CN105196041B - 一种组合盖自动装配系统 - Google Patents

Abstract

本发明的组合盖自动装配系统包括机架、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组合盖装配机构和筒体升举机构，组合盖装配机构和筒体升举机构分别与PLC控制系统相连，组合盖装配机构包括螺套装配装置和盖片装配装置，螺套装配装置包括螺套输送装置和螺套装配组件，盖片装配装置包括盖片输送装置和盖片装配组件，螺套装配组件和盖片装配组件为一体化结构组装成组合盖抓取组件，组合盖抓取组件同时将螺套和盖片装配到升举机构上的筒体端口上。本发明的组合盖自动装配系统借助组合盖自动装配系统自动将组合盖安装到筒体上，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

一种组合盖自动装配系统

技术领域

本发明涉及了一种机械装配系统，具体涉及一种组合盖自动装配设备。

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。

现有的组合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，比如组合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。组合盖一般由空心的螺套和盖片组成，装配时先将盖片顶靠在筒体上，然后将环状的螺套拧在筒体上，螺套将盖片紧压在筒体上，现有的装配技术一般是先装配盖片，然后进行下个螺套的装配流程，生产线成本投入较大，而且盖片的厚度较小，需要人工送料，无法实现全自动装配。

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，同时装配螺套和盖片，提高生产效率的组合盖自动装配系统。

为了完成本申请的发明目的，本申请采用以下技术方案：本发明组合盖自动装配系统，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组合盖装配机构和筒体升举机构，组合盖装配机构和筒体升举机构分别与所述PLC控制系统相连，所述组合盖装配机构包括螺套装配装置和盖片装配装置，所述螺套装配装置包括螺套输送装置和螺套装配组件，所述盖片装配装置包括盖片输送装置和盖片装配组件，所述螺套装配组件和盖片装配组件为一体化结构组装成组合盖抓取组件，所述螺套输送装置和盖片输送装置同时将螺套和盖片输送到所述组合盖抓取组件的下方，组合盖抓取组件同时将螺套和盖片装配到升举机构上的筒体端口上。

本发明所述组合盖抓取组件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所述螺套装配组件，所述螺套装配组件包括与PLC控制系统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。

本发明所述传动轴具有中空结构，所述中空结构连接固定所述盖片装配组件，所述盖片装配组件包括可转动地安装在所述中空结构内的螺杆和安装在螺杆端部的粘接板，所述粘接板面朝外部的端面涂覆有粘性材料，所述压套板具有让所述螺杆穿过的通孔。

本发明所述螺杆借助内接滚动轴承安装在所述传动轴的中空结构内，所述螺杆的螺纹端螺接有螺母，所述螺杆上还套设有弹簧，所述弹簧顶靠在内接滚动轴承端部和粘接板之间。

本发明所述传动轴的一端借助螺钉与所述电机的主轴刚性连接，另外一端通过螺栓固定连接压套板，所述传动轴借助滚动轴承组件可转动地安装在气动滑台上，所述滚动轴承组件包括套设在传动轴上的外接滚动轴承和固定在气动滑台上的轴承座，所述传动轴上还套设有轴套，轴套通过轴承座固定。

本发明所述螺套输送装置包括安装在机架上的推送气缸、螺套容纳区和限位槽，所述限位槽位于所述压套板的下方，所述限位槽与螺套容纳区之间设有螺套滑动轨道，所述推送气缸将螺套容纳区内的螺套经螺套滑动轨道推送至所述限位槽内。

本发明所述盖片输送装置包括位于所述限位槽正下方的安装定位槽和盖片容纳区，所述安装定位槽与盖片容纳区之间设有盖片滑动轨道，所述盖片滑动轨道上设有贯穿槽，所述安装定位槽的下方设有牵拉气缸，牵拉气缸活塞杆端部安装活动牵拉件，活动牵拉件可穿过所述贯穿槽牵拉盖片运动，所述活动牵拉件包括固定在活塞杆端部的牵拉头和铰接在牵拉头上的牵拉杆，所述牵拉杆的下方刚性连接着重力模块。

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，所述升举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、牵拉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、安装在牵拉气缸上的牵拉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举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，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。

本发明的组合盖自动装配系统与现有技术相比区别在于：本发明的组合盖自动装配系统，属于组合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组合盖，生产线通过传输链连续不断地将筒体运输到组合盖自动装配系统，然后借助组合盖自动装配系统自动将螺套和盖片安装到筒体上，该组合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组合盖装配机构和筒体升举机构，组合盖装配机构和筒体升举机构分别与PLC控制系统相连，PLC控制系统控制组合盖装配机构和筒体升举机构自动完成组合盖的装配，整个过程无须人力，全部实现自动化，而且可以同时完成螺套和盖片的装配，生产线投入降低，而且大大提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明的组合盖自动装配系统的整体结构示意图；

图2是本发明的组合盖装配机构示意图；

图3是本发明的盖片装配组件示意图；

图4是本发明的盖片输送装置示意图；

图5是图4中盖片输送装置的俯视示意图；

图6是本发明的组合盖自动装配系统的侧视示意图；

图7是本发明的组合盖自动装配系统的使用状态图；

图8是本发明的筒体升举机构的正视图；

图9是本发明的筒体升举机构侧视图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例的组合盖自动装配系统，属于组合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组合盖，生产线通过传输链31(参见图5)连续不断地将筒体运输到组合盖自动装配系统，然后借助组合盖自动装配系统自动将螺套和盖片(组合盖一般由螺套和盖片组成，螺套是空心的套环，两面各具有一个环状凹槽，其中朝向盖片的一面凹槽用于容纳盖片)安装到筒体上，该组合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上的组合盖装配机构2和筒体升举机构3，组合盖装配机构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，组合盖装配机构2包括螺套装配装置和盖片装配装置，螺套装配装置包括螺套输送装置和螺套装配组件，盖片装配装置包括盖片输送装置和盖片装配组件，螺套装配组件和盖片装配组件为一体化结构组装成组合盖抓取组件。

组合盖抓取组件的具体结构如下：

如图3所示，组合盖抓取组件还包括固定在机架上的转轴支座41，转轴支座41上横向安装有转轴42，转轴42由摆台气缸43驱动，转轴上还固定有气动摆台44，气动摆台44上滑动安装着气动滑台45，气动滑台45由固定在气动摆台上的滑台气缸46驱动，气动滑台45上固定安装螺套装配组件，参见图5，螺套装配组件包括与PLC控制系统相连的电机71和由电机71驱动的压套板72，电机71借助电机71座固定在气动滑台上，电机71的主轴上刚性连接着传动轴73，传动轴73的端部安装压套板72，具体地，传动轴73的一端借助螺钉与电机71的主轴刚性连接，另外一端通过螺栓固定连接压套板72，传动轴73借助滚动轴承组件可转动地安装在气动滑台上，滚动轴承组件包括套设在传动轴73上的外接滚动轴承77和固定在气动滑台上的轴承座75，传动轴73上还套设有轴套76，轴套76通过轴承座75固定。

如图3所示，传动轴73具有中空结构74，中空结构74连接固定盖片装配组件，盖片装配组件包括可转动地安装在中空结构74内的螺杆81和安装在螺杆81端部的粘接板84，粘接板84面朝外部的端面涂覆有粘性材料，压套板72具有让螺杆81穿过的通孔。

螺杆81借助内接滚动轴承83安装在传动轴73的中空结构74内，螺杆81的螺纹端螺接有螺母，螺杆81上还套设有弹簧82，弹簧82顶靠在内接滚动轴承83端部和粘接板84之间。

装配时，螺套输送装置和盖片输送装置同时将螺套和盖片输送到组合盖抓取组件的下方，组合盖抓取组件同时将螺套和盖片装配到升举机构上的筒体端口上。

具体的输送机构如下：

螺套输送装置包括安装在机架上的推送气缸51、螺套容纳区52和限位槽53，限位槽53位于压套板72的下方，限位槽53与螺套容纳区52之间设有螺套滑动轨道54，推送气缸将螺套容纳区内的螺套经螺套滑动轨道推送至限位槽53内。

如图4所示，盖片输送装置包括位于限位槽53正下方的安装定位槽91和盖片容纳区92，安装定位槽91与盖片容纳区92之间设有盖片滑动轨道93，盖片滑动轨道93上设有贯穿槽94，安装定位槽91的下方设有牵拉气缸95，牵拉气缸95活塞杆端部安装活动牵拉件96，活动牵拉件96可穿过贯穿槽94牵拉盖片运动，活动牵拉件96包括固定在活塞杆端部的牵拉头961和铰接在牵拉头961上的牵拉杆962，牵拉杆962的下方刚性连接着重力模块963。需要牵拉盖片时，牵拉气缸伸张驱动活动牵拉头越过盖片的底部，此时牵拉杆偏转，当牵拉杆越过盖片底部之后在重力模块的作用下回复竖直状态，此时牵拉气缸收缩，牵拉杆抵住盖片，而牵拉杆下部又被活塞杆抵住，这样盖片在牵拉杆的作用下滑出，沿着盖片滑动轨道进入到安装定位槽内。

装配系统开启后，通过上述螺套输送装置和盖片输送装置同时将螺套和盖片送往组合盖抓取组件下方的限位槽53和安装定位槽91内，组合盖抓取组件同时将螺套和盖片抓起，然后装配到筒体上，筒体是由升举机构升举到与压套板72水平状态下正对的位置处。

升举机构具体结构如下：

如图8和9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组合盖正对，下面就通过PLC控制系统控制装配组合盖。

本实施例的组合盖装配机构2和筒体升举机构3全部由PLC控制系统自动控制，PLC控制系统的具体设计如下：

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、牵拉气缸95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、控制止动气缸33的止动接近开关65和安装在牵拉气缸95上的牵拉行程开关68，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72一侧的机架1上。优选的，本实施例的电机71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。

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将螺套输送到限位槽53内，然后借助气动滑台45将压套板72压入螺套的凹槽内，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。具体如下：包括以下步骤：启动→限制筒体位置→固定筒体→输送组合盖→组合盖装配组件取盖→组合盖装配组件装盖→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)输送组合盖：当升举气缸32运行时，PLC控制器同时触发推送行程开关64和牵拉行程开关，推送气缸51将螺套推送至限位槽53内同时牵拉气缸95将盖片牵拉至安装定位槽内，然后断开推送气缸51，推送气缸51活塞杆送盖返回准备下一循环推送螺套，同时开启牵拉气缸的电磁阀，牵拉气缸95的活塞杆伸张到盖片的下方准备下一循环牵拉盖片；

5)组合盖装配组件取盖：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72竖直向下；2、固定组合盖：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72压入螺套反面的凹槽内并通过压套板72外部橡胶的弹力将螺套涨紧在压套板72上，同时粘接板紧压在盖片上，粘住盖片；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收缩过程中螺套触发第二接近开关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，此时螺套和盖片被抓取起来并与升举架上的筒体正对；

6)组合盖装配组件装盖：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72将螺套和盖片压向筒体，此时粘接板在弹簧的作用下紧紧将盖片压在筒体端口面上，同时PLC控制器启动电机71，电机71旋转3s后停止转动，完成拧盖，拧盖时传动轴转动而螺杆静止不动；2、脱离组合盖：PLC控制器断开滑台气缸46的电磁阀，滑台气缸46带动压套板和粘接板复位,压套板脱离螺套，同时粘接板脱离盖片，组合盖固定在筒体上；

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 (10)

1.一种组合盖自动装配系统，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组合盖装配机构和筒体升举机构，组合盖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：所述组合盖装配机构包括螺套装配装置和盖片装配装置，所述螺套装配装置包括螺套输送装置和螺套装配组件，所述盖片装配装置包括盖片输送装置和盖片装配组件，所述螺套装配组件和盖片装配组件为一体化结构组装成组合盖抓取组件，所述螺套输送装置和盖片输送装置同时将螺套和盖片输送到所述组合盖抓取组件的下方，组合盖抓取组件同时将螺套和盖片装配到升举机构上的筒体端口上。

2.根据权利要求1所述的组合盖自动装配系统，其特征在于：所述组合盖抓取组件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所述螺套装配组件，所述螺套装配组件包括与PLC控制系统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。

3.根据权利要求2所述的组合盖自动装配系统，其特征在于：所述传动轴具有中空结构，所述中空结构连接固定所述盖片装配组件，所述盖片装配组件包括可转动地安装在所述中空结构内的螺杆和安装在螺杆端部的粘接板，所述粘接板面朝外部的端面涂覆有粘性材料，所述压套板具有让所述螺杆穿过的通孔。

4.根据权利要求3所述的组合盖自动装配系统，其特征在于：所述螺杆借助内接滚动轴承安装在所述传动轴的中空结构内，所述螺杆的螺纹端螺接有螺母，所述螺杆上还套设有弹簧，所述弹簧顶靠在内接滚动轴承端部和粘接板之间。

5.根据权利要求4所述的组合盖自动装配系统，其特征在于：所述传动轴的一端借助螺钉与所述电机的主轴刚性连接，另外一端通过螺栓固定连接压套板，所述传动轴借助滚动轴承组件可转动地安装在气动滑台上，所述滚动轴承组件包括套设在传动轴上的外接滚动轴承和固定在气动滑台上的轴承座，所述传动轴上还套设有轴套，轴套通过轴承座固定。

6.根据权利要求5所述的组合盖自动装配系统，其特征在于：所述螺套输送装置包括安装在机架上的推送气缸、螺套容纳区和限位槽，所述限位槽位于所述压套板的下方，所述限位槽与螺套容纳区之间设有螺套滑动轨道，所述推送气缸将螺套容纳区内的螺套经螺套滑动轨道推送至所述限位槽内。

7.根据权利要求6所述的组合盖自动装配系统，其特征在于：所述盖片输送装置包括位于所述限位槽正下方的安装定位槽和盖片容纳区，所述安装定位槽与盖片容纳区之间设有盖片滑动轨道，所述盖片滑动轨道上设有贯穿槽，所述安装定位槽的下方设有牵拉气缸，牵拉气缸活塞杆端部安装活动牵拉件，活动牵拉件可穿过所述贯穿槽牵拉盖片运动，所述活动牵拉件包括固定在活塞杆端部的牵拉头和铰接在牵拉头上的牵拉杆，所述牵拉杆的下方刚性连接着重力模块。

8.根据权利要求7所述的组合盖自动装配系统，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，所述升举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。

9.根据权利要求8所述的组合盖自动装配系统，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、牵拉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、安装在牵拉气缸上的牵拉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举架一侧的机架上并与传输链上的筒体高度相同。

10.根据权利要求9所述的组合盖自动装配系统，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，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。