[发明专利]满装圆柱滚子轴承自动填充滚子装配机

权利要求书

1.满装圆柱滚子轴承自动填充滚子装配机，其特征在于：满装圆柱滚子轴承自动填充滚子装配机，包括机架(1)、转盘机构(2)、外圈夹取机构(3)、外圈上料机构(4)、涂脂机构(5)、滚子填充机构(6)、合套机构(7)、卸料机构(8)；所述转盘机构(2)上环形均布了5个外圈夹取机构(3)，所述外圈上料机构(4)、涂脂机构(5)、滚子填充机构(6)、合套机构(7)、卸料机构(8)安装在机架(1)上的排列顺序与转盘的方向一致并与外圈夹取机构(3)配合装配，分别实现轴承外圈上料、轴承外圈涂脂、滚子填充、轴承内外圈合套和轴承的卸料；

所述转盘机构(2)安装在机架(1)上，用于各轴承装配工位之间的切换；所述转盘机构(2)包括转盘电机(201)、转盘电机安装板(202)、转盘(203)、滚轮支撑组件(204)；所述转盘电机(201)为步进电机，通过转盘电机安装板(202)安装在机架(1)上；所述转盘(203)安装在转盘电机(201)输出轴上，用于安装外圈夹取机构(3)；所述滚轮支撑组件(204)环形均布，安装在机架(1)上，用于支撑转盘(203)；在控制系统的控制下，转盘电机(201)带动转盘(203)在滚轮支撑组件(204)上间歇转动，每次转动1/5个圆周，实现外圈夹取机构(3)的工位切换，滚轮(204c)滚动减少摩擦阻力；

所述滚轮支撑组件(204)环形均布，安装在5个工位对应位置的转盘(203)下方，用于支撑转盘(203)；所述滚轮支撑组件(204)包括支撑板(204a)、调节滑块(204b)、滚轮(204c)；所述支撑板(204a)安装在机架(1)上，支撑板(204a)背面有一滑槽；所述调节滑块(204b)安装在支撑板(204a)滑槽内，可在滑槽内上下移动；所述支撑板(204a)上开有U型槽，用于调节滑块(204b)的调整和固定；所述滚轮(204c)安装在调节滑块(204b)上，可随着调节滑块(204b)上下移动，调整高度；

所述外圈夹取机构(3)环形均布在转盘(203)上，用于对外圈的倾斜夹持，外圈端面与台板的倾斜夹角为60°；5个外圈夹取机构(3)的位置分别对应环形均布在转盘(203)外的5个工位；所述外圈夹取机构(3)包括步进电机(301)、电机安装板(302)、安装板连接板(303)、三爪气缸安装板(304)、三爪气缸(305)、夹取气爪(306)、外圈滚道挡板(307)；所述步进电机(301)安装在电机安装板(302)上，所述电机安装板(302)通过安装板连接板(303)安装在机架(1)上，步进电机(301)输出轴与三爪气缸安装板(304)连接，并且三爪气缸安装板(304)与电机安装板(302)之间不接触；所述三爪气缸(305)安装在三爪气缸安装板(304)上；所述夹取气爪(306)与外圈滚道挡板(307)安装在三爪气缸(305)上；所述夹取气爪(306)有一台阶面，用于对轴承外圈轴向定位和支撑；所述外圈滚道挡板(307)端面与轴承外圈滚道内壁齐平，保证滚子能落料自动填充进轴承外圈滚道；在控制系统的控制下，三爪气缸(305)开闭，抓取轴承外圈，步进电机(301)运行，带动轴承外圈旋转；

所述外圈上料机构(4)安装在机架(1)上，用于轴承外圈的自动上料，是5个工位中的第一个工位；所述外圈上料机构(4)包括外圈U型槽(401)、外圈上料滚道(402)、外圈送料板(403)、外圈推送气缸(404)、外圈上料气缸(405)、外圈内孔夹持气缸(406)；所述外圈U型槽(401)倾斜安装在机架(1)上，用于存放轴承外圈；放置在外圈U型槽(401)上的轴承外圈由于重力自动向下滑动，进入到外圈上料滚道(402)上；所述外圈上料滚道(402)安装在外圈U型槽(401)的最下端，外圈上料滚道(402)的槽宽略大于轴承外圈宽度，只能容纳一个轴承外圈；所述外圈送料板(403)安装在外圈上料滚道(402)槽内并且与外圈推送气缸(404)连接，用于将轴承外圈送至外圈上料工位；所述外圈上料气缸(405)通过安装板安装在机架(1)上，外圈上料气缸(405)为三位气缸；所述外圈内孔夹持气缸(406)安装在外圈上料气缸(405)的活塞杆上，用于对轴承外圈进行内孔夹持；

在控制系统的控制下，转盘机构(2)带动外圈夹取机构(3)移动到工位一；外圈推送气缸(404)向前伸出到极限位置，此时外圈送料板(403)台阶凹面与外圈U型槽(401)对接，一个轴承外圈进入到外圈上料滚道(402)；外圈推送气缸(404)向后动作，外圈送料板(403)将轴承外圈带到外圈上料工位，此时外圈送料板(403)台阶凹面拦挡着轴承外圈，防止其掉落，外圈送料板(403)台阶凸面堵在外圈U型槽(401)下端出口处，防止轴承外圈进入外圈上料滚道(402)；外圈上料气缸(405)向前动作到中间工位，将外圈内孔夹持气缸(406)推送到轴承外圈内孔内，外圈内孔夹持气缸(406)动作夹持轴承外圈内孔；外圈推送气缸(404)向前伸出回到极限位置，将外圈送料板(403)移开；外圈上料气缸(405)向前动作到最终工位，将轴承外圈推送到外圈夹取机构(3)内，三爪气缸(305)动作夹持轴承外圈，完成轴承外圈上料；外圈上料完成后，外圈内孔夹持气缸(406)动作松开轴承外圈，外圈上料气缸(405)向后动作回到初始工位，为轴承外圈进入下一工位让出空间；

所述涂脂机构(5)安装在机架(1)上，用于对轴承外圈滚道自动涂抹润滑脂，是5个工位中的第二个工位；所述涂脂机构(5)主要包括涂脂升降气缸(501)、立柱(502)、支柱固定夹(503)、横向支柱(504)、注脂器(505)；所述涂脂升降气缸(501)通过安装板安装在机架(1)上；所述立柱(502)安装在涂脂升降气缸(501)活塞杆上，所述横向支柱(504)通过支柱固定夹(503)安装在立柱(502)上；所述注脂器(505)安装在横向立柱(504)上；安装时，调节支柱固定夹(503)可对注脂器(505)的安装高度，倾斜角度进行调整；

在控制系统的控制下，转盘机构(2)带动外圈夹取机构(3)移动到工位二；涂脂升降气缸(501)带动注脂器(505)移动到下极限位置，注脂器(505)出胶口对准轴承外圈滚道，步进电机(301)带动轴承外圈旋转的同时，注脂器(505)自动出胶；轴承外圈旋转1圈，涂脂完成；涂脂完成后，注脂器(505)停止出胶，涂脂升降气缸(501)带动注脂器(505)移动到上极限位置，为轴承外圈进入下一工位让出空间；

所述滚子填充机构(6)安装在机架(1)上，用于向轴承外圈落料自动填充滚子，是5个工位中的第三个工位；所述滚子填充机构(6)包括振动盘(601)、直振器(602)、水平滚道(603)、滚子拦挡气缸(604)、滚子挡板(605)、倾斜滚道安装板(606)、倾斜滚道(607)、垂直滚道(608)、滚道盖板(609)、垂直滚道连接板(610)、垂直滚道气缸(611)；所述振动盘(601)安装在工作台板上，用于将杂乱无章的滚子振动调整到指定状态并依次进入到水平滚道(603)中；所述水平滚道(603)安装在直振器(602)上，在直振器(602)的作用下，水平滚道(603)中的滚子向前移动进入倾斜滚道(607)；所述倾斜滚道(607)安装在有一定坡度的倾斜滚道安装板(606)上，使倾斜滚道(607)有一定坡度，进入到倾斜滚道(607)中的滚子将自动向倾斜滚道(607)下半部分滚动；所述倾斜滚道(607)所能容纳的滚子数为装满一个圆柱滚子轴承所需滚子数目的两倍；所述滚子挡板(605)安装在滚子拦挡气缸(604)上，用于将倾斜滚道(607)平均分成两部分并阻止倾斜滚道(607)上半部分的滚子向下半部分移动，每一部分刚好能容纳装满一个圆柱滚子轴承所需的滚子数；所述滚子拦挡气缸(604)安装在倾斜滚道安装板(606)侧面，用于驱动滚子挡板(605)的升降；所述垂直滚道(608)通过垂直滚道连接板(610)安装在垂直滚道气缸(611)上；所述垂直滚道(608)上端开了一个滚子进料口(608a)，用于与倾斜滚道(607)对接，倾斜滚道(607)下半部分的滚子从滚子进料口(608a)进入垂直滚道(608)进行滚子上料；所述垂直滚道(608)下端开了一个滚子出料口(608b)，滚子出料口(608b)仅由两边侧板组成，用于与轴承外圈滚道对接，保证滚子精准填充进轴承外圈滚道；所述滚道盖板(609)安装在垂直滚道(608)上，用于防止滚子脱离垂直滚道(608)；所述滚道盖板(609)由有机玻璃加工而成，有利于工人观察滚子在垂直滚道(608)中的情况，并且滚道盖板(609)上有一段狭窄的通槽，当滚子在垂直滚道(608)中卡住时，工人可用挑针进行疏通；

在控制系统的控制下，垂直滚道气缸(611)移动到上极限位置，进料口(608a)与倾斜滚道(607)错开，滚子无法进入到垂直滚道(608)、滚子拦挡气缸(604)移动到上极限位置，滚子挡板(605)远离倾斜滚道(607)，不再阻拦倾斜滚道(607)上半部分中的滚子向下半部分移动；振动盘(601)和直振器(602)开始运行，将滚子振动到倾斜滚道(607)中；滚子沿倾斜滚道(607)向下移动直到被垂直滚道(608)拦挡，滚子在倾斜滚道(607)中依次排列，填充倾斜滚道(607)；当传感器检测到滚子已经填满了倾斜滚道(607)下半部分时发出信号，滚子拦挡气缸(604)动作带动滚子挡板(605)向下移动，对倾斜滚道(607)上半部分中的滚子进行拦挡；当传感器检测到滚子已经填满倾斜滚道(607)上半部分时发出信号，振动盘(601)和直振器(602)停止工作；

转盘机构(2)带动外圈夹取机构(3)移动到工位三；垂直滚道气缸(611)移动到下极限位置，垂直滚道进料口(608a)与倾斜滚道(607)对接，倾斜滚道(607)下半部分滚子依次进入到垂直滚道(608)，倾斜滚道(607)上半部分滚子被滚子挡板(605)阻拦，确保进入到垂直滚道(608)中的滚子数刚好能填充满一个滚子轴承；垂直滚道出料口(608b)与轴承外圈滚道对接，随着轴承外圈的旋转，滚子落料自动填充到轴承外圈滚道内；轴承外圈旋转一圈，滚子填充完成；滚子填充完成后，垂直滚道气缸(611)移动到上极限位置，垂直滚道出料口(608b)离开轴承外圈内部，为轴承外圈进入下一工位让出空间；垂直滚道进料口(608a)与倾斜滚道(607)错开，滚子无法进入到垂直滚道(608)内，滚子拦挡气缸(604)移动到上极限位置，滚子挡板(605)离开倾斜滚道(607)，倾斜滚道(607)上半部分中的滚子迅速向下半部分移动并填满倾斜滚道(607)下半部分，振动盘(601)和直振器(602)开始运行，向倾斜滚道(607)输送滚子；

所述合套机构(7)安装在机架(1)上，用于轴承内圈的自动上料、内圈与外圈的合套，是5个工位中的第四个工位；所述合套机构(7)与外圈上料机构(4)的结构和原理相同，在控制系统的控制下，转盘机构(2)带动外圈夹取机构(3)移动到工位四；合套机构(7)进行轴承内圈的自动上料并将轴承外圈送至合套工位，与轴承外圈合套装配；轴承合套装配完成后，转盘机构(2)带动外圈夹取机构(3)移动到工位五；

所述卸料机构(8)安装在机架(1)上，用于将完成合套的轴承从外圈夹取机构(3)中卸下，是5个工位中的第五个工位；所述卸料机构(8)包括摆动气缸安装板(801)、摆动气缸(802)、两爪气缸连接板(803)、两爪气缸(804)、卸料气爪(805)；所述摆动气缸(802)通过摆动气缸安装板(801)安装在机架(1)上；所述两爪气缸(804)通过两爪气缸安装板(803)安装在摆动气缸(802)的旋转台上；

在控制系统的控制下，转盘机构(2)带动外圈夹取机构(3)移动到工位五；摆动气缸(802)带动两爪气缸(804)逆时针旋转一定角度，使得两爪气缸(804)垂直于轴承端面；两爪气缸(804)动作，两只卸料气爪(805)抓取轴承外圈外圆；外圈夹取机构(3)中的三爪气缸(305)打开，抓取气爪(306)松开轴承；摆动气缸(802)带动轴承顺时针旋转一定角度，使得轴承端面垂直于输送带平面；两爪气缸(804)打开，卸料气爪(805)松开轴承，轴承平稳地落在输送带上并被输送带带走，卸料完成。

2.根据权利要求1所述的满装圆柱滚子轴承自动填充滚子装配机的工艺方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)工人将批量的轴承外圈、轴承内圈、圆柱滚子放入相应的位置；启动控制系统，系统初始化；

(2)外圈夹取机构(3)运行到工位一，外圈上料机构(4)动作，将轴承外圈送至外圈夹取机构(3)处，三爪气缸(305)动作抓取轴承外圈，完成外圈的上料；

(3)外圈夹取机构(3)运行到工位二，涂脂机构(5)动作，对轴承外圈滚道进行涂脂；

(4)外圈夹取机构(3)运行到工位三，滚子填充机构(6)动作，对轴承外圈滚道进行滚子落料自动填充；

(5)外圈夹取机构(3)运行到工位四，合套机构(7)动作，对轴承内圈自动上料、内圈与外圈的装配合套；

(6)外圈夹取机构(3)运行到工位五，卸料机构(8)动作，将完成合套的轴承从外圈夹取机构中卸下；

(7)经过步骤(1)～(6)之后即可完成一个轴承的装配，采用转盘的方式实现轴承装配各工位的同步进行，自动化程度高，生产效率得到了提升。