[发明专利]一种机械部件自由落体式自动装配方法及装配装置

权利要求书

1.一种机械部件自由落体式自动装配方法，机械部件由若干个轴类零件和套类零件依次套接而成，各零件的各对相关轴或套的外表面和相关孔的内表面都是光滑回转面，且轴和孔之间并非配合尺寸，具有较大间隙，其特征在于：部件的基础零件先沿相应输料槽从位于较高位置的相应导料孔自由落下，落入位于较低位置的存放盒一个存放孔中并在孔中被定位；接着部件的第二个零件沿相应输料槽从位于较高位置的相应导料孔自由落下，套在基础零件上；部件的各个零件相继沿各个相应输料槽从位于较高位置的各个相应导料孔自由落下，套在前一个零件上；直到机械部件的各个零件全部套在一起，完成装配。

2.根据权利要求1所述的机械部件自由落体式自动装配方法，其特征在于：所述导料孔有多种规格，每种零件的相应导料孔直径比该零件的最大外圆直径大20-30微米，导料孔处导料块的材料必须保证零件的接触长度与直径之比大于导料孔与零件之间的摩擦系数；存放盒上存放孔直径比所配合的零件外圆直径大20-30微米，保证零件轴线能尽可能垂直而只出现较小幅度的偏摆，以便保证当一零件落入存放盒之后，下一种零件能够自动套在上边；部件的各个零件通过各自的输料槽及导料孔按顺序相继落入存放孔中，并套在一起，完成装配。

3、一种实现权利要求1所述机械部件自由落体式自动装配的装置，其特征在于：该装配装置具有送料器，滑动工作台(4)，装配工作台(7)，零件自动分配机构，装配体存放盒夹具(18)，导料块(17)，装配体存放盒，即机械部件存放盒(11)等组成，滑动工作台(4)位于装配工作台(7)下方，其特征在于：送料器，包括有多个，每种零件一个，用于整理零件，使零件有序排列，并通过输料槽输送到零件自动分配机构中，送料器灵活装置于装配工作台(7)的周边；

存放盒(11)在存放盒夹具(18)中被准确定位、夹紧于滑动工作台(4)上，滑动工作台(4)在伺服电机的驱动下作步进运动；

零件自动分配机构：包括有多个，每种零件一个，位于装配工作台(7)上，分别从相应输料槽里面选出M个零件送到导料块(17)的相应导料孔处，零件能沿着导料孔落入存放盒(11)的孔中；

导料块(17)上开有导料孔，导料孔有多排，每种零件一排，每排导料孔的数目与存放盒每一排孔的数目相同，为M个，M为大于或等于3，小于或等于7的整数，每次滑动工作台(4)步进运动停止时，某一排导料孔与存放盒某一排孔对齐；

存放盒自动分配机构：从存放盒输料槽(12)里面每次自动选出1个存放盒(11)，由存放盒夹具夹紧装置的气缸送到存放盒夹具(18)中。

4.根据权利要求3所述的机械部件自由落体式自动装配装置，其特征在于：送料器基本为圆形结构，其内设置有螺旋的升料带，螺旋升料带上有挡片以保证各零件按照一定的顺序并保证各零件以小端在上，且轴线垂直于相应输料槽的槽底面的姿态储存起来；保证存放盒(11)以带孔表面水平向上的姿态储存在存放盒输料槽(12)里；所述的滑动工作台(4)为方形结构，其上安装有存放盒夹具(18)，伺服电机驱动滑动工作台(4)及装配体存放盒(11)作步进运动。

5.根据权利要求4所述的机械部件自由落体式自动装配装置，其特征在于：所述的零件自动分配机构均采用多杆结构，用单耳转动气缸(8)作为原动件，通过角杆(9)，连杆(14)连接相应的分配滑块，使得滑块作双向滑动，各分配滑块均位于导料块(17)的上方，各分配滑块侧面均开有缺口，缺口的数目为M个，缺口的大小恰好保证1个相应的零件能进入滑块，分配滑块通过两个弹性限位器(22)准确确定两个极限位置，一个极限位置为其侧面的缺口恰好与零件输料槽的槽中心对齐，每排输料槽里的1个零件在振动盘送料器的磁振力以及零件的相互挤压作用下能自动进入分配滑块的缺口，另一个极限位置为分配滑块缺口与导料块(17)的相应导料孔对齐，缺口里的零件能沿着导料孔落入存放盒(11)的孔中。

6.根据权利要求5所述的机械部件自由落体式自动装配装置，其特征在于：所述的导料块(17)开有导料孔，导料孔有多排，每种零件一排，每排导料孔的数目与存放盒每一排孔的数目相同，为M个，M为大于或等于3，小于或等于7的整数，导料块(17)通过标准的接口与装配工作台(7)连接，导料孔处导料块(17)的材料要求必须保证零件的接触长度与直径之比大于导料孔与零件之间的摩擦系数，导料孔直径比所引导零件的最大外圆直径大20-30微米。

7.根据权利要求6所述的机械部件自由落体式自动装配装置，其特征在于：所述的装配体存放盒，即机械部件存放盒(11)为长方体结构，存放盒上有矩形阵列阶梯型孔，其孔径尺寸要求必须保证所有零件都能从导料孔落入存放盒里面，以及零件落入存放盒(11)之后，其轴能尽可能垂直而只出现较小幅度的偏摆，以便保证当一零件落入存放盒之后，下一种零件能够自动套在上边，孔直径比所配合的零件外圆直径大20-30微米，每次当存放盒(11)被准确定位并夹紧时，位于导料块(17)下方的存放盒(11)的第一排孔与导料块(17)的第一排导料孔对齐，第1种零件从第一排导料孔落入存放盒后，滑动工作台(4)沿着存放盒长度方向作步进运动，运动一段距离后停止，存放盒(11)的第二排孔与导料块(17)的第一排导料孔对齐，第1种零件沿第一排导料孔落入存放盒第二排孔、第2种零件沿第二排导料孔落入存放盒第一排孔，套在第1种零件上，按照同样的方式可以完成所有零件的自动装配。