技术领域
[0001] 本
发明涉及一种用于将汽车
发动机气
门摇臂的进气摇臂和排气摇臂自动装配在摇臂轴上的设备，属于汽车气门摇臂装配技术领域。
背景技术
[0002] 汽车发动机的气门摇臂如图1所示，包括进气摇臂03、摇臂轴04和排气摇臂06，进气摇臂03和排气摇臂06分别安装在摇臂轴04的左右两侧，进气摇臂03通过左挡圈02和左
卡簧01实现轴向
定位，排气摇臂06通过右挡圈07和右卡簧08实现轴向定位，摇臂轴04上带有摇臂轴座05。进气摇臂03和排气摇臂06的一端安装调整螺钉09，调整螺钉09上带有防松
螺母010，另一端通过滚销011安装滚轮012，形成进气摇臂组件和排气摇臂组件。
[0003] 目前汽车发动机的进气摇臂和排气摇臂组装至摇臂轴，并在摇臂轴两端安装卡簧挡圈的工作均采用人工完成，装配效率低，
精度差。
发明内容
[0004] 本发明针对现有进气摇臂和排气摇臂装配在摇臂轴上的技术存在的不足，提供一种汽车进气摇臂和排气摇臂在摇臂轴上的自动装配系统，该系统能够实现汽车进气摇臂和排气摇臂全自动组装至摇臂轴，装配效率高，精度高。
[0005] 本发明的汽车进气摇臂和排气摇臂在摇臂轴上的自动装配系统，采用以下技术方案：
[0006] 该装置，包括摇臂循环输送线，摇臂循环输送线上设置摇臂压入工位和挡圈卡簧装配工位；
[0007] 摇臂压入工位处设置有进气摇臂压入机构、排气摇臂压入机构、摇臂轴顶升机构和摇臂轴压紧限位机构，进气摇臂压入机构和排气摇臂压入机构设置在摇臂循环输送线的两侧，摇臂轴顶升机构设置在摇臂循环输送线的底部，摇臂轴压紧限位机构设置在摇臂循环输送线的上方，所述进气摇臂压入机构的前部设置有进气摇臂
位置限定工装，排气摇臂压入机构的前部设置有排气摇臂位置限定工装；
[0008] 挡圈卡簧装配工位处设置有进气摇臂挡圈卡簧上料机构、排气摇臂挡圈卡簧上料机构、排气摇臂挡圈卡簧压入机构和进气摇臂挡圈卡簧压入机构，排气摇臂挡圈卡簧压入机构和进气摇臂挡圈卡簧压入机构分别设置在摇臂循环输送线的两侧，进气摇臂挡圈卡簧上料机构设置在进气摇臂挡圈卡簧压入机构的上方，排气摇臂挡圈卡簧上料机构设置在排气摇臂挡圈卡簧压入机构的上方。
[0009] 所述进气摇臂压入机构和排气摇臂压入机构采用相同的结构，包括底座、压入
气缸和压头，压入气缸安装在底座上，压头安装在底座上并与压入气缸的
活塞杆连接。
[0010] 所述摇臂轴顶升机构，包括安装座、顶升气缸和顶升座，顶升气缸安装在安装座上，顶升座与顶升气缸连接。
[0011] 所述进气摇臂挡圈卡簧上料机构与排气摇臂挡圈卡簧上料机构采用相同的结构，包括卡簧上料机构、挡圈上料机构、卡簧推送料空间和挡圈推料推送料空间，卡簧上料机构和挡圈上料机构分别设置在卡簧推送料空间和推料推送料空间的上方，卡簧推送料空间和推料推送料空间的一侧分别设置有卡簧推料机构和挡圈推料机构。所述卡簧上料机构和挡圈上料机构包括料柱
支撑架和上料柱，上料柱悬挂于料柱支撑架上。所述卡簧推送料空间和挡圈推料推送料空间是由自下至上设置的
底板、隔料板和
压板之间形成两层空间。所述卡簧推料机构包括卡簧上料气缸和卡簧上料推板，卡簧上料推板处于卡簧推送料空间内且与卡簧上料气缸连接。所述挡圈推料机构包括挡圈上料气缸和挡圈上料推板，挡圈上料推板处于挡圈推送料空间内且与挡圈上料气缸连接。
[0012] 所述排气摇臂挡圈卡簧压入机构与进气摇臂挡圈卡簧压入机构采用相同的结构，包括底座、压入气缸和压头，压入气缸安装在底座上，压头与压入气缸连接。
[0013] 上述系统运行过程如下所述：
[0014]
机器人将进气摇臂和排气摇臂放置在摇臂位置限定工装上，摇臂循环输送线将摇臂轴定位座输送至摇臂压入工位，摇臂轴顶升机构将摇臂轴定位座顶起，进气摇臂压入机构和排气摇臂压入机构将进气摇臂和排气摇臂同时压入到摇臂轴上。然后输送至挡圈卡簧装配工位。进气摇臂挡圈和卡簧上料机构以及排气摇臂挡圈和卡簧上料机构预先将排气摇臂的摇臂挡圈和卡簧自动上料完毕，并穿入预压工装轴上。排气摇臂挡圈和卡簧压入机构和进气摇臂挡圈和卡簧压入机构分别将预压工装轴上的挡圈和卡簧从预压工装轴上压出，装配至摇臂轴上。
[0015] 本发明解决了将进气摇臂和排气摇臂自动同时装入摇臂轴的难题，具有以下特点：
[0016] 1.能够将汽车进气摇臂和排气摇臂自动同时装入摇臂轴并自动安装两端卡簧和挡圈。
[0017] 2.通过多种定位方式和定位机构实现了将摇臂组装所需各零部件位置的准确定位。
[0018] 3.摇臂压入机构结构简洁实用，相比常用机构更加节约成本，减少了安装空间，便于调整。
附图说明
[0019] 图1是现有汽车发动机气门摇臂的整体及分解结构示意图。
[0020] 图2是本发明汽车进气摇臂和排气摇臂在摇臂轴上的自动装配系统的结构示意图。
[0021] 图3是本发明中摇臂轴定位座的结构示意图。
[0022] 图4是本发明中进气摇臂位置限定工装和排气摇臂位置限定工装的结构示意图。
[0023] 图5是本发明中进气摇臂压入机构与排气摇臂压入机构的结构示意图。
[0024] 图6是本发明中摇臂轴顶升机构的结构示意图。
[0025] 图7是本发明中进气摇臂挡圈卡簧上料机构与排气摇臂挡圈卡簧上料机构的结构示意图。
[0026] 图8是图7的剖视图。
[0027] 图9是本发明中排气摇臂挡圈卡簧压入机构与进气摇臂挡圈卡簧压入机构的结构示意图。
[0028] 图中：01.左卡簧，02.左挡圈，03.进气摇臂，04.摇臂轴，05.摇臂轴座，06.排气摇臂，07.右挡圈，08.右卡簧，09.调整螺钉，010.
防松螺母，011.滚销，012.滚轮；
[0029] 1.进气摇臂压入机构，2.排气摇臂压入机构，3.摇臂轴压紧限位机构，4.摇臂轴定位座，5.摇臂轴顶升机构，6.摇臂循环输送线，7.排气摇臂挡圈卡簧压入机构，8.进气摇臂挡圈卡簧压入机构，9.排气摇臂挡圈卡簧上料机构，10.进气摇臂挡圈卡簧上料机构。
[0030] 101.底座，102.压入气缸，103.压头。
[0031] 501.安装座，502.顶升气缸，503.顶升座，504.导向杆
[0032] 701.底座，702.压入气缸，703.压头，704.
导轨，705.对接
接口。
[0033] 901.料柱支撑架，902.卡簧上料柱，903.挡圈上料柱，904.卡簧上料压
块，905.挡圈上料压块，906.卡簧，907.挡圈，908.挡圈上料气缸，909.挡圈上料推板，910.卡簧上料推板，911.卡簧上料气缸，912.预压工装轴，913.到位检测
开关，914.预压工装轴检测开关，915.圆锥销，916.底板，917.压板，918.隔料板。
具体实施方式
[0034] 本发明汽车进气摇臂和排气摇臂在摇臂轴上的自动装配系统解决了将进气摇臂和排气摇臂自动同时装入摇臂轴的难题，其结构如图2所示，包括摇臂循环输送线6，在摇臂循环输送线6上设置摇臂压入工位和挡圈卡簧装配工位。摇臂循环输送线6采用现有结构的循环输送线，实现摇臂组装过程中的循环送料。摇臂循环输送线6上设置有摇臂轴定位座4。摇臂轴定位座4的结构如图3所示。
[0035] 摇臂轴04和摇臂轴座05分别由机器人上料，将摇臂轴座05装入摇臂轴定位座4上，再将摇臂轴04放在摇臂底座05上，摇臂轴座05与摇臂轴定位座4之间由定位销连接。摇臂轴定位座4置于摇臂循环输送线6上，并随摇臂循环输送线6运行。
[0036] 摇臂压入工位处设置有进气摇臂压入机构1、排气摇臂压入机构2、摇臂轴顶升机构5和摇臂轴压紧限位机构3，进气摇臂压入机构1和排气摇臂压入机构2设置在摇臂循环输送线6的内外两侧。进气摇臂压入机构1的前部设置有进气摇臂位置限定工装，排气摇臂压入机构2的前部设置有排气摇臂位置限定工装。摇臂轴顶升机构5设置在摇臂循环输送线6中处于进气摇臂压入机构1和排气摇臂压入机构2之间。摇臂轴压紧限位机构3为
框架结构，设置在摇臂循环输送线6的
支架上，当摇臂轴顶升机构5将摇臂轴顶升顶起时对摇臂轴的升起高度限位，以使摇臂轴的轴线与进气摇臂和排气摇臂的安装孔轴线等高。
[0037] 进气摇臂位置限定工装和排气摇臂位置限定工装采用相同的结构，如图4所示，用于放置进气摇臂或排气摇臂并对其进行定位。进气摇臂位置限定工装和排气摇臂位置限定工装设置在进气摇臂压入机构1和排气摇臂压入机构2的底座101的前端。
[0038] 进气摇臂压入机构1和排气摇臂压入机构2采用相同的结构，如图5所示，包括底座101、压入气缸102和压头103，底座101上设置有导轨，压入气缸102安装在底座101上，压头
103安装在底座101的导轨上，并与压入气缸102的
活塞杆连接。压入气缸102带动压头103沿导轨移动，将放置在进气摇臂位置限定工装上的进气摇臂03或排气摇臂位置限定工装上的排气摇臂06压入摇臂轴04。
[0039] 摇臂轴顶升机构5的结构如图6所示，包括安装座501、顶升气缸502和顶升座503。安装座501与摇臂循环输送线6的支架连接。顶升气缸502竖直安装在安装座501上，顶升气缸502的活塞杆上连接顶升座503，顶升座503上设置有导向杆504。当摇臂轴04在摇臂轴定位座4上随摇臂循环输送线6运行至顶升座503上方时，顶升气缸502启动，通过顶升座503将摇臂轴定位座4及摇臂轴04同时升起，并通过摇臂轴压紧限位机构3限位。
[0040] 当摇臂轴顶升机构5将摇臂轴04顶起后，再通过进气摇臂压入机构1和排气摇臂压入机构2分别将进气摇臂03和排气摇臂06压入摇臂轴04的两端。摇臂轴顶升机构5回位，带有进气摇臂03和排气摇臂06的摇臂轴04随摇臂轴定位座4落在摇臂循环输送线6上，再输送至挡圈卡簧装配工位。
[0041] 挡圈卡簧装配工位处设置有进气摇臂挡圈卡簧上料机构9、排气摇臂挡圈卡簧上料机构10、排气摇臂挡圈卡簧压入机构7和进气摇臂挡圈卡簧压入机构8。排气摇臂挡圈卡簧压入机构7和进气摇臂挡圈卡簧压入机构8分别设置在摇臂循环输送线6的内外两侧。进气摇臂挡圈卡簧上料机构9设置在进气摇臂挡圈卡簧压入机构8的上方，排气摇臂挡圈卡簧上料机构10设置在排气摇臂挡圈卡簧压入机构7的上方。排气摇臂挡圈卡簧压入机构7和进气摇臂挡圈卡簧压入机构8的前部均安装有预压工装轴912的对接接口705(参见图9)。
[0042] 以下对进气摇臂挡圈卡簧上料机构9和排气摇臂挡圈卡簧上料机构10的结构进行说明。
[0043] 进气摇臂挡圈卡簧上料机构9和排气摇臂挡圈卡簧上料机构10的结构是一样的，其结构如图7和8所示，包括底板916、料柱支撑架901、卡簧上料柱902、挡圈上料柱903、挡圈上料气缸908、挡圈上料推板909、卡簧上料推板910和卡簧上料气缸911。料柱支撑架901竖直安装在底板916上，料柱支撑架901的上部安装有卡簧上料柱902和挡圈上料柱903的快速更换限位机构，方便卡簧上料柱902和挡圈上料柱903的快速取放。该快速更换限位机构为两个安装圆锥销915，相应地在卡簧上料柱902或挡圈上料柱903上设置有与圆锥销915对应的定位孔。安装时只需将卡簧上料柱902或挡圈上料柱903对准定位销915大致方向，向下按下即可快速安装定位。向上提起即可将卡簧上料柱902或挡圈上料柱903快速抽出以添加卡簧或挡圈。卡簧上料柱902呈圆柱状，其外径略大于与卡簧内径，一端设置有挡块，卡簧上料柱902设置于料柱支撑架901上部的一个快速更换限位机构中并通过挡块挂在。挡圈上料柱903与卡簧上料柱902的结构一样，其外径略大于与挡圈内径，悬挂于料柱支撑架901上部的另一个快速更换限位机构中。卡簧上料柱902上设置有卡簧上料压块904，卡簧上料压块904用于压在卡簧906上，通过重
力作用保证卡簧906送料后的逐个下落补料。同样挡圈上料柱
903上设置有挡圈上料压块905，挡圈上料压块905用于压在挡圈907上，通过重力作用保证挡圈907送料后的逐个下落补料。
[0044] 如图8所示，底板916的上方依次设置有隔料板918和压板917，底板916、隔料板918和压板917之间形成两层空间。挡圈上料推板909设置在隔料板916和压板917之间的空间内，并与挡圈上料气缸908连接，挡圈上料气缸908带动挡圈上料推板909往复运动，从而实现挡圈907的自动送料。卡簧上料推板910设置在底板916与隔料板918之间的空间内，并与卡簧上料气缸911连接，卡簧上料气缸911带动卡簧上料推板910往复运动，从而实现卡簧906的自动送料。挡圈上料气缸908和卡簧上料气缸911均安装在底板916的一侧。卡簧上料柱902的底端与底板916的上表面间距略大于卡簧的厚度，挡圈上料柱903的底端与隔料板
918的底板916的上表面间距略大于挡圈的厚度。底板916的另一侧设置有预压工装轴12，预压工装轴12的外围设置有安装在底板916上的到位检测开关913和预压工装轴检测开关
914。预压工装轴检测开关914用于检测预压工装轴912是否到位，到位检测开关913检测卡簧906和挡圈907是否送料到位。卡簧906和挡圈907上料到位后通过机械手将预压工装轴
912同时穿入卡簧906和挡圈907。
[0045] 上述挡圈卡簧上料机构的工作过程如下所述。
[0046] 通过人工先在卡簧上料柱902和挡圈上料柱903上分别套装上卡簧上料压块904和挡圈上料压块905。再将卡簧906一个个套装在卡簧上料柱902上，将挡圈907一个个套装在挡圈上料柱903上。然后将卡簧上料柱902和挡圈上料柱903倒挂于料柱支撑架901上。最下一个挡圈907落在隔料板918上，最下一个卡簧906落在底板916上。启动挡圈上料气缸908和卡簧上料气缸911，使挡圈上料推板909和卡簧上料推板910推动卡簧906和挡圈907向预压工装轴912位置移动，卡簧906和挡圈907到位后处于同轴状态，实现自动送料。卡簧上料压块904和挡圈上料压块905通过重力作用保证卡簧906和挡圈907送料后的逐个下落补料。卡簧906和挡圈907送料到位后，通过到位检测开关913判断检测卡簧906和挡圈907是否送料到位。卡簧906和挡圈907上料到位后，通过机械手抓取预压工装轴912，预压工装轴检测开关914检测预压工装轴912到位后，机械手将预压工装轴912上部同时穿入卡簧906和挡圈907，将预压工装轴912下压到位，涨紧卡簧906。
[0047] 以下对排气摇臂挡圈卡簧压入机构7和进气摇臂挡圈卡簧压入机构8的结构进行说明。
[0048] 排气摇臂挡圈卡簧压入机构7和进气摇臂挡圈卡簧压入机构8采用同样的结构，如图9所示，包括底座701、压入气缸702和压头703，底座701上设置有导轨704，压入气缸702安装在底座701上，压头703安装在底座701的导轨704上，并与压入气缸702的活塞杆连接。压头703的前端设置有预压工装轴912的对接接口705。压入气缸702带动压头703沿导轨704移动，对接接口705对准预压工装轴912，预压工装轴912进入对接接口705，预压工装轴912上的卡簧906和挡圈907被压入摇臂轴04。
[0049] 本发明完成进气摇臂和排气摇臂在摇臂轴上自动装配的过程如下所述。
[0050] 在摇臂压入工位，通过机器人将进气摇臂放置于进气摇臂位置限定工装上，将排气摇臂放置于排气摇臂位置限定工装上，保证摇臂装配前的中心位置。摇臂循环输送线6通过摇臂轴定位座4将摇臂轴输送至摇臂轴顶升机构5与摇臂轴压紧限位机构3之间。摇臂轴顶升机构5将摇臂轴定位座4整个顶起，并将摇臂轴压紧到摇臂轴压紧限位机构3上，从而保证汽车摇臂组装前摇臂轴中心位置的准确和唯一。最后，进气摇臂压入机构1和排气摇臂压入机构2通过其执行动力推动压头将进气摇臂和排气摇臂同时压入到摇臂轴上。摇臂装配到摇臂轴上后，通过摇臂循环输送线6输送至挡圈卡簧装配工位。
[0051] 在挡圈卡簧装配工位，进气摇臂挡圈卡簧上料机构9预先将进气摇臂的摇臂挡圈卡簧自动上料完毕，并穿入进气摇臂的预压工装轴912上。同样，排气摇臂挡圈卡簧上料机构10预先将排气摇臂的摇臂挡圈卡簧自动上料完毕，并穿入排气摇臂的预压工装轴上。排气摇臂挡圈和卡簧压入机构7和进气摇臂挡圈和卡簧压入机构8分别将预压工装轴上的挡圈和卡簧从预压工装轴上压出，装配至摇臂轴上。
