本發(fā)明汽車配件生產(chǎn)裝配領(lǐng)域，特別是涉及一種DCT變速箱軸系的裝配設(shè)備以及裝配方法。

背景技術(shù)：

如圖1所示，所謂DCT變速箱軸系一般包括輸入軸總成01、第一輸出軸總成02、第二輸出軸總成03及差速器總成04。在裝配過程中，需要將軸系按照要求位置進行拼裝，進而裝配至殼體內(nèi)。圖中輸入軸總成01、第一輸出軸總成02、第二輸出軸總成03及差速器總成04裝配完成后的示意圖。將軸系正確的拼裝在一起是保證變速箱傳遞扭矩的關(guān)鍵條件。

拼裝正確后，輸入軸總成01作為發(fā)動機扭矩的輸入端，將扭矩傳遞至第一輸出軸總成02及第二輸出軸03總成對應(yīng)檔位，最終再傳遞給差速器總成04，差速器總成04再將最終動力提供到車輪。

現(xiàn)有DCT變速箱軸系拼裝工藝多為利用拼裝工裝手動操作，其拼裝位置精度難以控制，拼裝過程中軸系移動速度無法控制，齒輪間的嚙合靠人工判斷，沖擊力易導(dǎo)致齒輪間的磕碰。軸系自動拼裝工藝還未在量產(chǎn)生產(chǎn)線上應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于上述不足，本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種DCT變速箱軸系自動拼裝裝置，它能夠能夠?qū)崿F(xiàn)DCT變速箱的軸系在合箱前實現(xiàn)軸系的自動拼裝，拼裝位置精度高，規(guī)避人為碰撞缺陷，提升拼裝合格率。

同時，本發(fā)明的另一個發(fā)明目的還在于提供一種利用上述DCT變速箱軸系自動拼裝裝置進行的自動拼裝方法。

實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種DCT變速箱軸系自動拼裝裝置，包括拼裝機架、輸入軸總成固定機構(gòu)、第一輸出軸總成拼裝機構(gòu)、第二輸出軸總成拼裝機構(gòu)以及差速器總成拼裝機構(gòu)；輸入軸總成固定機構(gòu)包括用于固定輸入軸總成軸心的固定裝置和用于驅(qū)動輸入軸總成自轉(zhuǎn)的電機；電機輸出端連接固定裝置；

-第一輸出軸總成拼裝機構(gòu)、第二輸出軸總成拼裝機構(gòu)和差速器總成拼裝機構(gòu)均包括用于上下軸向固定工件軸心的夾持機構(gòu)以及用于驅(qū)動工件直線運動的直線推進機構(gòu)；直線推進機構(gòu)包括固定設(shè)置在拼裝機架上的直線導(dǎo)軌和連接自動控制系統(tǒng)的推進氣缸；夾持機構(gòu)安裝在直線導(dǎo)軌上，推進氣缸輸出端連接夾持機構(gòu)，用于推動夾持機構(gòu)直線運動；

-第一輸出軸總成拼裝機構(gòu)、第二輸出軸總成拼裝機構(gòu)中的直線推進機構(gòu)的推進方向位于所述輸入軸總成中配裝齒的近切線方向。

作為優(yōu)選，差速器總成拼裝機構(gòu)的推進方向指向所述輸入軸總成的軸心。

作為優(yōu)選，所述輸入軸總成軸心的固定裝置包括連接電機輸出端的固定座和上方的頂尖定位機構(gòu)，固定座和其上方的頂尖定位機構(gòu)位置對應(yīng)，用于將輸入軸總成軸心固定在固定裝置中；固定裝置中，上方的頂尖定位機構(gòu)固定在所述差速器總成拼裝機構(gòu)上。

作為優(yōu)選，拼裝機架還設(shè)有三個分別檢測第一輸出軸、第二輸出軸總成和差速器總成最終拼裝位置的傳感器；傳感器分別信號連接自動控制系統(tǒng)，當(dāng)傳感器向自動控制系統(tǒng)輸入到位信號時，自動控制系統(tǒng)輸出停止推進氣缸運動。

作為優(yōu)選，所述夾持機構(gòu)包括帶定位氣缸的上部頂尖機構(gòu)和下部的底座；上部頂尖機構(gòu)與下部的底座相對應(yīng)，且它們之間構(gòu)成工件定心夾裝位。

作為優(yōu)選，所述電機是連接自動控制系統(tǒng)的伺服電機。

作為優(yōu)選，所有直線導(dǎo)軌末端均設(shè)有機械限位機構(gòu)；每個機械限位機構(gòu)均包括彈性減速機構(gòu)和限位塊，彈性減速機構(gòu)包括相對推進方向相向伸出的導(dǎo)柱和彈簧；限位塊上設(shè)有導(dǎo)柱容納孔；導(dǎo)柱內(nèi)端通過彈簧安裝于導(dǎo)柱容納孔內(nèi)，并且施于壓力可使導(dǎo)柱沿導(dǎo)柱容納孔內(nèi)伸縮。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的第二個發(fā)明目的，采用如下方案：

一種應(yīng)用上述自動拼裝裝置進行的DCT變速箱軸系自動拼裝方法，包括如下步驟：

包括如下步驟：

S01拼裝前位置落位，設(shè)備檢測各個軸系總成初始位置正；

S02電機帶動輸入軸總成內(nèi)/外輸入軸同時轉(zhuǎn)動；

S03軸系上同步器都置于空擋位置；

S04差速器總成拼裝機構(gòu)通過第三推進氣缸，直線推進至設(shè)定位置；此時，上方的頂尖定位機構(gòu)也移動至固定座上方，頂尖定位機構(gòu)下壓對輸入軸總成定心；差速器總成和輸入軸總成處于設(shè)定距離；

S05第一輸出軸總成通過第一推進氣缸，直線推進與輸入軸總成拼裝，傳感器檢測第一輸出軸總成到位信號正確，停止第一推進氣缸，完成第一輸出軸總成拼裝；

S06第二輸出軸總成通過第二推進氣缸，直線推進與輸入軸總成拼裝，傳感器檢測第二輸出軸總成到位信號正確，停止第二推進氣缸，完成第二輸出軸總成拼裝；即完成最終拼裝。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明上述技術(shù)方案的有益效果是：

一、結(jié)構(gòu)簡單，根據(jù)本DCT變速箱軸系配裝要求以及特點，充分考慮撞齒、斜齒輪嚙合等要求，設(shè)定直線軌道，能夠?qū)崿F(xiàn)能夠?qū)崿F(xiàn)DCT變速箱的軸系在合箱前實現(xiàn)軸系的自動拼裝。

二、拼裝位置精度高，通過設(shè)定直線軌道，傳感器，到位檢測以及進一步方案還通過喲機械限位，規(guī)避人為因素影響，提升拼裝合格率。

三、采用推進氣缸，直線推進，拼裝過程中速度可控制，可以保證每個檔位的齒輪能夠充分的嚙合到位，避免產(chǎn)生磕碰，同時優(yōu)先方案中的傳感器和機械限位的設(shè)置還充分考慮到嚙合難度以及嚙合間隙的保留。

四、拼裝節(jié)拍縮短，裝配效率提高，產(chǎn)能提升。

五、整個過程可監(jiān)控，行程質(zhì)量閉環(huán)。

附圖說明

圖1：DCT變速箱軸系拼裝完成的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2：本發(fā)明實施例中DCT變速箱軸系自動拼裝裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3：本發(fā)明實施例中DCT變速箱軸系自動拼裝裝置的頂面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4：本發(fā)明實施例中輸入軸總成固定機構(gòu)固定輸入軸的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5：本發(fā)明實施例中機械限位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例1：

如圖2-4所示的一種DCT變速箱軸系自動拼裝裝置，它包括拼裝機架5、輸入軸總成固定機構(gòu)1、第一輸出軸總成拼裝機構(gòu)2、第二輸出軸總成拼裝機構(gòu)3以及差速器總成拼裝機構(gòu)4。該DCT變速箱軸系自動拼裝裝置目的是為了將輸入軸總成01、第一輸出軸總成02、第二輸出軸總成03和差速器總成04裝配成如圖1所示的裝配體，完成DCT變速箱軸系裝配。為了實現(xiàn)自動，精準(zhǔn)，不撞齒，并保留設(shè)計的必要間隙，裝配工作對精度要求非常。當(dāng)然，軸系中的輸入軸總成01以及第一、第二輸出軸總成02、03中具有一些斜齒輪，靜態(tài)簡單移入嚙合也有一定的難度。為此，本實施例提供上述自動拼裝裝置，具體結(jié)構(gòu)如下：

拼裝機架5可以是類似底板或者臺架，具有臺面。輸入軸總成固定機構(gòu)1包括用于固定輸入軸總成軸心的固定裝置和用于驅(qū)動輸入軸總成自轉(zhuǎn)的電機1a。固定裝置包括連接電機1a輸出端的固定座10和上方的頂尖定位機構(gòu)11，固定座10和其上方的頂尖定位機構(gòu)11位置對應(yīng)，用于將輸入軸總成01軸心固定在固定裝置中。在這里，頂尖定位機構(gòu)11包括上方定位氣缸11a，上方定位氣缸11a輸出端連接頂尖。固定座10是可以旋轉(zhuǎn)的，電機1a輸出端連接固定座10的目的在于驅(qū)動固定座10轉(zhuǎn)動。具體地，該電機最好是連接控制系統(tǒng)的伺服電機，輸入軸總成01位置固定，通過伺服電機帶動內(nèi)/外輸入軸同時轉(zhuǎn)動，且轉(zhuǎn)速和方向都可調(diào)整。

具體地，伺服電機提供自轉(zhuǎn)動力，其中轉(zhuǎn)速及方向可調(diào)，通過工裝10a與花鍵套10b相連接傳遞扭矩。輸入軸總成01包含內(nèi)輸入軸及外輸入軸，內(nèi)輸入軸及外輸入軸的花鍵分別安裝于花鍵套10b，因此，伺服電機通過工裝10a連接花鍵套10b，進而可以帶動內(nèi)輸入軸及外輸入軸以相同的轉(zhuǎn)速和方向進行旋轉(zhuǎn)。內(nèi)輸入軸總成01利用固定座10在軸向高度上限位，輸入軸總成固定機構(gòu)1通過頂尖對輸入軸總成01進行位置精確定位。

輸入軸總成固定機構(gòu)1將輸入軸總成01軸心固定，但輸入軸總成01中可以轉(zhuǎn)動。第一輸出軸總成02、第二輸出軸總成03和差速器總成04分別通過不同的拼裝機構(gòu)，向輸入軸總成01靠攏來完成裝配。其中：

①第一輸出軸總成拼裝機構(gòu)2包括用于上下軸向固定工件軸心的第一夾持機構(gòu)以及用于驅(qū)動工件直線運動的第一直線推進機構(gòu)。第一直線推進機構(gòu)包括固定設(shè)置在拼裝機架5上的第一直線導(dǎo)軌23和連接自動控制系統(tǒng)的第一推進氣缸22。第一夾持機構(gòu)包括帶第一定位氣缸21a的第一上部頂尖機構(gòu)21和下部的第一底座20，上部頂尖機構(gòu)21與下部的底座20相對應(yīng)，且它們之間構(gòu)成第一輸出軸總成02定心夾裝位。具體地，第一夾持機構(gòu)還包括一個連接上部頂尖機構(gòu)21和下部的底座20的支架臂，第一夾持機構(gòu)整體在上述第一直線導(dǎo)軌23上可滑動，而第一推進氣缸22輸出端作用與所述第一夾持機構(gòu)上，用于推動第一輸出軸總成02直線移動。

②第二輸出軸總成拼裝機構(gòu)3包括用于上下軸向固定工件軸心的第二夾持機構(gòu)以及用于驅(qū)動工件直線運動的第二直線推進機構(gòu)。第二直線推進機構(gòu)包括固定設(shè)置在拼裝機架5上的第二直線導(dǎo)軌33和連接自動控制系統(tǒng)的第二推進氣缸32。第二夾持機構(gòu)包括帶第二定位氣缸31a的第二上部頂尖機構(gòu)31和下部的第二底座30，上部頂尖機構(gòu)31與下部的底座30相對應(yīng)，且它們之間構(gòu)成第二輸出軸總成03定心夾裝位。具體地，第二夾持機構(gòu)還包括一個連接上部頂尖機構(gòu)31和下部的底座30的支架臂，第二夾持機構(gòu)整體在上述第二直線導(dǎo)軌33上可滑動，而第一推進氣缸32輸出端作用與第二夾持機構(gòu)上，用于推動第二輸出軸總成03直線移動。

總之，第一輸出軸總成拼裝機構(gòu)2和第二輸出軸總成拼裝機構(gòu)3結(jié)構(gòu)和形狀非常相似，他們僅僅方向相對，推進方向均位于所述輸入軸總成中配裝齒的近切線方向。本發(fā)明所述配裝齒的近切線方向是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的方向，以第一輸出軸總成02初始位置為起點和配裝齒的裝配點為終點，形成基準(zhǔn)線，推進方向的推進直線與基準(zhǔn)線之間的夾角不超過20度。

③差速器總成拼裝機構(gòu)4包括用于上下軸向固定工件軸心的第三夾持機構(gòu)以及用于驅(qū)動工件直線運動的第三直線推進機構(gòu)。第三直線推進機構(gòu)包括固定設(shè)置在拼裝機架5上的第三直線導(dǎo)軌43和連接自動控制系統(tǒng)的第三推進氣缸45。

第三夾持機構(gòu)包括帶第三定位氣缸41a的第三上部頂尖機構(gòu)41和下部的第三底座40，第三上部頂尖機構(gòu)41與下部的第三底座40相對應(yīng)，且它們之間構(gòu)成差速器總成04的定心夾裝位。具體地，第三夾持機構(gòu)還包括一個連接上部頂尖機構(gòu)41和下部的底座40的支撐架，第三夾持機構(gòu)整體在上述第三直線導(dǎo)軌43上可滑動，而第三推進氣缸42輸出端作用與第三夾持機構(gòu)上，用于推動差速器總成04直線移動。

在上述用于固定輸入軸總成軸心的固定裝置中，上方的頂尖定位機構(gòu)11固定在所述差速器總成拼裝機構(gòu)上，具體是固定在上述支撐架上。因此，上方的頂尖定位機構(gòu)11和第三上部頂尖機構(gòu)41之間的間距恒定。差速器總成拼裝機構(gòu)4需要移動之后，才能使得頂尖定位機構(gòu)11與輸入軸總成固定機構(gòu)1中的固定座10對應(yīng)，進而用于夾持輸入軸總成01。

另外，差速器總成拼裝機構(gòu)4上還設(shè)有零件單獨移動機構(gòu)46，零件單獨移動機構(gòu)46具體是安裝于支撐架上的第四推進氣缸，主要用于移動第三底座40，從而單獨移動差速器總成04，由于第三上部頂尖機構(gòu)41安裝于支撐架中部并且輸出端朝下。因此，零件單獨移動機構(gòu)46可調(diào)整差速器總成04相對第三上部頂尖機構(gòu)41的位置，即第四推進氣缸可推動差速器總成04定位座直線移動，便于差速器總成04裝入。

差速器總成拼裝機構(gòu)4的推進方向大致指向所述輸入軸總成01的軸心。

使用時，即應(yīng)用上述自動拼裝裝置進行的DCT變速箱軸系自動拼裝方法，包括如下步驟：

包括如下步驟：

S01拼裝前位置落位，設(shè)備檢測各個軸系總成初始位置正；

S02電機1a帶動輸入軸總成內(nèi)/外輸入軸同時轉(zhuǎn)動；

S03軸系上同步器都置于空擋位置；

S04差速器總成拼裝機構(gòu)4通過第三推進氣缸45，直線推進至設(shè)定位置；此時，上方的頂尖定位機構(gòu)11也移動至固定座10上方，頂尖定位機構(gòu)11下壓對輸入軸總成01定心；差速器總成04和輸入軸總成01處于設(shè)定距離；

S05第一輸出軸總成02通過第一推進氣缸22，直線推進與輸入軸總成01拼裝，傳感器檢測第一輸出軸總成02到位信號正確，停止第一推進氣缸，完成第一輸出軸總成02拼裝；

S06第二輸出軸總成03通過第二推進氣缸32，直線推進與輸入軸總成01拼裝，傳感器檢測第二輸出軸總成03到位信號正確，停止第二推進氣缸32，完成第二輸出軸總成03拼裝；即完成最終拼裝。

具體地，如S01步驟，自動拼裝裝置檢測各個軸系總成初始位置正確后，初始位置與軸系部裝線托盤軸系的位置相對應(yīng)。如圖3所示，1a位置為輸入軸總成01原始位置，其保持位置固定并自轉(zhuǎn)。

當(dāng)所有軸系即輸出軸總成01、第一輸出軸總成02、第二輸出軸總成03和差速器總成04落至原位1a、2a、3a、4a后，輸入軸總成固定機構(gòu)1、第一輸出軸總成拼裝機構(gòu)2、第二輸出軸總成拼裝機構(gòu)3以及差速器總成拼裝機構(gòu)4中的上方的定位機構(gòu)由定位氣缸推動頂尖對各個軸系進行精確定位，同時有傳感器向設(shè)備發(fā)出檢測到位信號。

接著，差速器總成04原始位置處于4a位置，由第三推進氣缸45在第三直線導(dǎo)軌43上直線運動，移動至4b位置時，停止。傳感器檢測到位信號，由自動控制系統(tǒng)處理并啟動第一推進氣缸22，輸出軸總成02從原始位置2a，由第一推動氣缸22在第一直線導(dǎo)軌23上導(dǎo)向自動推動至位置2b，由于輸入軸總成01處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，且上與輸入軸總成01上相嚙合的齒輪都處于空擋位置，齒輪可以相對于第一輸出軸總成02自由旋轉(zhuǎn)，所以輸入軸總成01的自轉(zhuǎn)可以確保第一輸出軸總成02正確的嚙合，同時2b位置在導(dǎo)軌上有機械限位機構(gòu)8及位置檢測傳感器在第一輸出軸總成02到達2b位置后，將停止直線運動，同時傳感器發(fā)出到位信號通知第一推進氣缸22停止推動。

同理，第二輸出軸總成03從原始位置3a，由第二推動氣缸32在第二直線導(dǎo)軌33上導(dǎo)向自動推動至位置3b，由于輸入軸總成01處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，且第二輸出軸總成03上與輸入軸總成01上相嚙合的齒輪都處于空擋位置，齒輪可以相對于第二輸出軸總成03自由旋轉(zhuǎn)，所以輸入軸總成01的自轉(zhuǎn)可以確保第二輸出軸總成03正確的嚙合，同時3b位置在導(dǎo)軌上有機械限位機構(gòu)8及位置檢測傳感器，第二輸出軸總成03總成到達3b位置后，將停止直線運動，同時傳感器發(fā)出到位信號通知設(shè)備氣缸停止推動，拼裝完成。

在第一輸出軸總成01和第二輸出軸總成02拼裝過程中，由于軸系上同步器都處于空擋位置，故每個檔位的齒輪在軸固定的前提下都處于自由狀態(tài)，輸入軸總成固定機構(gòu)1使得輸入軸總成01僅僅軸心被固定，而輸入軸總成01能主動旋轉(zhuǎn)，再加上軸系上同步器都處于空擋位置，通過近切線方向推進，可以保證每個檔位的齒輪能夠充分的嚙合到位，及時很多斜齒輪，也不會存在嚙合不到位的問題，且不會產(chǎn)生齒頂間相撞產(chǎn)生的磕碰問題。

當(dāng)然，第一輸出軸總成01及第二輸出軸總成02分別通過推進氣缸自動推動，向輸入軸總成01裝配齒的近切線方向進行拼裝，既偏離指向軸心方向，又能保證裝配齒最外端符合一定的配合要求。

對于本發(fā)明而言，由于DCT變速箱軸系本身機械配合需要，加之裝配設(shè)計的安全性考慮，本發(fā)明差速器總成04要先推進配合，由于差速器總成拼裝機構(gòu)4中的支撐架分別固定設(shè)有用于差速器總成04定心的第三上部頂尖機構(gòu)41以及用于輸入軸總成01定心上方的頂尖定位機構(gòu)11，而頂尖定位機構(gòu)11和第三上部頂尖機構(gòu)41間距按照設(shè)計要求恒定設(shè)計，差速器總成04和輸入軸總成01不接觸，因此第一步完成差速器總成04拼裝。再第一輸出軸總成02，最后再第二輸出軸總成03通過推進氣缸來完成最終配合。同時差速器總成能被動自轉(zhuǎn)，更有利于其與第一輸出軸總成02和第二輸出軸總成03的拼裝，避免磕碰。

由于DCT變速箱軸系本身機械配合需要裝配齒之間有嚙合間隙，同時，在上述配合過程中，還需要保證拼裝過程斜齒輪既部撞擊，又能夠完全嚙合，因此，對拼裝過程要求非常高。本發(fā)明不僅在拼裝機架設(shè)置了三個分別檢測第一輸出軸02、第二輸出軸總成03和差速器總成04最終拼裝位置的傳感器；三個傳感器分別信號連接自動控制系統(tǒng)(圖中未示出)，當(dāng)傳感器向自動控制系統(tǒng)輸入到位信號時，自動控制系統(tǒng)輸出停止推進氣缸運動，以保證推進氣缸不再繼續(xù)推進，防止拼裝，嚙合過程撞擊。此外，為了更好保證斜齒輪順利地嚙合，再嚙合點時，上述機械限位機構(gòu)8設(shè)置在本發(fā)明三個直線導(dǎo)軌末端。每個機械限位機構(gòu)8均包括彈性減速機構(gòu)和限位塊80，彈性減速機構(gòu)包括相對推進方向相向伸出的導(dǎo)柱81和彈簧82；限位塊80上設(shè)有導(dǎo)柱容納孔。導(dǎo)柱81內(nèi)端通過彈簧82安裝于導(dǎo)柱容納孔內(nèi)，并且施于壓力可使導(dǎo)柱沿導(dǎo)柱容納孔內(nèi)伸縮。以保證靠近配裝時，推進機構(gòu)會機械檢索，最終被限位塊限制在機械死擋機構(gòu)限位，保證軸系配裝不出問題。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。