一种后横管扭簧自动装配方法及设备与流程

本发明属于机械自动化装配相关的，具体涉及一种后横管扭簧自动装配方法及设备。

背景技术：

1、扭簧广泛应用于座椅骨架、转动支架等需要弹性复位的机械结构中，在部分骨架类产品的装配过程中，需要先将扭簧的一端穿入后横管，再使扭簧发生一定程度的空间弯曲，使另一端进入对应安装位置，由于扭簧自身具有较大的弹性回复力，且安装过程中其两端并非始终处于同一直线方向，因此实际装配过程具有较高的操作难度。

2、现有扭簧通常采用人工方式进行安装，操作人员需要凭经验控制扭簧的弯曲程度和移动方向，当施加作用力过大时容易造成扭簧过度变形，甚至导致与扭簧配合的定心塞发生破损，当作用力不足时又难以使扭簧准确进入目标安装位置，同时人工操作难以稳定控制扭簧在空间弯曲过程中的实际运动轨迹，不同操作人员之间容易产生装配差异，因此有必要提供一种能够对扭簧装配轨迹及装配受力状态进行控制的自动装配方法及装配设备。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种后横管扭簧自动装配方法及设备，以解决现有人工安装扭簧过程中空间弯曲轨迹难以稳定控制、装配作用力难以准确掌握以及异常装配状态难以及时识别的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种后横管扭簧自动装配方法，包括以下步骤：

3、获取待装配扭簧，对所述扭簧进行润滑处理，并将定心塞预装于所述扭簧第一端；

4、将所述扭簧第一端穿入待装配构件的后横管内，使所述定心塞进入所述后横管并对所述扭簧形成定心支撑；

5、将所述扭簧第二端置入装配设备的限位卡槽内，并将待装配构件定位于装配工位；

6、获取所述扭簧第二端与目标装配位置之间的相对位置，确定所述扭簧第二端的预设空间装配轨迹；

7、控制装配执行机构作用于所述扭簧第二端，使所述扭簧以第一端为定位基准发生空间弯曲，并沿所述预设空间装配轨迹向目标装配位置运动；

8、获取所述扭簧第二端的实际行进轨迹及所述装配执行机构的运动参数，根据实际行进轨迹与预设空间装配轨迹之间的偏差以及所述运动参数调整所述装配执行机构，直至完成所述扭簧装配。

9、可选地，所述润滑处理包括在所述扭簧与所述后横管产生接触的装配段表面形成润滑层，以降低所述扭簧装配过程中的摩擦阻力。

10、可选地，所述定心塞具有与所述后横管内壁相适配的外定位面以及用于限定所述扭簧位置的限位部，所述限位部使所述扭簧相对于所述后横管保持预设装配角度，所述预设装配角度为40°～50°。

11、可选地，所述预设空间装配轨迹包括多个依次设置的轨迹位置，所述装配执行机构按照所述轨迹位置驱动所述扭簧第二端连续运动，使所述扭簧逐渐形成空间弯曲状态。

12、可选地，所述运动参数包括所述装配执行机构的驱动位移和驱动负载，当驱动负载超过设定上限时，控制所述装配执行机构减速或停止运动。

13、可选地，当所述装配执行机构产生驱动位移且驱动负载低于设定下限时，判定所述扭簧存在脱离限位卡槽或偏离预定装配路径的异常状态，并停止所述装配执行机构运动。

14、可选地，所述扭簧第二端到达目标装配位置后，对所述定心塞所在位置进行检测，根据所述定心塞的完整状态判断装配过程中是否发生破损。

15、本发明还提供一种用于实施上述后横管扭簧自动装配方法的后横管扭簧自动装配设备，包括设备主体、工件定位机构、扭簧限位机构、装配执行机构、状态检测机构以及控制器；

16、所述工件定位机构设置在所述设备主体上，用于定位具有后横管的待装配构件；

17、所述扭簧限位机构具有用于容纳扭簧第二端的限位卡槽；

18、所述装配执行机构具有作用于所述扭簧第二端的装配作用部，用于驱动所述扭簧第二端相对于位于所述后横管内的第一端发生空间弯曲并运动至目标装配位置；

19、所述状态检测机构用于获取所述扭簧第二端的空间位置以及所述装配执行机构的运动参数；

20、所述控制器分别与所述装配执行机构和所述状态检测机构连接，用于根据所述扭簧第二端的实际行进轨迹、预设空间装配轨迹以及所述运动参数控制所述装配执行机构。

21、可选地，所述装配执行机构包括移动驱动组件、装配作用部和位置调节组件，所述位置调节组件用于使所述装配作用部与所述扭簧第二端对准，所述移动驱动组件用于驱动所述装配作用部带动所述扭簧第二端运动。

22、可选地，所述状态检测机构包括位置检测组件和负载检测组件，所述控制器根据所述位置检测组件获得的所述扭簧第二端位置判断其轨迹偏差，并根据所述负载检测组件获得的驱动负载控制所述装配执行机构减速、停止或退让。

23、本发明实施例显著的技术效果在于：通过将扭簧的预定位、定心支撑、空间弯曲装配以及装配状态监控形成连续且相互关联的自动装配过程，使原本主要依赖人工经验完成的扭簧安装操作转化为具有确定定位基准、可控运动路径以及可监测受力状态的机械化装配过程，从而提高扭簧安装过程的稳定性和一致性，具体而言，在扭簧正式装配前对其装配区域进行润滑处理，可以降低扭簧与后横管之间产生的摩擦阻力，减小扭簧在穿入及后续弯曲运动过程中受到的附加阻力，有利于保持装配动作的连续性，同时减少因局部摩擦过大而导致扭簧运动不畅的问题，通过将定心塞预装于扭簧第一端，并使定心塞进入后横管内部形成定心支撑，可以对扭簧第一端的位置进行稳定限制，使扭簧在后续受力弯曲过程中具有相对确定的装配基准，降低扭簧第一端在后横管内部产生偏移或偏斜的可能性，并能够减小因初始位置不准确造成的装配间隙变化。

24、通过扭簧限位机构对扭簧第二端进行初始位置限制，并利用装配执行机构按照预设空间装配轨迹带动扭簧第二端运动，使扭簧能够围绕已经定位的第一端逐渐发生空间弯曲，避免传统人工安装过程中直接依靠操作人员手部施力改变扭簧姿态而产生的不确定性，预设空间装配轨迹能够根据扭簧初始位置和目标装配位置建立，使扭簧的弯曲程度以及移动方向具有明确的过程约束，使不同批次扭簧能够按照相对统一的运动方式完成装配，有利于降低因操作人员经验差异造成的装配质量波动。

25、因此，本发明并非单纯利用机械设备替代人工施力，而是通过建立扭簧两端的装配约束关系，并结合实际行进轨迹、预设空间装配轨迹以及装配执行机构运动参数进行过程控制，使扭簧从预装、空间弯曲到最终进入目标位置的整个过程处于可控状态，当驱动负载异常升高时能够减速、停止或退让，当驱动位移已经产生而驱动负载异常偏低时能够识别扭簧脱离限位卡槽或偏离预定装配路径的异常状态，从而兼顾装配效率与扭簧受力安全性，降低因施力过大造成的部件损伤以及施力不足造成的装配不到位现象，进而提升后横管扭簧自动装配的可靠性、重复性以及产品装配质量。

1.一种后横管扭簧自动装配方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的后横管扭簧自动装配方法，其特征在于，所述润滑处理包括在所述扭簧(8)与所述后横管(7-1)产生接触的装配段表面形成润滑层，以降低所述扭簧(8)装配过程中的摩擦阻力。

3.根据权利要求1所述的后横管扭簧自动装配方法，其特征在于，所述定心塞(9)具有与所述后横管(7-1)内壁相适配的外定位面以及用于限定所述扭簧(8)位置的限位部，所述限位部使所述扭簧(8)相对于所述后横管(7-1)保持预设装配角度，所述预设装配角度为40°～50°。

4.根据权利要求1所述的后横管扭簧自动装配方法，其特征在于，所述预设空间装配轨迹包括多个依次设置的轨迹位置，所述装配执行机构(4)按照所述轨迹位置驱动所述扭簧(8)第二端连续运动，使所述扭簧(8)逐渐形成空间弯曲状态。

5.根据权利要求1所述的后横管扭簧自动装配方法，其特征在于，所述运动参数包括所述装配执行机构(4)的驱动位移和驱动负载，当驱动负载超过设定上限时，控制所述装配执行机构(4)减速或停止运动。

6.根据权利要求5所述的后横管扭簧自动装配方法，其特征在于，当所述装配执行机构(4)产生驱动位移且驱动负载低于设定下限时，判定所述扭簧(8)存在脱离限位卡槽(3-1)或偏离预定装配路径的异常状态，并停止所述装配执行机构(4)运动。

7.根据权利要求1所述的后横管扭簧自动装配方法，其特征在于，所述扭簧(8)第二端到达目标装配位置后，对所述定心塞(9)所在位置进行检测，根据所述定心塞(9)的完整状态判断装配过程中是否发生破损。

8.一种用于实施权利要求1-7任一项所述方法的后横管扭簧自动装配设备，其特征在于，包括设备主体(1)、工件定位机构(2)、扭簧限位机构(3)、装配执行机构(4)、状态检测机构(5)以及控制器(6)；

9.根据权利要求8所述的后横管扭簧自动装配设备，其特征在于，所述装配执行机构(4)包括移动驱动组件(4-1)、装配作用部(4-2)和位置调节组件(4-3)，所述位置调节组件(4-3)用于使所述装配作用部(4-2)与所述扭簧(8)第二端对准，所述移动驱动组件(4-1)用于驱动所述装配作用部(4-2)带动所述扭簧(8)第二端运动。

10.根据权利要求8所述的后横管扭簧自动装配设备，其特征在于，所述状态检测机构(5)包括位置检测组件(5-1)和负载检测组件(5-2)，所述控制器(6)根据所述位置检测组件(5-1)获得的所述扭簧(8)第二端位置判断其轨迹偏差，并根据所述负载检测组件(5-2)获得的驱动负载控制所述装配执行机构(4)减速、停止或退让。