CN106312537B - O型圈组装设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种O型圈组装设备，其包括O型圈自动供料机构、O型圈组装机构，O型圈进料机构上方设有进料滑道；O型圈进料机构后侧的导向杆推拉机构包括两块转动板和两根弹簧，两个转动板分别通过竖向转动轴并排布置于与下平移气缸推动端相连的转动板安装块；用于推送导向杆的下平移气缸安装于O型圈进料机构后侧的工作台下方，O型圈检测机构安装于O型圈进料机构前部，且O型圈检测机构设置有两导向块，两导向块具有供导向杆穿过的开孔，导向杆设置于该开孔中；转动板安装块后侧的工作台上安装有将导向杆撞击前移的上平移气缸。本发明结构简单、稳定性强、操作灵活的特点，既可以由工人直接操作，也可以集成到自动化设备上使用。

Description

O型圈组装设备

技术领域

本发明涉及O型圈自动上料组装设备领域，尤其是涉及一种O型圈组装设备。

背景技术

O型圈因为其密封性能好、结构紧凑、使用寿命长、摩擦阻力小以及制造简单、拆装方便、成本低等优点广泛应用于各行各业的各种设备中。

不管是人工组装O型圈还是全自动O型圈组装设备，都存在诸多问题：

一、人工组装O型，其以简易的机械结构辅助操作，具有效率低、易损伤O型圈，漏装无法检测等弊端。

二、全自动O型圈组装设备，虽然能实现自动化组装，但其成本高，占地广，结构复杂，兼容性不强，O型圈的受热变形对部分结构的稳定性影响较大。

综上，密封圈的组装设备日趋多样化，但大多存在各种问题，如结构复杂，成本过高，设备稳定性差，效率低，兼容性不强等等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种O型圈组装设备，其有效地提高生产效率、降低了劳动强度、减少了生产成本，且具有结构简单、稳定性强、操作灵活的特点，既可以由工人直接操作，也可以集成到自动化设备上使用。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种O型圈组装设备，其包括O型圈自动供料机构、安装于O型圈自动供料机构输出口的O型圈组装机构，所述O型圈组装机构包括：O型圈进料机构、安装于工作台上方的上平移气缸、安装于工作台下方的下平移气缸、导向杆、导向杆推拉机构、O型圈平移机构；

所述工作台安装的O型圈进料机构位于O型圈自动供料机构边缘，所述O型圈进料机构上方设置有进料滑道，该进料滑道的入口端接于O型圈自动供料机构输出口，进料滑道的出口端设置在O型圈进料机构的定位槽上方，所述定位槽设置有将O型圈推送到导向杆预设位置的推动部，所述进料滑道设置有探测机构；

所述导向杆具有作为O型圈套入端的前端以及将O型圈转移到产品的转移杆部分，所述转移杆部分的自由端设置有产品定位孔；

位于O型圈进料机构后侧的导向杆推拉机构包括两块转动板和两根弹簧，转动板相邻边缘处设置有半圆孔，两个半圆孔构成了夹持导向杆前端的通孔，两个转动板分别通过竖向转动轴并排布置于与下平移气缸推动端相连的转动板安装块，两根弹簧分别设置于转动板的背部且位于转动板安装块的弹簧装配孔中，所述转动板安装块设置有上平移气缸推杆孔，所述转动板安装块的边缘支架设置有探测导向杆是否夹持到位的传感器；

所述下平移气缸安装于O型圈进料机构后侧的工作台下方，其具有可将带有O型圈的导向杆前推到O型圈检测机构的推动端，

所述O型圈检测机构安装于O型圈进料机构前部，且O型圈检测机构设置有将O型圈推到产品上的两导向块，两导向块具有供导向杆穿过的开孔，所述导向杆设置于该开孔中；

所述转动板安装块后侧的工作台上安装有上平移气缸，其具有将导向杆撞击前移的推杆；

所述O型圈自动供料机构、O型圈组装机构接于控制系统。

与现有技术相比，本发明提供的O型圈组装设备结构简单，稳定性强，操作灵活，既可以由工人直接操作，也可以集成到全自动化设备上使用。操作者或机械手只需将工件放在导向杆的定位孔里轻轻一推，即可将O型圈套在工件上。通过更换治具可以进行不同型号规格的O型圈组装，方便快捷。

进一步，所述导向杆的前端呈锥状，杆身设置有对O型圈限位的台阶状结构。

进一步，所述O型圈进料机构设置有注油杆。

进一步，所述O型圈进料机构设置有两块双层限位滑块，所述O型圈进料机构设置有滑动安装两块双层限位滑块的限位板，两块双层限位滑块的滑动部位于限位板的滑动通道，定位槽则位于两块双层限位滑块中。

进一步，两块双层限位滑块包括：

左双层限位滑块，其具有靠近U型块前侧板的左定位槽限位部以及靠近U型块的左限位滑块后侧板、连接左定位槽限位部和左限位滑块后侧板且位于上、下限位板之间的左连接部；

右双层限位滑块，其具有靠近U型块前侧板的右定位槽限位部以及靠近U型块的右限位滑块后侧板、连接右定位槽限位部和右限位滑块后侧板且位于上、下限位板之间的右连接部；

其中，所述左定位槽限位部的左定位槽、右定位槽限位部的右定位槽共同构成了一个供O型圈掉入的定位槽，定位槽的O型圈掉入口位于左定位槽限位部、右定位槽限位部的顶端，U型块设置有供导向杆通过的导向杆通孔。

进一步，所述左双层限位滑块、右双层限位滑块安装有复位弹簧。

进一步，两个转动板的半圆孔构成的导向杆通过孔具有锥状导向部。

进一步，所述探测机构为光纤传感器。

进一步，两个导向块设置有导向块复位弹簧组件。

进一步，还包括：用于将产品放在导向杆定位孔中而在两块导向块作用下将O型圈推到产品上的机械手或者机器人。

附图说明

图1a为O型圈组装设备立体图；

图1b为O型圈组装设备略去部分结构的立体图一；

图1c为O型圈组装设备略去部分结构的立体图二；

图1d为O型圈组装设备略去部分结构的立体图三；

图2为O型圈组装设备中O型圈进料结构处示意图；

图3为O型圈组装设备中O型圈进料结构处立体图；

图3′为O型圈组装设备中O型圈进料结构略去侧盖板结构图；

图4为O型圈组装设备中导向杆结构图；

图5为O型圈组装设备中略去外壳后导向杆推拉机构结构图；

图5′为图1b中I处详图，其示出了O型圈组装设备中导向杆推拉机构详图；

图6为图1c中II处详图，其示出了O型圈组装设备中下平移气缸与转动板安装块的连接示意图；

图7为O型圈组装设备中O型圈检测机构示意图；

图8为O型圈组装设备中导向杆套取O型圈的状态图；

图9为双层限位滑块安装于U型块和U型块前侧板之间的状态图；

图9′为图9的正视图；

图10为图9中略去U型块前侧板的状态图；

图10′为图10的正视图；

图11为O型圈组装设备中双层限位滑块处局部详图三；

图12为O型圈组装设备中双层限位滑块处局部详图四；

图13为O型圈组装设备中上、下平移气缸分布结构示意图，此图略去了设备外壳；

图14为O型圈组装设备中弹簧位置关系示意图；

图15为图14的立体图；

图16为O型圈组装设备中两块转动板中心距变小而卡住导向杆时的状态图；

图17为图16的侧视图；

图18为探测导向杆是否夹持到位的传感器安装示意图；

图19为双层限位滑块处复位弹簧安装示意图；

图20为导向块处复位弹簧安装示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

本发明的第一实施方式提供了一种O型圈组装设备(以下简称“该设备”)，其包括接于控制系统的O型圈自动供料机构、安装于O型圈自动供料机构输出口(或者输出端)的O型圈组装机构，O型圈组装机构包括：O型圈进料机构、安装于工作台上方的上平移气缸、安装于工作台下方的下平移气缸、导向杆、导向杆推拉机构、O型圈平移机构。

本实施方式中，在相应图纸上示出了O型圈7以及待装配的产品18，O型圈经过该设备装配到产品18上。

参见图1a-1d所示，该O型圈组装设备利用振动盘1作为O型圈自动供料机构，该振动盘类O型圈自动供料机构属于现有技术，在此不加以赘述。该设备的工作台安装的O型圈进料机构位于O型圈自动供料机构边缘，O型圈进料机构上方设置有进料滑道6，参见图2、图3、图3′所示，进料滑道主要由设置有O型圈通道6b的斜向进料块6c构成，该斜向进料块的侧壁可拆卸地安装有封闭O型圈通道的侧盖板6a(图3′中略去了该结构)，当需要维护时可拧下侧盖板安装螺钉则进行相应的维护作业，该进料滑道6的入口端接于O型圈自动供料机构输出口，进料滑道的出口端设置在O型圈进料机构的定位槽上方，O型圈在振动盘中移动，最终进入到倾斜布置的进料滑道6中，最终落入到定位槽19中，定位槽19设置有将O型圈推送到导向杆9预设位置的推动部，该推动部可以选择定位槽的后槽壁作为推动结构，而在后槽壁上开设的导向杆通过孔的孔径要小于O型圈的外径，当导向杆在下平移气缸回缩时O型圈被后槽壁推送到导向杆的预设定位，此行程由下平移气缸来控制，进料滑道6设置有接于控制系统的探测机构，例如光纤传感器5，当光纤传感器信号丢失，振动盘(振动盘接于控制系统)停止震动。

参见图4，导向杆9具有作为O型圈套入端的前端9a以及将O型圈转移到产品的转移杆部分9b，转移杆部分9b的自由端设置有轴向布置的产品定位孔。导向杆9的前端呈锥状，并具有一个供转动板14夹持的夹持结构，该夹持结构具有头部以及与锥状前端相连的直杆结构，该头部与直杆结构相邻位置具有环形内凹结构，杆身设置有对O型圈限位的台阶状结构9c，当O型圈运动到内凹结构后不会再朝向导向杆前端位移。

在图5、图5′以及图6所示，位于O型圈进料机构后侧的导向杆推拉机构包括两块转动板14和两根弹簧14′，转动板相邻边缘处设置有半圆孔14a，两个半圆孔构成了夹持导向杆前端的通孔，两个转动板分别通过竖向转动轴并排布置于与下平移气缸11推动端相连的转动板安装块20，两根弹簧分别设置于转动板的背部且位于转动板安装块的弹簧装配孔中，转动板安装块设置有上平移气缸推杆孔20a，该上平移气缸推杆孔、转动板处的通孔、定位槽、导向块处的开孔共轴布置。下平移气缸11安装于O型圈进料机构后侧的工作台下方，其具有可将带有O型圈的导向杆前推到O型圈检测机构的推动端S。所述转动板安装块的边缘支架设置有探测导向杆是否夹持到位的传感器20b,转动板安装块可在支架间前后移动。

参见图1d、13，转动板安装块后侧的工作台T上安装有上平移气缸12，其具有将导向杆撞击前移的推杆13，该推杆13用于撞击导向杆，当夹持导向杆的两块转动板撞击到U型块时，导向杆的前端脱离两块转动板。

参见图7，O型圈检测机构安装于O型圈进料机构前部，该O型圈检测机构设置的接近开关16(接近开关接于控制系统)对导向杆9上O型圈7的有无作出判断，且O型圈检测机构设置有将O型圈推到产品18上的两导向块17，参见图5′以及图6，两导向块17具有供导向杆穿过的开孔，该开孔具有等径开孔结构段以及靠近定位槽端的喇叭形孔结构段(见图5′)，导向杆设置于该开孔中，导向块供导向杆穿过的开孔通向定位槽，导向块的后端面靠近U型块前侧板布置，该O型圈检测机构具有分布于导向块左右两侧的U型块左侧板H1、U型块右侧板H2,在U型块左侧板H1、U型块右侧板H2的顶部设置有顶板H3，顶板H3通过螺钉而固定于U型块左侧板H1、U型块右侧板H2，在U型块左侧板H1、U型块右侧板H2的前侧布置有前侧板H4，该前侧板通过螺钉而固定于U型块左侧板H1、U型块右侧板H2，前侧板H4设置有与导向块配合的方孔，而U型块左侧板H1、U型块右侧板H2底部设置有底板H5(U型块也安装于该底板上)，导向块在U型块左侧板H1、U型块右侧板H2、底板H5限定的空间范围内运动(运动方向仅限于左侧导向块朝向U型块左侧板方向运动，右侧导向块朝向U型块右侧板方向运动)，参见图20，两个导向块安装有导向块复位弹簧组件27，该导向块复位弹簧组件27包括导向块调节钮27a、导向块复位弹簧27b，而导向块调节钮则分别安装于U型块左侧板H1、U型块右侧板H2，而导向块复位弹簧的另一端则安装于导向块之上，当上平移气缸撞击导向杆时，则两个导向块则在该底板表面而做相互背离的运动，而两个导向块复位弹簧则分别让各自连接的导向块复位(相互靠拢)，底板设置有保持两个导向块与导向杆运动方向保持一致的定位柱H50，而两个导向块的底部则设置有与定位柱配合的定位槽，两个导向块下部设置有贯通布置的横向杆安装孔17a，安装于U型块左侧板H1、U型块右侧板H2之间的横向杆则在导向杆撞击导向块时让两个导向块分别沿着横向杆进行分离运动，至于两个导向块分离的距离根据上平移气缸的撞击力决定，只要满足将套有O型圈的导向杆伸出导向块的开孔即可，由于导向杆的O型圈位于导向杆的台阶状结构处，在产品18套入导向杆的轴向布置的产品定位孔之后，推压产品18而使得导向杆完全进入导向块内部，由于导向块的前端壁的作用而将O型圈推至产品上，而O型圈进料机构设置的注油杆15则位于顶板H3处，注油杆通向导向块的开孔，该注油杆15可连接安装于工作台的注油器4，而注油器可接于控制系统，以实现自动注油作业。

O型圈自动供料机构、O型圈组装机构接于控制系统，在工作台设置有带计数功能的控制箱2(参见图1)，控制系统可设置于该控制箱中，而在工作台T还设置有电控柜3，以便于对整个设备进行供电控制，该电控柜接于整个设备需要供电的模块。

参见图8，O型圈进料机构设置有两块双层限位滑块8，O型圈进料机构设置有滑动安装两块双层限位滑块的限位板10，该限位板具有上限位板23和下限位板24，两块双层限位滑块的滑动部位于限位板的滑动通道，定位槽则位于两块双层限位滑块中。

参见图9、图9′所示，两块双层限位滑块安装于U型块21和U型块前侧板之间。

参见图10、图10′所示，从该图可知，两块双层限位滑块位于U型块的U型槽中，该U型槽中设置有与两块双层限位滑块配合的上限位板23、下限位板24，下限位板可以设置与定位槽配合而托举O型圈的杆状结构24a，当定位槽下部有凸缘能够托举O型圈则可略去该杆状结构。

参见图11-12，两块双层限位滑块包括：左双层限位滑块8a，其具有靠近U型块前侧板的左定位槽限位部80a以及靠近U型块的左限位滑块后侧板81a、连接左定位槽限位部和左限位滑块后侧板且位于上、下限位板之间的左连接部82a；右双层限位滑块8b，其具有靠近U型块前侧板的右定位槽限位部80b以及靠近U型块的右限位滑块后侧板81b、连接右定位槽限位部和右限位滑块后侧板且位于上、下限位板之间的右连接部82b，左连接部、右连接部均设置有调节螺栓安装孔，U型块左侧板H1、U型块右侧板H2处安装有对两块双层限位滑块进行复位的复位弹簧组件26(见图1)，参见图19，该复位弹簧组件26具有调节钮26a以及复位弹簧26b，调节钮26a安装于U型块左侧板H1、U型块右侧板H2上，而复位弹簧26b远离调节钮一端则固定在左双层限位滑块8a(右双层限位滑块8b)，左双层限位滑块可以在U型块的U型槽中向左运动或者复位，右双层限位滑块可以在U型块的U型槽中向右运动或者复位；其中，左定位槽限位部的左定位槽、右定位槽限位部的右定位槽共同组成了供O型圈掉入的定位槽，定位槽的O型圈掉入口位于左定位槽限位部、右定位槽限位部的顶端，U型块设置有供导向杆通过的导向杆通孔。

参见图5′，两个转动板的半圆孔构成的导向杆通过孔具有锥状导向部。

参见图14-17，图14-15略去了一个转动板，两个转动板设置于转动板安装块的U形槽中，且在U形槽的上壁、下壁之间设置有安装转动板的竖向转动轴201，U形槽底靠近U形槽下壁位置并排布置有两个弹簧安装孔202,两个转动板通过竖向转动轴可转动地安装于转动板安装块的U形槽中，当转动板未收到外力作用时，弹簧将转动板顶向U型块方向(此时的状态可参见图15，该图示出了两块转动板中心间距变小的姿态，从而能够卡住导向杆的前端，以便于下平移气缸推拉作业)，此时两个转动板的夹角(朝向弹簧一侧)为钝角(小于180°)，下平移气缸伸出而将转动板安装块整体前推，当转动板撞击到图9所示的U型块21时，弹簧被压缩，两块转动板变成图16、17所示的状态，两个半圆孔构成的夹持导向杆前端的通孔变大，导向杆可以自由出入，而当下平移气缸缩回时，弹簧恢复原长，两块转动板中夹持导向杆前端的通孔的中心间距变小，此时则可卡住导向杆的前端。

参见图18，转动板安装块的边缘支架20c设置有探测导向杆是否夹持到位的传感器20b，例如：位置传感器，参见图15所示，该图中示出了位于转动板安装块的U形槽底所设的凹槽203，当被两个半圆孔构成的夹持导向杆前端的通孔夹持柱导向杆时，此时导向杆前端位于该凹槽中的状态能够被传感器20b探测获知，此时将信号发送给控制系统，此时控制系统发出指令让下平移气缸回缩，从而将O型圈转移到导向杆的预定位置。

该设备的工作原理为：

设备开启前，振动盘1中准备适量的O型圈7，开启设备，O型圈在振动盘中移动，最终进入进料滑道6中，当光纤传感器5信号丢失，振动盘停止震动，进料滑道6中堆满了O型圈7，最末端的O型圈7位于双层限位滑块8中；下平移气缸11活塞杆缩回，转动板14在弹簧的作用下互相形成一定角度(图13所示姿态)，使中间孔的尺寸减小，卡住导向杆9的前端，转动板14与导向杆9在下平移气缸11的作用下平移一段距离，O型圈7被套入导向杆9的相应(预定)位置，2块双层限位滑块8随着导向杆9的进入而向两端分开；下平移气缸11活塞杆伸出，导向杆9反向移动，直至转动板14撞到进料机构的背板，使2块转动板14的角度变成180°，中间孔尺寸增大，不再卡住导向杆9，上平移气缸12活塞杆伸出，推杆13移动并撞击导向杆9，导向杆9因此向前平移，直至分开导向块17，使O型圈7完全位于导向块17外部，在这个过程中，接近开关16对导向杆9上O型圈7的有无作出判断，注油杆15每隔一段时间向导向杆9注润滑油；人工取产品18套入导向杆9的内孔中，推压产品18使导向杆9完全进入导向块17内部，此时，O型圈7已经被套入产品中。

本发明的第二实施方式提供了一种O型圈组装设备，其作为第一实施方式的进一步改进，改进之处在于，该O型圈组装设备还包括：用于将产品放在导向杆定位孔中而在两块导向块作用下将O型圈推到产品上的机械手或者机器人。

第二实施方式相对于第一实施方式而言，其可以利用机械手或者机器人自动组装，相较于第一实施方式利用人工组装而言，智能化程度较高。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种O型圈组装设备，其包括O型圈自动供料机构、安装于O型圈自动供料机构输出口的O型圈组装机构，其特征在于，所述O型圈组装机构包括：O型圈进料机构、安装于工作台上方的上平移气缸、安装于工作台下方的下平移气缸、导向杆、导向杆推拉机构、O型圈平移机构；

所述工作台安装的O型圈进料机构位于O型圈自动供料机构边缘，所述O型圈进料机构上方设置有进料滑道，该进料滑道的入口端接于O型圈自动供料机构输出口，进料滑道的出口端设置在O型圈进料机构的定位槽上方，所述定位槽设置有将O型圈推送到导向杆预设位置的推动部，所述进料滑道设置有探测机构；

所述导向杆具有作为O型圈套入端的前端以及将O型圈转移到产品的转移杆部分，所述转移杆部分的自由端设置有产品定位孔；

位于O型圈进料机构后侧的导向杆推拉机构包括两块转动板和两根弹簧，转动板相邻边缘处设置有半圆孔，两个半圆孔构成了夹持导向杆前端的通孔，两个转动板分别通过竖向转动轴并排布置于与下平移气缸推动端相连的转动板安装块，两根弹簧分别设置于转动板的背部且位于转动板安装块的弹簧装配孔中，所述转动板安装块设置有上平移气缸推杆孔，所述转动板安装块的边缘支架设置有探测导向杆是否夹持到位的传感器；

所述下平移气缸安装于O型圈进料机构后侧的工作台下方，其具有可将带有O型圈的导向杆前推到O型圈检测机构的推动端；

所述O型圈检测机构安装于O型圈进料机构前部，且O型圈检测机构设置有将O型圈推到产品上的两导向块，两导向块具有供导向杆穿过的开孔，所述导向杆设置于该开孔中；

所述转动板安装块后侧的工作台上安装有上平移气缸，其具有将导向杆撞击前移的推杆；

所述O型圈自动供料机构、O型圈组装机构接于控制系统。

2.根据权利要求1所述的O型圈组装设备，其特征在于，所述导向杆的前端呈锥状，杆身设置有对O型圈限位的台阶状结构。

3.根据权利要求1所述的O型圈组装设备，其特征在于，所述O型圈进料机构设置有注油杆。

4.根据权利要求1所述的O型圈组装设备，其特征在于，所述O型圈进料机构设置有两块双层限位滑块，所述O型圈进料机构设置有滑动安装两块双层限位滑块的限位板，两块双层限位滑块的滑动部位于限位板的滑动通道，定位槽则位于两块双层限位滑块中。

5.根据权利要求4所述的O型圈组装设备，其特征在于，两块双层限位滑块包括：

左双层限位滑块，其具有靠近U型块前侧板的左定位槽限位部以及靠近U型块的左限位滑块后侧板、连接左定位槽限位部和左限位滑块后侧板且位于上、下限位板之间的左连接部；

右双层限位滑块，其具有靠近U型块前侧板的右定位槽限位部以及靠近U型块的右限位滑块后侧板、连接右定位槽限位部和右限位滑块后侧板且位于上、下限位板之间的右连接部；

其中，所述左定位槽限位部的左定位槽、右定位槽限位部的右定位槽共同构成了一个供O型圈掉入的定位槽，定位槽的O型圈掉入口位于左定位槽限位部、右定位槽限位部的顶端，U型块设置有供导向杆通过的导向杆通孔。

6.根据权利要求1所述的O型圈组装设备，其特征在于，两个转动板的半圆孔构成的导向杆通过孔具有锥状导向部。

7.根据权利要求1所述的O型圈组装设备，其特征在于，所述探测机构为光纤传感器。

8.根据权利要求5所述的O型圈组装设备，其特征在于，所述左双层限位滑块、右双层限位滑块安装有复位弹簧。

9.根据权利要求1所述的O型圈组装设备，其特征在于，两个导向块设置有导向块复位弹簧组件。

10.根据权利要求1-9任一所述的O型圈组装设备，其特征在于，还包括：用于将产品放在导向杆定位孔中而在两块导向块作用下将O型圈推到产品上的机械手或者机器人。