由于目前的外徑帶卡環(huán)系列深溝球軸承(國標(biāo)后綴NR系列)的裝配工序在整個(gè)行業(yè)中普遍處于人工操作或半自動操作狀態(tài),這使得產(chǎn)品生產(chǎn)的流轉(zhuǎn)速度慢,生產(chǎn)效率低,勞動強(qiáng)度大,管理成本高,這難于滿足大批量生產(chǎn)和企業(yè)現(xiàn)代化管理的要求,為此設(shè)計(jì)開發(fā)了一種球軸承止動環(huán)自動組裝機(jī)以滿足市場的大量需求。

虎雅科技研發(fā)小組進(jìn)行了大量的咨詢及調(diào)研工作,并且進(jìn)入生深溝球軸承及組裝卡簧的工廠中進(jìn)行實(shí)地調(diào)查,收集了大量的技,術(shù)報(bào)告和相關(guān)資料。分析發(fā)現(xiàn):現(xiàn)有的軸承組裝設(shè)備多是采用半自動化操作、氣缸送料,經(jīng)常會出現(xiàn)卡料現(xiàn)象,難以實(shí)現(xiàn)在線檢,測,而且廢料剔除困難,生產(chǎn)率低的,這些都阻礙實(shí)現(xiàn)自動化生為此提出了新型球軸承止動環(huán)自動組裝機(jī)的設(shè)計(jì)方案,整體方案示意圖如圖所示。

球軸承止動環(huán)自動組裝機(jī)設(shè)計(jì)方案

①系統(tǒng)采用多工位流水線加工模式,軸承呈直線式移送,移送順序?yàn)樯系拦ば蚣庸ね戤吅?有機(jī)械手移動到下到工序,依,次進(jìn)行。設(shè)計(jì)了用兩方向雙作用氣缸來進(jìn)行控制的方式,所需的,動力靠壓縮空氣來提供移送機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖2所示。首先橫移氣缸2伸出,橫移氣缸伸出到位后保持伸出狀態(tài);縱移氣缸4伸出,到位后保持伸出狀態(tài);橫移氣缸退回到初始位置保持退回狀態(tài);縱移氣缸退回初始位置,完成移送動作。整個(gè)動作過程呈“回形運(yùn)動,每動作一次,工作臺上的軸承向右移動一個(gè)工位的距離。

②將市面上的軸承振動盤上料機(jī)構(gòu)改為軸承回轉(zhuǎn)盤上料機(jī)構(gòu)。回轉(zhuǎn)盤出口接輸送帶速度可調(diào)整,依靠輸送帶的減速馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動,實(shí)現(xiàn)連續(xù)上料。

③球軸承180翻面裝置的設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)如圖3所示。當(dāng)認(rèn)面工位的傳感器有信號輸出時(shí),即軸承開槽口朝下,此時(shí)軸承的翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行動作。回轉(zhuǎn)氣缸1安裝在底座2上,并與連接軸4通過壓片8剛性連接。翻轉(zhuǎn)體7固定在翻轉(zhuǎn)座3上,底座3上設(shè)置有限位裝置翻轉(zhuǎn)體7上有略高于軸承寬度的槽口,其下端裝有圓弧槽6翻轉(zhuǎn)體7開槽口9時(shí),回轉(zhuǎn)氣缸翻轉(zhuǎn)180,實(shí)現(xiàn)軸承180翻面

④為了解決止動環(huán)送料過程中的卡料問題,設(shè)計(jì)了專門的送料與裝配裝置該裝置采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動送料。步進(jìn)電機(jī)1以定的轉(zhuǎn)速驅(qū)動滾珠絲杠7做直線運(yùn)動,從而帶動連接在絲杠上的滑塊4向下壓套在壓環(huán)模具3上的止動環(huán)5一次下移一片,最下方的一片止動環(huán)被錐面脹開并進(jìn)入軸承止動環(huán)安裝槽。動作完成后,裝配送料氣缸復(fù)位,安裝好止動環(huán)的軸承重新回到工作臺表面,依次循環(huán)執(zhí)行。

⑤改非接觸式手動測量為接觸式自動測量。測量原理遵循兩點(diǎn)測量法,測量機(jī)構(gòu),如圖5所示。其測量過程如下:組裝好的軸承零件經(jīng)過機(jī)械手移送到測量初始位置,此時(shí)垂直安裝在工作臺面下方的測量送料氣缸1伸出到位后,測量氣缸4拉動零件到達(dá)測量位置,當(dāng)軸承的止動環(huán)一端先靠近固定測量頭上,另一端在浮動測頭輕輕靠上時(shí),實(shí)現(xiàn)測量。當(dāng)待測軸承進(jìn)入待測位置之后經(jīng)過短暫延時(shí),等數(shù)據(jù)穩(wěn)定后進(jìn)行測量,此時(shí)系統(tǒng)會自動讀取實(shí)際參數(shù)值。該值通過AD轉(zhuǎn)換,與實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)尺寸進(jìn)行對比之后放入數(shù)據(jù)寄存器。當(dāng)實(shí)測值大于最大或小于最小標(biāo)準(zhǔn)尺寸時(shí),都作為不合格品。

⑥為防止不合格品進(jìn)入下道道工序裝置中加入剔除機(jī)構(gòu)當(dāng)不合格品出現(xiàn)時(shí),控制器會發(fā)出信號讓剔除氣缸動作,將不合格品從設(shè)備對應(yīng)的排料槽里送到專用的儲料盒里,實(shí)現(xiàn)剔除動。

⑦電控部分采用可編程控制器進(jìn)行全程控制,實(shí)現(xiàn)全自動操作。整個(gè)動作過程呈“回”字形運(yùn)動,每動作一次,工作臺上的軸承向右移動一個(gè)工位的距離。觸摸屏的應(yīng)用使得顯示界面美觀大方操作方便,而且可以顯示設(shè)備的所有狀態(tài)便于監(jiān)測。

球軸承止動環(huán)自動組裝機(jī)的開發(fā)成功后,已經(jīng)在企業(yè)中投入使用,并取得了良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。翻面裝置、在線自動測量機(jī)構(gòu)及不良品在線剔除機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),為其他軸承工序及類似產(chǎn)品的開發(fā)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。