CN105014375B - 三通管件装配设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三通管件装配设备及方法，所述三通管件装配设备包括控制器、管件机械手、管件装配位置和围绕所述管件装配位置设置的第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构，所述管件机械手、所述第一装配机构、所述第二装配机构、所述第三装配机构均与所述控制器电性连接。所述三通管件装配方法包括以下步骤：管件机械手抓取三通管件移送至装配位置；第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构里均放入螺母和管套，使螺母、管套、相应接头的轴线均位于同一直线；第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构均将螺母和管套旋入三通管件三个接头，完成三通管件的装配。本发明实现了三通管件的自动装配，有效地减少了装配时间。

Description

三通管件装配设备及方法

技术领域

本发明涉及管件装配领域，尤其是指一种三通管件装配设备及方法。

背景技术

目前三通管件装配主要是由人工组装而成，工人分别将管套和螺母装配到三通管件的三个接头上，利用人手旋紧螺母。由于人工装配效率较低，装配质量不稳定等，因而会严重制约了管件产品的大规模生产，并且，在劳动力日益紧缺的今天，工人劳动成本越来越高，使得公司制作成本较大，不利于公司长期生产和发展。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种三通管件装配设备及方法，其能够实现三通管件的自动装配，有效地减少装配时间。

其技术方案如下：

一种三通管件装配设备，三通管件设有第一接头、第二接头和第三接头，所述第一接头和所述第二接头的轴线位于第一直线上，所述第三接头的轴线位于第二直线上，所述第一直线和所述第二直线垂直相交，包括控制器、管件机械手、管件装配位置和围绕所述管件装配位置设置的第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构，所述管件机械手、所述第一装配机构、所述第二装配机构、所述第三装配机构均与所述控制器电性连接；

所述第一装配机构、所述第二装配机构、所述第三装配机构均设有供料装置以及旋紧装置，所述供料装置设有容纳螺母的第一腔体和容纳管套的第二腔体，所述旋紧装置设有定位芯棒，装配三通管件时，所述第一腔体、所述第二腔体、所述定位芯棒的轴线均位于同一直线上，所述第一装配机构、所述第二装配机构以及所述第三装配机构对应地设有第一定位芯棒、第二定位芯棒以及第三定位芯棒，所述第一定位芯棒与所述第二定位芯棒的轴线位于所述第一直线上，所述第三定位芯棒的轴线位于所述第二直线上，所述第一装配机构的所述第一腔体、所述第二腔体位于所述第一定位芯棒与所述第一接头之间，所述第二装配机构的所述第一腔体、所述第二腔体位于所述第二定位芯棒与所述第二接头之间，所述第三装配机构的所述第一腔体、所述第二腔体位于所述第三定位芯棒与所述第三接头之间。

在其中一个实施例中，装配三通管件时，所述第一直线和所述第二直线位于水平面。

在其中一个实施例中，所述管件机械手设有第一旋转臂、位于所述第一旋转臂上的管件夹具以及驱动所述管件夹具夹取三通管件的第一驱动装置，所述管件夹具包括第一管件夹具和第二管件夹具，所述第一管件夹具与所述第二管件夹具配合形成与三通管件形状配合的第三腔体，所述第三腔体设有与所述第一接头对应的第一通孔、与所述第二接头对应的第二通孔以及与所述第三接头对应的第三通孔。

在其中一个实施例中，所述供料装置包括螺母供料位置、管套供料位置和上下料装置，所述上下料装置设有螺母夹具、管套夹具和第二驱动装置，所述螺母夹具设有第一螺母夹具、与所述第一螺母夹具配合形成所述第一腔体的第二螺母夹具，所述管套夹具设有第一管套夹具、与所述第一管套夹具配合形成所述第二腔体的第二管套夹具，装配三通管件时，所述第一腔体位于螺母装配位置，所述第二腔体位于管套装配位置，所述第二驱动装置驱动所述第一腔体在所述螺母供料位置与所述螺母装配位置之间往复运动，所述第二驱动装置驱动所述第二腔体在所述管套供料位置与所述管套装配位置之间往复运动。

在其中一个实施例中，所述上下料装置还设有第一支承板、均与所述第一支承板可转动连接的第一转动轴和第二转动轴，所述第一螺母夹具和所述第一管套夹具均位于所述第一转动轴上，所述第二螺母夹具和所述第二管套夹具均位于所述第二转动轴上，所述第二驱动装置包括驱动所述第一支承板转动的第一电机、对应所述第一转动轴的第一齿轮、对应所述第二转动轴的第二齿轮、与所述第二齿轮啮合的第三齿轮、驱动所述第三齿轮的第二电机，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合。

在其中一个实施例中，所述第一螺母夹具设有对称的第一螺母沟槽，所述第二螺母夹具设有对称的第二螺母沟槽，所述第一管套夹具设有对称的第一管套沟槽，所述第二管套夹具设有对称的第二管套沟槽，所述第一螺母沟槽与所述第二螺母沟槽配合形成所述第一腔体，所述第一管套沟槽与所述第二管套沟槽配合形成所述第二腔体。

在其中一个实施例中，所述旋紧装置还设有旋紧套筒、第二支承板、驱动所述第二支承板移动的第三驱动装置、设于所述第二支承板上的外套筒、内套筒以及驱动所述外套筒转动的第四驱动装置，所述外套筒与所述第二支承板可转动连接，所述内套筒内套于所述外套筒，所述定位芯棒嵌套在所述内套筒中、并与所述内套筒可伸缩连接，所述外套筒长度大于所述内套筒长度，所述旋紧套筒嵌套在所述外套筒端口中。

在其中一个实施例中，所述第四驱动装置包括与所述外套筒相配合的第四齿轮、与所述第四齿轮啮合的第五齿轮以及驱动所述第五齿轮转动的第三电机。

在其中一个实施例中，所述内套筒内部还设有第一弹簧，所述第一弹簧一端与所述定位芯棒连接，另一端与所述第二支承板连接。

在其中一个实施例中，所述旋紧套筒与所述外套筒通过花键连接，所述旋紧装置还设有第二弹簧，所述第二弹簧位于所述外套筒与所述旋紧套筒之间。

在其中一个实施例中，所述定位芯棒端面呈锥状。

在其中一个实施例中，所述供料装置还包括螺母振动盘、管套振动盘和螺母抓手、管套抓手，所述螺母抓手设有第二旋转臂、位于所述第二旋转臂上的第一定位轴和驱动所述第一定位轴移动的第五驱动装置，所述管套抓手设有第三旋转臂、位于所述第三旋转臂上的第二定位轴和驱动所述第二定位轴移动的第六驱动装置。

在其中一个实施例中，还包括管件送料架，所述管件送料架对称设有与所述第一接头以及所述第二接头对应设置的第一滑槽和第二滑槽。

本技术方案还提供了一种三通管件装配方法，管件机械手、第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构均与控制器电性连接，包括以下步骤：

管件机械手抓取三通管件移送至装配位置；

第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构分别对应三通管件的三个接头，第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构里均放入螺母和管套，使螺母、管套、相应接头的轴线均位于同一直线；

第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构均将螺母和管套旋入三通管件三个接头，完成三通管件的装配。

本发明的有益效果在于：

提供一种三通管件装配设备，包括控制器、管件机械手、管件装配位置和围绕所述管件装配位置设置的第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构，管件机械手、第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构均与控制器电性连接，控制器控制整个三通管件装配过程，实现了三通管件的自动化装配。装配时，管件机械手抓取三通管件，并将三通管件移送至管件装配位置等待装配。第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构均设有供料装置以及旋紧装置，供料装置设有容纳螺母的第一腔体和容纳管套的第二腔体，旋紧装置设有用于提取螺母、管套的定位芯棒，装配三通管件时，第一腔体、第二腔体、定位芯棒的轴线均位于同一直线上，以实现螺母和管套的顺利提取。三通管件设有第一接头、第二接头和第三接头，第一接头和第二接头的轴线位于第一直线上，第三接头的轴线位于第二直线上。第一装配机构、第二装配机构以及第三装配机构对应地设有第一定位芯棒、第二定位芯棒以及第三定位芯棒，装配时，第一定位芯棒与第二定位芯棒的轴线位于第一直线上，第三定位芯棒的轴线位于第二直线上，每个装配机构对应一个接头设置，装配时可实现三通管件三个接头同时装配。整个装配过程中只需要一个工人将三通管件以及管套和螺母分别放到相应的放料位置即可，大大地节省了劳动力，并且，采用自动化的装配方法有效地提高了装配效率。

装配三通管件时，第一直线和第二直线位于水平面，由于装配机构里的定位芯棒对应三通管件接头设置，当接头倾斜时，定位芯棒也必须倾斜，使得螺母和管套容易从定位芯棒中滑落，或不利于螺母和管套旋入接头。因而所述第一直线和所述第二直线垂直相交于水平面，更加有利于三通管件的自动装配。

管件机械手设有第一旋转臂和位于第一旋转臂上的管件夹具以及驱动管件夹具夹取三通管件的第一驱动装置，第一旋转臂带动管件夹具转动，实现管件夹具在送料位置和装配位置之间来回转动。所述管件夹具为三通管件的仿形夹具，包括可张开、闭合的第一管件夹具和第二管件夹具，方便三通管件的夹取。第一管件夹具、第二管件夹具相配合构成与三通管件形状配合的第三腔体，第三腔体分别设有第一通孔、第二通孔以及第三通孔，管件夹具抓取管件后移送至装配位置并固定，三通管件的三个接头均从通孔中伸出，因此管件可以在管件夹具中与螺母、管套装配。

供料装置包括螺母供料位置、管套供料位置和上下料装置，上下料装置设有螺母夹具、管套夹具和第二驱动装置，螺母夹具设有第一腔体，管套夹具设有第二腔体，第二驱动装置驱动第一腔体在螺母供料位置与螺母装配位置之间往复运动，第二驱动装置驱动第二腔体在管套供料位置与管套装配位置之间往复运动，实现螺母、管套的提取，为装配做准备。

上下料装置还设有第一支承板、均与所述第一支承板可转动连接的第一转动轴和第二转动轴，第一螺母夹具和第一管套夹具均位于第一转动轴上，第二螺母夹具和第二管套夹具均位于第二转动轴上。所述第二驱动装置包括驱动第一支承板转动的第一电机、对应第一转动轴的第一齿轮、对应第二转动轴的第二齿轮、与第二齿轮啮合的第三齿轮以及驱动第三齿轮的第二电机，第一齿轮与所述第二齿轮啮合，因而第二电机带动第三齿轮转动，第三齿轮带动第二齿轮、第一齿轮分别往相反方向转动。当第三齿轮顺时针旋转时，第二齿轮带动第二螺母夹具和第二管套夹具逆时针转动，第三齿轮带动第一螺母夹具和第一管套夹具顺时针转动。从螺母装配位置和管套装配位置开始，第一齿轮和第二齿轮分别旋转180°时，第一螺母夹具和第二螺母夹具到达螺母供料位置，并闭合使螺母进入第一腔体，相应地第一管套夹具和第二管套夹具转动至管套供料位置，并闭合使管套进入第二腔体，之后，第一电机驱动第一支承板转动180°，第一转动轴和第二转动轴整体跟着第一支承板转动180°，使得第一腔体和第二腔体分别到达螺母装配位置和管套装配位置，即螺母、管套的轴线与定位芯棒、旋紧套筒的轴线位于同一直线上。所述上下料装置既实现了第一螺母夹具、第一管套夹具和第二螺母夹具、第二管套夹具往相反方向转动，到达螺母、管套供料位置夹取螺母和管套，又可实现螺母夹具、管套夹具整体的转动，使得螺母和管套到达既定的装配位置。

第一螺母夹具设有对称的第一螺母沟槽，第二螺母夹具设有对称的第二螺母沟槽，第一管套夹具设有对称的第一管套沟槽，第二管套夹具设有对称的第二管套沟槽，第一螺母沟槽与第二螺母沟槽配合形成所述第一腔体，第一管套沟槽与第二管套沟槽配合形成所述第二腔体。装配时，旋紧装置的定位芯棒进入第一腔体和第二腔体中套取螺母和管套，上下料装置第二电机带动第三齿轮转动，使第一转动轴和第二转动轴再一次往相反方向转动，第一螺母夹具和第二螺母夹具放开螺母，第一管套夹具和第二管套夹具放开管套，同时，当其分别转动至180°时，螺母夹具和管套夹具分别到达螺母供料位置和管套供料位置，实现下一次装配用螺母和管套的夹取，因而对称设置的螺母和管套沟槽使得螺母和管套夹取更加方便快捷，只需要第一螺母夹具、第一管套夹具和第二螺母夹具、第二管套夹具分别从相反的方向转动至螺母供料位置和管套供料位置，之后再整体转动螺母夹具和管套夹具到达螺母装配位置和管套装配位置即可，重复以上动作即可实现每次装配用的螺母和管套的抓取。

旋紧装置还设有旋紧套筒、第二支承板、驱动所述第二支承板移动的第三驱动装置、设于第二支承板上的内套筒、外套筒，内套筒内套于外套筒，所述定位芯棒嵌套在所述内套筒中、并与所述内套筒可伸缩连接，所述外套筒长度大于所述内套筒长度，所述旋紧套筒嵌套在所述外套筒端口中。装配时，第三驱动装置驱动第二支承板上的外套筒和内套筒往三通管件接头方向移动，定位芯棒移动至提取螺母和管套，第一螺母夹具和第二螺母夹具放开螺母，第一管套夹具和第二管套夹具放开管套，第三驱动装置继续驱动第二支承板往接头方向移动，定位芯棒与接头抵靠，由于定位芯棒嵌套在内套筒中，内套筒对定位芯棒起导向作用，因而内套筒和外套筒在一定范围内可以继续往接头方向移动。当旋紧套筒移动至将螺母和管套套取时，第三电机带动第四齿轮、第五齿轮转动，外套筒和旋紧套筒跟着转动，旋紧套筒由于既有往接头方向的直线运动又有转动绕其轴线的转动，使得其内的螺母和管套顺利旋入三通管件接头上。

内套筒内部还设有第一弹簧，第一弹簧一端与所述定位芯棒连接，另一端与第二支承板连接。第三驱动装置驱动第二支承板往接头方向移动时，第一弹簧处于被压缩的状态，对接头施加压应力，使得定位芯棒定位更牢固，同时，由于第一弹簧具有缓冲的作用，当定位芯棒接触接头时，可以保护接头不受损坏。

旋紧套筒与外套筒通过花键连接，因而外套筒在带动旋紧套筒转动的同时，旋紧套筒也可在外套筒内直线方向滑动。旋紧装置还设有第二弹簧，第二弹簧一端与外套筒连接，另一端与旋紧套筒连接，在第三驱动装置的驱动作用下，通过第二弹簧的伸缩实现旋紧套筒直线方向运动速度的微调，保证螺母顺利旋入管头上。

旋紧装置的定位芯棒端面呈锥状，保证螺母和管套顺利套入定位芯棒。

供料装置还包括螺母振动盘、管套振动盘和螺母抓手、管套抓手，所述螺母抓手设有第二旋转臂、位于所述第二旋转臂上的第一定位轴和驱动所述第一定位轴移动的第五驱动装置，所述管套抓手设有第三旋转臂、位于所述第三旋转臂上的第二定位轴和驱动所述第二定位轴移动的第六驱动装置。将螺母放进螺母振动盘，螺母抓手转动第二旋转臂带动第一定位轴到达螺母振动盘下料处，第五驱动装置驱动第一定位轴伸进螺母内腔，之后，第二旋转臂带动第一定位轴转动至螺母供料位置。相同地，将管套放进管套振动盘，管套抓手转动第三旋转臂带动第二定位轴到达管套振动盘下料处，第六驱动装置驱动第二定位轴伸进管套内腔，之后第三旋转臂带动第二定位轴转动至管套供料位置。螺母和管套的同时供料有利于进一步加快装配效率。

所述三通管件装配设备，还包括管件送料架，管件送料架对称设有与第一接头以及第二接头对应设置的第一滑槽和第二滑槽，使得三通管件下料有序、定位精准。

本发明还提供了一种三通管件装配方法，包括以下步骤：管件机械手将三通管件移送至装配位置；装配机构里均放入螺母和管套，使螺母、管套、相应接头的轴线均位于同一直线；装配机构将螺母和管套旋入三通管件接头上，完成三通管件的自动装配。所述三通管件装配方法只需要一个工人将三通管件、管套和螺母分别放到相应的供料装置中，由控制器进行自动化装配，无需再进行旋扭工序，大大地减轻了劳动强度，减少现场操作人员，降低了制造成本。同时，本发明可实现三通管件三个接头的同时装配，进一步较少了装配时间，提高了装配效率。

附图说明

图1是本发明实施例所述的三通管件装配设备的装配示意图；

图2是本发明实施例所述的三通管件装配设备的结构示意图；

图3是本发明实施例所述的三通管件装配设备的管件送料架结构示意图；

图4是本发明实施例所述的三通管件装配设备的管件机械手结构示意图；

图5是本发明实施例所述的三通管件装配设备的上下料装置结构示意图；

图6是本发明实施例所述的三通管件装配设备的上下料装置A向示意图；

图7是本发明实施例所述的三通管件装配设备的螺母抓手结构示意图；

图8是本发明实施例所述的三通管件装配设备的旋紧装置结构示意图；

图9是图8的A-A剖视图；

图10是图8的B-B剖视图。

附图标记说明：

10、三通管件，11、第一接头，12、第二接头，13、第三接头，20、螺母，30、管套，100、管件机械手，110、第一旋转臂，120、管件夹具，121、第一管件夹具，122、第二管件夹具，123、第三腔体，130、第三气缸，140、第四气缸，150、第五气缸，200、管件装配位置，300、管件送料架，310、第一滑槽，320、第二滑槽，330、第一挡板，340、夹紧装置，350、第一气缸，360、第二气缸，370、第二挡板，400、螺母振动盘，500、管套振动盘，600、螺母抓手，610、第二旋转臂，620、第一定位轴，630、第六气缸，700、管套抓手，800、上下料装置，810、螺母夹具，811、第一螺母夹具，812、第二螺母夹具，813、第一腔体，820、管套夹具，821、第一管套夹具，822、第二管套夹具，823、第二腔体，824、第一管套沟槽，825、第二管套沟槽，830、第一支承板，840、第一电机，850、第一转动轴，860、第二转动轴，871、第一齿轮，872、第二齿轮，873、第三齿轮，874、第二电机，900、旋紧装置，910、定位芯棒，920、旋紧套筒，930、第二支承板，940、第八气缸，950、外套筒，951、第一轴承，952、第二弹簧，960、内套筒，961、第一弹簧，962、导杆，970、第四齿轮，980、第五齿轮，990、第三电机。

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细说明：

如图1-2所示，一种三通管件装配设备，三通管件10设有第一接头11、第二接头12和第三接头13，第一接头11和第二接头12的轴线位于第一直线上，第三接头13的轴线位于第二直线上，所述第一直线和所述第二直线垂直相交。所述三通管件装配设备包括控制器、管件机械手100、管件装配位置200和围绕管件装配位置200设置的第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构，第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构分别用于将螺母20和管套30装配至三通管件10的第一接头11、第二接头12、第三接头13上。管件机械手100、第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构均与所述控制器电性连接，控制器控制整个三通管件10的装配过程，实现了三通管件10的自动化装配。

装配时，管件机械手100抓取三通管件10，并将三通管件10移送至管件装配位置200等待装配。第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构均设有螺母、管套的供料装置以及旋紧装置900，所述供料装置设有容纳螺母20的第一腔体813和容纳管套30的第二腔体823，旋紧装置900设有提取螺母、管套的定位芯棒910，装配三通管件10时，第一腔体813、第二腔体823与定位芯棒910的轴线均位于同一直线上，以实现螺母和管套的顺利提取。第一装配机构、第二装配机构以及第三装配机构对应地设有第一定位芯棒、第二定位芯棒以及第三定位芯棒，第一定位芯棒与第二定位芯棒的轴线位于第一直线上，第三定位芯棒的轴线位于第二直线上，每个装配机构对应一个接头设置，装配时可实现三通管件10三个接头同时装配。第一装配机构的第一腔体813、第二腔体823位于第一定位芯棒与第一接头11之间，第二装配机构的第一腔体813、第二腔体823位于第二定位芯棒与第二接头12之间，第三装配机构的第一腔体813、第二腔体823位于第三定位芯棒与第三接头13之间。定位芯棒910往三通管件10的接头方向移动，穿过第一腔体813和第二腔体823分别套取螺母20和管套30，之后旋紧装置900将螺母20和管套30旋入接头上，完成三通管件10的装配。整个装配过程中只需要一个工人将三通管件10、螺母20和管套30分别放到相应的供料位置即可，大大地节省了劳动力，并且，采用自动化的装配方法有效地提高了装配效率。

装配三通管件10时，所述第一直线和所述第二直线位于水平面，由于装配机构里的定位芯棒910对应三通管件10的接头设置，当接头倾斜时，定位芯棒910也必须倾斜，使得螺母20和管套30容易从定位芯棒910中滑落，或不利于螺母和管套旋入接头。因而所述第一直线和所述第二直线垂直相交于水平面，更加有利于三通管件10的自动装配。

所述三通管件装配设备，还包括如图3所示的管件送料架300，管件送料架300对称设有与第一接头11螺纹以及第二接头12螺纹对应设置的第一滑槽310和第二滑槽320，使得三通管件10下料有序、定位精准。优选地，管件送料架300的落料端设有第一挡板330，用于防止三通管件10滑落。管件送料架300两侧设有夹紧装置340、驱动夹紧装置340往三通管件10接头方向移动的第一气缸350和驱动夹紧装置340竖直方向移动的第二气缸360。第一气缸350驱动夹紧装置340均往接头方向移动，直至将管件夹取，之后第二气缸360驱动夹紧装置340向上移动，防止第一挡板330挡住管件机械手100夹取三通管件10。管件送料架300与控制器电性连接，控制器控制第一气缸350和第二气缸360的运动。管件送料架300上方还设有第二挡板370，用于防止三通管件10往上移动时，在管件送料架300上其余管件发生偏移，从而影响后续取料定位。

如图4所示，管件机械手100设有第一旋转臂110、位于第一旋转臂110上的管件夹具120以及驱动管件夹具120夹取三通管件10的第一驱动装置。管件夹具120包括第一管件夹具121和第二管件夹具122，第一管件夹具121与第二管件夹具122配合形成与三通管件10形状配合的第三腔体123，第三腔体123设有与第一接头11对应的第一通孔、与第二接头12对应的第二通孔以及与第三接头13对应的第三通孔。第一旋转臂110带动管件夹具120转动，实现管件夹具120在管件送料位置和管件装配位置200之间来回转动。管件夹具120为三通管件10的仿形夹具，包括可张开、闭合的第一管件夹具121和第二管件夹具122，方便三通管件10的夹取。管件夹具120抓取三通管件10后将三通管件10移送至管件装配位置200并固定，由于三通管件10的三个接头均可从通孔中伸出，因此管件可以在管件夹具120中定位、并与螺母、管套装配。优选地，本发明实施例中第一驱动装置包括驱动第一管件夹具121和第二管件夹具122张开、闭合的第三气缸130、驱动管件夹具120上下移动的第四气缸140以及驱动管件夹具120转动的第五气缸150。当三通管件10从管件送料架300下滑时，其第三接头13竖直朝向地面即其轴线平面垂直于地面，第五气缸150驱动管件夹具120转动，使得管件夹具120的第三通孔竖直朝向地面，以对应三通管件10的接头朝向进行管件夹取。当三通管件10进行装配时，第五气缸150再驱动管件夹具120转动，使得三通管件10的接头对应装配机构放置。同时，第二驱动装置的第四气缸140可调整管件夹具120的高度，以对应不同的三通管件10送料高度。

第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构均设有供料装置以及旋紧装置900，供料装置包括螺母供料位置、管套供料位置和图5-6所示的上下料装置800，上下料装置800包括螺母夹具810、管套夹具820和第二驱动装置，螺母夹具810设有第一螺母夹具811、与第一螺母夹具811配合形成第一腔体813的第二螺母夹具812，管套夹具820设有第一管套夹具821、与第一管套夹具821配合形成所述第二腔体823的第二管套夹具822，装配三通管件10时，第一腔体813位于螺母装配位置，第二腔体823位于管套装配位置，第二驱动装置同时驱动第一腔体813在螺母供料位置与螺母装配位置之间往复运动和第二腔体823在管套供料位置与管套装配位置之间往复运动，实现螺母20、管套30的提取，为装配做准备。

上下料装置800还设有第一支承板830和均与第一支承板830可转动连接的第一转动轴850和第二转动轴860，第一螺母夹具811和第一管套夹具821位于第一转动轴850上，第二螺母夹具812和第二管套夹具822均位于第二转动轴860上。所述可转动连接可为铰接、轴承连接等其他可转动连接方式，本实施例中，第一转动轴850和第二转动轴860均通过轴承安装在第一支承板830上，以实现第一转动轴850和第二转动轴860的任意角度转动。。第二驱动装置包括驱动第一支承板830转动的第一电机840、对应第一转动轴850的第一齿轮871、对应第二转动轴860的第二齿轮872、与第二齿轮872啮合的第三齿轮873、驱动第三齿轮873的第二电机874，第一齿轮871与第二齿轮872啮合。因此，第二电机874带动第三齿轮873转动时，第二齿轮872与第一齿轮871分别往相反方向转动。当第三齿轮873顺时针旋转时，第二齿轮872带动第二螺母夹具812和第二管套夹具822逆时针转动，第三齿轮873带动第一螺母夹具811和第一管套夹具821顺时针转动。从螺母装配位置和管套装配位置开始，第一齿轮871和第二齿轮872分别旋转180°时，第一螺母夹具811和第二螺母夹具812到达螺母供料位置，并闭合使螺母20进入第一腔体813，相应地第一管套夹具821和第二管套夹具822转动至管套供料位置，并闭合使管套30进入第二腔体823。之后，第一电机840驱动第一支承板830转动180°，螺母夹具810和管套夹具820整体跟着第一支承板830转动180°，使得第一腔体813和第二腔体823分别回到螺母装配位置和管套装配位置，即螺母20、管套30的轴线与定位芯棒910的轴线位于同一直线上。上下料装置800既可实现第一螺母夹具811、第二螺母夹具812往相反方向转动，到达螺母供料位置夹取螺母，同样地，第一管套夹具821和第二管套夹具822往相反方向转动，到达管套供料位置夹取管套，又可实现螺母夹具810、管套夹具820整体的转动，使得螺母夹具810、管套夹具820分别夹取螺母和管套到达既定的装配位置。

第一螺母夹具811设有对称的第一螺母沟槽(附图未标识)，第二螺母夹具812设有对称的第二螺母沟槽(附图未标识)，第一管套夹具821设有对称的第一管套沟槽824，第二管套夹具822设有对称的第二管套沟槽825，第一螺母沟槽与第二螺母沟槽配合形成第一腔体813，第一管套沟槽824与第二管套沟槽825配合形成第二腔体823。装配时，旋紧装置900的定位芯棒910进入第一腔体813和第二腔体823中套取螺母20和管套30，上下料装置800第二电机874带动第三齿轮873转动，使第一转动轴850和第二转动轴860再一次往相反方向转动，第一螺母夹具811和第二螺母夹具812放开螺母，第一管套夹具821和第二管套夹具822放开管套，同时，当其分别转动至180°时，螺母夹具810和管套夹具820分别再一次到达螺母供料位置和管套供料位置，实现下一次装配用螺母20和管套30的夹取，因而对称设置的螺母沟槽和管套沟槽使得螺母20和管套30的夹取更加方便快捷，只需要第一螺母夹具811、第一管套夹具821和第二螺母夹具812、第二管套夹具822分别从相反的方向转动至螺母供料位置和管套供料位置，之后再整体转动螺母夹具810和管套夹具820到达螺母装配位置和管套装配位置即可，重复以上动作即可实现每次装配用的螺母和管套的抓取。

优选地，第一螺母沟槽和第二螺母沟槽直径均比螺母20外径大0.5mm，在螺母夹具810夹紧螺母20的同时，保证螺母20可在第一腔体813内稍作调整。第一管套沟槽824和第二管套沟槽825直径比管套30外径大0.5mm，使得管套30在第二腔体823里可沿径向移动。

供料装置除了设有螺母供料位置、管套供料位置和上下料装置800之外，还设有相对设置的螺母振动盘400、管套振动盘500和螺母抓手600、管套抓手700，如图7所示，螺母抓手600设有第二旋转臂610、位于第二旋转臂610上的第一定位轴620和驱动第一定位轴620移动的第五驱动装置。本实施例中，所述第五驱动装置优选为第六气缸630，在其他实施例中，所述第五驱动装置可为电机、液压油缸等动力装置。管套抓手700与螺母抓手600结构类似，其设有第三旋转臂、位于第三旋转臂上的第二定位轴和驱动第二定位轴移动的第六驱动装置，第六驱动装置优选为第七气缸。优选地，第一定位轴620的外径与螺母内径相等，第二定位轴的外径与管套内径相等。如图2所示，将螺母20放进螺母振动盘400，螺母抓手600转动第二旋转臂610带动第一定位轴620到达螺母振动盘400下料处，第六气缸630驱动第一定位轴620伸进螺母20内腔，第二旋转臂610带动第一定位轴620转动使得螺母20到达至螺母供料位置。相同地，将管套30放进管套振动盘500，管套抓手700转动第三旋转臂带动第二定位轴到达管套振动盘500下料处，第七气缸驱动第二定位轴伸进管套内腔，之后第三旋转臂带动第二定位轴转动至管套供料位置。之后上下料装置800转动其螺母夹具810和管套夹具820分别到达螺母供料位置和管套供料位置，提取螺母20和管套30。螺母和管套同时供料有利于进一步加快三通管件10的装配效率。

如图8-9所示，旋紧装置900还设有旋紧套筒920、第二支承板930、驱动第二支承板930移动的第三驱动装置、设于所述第二支承板930上的外套筒950、内套筒960以及驱动所述外套筒950转动的第四驱动装置，外套筒950与第二支承板930可转动连接，内套筒960内套于外套筒950，定位芯棒910嵌套在内套筒960中、并与内套筒960可伸缩连接，外套筒950长度大于所述内套筒960长度，旋紧套筒920嵌套在所述外套筒950端口中。本发明实施例中，第三驱动装置优选为第八气缸940，外套筒950通过第一轴承951安装在第二支承板930上，以实现外套筒950的可转动。

装配时，第八气缸940驱动第二支承板930上的外套筒950和内套筒960往三通管件10接头方向移动，由于定位芯棒910与内套筒960连接，旋紧套筒920与外套筒950连接，因而定位芯棒910和旋紧套筒920一起朝着接头方向移动。当定位芯棒910移动至穿过第一腔体813和第二腔体823时，套取螺母和管套，之后，第二电机874带动第三齿轮873转动，使第一螺母夹具811、第一管套夹具821顺时针转动，第二螺母夹具812、第二管套夹具822逆时针转动，螺母夹具810放开螺母20，管套夹具820放开管套30，第八气缸940继续驱动第二支承板930往接头方向移动，定位芯棒910与接头抵靠、不再往接头方向移动，外套筒950和内套筒960在一定范围内仍可继续往接头方向移动。当旋紧套筒920移动至将螺母20和管套30套取时，第四驱动装置驱动外套筒950和旋紧套筒920一起转动，旋紧套筒920由于既具有往接头方向的直线运动又具有绕其轴线的转动，使得其内的螺母20和管套30顺利旋入三通管件10接头上。

第四驱动装置包括与外套筒950相配合的第四齿轮970、与第四齿轮970啮合的第五齿轮980以及驱动第五齿轮980转动的第三电机990，第三电机990带动第五齿轮980转动，第四齿轮970带动外套筒950和旋紧套筒920一起转动将螺母20和管套30旋入三通管件10接头。定位芯棒910的端面呈锥状，其锥度优选为1:3，保证螺母和管套顺利套入定位芯棒910。

内套筒960内部还设有第一弹簧961，第一弹簧961一端与定位芯棒910连接，另一端与所述第二支承板930连接。第八气缸940驱动第二支承板930往接头方向移动时，当定位芯棒910与三通管件10的接头接触时，第一弹簧961处于被压缩的状态，进而对接头施加压应力，使得定位芯棒910定位更牢固，同时，由于弹簧具有缓冲的作用，当定位芯棒910与接头接触时，可以保护接头不受损坏。内套筒960内部还设有导杆962，第一弹簧961绕在导杆962上，防止第一弹簧961变形，起到了支撑、定位第一弹簧961的作用。

如图10所示，旋紧套筒920与外套筒950通过花键连接，因而外套筒950在带动旋紧套筒920转动的同时，旋紧套筒920也可在外套筒950内直线方向滑动。旋紧装置900还设有第二弹簧952，第二弹簧952一端与外套筒950连接，另一端与旋紧套筒920连接，在第八气缸940的驱动作用下，通过第二弹簧952的伸缩实现旋紧套筒920直线方向运动速度的微调，保证螺母顺利旋入到管头上。

本发明还提供了一种三通管件装配方法，管件机械手100、第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构均与控制器电性连接，包括以下步骤：

管件机械手100抓取三通管件10移送至装配位置；

第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构分别对应三通管件10的三个接头放置，第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构里均放入螺母20和管套30，使螺母20、管套30和相应的接头的轴线均位于同一直线；

第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构均将螺母20和管套30旋入三通管件10的三个接头，完成三通管件10的装配。

上述第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构均将螺母20和管套30旋入三通管件10的三个接头，具体包括以下步骤：

定位芯棒910和旋紧套筒920均往三通管件10接头方向移动，定位芯棒910进入第一腔体813、第二腔体823，套取螺母20和管套30；

第一螺母夹具811和第二螺母夹具812放开螺母20，第一管套夹具821和第二管套夹具822放开管套30；

定位芯棒910和旋紧套筒920继续往三通管件10接头方向移动，定位芯棒910与接头抵靠，螺母20和管套30进入旋紧套筒920；

旋紧套筒920继续往三通管件10接头方向移动，并开始转动，将螺母和管套旋至接头。

所述三通管件10的优选装配方法可概括如下：

在管件送料架300中放入三通管件10；

管件机械手100抓取三通管件10并将三通管件10移送至管件装配位置200；

在螺母振动盘400中放入螺母20，管套振动盘500中放入管套30；

螺母抓手600将螺母20送至螺母供料位置，管套抓手将管套30送至管套供料位置；

上下料装置800提取螺母20和管套30，并将螺母20和管套30分别送至螺母装配位置和管套装配位置；

旋紧装置900将螺母20和管套30旋入三通管件10接头上，完成三通管件10的装配。

对应三通管件10三个接头设置有第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构，第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构均包括螺母振动盘400、管套振动盘500、螺母抓手600、管套抓手700、上下料装置800和旋紧装置900。第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构可同时完成上述装配方法步骤即可实现三通管件10三个接头同时自动装配。

所述三通管件装配方法改变了现有的人工装配方式，实现了三通管件10三个接头同时自动化装配，减少人员投入，提高装配质量。整个装配过程中只需要一个工人将三通管件10以及螺母20和管套30分别放到相应的放料位置即可，大大地减轻了劳动强度，节省了劳动力，相应地，减少了现场操作人员，有效地降低了制造成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种三通管件装配设备，三通管件设有第一接头、第二接头和第三接头，所述第一接头和所述第二接头的轴线位于第一直线上，所述第三接头的轴线位于第二直线上，所述第一直线和所述第二直线垂直相交，其特征在于，包括控制器、管件机械手、管件装配位置和围绕所述管件装配位置设置的第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构，所述管件机械手、所述第一装配机构、所述第二装配机构、所述第三装配机构均与所述控制器电性连接；

所述第一装配机构、所述第二装配机构、所述第三装配机构均设有供料装置以及旋紧装置，所述供料装置设有容纳螺母的第一腔体和容纳管套的第二腔体，所述旋紧装置设有定位芯棒，装配三通管件时，所述第一腔体、所述第二腔体、所述定位芯棒的轴线均位于同一直线上，所述第一装配机构、所述第二装配机构以及所述第三装配机构对应地设有第一定位芯棒、第二定位芯棒以及第三定位芯棒，所述第一定位芯棒与所述第二定位芯棒的轴线位于所述第一直线上，所述第三定位芯棒的轴线位于所述第二直线上，所述第一装配机构的所述第一腔体、所述第二腔体位于所述第一定位芯棒与所述第一接头之间，所述第二装配机构的所述第一腔体、所述第二腔体位于所述第二定位芯棒与所述第二接头之间，所述第三装配机构的所述第一腔体、所述第二腔体位于所述第三定位芯棒与所述第三接头之间。

2.根据权利要求1所述的三通管件装配设备，其特征在于，装配三通管件时，所述第一直线和所述第二直线位于水平面。

3.根据权利要求2所述的三通管件装配设备，其特征在于，所述管件机械手设有第一旋转臂、位于所述第一旋转臂上的管件夹具以及驱动所述管件夹具夹取三通管件的第一驱动装置，所述管件夹具包括第一管件夹具和第二管件夹具，所述第一管件夹具与所述第二管件夹具配合形成与三通管件形状配合的第三腔体，所述第三腔体设有与所述第一接头对应的第一通孔、与所述第二接头对应的第二通孔以及与所述第三接头对应的第三通孔。

4.根据权利要求1所述的三通管件装配设备，其特征在于，所述供料装置包括螺母供料位置、管套供料位置和上下料装置，所述上下料装置设有螺母夹具、管套夹具和第二驱动装置，所述螺母夹具设有第一螺母夹具、与所述第一螺母夹具配合形成所述第一腔体的第二螺母夹具，所述管套夹具设有第一管套夹具、与所述第一管套夹具配合形成所述第二腔体的第二管套夹具，装配三通管件时，所述第一腔体位于螺母装配位置，所述第二腔体位于管套装配位置，所述第二驱动装置驱动所述第一腔体在所述螺母供料位置与所述螺母装配位置之间往复运动，所述第二驱动装置驱动所述第二腔体在所述管套供料位置与所述管套装配位置之间往复运动。

5.根据权利要求4所述的三通管件装配设备，其特征在于，所述上下料装置还设有第一支承板、均与所述第一支承板可转动连接的第一转动轴和第二转动轴，所述第一螺母夹具和所述第一管套夹具均位于所述第一转动轴上，所述第二螺母夹具和所述第二管套夹具均位于所述第二转动轴上，所述第二驱动装置包括驱动所述第一支承板转动的第一电机、对应所述第一转动轴的第一齿轮、对应所述第二转动轴的第二齿轮、与所述第二齿轮啮合的第三齿轮以及驱动所述第三齿轮的第二电机，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合。

6.根据权利要求5所述的三通管件装配设备，其特征在于，所述第一螺母夹具设有对称的第一螺母沟槽，所述第二螺母夹具设有对称的第二螺母沟槽，所述第一管套夹具设有对称的第一管套沟槽，所述第二管套夹具设有对称的第二管套沟槽，所述第一螺母沟槽与所述第二螺母沟槽配合形成所述第一腔体，所述第一管套沟槽与所述第二管套沟槽配合形成所述第二腔体。

7.根据权利要求1所述的三通管件装配设备，其特征在于，所述旋紧装置还设有旋紧套筒、第二支承板、驱动所述第二支承板移动的第三驱动装置、设于所述第二支承板上的外套筒、内套筒以及驱动所述外套筒转动的第四驱动装置，所述外套筒与所述第二支承板可转动连接，所述内套筒内套于所述外套筒，所述定位芯棒嵌套在所述内套筒中、并与所述内套筒可伸缩连接，所述外套筒长度大于所述内套筒长度，所述旋紧套筒嵌套在所述外套筒端口中。

8.根据权利要求7所述的三通管件装配设备，其特征在于，所述第四驱动装置包括与所述外套筒相配合的第四齿轮、与所述第四齿轮啮合的第五齿轮以及驱动所述第五齿轮转动的第三电机。

9.根据权利要求8所述的三通管件装配设备，其特征在于，所述内套筒内部还设有第一弹簧，所述第一弹簧一端与所述定位芯棒连接，另一端与所述第二支承板连接。

10.根据权利要求9所述的三通管件装配设备，其特征在于，所述旋紧套筒与所述外套筒通过花键连接，所述旋紧装置还设有第二弹簧，所述第二弹簧一端与所述外套筒连接，另一端与所述旋紧套筒连接。

11.根据权利要求10所述的三通管件装配设备，其特征在于，所述定位芯棒端面呈锥状。

12.根据权利要求4至6任一项所述的三通管件装配设备，其特征在于，所述供料装置还包括螺母振动盘、管套振动盘和螺母抓手、管套抓手，所述螺母抓手设有第二旋转臂、位于所述第二旋转臂上的第一定位轴和驱动所述第一定位轴移动的第五驱动装置，所述管套抓手设有第三旋转臂、位于所述第三旋转臂上的第二定位轴和驱动所述第二定位轴移动的第六驱动装置。

13.根据权利要求1至11任一项所述的三通管件装配设备，其特征在于，还包括管件送料架，所述管件送料架对称设有与所述第一接头以及所述第二接头对应设置的第一滑槽和第二滑槽。

14.一种三通管件装配方法，其特征在于，管件机械手、第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构均与控制器电性连接，所述第一装配机构、所述第二装配机构、所述第三装配机构均设有供料装置以及旋紧装置，所述供料装置设有容纳螺母的第一腔体和容纳管套的第二腔体，所述旋紧装置设有定位芯棒和旋紧套筒，包括以下步骤：

管件机械手抓取三通管件移送至装配位置；

第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构分别对应三通管件的三个接头，在第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构里的第一腔体和第二腔体分别放入螺母和管套，使螺母、管套、相应接头的轴线均位于同一直线；

第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构的定位芯棒均进入所对应的第一腔体和第二腔体，用于套取螺母和管套并将螺母和管套移送至接头处，第一装配机构、第二装配机构、第三装配机构的旋紧套筒均将螺母和管套旋入三通管件三个接头，完成三通管件的装配。