、前后移動(dòng)模組（采用前后絲杠直線模組）、三組上下氣缸；所述左右絲杠直線模組通過(guò)支架安裝于設(shè)備平臺(tái)之上，且高于交叉滾子軸承的裝配工位；所述前后絲杠直線模組垂直設(shè)置于左右絲杠直線模組的移動(dòng)座上，三組上下氣缸均固定在前后絲杠直線模組的移動(dòng)座上。

26、三個(gè)送料機(jī)構(gòu)的殼體分別與三組上下氣缸相連，通過(guò)三方向移動(dòng)單元將送料機(jī)構(gòu)與裝滾子缺口對(duì)接，可實(shí)現(xiàn)裝滾子時(shí)的精確定位，將滾子裝入軸承滾道。再加上裝滾子缺口定位單元的導(dǎo)向，可實(shí)現(xiàn)對(duì)裝滾子缺口的精確定位，保證裝滾子時(shí)精確對(duì)準(zhǔn)位置。

27、優(yōu)選的，左右絲杠直線模組、前后絲杠直線模組分別包括伺服電機(jī)、直線導(dǎo)軌、聯(lián)軸器、滾珠絲杠、移動(dòng)座，分別保證左右精確定位和前后精確定位。

28、優(yōu)選的，上下氣缸與定位氣缸同側(cè)，可使裝滾子缺口位于送料單元下方附近。

29、本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種交叉滾子軸承裝配設(shè)備的裝配方法，包括以下步驟：

30、（1）①裝滾子缺口設(shè)于軸承內(nèi)圈：

31、將軸承內(nèi)圈放到夾緊單元上，即將軸承內(nèi)圈放到手指氣缸的卡爪上（此時(shí)，一對(duì)卡爪張開(kāi)的程度以支撐軸承內(nèi)圈即可，無(wú)需張緊軸承內(nèi)圈），且保證裝滾子缺口大致朝向定位桿；

32、啟動(dòng)定位氣缸，驅(qū)動(dòng)定位桿前移，使定位桿的前端導(dǎo)入軸承內(nèi)圈的裝滾子缺口（以裝滾子缺口設(shè)置在軸承內(nèi)圈為例），完成裝滾子缺口定位工作；

33、啟動(dòng)夾緊單元夾緊軸承內(nèi)圈，即驅(qū)動(dòng)手指氣缸，使一對(duì)卡爪張開(kāi)，以張緊、夾緊軸承內(nèi)圈的內(nèi)孔，之后定位氣缸后移帶動(dòng)定位桿退回，完成軸承內(nèi)圈夾緊工作；

34、將軸承外圈放置于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元，即軸承外圈放到軸承內(nèi)圈外邊的環(huán)形底座上，使摩擦輪與軸承外圈緊貼；啟動(dòng)限位氣缸，驅(qū)動(dòng)一對(duì)滾輪伸出并頂住軸承外圈，以對(duì)軸承外圈限位，保證軸承內(nèi)圈和軸承外圈同軸，完成軸承外圈定位工作；

35、②裝滾子缺口設(shè)于軸承外圈：

36、將軸承內(nèi)圈放置于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元，即通過(guò)氣動(dòng)卡盤(pán)將軸承內(nèi)圈張緊固定；將軸承外圈置于軸承內(nèi)圈外，保證裝滾子缺口大致朝向定位桿；

37、啟動(dòng)定位氣缸，驅(qū)動(dòng)定位桿前移，使定位桿的前端導(dǎo)入軸承外圈的裝滾子缺口，完成裝滾子缺口定位工作；

38、驅(qū)動(dòng)夾緊單元夾緊軸承外圈，即通過(guò)一對(duì)夾緊氣缸將軸承外圈夾緊，保證軸承內(nèi)圈和軸承外圈同軸；之后定位氣缸后移帶動(dòng)定位桿退回，完成軸承外圈夾緊工作；

39、（2）啟動(dòng)三方向移動(dòng)單元，即通過(guò)控制左右絲杠直線模組、前后絲杠直線模組的伺服電機(jī)，驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的絲杠旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)對(duì)應(yīng)的移動(dòng)座移動(dòng)，使安裝在前后絲杠直線模組移動(dòng)座上的三組上下氣缸隨之同步移動(dòng)，直至左側(cè)上下氣缸帶著0°滾子送料機(jī)構(gòu)移動(dòng)到裝滾子缺口上方后停止；

40、驅(qū)動(dòng)左側(cè)上下氣缸下移，帶動(dòng)0°滾子送料機(jī)構(gòu)下移，使對(duì)應(yīng)的裝滾子滑道的端口與裝滾子缺口吻合后停止；

41、啟動(dòng)送料氣缸，推針順著裝滾子滑道下移，推動(dòng)0°滾子進(jìn)入軸承滾道，送料氣缸在推針前移到位后立即返回到原位；

42、（3）驅(qū)動(dòng)左側(cè)上下氣缸上移，左右絲杠直線模組的伺服電機(jī)啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)，把中間上下氣缸送到裝滾子缺口的上方；同時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)摩擦輪旋轉(zhuǎn)一定角度，軸承外圈在摩擦輪帶動(dòng)下同步旋轉(zhuǎn)（裝滾子缺口位于軸承內(nèi)圈），或者，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)一對(duì)傘齒輪驅(qū)動(dòng)立柱轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)軸承內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)（裝滾子缺口位于軸承外圈），已裝入的滾子和隔離塊同時(shí)被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)；

43、驅(qū)動(dòng)中間上下氣缸下移，帶動(dòng)隔離塊送料機(jī)構(gòu)下移，使對(duì)應(yīng)的裝滾子滑道的端口與裝滾子缺口吻合后停止；

44、啟動(dòng)送料氣缸，推針順著裝滾子滑道下移，推動(dòng)隔離塊進(jìn)入軸承滾道，送料氣缸在推針前移到位后立即返回到原位；

45、（4）驅(qū)動(dòng)中間上下氣缸上移，左右絲杠直線模組的伺服電機(jī)啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)，把右側(cè)上下氣缸送到裝滾子缺口的上方；同時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)摩擦輪旋轉(zhuǎn)一定角度，軸承外圈在摩擦輪帶動(dòng)下同步旋轉(zhuǎn)（裝滾子缺口位于軸承內(nèi)圈），或者，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)一對(duì)傘齒輪驅(qū)動(dòng)立柱轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)軸承內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)（裝滾子缺口位于軸承外圈），已裝入的滾子和隔離塊同時(shí)被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)；

46、驅(qū)動(dòng)右側(cè)上下氣缸下移，帶動(dòng)90°滾子送料機(jī)構(gòu)下移，使對(duì)應(yīng)的裝滾子滑道的端口與裝滾子缺口吻合后停止；

47、啟動(dòng)送料氣缸，推針順著裝滾子滑道下移，推動(dòng)90°滾子進(jìn)入軸承滾道，送料氣缸在推針前移到位后立即返回到原位；

48、（5）驅(qū)動(dòng)右側(cè)上下氣缸上移，之后左右絲杠直線模組的伺服電機(jī)啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)，將三組上下氣缸復(fù)位；同時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)摩擦輪旋轉(zhuǎn)一定角度，軸承外圈在摩擦輪帶動(dòng)下同步旋轉(zhuǎn)（裝滾子缺口位于軸承內(nèi)圈），或者，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)一對(duì)傘齒輪驅(qū)動(dòng)立柱轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)軸承內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)（裝滾子缺口位于軸承外圈），已裝入的滾子和隔離塊同時(shí)被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)；

49、（6）重復(fù)步驟（2）-（5），直至所有的滾子和隔離塊被全部安裝至軸承滾道內(nèi)；

50、（7）步驟（2）-（6）是按每相鄰兩個(gè)交叉滾子之間安裝一個(gè)隔離塊的要求所采用的裝配工藝；

51、若交叉滾子軸承中相鄰兩個(gè)滾子之間無(wú)隔離塊（滿滾子結(jié)構(gòu)），則省略隔離塊送料機(jī)構(gòu)的操作步驟；若交叉滾子軸承中每隔幾組滾子之間安裝一個(gè)隔離塊，則先重復(fù)交替進(jìn)行兩個(gè)滾子送料機(jī)構(gòu)的操作（重復(fù)次數(shù)依據(jù)相鄰兩個(gè)隔離塊之間的滾子組數(shù)而定），再進(jìn)行一次隔離塊送料機(jī)構(gòu)的操作，如此往復(fù)，直至裝滿；

52、對(duì)于交叉滾子軸承中滾子和隔離塊的不同安裝組合，可以根據(jù)需要控制左右絲杠直線模組的伺服電機(jī)、三組上下氣缸、三個(gè)滾子送料單元等的工作狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)；

53、（8）完畢后所有氣缸和電機(jī)復(fù)位，將交叉滾子軸承取下，將楔塊安裝于裝滾子缺口處，裝配結(jié)束。

54、為了適應(yīng)負(fù)游隙軸承的裝配，根據(jù)需要在設(shè)備上添加有對(duì)軸承外圈的加熱裝置，保證恒溫100~250℃，加熱后的軸承外圈的滾道尺寸略大，便于滾子的安裝。待軸承外圈恢復(fù)常溫后，其尺寸仍符合負(fù)游隙軸承的相關(guān)要求。

55、為了防止漏裝和裝配過(guò)程中滾子和隔離塊方向錯(cuò)裝或者漏裝變化，除了采用上述自動(dòng)化的設(shè)備，根據(jù)需要還可以在設(shè)備后面加裝視覺(jué)防錯(cuò)檢測(cè)系統(tǒng)。

56、本發(fā)明將行業(yè)中通用的手工滾動(dòng)體的安裝方式更改為使用機(jī)器自動(dòng)裝配，使得繁瑣的人工勞動(dòng)變?yōu)樵O(shè)備的自動(dòng)動(dòng)作，大大提高了生產(chǎn)效率，創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益，提升了企業(yè)形象，為企業(yè)創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)價(jià)值。