一種五軸變四軸擰緊設備變位機構的制作方法
1.本實用新型涉及電動擰緊設備技術領域，具體是涉及一種五軸變四軸擰緊設備變位機構， 用以解決車輛裝配過程中針對同產線上不同車型輪胎緊固螺栓擰緊需要，實現在車橋上不同倍數的緊固螺栓車型混線情況下的快速切換。
背景技術：
2.正常情況下，車輛輪胎緊固螺栓存在多種規格，其中車輪分度圓275mm，8螺栓均布（4倍數）、分度圓282.75mm,10螺栓均布（5倍數）和分度圓335mm，10螺栓分布（5倍數）的車型混線情況較常見。
3.現有的變位機構存在缺點是：
①
擰緊設備的變位中心分度圓與設備中心不一致，此會導致變位擰緊時的設備存在偏重。不同的變位情況下，偏重方向和力量也不一致，極大地影響了操作者的使用。同時也會導致擰緊作業時，需要操作者頻繁調整設備工作高度，在增加操作者工作量的同時，也影響了生產效率，增加生產節拍。本實用新型解決了，變位中心與設備中心不一致的問題，偏重情況得到解決，減輕勞動強度，提高生產效率。
4.②
變位后的擰緊設備，沒有二次定位裝置以及確認變位成功的反饋。在重復使用的情況下，變位裝置因磨損、誤操作等原因，難免存在變位誤差甚至沒有變位成功。此時沒有二次定位以及確認變位成功的反饋的情況下，極易產生生產事故甚至傷及操作者。
5.現有技術中的變位機構，以“一種五組中心變位裝置”為例，其技術方案中提及到其中兩組中心變位裝置外端的固定盤上，分別設有定位塊與其活動相接。
6.而這種“五組中心變位裝置”需要各配置一套驅動裝置或分別進行手動作業，設備結構繁瑣及操作次數數量多；并且，這種變位機構采用在設備前基板上切開滑動槽口，五套變位機構分別設置一個滑塊通過在滑動槽口內滑動的方式實現變位。此方式的問題在于設備前基板上切開的五處滑動槽口，嚴重破壞了設備的結構強度。同等力矩擰緊要求下，現有技術必須通過增加前基板厚度，改進材料等方式保證結構強度，增加設備重量的同時，產生了原材料的浪費，加大操作者的使用強度。
技術實現要素：
7.鑒于上述所述變位機構存在的種種技術缺陷，本實用新型提供一種五軸變四軸擰緊設備變位機構，通過齒輪/齒盤聯動變位的方式，實現減少驅動裝置數量或手動作業次數，簡化了設備；解決了變位中心與設備中心不一致的問題，偏重情況得到解決，減輕勞動強度，提高生產效率。
8.為了實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案是：一種五軸變四軸擰緊設備變位機構，包括前基板、轉動組件和滑動單元；所述轉動組件為4套，轉動設置于前基板上；其中2套轉動組件分別通過各自動力源獨立驅動，另2套轉動組件共同通過一套動力源驅動；所述滑動單元包括直線變位機構和驅動氣缸，直線變位機構滑動設置于前基板上，驅動氣缸固定連接于前基板上；所述滑動單元的直線變位機構設置于獨立驅動的2套轉動組件
之間；另2套轉動組件在前基板上靠近于驅動氣缸位置設置；每套轉動組件包括驅動齒輪組和旋轉變位機構，驅動齒輪組與旋轉變位機構進行嚙合傳動，所述旋轉變位機構設有擰緊軸安裝孔，擰緊軸設置于安裝孔中；通過每套轉動組件的動力源提供動力控制旋轉變位機構上的擰緊設備到達要求位置，以實現擰緊軸軸心分度圓直徑的改變；
9.進一步的，所述的旋轉變位機構為齒盤，擰緊軸安裝孔開設在齒盤上；
10.位于擰緊軸安裝孔位置的一側的齒盤上還均勻設有多個銷孔，齒盤通過多個銷軸轉動連接于前基板上；
11.具體的，齒盤上銷孔的數量為3個，銷軸配合于銷孔中。
12.進一步的，獨立驅動的2套轉動組件的結構完全相同，每套轉動組件包括，1個驅動齒輪組、1個齒盤及1套伺服電機組；所述驅動齒輪組包括主動齒輪和從動齒輪，伺服電機組設置于前基板的一側，電機輸出軸連接于主動齒輪軸上，主動齒輪與從動齒輪嚙合，從動齒輪與齒盤嚙合；通過伺服電機組驅動驅動齒輪組轉動，齒輪帶動旋轉變位機構同步轉動，通過伺服控制旋轉變位機構上的擰緊設備到達要求的位置；
13.所述的獨立驅動的2套轉動組件的2個齒盤分別稱之為1#齒盤和2#齒盤；
14.進一步的，共同通過一套動力源驅動的2套轉動組件包括：1個驅動齒輪組、2個齒盤及1套伺服電機組；同樣，伺服電機組設置于前基板的一側，電機輸出軸連接于主動齒輪軸上，主動齒輪與從動齒輪嚙合，主動齒輪與從動齒輪同時分別與2個齒盤嚙合；所述的驅動齒輪的主動齒輪和從動齒輪為同步異向驅動齒輪組；
15.伺服電機組驅動同步異向驅動齒輪組同步異向轉動，齒輪帶動旋轉變位機構的兩個齒盤進行相反方向的同步轉動，通過伺服控制旋轉變位機構上的兩個擰緊設備到達要求的位置；
16.所述共同通過一套動力源驅動的2套轉動組件的2個齒盤分別稱之為3#齒盤和4#齒盤；
17.進一步的，所述的滑動單元的數量為1組，其中直線變位機構連接于驅動氣缸上；所述直線變位機構設置有擰緊軸安裝孔的滑板，所述滑板包括設置于所述前基板兩端的滑塊和滑塊壓板；其中，所述滑塊壓板與驅動氣缸同側；所述滑塊穿過所述前基板與所述滑塊壓板固定連接；所述滑塊可相對所述前基板滑動；所述滑塊壓板上設置有變位拉板，所述驅動氣缸輸出端設置有變位拉桿；所述變位拉板與所述變位拉桿配合，用于改變擰緊軸安裝孔的圓心相對所述前基板中心之間的距離；
18.進一步的，置于前基板上的驅動氣缸通過plc控制，驅動直線變位機構進行直線運動變位；置于直線變位機構上的擰緊設備同時移動到指定位置。
19.更進一步的，本實用新型的技術發明構思還在于，前基板上的每套旋轉組件上還設置定位裝置，實現變位后的擰緊設備能夠二次固定位置；每個定位裝置設置在旋轉變位機構上；前基板對應每個旋轉變位機構外周位置至少設置有3個定位銷孔；定位銷孔與定位裝置配合，用于旋轉變位機構相對前基板的位置固定；
20.其中，定位銷孔的位置變化用于改變擰緊軸安裝孔圓心與前基板中心之間的距離。
21.進一步的，所述的定位裝置包括：驅動氣缸，所述驅動氣缸的一端通過固定座連接在旋轉變位機構上，驅動氣缸缸體內的活塞桿伸縮設置于固定座內部并且活塞桿的頭部設
置有定位銷組件，定位銷組件設置于固定座中；
22.在每套轉動組件的各個旋轉變位機構轉動到要求位置后，通過控制驅動氣缸驅動定位銷組件伸出，與前基板上的定位銷孔配合，實現變位后的二次定位。
23.在上述基礎上為了實現確認變位成功的反饋，通過判斷定位銷組件是否完全伸出，在定位裝置的驅動氣缸上設置磁性開關，通過plc系統進行控制；定位銷組件完全伸出后，驅動氣缸上的磁性開關感應發令，系統判定相對應的擰緊軸到達指定位置；如此時定位銷組件未能有效插入定位孔內，即定位銷組件未能完全伸出，則驅動氣缸上的磁性開關沒有發令，系統報警提醒操作者檢查，檢查無誤后，操作者重新控制變位，直到變位動作完成。
24.本實用新型的有益效果是：
25.本實用新型采用齒輪/齒盤聯動變位解決了變位中心與設備中心不一致的問題，偏重情況得到改善，減輕勞動強度，提高生產效率；
26.采用定位裝置，通過氣缸推動定位銷與定位銷孔進行配合，二次固定位置；同時通過檢測開關檢測定位銷是否有效定位，來判定擰緊單元是否變位到位，防止出現變位誤差甚至沒有變位的情況，避免產生生產事故、傷及操作者；
27.采用了同步異向驅動齒輪組的方式，實現減少驅動裝置數量或手動作業次數，簡化了設備；
28.通過齒輪聯動變位的結構，齒輪在前基板表面上進行轉動，保證了設備本身的強度，減輕設備重量的同時，提高了安全性。
附圖說明
29.圖1為本實用新型五軸變四軸擰緊設備變位機構結構圖。
30.圖2為擰緊設備結構圖。
31.圖3為圖1中的定位裝置結構圖。
32.圖4為圖3的a-a面剖視圖。
33.圖5為本實用新型的五軸φ335變位狀態示意圖。
34.圖6為本實用新型的五軸φ285 .75變位狀態示意圖。
35.圖7為本實用新型的五軸φ275變位狀態示意圖。
36.圖中，1、前基板、2、驅動齒輪組、3、旋轉變位機構、4、同步異向驅動齒輪組、5、第二旋轉變位機構、6、驅動氣缸、7、直線變位機構、8、定位裝置、8.1、氣缸、8.2、固定座、8.3、定位銷組件、9、第一伺服電機組、10、第二伺服電機組、11、擰緊設備、12、定位銷孔。
具體實施方式
37.為使本實用新型的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本實用新型。但是本實用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵的情況下做類似改進，因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。
38.如圖1-4所示的一種五軸變四軸擰緊設備變位機構，包括前基板1、轉動組件和滑動單元；所述轉動組件為4套，轉動設置于前基板1上；其中2套轉動組件分別通過各自動力
源獨立驅動，另2套轉動組件共同通過一套動力源驅動；所述滑動單元包括直線變位機構7和驅動氣缸6，直線變位機構7滑動設置于前基板1上，驅動氣缸6固定連接于前基板1上，驅動氣缸6與直線變位機構7配合，用于拖動直線變位機構7相對于前基板1滑動；所述滑動單元的直線變位機構7設置于獨立驅動的2套轉動組件之間；另2套轉動組件在前基板1上靠近于驅動氣缸6位置設置；每套轉動組件包括驅動齒輪組和旋轉變位機構，驅動齒輪組2與旋轉變位機構3進行嚙合傳動，所述旋轉變位機構3設有擰緊軸安裝孔，擰緊軸設置于安裝孔中；通過每套轉動組件的動力源提供動力控制旋轉變位機構3上的擰緊設備到達要求位置，以實現擰緊軸軸心分度圓直徑的改變；
39.進一步的，所述的旋轉變位機構3為齒盤，擰緊軸安裝孔開設在齒盤上；
40.進一步的，獨立驅動的2套轉動組件的結構完全相同，每套轉動組件包括，1個驅動齒輪組2、1個齒盤及1套伺服電機組，所述的伺服電機組為第一伺服電機組9；所述驅動齒輪組2包括主動齒輪和從動齒輪，伺服電機組9設置于前基板1的一側，電機輸出軸連接于主動齒輪軸上，主動齒輪與從動齒輪嚙合，從動齒輪與齒盤嚙合；通過伺服電機組9驅動驅動齒輪組2轉動，齒輪帶動旋轉變位機構3同步轉動，通過伺服控制旋轉變位機構3上的擰緊設備到達要求的位置；
41.所述的獨立驅動的2套轉動組件的2個齒盤分別稱之為1#齒盤和2#齒盤；
42.進一步的，共同通過一套動力源驅動的2套轉動組件包括：1個驅動齒輪組、2個齒盤及1套伺服電機組；所述伺服電機組為第二伺服電機組10；同樣，伺服電機組10設置于前基板1的一側，電機輸出軸連接于主動齒輪軸上，主動齒輪與從動齒輪嚙合，主動齒輪與從動齒輪同時分別與2個齒盤嚙合；所述的驅動齒輪的主動齒輪和從動齒輪為同步異向驅動齒輪組4；所述的旋轉變位機構為第二旋轉變位機構5；
43.伺服電機組10驅動同步異向驅動齒輪組4同步異向轉動，齒輪帶動旋轉變位機構5的兩個齒盤進行相反方向的同步轉動，通過伺服控制旋轉變位機構5上的兩個擰緊設備到達要求的位置；
44.所述共同通過一套動力源驅動的2套轉動組件的2個齒盤分別稱之為3#齒盤和4#齒盤；
45.進一步的，所述的滑動單元的數量為1組，其中直線變位機構7連接于驅動氣缸6上；所述直線變位機構7設置有擰緊軸安裝孔的滑板，所述滑板包括設置于所述前基板兩端的滑塊和滑塊壓板；其中，所述滑塊壓板與驅動氣缸6同側；所述滑塊穿過所述前基板1與所述滑塊壓板固定連接；所述滑塊可相對所述前基板1滑動；所述滑塊壓板上設置有變位拉板，所述驅動氣缸6輸出端設置有變位拉桿；所述變位拉板與所述變位拉桿配合，用于改變擰緊軸安裝孔的圓心相對所述前基板1中心之間的距離；
46.前基板1上的每套旋轉組件上還設置定位裝置8，實現變位后的擰緊設備能夠二次固定位置；每個定位裝置設置在旋轉變位機構上；前基板1對應每個旋轉變位機構外周位置至少設置有3個定位銷孔12；定位銷孔12與定位裝置配合，用于旋轉變位機構相對前基板1的位置固定；
47.其中，定位銷孔12的位置變化用于改變擰緊軸安裝孔圓心與前基板1中心之間的距離。
48.進一步的，所述的定位裝置包括：驅動氣缸8.1，所述驅動氣缸8.1的一端通過固定
座8.2連接在旋轉變位機構上，驅動氣缸8.1缸體內的活塞桿伸縮設置于固定座8.2內部并且活塞桿的頭部設置有定位銷組件8.3，定位銷組件8.3設置于固定座8.2中；
49.在每套轉動組件的各個旋轉變位機構轉動到要求位置后，通過控制驅動氣缸8.1驅動定位銷組件8.3伸出，與前基板1上的定位銷孔12配合，實現變位后的二次定位。
50.本實施例中，五軸變四軸擰緊設備變位機構的1#齒盤和2#齒盤上相對應的固定1#擰緊軸和2#擰緊軸，3#齒盤和4#齒盤上相對應的固定3#擰緊軸和4#擰緊軸；而5#擰緊軸是由直線變位機構7固定后通過驅動氣缸6推動或拉動來實現分度圓的徑向大小變化；通過以上機構的變化，可實現分布圓φ335(對應輪胎螺栓數量為10個)、φ285 .75(對應輪胎螺栓數量為10 個)及φ275(對應輪胎螺栓數量為8個)三種汽車輪胎或汽車制動鼓螺栓分度圓的變化和對應擰緊。
51.采用上述變位機構的擰緊設備進入擰緊工作狀態前，首先確定所擰緊工件的機型，即汽車輪胎螺是10顆或是8顆，對應分度圓是φ335、φ285 .75或是φ275，確定好后，首先要對設備主機的進行變位；
52.五軸φ335變位狀態如圖5所示，通過第一伺服電機組9和第二伺服電機組10提供動力，驅動各齒輪組旋轉，帶動各旋轉變位機構上各個擰緊軸（1#、2#、3#、4#）進行旋轉到達要求位置，5#擰緊軸通過直線變位機構7推動到最大，然后通過定位裝置8將各旋轉變位機構插入到前基板1對應位置的定位銷孔12中，進行定位；這時，1#、2#、3#、4#、5#擰緊軸圓心對應分度圓直徑為φ335，五軸互為72
°
均布；
53.五軸φ285 .75變位狀態如圖6所示，通過第一伺服電機組9和第二伺服電機組10提供動力，驅動各齒輪組旋轉，帶動各旋轉變位機構上各個擰緊軸（1#、2#、3#、4#）進行旋轉到達要求位置，5#擰緊軸通過直線變位機構7拉動到最小，然后通過定位裝置8將各旋轉變位機構插入到前基板1對應位置的定位銷孔12中，進行定位；這時，1#、2#、3#、4#、5#擰緊軸圓心對應分度圓直徑為φ285 .75，五軸互為72
°
均布；
54.四軸φ275變位狀態如圖7所示，通過第一伺服電機組9和第二伺服電機組10提供動力，驅動各齒輪組旋轉，帶動各旋轉變位機構上各個擰緊軸（1#、2#、3#、4#）進行旋轉到達要求位置，5#擰緊軸通過直線變位機構7推動到最大，5#擰緊軸不在分度圓上，然后通過定位裝置8將各旋轉變位機構插入到前基板1對應位置的定位銷孔12中，進行定位；這時1#、2#、3#、4#擰緊軸圓心對應對應分度圓直徑為φ275， 其中的1#、2#、3#、4#軸互為90
°
均布。
55.在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
56.此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本實用新型的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。
57.在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固
定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
58.在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
59.需要說明的是，當元件被稱為“固定于”或“設置于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的，并不表示是唯一的實施方式。
技術特征：
1.一種五軸變四軸擰緊設備變位機構，其特征在于，包括前基板、轉動組件和滑動單元；所述轉動組件為4套，轉動設置于前基板上；其中2套轉動組件分別通過各自動力源獨立驅動，另2套轉動組件共同通過一套動力源驅動；所述滑動單元包括直線變位機構和驅動氣缸，直線變位機構滑動設置于前基板上，驅動氣缸固定連接于前基板上；所述滑動單元的直線變位機構設置于獨立驅動的2套轉動組件之間；另2套轉動組件在前基板上靠近于驅動氣缸位置設置；每套轉動組件包括驅動齒輪組和旋轉變位機構，驅動齒輪組與旋轉變位機構進行嚙合傳動，所述旋轉變位機構設有擰緊軸安裝孔，擰緊軸設置于安裝孔中。2.根據權利要求1所述的一種五軸變四軸擰緊設備變位機構，其特征在于：所述的旋轉變位機構為齒盤，擰緊軸安裝孔開設在齒盤上。3.根據權利要求1所述的一種五軸變四軸擰緊設備變位機構，其特征在于：獨立驅動的2套轉動組件的結構完全相同，每套轉動組件包括，1個驅動齒輪組、1個齒盤及1套伺服電機組；所述驅動齒輪組包括主動齒輪和從動齒輪，伺服電機組設置于前基板的一側，電機輸出軸連接于主動齒輪軸上，主動齒輪與從動齒輪嚙合，從動齒輪與齒盤嚙合；通過伺服電機組驅動驅動齒輪組轉動，齒輪帶動旋轉變位機構同步轉動，通過伺服控制旋轉變位機構上的擰緊設備到達要求的位置。4.根據權利要求1所述的一種五軸變四軸擰緊設備變位機構，其特征在于：同通過一套動力源驅動的2套轉動組件包括：1個驅動齒輪組、2個齒盤及1套伺服電機組；同樣，伺服電機組設置于前基板的一側，電機輸出軸連接于主動齒輪軸上，主動齒輪與從動齒輪嚙合，主動齒輪與從動齒輪同時分別與2個齒盤嚙合；所述的驅動齒輪的主動齒輪和從動齒輪為同步異向驅動齒輪組；伺服電機組驅動同步異向驅動齒輪組同步異向轉動，齒輪帶動旋轉變位機構的兩個齒盤進行相反方向的同步轉動，通過伺服控制旋轉變位機構上的兩個擰緊設備到達要求的位置。5.根據權利要求1所述的一種五軸變四軸擰緊設備變位機構，其特征在于：所述的滑動單元的數量為1組，其中直線變位機構連接于驅動氣缸上。6.根據權利要求5所述的一種五軸變四軸擰緊設備變位機構，其特征在于：所述直線變位機構設置有擰緊軸安裝孔的滑板，所述滑板包括設置于所述前基板兩端的滑塊和滑塊壓板；其中，所述滑塊壓板與驅動氣缸同側；所述滑塊穿過所述前基板與所述滑塊壓板固定連接；所述滑塊可相對所述前基板滑動；所述滑塊壓板上設置有變位拉板，所述驅動氣缸輸出端設置有變位拉桿；所述變位拉板與所述變位拉桿配合。7.根據權利要求1所述的一種五軸變四軸擰緊設備變位機構，其特征在于：前基板上的每套旋轉組件上還設置定位裝置，每個定位裝置設置在旋轉變位機構上；前基板對應每個旋轉變位機構外周位置至少設置有3個定位銷孔；定位銷孔與定位裝置配合。8.根據權利要求7所述的一種五軸變四軸擰緊設備變位機構，其特征在于：所述的定位裝置包括：驅動氣缸，所述驅動氣缸的一端通過固定座連接在旋轉變位機構上，驅動氣缸缸體內的活塞桿伸縮設置于固定座內部并且活塞桿的頭部設置有定位銷組件，定位銷組件設置于固定座中。9.根據權利要求8所述的一種五軸變四軸擰緊設備變位機構，其特征在于：在定位裝置的驅動氣缸上設置磁性開關，通過plc系統進行控制；定位銷組件完全伸出后，驅動氣缸上的磁性開關感應發令，系統判定相對應的擰緊軸到達指定位置。
技術總結
本實用新型涉及一種五軸變四軸擰緊設備變位機構，包括前基板、轉動組件和滑動單元；轉動組件為4套，轉動設置于前基板上；其中2套轉動組件分別通過各自動力源獨立驅動，另2套轉動組件共同通過一套動力源驅動；滑動單元包括直線變位機構和驅動氣缸，滑動單元的直線變位機構設置于獨立驅動的2套轉動組件之間；每套轉動組件包括驅動齒輪組和旋轉變位機構，驅動齒輪組與旋轉變位機構進行嚙合傳動，通過每套轉動組件的動力源提供動力控制旋轉變位機構上的擰緊設備到達要求位置，以實現擰緊軸軸心分度圓直徑的改變；解決了變位中心與設備中心不一致的問題，偏重情況得到改善，減輕勞動強度，提高生產效率。提高生產效率。提高生產效率。
