一种轴承合套机器人的制作方法

1.本发明涉及一种用于铁路轴承清洗时合套的机器人。


背景技术：

2.目前铁路货车车辆工厂、车辆段检修后的轴承组件均采用人工合套，轴承组件合套均使用人工合套，劳动强度大,极容易造成轴承组件磕碰伤,如果要使用机械进行自动化合套，首先要解决的就是如何夹持轴承的内外圈和中隔圈，中国专利cn 210686728 u公开了一种铁路轴承合套组装机的撑紧装置,其两个撑紧块沿导轨作反向运动，撑紧块外侧安装的更换板和轴承内壁面配合，这种结构的局限性一个是适用性，对于不同型号的轴承需要更换对应的更换板，第二个局限性是只能内外往外撑以夹持内圈，不能从外往内收实现夹持外圈，因为外圈的内表面有锥面，只能使用从外往内夹的方式。另外在合套过程中，需要按照顺序抓取轴承组件进行合套，现有技术中的轴承夹具通常只能直上直下运动，不能自动完成轴承组件的抓取和装配。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是：如何自动抓取轴承组件并装配为完整的轴承。
4.本发明的技术方案为：
5.一种轴承合套机器人，包括工业机器人，在工业机器人活动端的连接法兰上安装轴承夹具，轴承夹具设有三条或三条以上呈放射状布置的导轨31，每条导轨31上滑动安装一个卡爪9，导轨31上方设有转盘1，转盘1上有限位条孔，卡爪9上端的导向块7和限位条孔配合，转动转盘1可使卡爪9沿导轨31运动实现夹持。
6.导轨31安装在星形的导轨座8上，导轨座8中心处安装导杆4，导杆4上套装转盘1。
7.导杆4上端和固定座2连接，固定座2侧面安装气缸34，气缸34用于驱动转盘1绕导杆4转动。
8.固定座2侧面安装托架3，托架3是折形结构，其水平段轴线和最近的一个导轨31平行，竖直段和卡爪9平行。
9.卡爪9安装在滑动套12下方，滑动套12的顶部安装导向块7，导向块7通过滚动轴承33和转盘1上的限位条孔配合。
10.导杆4上套装有转动轴承(32)，通过转动轴承32和转盘中央的套筒配合。
11.气缸34铰装在固定座2侧面，气缸34前端的前段件16铰装在气缸头座14上，气缸头座14固定在转盘1上。
12.固定座2上表面有用于连接机械臂的安装座，安装座和导杆4同轴；固定座2侧面有安装板用于安装气缸34。
13.在每个滚动轴承33或转动轴承32的安装处配置对称安装的双轴承，两个轴承之间用挡圈隔开。
14.托架3的竖直段呈倒t字形，最近的一个卡爪9和托架3的竖直段配合实现夹持。
15.转盘1上的限位条孔呈漩涡状中心对称分布，每个限位条孔为弧形条孔，条孔的宽度和滚动轴承33的外径相同。
16.卡爪1的内侧面安装有内弹性垫10，卡爪1的外侧面安装有外弹性垫11。
17.托架3倒t字形竖直段的一字形段两端内侧安装弹性垫片17。
18.所述工业机器人是六轴式工业机器人，机器人活动端的连接法兰和固定座2通过螺栓连接，连接法兰和固定座2下侧的导杆4同轴布置。
19.本发明的有益效果是：
20.本发明通过机器人实现铁路轴承的自动合套作业，使用三爪定位夹具抓内、外圈和中隔圈，三爪定位夹具上设置感应装置，夹具上固定长方体橡胶。机器人设定好程序后可以移动三爪定位夹具到指定位置抓取轴承部件，然后在移动至合套位置进行装配。抓取内圈或中隔圈时，夹具伸到轴承内圈内部或中隔圈内部，自动撑开，直到与内圈内径面或中隔圈内径面密贴；抓取外圈时，夹具三爪打开，从外面夹紧外圈外径。抓托盘时，使用三爪定位夹具与单独的立式定位夹具相结合的模式，三爪定位夹具与立式定位夹具分别固定托盘两边，夹住托盘。
附图说明
21.图1为夹具的立体图。
22.图2为夹具的主视图。
23.图3为夹具的右视图。
24.图4为图2的aa向视图。
25.图5是图2的bb向视图。
26.图6是图4的剖视图。
27.图7是机器人主视图。
28.图8是机器人俯视图。
具体实施方式
29.实施例1：
30.本实施例中采用的机器人为川崎工业机器人rs080n，将机器人安装在轴承清洗输送线的交汇处，在机器人的端部安装轴承夹具，轴承夹具为三爪式，三爪的张合通过气缸驱动，机器人和夹具的控制采用同一个控制器，通过编程实现机器人和夹具的协同运动。轴承夹具设有三条或三条以上呈放射状布置的导轨31，每条导轨31上滑动安装一个卡爪9，导轨31上方设有转盘1，转盘1上有限位条孔，卡爪9上端的导向块7穿过限位条孔并和条孔配合，顺时针转动转盘1可使所有卡爪9同步沿导轨31向内运动，逆时针转动转盘1可使所有卡爪沿导轨31向外运动。
31.导轨31安装在星形的导轨座8上，导轨座8中心处安装导杆4，导杆4上套装转盘1。本实施例中的导轨座8呈三角星形，三个导轨31相互间距120
°
。
32.导杆4上端和固定座2连接，固定座2侧面安装气缸34，气缸34用于驱动转盘1绕导杆4转动。气缸34铰装在固定座2侧面，气缸34前端的前段件16铰装在气缸头座14上，气缸头座14固定在转盘1上。
33.卡爪9安装在滑动套12下方，滑动套12的顶部安装导向块7，导向块7通过滚动轴承33和转盘1上的限位条孔配合。转盘1上的限位条孔呈漩涡状中心对称分布，每个限位条孔为弧形条孔(也可以是直线条孔，弧形条孔更好一点，不仅可以提高作用在导向块7上的作用力，由于弧形条孔的内外边长度不同，还可以使滚动轴承33转动起来减少摩擦力)，条孔的宽度和滚动轴承33的外径相同。当汽缸34工作时会带动转盘1转动，在限位条孔的作用下三个卡爪7同时沿着导轨31运动。抓取内圈或中隔圈时，夹具伸到轴承内圈内部或中隔圈内部，自动撑开，直到与内圈内径面或中隔圈内径面密贴；抓取外圈时，夹具三爪打开，从外面夹紧外圈外径。
34.实施例2：
35.本实施例中采用的机器人为川崎工业机器人rs080n，将机器人安装在轴承清洗输送线的交汇处，在机器人的端部安装轴承夹具，轴承夹具为三爪式，三爪的张合通过气缸驱动，机器人和夹具的控制采用同一个控制器，通过编程实现机器人和夹具的协同运动。
36.轴承夹具设有三条或三条以上呈放射状布置的导轨31，每条导轨31上滑动安装一个卡爪9，导轨31上方设有转盘1，转盘1上有限位条孔，卡爪9上端的导向块7穿过限位条孔并和条孔配合，顺时针转动转盘1可使所有卡爪9同步沿导轨31向内运动，逆时针转动转盘1可使所有卡爪沿导轨31向外运动。
37.导轨31安装在星形的导轨座8上，导轨座8中心处安装导杆4，导杆4上套装转盘1。本实施例中的导轨座8呈三角星形，三个导轨31相互间距120
°
。
38.导杆4上端和固定座2连接，固定座2侧面安装气缸34，气缸34用于驱动转盘1绕导杆4转动。气缸34铰装在固定座2侧面，气缸34前端的前段件16铰装在气缸头座14上，气缸头座14固定在转盘1上。
39.卡爪9安装在滑动套12下方，滑动套12的顶部安装导向块7，导向块7通过滚动轴承33和转盘1上的限位条孔配合。转盘1上的限位条孔呈漩涡状中心对称分布，每个限位条孔为弧形条孔(也可以是直线条孔，弧形条孔更好一点，不仅可以提高作用在导向块7上的作用力，由于弧形条孔的内外边长度不同，还可以使滚动轴承33转动起来减少摩擦力)，条孔的宽度和滚动轴承33的外径相同。当汽缸34工作时会带动转盘1转动，在限位条孔的作用下三个卡爪7同时沿着导轨31运动。
40.导杆4上套装有转动轴承32，通过转动轴承32和转盘中央的套筒配合。
41.固定座2上表面有用于连接机械臂的安装座，安装座和导杆4同轴；固定座2侧面有安装板用于安装气缸34。
42.在每个滚动轴承33或转动轴承32的安装处配置对称安装的双轴承，两个轴承之间用挡圈隔开，使用双轴承可以提高配合的稳定性。
43.固定座2侧面安装托架3，托架3是折形结构，其水平段轴线和最近的一个导轨31平行，竖直段和卡爪9平行。托架3的竖直段呈倒t字形，最近的一个卡爪9和托架3的竖直段配合实现夹持。卡爪1的内侧面安装有内弹性垫10，卡爪1的外侧面安装有外弹性垫11，托架3倒t字形竖直段的一字形段两端内侧安装弹性垫片17。
44.为了减少重量，将转盘1的圆盘结构切掉两边，并增加镂空结构。
45.实施例3：本实施例的三爪式是用于轴承清洗时的轴承组装，夹具主要由固定座2、转盘1、导杆4、导轨座8和卡爪7等结构组成，在固定座2前端有一个安装孔，在安装孔下方安
装导杆4，导杆4中空，并且在上端有安装法兰，用螺栓将导杆4的法兰固定在固定座2安装孔下侧，导杆4下端安装导轨座8，导轨座8上方是转盘1，转盘1中央是圆筒结构的套筒，套筒套装在导杆4上并通过转动轴承32和导杆2配合，为了提高稳定性，套筒下段的内壁上有隔圈60，将套筒的高度设计为能够容纳两个转动轴承32，两个转动轴承32上下对称布置，内圈安装在导杆4上，外圈安装在套筒和隔圈60形成的腔体中，，两个转动轴承32均为圆锥滚子轴承，中间用内挡圈5和外挡圈6隔开，在下侧的转动轴承32下方安装套管18，套管18用于保持转盘和导轨座8之间的高度。导轨座8呈三角星形，在导轨座8下方安装三根导轨31，三个导轨31相互间距180
°
，在导轨31和导轨座31上安装滑动套12，滑动套12底部安装卡爪9，顶部安装导向块7，转盘1上有三个限位条孔呈漩涡状中心对称分布，每个限位条孔为弧形条孔(也可以是直线条孔，弧形条孔更好一点，不仅可以提高作用在导向块7上的作用力，由于弧形条孔的内外边长度不同，还可以使滚动轴承33转动起来减少摩擦力)，导向块7上端插入弧形条孔，在每个导向块7的阶梯轴上安装两个滚动轴承33，两个滚动轴承33之间用挡圈13分隔开，导向块7顶部安装档环57，档环57压住轴承内圈。
46.卡爪9呈薄板结构，上半段呈梯形，下半段是矩形，矩形一边和梯形的直边重合。在矩形段内侧安装内弹性垫10，外侧面安装外弹性垫11。当三个卡爪9向内收拢时内弹性垫10和待抓取的零件的外圈配合，当三个卡爪9向外分开时外弹性垫11和待抓取零件的内圈配合。转盘1的运动由气缸34控制，在固定座2的侧面固定有一块安装板，在安装板上铰装气缸34，气缸34前端的前段件16铰装在气缸头座14上，气缸头座14固定在转盘1上，图中的挡圈15可防止前段件16从气缸头座14上脱出。当汽缸34工作时会带动转盘1转动，在限位条孔的作用下三个卡爪7同时沿着导轨31运动。
47.固定座2上表面有用于连接机械臂的安装座，安装座和导杆4同轴。
48.为了使该夹具能够夹持托盘，在固定座2侧面安装托架3，托架3是折形结构，其水平段轴线和最近的一个导轨31平行，竖直段和卡爪9平行。托架3的竖直段呈倒t字形，最近的一个卡爪9和托架3的竖直段配合实现夹持。托架3倒t字形竖直段的一字形段两端内侧安装弹性垫片17。