CN102729035B - 钢球自动压装装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢球自动压装装置，其特征在于：它包括底座和支架，所述底座上安装有工件输送机构，所述支架上安装有工件夹紧机构、钢球分拣输送机构和钢球压入机构；所述工件输送机构用于装载输送工件，所述工件夹紧机构用于将输送到位的工件固定住，所述钢球分拣输送机构用于将钢球输送至工件，所述钢球压入机构用于将钢球压入工件。本发明结构巧妙、紧凑合理、压配定位精确，安装和维护方便，能够使钢球自动输送并精确地压装到油泵壳体工件中，提高油泵壳体内钢球定位和压装工艺的质量稳定性，并减轻了操作人员工作强度和提高劳动生产效率，使油泵壳体的钢球压装质量标准符合工艺装配标准要求。

Description

钢球自动压装装置

技术领域

本发明属于自动化设备技术领域，涉及一种自动装配装置，具体地说是能够自动、精确地在油泵壳体上压入多颗钢球的钢球自动压装装置。

背景技术

在已有技术中，油泵壳体内的油孔和气孔是用钢球密封的，目前在油泵壳体内安装钢球的方式主要是由人工敲入，工人劳动强度大，效率低下，而且压装深度、压入的压力难以控制，给工件质量带来一定的不稳定性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种在油泵壳体上压入多颗钢球的钢球自动压装装置，该装置结构巧妙、紧凑合理、压配精确、效率高、自动化程度高，能够使钢球自动输送并精确地压装到油泵壳体工件中，并减轻了操作人员的工作强度，提高劳动生产效率。

按照本发明提供的技术方案：钢球自动压装装置，其特征在于：它包括底座和支架，所述底座上安装有工件输送机构，所述支架上安装有工件夹紧机构、钢球分拣输送机构和钢球压入机构；

所述工件输送机构用于装载输送工件，工件输送机构包括进料气缸、进料导轨和工件支座，所述进料导轨安装在底座上，工件支座设置在进料导轨上并与进料导轨上的滑块固定连接；进料气缸设置在工件支座一侧，进料气缸的活塞杆端与工件支座相连接，工件支座通过进料气缸带动在进料导轨上移动；

所述工件夹紧机构用于将输送到位的工件固定住，工件夹紧机构包括上压紧气缸和横向夹紧缸，所述上压紧气缸安装在支架顶部，上压紧气缸的活塞杆向下连接有用于向下压紧工件顶部的上压块；所述横向夹紧缸有两件，并分别安装在支架两侧，横向夹紧缸的活塞杆连接有用于压紧工件侧部的侧压块；

所述钢球分拣输送机构用于将钢球输送至工件，钢球分拣输送机构包括料斗架、钢球座、旋转体、钢球料斗、摆动气缸、摆动轴，所述料斗架安装在支架顶部，所述钢球料斗共有四个，每个钢球料斗对应安装在一个钢球座上，钢球座安装在料斗架上；所述钢球座顶部设有与钢球料斗出口相通的钢球输入孔道，钢球座底部设有钢球输出孔道，所述钢球输出孔道上连接有上接头，所述钢球输送管上端连接在上接头上；所述旋转体装在钢球座内，旋转体上设有一个恰能容纳一个钢球的钢球室，钢球料斗内的钢球能够从钢球座上的孔道进入钢球室；所述旋转体通过平键与摆动轴连接，摆动轴与摆动气缸连接，摆动气缸通过摆动轴带动旋转体联动旋转；初始时，旋转体上的钢球室与钢球座上的钢球输入孔道连通，钢球进入钢球室，旋转体旋转180度后，钢球室与钢球座上的钢球输出孔道连通，钢球在重力作用下下落并经钢球输送管输出至工件；

所述钢球压入机构用于将钢球压入工件，钢球压入机构包括基座、压套、导向套、第一压簧、导向键、压头、第二压簧和气液增压缸；所述基座固定在支架上，压套固定在基座上，所述基座和压套的中心均设有中心孔，导向套装设在基座和压套的中心孔内；所述压套上设有压簧腔，第一压簧装在压簧腔内，第一压簧一端顶压在导向套尾部台阶上，第一压簧另一端顶压压套；所述基座的中心孔内壁上设有轴向的导向槽，所述导向套的外壁上嵌装有导向键，所述导向键与导向槽形成滑动配合；所述导向套的轴向中心设有中心通孔，所述基座一侧设有用于钢球进入的第一孔道，第一孔道上设有下接头，该下接头与所述钢球输送管下端连接；所述导向套一侧设有能够与第一孔道相连通的第二孔道，钢球能够经第一孔道、第二孔道进入到导向套中心通孔的前段内；所述导向套中心通孔前段的内径尺寸小于后段，所述压头装设在中心通孔内，压头前段与中心通孔前段相适配，压头用于将进入导向套中心通孔前段内的钢球压入工件，所述压头中段套装第二压簧，第二压簧一端顶压在压头中部台阶上，第二压簧另一端顶压导向套；所述气液增压缸安装在支架后两侧，气液增压缸为压入钢球提供压力，气液增压缸的活塞杆端安装有压块，所述压块与压头尾端连接。

作为本发明的进一步改进，所述钢球料斗上装有震动头，震动头依靠震动气缸提供震动驱动力，以使钢球能够持续顺利输送。

作为本发明的进一步改进，所述钢球输送管上安装有用于感应是否有钢球通过的环形感应开关。

作为本发明的进一步改进，所述压块与压头之间设置有压力传感器。

作为本发明的进一步改进，所述压套后部安装有导向杆，所述导向杆上设有与其形成滑动配合的导向座，所述导向座连接在压头上。

作为本发明的进一步改进，所述导向套后部安装有限制压头行程的限位螺钉，限位螺钉上配装有调节螺母。

作为本发明的进一步改进，所述支架上安装有用于检测工件是否到位的接近开关。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明结构巧妙、紧凑合理、压配定位精确，安装和维护方便，能够使钢球自动输送并精确地压装到油泵壳体工件中，提高油泵壳体内钢球定位和压装工艺的质量稳定性，并减轻了操作人员工作强度和提高劳动生产效率，使油泵壳体的钢球压装质量标准符合工艺装配标准要求。

附图说明

图1为本发明实施例的结构主视图。

图2为本发明实施例的结构俯视图。

图3为本发明实施例中钢球分拣输送机构的A向局部视图。

图4为图3中的B-B向剖视图。

图5为本发明实施例中钢球压入机构放大图。

图6为本发明实施例中钢球压入机构的结构剖视图。

附图标记说明：1-震动气缸、2-震动头、3-钢球料斗、4-摆动轴、5-钢球座、6-上接头、7-钢球输送管、8-环形感应开关、9-下接头、10-气液增压缸、11-横向夹紧缸、12-侧压块、13-底座、14-进料导轨、15-工件支座、16-工件、17-支架、18-增压缸座、19-上压块、20-上压紧气缸、21-料斗架、22-摆动气缸、23-进料气缸、24-旋转体、25-导向杆、26-压块、27-压力传感器、28-导向座、29-接近开关、30-限位螺钉、31-调节螺母、32-压套、33-基座、34-压头、35-导向套、36-第一压簧、37-第二压簧、38-第一孔道、39-第二孔道、40-导向键、41-导向槽。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图所示：实施例中的钢球自动压装装置主要由工件输送机构、工件夹紧机构、钢球分拣输送机构和钢球压入机构组成，所述工件输送机构安装在底座13上，工件输送机构用于装载输送待装配的工件16；所述工件夹紧机构、钢球分拣输送机构和钢球压入机构安装在支架17上，其中的工件夹紧机构用于将输送到位的工件16固定住，钢球分拣输送机构用于将钢球输送至工件16，钢球压入机构用于将钢球压入工件16，从而完成钢球的自动压装操作。

所述工件输送机构的结构如图1、图2所示，其主要由进料气缸23、进料导轨14和工件支座15组成，所述进料导轨14安装在底座13上，工件支座15设置在进料导轨14上并与进料导轨14上的滑块固定连接；进料气缸23设置在工件支座15一侧，进料气缸23的活塞杆端与工件支座15相连接，工件支座15通过进料气缸23带动在进料导轨14上移动。

所述工件夹紧机构的结构如图1、图2所示，其主要由上压紧气缸20、上压块19、横向夹紧缸11和侧压块12组成，所述上压紧气缸20安装在支架17顶部，上压紧气缸20的活塞杆向下连接有用于向下压紧工件16顶部的上压块19；所述横向夹紧缸11有两件，并分别安装在支架17两侧，横向夹紧缸11的活塞杆连接有用于压紧工件16侧部的侧压块12。因油泵壳体工件16需压装的四颗钢球分别在两侧面，当工件16被进料气缸23送入后，为保证工件16稳定性，本发明采用上压紧和两侧夹紧的方式，以确保工件16足够稳定，保证装配精度。

另外，为实现本发明的自动化控制，所述支架17上安装有用于检测工件16是否到位的接近开关29（图5所示）。

所述钢球分拣输送机构的结构如图1~图4所示，其主要由料斗架21、钢球座5、旋转体24、钢球料斗3、摆动气缸22和摆动轴4组成，所述料斗架21安装在支架17顶部，所述钢球料斗3共有四个，钢球料斗3承放被压装的钢球，本装置设置了四个钢球料斗3，也就是说能够同时压装四颗钢球；每个钢球料斗3对应安装在一个钢球座5上，钢球座5安装在料斗架21上；所述钢球座5顶部设有与钢球料斗3出口相通的钢球输入孔道，钢球座5底部设有钢球输出孔道，所述钢球输出孔道上连接有上接头6，所述钢球输送管7上端连接在上接头6上；所述旋转体24装在钢球座5内，旋转体24上设有一个恰能容纳一个钢球的钢球室，钢球料斗3内的钢球能够从钢球座5上的孔道进入钢球室；所述旋转体24通过平键与摆动轴4连接，摆动轴4与摆动气缸22连接，摆动气缸22通过摆动轴4带动旋转体24联动旋转；初始时，旋转体24上的钢球室与钢球座5上的钢球输入孔道连通，钢球进入钢球室，旋转体24旋转180度后，钢球室与钢球座5上的钢球输出孔道连通，钢球在重力作用下下落并经钢球输送管7输出至工件16，这就保证了摆动气缸22摆动一次只能限制一个钢球输出的目的。

在上述钢球分拣输送机构中，所述钢球料斗3上还加装有震动头2，震动头2依靠震动气缸1提供震动驱动力，以使钢球能够持续顺利输送。所述钢球输送管7上安装有用于感应是否有钢球通过的环形感应开关8。

所述钢球压入机构的结构如图1、图2、图5、图6所示，其主要由基座33、压套32、导向套35、第一压簧36、导向键40、压头34、第二压簧37和气液增压缸10组成；所述基座33固定在支架17上，压套32固定在基座33上，所述基座33和压套32的中心均设有中心孔，导向套35装设在基座33和压套32的中心孔内；所述压套32上设有压簧腔，第一压簧36装在压簧腔内，第一压簧36一端顶压在导向套35尾部台阶上，第一压簧36另一端顶压压套32；所述基座33的中心孔内壁上设有轴向的导向槽41，所述导向套35的外壁上嵌装有导向键40，所述导向键40与导向槽41形成滑动配合；所述导向套35的轴向中心设有中心通孔，所述基座33一侧设有用于钢球进入的第一孔道38，第一孔道38上设有下接头9，该下接头9与所述钢球输送管7下端连接；所述导向套35一侧设有能够与第一孔道38相连通的第二孔道39，钢球能够经第一孔道38、第二孔道39进入到导向套35中心通孔的前段内；所述导向套35中心通孔前段的内径尺寸小于后段，所述压头34装设在中心通孔内，压头34前段与中心通孔前段相适配，压头34用于将进入导向套35中心通孔前段内的钢球压入工件16，所述压头34中段套装第二压簧37，第二压簧37一端顶压在压头34中部台阶上，第二压簧37另一端顶压导向套35；所述气液增压缸10安装在支架17后两侧，气液增压缸10通过增压缸座18支撑，气液增压缸10为压入钢球提供压力，气液增压缸10的活塞杆端安装有压块26，所述压块26与压头34尾端连接。为保证压头34具有足够的机械强度，所述压头34的材料采用65Mn并经热处理。

在上述钢球压入机构中，所述压块26与压头34之间设置有压力传感器27，以监测气液增压缸10的压力。所述压套32后部安装有导向杆25，所述导向杆25上设有与其形成滑动配合的导向座28，所述导向座28连接在压头34上。所述导向套35后部安装有限制压头34行程的限位螺钉30，限位螺钉30上配装有调节螺母31。

本发明的具体应用情况如下：

首先由人工将工件16（油泵壳体）放在工件输送机构中工件支座15上，接着进料气缸23启动，带动工件支座15在进料导轨14上移动，将工件16快速送到工作位置。

当工件16到位，接近开关29感应到，工件夹紧机构中的上压紧气缸20启动，上压块19从上面将工件16定位锁紧定位；随后两侧的横向夹紧缸11启动，侧压块12从两侧压紧工件16的侧面，使工件16得到其它自由度的定位锁紧。

然后钢球分拣输送机构动作，钢球料斗3中的钢球从出口进入钢球座5上的钢球输入孔道内，初始时，所述钢球座5上的钢球输入孔道与旋转体24上的钢球室连通，钢球在重力作用下进入钢球室内；然后摆动气缸22带动旋转体24旋转180度，此时钢球室与钢球座5上的钢球输出孔道连通，钢球在重力作用下下落并经钢球输送管7输出至工件16，摆动气缸22摆动一次只能输出钢球。

当环形感应开关8感应到钢球输送管7内有钢球通过时，钢球压入机构动作；钢球从钢球输送管7下端经下接头9进入基座33上的第一孔道38内；气液增压缸10向前推进，首先通过压块26推动导向套35前进，第一压簧36被压缩，当导向套35前进一定距离后，导向套35上的第二孔道39与基座33上的第一孔道38连通，钢球从第一孔道38经第二孔道39进入导向套35中心通孔的前段内；气液增压缸10继续向前推进，压头34在导向套35内向前移动，第二压簧37被压缩，压头34推动钢球进入工件16上的安装口，气液增压缸10继续往前推进，最终将钢球压入工件16至规定的深度。

本发明通过机、电、液、传感器和PLC等控制，能够实现钢球的压装，整体结构巧妙、紧凑合理、压配定位精确，安装和维护方便，能够使钢球自动输送并精确地压装到油泵壳体工件16中，提高油泵壳体内钢球定位和压装工艺的质量稳定性，并减轻了操作人员工作强度和提高劳动生产效率，使油泵壳体的钢球压装质量标准符合工艺装配标准要求。

Claims (7)

1. 钢球自动压装装置，其特征在于：它包括底座（13）和支架（17），所述底座（13）上安装有工件输送机构，所述支架（17）上安装有工件夹紧机构、钢球分拣输送机构和钢球压入机构；

所述工件输送机构用于装载输送工件（16），工件输送机构包括进料气缸（23）、进料导轨（14）和工件支座（15），所述进料导轨（14）安装在底座（13）上，工件支座（15）设置在进料导轨（14）上并与进料导轨（14）上的滑块固定连接；进料气缸（23）设置在工件支座（15）一侧，进料气缸（23）的活塞杆端与工件支座（15）相连接，工件支座（15）通过进料气缸（23）带动在进料导轨（14）上移动；

所述工件夹紧机构用于将输送到位的工件（16）固定住，工件夹紧机构包括上压紧气缸（20）和横向夹紧缸（11），所述上压紧气缸（20）安装在支架（17）顶部，上压紧气缸（20）的活塞杆向下连接有用于向下压紧工件（16）顶部的上压块（19）；所述横向夹紧缸（11）有两件，并分别安装在支架（17）两侧，横向夹紧缸（11）的活塞杆连接有用于压紧工件（16）侧部的侧压块（12）；

所述钢球分拣输送机构用于将钢球输送至工件（16），钢球分拣输送机构包括料斗架（21）、钢球座（5）、旋转体（24）、钢球料斗（3）、摆动气缸（22）、摆动轴（4），所述料斗架（21）安装在支架（17）顶部，所述钢球料斗（3）共有四个，每个钢球料斗（3）对应安装在一个钢球座（5）上，钢球座（5）安装在料斗架（21）上；所述钢球座（5）顶部设有与钢球料斗（3）出口相通的钢球输入孔道，钢球座（5）底部设有钢球输出孔道，所述钢球输出孔道上连接有上接头（6），钢球输送管（7）上端连接在上接头（6）上；所述旋转体（24）装在钢球座（5）内，旋转体（24）上设有一个恰能容纳一个钢球的钢球室，钢球料斗（3）内的钢球能够从钢球座（5）上的孔道进入钢球室；所述旋转体（24）通过平键与摆动轴（4）连接，摆动轴（4）与摆动气缸（22）连接，摆动气缸（22）通过摆动轴（4）带动旋转体（24）联动旋转；初始时，旋转体（24）上的钢球室与钢球座（5）上的钢球输入孔道连通，钢球进入钢球室，旋转体（24）旋转180度后，钢球室与钢球座（5）上的钢球输出孔道连通，钢球在重力作用下下落并经钢球输送管（7）输出至工件（16）；

所述钢球压入机构用于将钢球压入工件（16），钢球压入机构包括基座（33）、压套（32）、导向套（35）、第一压簧（36）、导向键（40）、压头（34）、第二压簧（37）和气液增压缸（10）；所述基座（33）固定在支架（17）上，压套（32）固定在基座（33）上，所述基座（33）和压套（32）的中心均设有中心孔，导向套（35）装设在基座（33）和压套（32）的中心孔内；所述压套（32）上设有压簧腔，第一压簧（36）装在压簧腔内，第一压簧（36）一端顶压在导向套（35）尾部台阶上，第一压簧（36）另一端顶压压套（32）；所述基座（33）的中心孔内壁上设有轴向的导向槽（41），所述导向套（35）的外壁上嵌装有导向键（40），所述导向键（40）与导向槽（41）形成滑动配合；所述导向套（35）的轴向中心设有中心通孔，所述基座（33）一侧设有用于钢球进入的第一孔道（38），第一孔道（38）上设有下接头（9），该下接头（9）与所述钢球输送管（7）下端连接；所述导向套（35）一侧设有能够与第一孔道（38）相连通的第二孔道（39），钢球能够经第一孔道（38）、第二孔道（39）进入到导向套（35）中心通孔的前段内；所述导向套（35）中心通孔前段的内径尺寸小于后段，所述压头（34）装设在中心通孔内，压头（34）前段与中心通孔前段相适配，压头（34）用于将进入导向套（35）中心通孔前段内的钢球压入工件（16），所述压头（34）中段套装第二压簧（37），第二压簧（37）一端顶压在压头（34）中部台阶上，第二压簧（37）另一端顶压导向套（35）；所述气液增压缸（10）安装在支架（17）后两侧，气液增压缸（10）为压入钢球提供压力，气液增压缸（10）的活塞杆端安装有压块（26），所述压块（26）与压头（34）尾端连接。

2.如权利要求1所述的钢球自动压装装置，其特征在于：所述钢球料斗（3）上装有震动头（2），震动头（2）依靠震动气缸（1）提供震动驱动力，以使钢球能够持续顺利输送。

3.如权利要求1所述的钢球自动压装装置，其特征在于：所述钢球输送管（7）上安装有用于感应是否有钢球通过的环形感应开关（8）。

4.如权利要求1所述的钢球自动压装装置，其特征在于：所述压块（26）与压头（34）之间设置有压力传感器（27）。

5.如权利要求1所述的钢球自动压装装置，其特征在于：所述压套（32）后部安装有导向杆（25），所述导向杆（25）上设有与其形成滑动配合的导向座（28），所述导向座（28）连接在压头（34）上。

6.如权利要求1所述的钢球自动压装装置，其特征在于：所述导向套（35）后部安装有限制压头（34）行程的限位螺钉（30），限位螺钉（30）上配装有调节螺母（31）。

7.如权利要求1所述的钢球自动压装装置，其特征在于：所述支架（17）上安装有用于检测工件（16）是否到位的接近开关（29）。