CN103600216A - 一种塑料管总成伺服装配机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种塑料管总成伺服装配机，其包括机架及设置在机架上的装配部组件、夹持部组件和动力组件，装配部组件包括夹具底座、接头顶杆、上夹块和下夹块，各接头顶杆装配在夹具底座上；各接头顶杆的伸出端设置有接头夹头；上夹块和下夹块相对地固定于夹持部组件，并能够在夹持部组件的控制下处于分开状态或合并状态；上夹块和下夹块的相对面分别开设有仿形槽；处于合并状态下的上夹块和下夹块的仿形槽共同形成塑料管的容置腔；夹具底座与动力组件相互连接；动力组件在水平面内具有X方向和Y方向的运动动力。本发明装配效率较高的塑料管总成伺服装配机，能解决装配出来的塑料管总成形状一致性差的问题。

Description

一种塑料管总成伺服装配机

技术领域

本发明涉及一种装配机，特别是涉及一种塑料管总成伺服装配机。

背景技术

塑料管总成装配机是用于将管接头装配到软管上的专用设备。但是，目前的燃油管总成装配机中装配部组件所使用的工装夹具都是单独配置的，比如一根燃油管总成需要装两个接头，因此需要设计和加工两套对应于两个接头的工装夹具，即，两个接头夹块和两个软管夹块，则必然会带来以下若干问题：

第一、装配效率低下：装配一根燃油管总成由于需要更换两次工装夹具，每次更换工装夹具的时间通常是5分钟左右。而且，每次换完工装夹具后，都需要对装配机进行一个长达约10分钟的对中性调整操作，比如软管的摆放位置、装配气缸的行程以及接头夹具的角度等。这种对中性调整操作过程中还会产生多套废品，造成不必要的浪费。

第二、难以保证燃油管总成形状的一致性：由于管接头和软管之间的相对角度只能依靠机械的挡板或人眼进行识别，而没有一个可靠的检测手段，难以保证装配出来的总成形状的一致性。

再者，目前燃油管总成装配机所使用的动力组件是气缸，可是由于气缸伸出和缩回的长度是无法调节的。

另外，目前燃油管总成装配机比效笨重，挪动需要叉车。运行的时候由于存在硬冲击，产生的噪音也很大。

发明内容

本发明的目的是提出一种装配效率较高的塑料管总成伺服装配机，其能解决装配出来的塑料管总成形状一致性差的问题。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种塑料管总成伺服装配机，塑料管总成包括塑料管和接头；塑料管总成伺服装配机包括机架及设置在机架上的装配部组件、夹持部组件和动力组件，其中：装配部组件用于将接头装配到塑料管上；装配部组件包括一个夹具底座、至少两个接头顶杆、一个上夹块和一个下夹块，其中：各接头顶杆装配在夹具底座上；各接头顶杆的伸出端设置有接头夹头；上夹块和下夹块相对地固定于夹持部组件，并能够在夹持部组件的控制下处于分开状态或合并状态；上夹块和下夹块的相对面分别开设有至少一个仿形槽；处于合并状态下的上夹块和下夹块的仿形槽共同形成至少两个塑料管的容置腔；夹具底座与动力组件相互连接；动力组件在水平面内具有X方向和Y方向的运动动力。

进一步地，装配部组件还包括扩口芯和伸缩机构，其中：伸缩机构具有固定端和伸缩端；固定端固定在夹具底座上；伸缩机构的伸缩方向与接头顶杆的伸出方向相同；伸缩端与扩口芯固定连接。

进一步地，伸缩机构为气缸；气缸的缸筒固定在夹具底座上；气缸的活塞杆与扩口芯固定连接。

进一步地，仿形槽从下夹块和上夹块的第一侧面直通到相对的第二侧面或相邻的第三侧面。

进一步地，下夹块的第二侧面或第三侧面的仿形槽下方设置有定位板；定位板远离下夹块的端部设置有定位槽。

进一步地，下夹块的第二侧面的定位槽呈弯曲状；下夹块的第三侧面的定位槽呈直条状。

进一步地，动力组件包括前端连接块、第一动力传动机构和第二动力传动机构，其中：前端连接块同时与第一动力传动机构和第二动力传动机构相连；第一动力传动机构具有水平面内的X方向的运动动力；第二动力传动机构具有水平面内的Y方向的运动动力；前端连接块通过可拆卸的方式与夹具底座相连接。

进一步地，第一动力传动机构包括第一滑块、第一丝杠、第一丝杠固定块、第一传动件和第一伺服电机，其中：第一丝杠固定块固定在机架上；第一丝杠的两端分别与一个第一丝杠固定块转动连接；第一伺服电机的输出轴通过第一传动件与第一丝杠相连接；第一滑块装配在第一丝杠上；第一滑块能够在水平面内沿X方向运动。

进一步地，第二动力传动机构包括第二滑块、第二丝杠、第二丝杠固定块、第二传动件和第二伺服电机，其中：第二丝杠固定块固定在机架上；第二丝杠的两端分别与一个第二丝杠固定块转动连接；第二伺服电机的输出轴通过第二传动件与第二丝杠相连接；第二滑块装配在第二丝杠上；第二滑块能够在水平面内沿Y方向运动。

进一步地，第一滑块和第二滑块均与前端连接块固定连接。

基于上述技术方案，本发明的优点是：

由于本发明设置了包括一个夹具底座、至少两个接头顶杆、一个上夹块和一个下夹块的装配部组件，并将各接头顶杆装配在夹具底座上，各接头顶杆的伸出端设置有接头夹头，上夹块和下夹块的相对面分别开设有至少一个仿形槽，且处于合并状态下的上夹块和下夹块的仿形槽共同形成至少两个塑料管的容置腔，夹具底座与动力组件相互连接，动力组件在水平面内具有X方向和Y方向的运动动力，其将若干个接头夹块和软管夹具加以集成，因此在装配一套塑料管总成的过程只需要初始更换一次接头夹头和上下夹块，同时接头的位置、塑料管总成的形状都被设计到这一套接头夹头和上下夹块中，操作者不需要做任何的调整，从而缩短了装配时间，提高了装配效率，并且保证装配出来的塑料管总成形状一致。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1和图2为塑料管总称的结构示意图；

图3为本发明所提供的塑料管总成伺服装配机的立体结构示意图；

图4为本发明所提供的塑料管总成伺服装配机的后视图；

图5为图3和图4中装配部组件的立体结构示意图；

图6为图5的A向视图；

图7为图5的B向视图；

图8为图3和图4中动力组件的立体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明保护范围的限制。

如图1和图2所示，塑料管总成包括塑料管A和接头B，塑料管总成伺服装配机是将接头B装配到塑料管A的专用设备。

如图3和图4所示，本发明所提供的塑料管总成伺服装配机包括机架1、装配部组件2、夹持部组件3和动力组件4，其中：装配部组件2、夹持部组件3和动力组件4均设置在机架1上。夹持部组件3为现有设备，在此不再详述。下面对装配部组件2和动力组件4的结构和工作原理一一进行介绍。

装配部组件2用于将接头B装配到塑料管A上以及装配位置的切换。如图5-图7所示，装配部组件2包括一个夹具底座21、至少两个接头顶杆22、一个上夹块23和一个下夹块24，其中：各接头顶杆22均包括固定端和伸出端，固定端设置有螺纹孔，通过螺栓连接件固定连接在夹具底座21上。各接头顶杆22的伸出端设置有外螺纹，伸出端设置有接头夹头25。接头夹头25设置有内螺纹连接部，二者可以通过拧入的方式对接头夹头25进行更换使用。接头夹头25可以是多种形状，根据实际需求进行选择使用。图5和图7中示出了两种不同形状的接头夹头25，但并不局限于该实施例中公开的形状。

上夹块23和下夹块24固定于夹持部组件3，并且相对设置。上夹块23和下夹块24能够在夹持部组件3的控制下即可以处于分开状态，也可以处于合并状态。由于上夹块23和下夹块24的相对面分别开设有至少一个仿形槽26，因此在上夹块23和下夹块24合并在一起的时候，上夹块23和下夹块24上相对应的仿形槽26共同形成塑料管A的容置腔。此时，可以方便地将塑料管A放置在该容置腔中，这样有利于塑料管A的定位。

从图5中可以看出，仿形槽26从上夹块23和下夹块24的第一侧面27直通到相对的第二侧面，形成直条状的槽结构，该槽结构用于放入和固定直管。仿形槽26从上夹块23和下夹块24的第一侧面27还可以产生弯曲，直通到相邻的第三侧面28，形成弯曲状的槽结构，该槽结构用于放入和固定弯管。在同一个夹具上集成有两种形状的塑料管A的容置腔，方便同时对多根不同形状的塑料管A进行组装。

鉴于此，在装配一套塑料管总成的过程只需要初始更换一次接头夹头和上下夹块，同时接头的位置、塑料管总成的形状都被设计到这一套接头夹头和上下夹块中，操作者不需要做任何的调整，从而缩短了装配时间，提高了装配效率，并且保证装配出来的塑料管总成形状一致。

基于本发明将多根塑料管A的容置腔集成到同一个夹具上，而每一根塑料管A可能需要装配多个不同接头B，那么多根塑料管A可能需要装配更多个接头B，为了避免现有技术中出现的需要更换多次夹具而带来的装配时间延长以及装配效率低下的问题，本发明将夹具底座21与动力组件4相互连接，动力组件4在水平面内具有X方向和Y方向的运动动力。由此，动力组件4进行X方向和Y方向运动的同时，夹具底座21也同步进行X方向和Y方向运动，从而可以带动各接头顶杆22以及固定在接头顶杆22上的接头夹头25进行同步运动。

工作时，首先，夹持部组件3将上夹块23和下夹块24分开，将塑料管A放入下夹块24的仿形槽26中，调整塑料管A至合适位置；然后，夹持部组件3将上夹块23和下夹块24合并，此时，塑料管A完全固定在处于合并状态的上夹块23和下夹块24中；再者，将接头B放入接头夹头25中，通过动力组件4，使接头夹头25先在X方向上进行水平移动，使接头B完全正对塑料管A为止；最后，使接头夹头25在Y方向上进行水平移动，使接头B朝着塑料管A推进，直至接头B完全推入到塑料管A的管口中为止，组装完毕。

上述实施例中，装配部组件2还包括扩口芯29和伸缩机构210，其中：伸缩机构210的伸缩方向与接头顶杆22的伸出方向相同，伸缩机构210具有固定端和伸缩端，该固定端固定在夹具底座1上，该伸缩端与扩口芯29固定连接。本实施例中，伸缩机构210可以采用气缸，并且气缸的缸筒固定在夹具底座21上，气缸的活塞杆与扩口芯29固定连接。从图中可以看出：气缸只有Y方向的运动动力，因此，对塑料管A和接头B进行组装的过程中，还需要有一个将扩口芯29完全正对塑料管A的操作，在扩口芯29完全正对塑料管A的时候，气缸使扩口芯29在Y方向上进行水平移动，使扩口芯29朝着塑料管A推进，直至扩口芯29完全推入到塑料管A的管口中，从而起到将塑料管A的管口扩大的作用。

上述实施例中，由于塑料管A具有一定的长度，因此，在塑料管A的管口部分定位之后，最好对塑料管A管口之外的部分进行定位，从而可以防止组装过程中塑料管A管口之外的部分窜动所带来的其管口无法正对的问题发生。因此，本发明在下夹块24的第二侧面或第三侧面28的仿形槽26下方设置有定位板211，定位板211通过螺栓连接方式固定在第二侧面或第三侧面28。定位板211远离下夹块24的端部设置有定位槽212。

根据实际情况需要，下夹块24的第二侧面的定位槽212呈弯曲状，这是因为放入该定位槽212的塑料管A的管口的仿形槽26是直条状的槽结构，符合实际管结构的需求。同理，下夹块24的第三侧面28的定位槽212呈直条状，这是因为放入该定位槽212的塑料管A的管口的仿形槽26是弯曲状的槽结构。

如图4和图8所示，作为动力组件4的一种优选实施方式，动力组件4包括前端连接块41、第一动力传动机构和第二动力传动机构，其中：前端连接块41同时与第一动力传动机构和第二动力传动机构相连，第一动力传动机构具有水平面内的X方向的运动动力，第二动力传动机构具有水平面内的Y方向的运动动力。前端连接块41上开设有安装孔，其通过可拆卸的方式与装配部组件2中的夹具底座21相连接，拆卸安装方便。

第一动力传动机构包括第一滑块42、第一丝杠43、第一丝杠固定块44、第一传动件45和第一伺服电机46，其中：第一丝杠43固定块固定在机架1上，第一丝杠43的两端分别用轴承固定在第一丝杠固定块44上，与第一丝杠固定块44转动连接。第一伺服电机46的输出轴通过第一传动件45与第一丝杠43相连接，第一滑块42装配在第一丝杠43上，第一滑块42能够在水平面内沿X方向运动。

第二动力传动机构包括第二滑块（图中未示出）、第二丝杠（图中未示出）、第二丝杠固定块（图中未示出）、第二传动件47和第二伺服电机48，其中：第二丝杠固定块固定在机架1上，第二丝杠的两端分别用轴承固定在第二丝杠固定块上，与第二丝杠固定块转动连接。第二伺服电机48的输出轴通过第二传动件47与第二丝杠相连接，第二滑块装配在第二丝杠上，第二滑块能够在水平面内沿Y方向运动。

上述实施例中，第一滑块42和第二滑块均与前端连接块41固定连接（比如螺栓连接），因此，前端连接块41在第一滑块42和第二滑块的带动下可以沿X方向和Y方向运动。

此外，本发明在上述实施例中采用伺服电机提供动力，是针对现有技术中由气缸提供动力所带来的伸缩长度不可调节的缺点所提出的，这是由于伺服电机有精确位置控制能力，在装配中只需输入具体的位置参数，装配机就按照参数运行，具有可柔性生产强、装配稳定、工装制造成本低和可替换性强的优势。

如图3所示，上述各实施例中，本发明所提供的塑料管总成伺服装配机还可以包括PLC控制柜5、按钮控制组件6、触摸屏7、升降柱8和脚轮9，其中：

PLC控制柜5预先设置有分别对应于装配部组件2、夹持部组件3和动力组件4的运行程序。触摸屏7作为其输入和显示设备，可以显示参数和选择相应程序，因此可以根据产品形状在触摸屏7上选择相应程序（利用伺服电机可精确定位特性），从而可以降低工作人员的劳动强度。

本发明中所有的按钮都集成在一个按钮控制盒6上，包括两个初始位置按钮、一个急停按钮、两个控制升降按钮和一个触摸按钮。

操作者还可以根据自身习惯调整适合自己的操作高度，通过升降柱8调整工作台的高度，使其符合人机工程学，更加人性化。

由于现有技术中的装配机较为笨重，挪动需要叉车，而且运行时由于存在硬冲击，产生的噪音也很大。而本发明所提供的装配机的体积小巧，底部安有脚轮9，因此可以随意推走，不存在硬性冲击的问题。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种塑料管总成伺服装配机，

塑料管总成包括塑料管和接头；

塑料管总成伺服装配机包括机架及设置在机架上的装配部组件、夹持部组件和动力组件，其中：

装配部组件用于将接头装配到塑料管上；

其特征在于：

装配部组件包括一个夹具底座、至少两个接头顶杆、一个上夹块和一个下夹块，其中：

各接头顶杆装配在夹具底座上；

各接头顶杆的伸出端设置有接头夹头；

上夹块和下夹块相对地固定于夹持部组件，并能够在夹持部组件的控制下处于分开状态或合并状态；

上夹块和下夹块的相对面分别开设有至少一个仿形槽；

处于合并状态下的上夹块和下夹块的仿形槽共同形成至少两个塑料管的容置腔；

夹具底座与动力组件相互连接；

动力组件在水平面内具有X方向和Y方向的运动动力。

2.如权利要求1所述的塑料管总成伺服装配机，

其特征在于：

装配部组件还包括扩口芯和伸缩机构，其中：

伸缩机构具有固定端和伸缩端；

固定端固定在夹具底座上；

伸缩机构的伸缩方向与接头顶杆的伸出方向相同；

伸缩端与扩口芯固定连接。

3.如权利要求2所述的塑料管总成伺服装配机，

其特征在于：

伸缩机构为气缸；

气缸的缸筒固定在夹具底座上；

气缸的活塞杆与扩口芯固定连接。

4.如权利要求2所述的塑料管总成伺服装配机，

其特征在于：

仿形槽从下夹块和上夹块的第一侧面直通到相对的第二侧面或相邻的第三侧面。

5.如权利要求4所述的塑料管总成伺服装配机，

其特征在于：

下夹块的第二侧面或第三侧面的仿形槽下方设置有定位板；

定位板远离下夹块的端部设置有定位槽。

6.如权利要求5所述的塑料管总成伺服装配机，

其特征在于：

下夹块的第二侧面的定位槽呈弯曲状；

下夹块的第三侧面的定位槽呈直条状。

7.如权利要求5所述的塑料管总成伺服装配机，

其特征在于：

动力组件包括前端连接块、第一动力传动机构和第二动力传动机构，其中：

前端连接块同时与第一动力传动机构和第二动力传动机构相连；

第一动力传动机构具有水平面内的X方向的运动动力；

第二动力传动机构具有水平面内的Y方向的运动动力；

前端连接块通过可拆卸的方式与夹具底座相连接。

8.如权利要求7所述的塑料管总成伺服装配机，

其特征在于：

第一动力传动机构包括第一滑块、第一丝杠、第一丝杠固定块、第一传动件和第一伺服电机，其中：

第一丝杠固定块固定在机架上；

第一丝杠的两端分别与一个第一丝杠固定块转动连接；

第一伺服电机的输出轴通过第一传动件与第一丝杠相连接；

第一滑块装配在第一丝杠上；

第一滑块能够在水平面内沿X方向运动。

9.如权利要求8所述的塑料管总成伺服装配机，

其特征在于：

第二动力传动机构包括第二滑块、第二丝杠、第二丝杠固定块、第二传动件和第二伺服电机，其中：

第二丝杠固定块固定在机架上；

第二丝杠的两端分别与一个第二丝杠固定块转动连接；

第二伺服电机的输出轴通过第二传动件与第二丝杠相连接；

第二滑块装配在第二丝杠上；

第二滑块能够在水平面内沿Y方向运动。

10.如权利要求8所述的塑料管总成伺服装配机，

其特征在于：

第一滑块和第二滑块均与前端连接块固定连接。

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