CN105084272A - 一种筒盖自动装配系统及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明的筒盖自动装配系统包括机架、安装在机架上的机械装配系统和PLC控制系统，机械装配系统包括安装在机架上的盖体装配机构和筒体升举机构，盖体装配机构和筒体升举机构分别与PLC控制系统相连。本发明的筒盖自动装配系统，属于筒盖生产装配线的一部分，主要是将生产线上的筒体自动加装盖体，生产线通过传输链连续不断地将筒体运输到筒盖自动装配系统，然后借助筒盖自动装配系统自动将盖体安装到筒体上，整个过程无须人力，全部实现自动化，大大提高了生产效率，降低生产成本。

Description

一种筒盖自动装配系统及装配方法

技术领域

本发明涉及了一种机械装配系统，具体涉及一种筒盖自动装配设备。

背景技术

近几年机械行业呈低速发展趋势，持续旺盛的国内中低端市场需求，一定程度上延缓了行业的技术进步。我们仍然没有根本摆脱以规模扩张为主要特征的发展模式，我们的产业规模虽然很大，但产品结构水平偏低，仍然处于全球产业链的低端。总体机械行业的反正一方面拥有世界第一的产业规模，另一方面面临国内中高端市场尤其是高端市场仍然依赖进口的局面。因此可以说现阶段行业的基本特征是“大而不强”，现阶段行业的主要矛盾是国内市场需求结构的加速升级与行业供给能力不相适应的矛盾，所以随着市场需求的变化，未来机械行业一定会向着自动化、信息化等高端方向发展。

现有的筒盖装配生产线由于其复杂环境建设缓慢，还停留在中低端制造上，比如筒盖装配生产线还不能完全实现自动化装配，生产效率低生产成本高。

发明内容

本申请的发明目的在于解决目前的盖片装配系统存在的上述技术问题，而提供一种可以实现机械自动化，提高生产效率的筒盖自动装配系统。

为了完成本申请的发明目的，本申请采用以下技术方案：本发明的筒盖自动装配系统，包括机架、安装在机架上的机械装配系统和PLC控制系统，所述机械装配系统包括安装在机架上的盖体装配机构和筒体升举机构，盖体装配机构和筒体升举机构分别与所述PLC控制系统相连，所述盖体装配机构包括盖体装配装置和盖体输送装置，所述盖体装配装置包括固定在所述机架上的转轴支座，转轴支座上横向安装有转轴，转轴由摆台气缸驱动，转轴上还固定有气动摆台，所述气动摆台上滑动安装着气动滑台，气动滑台由固定在气动摆台上的滑台气缸驱动，所述气动滑台上固定安装盖体装配组件，所述盖体装配组件包括与PLC控制器相连的电机和由电机驱动的压套板，所述电机借助电机座固定在所述气动滑台上，所述电机的主轴上刚性连接着传动轴，传动轴的端部安装所述压套板。

本发明所述盖体输送装置包括安装在机架上的推送气缸、盖体容纳区和限位槽，所述限位槽位于所述压套板的下方，所述限位槽与盖体容纳区之间设有滑动轨道，所述推送气缸将盖体容纳区内的盖体经滑动轨道推送至所述限位槽内。

本发明所述筒体升举机构包括安装在所述机架上的传输链、升举气缸、止动气缸和限位块，所述升降气缸活塞杆的端部设有升举筒体的升举架，所述升举架的正上方安装所述限位块，所述升举架的两侧各设置一个止动气缸，所述传输链将筒体运输至所述升举架上方，升举气缸借助升举架将筒体升举至限位块的凹槽内。

本发明所述PLC控制系统包括PLC控制器和电磁阀，所述摆台气缸、滑台气缸、升举气缸、推送气缸和止动气缸各安装一个电磁阀，气源经过电磁阀向气缸供气，PLC控制器通过磁性开关控制电磁阀的启闭，所述磁性开关包括安装在摆台气缸上的摆台行程开关、安装在滑台气缸上的的滑台行程开关、安装在升举气缸上的升举行程开关、安装在推送气缸上的推送行程开关和控制所述止动气缸的止动接近开关，所述止动接近开关安装在所述升降架一侧的机架上并与传输链上的筒体高度相同。

本发明所述PLC控制系统还包括第一接近开关和第二接近开关，所述第一接近开关安装在所述限位槽内，所述第二接近开关安装在所述压套板一侧的机架上。

本发明所述电机为伺服电机，所述电磁阀为五通先导式电磁阀，每个所述电磁阀与PLC控制器之间设有过滤减压阀和流速控制阀。

本发明还提供一种筒盖自动装配系统的装配方法，使用上述的筒盖自动装配系统，其特征在于：包括以下步骤：启动→限制筒体位置→固定筒体→输送盖体→盖体装配装置取盖→盖体装配装置复位→盖体装配装置装盖→筒体复位→成品输出。

本发明所述的筒盖自动装配系统的装配方法，每个步骤实施方式如下：

1)启动：将多个筒体依次放置在传输链上，启动系统，传输链将筒体送往筒体升举架；

2)限制筒体位置：当筒体经过止动接近开关时，止动接近开关被触发并传输电信号给PLC控制器，PLC控制器开启止动气缸的电磁阀，气源给止动气缸通气，止动气缸伸张将筒体顶住；

3)固定筒体：当筒体静止不动后，PLC控制器借助升举行程开关和升举气缸的电磁阀控制升举气缸升举筒体直至筒体到达限位块的凹槽中，升举架与限位块固定住筒体；

4)输送盖体：当升举气缸运行时，PLC控制器同时触发推送行程开关，推送气缸将盖体推送至限位槽内然后自动缩回；

5)盖体装配装置取盖：当升举气缸运行时，PLC控制器同时触发摆台行程开关，摆台气缸驱动气动摆台转动，气动摆台由初始的水平状态转动为竖直状态，所述压套板竖直向下，然后PLC控制器触发滑台行程开关，滑台气缸驱动气动滑台向下运动，压套板压入盖体反面的凹槽内并通过压套板外部橡胶的弹力将盖体涨紧在压套板上，气动滑台下压时触发第一接近开关，第一接近开关传递电信号给PLC控制器，PLC控制器控制滑台气缸收缩，滑台气缸收缩过程中盖体触发第二接近开关，第二接近开关传递电信号给PLC控制器，PLC控制器控制气动摆台旋转90度复位，此时盖体与筒体正对；

6)盖体装配装置装盖：气动摆台复位后，PLC控制器控制气动滑台驱动压套板压将盖体压向筒体，同时PLC控制器启动电机，电机旋转3s后停止转动，完成拧盖，然后PLC控制器控制滑台气缸缩回，压套板脱离盖体复位；

7)筒体复位：装盖完成后，PLC控制器控制升举气缸缩回，筒体返回原位；

8)成品输出：筒体复位后，PLC控制器控制止动气缸复位，拧盖完成后的筒体随着传输链输出，PLC控制器等待下一个筒体触发止动接近开关，开始下一个循环装配。

本发明的筒盖自动装配系统与现有技术相比区别在于：本发明的筒盖自动装配系统，属于筒盖生产装配线的一部分，主要是将生产线上的筒体自动加装盖体，生产线通过传输链连续不断地将筒体运输到筒盖自动装配系统，然后借助筒盖自动装配系统自动将盖体安装到筒体上，该筒盖自动装配系统包括机架、安装在机架上的机械装配系统和PLC控制系统，机械装配系统包括安装在机架上的盖体装配机构和筒体升举机构，盖体装配机构和筒体升举机构分别与PLC控制系统相连，PLC控制系统控制盖体装配机构和筒体升举机构自动完成筒盖的装配，整个过程无须人力，全部实现自动化，大大提高了生产效率，降低生产成本。

附图说明

图1是本发明的筒盖自动装配系统的整体结构示意图；

图2是本发明的盖体装配机构示意图；

图3是本发明的筒体升举机构的正视图；

图4是本发明的筒体升举机构侧视图；

图5是本发明的筒盖自动装配系统的俯视示意图；

图6是本发明的筒盖自动装配系统的侧视示意图；

图7是本发明的PLC控制系统控制流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例的筒盖自动装配系统，属于筒盖生产装配线的一部分，主要是将生产线上的筒体自动加装盖体，生产线通过传输链31(参见图5)连续不断地将筒体运输到筒盖自动装配系统，然后借助筒盖自动装配系统自动将盖体安装到筒体上，该筒盖自动装配系统包括机架1、安装在机架1上的机械装配系统和PLC控制系统，机械装配系统包括安装在机架1上的盖体装配机构2和筒体升举机构3，盖体装配机构2和筒体升举机构3分别与PLC控制系统相连。

如图1-2所示，盖体装配机构2包括盖体装配装置4和盖体输送装置5，盖体装配装置4包括固定在机架1上的转轴支座41，转轴支座41上横向安装有转轴42，转轴42由摆台气缸43(参见图5)驱动，转轴42上还固定有气动摆台44，气动摆台44初始状态下处于水平状态，当需要抓取盖体时，气动摆台44在摆台气缸43的驱动下旋转90度，呈现竖直状态。

如图2所示，气动摆台44上滑动安装着气动滑台45，气动摆台44与气动滑台45为滑动配合，气动摆台44上固定有滑台气缸46，滑台气缸46驱动气动滑台45相对于气动摆台44来回滑动。

如图2所示，气动滑台45上固定安装盖体装配组件，盖体装配组件包括与PLC控制器相连的电机47和由电机47驱动的压套板49，具体地，电机47借助电机47座固定在气动滑台45上，电机47的主轴上刚性连接着传动轴48，传动轴48的端部安装压套板49，压套板49外部橡胶的弹力可以将盖体涨紧在压套板49上。

如图5-6所示，盖体输送装置5包括安装在机架1上的推送气缸51、盖体容纳区52和限位槽53，限位槽53位于压套板49的下方，限位槽53与盖体容纳区52之间设有滑动轨道54，推送气缸51将盖体容纳区52内的盖体经滑动轨道54推送至限位槽53内。

上述结构便是盖体装配机构2的具体结构，在装配盖时，由PLC控制系统控制气动摆台44旋转90度，呈现竖直状态，同时控制推送气缸51将盖体输送到限位槽53内，然后借助气动滑台45将压套板49压入盖体的凹槽内，然后PLC控制系统控制气动滑台45和气动摆台44复位，完成取盖。对于筒体的装配问题本实施例提供一种筒体升举机构3，具体如下：

如图5和6所示，筒体升举机构3包括安装在机架1上的传输链31、升举气缸32、止动气缸33和限位块34，升举气缸活塞杆的端部设有升举筒体的升举架35，升举架35的正上方安装限位块34，升举架35的两侧各设置一个止动气缸33，传输链31将筒体运输至升举架35上方，升举气缸32借助升举架35将筒体升举至限位块34的凹槽内，此时筒体与完成取盖后的盖体正对，下面就通过PLC控制系统控制装配筒盖。

如图2、3、5和6所示，PLC控制系统包括PLC控制器和电磁阀，摆台气缸43、滑台气缸46、升举气缸32、推送气缸51和止动气缸33各安装一个电磁阀，气源经过电磁阀向气缸供气，PLC控制器通过磁性开关控制电磁阀的启闭，磁性开关包括安装在摆台气缸43上的摆台行程开关61、安装在滑台气缸46上的的滑台行程开关62、安装在升举气缸32上的升举行程开关63、安装在推送气缸51上的推送行程开关64和控制止动气缸33的止动接近开关65，止动接近开关65安装在升举架一侧的机架1上并与传输链31上的筒体高度相同。

PLC控制系统还包括第一接近开关66和第二接近开关67，第一接近开关66安装在限位槽53内，第二接近开关67安装在压套板49一侧的机架1上。

优选的，本实施例的电机47为伺服电机，电磁阀为五通先导式电磁阀，每个电磁阀与PLC控制器之间设有过滤减压阀和流速控制阀。

本实施例还提供一种筒盖自动装配系统的装配方法，包括以下步骤：启动→限制筒体位置→固定筒体→输送盖体→盖体装配装置取盖→盖体装配装置装盖→筒体复位→成品输出。

如图7所示，每个步骤实施方式如下：

1)启动：将多个筒体依次放置在传输链31上，启动系统，传输链31将筒体送往筒体升举架35；

2)限制筒体位置：当筒体经过止动接近开关65时，止动接近开关65被触发并传输电信号给PLC控制器，PLC控制器开启止动气缸33的电磁阀，气源给止动气缸33通气，止动气缸33伸张将筒体顶住；

3)固定筒体：当筒体静止不动后，PLC控制器借助升举行程开关63和升举气缸32的电磁阀控制升举气缸32升举筒体直至筒体到达限位块34的凹槽中，升举架35与限位块34固定住筒体；

4)输送盖体：当升举气缸32运行时，PLC控制器同时触发推送行程开关64，推送气缸51将盖体推送至限位槽53内，然后断开推送气缸51的电磁阀，推送气缸51的活塞杆送盖返回；

5)盖体装配装置取盖：1、向下旋转取盖：当升举气缸32运行时，PLC控制器同时触发摆台行程开关61，摆台气缸43驱动气动摆台44转动，气动摆台44由初始的水平状态转动为竖直状态，压套板49竖直向下，2、固定盖体：PLC控制器触发滑台行程开关62，滑台气缸46驱动气动滑台45向下运动，压套板49压入盖体反面的凹槽内并通过压套板49外部橡胶的弹力将盖体涨紧在压套板49上，3、取盖：气动滑台45下压时触发第一接近开关66，第一接近开关66传递电信号给PLC控制器，PLC控制器控制滑台气缸46收缩，4、向上旋转复位：滑台气缸46收缩过程中盖体触发第二接近开关67，第二接近开关67传递电信号给PLC控制器，PLC控制器控制气动摆台44旋转90度复位，此时盖体与筒体正对；

6)盖体装配装置装盖：1、拧盖：气动摆台44复位后，PLC控制器控制气动滑台45驱动压套板49将盖体压向筒体，同时PLC控制器启动电机47，电机47旋转3s后停止转动，完成拧盖，2、脱离盖体：PLC控制器断开滑台气缸46的电磁阀，滑台气缸46带动压套板复位,压套板脱离盖体，盖体旋转固定在筒体上；

7)筒体复位：装盖完成后，PLC控制器控制升举气缸32缩回，筒体返回原位；

8)成品输出：筒体复位后，PLC控制器控制止动气缸33复位，拧盖完成后的筒体随着传输链31输出，PLC控制器等待下一个筒体触发止动接近开关65，开始下一个循环装配。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (8)

1.一种筒盖自动装配系统，包括机架、安装在机架上的机械装配系统和PLC控制系统，所述机械装配系统包括安装在机架上的盖体装配机构和筒体升举机构，盖体装配机构和筒体升举机构分别与所述PLC控制系统相连，其特征在于：所述盖体装配机构包括盖体装配装置和盖体输送装置，所述盖体装配装置包括固定在所述机架上的转轴支座，转轴支座上横向安装有转轴，转轴由摆台气缸驱动，转轴上还固定有气动摆台，所述气动摆台上滑动安装着气动滑台，气动滑台由固定在气动摆台上的滑台气缸驱动，所述气动滑台上固定安装盖体装配组件，所述盖体装配组件包括与PLC控制器相连的电机和由电机驱动的压套板，所述电机借助电机座固定在所述气动滑台上，所述电机的主轴上刚性连接着传动轴，传动轴的端部安装所述压套板。

2.根据权利要求1所述的筒盖自动装配系统，其特征在于：所述盖体输送装置包括安装在机架上的推送气缸、盖体容纳区和限位槽，所述限位槽位于所述压套板的下方，所述限位槽与盖体容纳区之间设有滑动轨道，所述推送气缸将盖体容纳区内的盖体经滑动轨道推送至所述限位槽内。

3.根据权利要求2所述的筒盖自动装配系统，其特征在于：所述筒体升举机构包括安装在所述机架上的传输链、升举气缸、止动气缸和限位块，所述升降气缸活塞杆的端部设有升举筒体的升举架，所述升举架的正上方安装所述限位块，所述升举架的两侧各设置一个止动气缸，所述传输链将筒体运输至所述升举架上方，升举气缸借助升举架将筒体升举至限位块的凹槽内。

4.根据权利要求3所述的筒盖自动装配系统，其特征在于：所述PLC控制系统包括PLC控制器和电磁阀，所述摆台气缸、滑台气缸、升举气缸、推送气缸和止动气缸各安装一个电磁阀，气源经过电磁阀向气缸供气，PLC控制器通过磁性开关控制电磁阀的启闭，所述磁性开关包括安装在摆台气缸上的摆台行程开关、安装在滑台气缸上的的滑台行程开关、安装在升举气缸上的升举行程开关、安装在推送气缸上的推送行程开关和控制所述止动气缸的止动接近开关，所述止动接近开关安装在所述升降架一侧的机架上并与传输链上的筒体高度相同。

5.根据权利要求4所述的筒盖自动装配系统，其特征在于：所述PLC控制系统还包括第一接近开关和第二接近开关，所述第一接近开关安装在所述限位槽内，所述第二接近开关安装在所述压套板一侧的机架上。

6.根据权利要求5所述的筒盖自动装配系统，其特征在于：所述电机为伺服电机，所述电磁阀为五通先导式电磁阀，每个所述电磁阀与PLC控制器之间设有过滤减压阀和流速控制阀。

7.一种筒盖自动装配系统的装配方法，使用如权利要求6所述的筒盖自动装配系统，其特征在于：包括以下步骤：启动→限制筒体位置→固定筒体→输送盖体→盖体装配装置取盖→盖体装配装置复位→盖体装配装置装盖→筒体复位→成品输出。

8.根据权利要求7所述的筒盖自动装配系统的装配方法，其特征在于：每个步骤实施方式如下：

1)启动：将多个筒体依次放置在传输链上，启动系统，传输链将筒体送往筒体升举架；

2)限制筒体位置：当筒体经过止动接近开关时，止动接近开关被触发并传输电信号给PLC控制器，PLC控制器开启止动气缸的电磁阀，气源给止动气缸通气，止动气缸伸张将筒体顶住；

3)固定筒体：当筒体静止不动后，PLC控制器借助升举行程开关和升举气缸的电磁阀控制升举气缸升举筒体直至筒体到达限位块的凹槽中，升举架与限位块固定住筒体；

4)输送盖体：当升举气缸运行时，PLC控制器同时触发推送行程开关，推送气缸将盖体推送至限位槽内然后自动缩回；

5)盖体装配装置取盖：当升举气缸运行时，PLC控制器同时触发摆台行程开关，摆台气缸驱动气动摆台转动，气动摆台由初始的水平状态转动为竖直状态，所述压套板竖直向下，然后PLC控制器触发滑台行程开关，滑台气缸驱动气动滑台向下运动，压套板压入盖体反面的凹槽内并通过压套板外部橡胶的弹力将盖体涨紧在压套板上，气动滑台下压时触发第一接近开关，第一接近开关传递电信号给PLC控制器，PLC控制器控制滑台气缸收缩，滑台气缸收缩过程中盖体触发第二接近开关，第二接近开关传递电信号给PLC控制器，PLC控制器控制气动摆台旋转90度复位，此时盖体与筒体正对；

6)盖体装配装置装盖：气动摆台复位后，PLC控制器控制气动滑台驱动压套板压将盖体压向筒体，同时PLC控制器启动电机，电机旋转3s后停止转动，完成拧盖，然后PLC控制器控制滑台气缸缩回，压套板脱离盖体复位；

7)筒体复位：装盖完成后，PLC控制器控制升举气缸缩回，筒体返回原位；

8)成品输出：筒体复位后，PLC控制器控制止动气缸复位，拧盖完成后的筒体随着传输链输出，PLC控制器等待下一个筒体触发止动接近开关，开始下一个循环装配。