[发明专利]一种全自动套筒更换装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种全自动的套筒更换装置及方法，适用于各种非标设备装配线的拧紧工位，尤其是汽车动力总成装配线行业。

背景技术

传统装配线的自动拧紧工艺通常是采用以下两种方式：

方式1：根据螺钉分布位置的不同，每个螺钉配备一套拧紧轴，同时拧紧。如图1所示，根据螺钉的位置，所有拧紧轴A布置在同一滑台B上且与各自螺钉的位置对应。这种方式的优缺点如下：

优势：节拍短，效率高，可以同时拧紧所有螺钉；

劣势：安装空间有局限性，螺钉节距小于拧紧轴直径的场合不适用；不具备变距功能，柔性化程度较差，不利于后期产品更新换代；拧紧轴成本较高，投资较大。

方式2：变距机构驱动拧紧轴，分步进行拧紧。典型配置是工业机器人配合变距机构联合使用的拧紧，如图2所示，通过驱动电机C驱动两个拧紧轴A。这种方式的优缺点如下：

优势：可变距，柔性化程度较高，能适应后期产品的更改；

劣势：同一拧紧轴拧紧的螺钉，种类需相同，即只能适用于相同的套筒。

由于目前行业内，竞争越来越激烈，产品更新换代也越来越频繁，对装配行业的柔性化程度的要求也越来越高。在这个背景下，加之，工业机器人的价格走低，在动力总成的装配线行业，工业机器人配备变距机构的拧紧方式——方式2，越来越受到客户追捧。但是，上述方式2，由于不具备更换套筒的功能，所以，适用此方式的螺钉种类不能多，最多和拧紧轴的数量相等。为此，本发明提供了一种全自动的套筒更换装置，很好的解决了该问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种柔性化和自动化程度大大提高，且效率高的全自动套筒更换装置及方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种全自动套筒更换装置，其特征在于：包括锥套钢球连接装置和套筒定位夹持装置；

锥套钢球连接装置包括过渡杆，过渡杆一端与拧紧轴连接，过渡杆另一端与套筒连接，过渡杆外侧设有锥套，过渡杆与锥套之间设有弹簧，弹簧上方设有保护套；过渡杆与套筒通过钢球连接，钢球大于过渡杆壁厚的部分卡在套筒的沟槽内；

套筒定位夹持装置包括：

定位基座，用于导向锥套钢球连接装置，使套筒与工艺螺钉的啮合；

夹爪机构，用于夹持定位后的套筒；

拖拽气缸，用于拖拽套筒，使得套筒与锥套钢球连接装置脱落或连接；

在位传感器，用于检测套筒是否在位；

夹爪传感器，用于检测夹爪机构是否夹持到位。

优选地，所述过渡杆与套筒通过正六方头与正六方孔的配合连接。

优选地，所述保护套上端同轴设于所述过渡杆外侧，所述保护套下端同轴设于所述锥套外侧。

优选地，所述套筒上与所述夹爪机构连接处设有防错沟槽。

本发明还提供了一种全自动套筒更换方法，其特征在于：采用上述全自动套筒更换装置，包括锥套钢球连接装置放置套筒到套筒定位夹持装置的方法和锥套钢球连接装置从套筒定位夹持装置中抓取套筒的方法；

锥套钢球连接装置放置套筒到套筒定位夹持装置的步骤如下：

步骤1：将带有套筒的锥套钢球连接装置定位到套筒定位夹持装置的定位基座中，旋转套筒，使套筒与工艺螺钉啮合；

步骤2：锥套钢球连接装置向下移动，压缩弹簧，使得锥套上移，为钢球的移动留出空间；

步骤3：套筒定位夹持装置中，夹爪机构由打开状态移动变为夹持状态，此时夹爪机构与套筒啮合，在位传感器和夹爪传感器均检测到信号；

步骤4：套筒定位夹持装置中，拖拽气缸从上向下移动，使得钢球与套筒脱离啮合状态；

步骤5：锥套钢球连接装置整体向上移动，锥套钢球连接装置与套筒完全脱离，套筒保留在套筒定位夹持装置中；

锥套钢球连接装置从套筒定位夹持装置中抓取套筒的步骤如下：

步骤1：将不带套筒的锥套钢球连接装置定位到套筒定位夹持装置的定位基座中，旋转锥套钢球连接装置，使锥套钢球连接装置与套筒啮合；

步骤2：锥套钢球连接装置向下移动，压缩弹簧，使得锥套上移，为钢球的移动留出空间；

步骤3：套筒定位夹持装置中，拖拽气缸从下向上移动，使得套筒插入锥套钢球连接装置，且套筒到达与钢球啮合位置；

步骤4：套筒定位夹持装置中，夹爪机构由夹持状态移动变为打开状态，此时夹爪机构与套筒脱离啮合；

步骤5：锥套钢球连接装置整体向上移动，套筒定位夹持装置与套筒完全脱离，套筒保留在锥套钢球连接装置中。