一种自导向式发动机油底壳螺栓装配系统及方法与流程

本申请涉及发动机制造技术领域，特别涉及一种自导向式发动机油底壳螺栓装配系统及方法。

背景技术：

油底壳是发动机润滑系统的重要零部件之一，用于收集和储存发动机各摩擦面回流的润滑油，并具备冷却润滑油，防止外部杂质进入的功能。随着发动机轻量化技术的发展，发动机油底壳一般由薄钢板冲压成型且与发动机缸体固定螺栓较多，现均使用人工利用拧紧枪进行螺栓拧紧，但效率低，且拧紧过程中容易出现螺栓歪斜而重复拧紧的情况，且拧紧力矩无法严格把控，故降低了发动机装配线作业效率且影响了发动机后期质量。

技术实现要素：

本申请实施例提供了一种自导向式发动机油底壳螺栓装配系统及方法，以解决相关技术中人工利用拧紧枪进行螺栓拧紧油底壳，降低了发动机装配线作业效率且影响了发动机后期质量的问题。

本申请实施例第一方面提供了一种自导向式发动机油底壳螺栓装配系统，包括：

螺栓紧固单元，所述螺栓紧固单元包括螺栓紧固机构和第一升降机构，所述第一升降机构用于将所述螺栓紧固机构移动至取件工位和装配工位，所述螺栓紧固机构用于抓取油底壳并通过拧紧螺栓将油底壳与发动机紧固；

发动机定位台架，所述发动机定位台架位于所述螺栓紧固机构的下方，所述发动机定位台架用于支撑发动机并将发动机定位至螺栓紧固机构的装配工位；

油底壳输送单元，所述油底壳输送单元位于所述螺栓紧固单元的一侧，油底壳输送单元用于将所述油底壳输送至螺栓紧固机构的取件工位。

在一些实施例中：所述螺栓紧固机构包括拧紧轴安装板、若干拧紧轴和油底壳抓取机构，若干所述拧紧轴按照所述油底壳的安装孔位对应排布在所述拧紧轴安装板上，若干所述拧紧轴通过螺栓拧紧器拧紧螺栓；

所述拧紧轴安装板与所述第一升降机构连接，所述油底壳抓取机构设置在拧紧轴安装板上，所述油底壳抓取机构用于抓取所述油底壳。

在一些实施例中：所述油底壳抓取机构包括夹紧气缸安装板和夹紧气缸，所述夹紧气缸安装板位于所述拧紧轴安装板的下方且通过轴杆与所述拧紧轴安装板固定连接；

所述夹紧气缸至少设有两个，两个所述夹紧气缸对称固定在所述夹紧气缸安装板的两侧，所述夹紧气缸的伸缩杆上设有抓取所述油底壳的夹板。

在一些实施例中：所述油底壳输送单元包括输送机构和油底壳升降滑台，所述输送机构包括基座和设置在基座上的直线导轨，所述油底壳升降滑台滑动连接在所述直线导轨上；

所述基座上设有驱动油底壳升降滑台在基座上沿直线导轨长度方向往复运动的驱动机构，所述油底壳升降滑台上设有支撑所述油底壳的若干定位柱，若干所述定位柱沿油底壳的周向排列。

在一些实施例中：所述基座为型材组装而成的框架结构，所述基座顶部为倾斜向上的斜坡结构，所述直线导轨设有两根，两根直线导轨相互平行且间隔设置在基座的顶部；

所述驱动机构为气缸或电缸，所述气缸或电缸通过浮动滑台与所述油底壳升降滑台连接，所述气缸或电缸通过伸缩运动驱动油底壳升降滑台往复直线运动。

在一些实施例中：还包括发动机预压单元，所述发动机预压单元位于所述发动机定位台架和螺栓紧固单元之间，所述发动机预压单元包括第二升降机构和压板，所述第二升降机构用于驱动压板压紧所述发动机。

在一些实施例中：还包括油底壳螺栓分装工作台，所述油底壳螺栓分装工作台位于所述油底壳输送单元的一侧，所述油底壳螺栓分装工作台上设有油底壳支撑装置，所述油底壳螺栓分装工作台用于将螺栓装入油底壳的安装孔内。

在一些实施例中：所述油底壳螺栓分装工作台的旁侧设有自动机械手和螺栓上钉料道，所述螺栓上钉料道用于按照设定方向为自动机械手输送螺栓；

所述自动机械手用于抓取所述螺栓上钉料道内的螺栓并将其装入油底壳的安装孔内，且所述自动机械手将油底壳螺栓分装工作台上的油底壳抓放至所述油底壳输送单元。

在一些实施例中：所述发动机定位台架包括x轴定位机构和y轴定位机构和z轴顶升机构，所述x轴定位机构用于定位所述发动机沿x轴方向的位置，所述y轴定位机构用于定位所述发动机沿y轴方向的位置，所述z轴顶升机构用于定位所述发动机沿z轴方向的位置。

本申请实施例第二方面提供了一种自导向式发动机油底壳螺栓装配系统的方法，包括以下步骤：

将发动机移送至发动机定位台架上，发动机定位台架支撑发动机并将发动机定位至螺栓紧固机构的装配工位；

发动机预压单元的第二升降机构驱动压板下行并压紧所述发动机，以防止发动机晃动；

将配有螺栓的油底壳放置在油底壳输送单元上，油底壳输送单元将所述油底壳输送至螺栓紧固机构的取件工位；

第一升降机构下行驱动螺栓紧固机构移动至取件工位，螺栓紧固机构从油底壳输送单元上抓取油底壳，油底壳输送单元回原位；

螺栓紧固机构回转一周与螺钉对位，第一升降机构下行驱动螺栓紧固机构移动至装配工位；

螺栓紧固机构先预拧螺栓2-3圈，待螺栓进入发动机的螺纹孔内后螺栓紧固机构释放油底壳，油底壳自由落下与发动机贴合；

螺栓紧固机构对油底壳上所有螺栓进行拧紧，所有螺栓拧紧后第一升降机构上行驱动螺栓紧固机构上行回原位；

发动机预压单元的第二升降机构驱动压板上行回原位；

重复上述步骤对下一发动机装配油底壳。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种自导向式发动机油底壳螺栓装配系统及方法，由于本系统设置了螺栓紧固单元，其包括螺栓紧固机构和第一升降机构，第一升降机构用于将所述螺栓紧固机构移动至取件工位和装配工位，螺栓紧固机构用于抓取油底壳并通过拧紧螺栓将油底壳与发动机紧固；发动机定位台架，其位于螺栓紧固机构的下方，发动机定位台架用于支撑发动机并将发动机定位至螺栓紧固机构的装配工位；油底壳输送单元，其位于螺栓紧固单元的一侧，油底壳输送单元用于将油底壳输送至螺栓紧固机构的取件工位。

因此，本申请的自导向式发动机油底壳螺栓装配系统及方法利用螺栓紧固单元、发动机定位台架和油底壳输送单元协同配合工作自动将油底壳通过螺栓与发动机紧固连接。装配过程中无需人工干预，自动化实现油底壳的输送、发动机和油底壳的自动定位及发动机和油底壳之间螺栓的自动拧紧装配，极大的提高了发动机与油底壳的装配效率。由于全程无需人工干预，本系统全程按照设定的装配流程和装配工艺标准化作业，提高了发动机装配质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施的结构主视图；

图2为本申请实施的结构左视图；

图3为本申请实施的结构俯视图；

图4为本申请实施的螺栓紧固机构的结构立体图；

图5为本申请实施的螺栓紧固机构的结构主视图；

图6为本申请实施的油底壳输送单元的结构立体图。

附图标记：

1、螺栓紧固单元；2、油底壳输送单元；3、发动机定位台架；4、发动机预压单元；5、油底壳螺栓分装工作台；6、基架；7、发动机；8、油底壳；9、螺栓上钉料道；10、自动机械手；

11、螺栓紧固机构；12、第一升降机构；21、基座；22、直线导轨；23、驱动机构；24、油底壳升降滑台；25、定位柱；26、浮动滑台；41、第二升降机构；42、压板；

111、拧紧轴安装板；112、拧紧轴；113、油底壳抓取机构；114、螺栓拧紧器；115、轴杆；116、夹紧气缸安装板；117、夹板；118、夹紧气缸。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种自导向式发动机油底壳螺栓装配系统及方法，其能解决相关技术中人工利用拧紧枪进行螺栓拧紧油底壳，降低了发动机装配线作业效率且影响了发动机后期质量的问题。

参见图1至图3所示，本申请实施例第一方面提供了一种自导向式发动机油底壳螺栓装配系统，该系统能够与现有的发动机装配流水生产线配套，实现对发动机7与油底壳8自动装配，该系统包括：

螺栓紧固单元1，该螺栓紧固单元1包括螺栓紧固机构11和第一升降机构12，第一升降机构12用于将螺栓紧固机构11移动至取件工位和装配工位。第一升降机构12装配在基架6上，基架6作为本系统的整体框架，为本系统提供支撑和安装空间。第一升降机构12本领域的技术人员可以根据实际需要选用伸缩气缸、伸缩油缸、电缸、丝杆机构、直线模组、齿轮齿条机构等等能够实现直线运动的机构。

当第一升降机构12将螺栓紧固机构11移动至取件工位时，螺栓紧固机构11能够自动抓取配有螺栓的油底壳8；当第一升降机构12将螺栓紧固机构11移动至装配工位时，螺栓紧固机构11能够将油底壳8与发动机7的安装孔精确对位，并自动拧紧螺栓，将油底壳8紧固装配在发动机7上。

发动机定位台架3，该发动机定位台架3与现有的发动机装配流水生产线配合作业，当发动机装配流水生产线将发动机7输送至装配油底壳工位时，发动机定位台架3将发动机7从发动机装配流水生产线上顶起，使发动机7与发动机装配流水生产线脱离。

发动机定位台架3位于螺栓紧固机构11的下方，发动机定位台架3用于支撑发动机7并将发动机7精确定位至螺栓紧固机构11的装配工位，以使发动机7的螺纹孔与油底壳8的安装孔精确对位，提高螺栓的安装精度，避免螺栓在拧紧的过程中出现偏斜或损坏发动机的螺纹孔。

油底壳输送单元2，该油底壳输送单元2位于螺栓紧固单元11的一侧，油底壳输送单元2用于将油底壳8输送至螺栓紧固机构11的取件工位。油底壳8的安装孔配好螺栓后，将配有螺栓的油底壳8放置在油底壳输送单元2上，油底壳输送单元2将油底壳8自送输送到螺栓紧固机构11的取件工位，便于螺栓紧固机构11自动取件。

本申请的自导向式发动机油底壳螺栓装配系统利用螺栓紧固单元1、发动机定位台架3和油底壳输送单元2协同配合工作自动将油底壳8通过螺栓与发动机7紧固连接。装配过程中无需人工干预，自动化实现油底壳8的输送、发动机7和油底壳8的自动定位及发动机7和油底壳8之间螺栓的自动拧紧装配，极大的提高了发动机7与油底壳8的装配效率。由于全程无需人工干预，本系统全程按照设定的装配流程和装配工艺标准化作业，提高了发动机7与油底壳8的装配质量。

在一些可选实施例中：参见图4和图5所示，本申请实施例提供了一种自导向式发动机油底壳螺栓装配系统，该系统的螺栓紧固机构11包括拧紧轴安装板111、若干拧紧轴112和油底壳抓取机构113。拧紧轴安装板111由立板和平板组成的l形结构，拧紧轴安装板111的立板用于和第一升降机构12固定连接。

若干拧紧轴112按照油底壳8的安装孔的数量和位置对应排布在拧紧轴安装板111的平板上，拧紧轴112优选为伺服螺钉拧紧机。伺服螺钉拧紧机在拧紧作业过程中，能够精确控制拧紧扭力大小，防止螺栓振动或者循环载荷而导致松脱。同时能够避免拧紧扭力过大导致连接构件断裂、变形。生产装配作业过程中应用伺服拧紧机降低了员工的劳动强度，伺服螺钉拧紧机也可避免因人工疲劳作业发生质量事故，提高了产品质量，降低了生产成本。

若干拧紧轴112通过螺栓拧紧器114拧紧螺栓，螺栓拧紧器114的具体型号根据螺栓的种类具体选择。当螺栓为六角头螺栓时，螺栓拧紧器114选用为套筒扳手，当螺栓为内六角圆柱头螺栓时，螺栓拧紧器114选用为内六角扳手。

油底壳抓取机构113设置在拧紧轴安装板111的平板上，油底壳抓取机构113用于抓取油底壳8。油底壳抓取机构113用于抓取油底壳输送单元2自送输送到螺栓紧固机构11取件工位的油底壳8，便于螺栓紧固机构11自动取件，并将油底壳8转运至螺栓紧固机构11的装配工位，在拧紧轴112拧紧螺栓时，油底壳抓取机构113释放油底壳8，油底壳8自导向与发动机7紧固贴合。

在一些可选实施例中：参见图5所示，本申请实施例提供了一种自导向式发动机油底壳螺栓装配系统，该系统的油底壳抓取机构113包括夹紧气缸安装板116和夹紧气缸118，夹紧气缸安装板116位于拧紧轴安装板111的平板的下方且通过四根轴杆115与拧紧轴安装板111的平板固定连接。

夹紧气缸118设有两个，两个夹紧气缸118对称固定在夹紧气缸安装板118的两侧，夹紧气缸118的伸缩杆上设有抓取油底壳8的夹板117。两个夹紧气缸118通过同步伸出运动控制夹板117来夹紧油底壳8，将油底壳8从油底壳输送单元2转运至螺栓紧固机构11的装配工位，在拧紧轴112拧紧螺栓时，两个夹紧气缸118通过同步缩回运动，控制夹板117来释放油底壳8，油底壳8自导向与发动机7紧固贴合。

本申请实施例的油底壳抓取机构113不限于上述实施例方案实现，本领域的技术人员还可以利用吸盘机构、电磁吸附机构等等来抓取油底壳8，以此来实现油底壳8的抓取、转运和释放。

在一些可选实施例中：参见图6所示，本申请实施例提供了一种自导向式发动机油底壳螺栓装配系统，该系统的油底壳输送单元2包括输送机构和油底壳升降滑台24。输送机构包括基座21和设置在基座21上的直线导轨22，油底壳升降滑台24滑动连接在直线导轨22上。

基座21为型材组装而成的框架结构，基座21包括两根前支腿和两根后支腿以及位于两根前支腿和两根后支腿顶部的矩形方框。两根后支腿高度大于两根前支腿，矩形方框为前低后高的倾斜向上的斜坡结构。直线导轨设有两根，两根直线导轨22相互平行且间隔设置在矩形方框的顶部。

在基座21上设有驱动油底壳升降滑台24在基座21上沿直线导轨22长度方向往复运动的驱动机构23，驱动机构23为气缸或电缸，气缸或电缸通过浮动滑台26与油底壳升降滑台24连接，气缸或电缸通过伸缩运动驱动油底壳升降滑台24往复直线运动。浮动滑台26的一端与气缸或电缸的伸缩臂连接，另一端与油底壳升降滑台24连接。

油底壳升降滑台24上设有支撑油底壳8的若干定位柱25，若干定位柱25沿油底壳8的周向排列，定位柱25将油底壳8呈水平方向支撑在油底壳升降滑台24的上方，并为油底壳8提供水平方向限位，定位柱25为塑料件，定位柱25的底部与油底壳升降滑台24垂直连接。

在一些可选实施例中：参见图1和图2所示，本申请实施例提供了一种自导向式发动机油底壳螺栓装配系统，该系统还包括发动机预压单元4，该发动机预压单元4位于发动机定位台架3和螺栓紧固单元1之间。发动机预压单元4包括第二升降机构41和压板42，第二升降机构41用于驱动压板42压紧所述发动机。

第二升降机构41位于第一升降机构12的下方，第二升降机构41装配在基架6上。当发动机定位台架3将发动机7精确定位至螺栓紧固机构11的装配工位时，第二升降机构41驱动压板42下行并压紧发动机7，以防止发动机7在装配油底壳8的过程中发生晃动。当发动机7与油底壳8装配完毕后，第二升降机构41驱动压板42上行并回到原始位置。

第二升降机构41本领域的技术人员可以根据实际需要选用伸缩气缸、伸缩油缸、电缸、丝杆机构、直线模组、齿轮齿条机构等等能够实现直线运动的机构。

在一些可选实施例中：参见图1至图3所示，本申请实施例提供了一种自导向式发动机油底壳螺栓装配系统，该系统还包括油底壳螺栓分装工作台5，该油底壳螺栓分装工作台5位于油底壳输送单元2的一侧。油底壳螺栓分装工作台5上设有油底壳支撑装置，油底壳螺栓分装工作台5用于将螺栓装入油底壳8的安装孔内。

在油底壳螺栓分装工作台5的旁侧设有自动机械手10和螺栓上钉料道9，螺栓上钉料道9用于按照设定方向为自动机械手10输送螺栓。螺栓上钉料道9可配合振动盘送螺栓，从振动盘送出的螺栓按照设定的方向和顺序进入螺栓上钉料道9。

自动机械手10用于抓取螺栓上钉料道9内的螺栓并将其装入油底壳8的安装孔内，且自动机械手10将油底壳螺栓分装工作台5上的油底壳8抓放至油底壳输送单元2上。自动机械手10和螺栓上钉料道9能够对油底壳8自动安装螺栓，并将配有螺栓的油底壳8抓放至油底壳输送单元2上，可实现无人化作业，极大地提高了装配效率。

在一些可选实施例中：参见图1和图2所示，本申请实施例提供了一种自导向式发动机油底壳螺栓装配系统，该系统的发动机定位台架3包括x轴定位机构(图中未画出)和y轴定位机构(图中未画出)和z轴顶升机构(图中未画出)。x轴定位机构用于定位发动机7沿x轴方向的位置，y轴定位机构用于定位发动机7沿y轴方向的位置，z轴顶升机构用于定位发动机7沿z轴方向的位置。x轴定位机构为安装在基架6底部的沿x轴方向运动的滑台，y轴定位机构为安装在x轴定位机构顶部的沿y轴方向运动的滑台，z轴顶升机构为安装在z轴定位机构顶部的沿z轴方向运动的举升气缸。

参见图1至图3所述，本申请实施例第二方面提供了一种自导向式发动机油底壳螺栓装配系统的方法，包括以下步骤：

步骤1、将发动机7移送至发动机定位台架3上，发动机定位台架3支撑发动机7并将发动机7定位至螺栓紧固机构11的装配工位。

步骤2、发动机预压单元4的第二升降机构41驱动压板42下行并压紧发动机7，以防止发动机7晃动。

步骤3、在油底壳螺栓分装工作台5上将螺栓装入油底壳8的安装孔内，将配有螺栓的油底壳8放置在油底壳输送单元2上，油底壳输送单元2将油底壳8输送至螺栓紧固机构11的取件工位。

步骤4、第一升降机构12下行驱动螺栓紧固机构11移动至取件工位，螺栓紧固机构11从油底壳输送单元2上抓取油底壳8，油底壳输送单元2回原位。

步骤5、螺栓紧固机构11的拧紧轴111回转一周与螺钉对位，第一升降机构12下行驱动螺栓紧固机构11移动至装配工位与发动机7配合装配。

步骤6、螺栓紧固机构11的拧紧轴111先预拧螺栓2-3圈，待螺栓进入发动机7的螺纹孔内后，螺栓紧固机构11的油底壳抓取机构113释放油底壳8，油底壳8自由落下自导向与发动机7贴合。

步骤7、螺栓紧固机构11的拧紧轴111对油底壳8上所有螺栓进行拧紧，所有螺栓拧紧后第一升降机构12上行驱动螺栓紧固机构11上行回原位。

步骤8、发动机预压单元4的第二升降机构41驱动压板42上行回原位。

步骤9、重复上述步骤1至步骤8对下一发动机7装配油底壳8。

工作原理

本申请实施例提供了一种自导向式发动机油底壳螺栓装配系统及方法，由于本系统设置了螺栓紧固单元1，其包括螺栓紧固机构11和第一升降机构12，第一升降机构12用于将螺栓紧固机构11移动至取件工位和装配工位，螺栓紧固机构11用于抓取油底壳8并通过拧紧螺栓将油底壳8与发动机7紧固。发动机定位台架3，其位于螺栓紧固机构11的下方，发动机定位台架3用于支撑发动机7并将发动机7定位至螺栓紧固机构11的装配工位。油底壳输送单元2，其位于螺栓紧固单元11的一侧，油底壳输送单元2用于将油底壳8输送至螺栓紧固机构11的取件工位。

本申请的自导向式发动机油底壳螺栓装配系统及方法利用螺栓紧固单元1、发动机定位台架3和油底壳输送单元2协同配合工作自动将油底壳8通过螺栓与发动机7紧固连接。装配过程中无需人工干预，自动化实现油底壳8的输送、发动机7和油底壳8的自动定位及发动机7和油底壳8之间螺栓的自动拧紧装配，极大的提高了发动机7与油底壳8的装配效率。由于全程无需人工干预，本系统全程按照设定的装配流程和装配工艺标准化作业，提高了发动机装配质量。

在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请的限制。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申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，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。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请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申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。