一种汽车轮毂气门嘴装配机构及气门嘴装配方法与流程

1.本发明涉及气门嘴装配技术领域，具体是涉及一种汽车轮毂气门嘴装配机构及气门嘴装配方法。


背景技术：

2.现有的汽车制造厂在进行轮毂气门嘴安装时，基本上是采用人工手动安装的方式来完成气门嘴的装配，通过人工将气门嘴塞入轮毂气门嘴安装孔，再手动用气门嘴拉装或翘装辅具将气门嘴拉入轮毂气门嘴安装孔；在气门嘴用辅具拉入过程中，辅具会与轮毂气门嘴安装孔内壁产生接触，易划伤安装孔内壁；此种手动气门嘴安装作业方式效率低下，装配一致性差，安装质量不易保证，人工成本较高。公开号为cn207564073u的中国实用新型专利，公开了一种自动化轮毂气门嘴压装设备。其通过传动机构、侧压机构、压头机构、调节机构、供料机构、机箱等的配合，实现轮毂气门嘴的自动压装。其压装流程为：当轮毂输送到压装工段时，监测到轮毂进入工作范围，侧压机构伸出，将轮毂压到辊道完成定位；由对射式传感器检测轮毂气门嘴孔进行找正，找正过程需要轮毂以一定速度旋转以便对射式传感器找到轮毂上气门嘴孔的位置，轮毂的旋转动作由侧压机构的侧压电机驱动摩擦轮带动轮毂实现旋转；当找正轮毂气门嘴孔后，机械臂将定位压针上的气门嘴对正轮毂气门嘴孔，然后沿气门嘴轴线移动定位压针使固定板抵住轮毂内缘，然后丝杆模组继续移动使定位压针上的气门嘴压入轮毂气门嘴孔直到预设深度。该自动化轮毂气门嘴压装设备虽然可实现气门嘴的自动压装，但压装效率较低。比如，轮毂气门嘴孔找正方式采用对射式传感器与旋转驱动机构相结合的方式，轮毂转动的过程中，对射式传感器实时感应，在感应到气门嘴孔前，需要使轮毂保持较低的速度旋转，费时，且精度低。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种装配效率高的汽车轮毂气门嘴装配机构及气门嘴装配方法。
4.第一方面，本发明提出的一种汽车轮毂气门嘴装配机构，包括：
5.夹持机构，用于沿第一方向夹紧轮毂；
6.旋转机构，用于驱动所述夹持机构夹紧的轮毂绕该轮毂的中心轴旋转，以调整该轮毂的气门嘴安装孔的位置；
7.推送机构，用于将气门嘴零件推送至轮毂的气门嘴安装孔内，实现气门嘴零件与轮毂的装配；
8.送料机构，用于将多个气门嘴零件进行有序的组织且逐一的输送至所述推送机构；
9.照相机构，用于拍摄所述推送机构及所述夹持机构上轮毂的图像，并计算出图像上轮毂的气门嘴安装孔与所述推送机构至轮毂的中心轴的夹角信息，并基于所述夹角信息生成转动角度指令，传递至所述旋转机构；所述旋转机构执行转动角度指令，驱动轮毂转动
使轮毂上的气门嘴安装孔与推送机构上的气门嘴零件轴向对准。
10.在一个技术方案中，所述推送机构包括：
11.顶块头，所述顶块头上设置有锥台部，所述锥台部用于支撑和顶压气门嘴零件；
12.顶压气缸，用于驱动所述顶块头沿所述锥台部轴向移动。
13.上述方案的有益效果是：通过在顶块头上设置用于支撑和顶压气门嘴零件的锥台部，使气门嘴零件装配时受力均匀，提高装配质量。
14.在一个技术方案中，所述推送机构还包括：
15.压条块，沿所述第一方向设置且与所述顶压气缸连接，所述压条块在所述第一方向上具有两个悬挑端，其中一个悬挑端与所述顶块头连接；
16.缓冲组件，与所述压条块的另一个悬挑端配合，用于缓冲所述顶块头的移动速度，并保持所述压条块的两个悬挑端受力均衡。
17.上述方案的有益效果是：通过压条块的悬挑端的作用，使顶块头可伸入至轮毂的气门嘴安装孔处，而不受顶压气缸的影响。通过缓冲组件的作用，不仅可避免顶块头顶升时速度过快而导致气门嘴零件受到撞击而损坏，而且还可使压条块受力均衡不倾斜，从而保持悬挑端的顶块头的行程方向不发生偏移，保证装配质量。
18.在一个技术方案中，所述推送机构还包括：
19.滑轨组件，沿所述第一方向设置；
20.滑动板组件，与所述滑轨组件沿第一方向滑动配合，所述滑动板组件还与所述缓冲组件和所述顶压气缸连接；
21.推送伺服电机，用于驱动所述滑动板组件与所述滑轨组件滑动配合。
22.在一个技术方案中，所述送料机构包括：
23.振动盘组件机构，用于将多个气门嘴零件进行有序的组织，所述振动盘组件机构包括整形架，所述整形架用于将多个气门嘴零件导向至沿所述第一方向排列；
24.下压机构，用于将所述整形架的末端的气门嘴零件下压至所述锥台部上。
25.在一个技术方案中，所述下压机构包括：
26.下压气缸，设置在所述整形架的末端的上方；
27.压头，与所述下压气缸连接，所述压头的下端为开口结构，用于嵌入一个气门嘴零件。
28.上述方案的有益效果是：通过在压头的下端设置开口结构，利用下压气缸驱动压头下压，使一个气门嘴零件嵌入压头内，再被进一步下压至锥台部上。实现气门嘴零件的逐一输送，并且压头实际上也对气门嘴零件起到预定位的作用，调节气门嘴零件的轴向方向与锥台部的轴向平行，以进一步提高装配质量。
29.在一个技术方案中，所述装配机构还包括轮毂抱臂机构，用于轮毂的抓取及转移。
30.上述方案的有益效果是：通过轮毂抱臂机构实现轮毂的上料和下料，进一步提升轮毂上气门嘴零件装配效率。
31.在一个技术方案中，所述夹持机构包括夹持件和固定件；所述夹持件至少沿所述第一方向设置用于夹紧轮毂，所述固定件与所述旋转机构连接。
32.上述方案的有益效果是：通过将夹持机构的固定件与旋转机构连接，使轮毂处于被夹紧的状态下旋转，提高轮毂气门嘴安装孔位置的调整精度。
33.在一个技术方案中，所述装配机构还包括真空泵机构；所述真空泵机构包括负压软管；所述锥台部设置有负压通孔；所述负压软管与所述锥台部的负压通孔连通。
34.上述方案的有益效果是：通过真空泵机构的作用，在锥台部的负压通孔内形成负压，使气门嘴零件被吸进固定在锥台部上，不会出现相对转动和位置，提高气门嘴零件的装配精度。
35.第二方面，提供一种利用所述的汽车轮毂气门嘴装配机构进行气门嘴装配的方法，包括以下步骤：
36.夹持机构夹紧轮毂；
37.送料机构将多个气门嘴零件进行有序的组织并逐一的输送至推送机构；
38.照相机构拍摄推送机构及夹持机构上轮毂的图像，并计算出图像上轮毂的气门嘴安装孔与推送机构至轮毂的中心轴的夹角信息，并基于夹角信息生成转动角度指令，传递至旋转机构；
39.旋转机构执行所述转动角度指令，驱动所述夹持机构夹紧的轮毂绕该轮毂的中心轴旋转，使轮毂上的气门嘴安装孔与推送机构上的气门嘴零件轴向对准；
40.推送机构将气门嘴零件推送至轮毂的气门嘴安装孔内，实现气门嘴零件与轮毂的装配。
41.与现有技术相比，本发明的优点如下：通过夹持机构、旋转机构和照相机构的配合，实现轮毂的高效精准的定位，使轮毂的气门嘴安装孔快速且精准的与推送机构上的气门嘴零件轴向对准，推送机构自动将对准后的气门嘴零件压入轮毂的气门嘴安装孔中，实现气门嘴零件与轮毂的自动装配，尤其是缩短了气门嘴安装孔与气门嘴零件对准所需时间，并且提高了对准精度，极大的提高了装配效率和装配质量。
附图说明
42.图1是本发明实施例的汽车轮毂气门嘴装配机构的主视结构示意图。
43.图2是图1的推送机构和送料机构的放大结构示意图。
44.图3是图1中a处的放大结构示意图。
45.图4是图2中顶块头处的剖视放大结构示意图。
46.图中：10-轮毂抱臂机构、11-轮毂抓取夹具、12-机械手、20-支撑框架、21-支撑底板、30-夹持机构、40-旋转机构、50-推送机构、51-推送伺服电机、52-顶块头、521-锥台部、522-负压通孔、53-顶压气缸、54-压条块、55-缓冲组件、551-支板、552-油压缓冲器、56-滑轨组件、561-丝杆组件、562-左轴承座、563-右轴承座、564-l形过渡板、565-同步带、57-滑动板组件、571-l形滑板、572-连接板、60-送料机构、61-整形架、62-振动盘、63-下压机构、631-下压气缸、632-压头、70-照相机构、80-真空泵机构、81-快接头、82-负压软管、90-气门嘴安装孔、100-气门嘴零件。
具体实施方式
47.现在将详细参照本发明的具体实施例，在附图中例示了本发明的例子。尽管将结合具体实施例描述本发明，但将理解，不是想要将本发明限于所述的实施例。相反，想要覆盖由所附权利要求限定的在本发明的精神和范围内包括的变更、修改和等价物。应注意，这
里描述的方法步骤都可以由任何功能块或功能布置来实现，且任何功能块或功能布置可被实现为物理实体或逻辑实体、或者两者的组合。
48.为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
49.注意：接下来要介绍的示例仅是一个具体的例子，而不作为限制本发明的实施例必须为如下具体的步骤、数值、条件、数据、顺序等等。本领域技术人员可以通过阅读本说明书来运用本发明的构思来构造本说明书中未提到的更多实施例。
50.现有的汽车制造厂在进行轮毂气门嘴安装时，基本上是采用人工手动安装的方式来完成气门嘴的装配，通过人工将气门嘴塞入轮毂气门嘴安装孔，再手动用气门嘴拉装或翘装辅具将气门嘴拉入轮毂气门嘴安装孔；在气门嘴用辅具拉入过程中，辅具会与轮毂气门嘴安装孔内壁产生接触，易划伤安装孔内壁；此种手动气门嘴安装作业方式效率低下，装配一致性差，安装质量不易保证，人工成本较高。现有自动化轮毂气门嘴压装设备，虽然可实现气门嘴的自动压装，但压装效率较低。比如，轮毂气门嘴孔找正方式采用对射式传感器与旋转驱动机构相结合的方式，轮毂转动的过程中，对射式传感器实时感应，在感应到气门嘴孔前，需要使轮毂保持较低的速度旋转，费时，且精度低。
51.参见图1至图4所示，本发明实施例提供一种汽车轮毂气门嘴装配机构，包括：轮毂抱臂机构10、支撑框架20、夹持机构30、旋转机构40、推送机构50、送料机构60、照相机构70和真空泵机构80。
52.具体的，轮毂抱臂机构10用于轮毂的抓取及转移。轮毂抱臂机构10包括机械手12和轮毂抓取夹具11。机械手12整体水平固定在地面上，轮毂抓取夹具11通过机械手12前端法兰与机械手12固定。
53.支撑框架20包括支撑底板21，支撑框架20设置在地面。夹持机构30、旋转机构40、推送机构50、送料机构60和照相机构70均设置在支撑框架20上，尤其是设置在支撑底板21上。真空泵机构80可设置在支撑框架20上，也可直接设置在地面。
54.在一个实施例中，夹持机构30用于沿第一方向夹紧轮毂。第一方向为如图1所示的箭头方向，即水平方向。待装配轮毂被轮毂抱臂机构10抓取至夹持机构30上时，轮毂的中心轴为竖直方向，因此，第一方向也为轮毂的径向方向。夹持机构30夹紧轮毂的侧端。为了便于表述，本实施例将轮毂的中心轴方向设定为第二方向。
55.在一个实施例中，夹持机构30设置在轮毂的下方。夹持机构30包括夹持件和固定件。夹持件至少沿第一方向设置用于夹紧轮毂，固定件与旋转机构40连接。夹持件包括夹头和伸缩缸，夹头成组设置，每个夹持件包括沿轮毂径向设置的两个夹头以及一个伸缩缸，伸缩缸为双头伸缩缸，伸缩缸伸缩带动夹头夹紧轮毂或松开轮毂。伸缩缸与旋转机构40连接。
56.旋转机构40用于驱动夹持机构30夹紧的轮毂绕该轮毂的中心轴旋转，以调整该轮毂的气门嘴安装孔90的位置。旋转机构40包括旋转电机，旋转电机设置在支撑底板21上，旋转电机的输出轴与夹持机构30的中心位置连接，旋转电机可驱动夹持机构30转动，实际上，旋转电机的输出轴与被夹持机构30夹紧的轮毂的中心轴同轴，进而旋转电机可驱动被夹紧的轮毂绕其自身的中心轴转动。通过转动轮毂，调节轮毂上气门嘴安装孔90的位置。
57.推送机构50，用于将气门嘴零件100推送至轮毂的气门嘴安装孔90内，实现气门嘴零件100与轮毂的装配。
58.推送机构50包括：推送伺服电机51、顶块头52、顶压气缸53、压条块54、缓冲组件55、滑轨组件56、滑动板组件57。
59.滑轨组件56包括丝杆组件561、左轴承座562、右轴承座563、l形过渡板564和同步带565。推送伺服电机51通过l形过渡板564安装在支撑底板21上，丝杆组件561通过左轴承座562和右轴承座563安装在支撑底板21上。同步带565连接丝杆组件561和推送伺服电机51，使推送伺服电机51驱动丝杆组件561的丝杆转动，从而带动丝杆组件561的丝杆滑块沿第一方向移动。
60.滑动板组件57包括l形滑板571和连接板572，l形滑板571竖立设置，其底端与连接板572连接，连接板572与丝杆组件561的丝杆滑块连接，连接板572还与设置在支撑底板21上的导向滑轨配合，导向滑轨沿第一方向设置，使连接板572平稳的滑移。l形滑板571的顶端设置有悬挑结构，该悬挑结构设置有顶压气缸53。推送伺服电机51驱动丝杆组件561的丝杆滑块滑移，带动l形滑板571也沿第一方向滑移。
61.顶块头52上设置有锥台部521，锥台部521的中心轴沿第二方向设置，锥台部521用于支撑和顶压气门嘴零件100。锥台部521的轮廓应该与气门嘴零件100的内部腔体的轮廓一致。
62.锥台部521设置有沿第二方向设置的负压通孔522。真空泵机构80包括负压软管82；负压软管82与锥台部521的负压通孔522连通。负压软管82的末端可设置快接头81，并通过快接头81与负压通孔522拔插式连通，以便于更换可能存在损耗的顶块头52。当真空泵机构80产生负压时，负压通孔522内形成负压，锥台部521上的气门嘴零件100被吸紧在锥台部521上。气门嘴零件100无法相对于锥台部521周向转动和轴向位移。
63.压条块54，沿第一方向设置且与顶压气缸53连接，压条块54在第一方向上具有两个悬挑端，其中一个悬挑端与顶块头52连接；压条块54的另一个悬挑端与缓冲组件55配合，缓冲组件55用于缓冲顶块头52的移动速度，并保持压条块54的两个悬挑端受力均衡。
64.缓冲组件55包括支板551和油压缓冲器552。支板551与l形滑板571的顶端固定连接。支板551的顶端设置有油压缓冲器552，油压缓冲器552的工作轴沿第二方向设置，且油压缓冲器552间距设置在压条块54的上方。
65.顶压气缸53用于驱动压条块54沿第二方向即锥台部521轴向移动。压条块54沿第二方向移动时，带动顶块头52移动，顶块头52将锥台部521上的气门嘴零件100顶压至轮毂的气门嘴安装孔90内。而此过程中，压条块54还会撞击到油压缓冲器552，并在油压缓冲器552的作用下减缓压条块54的向上的移动速度。另外，油压缓冲器552也可保证压条块54平衡，避免其仅一个悬挑端受力后倾斜，导致气门嘴零件100的中心轴在竖立面内发生偏移，导致气门嘴零件100的中心轴与轮毂的气门嘴安装孔90的中心轴无法对准，影响安装精度和安装质量。
66.送料机构60，用于将多个气门嘴零件100进行有序的组织且逐一的输送至推送机构50。送料机构60包括：振动盘62组件机构和下压机构63。
67.振动盘62组件机构用于将多个气门嘴零件100进行有序的组织。
68.振动盘62组件机构包括整形架61和振动盘62。振动盘62与整形架61连通。
69.当多个气门嘴零件100被倒入振动盘62后，振动盘62通过振动将气门嘴零件100进行有序的组织，使多个气门嘴零件100有序的排列并逐一进入整形架61被进一步限位。整形
架61用于将多个气门嘴零件100导向至沿第一方向排列。整形架61的末端设置有一出料孔，出料孔的孔径等于一个气门嘴零件100的最大直径。
70.下压机构63，用于将整形架61的末端的气门嘴零件100下压至锥台部521上。下压机构63包括：下压气缸631和压头632。下压气缸631设置在整形架61的末端的上方。压头632与下压气缸631连接，压头632的下端为开口结构，用于嵌入一个气门嘴零件100。当然，下压机构63在工作时，顶块头52应该在滑轨组件56的驱动下，位移至整形架61的出料孔的正下方。需要说明的是，压头632、出料孔以及锥台部521依次由上至下设置，且中心轴均同轴。当顶块头52的锥台部521与压头632及出料孔同轴后，下压气缸631驱动压头632下压，压头632下压时嵌入一个气门嘴零件100，进一步下压，使该气门嘴零件100通过出料孔后被固定在锥台部521上。与此同时，真空泵机构80产生负压，将气门嘴零件100吸附在锥台部521上，压头632复位与气门嘴零件100分离，气门嘴零件100被有效的固定在锥台部521上。推送伺服电机51和滑轨组件56配合，驱动压条块54在第一方向上朝轮毂方向移动，使锥台部521、气门嘴零件100与轮毂的气门嘴安装孔90同轴后停止。顶压气缸53工作，将气门嘴零件100顶压至气门嘴安装孔90内。完成轮毂的气门嘴零件100的装配工作，夹持机构30松开对轮毂的夹持，轮毂抱臂机构10将完成装配的轮毂抓取至下一工位，并抓取新的待装配的轮毂放置在夹持机构30上，夹持机构30再次夹紧，同步的送料机构60将下一个气门嘴零配件输送至推送机构50上，依次循环，进行轮毂上气门嘴零件100的安装。
71.上述实施例中，默认为轮毂被放置在夹持机构30上时，轮毂的气门嘴安装孔90刚好与锥台部521的中心轴向对准的理想情况。而实际情况是，轮毂的气门嘴安装孔90偏离锥台部521，需要先对轮毂进行调节，使其气门嘴安装孔90与锥台部521上的气门嘴零件100轴向对准。
72.在一个实施例中，照相机构70拍摄推送机构50及夹持机构30上轮毂的图像，并计算出图像上轮毂的气门嘴安装孔90与推送机构50至轮毂的中心轴的夹角信息，并基于夹角信息生成转动角度指令，传递至旋转机构40；旋转机构40执行转动角度指令，驱动轮毂转动使轮毂上的气门嘴安装孔90与推送机构50上的气门嘴零件100轴向对准。轮毂转动时，处于被夹紧的状态。
73.照相机构70的摄像结构设置在旋转电机的输出轴的正上方，并在第二方向上保持间距。从而当轮毂被夹持机构30夹紧时，照相机构70可快速拍摄轮毂的图像，图像中包括轮毂上气门嘴安装孔90的方位。照相机构70实际上还包括计算机部分，用于处理图像信息和计算出夹角信息并发出转动角度指令。
74.在一个实施例中，照相机构70拍摄图像时，锥台部521上可以已经固定有气门嘴零件100，并且已经位移至顶压工位，顶压工位即锥台部521无需沿第一方向位移，仅需在第二方向上位移的位置。
75.在一个实施例中，在压条块54水平中心线做沿第一方向的标记，当然，该标记也可在照相机构70的计算机部分提前录入。由于压条块54水平中心线是始终指向轮毂的中心的，因此只需要照相机构70拍摄出轮毂的气门嘴安装孔90的位置，即可得知气门嘴安装孔90与推送机构50至轮毂的中心轴的夹角信息，继而可生成转动角度指令。因此，轮毂在进行气门嘴安装孔90对准时，压条块54可在第一方向上位移，以用于送料机构60将气门嘴零件100输送至锥台部521上，即锥台部521的上料和轮毂的气门嘴安装孔90对准工作可同步进
行，极大的提高了装配效率。
76.第二方面，本发明还提出一种利用汽车轮毂气门嘴装配机构进行气门嘴装配的方法，包括以下步骤：
77.夹持机构30夹紧轮毂。
78.送料机构60将多个气门嘴零件100进行有序的组织并逐一的输送至推送机构50。
79.照相机构70拍摄推送机构50及夹持机构30上轮毂的图像，并计算出图像上轮毂的气门嘴安装孔90与推送机构50至轮毂的中心轴的夹角信息，并基于夹角信息生成转动角度指令，传递至旋转机构40。
80.旋转机构40执行转动角度指令，驱动夹持机构30夹紧的轮毂绕该轮毂的中心轴旋转，使轮毂上的气门嘴安装孔90与推送机构50上的气门嘴零件100轴向对准。
81.推送机构50将气门嘴零件100推送至轮毂的气门嘴安装孔90内，实现气门嘴零件100与轮毂的装配。
82.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
83.需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
84.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。