一种凸轮轴与皮带轮自动装配装置及方法与流程

1.本发明属于机械装配技术领域，具体涉及一种凸轮轴与皮带轮自动装配装置及方法。


背景技术：

2.在发动机的自动化装配线中，发动机放置在托盘上进行逐个工位的装配，对托盘的定位精度高，要求定位精度为0.05mm，托盘需要很高的装配精度，即使托盘的设计、装配符合精度要求，经过一段时间的使用托盘必然会有定位误差，造成拧紧装置对接成功率低。
3.发动机的凸轮轴与皮带轮被安装到一起后，通过拧紧皮带轮拧紧螺栓将二者连接在一起，需要先调整凸轮轴正时位，传统的方法是人工使用工装进行调整，气缸带动拧紧机构与发动机的凸轮轴对接。凸轮轴正时位调整完成后，皮带轮拧紧机构将反作用盘(皮带轮卡接头)插入皮带轮端面孔中，然后再通过拧紧轴的旋转拧紧螺栓。在反作用盘与皮带轮对接的过程中，现有技术中，先将反作用盘对接到皮带轮端面，在反作用盘旋转的过程中，通过弹簧将反作用盘压入到皮带轮端面孔中，在对接的过程中，由于反作用盘的皮带轮卡接头与皮带轮端面具有相对旋转摩擦，会对皮带轮造成磨损。
4.在将凸轮轴调整正时位前，需要将托盘进行升高，已将凸轮轴的的高度与皮带轮拧紧机构的转轴的高度相对应，但是由于每个托盘的尺寸有差别，发动机的尺寸也有少许的差别，如果同样升高一样的高度，会导致不能准确的对接。


技术实现要素：

5.本发明的目的是克服现有技术中存在的发动机高度调整不准确，导致皮带轮拧紧机构不能与凸轮轴和皮带轮准确对接的缺陷，提供一种通过两次举升实现发动机高度准确调整的凸轮轴与皮带轮自动装配装置。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
7.一种凸轮轴与皮带轮自动装配装置，其特征在于：包括沿输送轨道移动的多个发动机承托机构和用来调整发动机高度的举升定位机构；在举升定位机构上方的机架上安装有传感器升降气缸，传感器升降气缸的输出端安装有用来测量发动机高度的高度位移传感器，所述发动机承托机构包括：下托盘和转动安装在所述下托盘上的上托盘，在所述上托盘的侧面分别阵列设置有四个rfid码块，在所述下托盘旁边的机架上安装有用来读取rfid码块位置信息的rfid读写头。
8.进一步地，所述举升定位机构包括：安装架、安装在所述安装架上的举升伺服电机以及与所述举升伺服电机的输出轴通过锥齿轮垂直传动的联动轴；所述联动轴的两端均通过锥齿轮垂直传动连接有滚珠丝杠，所述滚珠丝杠上通过丝杠螺母副连接有升降座，所述下托盘安装在所述升降座上。
9.进一步地，所述上托盘上固定安装有承托板，所述承托板上具有多个用来定位发动机的定位柱；所述下托盘的底端具有沿所述输送轨道滚动的多个滚轮；所述下托盘的一
角转动连接有手柄，所述手柄的下端穿过下托盘且转动连接有一定位连杆，所述定位连杆的末端安装有定位轮，所述上托盘的底端的外边缘处阵列设置有四个定位槽，通过拉动手柄使定位轮卡设到不同的定位槽中，实现对上托盘的不同位置的定位。
10.进一步地，还包括凸轮轴正位机构，所述凸轮轴正位机构包括：第一伺服电机、固定连接在所述第一伺服电机的输出轴末端的第一套筒、通过花键滑动连接在所述第一套筒内的第一伸缩花键，所述第一伸缩花键和所述第一套筒之间设置有弹簧，所述第一伸缩花键的末端具有凸轮轴对接头，所述凸轮轴对接头能够与凸轮轴卡槽对接。
11.进一步地，在凸轮轴和皮带轮拧紧工位前设置有两个视觉相机，分别用来测量进气凸轮轴与正时位的角度偏差、排气凸轮轴与正时位的角度偏差以及皮带轮端面的图形。
12.进一步地，还包括与所述凸轮轴正位机构相对设置的用来拧紧凸轮轴与皮带轮的皮带轮拧紧机构，所述皮带轮拧紧机构通过丝杠螺母直线机构左右滑动安装在机架上，皮带轮拧紧机构包括第二伺服电机、同轴连接在所述第二伺服电机上的主动齿轮、与所述主动齿轮啮合的从动齿轮、同轴连接在所述从动齿轮上的第二套筒、通过花键滑动连接在所述第二套筒内的第二伸缩花键以及设置在所述第二伸缩花键末端的皮带轮卡接头，皮带轮卡接头与皮带轮端面孔上的卡接点卡接；第二伸缩花键和第二套筒之间具有弹簧，第二伸缩花键弹性连接在第二套筒的前端。
13.进一步地，所述第二套筒上固定连接有导向螺栓，所述第二伸缩花键上对应设置有导向长孔，所述导向螺栓滑动安装在所述导向长孔中。
14.更进一步地，所述皮带轮拧紧机构还包括安装在机架上的第三伺服电机和与所述第三伺服电机的输出轴同轴连接的螺栓拧紧轴，所述螺栓拧紧轴依次穿过中空的从动齿轮、中空的第二伸缩花键和中空的皮带轮卡接头内部，螺栓拧紧轴用来与皮带轮拧紧螺栓卡接。
15.本发明还公开了一种凸轮轴与皮带轮自动装配方法，采用权利要求3所述的凸轮轴与皮带轮自动装配装置，其特征在于：包括以下步骤：
16.步骤s2、当发动机承托机构带动着发动机到达皮带轮和凸轮轴拧紧工位后，rfid读写头读取rfid码块的数据，判定托盘的姿态是否与本工位的工艺要求一致，如果一致，则继续执行下一步；若不一致则发出报警信号，需要人工向内扳动手柄，将上托盘松开，同时旋转上托盘到合适的位置后，人工再拉动手柄至竖直状态，使定位轮卡设到定位槽中，实现上托盘的定位。
17.步骤s3、举升伺服电机旋转，带动发动机承托机构进行第一次举升，举升到位后，传感器升降气缸带动高度位移传感器下降，接触到罩盖装高压泵的平面，使高度位移传感器有一定的压缩量，记录此时高度位移传感器的值为h2；已知工艺要求的拧紧位置高度为h0，
△
h＝h
0-h2为位移偏差，需要托盘补偿，将位移偏差值传递给举升定位机构，举升伺服电机二次举升值为
△
h，此时高度位移传感器值检测为h0，此时发动机高度被举升到位。
18.进一步地，采用权利要求8所述的轮轴与皮带轮自动装配装置，在步骤s2前还包括步骤s1、在输送发动机承托机构的过程中，视觉相机拍摄凸轮轴和皮带轮端面的图像，并计算凸轮轴与凸轮轴正时位的角度偏差θ，将角度偏差θ传递给第一伺服电机；
19.在步骤s3后还包括步骤s4、凸轮轴正位机构靠近发动机移动，直至凸轮轴对接头接触到凸轮轴的末端，此时，第一伺服电机带动凸轮轴对接头低速旋转，直至凸轮轴对接头
滑入凸轮轴卡槽中，第一伸缩花键在弹簧的作用下弹出，第一伺服电机继续带动凸轮轴旋转至正时位，然后第一气动制动盘抱死第一伺服电机的输出轴；
20.步骤s5、第二伺服电机根据皮带轮端面的图像信息带动皮带轮卡接头旋转，使皮带轮卡接头准确与皮带轮端面孔的卡接点对应，然后将皮带轮拧紧机构向皮带轮方向靠近，直接将皮带轮卡接头对接到皮带轮端面孔的卡接点内，并通过弹性的第二伸缩花键对接卡紧，接着第二气动制动盘将主动齿轮的转轴抱死；
21.步骤s6、皮带轮拧紧机构继续靠近皮带轮运动，使螺栓拧紧轴的端部卡住皮带轮拧紧螺栓，第三伺服电机转动将皮带轮拧紧螺栓拧紧，完成凸轮轴与皮带轮的装配。
22.本发明的一种凸轮轴与皮带轮自动装配装置及方法的有益效果是：
23.1、本发明第一次举升发动机完毕后，通过高度位移传感器测量罩盖装高压泵的平面的高度h2，根据工艺要求的拧紧位置为h0，对位移偏差
△
h＝h
0-h2进行高度补偿，通过举升定位机构对发动机进行二次举升，能够实现凸轮轴与凸轮轴正位机构和皮带轮拧紧机构的高度的准确对接。
24.2、通过视觉相机采集皮带轮端面的图像，计算第二伺服电机需要旋转的角度，然后驱动第二伺服电机旋转合适的角度，使得皮带轮卡接头准确与皮带轮端面孔的卡接点对应，不会再对接时对皮带轮造成磨损。
附图说明
25.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
26.图1是本发明实施例的凸轮轴与皮带轮自动装配装置立体结构图；
27.图2是发明实施例的凸轮轴与皮带轮自动装配装置的主视图；
28.图3是本发明实施例的举升定位机构立体图；
29.图4是本发明实施例的发动机承托机构上视角立体图；
30.图5是本发明实施例的发动机承托机构下视角立体图；
31.图6是发动机承托机构与输送轨道连接侧视图；
32.图7是本发明实施例的凸轮轴定位机构立体图；
33.图8是本发明实施例的皮带轮拧紧机构立体图；
34.图9是本发明实施例的皮带轮拧紧机构部分结构放大图；
35.图10是本发明实施例的发动机结构图。
36.图中：1、机架，2、输送轨道，3、发动机承托机构，31、下托盘，32、上托盘，321、定位槽，33、承托板，34、定位柱，35、滚轮，36、手柄，37、定位连杆，38、定位轮，39、rfid码块，4、举升定位机构，41、安装架，42、举升伺服电机，44、联动轴，45、滚珠丝杠，46、升降座，5、凸轮轴正位机构，51、第一伺服电机，52、第一套筒，53、第一伸缩花键，55、凸轮轴对接头，56、第一气动制动盘，6、皮带轮拧紧机构，60、第二气动制动盘，61、第二伺服电机，62、主动齿轮，63、从动齿轮，64、第二套筒，65、第二伸缩花键，651、导向长孔，66、弹簧，67、导向螺栓，68、第三伺服电机，69、螺栓拧紧轴，610、皮带轮卡接头，7、rfid读写头，8、发动机，9、驱动光杠，10、传感器升降气缸，11、高度位移传感器，12、视觉相机，13凸轮轴，14、皮带轮，141、卡接点，15、皮带，16、45
°
轴承。
具体实施方式
37.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
38.如图1-图9所示的本发明的一种凸轮轴与皮带轮自动装配装置的具体实施例，包括沿输送轨道2移动的多个发动机承托机构3、用来调整发动机8高度的举升定位机构4以及分别相对设置在所述输送轨道2左右两侧的凸轮轴正位机构5和皮带轮拧紧机构6。
39.发动机承托机构3直线滑动安装在两相互平行设置的输送轨道2上，参见图4和图5，发动机承托机构3包括：下托盘31、转动安装在所述下托盘31上的上托盘32、固定安装在所述上托盘32上的承托板33以及固定在所述承托板33上的多个用来定位发动机8的定位柱34。所述下托盘31的底端具有沿所述输送轨道2滚动的多个滚轮35；所述下托盘31的一角转动连接有手柄36，所述手柄36的下端穿过下托盘31，且转动连接有一定位连杆37，所述定位连杆37的末端安装有定位轮38，所述上托盘32的底端的外边缘处阵列设置有四个定位槽321，通过拉动手柄36使定位轮38卡设到不同的定位槽321中，实现对上托盘32的不同位置的定位。
40.发动机8通过定位柱34被安装在上托盘32上，在不同的工位，需要对发动机8的不同装配面进行装配，上托盘32带动发动机8进行四个角度的调整，通常为0
°
、90
°
、180
°
和270
°
四个方位进行调整变换。在上托盘32的侧面分别阵列设置有四个rfid码块39，分被存有角度标志数据16#oa、16#ob、16#oc、16#od，在下托盘31旁边的机架1上安装有rfid读写头7。用来读取rfid码块39的数据内容，判断当前托盘姿态与本工位工艺是否一致。
41.发动机8被运送到如图1所示的皮带轮和凸轮轴拧紧工位时，发动机8前端朝前，缸盖罩盖端面朝上，即上托盘32位于0
°
位置。需要将发动机承托机构3举升到与皮带轮拧紧机构6相对应的高度才能实现准确的对接。通过举升定位机构4带动发动机承托机构3升降。参见图3，举升定位机构4包括：安装架41、安装在所述安装架41上的举升伺服电机42、与举升伺服电机42的输出轴通过锥齿轮垂直传动的联动轴44；所述联动轴44的两端均通过锥齿轮垂直传动连接有滚珠丝杠45，所述滚珠丝杠45上通过丝杠螺母副连接有升降座46，所述下托盘31安装在所述升降座46上。
42.参见图6，输送轨道2为圆柱形轨道，下托盘31下的成排的工字型滚轮35骑在圆柱形轨道上，同时在两个输送轨道2的中间位置设置有驱动光杠9，下托盘31的下端面通过45
°
轴承16与驱动光杠9连接。
43.在举升定位机构4上方的机架1上安装有传感器升降气缸10，传感器升降气缸10的输出端安装有高度位移传感器11，当发动机8到达皮带轮和凸轮轴拧紧工位时，举升伺服电机42通过带动两个滚珠丝杠45同步举升，完成对发动机8的第一次举升。设定第一次举升到高度位移传感器11测量的位置的高度为h1，接着传感器升降气缸10带动高度位移传感器11下降，接触到罩盖装高压泵的平面，使高度位移传感器11有一定的压缩量，记录此时高度位移传感器11的值为；已知工艺要求的拧紧位置高度为h0，
△
h＝h
0-h2为位移偏差，需要托盘补偿，将位移偏差值传递给举升定位机构4，举升伺服电机42二次举升值为
△
h，此时高度位移传感器11值检测为h0。
44.而现有技术中只是通过一次举升直接与皮带轮拧紧机构6对接，容易出现发动机8自身的尺寸误差和发动机承托机构3的磨损而导致装配过程中对发动机8的装配面造成磨
损。
45.本技术中由于高度位移传感器11接触的罩盖装高压泵的平面与凸轮轴13的相对位置是固定不变的，只需要调整好罩盖装高压泵的平面的高度，就能实现凸轮轴13与凸轮轴正位机构5和皮带轮拧紧机构6的高度的准确对接。
46.参见图10，在皮带轮和凸轮轴拧紧工位前，皮带轮14已经套设在凸轮轴13上，需要拧紧螺栓将二者固定，位于凸轮轴13下方的曲轴已经调至正时位，曲轴被抱死，凸轮轴13上的皮带轮14与曲轴上的皮带轮通过皮带15连接，由于曲轴被抱死，所以在凸轮轴13转动的时候，凸轮轴13上的皮带轮14保持位置不动。
47.参见图7，凸轮轴正位机构5左右滑动安装在机架1上，凸轮轴正位机构5包括进气凸轮轴正位机构5和排气凸轮轴正位机构5。凸轮轴正位机构5包括：第一伺服电机51、固定连接在所述第一伺服电机51的输出轴末端的第一套筒52、通过花键滑动连接在所述第一套筒52内的第一伸缩花键53，所述第一伸缩花键53和所述第一套筒52之间设置有弹簧，所述第一伸缩花键53的末端具有凸轮轴对接头55，所述凸轮轴对接头55能够与凸轮轴卡槽对接。当发动机8的高度调整到位以后，凸轮正位机构靠近发动机8移动，直至凸轮轴对接头55接触到凸轮轴13的末端，此时，第一伺服电机51带动凸轮对接头低速旋转，直至凸轮对接头滑入凸轮轴卡槽中，第一伸缩花键53在弹簧的作用下弹出，这时到位传感器发送对接成功信号，第一伺服电机51继续旋转至凸轮轴正时位。在其中一个第一伺服电机51的输出轴上还设置有第一气动制动盘56，当两个凸轮轴13均到达正时位后第一气动制动盘56抱死第一伺服电机51的输出轴。
48.参见图1和图2，在凸轮轴和皮带轮拧紧工位前设置有两个视觉相机12，分别用来测量进气凸轮轴与正时位的角度偏差、排气凸轮轴与正时位的角度偏差以及皮带轮端面的图形，以凸轮轴正时位为视觉相机12坐标原点，每次到达的发动机8的凸轮轴13角度不同，需要视觉相机12计算出与坐标原点的角度偏差θ，并将角度偏差θ传递给第一伺服电机51，第一伺服电机51旋转将凸轮轴13旋转至正时位。
49.参见图8和图9，皮带轮拧紧机构6具有两部分，分别用来拧紧进气凸轮轴和排气凸轮轴上的皮带轮。皮带轮拧紧机构6通过丝杠螺母直线机构左右滑动安装在机架1上，皮带轮拧紧机构6包括第二伺服电机61、同轴连接在所述第二伺服电机61上的主动齿轮62、与所述主动齿轮62啮合的从动齿轮63、同轴连接在所述从动齿轮63上的第二套筒64、通过花键滑动连接在所述第二套筒64内的第二伸缩花键65以及设置在所述第二伸缩花键65末端的皮带轮卡接头610，皮带轮卡接头610与皮带轮端面孔上的卡接点141卡接；第二伸缩花键65和第二套筒64之间具有弹簧66，第二伸缩花键65弹性连接在第二套筒64的前端。第二套筒64上固定连接有导向螺栓67，第二伸缩花键65上对应设置有导向长孔651，所述导向螺栓67滑动安装在所述导向长孔651中。皮带轮拧紧机构6还包括安装在机架1上的第三伺服电机68和与所述第三伺服电机68的输出轴同轴连接的螺栓拧紧轴69，所述螺栓拧紧轴69依次穿过中空的从动齿轮63、中空的第二伸缩花键65和中空的皮带轮卡接头610内部，螺栓拧紧轴69用来与皮带轮拧紧螺栓卡接。通过视觉相机12采集的皮带轮端面的图像，计算第二伺服电机61需要旋转的角度，然后驱动第二伺服电机61旋转合适的角度，使得皮带轮卡接头610准确与皮带轮14端面孔的卡接点141对应，然后将皮带轮拧紧机构6向皮带轮14方向靠近，直接将皮带轮卡接头610对接到皮带轮端面孔的卡接点141内，并通过弹性的第二伸缩花键
65对接卡紧。在主动齿轮62的转轴上还设置有第二气动制动盘60，当皮带轮卡接头卡接到位后第二气动制动盘60将主动齿轮62的转轴抱死。在拧紧带轮拧紧螺栓时，需要通过抱死皮带轮卡接头610，反向涨紧皮带15，避免拧紧带轮拧紧螺栓时产生摩擦力影响曲轴离开正时位。
50.接着，皮带轮拧紧机构6继续靠近皮带轮14运动，使螺栓拧紧轴69的端部卡住皮带轮拧紧螺栓，第三伺服电机68转动将皮带轮拧紧螺栓拧紧，完成凸轮轴13与皮带轮14的装配。
51.本发明专利的凸轮轴与皮带轮装配的具体步骤为：
52.s1、在输送发动机承托机构3的过程中，视觉相机12拍摄凸轮轴13和皮带轮端面的图像，并计算凸轮轴13与凸轮轴正时位的角度偏差θ，将角度偏差θ传递给第一伺服电机51。
53.s2、当发动机承托机构3带动着发动机8到达皮带轮和凸轮轴拧紧工位后，rfid读写头7读取rfid码块39的数据，判定托盘的姿态是否与本工位的工艺要求一致，如果一致，则继续执行下一步；若不一致则发出报警信号，需要人工向内扳动手柄36，将上托盘32松开，同时旋转上托盘32到合适的位置后，人工再拉动手柄36至竖直状态，使定位轮38卡设到定位槽321中，实现上托盘32的定位。
54.s3、举升伺服电机42旋转，带动发动机承托机构3进行第一次举升，举升到位后，传感器升降气缸10带动高度位移传感器11下降，接触到罩盖装高压泵的平面，使高度位移传感器11有一定的压缩量，记录此时高度位移传感器11的值为h2；已知工艺要求的拧紧位置高度为h0，
△
h＝h
0-h2为位移偏差，需要托盘补偿，将位移偏差值传递给举升定位机构4，举升伺服电机42二次举升值为
△
h，此时高度位移传感器11值检测为h0，此时发动机8高度被举升到位。
55.s4、凸轮轴正位机构5靠近发动机8移动，直至凸轮轴对接头55接触到凸轮轴13的末端，此时，第一伺服电机51带动凸轮轴对接头55低速旋转，直至凸轮轴对接头55滑入凸轮轴卡槽中，第一伸缩花键53在弹簧的作用下弹出，第一伺服电机51继续带动凸轮轴13旋转至正时位，然后第一气动制动盘56抱死第一伺服电机51的输出轴。
56.s5、第二伺服电机61根据皮带轮端面的图像信息带动皮带轮卡接头610旋转，使皮带轮卡接头610准确与皮带轮端面孔的卡接点141对应，然后将皮带轮拧紧机构6向皮带轮方向靠近，直接将皮带轮卡接头610对接到皮带轮端面孔的卡接点141内，并通过弹性的第二伸缩花键65对接卡紧，接着第二气动制动盘60将主动齿轮62的转轴抱死。
57.s6、皮带轮拧紧机构6继续靠近皮带轮运动，使螺栓拧紧轴69的端部卡住皮带轮拧紧螺栓，第三伺服电机68转动将皮带轮拧紧螺栓拧紧，完成凸轮轴13与皮带轮的装配。
58.本发明自动化程度高，不需要人工调整凸轮轴正时位，由于皮带轮卡接头610旋转至与皮带轮端面孔的卡接点141一致后才进行对接，不存在现有技术中因为二者之间边旋转边对接造成的对皮带轮的磨损。
59.本发明的托盘高度调整精度高，通过高度位移传感器11的测量，和两次起升调整，消除了因托盘磨损造成的误差。
60.应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

技术特征：
1.一种凸轮轴与皮带轮自动装配装置，其特征在于：包括沿输送轨道(2)移动的多个发动机承托机构(3)和用来调整发动机(8)高度的举升定位机构(4)；在举升定位机构(4)上方的机架(1)上安装有传感器升降气缸(10)，传感器升降气缸(10)的输出端安装有用来测量发动机高度的高度位移传感器(11)，所述发动机承托机构(3)包括：下托盘(31)和转动安装在所述下托盘(31)上的上托盘(32)，在所述上托盘(32)的侧面分别阵列设置有四个rfid码块(39)，在所述下托盘(31)旁边的机架(1)上安装有用来读取rfid码块(39)位置信息的rfid读写头(7)。2.根据权利要求1所述的一种凸轮轴与皮带轮自动装配装置，其特征在于：所述举升定位机构(4)包括：安装架(41)、安装在所述安装架(41)上的举升伺服电机(42)以及与所述举升伺服电机(42)的输出轴通过锥齿轮垂直传动的联动轴(44)；所述联动轴(44)的两端均通过锥齿轮垂直传动连接有滚珠丝杠(45)，所述滚珠丝杠(45)上通过丝杠螺母副连接有升降座(46)，所述下托盘(31)安装在所述升降座(46)上。3.根据权利要求2所述的一种凸轮轴与皮带轮自动装配装置，其特征在于：所述上托盘(32)上固定安装有承托板(33)，所述承托板(33)上具有多个用来定位发动机(8)的定位柱(34)；所述下托盘(31)的底端具有沿所述输送轨道(2)滚动的多个滚轮(35)；所述下托盘(31)的一角转动连接有手柄(36)，所述手柄(36)的下端穿过下托盘(31)且转动连接有一定位连杆(37)，所述定位连杆(37)的末端安装有定位轮(38)，所述上托盘(32)的底端的外边缘处阵列设置有四个定位槽(321)，通过拉动手柄(36)使定位轮(38)卡设到不同的定位槽(321)中，实现对上托盘(32)的不同位置的定位。4.根据权利要求3所述的一种凸轮轴与皮带轮自动装配装置，其特征在于：还包括凸轮轴正位机构(5)，所述凸轮轴正位机构(5)包括：第一伺服电机(51)、固定连接在所述第一伺服电机(51)的输出轴末端的第一套筒(52)、通过花键滑动连接在所述第一套筒(52)内的第一伸缩花键(53)，所述第一伸缩花键(53)和所述第一套筒(52)之间设置有弹簧，所述第一伸缩花键(53)的末端具有凸轮轴对接头(55)，所述凸轮轴对接头(55)能够与凸轮轴卡槽对接。5.根据权利要求4所述的一种凸轮轴与皮带轮自动装配装置，其特征在于：在凸轮轴和皮带轮拧紧工位前设置有两个视觉相机(12)，分别用来测量进气凸轮轴与正时位的角度偏差、排气凸轮轴与正时位的角度偏差以及皮带轮端面的图形。6.根据权利要求5所述的一种凸轮轴与皮带轮自动装配装置，其特征在于：还包括与所述凸轮轴正位机构(5)相对设置的用来拧紧凸轮轴与皮带轮的皮带轮拧紧机构(6)，所述皮带轮拧紧机构(6)通过丝杠螺母直线机构左右滑动安装在机架(1)上，皮带轮拧紧机构(6)包括第二伺服电机(61)、同轴连接在所述第二伺服电机(61)上的主动齿轮(62)、与所述主动齿轮(62)啮合的从动齿轮(63)、同轴连接在所述从动齿轮(63)上的第二套筒(64)、通过花键滑动连接在所述第二套筒(64)内的第二伸缩花键(65)以及设置在所述第二伸缩花键(65)末端的皮带轮卡接头(610)，皮带轮卡接头(610)与皮带轮端面孔上的卡接点(141)卡接；第二伸缩花键(65)和第二套筒(64)之间具有弹簧(66)，第二伸缩花键(65)弹性连接在第二套筒(64)的前端。7.根据权利要求6所述的一种凸轮轴与皮带轮自动装配装置，其特征在于：所述第二套筒(64)上固定连接有导向螺栓(67)，所述第二伸缩花键(65)上对应设置有导向长孔(651)，
所述导向螺栓(67)滑动安装在所述导向长孔(651)中。8.根据权利要求6所述的一种凸轮轴与皮带轮自动装配装置，其特征在于：所述皮带轮拧紧机构(6)还包括安装在机架(1)上的第三伺服电机(68)和与所述第三伺服电机(68)的输出轴同轴连接的螺栓拧紧轴(69)，所述螺栓拧紧轴(69)依次穿过中空的从动齿轮(63)、中空的第二伸缩花键(65)和中空的皮带轮卡接头(610)内部，螺栓拧紧轴(69)用来与皮带轮拧紧螺栓卡接。9.一种凸轮轴与皮带轮自动装配方法，采用权利要求3所述的凸轮轴与皮带轮自动装配装置，其特征在于：包括以下步骤：步骤s2、当发动机承托机构(3)带动着发动机(8)到达皮带轮和凸轮轴拧紧工位后，rfid读写头(7)读取rfid码块(39)的数据，判定托盘的姿态是否与本工位的工艺要求一致，如果一致，则继续执行下一步；若不一致则发出报警信号，需要人工向内扳动手柄(36)，将上托盘(32)松开，同时旋转上托盘(32)到合适的位置后，人工再拉动手柄(36)至竖直状态，使定位轮(38)卡设到定位槽(321)中，实现上托盘(32)的定位；步骤s3、举升伺服电机(42)旋转，带动发动机承托机构(3)进行第一次举升，举升到位后，传感器升降气缸(10)带动高度位移传感器(11)下降，接触到罩盖装高压泵的平面，使高度位移传感器(11)有一定的压缩量，记录此时高度位移传感器(11)的值为h2；已知工艺要求的拧紧位置高度为h0，
△
h＝h
0-h2为位移偏差，需要托盘补偿，将位移偏差值传递给举升定位机构(4)，举升伺服电机(42)二次举升值为
△
h，此时高度位移传感器(11)值检测为h0，此时发动机(8)高度被举升到位。10.根据权利要求9所述的凸轮轴与皮带轮自动装配方法，其特征在于：采用权利要求8所述的轮轴与皮带轮自动装配装置，在步骤s2前还包括步骤s1、在输送发动机承托机构(3)的过程中，视觉相机(12)拍摄凸轮轴(13)和皮带轮端面的图像，并计算凸轮轴(13)与凸轮轴正时位的角度偏差θ，将角度偏差θ传递给第一伺服电机(51)；在步骤s3后还包括步骤s4、凸轮轴正位机构(5)靠近发动机(8)移动，直至凸轮轴对接头(55)接触到凸轮轴(13)的末端，此时，第一伺服电机(51)带动凸轮轴对接头(55)低速旋转，直至凸轮轴对接头(55)滑入凸轮轴卡槽中，第一伸缩花键(53)在弹簧的作用下弹出，第一伺服电机(51)继续带动凸轮轴(13)旋转至正时位，然后第一气动制动盘(56)抱死第一伺服电机(51)的输出轴；步骤s5、第二伺服电机(61)根据皮带轮端面的图像信息带动皮带轮卡接头(610)旋转，使皮带轮卡接头(610)准确与皮带轮端面孔的卡接点(141)对应，然后将皮带轮拧紧机构(6)向皮带轮方向靠近，直接将皮带轮卡接头(610)对接到皮带轮端面孔的卡接点(141)内，并通过弹性的第二伸缩花键(65)对接卡紧，接着第二气动制动盘(60)将主动齿轮(62)的转轴抱死；步骤s6、皮带轮拧紧机构(6)继续靠近皮带轮运动，使螺栓拧紧轴(69)的端部卡住皮带轮拧紧螺栓，第三伺服电机(68)转动将皮带轮拧紧螺栓拧紧，完成凸轮轴(13)与皮带轮(14)的装配。

技术总结
本发明属于机械装配领域，具体涉及一种凸轮轴与皮带轮的装配装置及装配方法，包括沿输送轨道移动的多个发动机承托机构和用来调整发动机高度的举升定位机构；在举升定位机构上方的机架上安装有传感器升降气缸，传感器升降气缸的输出端安装有用来测量发动机高度的高度位移传感器，发动机承托机构包括：下托盘和转动安装在下托盘上的上托盘，在上托盘的侧面分别阵列设置有四个RFID码块，在下托盘旁边的机架上安装有用来读取RFID码块位置信息的RFID读写头。本发明通过举升定位机构对发动机进行二次举升，能够实现凸轮轴与凸轮轴正位机构和皮带轮拧紧机构的高度的准确对接。构和皮带轮拧紧机构的高度的准确对接。构和皮带轮拧紧机构的高度的准确对接。


技术研发人员：陈伟才 张希 段明皞 郑伟 程金 时鑫 张文杰 周祺 李新
受保护的技术使用者：北京机械工业自动化研究所有限公司
技术研发日：2023.06.02
技术公布日：2023/10/11