齒軸零件熱壓裝配工藝自動化生產系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及的是一種過盈配合加工領域的自動化技術，具體是一種齒軸零件熱壓裝配工藝自動化生產系統。
【背景技術】
[0002]傳統的輸入軸與主動齒壓裝，通常采用花鍵配合或直接采用一體式的設計。對于一體式設計往往存在機加工工序過程中的干涉、制造難度提高、鍛件材料浪費、熱處理難度大等缺陷。而花鍵壓裝的主要缺陷是增加花鍵制造及質量控制的風險。熱壓工藝相比現有的解決方案來說，制造簡單，只需要對零件的內孔和軸的外徑進行普通的磨加工，沒有特殊工序，每個零件鍛造及制造難度降低、節省材料。
[0003]熱壓的主要技術原理是:加熱孔類零件，由于均勻受熱內孔漲大，計算及試驗分析得出孔徑膨脹量，選擇適當的加熱溫度，同時采用熱壓設備壓入軸類零件。待零件自然冷卻后，內孔收縮，并緊固于軸上。通常兩配合零件所達到的過盈量，可以達到普通壓配零件的數倍。這樣就滿足傳遞扭矩的要求，滿足產品設計的強度要求。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型針對現有技術存在的上述不足，提出一種齒軸零件熱壓裝配工藝自動化生產系統，能夠確保零件加熱溫度精準可靠，大幅度縮短過盈配合安裝過程的時間，零件尺寸合格且具有可追溯性，從根本上大幅度提高安裝準確性和量產效率。
[0005]本實用新型是通過以下技術方案實現的:
[0006]本實用新型包括:清洗機構、齒輪加熱機構、軸冷卻機構、熱壓機構、冷卻退磁機構以及三個六自由度機械手，其中:齒輪加熱機構、軸冷卻機構并列設置于清洗機構和熱壓機構之間，第一六自由度機械手位于齒輪加熱機構、軸冷卻機構和清洗機構之間，第二六自由度機械手位于齒輪加熱機構一側，第三六自由度機械手位于軸冷卻機構、熱壓機構和冷卻退磁機構之間，通過三個六自由度機械手實現兩種齒輪零件的加熱、軸零件的冷卻以及該三個部件的過盈裝配。
[0007]所述的齒輪加熱機構包括:依次連接的齒輪上料裝置、齒輪檢測單元、齒輪加熱機構，其中:齒輪上料裝置為帶有傳感器的兩個平行的齒輪上料料道；齒輪上料料道包括:平行設置的第一齒輪齒輪上料料道和第二齒輪齒輪上料料道。
[0008]所述的齒輪檢測單元包括:依次排列設置的二維碼讀取系統、齒輪內徑測量工位、不合格品料道和上色標記工位。
[0009]所述的齒輪加熱機構包括:帶有驅動裝置的水平線性導軌和垂直線性導軌、桁架機械手、用于第一和第二齒輪的感應加熱發生器以及加熱電阻、齒輪組合塔架。
[0010]所述的垂直線性導軌、感應加熱發生器、加熱電阻機構和水平線性導軌依次排列設置，用于分別加熱兩個齒輪的感應加熱發生器、用于分別對已加熱的兩個齒輪進行保溫的加熱電阻機構以及組合塔架依次設置于水平線性導軌一側，齒輪組合塔架用于疊放溫度達到加熱溫度要求的第一齒輪和第二齒輪。第三六自由度機械手順利抓取做準備。
[0011]所述的感應加熱發生器包括:兩個帶有接觸式溫度測量傳感器的感應加熱棒以及溫控單元；
[0012]所述的加熱電阻機構包括:分別與接觸式溫度測量傳感器和加熱電阻連接的溫控單元，該加熱電阻機構對先前已加熱的齒輪進行保溫并緩慢繼續加熱，以便在大規模量產時盡可能避免溫度波動和材料形變。
[0013]所述的軸冷卻機構包括:軸類零件上料裝置、設置于軸類零件上料裝置上方的軸類零件冷卻通道、設置于軸類零件上料裝置入口處的軸零件軸徑測量、打標記裝置、設置于出口處的軸零件讀碼單元。
[0014]所述的軸類零件冷卻通道包括:帶集成冷藏裝置的冷卻通道、冷卻主機和風扇，其中:冷卻通道設置于軸上料料道上方，冷卻主機設置于冷卻通道內，風扇設置于冷卻通道的頂部。
[0015]所述的熱壓機構包括:接合主軸、上頂針、齒輪上托架、齒輪下托架、冷卻管路、下頂針和升降缸，其中:接合主軸設置于機床頂部并與上頂針相連，齒輪上托架和齒輪下托架依次設置于接合主軸下方，升降缸設置于機床的底部且下頂針設置于升降缸內，冷卻管路環繞設置于齒輪上、下托架以及上、下頂針周圍。
[0016]所述的冷卻退磁機構包括:帶水/氣冷卻的冷退磁通道、輸送料道、通過式退磁裝置、退磁傳感器，其中:退磁傳感器設置于冷退磁通道的入口以判斷冷卻通道上是否放置有工件，冷退磁通道位于輸送料道的上方，輸送料道上固定有零件托架，通過式退磁裝置內置退磁儀，當工件成品通過退磁儀時，進行磁性干擾實現退磁。
[0017]所述的六自由度機械手均包括:六自由度機器人及其機械手卡爪，其中:每個六自由度機器人上對應設有雙卡爪結構的第一至第三卡爪以同時抓取兩個零件；
[0018]所述的第一卡爪同時抓取一個齒輪和一根軸兩種零件；所述的第二卡爪用于在齒輪加熱機構的讀碼、測量和打標工位之間搬運齒輪；所述的第三卡爪同時抓取一對疊放的第一齒輪和第二齒輪和一根軸以減少等待的時間和溫度的降低，同時可將熱壓組合后的組合零件放入冷卻退磁機構。
[0019]技術效果
[0020]與現有技術相比，本實用新型組合了熱壓工藝所需要的清洗設備，加熱、冷卻設備，壓機以及退磁設備，并且連線中配有孔徑、外徑檢測、數據存貯設備以及多種傳感器、DMC 二維碼讀取攝像頭。各個單元順序排放，相互之間依靠傳送帶和機械手相連接構成加工流水線，加工效率大大提高；操作簡便，自動化程度高；易于組配，性能穩定，加工零件質量可靠；替代了人工操作，大大降低了勞動強度和危險性，特別適合于驅動軸總成類零件的加工。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型系統俯視圖；
[0022]圖2a為圖1中齒輪加熱機構部分放大示意圖；
[0023]圖2b為齒輪上料裝置立體示意圖；
[0024]圖3為齒輪測量單元立體示意圖；
[0025]圖4為齒輪加熱機構立體示意圖；
[0026]圖5a為感應加熱發生器示意圖；
[0027]圖5b為加熱電阻機構示意圖；
[0028]圖6為圖1中軸冷卻機構部分放大示意圖；
[0029]圖7為軸類零件上料裝置示意圖；
[0030]圖8為軸類零件冷卻通道示意圖；
[0031]圖9a和圖9b為軸零件軸徑測量、軸零件讀碼、打標記單元示意圖；
[0032]圖10為熱壓機構立體示意圖；
[0033]圖11為冷卻退磁機構立體示意圖；
[0034]圖12a、圖12b、圖12c為三種卡爪結構示意圖；
[0035]圖13為本實用新型制備得到的成品示意圖；
[0036]圖中:清洗機構構1、齒輪加熱機構2、軸冷卻機構3、第一機械手4、第二機械手5、熱壓機構6、第三機械手7、冷卻退磁機構8、齒輪上料裝置21、齒輪檢測單元22、齒輪加熱機構23、兩個齒輪上料料道211、212、傳感器213、二維碼讀取系統221、齒輪內徑測量工位222、不合格品料道223、上色標記工位224、水平線性導軌231、垂直線性導軌232、桁架機械手233、感應加熱發生器234、加熱電阻機構235、齒輪組合塔架236、感應加熱棒2341、溫控單元2342、接觸式溫度測量傳感器2343、空心銅管23411、特殊耐熱材料23422、溫控單元2351、接觸式溫度測量傳感器2352、加熱電阻2353、軸類零件上料裝置31、軸類零件冷卻通道32、軸零件軸徑測量單元33、固定擋塊311、軸上料料道312、傳感器313、冷卻