CN107443055B - 自动插管设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动插管设备，用于向水箱装配水管，自动插管设备包括：水箱运送机构和至少一组插管组；其中，水箱运送机构用于运送水箱以将水箱运送至至少一个装配位；插管组包括：喉夹运送机构，其用于将喉夹运送至装配位并位于水箱的水管插口的正上方；以及水管运送机构，其用于将水管运送至喉夹的正上方并通过带动水管向下运动以以使喉夹套设于水管上；其中：当喉夹套设于水管穿设，水管运送机构带动水管向下移动以将其插入水箱的水管插口中。本发明利用水箱运送机构、喉夹运送机构以及水管运送机构之间的相互配合实现了为如咖啡机之类的水管自动插管。
Description
技术领域
本发明涉及自动化装配技术领域，尤其涉及一种用于为水箱插水管的自动插管设备。
背景技术
咖啡机的水箱上具有水管，该水管通常以装配的方式连接在水箱上，具体地，首先需要给水管装上喉夹，然后将装设有喉夹的水管插入水箱。在咖啡机的装配生产线上，水管上述装配过程均通过人的手工装配，装配效率很低，劳动强度较大。
现有技术中尚未出现用于为咖啡机的水箱进行自动插管的设备，而仅仅在专利公开号为CN205941023U中国专利中公开了一种咖啡机运行寿命试验机，该试验机主要适用于咖啡机的寿命检测，并不具备为水箱进行自动插管的功能。
因此，有必要设计一种自动将水管装配于水箱的设备。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明实施例提供一种自动插管设备。
为解决上述技术问题，本发明的实施例采用的技术方案是：
一种自动插管设备，用于向水箱装配水管，自动插管设备包括：水箱运送机构和至少一组插管组；其中，
所述水箱运送机构用于运送水箱以将所述水箱运送到至少一个装配位；
所述插管组包括：
喉夹运送机构，其用于将喉夹运送至所述装配位并位于所述水箱的水管插口的正上方；以及
水管运送机构，其用于将所述水管运送至所述喉夹的正上方并通过带动所述水管向下运动以使所述喉夹套设于水管上；其中：
在所述喉夹套设于所述水管后，所述水管运送机构带动水管向下移动以将其插入水箱的水管插口中。
优选地，所述插管组还包括喉夹供料机构，所述喉夹供料机构为使喉夹有序排列的喉夹送料振动盘，所述喉夹运送机构包括输料装置和转运装置；所述输料装置用于将所述喉夹供料机构中的喉夹运送至一中间位，所述转运装置用于从所述中间位抓取所述喉夹，并将所述喉夹输送至所述装配位。
优选地，所述输料装置包括直线导轨以及能够沿所述直线导轨滑动的机械手，所述机械手由第一驱动气缸驱动以实现抓/放动作，所述机械手用于抓取所述喉夹供料机构的出料口处的所述喉夹并通过沿所述直线导轨滑动以将所述喉夹运送至所述中间位。
优选地，所述转运装置包括第二驱动气缸和装设于所述第二驱动气缸上的第一转动手臂；其中：
所述第二驱动气缸用于驱动所述第一转动手臂在所述中间位与所述装配位之间摆动，所述第一转动手臂用于将在所述中间位所承接的所述机械手上的喉夹运送至所述装配位。
优选地，所述插管组还包括用于供应水管的水管供料机构；所述水管运送机构包括第三驱动气缸、第四驱动气缸以及第二转动手臂；所述第三驱动气缸用于驱动所述第二转动手臂在所述水管供料机构的出料口与所述装配位之间摆动，以将出料口处的水管运送至装配位并使所述水管竖直的位于所述喉夹的正上方；所述第四驱动气缸用于驱动所述第二转动手臂上下移动，以当所述水管位于所述喉夹正上方时，驱动所述第二转动手臂下移以使所述喉夹套设于所述水管并将套设有所述喉夹的所述水管插入所述水箱的水管插口中。
优选地，所述第二转动手臂的自由端设置有插柱，当所述第二转动手臂摆动至其第一极限位置时，所述插柱与所述水管供料机构的出料口处的水管同轴相对，所述水管供料机构驱动所述水管朝所述插柱方向移动而使所述插柱插入所述水管，当所述第二转动手臂摆动至其第二极限位置时，所述插柱与所述喉夹的内孔相对。
优选地，所述水管供料机构包括卷筒以及送管装置，所述水管缠绕于所述卷筒上，且所述水管的一端从所述送管装置的一侧伸入，并从所述送管装置的另一侧伸出，所述送管装置内设置有用于输送水管并同时用于矫直水管的滚轮以及驱动所述滚轮转动的第一伺服电机；所述送管装置位于所述水管伸出的一侧设置有割刀，当所述水管伸出所述送管装置预定长度时，所述割刀将所述水管割断。
优选地，所述水箱运送机构包括转盘以及第二伺服电机；所述转盘上具有用于放置水箱且为水箱定位的定位模，所述定位模为多个，多个所述定位模在所述转盘上布置一圈，所述第二伺服电机用于驱动转盘以将定位模上的水箱运送至所述装配位。
优选地，所述自动插管设备包括两组插管组；所述装配位包括两个，两组所述插管组分别为位于两个装配位的水箱装配水管。
优选地，所述转盘周围布置有六个工位，所述定位模包括六个；所述第二伺服电机驱动所述转盘转动而形成六个转动位，以使所述定位模上的水箱随所述转盘转动依次经过所述六个工位；其中一组所述插管组的喉夹供料机构和喉夹运送机构布置在第二工位，所述水管供料机构以及水管运送机构布置在第三工位；其中另一组所述插管组的水管供料机构以及水管运送机构布置在第四工位，所述喉夹供料机构和喉夹运送机构布置在第五工位，第一工位为人工向转盘的定位模上放水箱的放料工位，第六个工位为人工从转盘的定位模上取水箱的取料工位。
与现有技术相比，本发明的实施例提供的自动插管设备的有益效果是：
1.实现自动插咖啡机水箱水管，并能自动穿喉夹。
2.替代人工插水管穿喉夹，保证了插水管的可靠性，保证了产品的品质。
3.杜绝出现人工插水管过程中出现的插入深度不一致、喉夹穿入位置不一致等情况。
4.实现在较短时间以内完成穿喉夹、插水管动作，大幅度提升生产效率。
附图说明
图1为本发明的实施例提供的自动插管设备的结构示意图；
图2为图1的局部A的放大视图；
图3为图1的局部B的放大视图。
图中：
10-水箱运送机构；11-定位模；20-喉夹供料机构；30-喉夹运送机构；31-输料装置；311-直线导轨；312-第一驱动气缸；313-机械手；32-转运装置；321-第一转动手臂；322-第二驱动气缸；40-水管供料机构；50-水管运送机构；51-第二转动手臂；52-第三驱动气缸；53-第四驱动气缸；54-伺服电机；55-插柱；60-工作平台；70-卷筒；100-水箱。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
如图1至图3所示，本发明的一个实施例公开了一种自动插管设备，该自动插管设备用于在装配如咖啡机之类的水箱100时，为水箱100装配水管。该自动插管设备包括水箱运送机构10和至少一组插管组，；插管组包括喉夹运送机构30以及水管运送机构50。其中，水箱运送机构10用于运送水箱100以将水箱100运送至至少一个装配位，该装配位是用于装配水管的位置，该水箱运送机构10将水箱100运送至该装配位后使水箱100在该装配位停留一定时间以给水管预留足够的装配时间。插管组还包括喉夹供料机构20，其用于供应喉夹，喉夹运送机构30用于将喉夹从喉夹供料机构20的出料口运送至装配位并使喉夹位于水箱100的水管插口的正上方。插管组还包括水管供料机构40，其用于供应水管，水管运送机构50用于将水管从水管供料机构40的出料口处运送至喉夹的正上方。当水管运送机构50将水管运送至喉夹的正上方后，水管运送机构50还带动水管至少进行如下动作：带动水管向下运动喉夹套设于水管，从而与喉夹实现装配；带动装配有喉夹的水管向下移动，以将水管插入水箱100的水管插口中。
喉夹供料机构20以及喉夹运送机构30的结构或类型可以有多种，在本发明的一个优选实施例中，如图2并结合图1所示，喉夹供料机构20为喉夹送料振动盘，该喉夹送料振动盘通过使喉夹在螺旋通道内振动从而使喉夹有序排列在螺旋通道中，该螺旋通道在其末端形成喉夹送料振动盘的出料口。喉夹运送机构30包括输料装置31和转运装置32；输料装置31用于将喉夹供料机构20中的喉夹运送至一中间位，转运装置32用于从中间位抓取喉夹，并将喉夹运送至装配位。具体地，输料装置31包括直线导轨311以及能够沿直线导轨311滑动的机械手313，机械手313由第一驱动气缸312驱动以实现抓/放动作。机械手313沿直线导轨311往复移动，当机械手313沿直线导轨311移动至喉夹送料振动盘的出料口处时，通过第一驱动气缸312驱动机械手313以使机械手313抓取出料口处的喉夹，当机械手313抓取喉夹后，机械手313沿直线导轨311朝中间位移动，并最终将喉夹运送至中间位。转运装置32包括第二驱动气缸322和第一转动手臂321；第一转动手臂321装设在第二驱动气缸322上，第二驱动气缸322驱动第一转动手臂321在中间位与装配位之间往复摆动，当第一转动手臂321摆动至中间位时，第一驱动气缸312驱动机械手313而使机械手313放开喉夹，而第一转动手臂321的末端用于承接所落下的喉夹，第一转动手臂321承接喉夹后，在第二驱动气缸322的驱动下，通过摆动将喉夹运送至装配位，且具体运送至已被水箱运送机构10运送至装配位的水箱100或者将要被水箱运送机构10运送至装配位的水箱100的水管插口的正上方以为插管做准备。
在第一转动手臂321将喉夹运送至装配位的同时，机械手313沿直线导轨311朝喉夹送料振动盘的出料口移动，以再次抓取喉夹并将喉夹再次运送至中间位以等待第一转动手臂321再次承接喉夹。当喉夹被第一转动手臂321运送至装配位后，水管运送机构50使运送至喉夹上方的竖直的水管向下移动以使喉夹套设于水管，第一转动手臂321从装配位摆动至中间位以再次承接喉夹，在第一转动手臂321从装配位摆动至中间位的过程中，水管运送机构50向下移动将套设于喉夹的水管插入至水箱100的水管插口中。如此，运送至装配位的水箱100完成了一个水管的装配，通过水箱运送机构10将装配有水管的水管运走，并同时将下一个水箱100运送至装配位，然后通过循环上述动作实现下一个水箱100的水管的装配。
水管供料机构40以及水管运送机构50的结构或类型可以有多种，在本发明的一个优选实施例中，如图2所示，并结合图1，水管供料机构40包括卷筒70和送管装置，水管缠绕于卷筒70上，送管装置内部设置有矫直装置、滚轮、用于驱动滚轮转动的第一伺服电机，水管的自由端从送管装置的一侧伸入，并从送管装置的另一侧伸出，位于送管装置中的水管与滚轮接触，第一伺服电机驱动滚轮转动以使水管不断伸出送管装置的另一侧，矫直装置在滚轮输送水管的同时，使水管矫直(水管因缠绕于卷筒70具有一定弯曲度)。在送管装置伸出有水管的一侧还设置有切刀，该切刀用于当水管伸出送管装置一定长度后用于将水管切断。水管运送机构50包括第三驱动气缸52、第四驱动气缸53以及第二转动手臂51；第三驱动气缸52用于驱动第二转动手臂51在送管装置伸出有水管的位置与装配位之间往复摆动；第四驱动气缸53用于驱动第二转动手臂51上下移动，第二转动手臂51的自由端设置有插柱55，当第二转动手臂51摆动至送管装置伸出有水管的位置时，插柱55恰好与伸出送管装置的水管同轴相对，在滚轮的输送力作用下，水管朝插柱55移动，以使插柱55插入水管的内孔中，当水管伸出送管装置的长度达到所需要的长度时，切刀切断水管，然后，第三驱动气缸52驱动第二转动手臂51摆动，使得插柱55恰好与喉夹的内孔相对，自然地，水管竖直位于喉夹的上方，也与喉夹的内孔相对，此时，第一转动手臂321依然保持在装配位以使喉夹保持在水箱100的水管插口的正上方。第四驱动气缸53驱动第二转动手臂51向下移动以带动水管向下移动，当水管向下移动以使喉夹套设于其上后，喉夹便装配在水管上，为了不干涉第一转动手臂321以使第一转动手臂321回摆至中间位，第四驱动气缸53在使得喉夹套设于水管上后，带动第二转动手臂51先竖直向上移动，从而使喉夹脱离第一转动手臂321，此时，第一转动手臂321回摆至中间位以再次承接机械手313上的喉夹，而第四驱动气缸53再次驱动水管下移并最终使水管插入水箱100的水管插口中，在水管下移插入水管插口的过程中，通过设置于第二转动手臂51上的电机驱动插柱55转动以带动水管转动，从而使水管通过下移及旋转插入水管插口中。
水箱运送机构10的结构或类型可以有多种，例如，水箱运送机构10可以为直线输送机构，利用该直线输送机构可以使水箱100通过直线运动抵达装配位。在本发明的一个优选实施例中，如图1至图3所示，水箱运送机构10为用于使水箱100通过周向运动抵达装配位的运送机构，具体地，水箱运送机构10包括转盘以及第二伺服电机；转盘上具有用于放置水箱100且定位水箱100的定位模11，定位模11为多个，分别用于放置和定位多个水箱100，多个定位模11在转盘上布置围成一圈设置，第二伺服电机用于驱动转盘转动以将定位模11上的水箱100运送至装配位。
为能够使水箱100依次装配两个水管，喉夹供料机构插管组包括两组；装配位包括两个，两组插管组分别为位于两个装配位的水箱100分别装配水管。两组插管组布置在转盘的周围，具体地，转盘周围布置有六个工位，定位模11包括六个；第二伺服电机驱动转盘转动，转盘在转动过程中具有六个转动位，以使定位模11上的水箱100随转盘转动依次经过六个工位；其中一组插管组的喉夹供料机构20和喉夹运送机构30布置在第二工位，水管供料机构40以及水管运送机构50布置在第三工位；其中另一组插管组的水管供料机构40以及水管运送机构50布置在第四工位，喉夹供料机构20和喉夹运送机构30布置在第五工位，第一工位为人工向转盘的定位模11上放水箱100的放料工位，第六个工位为人工从转盘的定位模11上取水箱100的取料工位。
根据上述可知，通过人工站立在第一工位将水箱100放置于定位模11上，第二伺服电机驱动转盘转动而将在第一工位放置的水箱100运送至第二工位；第二工位是过渡工位，对水箱100不进行任何装配操作；当转盘带动水箱100从第二工位转动至第三工位时，利用喉夹供料机构20、喉夹运送机构30、水管供料机构40以及水管运送机构50之间的配合，使一个水管插入水箱100的一个水管插口中，第三工位实际上便是第一个装配位；当转盘带动水箱100从第三工位转动至第四工位时，利用另一组喉夹供料机构20、喉夹运送机构30、水管供料机构40以及水管运送机构50之间的配合，使另一个水管插入水箱100的另一个插口，第四工位实际上便是第二个装配位；当转盘带动水箱100从第四工位转动至第五工位时，第五工位是过渡工位，对水箱100不进行任何装配操作；当转盘带动水箱100转动至第六工位，站立在第六工位的人将装配有两个水管的水箱100取下，水箱100完成水管的装配。
为防止旋转的转盘对人造成伤害，转盘设置在工作平台60上，工作平台60上设置有安全格栅，当位于第一工位和第六工位的人的手误操作伸向转盘时，安全格栅即刻侦测到人手的动作，并通过总控制器控制转盘停止转动，从而能够保护人的安全，避免了误操作给人带来的危害。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种自动插管设备，用于向水箱装配水管，其特征在于，自动插管设备包括：水箱运送机构和至少一组插管组；其中，
所述水箱运送机构用于运送水箱以将所述水箱运送到至少一个装配位；
所述插管组包括：
喉夹运送机构，其用于将喉夹运送至所述装配位并位于所述水箱的水管插口的正上方；以及
水管运送机构，其用于将所述水管运送至所述喉夹的正上方并通过带动所述水管向下运动以使所述喉夹套设于水管上；其中：
在所述喉夹套设于所述水管后，所述水管运送机构带动水管向下移动以将其插入水箱的水管插口中。
2.根据权利要求1所述的自动插管设备，其特征在于，所述插管组还包括喉夹供料机构，所述喉夹供料机构为使喉夹有序排列的喉夹送料振动盘，所述喉夹运送机构包括输料装置和转运装置；所述输料装置用于将所述喉夹供料机构中的喉夹运送至一中间位，所述转运装置用于从所述中间位抓取所述喉夹，并将所述喉夹输送至所述装配位。
3.根据权利要求2所述的自动插管设备，其特征在于，所述输料装置包括直线导轨以及能够沿所述直线导轨滑动的机械手，所述机械手由第一驱动气缸驱动以实现抓/放动作，所述机械手用于抓取所述喉夹供料机构的出料口处的所述喉夹并通过沿所述直线导轨滑动以将所述喉夹运送至所述中间位。
4.根据权利要求3所述的自动插管设备，其特征在于，所述转运装置包括第二驱动气缸和装设于所述第二驱动气缸上的第一转动手臂；其中：
所述第二驱动气缸用于驱动所述第一转动手臂在所述中间位与所述装配位之间摆动，所述第一转动手臂用于将在所述中间位所承接的所述机械手上的喉夹运送至所述装配位。
5.根据权利要求1所述的自动插管设备，其特征在于，所述插管组还包括用于供应水管的水管供料机构；所述水管运送机构包括第三驱动气缸、第四驱动气缸以及第二转动手臂；所述第三驱动气缸用于驱动所述第二转动手臂在所述水管供料机构的出料口与所述装配位之间摆动，以将出料口处的水管运送至装配位并使所述水管竖直的位于所述喉夹的正上方；所述第四驱动气缸用于驱动所述第二转动手臂上下移动，以当所述水管位于所述喉夹正上方时，驱动所述第二转动手臂下移以使所述喉夹套设于所述水管并将套设有所述喉夹的所述水管插入所述水箱的水管插口中。
6.根据权利要求5所述的自动插管设备，其特征在于，所述第二转动手臂的自由端设置有插柱，当所述第二转动手臂摆动至其第一极限位置时，所述插柱与所述水管供料机构的出料口处的水管同轴相对，所述水管供料机构驱动所述水管朝所述插柱方向移动而使所述插柱插入所述水管，当所述第二转动手臂摆动至其第二极限位置时，所述插柱与所述喉夹的内孔相对。
7.根据权利要求5所述的自动插管设备，其特征在于，所述水管供料机构包括卷筒以及送管装置，所述水管缠绕于所述卷筒上，且所述水管的一端从所述送管装置的一侧伸入，并从所述送管装置的另一侧伸出，所述送管装置内设置有用于输送水管并同时用于矫直水管的滚轮以及驱动所述滚轮转动的第一伺服电机；所述送管装置位于所述水管伸出的一侧设置有割刀，当所述水管伸出所述送管装置预定长度时，所述割刀将所述水管割断。
8.根据权利要求1所述的自动插管设备，其特征在于，所述水箱运送机构包括转盘以及第二伺服电机；所述转盘上具有用于放置水箱且为水箱定位的定位模，所述定位模为多个，多个所述定位模在所述转盘上布置一圈，所述第二伺服电机用于驱动转盘以将定位模上的水箱运送至所述装配位。
9.根据权利要求8所述的自动插管设备，其特征在于，所述自动插管设备包括两组插管组；所述装配位包括两个，两组所述插管组分别为位于两个装配位的水箱装配水管。
10.根据权利要求9所述的自动插管设备，其特征在于，所述转盘周围布置有六个工位，所述定位模包括六个；所述第二伺服电机驱动所述转盘转动而形成六个转动位，以使所述定位模上的水箱随所述转盘转动依次经过所述六个工位；其中一组所述插管组的喉夹供料机构和喉夹运送机构布置在第二工位，所述水管供料机构以及水管运送机构布置在第三工位；其中另一组所述插管组的水管供料机构以及水管运送机构布置在第四工位，所述喉夹供料机构和喉夹运送机构布置在第五工位，第一工位为人工向转盘的定位模上放水箱的放料工位，第六个工位为人工从转盘的定位模上取水箱的取料工位。
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