CN107755997A - 一种橡胶圈自动装配装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种橡胶圈自动装配装置，其包括工作台、夹持机构、推料机构、储料机构和控制系统。夹持机构中夹持器的三层筒结构设计，通过更改其轮廓并与橡胶圈的轮廓相匹配，可解决异形橡胶圈难以夹取的问题；推料机构中气爪的运动方式简单且运动精度高；储料机构中同步带携带放置架运动的设计，实现了连续供料的功能。整个装置在PLC控制系统的作用下，自动控制储料机构供料、推料机构送料、夹持机构取料上料三个过程协调工作，从而实现自动连续装配橡胶圈的功能。本发明的有益效果是：结构简单，自动化程度高，可适应多种形状和尺寸的橡胶圈的自动装配。

Description

一种橡胶圈自动装配装置

技术领域

本发明涉及自动化机械技术领域，具体涉及一种橡胶圈自动装配装置。

背景技术

随着社会的进步和科技的发展，工业自动化的趋势日益明显，在产品的生产过程中，通常需要将部件装配在一起，部件的装配主要包括抓取、移动、装入等动作。橡胶圈由于其弹性大、易变形的特点，不利于抓取，使得目前许多产品中的橡胶圈采用人工装配，生产效率低下；而现有的大多数橡胶圈装配装置存在不能满足异形橡胶圈自动装配、结构与控制复杂等问题。例如中国专利公开号CN106217023A公开的一种基于机器人的橡胶圈抓取及装配机构，其利用六轴机器人通过智能相机机构对橡胶圈定位机构内的橡胶圈进行形状及位置检测，然后进行抓取和装配，该装置结构较复杂、成本较高昂。因此发明一种结构简单、控制方便以及能够实现异形橡胶圈的连续自动装配的装置很有必要。

发明内容

为提高生产效率、降低成本和解决异形橡胶圈难以夹取进行自动装配等问题，发明一种橡胶圈自动装配装置。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种橡胶圈自动装配装置，它包括工作台、夹持机构、推料机构、储料机构、控制系统，夹持机构的支撑架固定在工作台上，A固定板固定在支撑架上，A气缸的缸体固定在A固定板上，A气缸的活塞杆端部与B固定板固定连接，B固定板与A固定板之间具有移动副且移动方向与A气缸的活塞杆移动方向一致，B气缸固定在B固定板上，B气缸的活塞杆端部与C固定板固定连接，C固定板与B固定板之间具有移动副且移动方向与B气缸的活塞杆移动方向一致，C气缸固定在C固定板上，C气缸的缸体与夹持器的外筒固定连接，夹持器的外筒与内筒固定连接，C气缸的活塞杆端部与横杆固定连接，横杆固定在夹持器的中筒上，横杆可在外筒与内筒的滑槽中滑动且滑动方向与C气缸的活塞杆移动方向一致，夹持器的外筒、中筒、内筒同轴心；储料机构中的伺服电机固定架固定在工作台上，伺服电机固定在伺服电机固定架上，主动带轮与伺服电机的电机轴通过键连接且主动带轮的轴向位置固定，从动带轮与带轮轴通过键连接且轴向位置固定，带轮轴可在轴承座内转动，轴承座固定在工作台上，在同步带上固定有若干个间隔均匀的放置架，每个放置架上套有若干个紧连着的橡胶圈，放置架的横截面外轮廓与橡胶圈的横截面内轮廓重合，最顶端的橡胶圈表面与放置架的顶面齐平，放置架分为正使用放置架与待使用放置架，正使用放置架位于夹持器的下方，A气缸的活塞杆处于缩回状态时夹持器的内筒与正使用放置架同轴心，A气缸的活塞杆处于缩回状态且B气缸的活塞杆处于伸出状态时夹持器的内筒底面与正使用放置架的顶面相距0.2-0.4mm；推料机构的伺服电机丝杠固定架固定在工作台上，伺服电机丝杠固定在伺服电机丝杠固定架上，手指气缸的缸体固定在伺服电机丝杠的滑块上，气爪固定在手指气缸的手指上，手指气缸的手指闭合时气爪的上表面与最底端的橡胶圈接触。

夹持器由外筒、中筒、内筒和横杆组成，外筒、中筒和内筒同轴心，外筒的内表面与中筒的外表面重合，中筒的内表面与内筒的外表面重合，中筒与外筒、内筒之间均为间隙配合，外筒的底面与内筒的底面在同一平面内，中筒的底面位于外筒的底面上方且两底面之间的距离为一个橡胶圈沿轴向方向的厚度，中筒的壁厚与一个橡胶圈沿径向方向的厚度相同，橡胶圈的横截面内轮廓与内筒的横截面外轮廓重合，橡胶圈的横截面外轮廓与外筒的横截面内轮廓重合。

本发明的有益效果是：结构简单，自动化程度高，可适应多种形状和尺寸的橡胶圈的自动装配。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中夹持机构的机构示意图；

图3是图2中夹持器的结构示意图；

图4是图1中推料机构的结构示意图；

图5是图1中储料机构的结构示意图；

图中，1、工作台，2、夹持机构，3、推料机构，4、储料机构，5、支撑架，6、A固定板，7、A气缸，8、B固定板，9、B气缸，10、C固定板，11、C气缸，12、夹持器，13、外筒，14、中筒，15、内筒，16、横杆，17、伺服电机丝杠固定架，18、伺服电机丝杠，19、手指气缸，20、气爪，21、伺服电机固定架，22、伺服电机，23、主动带轮，24、从动带轮，25、同步带，26、带轮轴，27、轴承座，28、正使用放置架，29、待使用放置架，30、橡胶圈。

具体实施方式

如图1所示，夹持结构2、推料结构3和储料机构4按照一定位置关系放置在工作台1上，支撑架5是为了匹配夹持机构2与推料机构3和储料机构4之间的位置关系，A气缸7的活塞杆在缩回和伸出后对应的位置分别记为a和b，B气缸9的活塞杆在缩回和伸出后对应的位置分别记为c和d，C气缸11的活塞杆在缩回和伸出后对应的位置分别记为e和f，在初始状态下，A气缸7、B气缸9和C气缸11的活塞杆均处于缩回状态，即分别对应位置a、c、e，手指气缸19的手指处于松开状态。

开始工作后，在控制系统的控制作用下，手指气缸19的手指变为闭合状态，使得气爪20紧贴着正使用放置架28，触发固定在B固定板8上的B气缸9的活塞杆伸出到达位置d，然后触发固定在伺服电机丝杠固定架17上的伺服电机丝杠 18运动，伺服电机丝杠18上的滑块带动手指气缸19及气爪20向上移动距离x，x为一个橡胶圈30沿轴向方向上的厚度，由于气爪20的上表面与正使用放置架28上的最底端的橡胶圈30接触，所以正使用放置架28上的所有橡胶圈30将会同时向上移动距离x，又由于正使用放置架28的顶面与最顶端的橡胶圈30表面齐平，所以最顶端的橡胶圈30将会脱离正使用放置架28且同时移动到夹持器12上，此时该橡胶圈30将会套在内筒15上而保持不动，伺服电机丝杠 18运动结束后，触发B气缸9的活塞杆缩回到达位置c，然后触发固定在A固定板6上的A气缸7的活塞杆伸出到达位置b，然后触发B气缸9的活塞杆伸出到达位置d，此时夹持器12到达装配点，触发固定在C固定板10上的C气缸11的活塞杆伸出到达位置f，其活塞杆带动横杆16在外筒13和内筒15上的滑槽内向下移动，而横杆16同时带动中筒14向下移动，中筒14的底面将橡胶圈30顶出，橡胶圈30脱离夹持器12且移动到待装配零部件预定位置上完成该橡胶圈30的装配，然后C气缸11的活塞杆缩回到达位置e，然后触发B气缸9的活塞杆缩回到达位置c，最后触发A气缸7的活塞杆缩回到达位置a，从而回到初始状态并开始下一个橡胶圈30的装配工作。

每装配一个橡胶圈30，控制系统中的计数器加1，当正使用放置架28上的若干个橡胶圈30使用完时，计数器达到设定值，计数器清零且触发伺服电机丝杠18向上运动，使得气爪20的下表面高于正使用放置架28的顶面，然后触发固定在伺服电机固定架21上的伺服电机22运动，伺服电机22的电机轴带动主动带轮23转动，主动带轮23通过同步带25带动从动带轮24和带轮轴26在轴承座27内转动，此时原本的正使用放置架28将会随着同步带25的运动到达前面那个待使用放置架29的位置，同时紧邻正使用放置架28的后面那个待使用放置架29将会运动到达原本的正使用放置架28的位置，成为新的正使用放置架28，伺服电机22运动结束后，触发伺服电机丝杠18向下运动到初始位置，准备开始新的正使用放置架28上的若干个橡胶圈30的装配。

Claims (2)

1.一种橡胶圈自动装配装置，它由工作台（1）、夹持机构（2）、推料机构（3）、储料机构（4）、控制系统组成，其特征在于，夹持机构（2）的支撑架（5）固定在工作台（1）上，A固定板（6）固定在支撑架（5）上，A气缸（7）的缸体固定在A固定板（6）上，A气缸（7）的活塞杆端部与B固定板（8）固定连接，B固定板（8）与A固定板（6）之间具有移动副且移动方向与A气缸（7）的活塞杆移动方向一致，B气缸（9）固定在B固定板（8）上，B气缸（9）的活塞杆端部与C固定板（10）固定连接，C固定板（10）与B固定板（8）之间具有移动副且移动方向与B气缸（9）的活塞杆移动方向一致，C气缸（11）固定在C固定板（10）上，C气缸（11）的缸体与夹持器（12）的外筒（13）固定连接，夹持器（12）的外筒（13）与内筒（15）固定连接，C气缸（11）的活塞杆端部与横杆（16）固定连接，横杆（16）固定在夹持器（12）的中筒（14）上，横杆（16）可在外筒（13）与内筒（15）的滑槽中滑动且滑动方向与C气缸（11）的活塞杆移动方向一致，夹持器（12）的外筒（13）、中筒（14）、内筒（15）同轴心；储料机构（4）中的伺服电机固定架（21）固定在工作台（1）上，伺服电机（22）固定在伺服电机固定架（21）上，主动带轮（23）与伺服电机（22）的电机轴通过键连接且主动带轮（23）的轴向位置固定，从动带轮（24）与带轮轴（26）通过键连接且轴向位置固定，带轮轴（26）可在轴承座（27）内转动，轴承座（27）固定在工作台（1）上，在同步带（25）上固定有若干个间隔均匀的放置架，每个放置架上套有若干个紧连着的橡胶圈（30），放置架的横截面外轮廓与橡胶圈（30）的横截面内轮廓重合，最顶端的橡胶圈（30）表面与放置架的顶面齐平，放置架分为正使用放置架（28）与待使用放置架（29），正使用放置架（28）位于夹持器（12）的下方，A气缸（7）的活塞杆处于缩回状态时夹持器（12）的内筒（15）与正使用放置架（28）同轴心，A气缸（7）的活塞杆处于缩回状态且B气缸（9）的活塞杆处于伸出状态时夹持器（12）的内筒（15）底面与正使用放置架（28）的顶面相距0.2-0.4mm；推料机构（3）的伺服电机丝杠固定架（17）固定在工作台（1）上，伺服电机丝杠（18）固定在伺服电机丝杠固定架（17）上，手指气缸（19）的缸体固定在伺服电机丝杠（18）的滑块上，气爪（20）固定在手指气缸（19）的手指上，手指气缸（19）的手指闭合时气爪（20）的上表面与最底端的橡胶圈（30）接触。

2.根据权利要求1所述的一种橡胶圈自动装配装置，其特征在于，夹持器（12）由外筒（13）、中筒（14）、内筒（15）和横杆（16）组成，外筒（13）、中筒（14）和内筒（15）同轴心，外筒（13）的内表面与中筒（14）的外表面重合，中筒（14）的内表面与内筒（15）的外表面重合，中筒（14）与外筒（13）、内筒（15）之间均为间隙配合，外筒（13）的底面与内筒（15）的底面在同一平面内，中筒（14）的底面位于外筒（13）的底面上方且两底面之间的距离为一个橡胶圈（30）沿轴向方向的厚度，中筒（14）的壁厚与一个橡胶圈（30）沿径向方向的厚度相同，橡胶圈（30）的横截面内轮廓与内筒（15）的横截面外轮廓重合，橡胶圈（30）的横截面外轮廓与外筒（13）的横截面内轮廓重合。