一种机器人零部件压装工装及工艺的制作方法

本发明属于工业机器人装配，特别涉及一种机器人零部件压装工装及工艺。

背景技术：

1、工业机器人的传统装配多采用铜棒或者尼龙棒敲击作业，行业素有“大厂冻，小厂烧，路边街坊梆梆敲”的说法。敲击装配易造成零部件磕碰损伤，装配一致性差。当前精密装配普遍采用压装，并结合液氮冷装、过盈配合、选配等技术实现高精密装配。然而，液氮冷装设备投入大、作业条件严苛；过盈配合对零件加工精度要求高，加工成本高；选配工艺检测分拣流程复杂，生产效率低。现有装配方案难以同时兼顾装配精度、生产效率与制造成本。为此，迫切需要一种新的方法，以解决上述问题。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的在于提供一种机器人零部件压装工装及工艺，以解决现有装配方式难以兼顾装配精度、生产效率与制造成本的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明一方面提供一种机器人零部件压装工装，用于驱动部件与轴类零件的同轴装配，该工装包括框架、装夹组件、托举平台、导向套、压板及跳动检测辅具，其中跳动检测辅具用于分别检测获取轴类零件的齿面跳动极限点位以及驱动部件上装配孔的跳动极限点位，装配时利用检测得到的两处跳动极限点位，将驱动部件与轴类零件二者之一的跳动高点，和另一者的跳动低点进行相位对正；所述托举平台设置于框架的底部，用于托举并抬升驱动部件；装夹组件设置于框架的顶部，装夹组件用于对驱动部件的输出旋转轴进行快速装夹或释放；导向套定位于装夹组件的上方，且与驱动部件保持同轴设置；轴类零件包括沿轴向依次设置的装配轴段、齿轮轴段、辅助轴段和螺纹头段；

4、装配时，经液氮冷却的轴类零件穿设于导向套内部，且齿轮轴段与导向套滑动配合，装配轴段与输出旋转轴的装配孔实现初步插合，螺纹头段与压板螺纹连接，通过对压板施加压装力使其下移至贴合导向套，进而将轴类零件的装配轴段压入输出旋转轴的装配孔内，使齿轮轴段的下端面与输出旋转轴的上端面之间形成预设装配间隙。

5、所述装夹组件包括固定板、摆动板、静卡环及动卡环，其中固定板安装于框架上；静卡环安装于固定板上，动卡环装于摆动板上；摆动板的一端通过转动销轴与框架铰接，所述转动销轴的轴线布置于固定板和摆动板的离合面上；所述摆动板的另一端配置锁定销；所述锁定销插入框架上的销孔内时，所述摆动板与所述固定板相互贴合实现锁止；所述静卡环与动卡环合围形成夹持结构。

6、所述静卡环和所述动卡环均为具有对称结构的半环体，所述半环体的上端设有外部半法兰，外部半法兰用于与所述固定板或摆动板定位连接；所述半环体内侧沿轴向依次设有内部半孔、上容纳孔、半凸环和下容纳孔，其中上容纳孔与下容纳孔内径相同，且小于内部半孔的内径；内部半孔用于定位所述导向套，所述输出旋转轴容纳于上容纳孔和下容纳孔内，所述输出旋转轴的外圆周设有环槽，所述半环体内壁上的半凸环插入环槽内。

7、所述导向套的下端设有外止口，所述导向套的下端插入所述静卡环和所述动卡环的内部半孔内，且通过外止口轴向限位。

8、所述齿轮轴段的下端面与所述输出旋转轴的上端面之间的预设装配间隙为0.2-0.3mm。

9、所述框架包括底板、侧板、加强筋、后板及c 型上板；后板与两块侧板的下端焊接固定于底板上，后板与两块侧板的上端焊接固定c 型上板，所述 c 型上板的开口朝向外侧，方便所述驱动部件的进出；加强筋设置有两个，所述加强筋焊接于底板、侧板以及 c 型上板之间。

10、所述压板上设有四个辅助螺纹孔，通过四颗螺钉顶出的方式，实现所述轴类零件与所述驱动部件的拆卸分离。

11、所述跳动检测辅具包括三爪卡盘、检测转台、千分表及检测销，其中三爪卡盘设置于检测转台的主动轴上，三爪卡盘用于装夹轴类零件，检测转台能够带动轴类零件旋转；检测销放置于所述齿轮轴段的两个齿之间，且与两个齿面啮合面接触，采用千分表检测该检测销的跳动低点，记为第一低点；依次完成全部齿槽的低点检测，筛选得到跳动最低点，并对跳动最低点对应的齿槽位置作出标记。

12、本发明另一方面提供一种采用如上所述工装的机器人零部件压装工艺，包括以下步骤：

13、s1：测量驱动部件的输出旋转轴装配孔的跳动高点；

14、s2：测量轴类零件的齿面相对于驱动部件的装配孔的跳动低点；

15、s3：利用托举平台将驱动部件托举至指定工艺高度；

16、s4：摆动板动作，使静卡环与动卡环卡持驱动部件的输出旋转轴，同时将导向套定位至静卡环与动卡环之间；

17、s5：插入锁定销，对摆动板进行摆动锁止；

18、s6：控制托举平台的升降台脱离驱动部件的下部；

19、s7：在轴类零件上安装压板，并对轴类零件进行液氮冷却至低温；

20、s8：将轴类零件装入导向套内部，将装配孔的跳动高点与轴类零件的跳动低点相位对正；

21、s9：采用液压恒力压机实施压装，通过工装工艺尺寸链保证轴类零件的齿面端面与输出旋转轴的上端面之间形成 0.2-0.3mm 的装配间隙。

22、压装完成后，装配完成件的滑脱转矩达到电机额定转矩的 3.27 倍。

23、本发明具有以下有益效果及优点：

24、1.本发明的工装可适配工业机器人零部件精密装配作业，能够补偿零件自身的原始跳动误差，通过工装定位调位，使装配后齿面跳动满足高精度设计指标，可将部分超差零部件实现合格装配，提高零件利用率，便于不合格零部件处置，降低生产制造成本。

25、2.本发明的工装兼顾装配与拆卸双重功能，一套工装即可完成零件压装装配以及后期拆解拆卸，无需额外配置拆卸工装，减少工装设备投入。

26、3.工装配合液氮低温冷装工艺完成过盈装配，装配后获得稳定的滑脱转矩，滑脱转矩可达电机额定转矩的3.27倍；当工业机器人发生意外撞击，依靠该转矩实现过载滑脱保护，避免冲击直接传递至电机与减速机，保护核心零部件，延长整机使用寿命。

27、4.工装替代传统铜棒、尼龙棒敲击装配，消除敲击带来的磕碰、微观损伤问题，装配过程无冲击，装配质量不受操作人员个人经验影响，装配一致性高。

28、5.本发明的装配工艺流程，能够有效控制装配后齿面跳动精度，可对超差但可利用的零部件进行装配利用，便于不合格零部件处置，有利于降低生产成本；同时本发明结构既能够完成零部件装配作业，也可实现零部件拆卸。

29、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

30、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

1.一种机器人零部件压装工装，用于驱动部件（2）与轴类零件（3）的同轴装配，其特征在于，该工装包括框架（1）、装夹组件、托举平台（106）、导向套（7）、压板（6）及跳动检测辅具，其中跳动检测辅具用于分别检测获取轴类零件（3）的齿面跳动极限点位以及驱动部件（2）上装配孔（202）的跳动极限点位，装配时利用检测得到的两处跳动极限点位，将驱动部件（2）与轴类零件（3）二者之一的跳动高点，和另一者的跳动低点进行相位对正；所述托举平台（106）设置于框架（1）的底部，用于托举并抬升驱动部件（2）；装夹组件设置于框架（1）的顶部，装夹组件用于对驱动部件（2）的输出旋转轴（201）进行快速装夹或释放；导向套（7）定位于装夹组件的上方，且与驱动部件（2）保持同轴设置；轴类零件（3）包括沿轴向依次设置的装配轴段（301）、齿轮轴段（302）、辅助轴段（303）和螺纹头段（304）；

2.根据权利要求1所述的机器人零部件压装工装，其特征在于，所述装夹组件包括固定板（4）、摆动板（5）、静卡环（8）及动卡环（9），其中固定板（4）安装于框架（1）上；静卡环（8）安装于固定板（4）上，动卡环（9）装于摆动板（5）上；摆动板（5）的一端通过转动销轴（10）与框架（1）铰接，所述转动销轴的轴线布置于固定板（4）和摆动板（5）的离合面上；所述摆动板（5）的另一端配置锁定销（11）； 所述锁定销（11）插入框架（1）上的销孔内时，所述摆动板（5）与所述固定板（4）相互贴合实现锁止；所述静卡环（8）与动卡环（9）合围形成夹持结构。

3.根据权利要求2所述的机器人零部件压装工装，其特征在于，所述静卡环（8）和所述动卡环（9）均为具有对称结构的半环体，所述半环体的上端设有外部半法兰（803），外部半法兰（803）用于与所述固定板（4）或摆动板（5）定位连接；所述半环体内侧沿轴向依次设有内部半孔（804）、上容纳孔（806）、半凸环（801）和下容纳孔（807），其中上容纳孔（806）与下容纳孔（807）内径相同，且小于内部半孔（804）的内径；内部半孔（804）用于定位所述导向套（7），所述输出旋转轴（201）容纳于上容纳孔（806）和下容纳孔（807）内，所述输出旋转轴（201）的外圆周设有环槽（203），所述半环体内壁上的半凸环（801）插入环槽（203）内。

4.根据权利要求3所述的机器人零部件压装工装，其特征在于，所述导向套（7）的下端设有外止口，所述导向套（7）的下端插入所述静卡环（8）和所述动卡环（9）的内部半孔（804）内，且通过外止口轴向限位。

5.根据权利要求1所述的机器人零部件压装工装，其特征在于，所述齿轮轴段（302）的下端面与所述输出旋转轴（201）的上端面之间的预设装配间隙为0.2-0.3mm。

6.根据权利要求1所述的机器人零部件压装工装，其特征在于，所述框架（1）包括底板（101）、侧板（102）、加强筋（103）、后板（104）及c 型上板（105）；后板（104）与两块侧板（102）的下端焊接固定于底板（101）上，后板（104）与两块侧板（102）的上端焊接固定c 型上板（105），所述 c 型上板（105）的开口朝向外侧，方便所述驱动部件（2）的进出；加强筋（103）设置有两个，所述加强筋（103）焊接于底板（101）、侧板（102）以及 c 型上板（105）之间。

7.根据权利要求1所述的机器人零部件压装工装，其特征在于，所述压板（6）上设有四个辅助螺纹孔（601），通过四颗螺钉顶出的方式，实现所述轴类零件（3）与所述驱动部件（2）的拆卸分离。

8.根据权利要求1所述的机器人零部件压装工装，其特征在于，所述跳动检测辅具包括三爪卡盘（13）、检测转台（14）、千分表（15）及检测销（16），其中三爪卡盘（13）设置于检测转台（14）的主动轴上，三爪卡盘（13）用于装夹轴类零件（3），检测转台（14）能够带动轴类零件（3）旋转；检测销（16）放置于所述齿轮轴段（302）的两个齿之间，且与两个齿面啮合面接触，采用千分表（15）检测该检测销（16）的跳动低点，记为第一低点；依次完成全部齿槽的低点检测，筛选得到跳动最低点，并对跳动最低点对应的齿槽位置作出标记。

9.一种采用权利要求8所述工装的机器人零部件压装工艺，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的机器人零部件压装工艺，其特征在于，压装完成后，装配完成件的滑脱转矩达到电机额定转矩的 3.27 倍。