[发明专利]一种汽车水泵叶轮装配智能工业机器人装置

说明书

一种汽车水泵叶轮装配智能工业机器人装置，在基座上设置机器臂并固定在基座上，在机器臂上部前端设置夹爪，在基座上右部设置叶轮上料工位夹具、水泵壳体上料工位夹具、叶轮预装工位夹具，在基座上设置叶轮压装工位夹具，在基座上左部设置下料工位夹具；在驱动器的右部设置压力传感器和连接板，在驱动器分别的左部设置上夹爪和下夹爪；在第一底板上分别设置四个第一立柱，在第一立柱上设置第一叶轮预装板定位销。该发明具有智能性，可靠性：高效性，节能性，通过六自由度工业机器臂实现全过程无人操作，自动通过叶轮压装辅助夹具将叶轮压装在水泵壳体的轴连轴承上，应用于汽车零部件装配设备技术领域中。

技术领域

本发明涉及汽车零部件装配设备技术领域中的一种汽车水泵叶轮装配智能工业机器人装置。

背景技术

汽车水泵是汽车发动机冷却系统的主要组成部分，其作用是强制性使发动机内的冷却液在冷却系统中循环流动，降低发动机工作过程中高温对发动机的影响。汽车水泵一般由水泵壳体、连接盘、轴连轴承、水封、叶轮等组成。

叶轮是水泵工作的核心，水泵工作时叶轮在水泵轴的带动下旋转，由于叶片的作用，水泵中液体产生很复杂的运动，一方面液体随叶轮旋转作牵连运动，一方面在叶片的驱驶下不断地从旋转着的叶轮中甩出，即相对叶轮的运动，叶轮的外径大小，叶轮叶片的高低及角度，以及叶轮与水泵壳体的间隙，直接影响着水泵的性能。汽车水泵结构紧凑，工况较为恶劣，稳定性及寿命要求高，叶轮装配的精度直接影响水泵的性能和使用寿命。

叶轮的装配工艺要点是必须保证叶轮轴向中心线与装配孔对中，如果叶轮压装倾斜，将会产生不平衡载荷，导致叶轮异常磨损甚至损坏。水泵叶轮与水泵的轴连轴承为过盈配合，使用液压或者气动压力机压装，为监控压装情况，一般在设备上有压力监控仪器，当压装力超出设定范围，监控仪器就会自动报警，提示压装力异常，这种情况可能是压装过盈量太大，也可能是叶轮在压装过程中发生倾斜，但因该方法的压力设定范围较大，以及设备压力检测精度等问题，对于一般的压装偏差设备很难发现，在实际生产中，压装过盈量靠叶轮的加工精度保证，而压装对中要靠工装夹具保证。

尽管本领域的技术人员设计制造了叶轮压装的自动装置，但是也不理想。叶轮自动压装装置均为专用设备，未运用六自由度工业机器人，导致叶轮自动压装装置的柔性较差，适应性不强，对应新品种水泵需要对现有设备进行改造重或新购置设备。

专利申请中也能完成汽车水泵叶轮的自动装配功能，但是设计方案中并未使用工业机器人，其定位和压装等机构均采用专机形式，只能对应某特定种类的水泵。该专利申请存在两个问题，首先，工艺参数调整比较困难，一旦需要较大幅度的工艺调整，如提高压力和改变压装深度等，专机设备可能无法对应，必须进行大规模的设备改造，导致长时间的设备停用和高额的改造费用，其次，该专利不具备扩展功能，一旦出现新品种的水泵，专机设备将无法对应，可能需要重新购置类似的设备，导致投资增加和生产面积利用率低下。

现有技术中还存在上述问题，无法应对多品种、小批量、短节拍的市场需求，因此，研制开发一种汽车水泵叶轮装配智能工业机器人装置一直是急待解决的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车水泵叶轮装配智能工业机器人装置，该发明采用机械臂及专用夹具，可实现汽车水泵叶轮的全自动抓取、预装、压装、下料等动作，显著地提高汽车水泵叶轮装配的效率、减轻人力劳动强度，运用六自由度机械臂提升水泵叶轮装配装置的灵活性、适应性，该发明具有全自动完成水泵叶轮装配功能，通过七个步骤的操作，完成水泵叶轮装配的全过程，全过程无需人工干预，高效、可靠、安全，除机器臂以外，各工位均为机械式结构，无需额外的能源动力，各工位夹具采用300mm×300mm的统一模块化底板，可以快速安装，并方便工位调整，具有很好的扩展型，如需变更汽车水泵型号，仅更换相应工位的夹具并调整机械臂的程序即可，无需重新布线和改造。