CN109079490B - 一种水泵活塞架组件的自动装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水泵活塞架组件的自动装配方法，所述水泵活塞架组件通过自动装配装置实现装配，所述的自动装配装置包括有控制器和装配平台，在装配平台上设置有转盘，在转盘上邻近边缘处沿顺时针方向设置多个操作工位，每个操作工位上对应设置一个用于夹持活塞固定架组件的夹具，在装配平台上靠近转盘边缘按顺时针方向依次设置多个工作机构，每个工作机构对应一个夹具设置。本发明的自动装配方法能使活塞固定架组件的装配循环往复进行，自动化程度高，提高了装配效率。

Description

一种水泵活塞架组件的自动装配方法

技术领域

本发明属于自动化装配技术领域，具体涉及一种水泵活塞架组件的自动装配方法。

背景技术

水泵是水力领域中常见的一种设备，在各种行业和领域都有广泛的应用。水泵的主要功能是将水从低矮处通过内部动力转移到另外的地方。

RO隔膜增压泵包括有活塞架组件，图1示出了一种水泵活塞架组件，图2为该水泵活塞架组件的分解示意图，该水泵活塞架组件包括装配在一起的底座01、轴承02、偏心轴03、轴承挡圈04和螺钉05，底座01包括具有腔室012的安装部011和间隔成型于安装部011外周壁的三个第二连接部013，轴承02安装于腔室012内，偏心轴03安装于轴承02的内侧，轴承挡圈04上间隔成型有三个第一连接部041，每个第一连接部041对应通过一个螺钉05锁紧于底座01的一个第二连接部013上，以将轴承02固定于底座01内。

现有技术中对水泵活塞架组件装配时，一般采用人工装配：

工步一，手工取底座01放到夹具上，再取轴承02，着力点是轴承02的外圈，无法测定轴承02与底座01之间的配合公差；

工步二，取过工步一的产品，放到夹具上，取偏芯轴03压入，着力点是轴承02的内圈，无法测定轴承02与偏芯轴03的配合公差；

工步三，取过工步二的产品，放到定位夹具上，取轴承挡圈04放置到工步二的产品上并找正位置对准孔位，再拧入螺钉05，流转到下道作业工序。

上述三个步骤需三个人来顺序作业完成，且没有部件之间的配合公差检测、压入检测等，凭着员工工作经验来操作，故对工人作业有一定的技能要求。如此人工装配的方法不仅生产效率低下，需要耗费大量的人力物力，而且由于人为因素的不稳定性，极易导致各部件之间在装配时配合处安装不到位，造成产品的报废率高、合格率低下，在一定程度上增加了水泵活塞架组件的生产成本，降低了企业的生产利润。

因此，提供一种水泵活塞架组件的自动装配方法尤为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种装配效率高的水泵活塞架组件的自动装配方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种水泵活塞架组件的自动装配方法，其特征在于：所述水泵活塞架组件通过自动装配装置实现装配，所述的自动装配装置包括有控制器和装配平台，在装配平台上设置有转盘，在转盘上邻近边缘处沿顺时针方向设置多个操作工位，每个操作工位上对应设置一个用于夹持活塞固定架的夹具，在装配平台上靠近转盘边缘按顺时针方向依次设置多个工作机构，每个工作机构对应一个夹具设置，多个工作机构分别为第一移取机构、第二移取机构、第一压装机构、第三移取机构、第二压装机构、第一检测机构、第四移取机构、锁螺钉机构、第二检测机构和成品输送机构，多个工作机构和转盘采集数据反馈给控制器并由控制器执行完整的动作控制；

所述的水泵活塞架组件的自动装配方法包括有如下步骤：

S1：控制器控制转盘转动，第一移取机构夹取底座至对应的夹具上，并通过传感器检测底座是否放置到位，传感器将信号传递至控制器，若底座放置到位则进入下一工序；若底座未放置到位，则控制器发出提示直至底座放置到位后进入下一工序；

S2：S1中的夹具随转盘继续转动至第二移取机构处，第二移取机构夹取轴承并预放置在底座内，并通过传感器检测轴承是否放置到位，传感器将信号传递至控制器，若轴承放置到位则进入下一工序；若轴承未放置到位，则控制器发出提示直至轴承放置到位后进入下一工序；

S3：S2中的夹具随转盘继续转动至第一压装机构处，第一压装机构将轴承完全压入底座的腔室内，且第一压装机构上设有检测轴承的装配公差的力矩传感器；该力矩传感器将接收到的信号传递至数据采集器，数据采集器采集信号后传递信号至控制器并经控制器判断，若参数在设定值的范围内，则转盘转动至下游的工位且各下游工位处对应的工作机构工作；若参数未在设定值的范围内，则转盘转动但下游的工作机构均不对该不合格的产品进行操作，直至该不合格产品从成品输送机构输出；

S4: S3中的夹具随转盘继续转动至第三移取机构处，第三移取机构夹取偏心轴并预放置在轴承的内圈，并通过传感器检测偏心轴是否放置到位，传感器将信号传递至控制器，若偏心轴放置到位则进入下一工序；若偏心轴未放置到位，则控制器发出提示直至偏心轴放置到位后进入下一工序；

S5：S4中的夹具随转盘继续转动至第二压装机构处，第二压装机构将偏心轴完全压入轴承的内圈内，且第二压装机构上设有检测偏心轴的装配公差的力矩传感器；该力矩传感器将接收到的信号传递至数据采集器，数据采集器采集信号后传递信号至控制器并经控制器判断，若参数在设定值的范围内，则转盘转动至下游的工位且各下游工位处对应的工作机构工作；若参数未在设定值的范围内，则转盘转动但下游的工作机构均不对该不合格的产品进行操作，直至该不合格产品从成品输送机构输出；

S6: S5中的夹具随转盘继续转动至第一检测机构处，第一检测机构将检测到的信号传递至控制器，以检测轴承和偏心轴是否装配到位；

S7: 经控制器分析后，若S6中的产品检测合格，则S6中的夹具随转盘继续转动至第四移取机构处，第四移取机构夹取轴承挡圈并预放置在底座上，并通过传感器检测轴承挡圈是否放置到位，传感器将信号传递至控制器，若轴承挡圈放置到位则进入下一工序；若轴承挡圈未放置到位，则控制器发出提示直至轴承挡圈放置到位后进入下一工序；若S6中的产品检测不合格，则位于第一检测机构下游的工作机构均不再对该夹具上的产品进行操作，直至产品从成品输送机构输出；

S8：S7中的夹具随转盘继续转动至锁螺钉机构处，锁螺钉机构将螺钉锁紧在轴承挡圈和底座上；

S9：S8中的夹具随转盘继续转动至第二检测机构处，第二检测机构将检测到的信号传递至控制器，以检测螺钉是否有漏锁、浮牙、烂牙的不合格情况；

S10：S9中的夹具随转盘继续转动至成品输送机构处，成品输送机构包括正品分拣机构和次品分拣机构，经控制器分析各工作机构传递的数据后，合格品进入正品分拣机构，不合格品进入次品分拣机构，上述各工位形成一个环形的循环流水线；

S11：随着转盘的转动，转盘上的每个夹具不断地重复转动至第一移取机构、第二移取机构、第一压装机构、第三移取机构、第二压装机构、第一检测机构、第四移取机构、锁螺钉机构、第二检测机构和成品输送机构处，重复上述步骤S1~S10。

优选地，所述第一检测机构包括支座、设于支座上的第十六驱动机构、设于第十六驱动机构输出端的安装架以及设于安装架上的第一传感器和第一检测杆，所述支座设于装配平台上，所述安装架在第十六驱动机构作用下上下移动，所述第一传感器固定设于安装架上，所述第一检测杆活动设于安装架上，且第一检测杆的下端能随安装架同步移动并弹压在偏心轴的顶端，所述第一检测杆和第一传感器配合以检测偏心轴和轴承是否安装到位。

为防止轴承挡圈在移动至底座上时，轴承挡圈的第一连接部未对应底座的第二连接部放置，从而影响轴承挡圈的装配，所述第四移取机构上设有用于对轴承挡圈定向的定向机构，所述定向机构包括第十二驱动机构和第二传感器，所述第四移取机构包括用于夹持轴承挡圈的第四夹头，所述第四夹头与第十二驱动机构的输出端驱动相连，并带动轴承挡圈在第十二驱动机构的作用下周向旋转，在第二传感器检测到轴承挡圈的其中一个第一连接部的状态下，第十二驱动机构停止工作，且第四夹头在驱动组件的作用下将轴承挡圈移动至对应的操作工位上。

因轴承挡圈的三个第一连接部为三等分结构，故第二传感器检测到轴承挡圈的其中一个第一连接部，即可通过移取机构将轴承挡圈准确放置在底座上，即第一连接部和第二连接部一一对应。

为使第四夹头能有效夹取轴承挡圈并将其放置于底座上，所述驱动组件包括第九驱动机构和第十驱动机构，所述第九驱动机构用于驱动第四夹头前后移动，所述第十驱动机构用于驱动第四夹头上下移动，通过第九驱动机构和第十驱动机构的配合，使第四夹头夹取轴承挡圈并将轴承挡圈放置于底座上，随后第四夹头复位。

优选地，所述第四移取机构还包括设于装配平台上并靠近所述转盘边缘的第四支架、第四滑动头，所述第九驱动机构设于第四支架上，所述第四滑动头设于第九驱动机构的输出端并能相对第四支架前后移动，所述第十驱动机构固定设于第四滑动头上，且所述第四夹头设于第十驱动机构的输出端。第四滑动头的设置增加了第四移取机构的结构紧凑性。

优选地，所述第四夹头包括两个相对设置的第四夹板以及驱动两个第四夹板相对远离或靠拢的第十一驱动机构，所述第十一驱动机构和第四夹板均设于固定座上，所述固定座底部设有导槽，两个所述第四夹板均设于该导槽内。该第四夹头结构简单且能有效夹取和释放轴承挡圈。

为进一步增加第四夹头夹取轴承挡圈的牢固性，每个第四夹板的外周壁上均沿周向设有供轴承挡圈置入的限位槽，该限位槽的宽度与轴承挡圈的厚度相适配，该限位槽对轴承挡圈起到定位作用。

具体地，所述第一压装机构包括压杆、支臂及第十四驱动机构，所述支臂固定设于装配平台上，且所述压杆的中部与该支臂转动连接，所述压杆的一端设有压头，另一端与第十四驱动机构的输出端转动连接并在第十四驱动机构的作用下上下移动，所述压头位于对应夹具的上方。该第一压装机构的工作原理类似于杠杆，动作简单且涉及部件少。

为保证压头接触到轴承后，能有效的施加压力于轴承上，所述第一压装机构还包括第三弹性件，所述压头在第三弹性件的作用下具有弹压在轴承上的趋势。

为对压头相对压杆上下移动的轨迹进行导向，所述第三弹性件为弹簧并套设于一第二导向轴上，该第二导向轴的第一端与压头固定连接，第二端与活动穿设于压杆上，且该第二导向轴的第二端设有能卡抵在压杆上的卡抵块，从而防止压头在移动过程中发生倾斜或偏移，而不能最佳的施加压力于轴承上。

为防止压头的压接面与轴承的压接面不能很好的匹配，所述压头和第十四驱动机构均通过一球头与压杆相连接，如此若压头发生倾斜的现象，可以进行角度微调以最佳的施加压力于轴承上。

为方便安装第一压装机构，所述第一压装机构还包括设于装配平台上的固定座，所述支臂和第十四驱动机构均设于固定座上，如此可先将支臂和第十四驱动机构安装于固定座上后，再整体装配于装配平台上。

为防止夹具与转盘之间产生硬干涉，所述固定座上还设有用于支撑夹具的支撑座，该支撑座位于转盘的下方。

为进一步提高自动化程度，节省人力和提高效率，该自动装配装置还包括第一输送机构、第二输送机构、第三输送机构和第四输送机构，所述第一输送机构用于输送底座且出料端靠近第一移取机构布置，所述第二输送机构用于输送轴承且出料端靠近第二移取机构布置，所述第三输送机构用于输送偏心轴且出料端靠近第三移取机构布置，所述第四输送机构用于输送轴承挡圈且出料端靠近第四移取机构布置。通过输送机构将物料输送至移取机构处，再通过移取移取机构将物料移动至对应的夹具上，无需人为搬运、上料，效率高。

与现有技术相比，本发明的优点：1、本发明的水泵活塞架组件的自动装配方法能使活塞固定架组件的装配循环往复进行，自动化程度高，提高了装配效率，且全程由总控制程序自动操控运行，减少了人为因素的影响，解放人工劳动力，无需人工干预操作，提高了产品的合格率和品质稳定性，在很大程度上降低了产品的生产成本，提高了产品的生产利润；2、通过多个自动检测机构的检测（如第一检测机构、第二检测机构、设于第一压装机构上的力矩传感器、设于第二压装机构上的力矩传感器），保证活塞固定架的各部件的配合公差，提高产品装配质量，进一步提高产品合格率；并且对装配不合格的产品在下游工序直接不再进行操作，避免浪费后续的活塞固定架组件的部件。

附图说明

图1为背景技术的水泵活塞架组件的结构示意图；

图2为图1的分解示意图；

图3为本发明实施例的水泵活塞架组件的自动装配装置的结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为图3的装配平台和转盘的结构示意图；

图6为图5的A处放大图；

图7为图6的夹具的结构示意图；

图8为图7的安装座的结构示意图；

图9为图7的分解示意图；

图10为图3的第一输送结构和第一移取结构的结构示意图；

图11为图10的第一移取结构的结构示意图；

图12为图3的第二移取结构的结构示意图；

图13为图3的第一压装机构的结构示意图；

图14为图12的另一方向的结构示意图；

图15为图14的局部剖视图；

图16为图3的第三移取结构的结构示意图；

图17为图3的第二压装机构的结构示意图；

图18为图3的第一检测机构的结构示意图；

图19为图18的另一方向的结构示意图；

图20为图3的第四移取结构的结构示意图；

图21为图20的局部结构示意图；

图22为图3的第二检测机构的结构示意图；

图23为图3的成品输送机构的结构示意图；

图24为图23的第五移取机构的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

为便于理解，本实施例先对水泵活塞架组件的自动装配装置进行介绍。

如图3~24所示，本优选实施例的水泵活塞架组件的自动装配装置包括装配平台1和转盘2，转盘2设于装配平台1上，并由第一驱动机构带动而能相对装配平台1水平旋转。在转盘2上邻近其边缘处沿周向间隔布置有十个操作工位，本实施例中，转盘2为凸轮分割器，第一驱动机构设于装配平台1上并与转盘2驱动连接，以驱动转盘2转动并在控制器控制下使转盘2在每个操作工位处做一定时间的停留。

如图5~9所示，各操作工位上均设有用于定位水泵活塞架组件的夹具3，且该十个夹具3随转盘2同步移动。夹具3的具体结构如下：

转盘2上成型有安装孔21，夹具3包括安装座31和滑动轴32，安装座31部分插置于安装孔21内并能相对安装孔21轴向移动，且安装座31在第一弹性件341的作用下始终具有向上移动的趋势；滑动轴32沿轴向插置于安装座31内并能相对安装座31轴向移动，且滑动轴32在第二弹性件33的作用下始终具有向上移动的趋势。

安装座31包括连接座311、插置部312以及夹持部313，安装孔21内设有护套211，插置部312活动插置于护套211内。插置部312的顶部边缘成型有向外延伸的连接座311，夹持部313成型于连接座311上部并具有空腔，第一弹性件341设于连接座311和转盘2之间。

夹持部313具有沿周向间隔布置的至少三个夹爪3131，底座01的安装部011置于夹持部313的空腔内，底座01的第二连接部013对应位于相邻两个夹爪3131之间。且夹持部313的内侧壁上成型有与底座01限位配合的限位部3132，底座01的底部设有凹槽014，限位部3132的顶部插置于凹槽014内，进一步保证底座01稳固装配于夹具3内。

连接座311上设有至少一个穿孔3111，该穿孔3111内活动穿设有第一导向轴34，该第一导向轴34的顶部能卡抵在穿孔3111的上端，第一导向轴34的下部螺纹连接于转盘2上，第一弹性件341为弹簧并套设于第一导向轴34上，前述弹簧的两端分别抵靠连接座311和转盘2。当连接座311受到活塞固定架的部件的压力向下移动时，弹簧被压缩；当连接座311受到的压力消失时，连接座311在弹簧的作用下向上移动直至第一导向轴34的顶部与连接座311卡抵。

另外，连接座311上还穿设有向下延伸设置的定位导向销342，该定位导向销342上端固定设于连接座311上，下端活动穿设于转盘2上。定位导向销342的设置进一步对连接座311的移动轨迹进行导向，使连接座311只能相对转盘2沿一定的轨迹上下移动，而不会产生偏移或扭转的现象。

滑动轴32包括头部321和成型于头部321下端的滑动杆322，第二弹性件33为弹簧并套设于滑动杆322上，且安装座31上设有供滑动轴32插置的轴向通孔314，轴向通孔314的内壁上成型有台阶部315，第二弹性件33的两端分别抵靠头部321和台阶部315。

滑动轴32上开设有竖向布置的条形孔323，插置部312上设有与轴向通孔314相连通的径向通孔3121，一限位轴35穿过条形孔323和径向通孔3121，且该限位轴35的两端固定于护套211上，通过限位轴35和条形孔323的配合对滑动轴32的移动行程进行限位。

头部321上成型有缓冲部3211，缓冲部3211有至少两个并沿滑动轴32的顶部周向间隔布置。在轴承02压装后，为防止压装偏心轴03时，偏心轴03对轴承02的损坏，缓冲部3211能在压装偏心轴03时起到让位作用。

且在头部321的顶部设有导磁件3212，偏心轴03的下端面与缓冲部3211接触，设置导磁件3212能进一步对水泵活塞架组件的部件在装配和螺钉05紧固时，防止偏心轴03产生位移。

本实施例的夹具3通过第一弹性件341和第二弹性件33的设置形成双浮动结构，从而在装配活塞固定架的部件于夹具3内时，夹具3受到压力可向下移动一定的距离，避免了夹具3与转盘2之间或夹具3与水泵活塞架组件之间产生硬干涉，导致部件损伤的问题。换言之，轴承02压入底座01时，轴承02着力点是轴承02外圈，偏芯轴03压入轴承02时，轴承02着力点是轴承02内圈，夹具3的双浮动结构在压装中有效地避免了轴承02损坏，另外在装配各部件时起到缓冲作用，避免了转盘2的变形及振动等）。

如图3、4所示，装配平台1上间隔依次设有十个工作机构，各工作机构按顺时针方向依次分别为第一移取机构10、第二移取机构11、第一压装机构4、第三移取机构13、第二压装机构5、第一检测机构6、第四移取机构16、锁螺钉机构17、第二检测机构7和成品输送机构19，当转盘2在各操作工位处停留时，每个工作机构对应一个夹具3。前述十个工作机构均靠近转盘2边缘并沿转盘2的转动方向依次设置，即第二移取机构11设于第一移取机构10的下游，第一压装机构4设于第二移取机构11的下游，第三移取机构13设于第一压装机构4的下游，第二压装机构5设于第三移取机构13的下游，依次类推。

第一移取机构10用于将底座01移取至转盘2的对应的夹具3上，第二移取机构11用于将轴承02移动并预置于底座01的腔室012内，第一压装机构4用于将轴承02压入底座01的腔室012内，第三移取机构13用于将偏心轴03移动并预置于轴承02内侧，第二压装机构5用于将偏心轴03完全压入轴承02内侧，第一检测机构6用于检测轴承02和偏心轴03是否压接到位，第四移取机构16用于将轴承挡圈04移动并置于底座01上，锁螺钉机构17用于将螺钉05锁紧在轴承挡圈04和底座01上，第二检测机构7用于检测螺钉05的锁入状态，成品输送机构19用于将装配完成的水泵活塞架组件自对应的夹具3上移走。

本实施例的自动装配装置还包括第一输送机构81、第二输送机构82、第三输送机构83和第四输送机构84，进一步提高水泵活塞架组件装配的自动化程度。第一输送机构81用于输送底座01且出料端靠近第一移取机构10布置，第二输送机构82用于输送轴承02且出料端靠近第二移取机构11布置，第三输送机构83用于输送偏心轴03且出料端靠近第三移取机构13布置，第四输送机构84用于输送轴承挡圈04且出料端靠近第四移取机构16布置。

第一移取机构10、第二移取机构11、第三移取机构13和第四移取机构16上均设有用于检测物料是否到位的物料传感器，当物料传感器检测到输送机构将物料运送到位时，对应的移取机构工作，将物料移取至对应工位的夹具3上。

如图10~11所示，第一输送机构81包括第一振动盘811和第一输送轨道812，第一输送轨道812的进料端与第一振动盘811的出料端相连接，第一输送轨道812的出料端靠近第一移取机构10布置，第一输送轨道812的底部可设置第一直振传送器。第一输送轨道812的上端面具有导向条813，底座01的其中一个第二连接部013位于导向条813一侧，底座01的另两个第二连接部013位于导向条813另一侧。导向条813起到导向、防错的作用，如此保证第一移取机构10移取底座01后，能将底座01定向、准确的放置在夹持部313内，即每个第二连接部013正好置于夹持部313的两个夹爪3131之间，避免了底座01与夹持部313之间产生干涉而放不进去的问题。

如图11所示，当第一输送机构81将底座01输送到位，并被第一移取机构10上的物料传感器检测到后，第一移取机构10工作。第一移取机构10包括设于装配平台1上的第一支架101及设于第一支架101上的第十三驱动机构、第二驱动机构104、第三驱动机构及第一夹头105，第一支架101上设有第一导向杆103。

第十三驱动机构与第一滑动头102驱动相连，第一滑动头102在第十三驱动机构作用下沿第一导向杆103前后移动，（以朝向转盘2方向为前，以远离转盘2方向为后）；第二驱动机构104设于第一滑动头102上并与第一夹头105驱动相连，以驱动第一夹头105上下移动；第三驱动机构驱动第一夹头105夹紧或松开底座01，具体地，第一夹头105具有两个相对设置的第一夹板1051，两个第一夹板1051在第三驱动机构作用下相互远离以支撑在底座01的腔室012的侧壁上，从而将底座01夹起移动至对应的夹具3处，然后两个第一夹板1051在第三驱动机构作用下相互靠拢以释放底座01，从而将底座01置于夹具3上。

第一夹头105通过两个第一夹板1051支撑在底座01的腔室012的侧壁上的方式来夹持底座01，一来能防止放置底座01时第一夹板1051与夹具3之间产生干涉，不方便放置；二来，若底座01未完全匹配放置于夹具3内，可通过第一夹板1051进行导正。

底座01放置于夹具3上后转盘2转动，然后通过第二输送机构82和第二移取机构11将轴承02移动至前述放置有底座01的夹具3上。

如图3、4所示，第二输送机构82包括储料盘821和第二输送轨道822，第二输送轨道822的进料端与储料盘821的出料端相连接，第二输送轨道822的出料端靠近第二移取机构11布置，且第二输送轨道822自上而下朝向第二移取机构11倾斜设置，以保证轴承02顺畅移动。

如图12所示，第二移取机构11上的物料传感器感应到第二输送机构82上的轴承02后开始工作，第二移取机构11包括第二支架111及设于第二支架111上的第四驱动机构、第五驱动机构114、第六驱动机构及第二夹头115。本实施例中，第四驱动机构与第二滑动头112驱动相连并驱动第二滑动头112沿第二导向杆113前后移动（以朝向转盘2方向为前，以远离转盘2方向为后），第五驱动机构114设于第二滑动头112上，并与第二夹头115驱动相连以驱动第一夹头115上下移动，第六驱动机构驱动第二夹头115夹紧或松开轴承02。具体地，第二夹头115具有两个相对设置的第二夹板116，两个第二夹板116在第六驱动机构作用下相互远离以支撑在轴承02的内侧壁上，从而将轴承02夹起移动至对应的夹具3处，并将轴承02预置于底座01内，然后两个第二夹板116在第六驱动机构作用下相互靠拢以释放轴承02。

在通过第二移取机构11将轴承02预置于底座01内后，需通过第一压装机构4进一步将轴承02压入底座01内。

如图13~15所示，第一压装机构4包括固定座41、压杆42、支臂43、第十四驱动机构44、压头47及第三弹性件45，固定座41固定设于装配平台1上，支臂43和第十四驱动机构44均设于固定座41上。支臂43呈竖向设置，且压杆42的中部与该支臂43的顶端转动连接，压杆42的一端设有压头47，另一端与第十四驱动机构44的输出端441转动连接并在第十四驱动机构44的作用下上下移动，压头47位于对应夹具3的上方，且当压头47与轴承02接触时，压头47在第三弹性件45的作用下具有弹压在轴承02上的趋势。该压杆42的工作原理类似于杠杆。

本实施例中，第三弹性件45为弹簧并套设于第二导向轴46上，该第二导向轴46的第一端与压头47固定连接，第二端与活动穿设于压杆42上，且该第二导向轴46的第二端设有能卡抵在压杆42上的卡抵块461，弹簧的两端分别抵靠压头47和压杆42。

压头47和第十四驱动机构44均通过一球头48与压杆42相连接，如此若压头47未刚好匹配的对准轴承02进行压接，比如压头47发生倾斜的情况，压头47与压杆42之间、压杆42与第十四驱动机构44之间的角度都可以进行微调，以防止压头47和轴承02之间产生硬干涉而损伤部件。

另外，固定座41上还设有用于支撑夹具3的支撑座49，该支撑座49位于转盘2的下方，对夹具3起保护作用，并且压头47的压力最终传递至支撑座49上，而避免将力传递至转盘2上导致转盘2变形和振动，有效保护转盘2。

为保证轴承02与底座01之间装配良好，压头47上设有力矩传感器，该力矩传感器与一数据采集器40电连接以判断轴承02和底座01之间的配合公差。数据采集器40设于装配平台1上，力矩传感器将检测到的参数传递至数据采集器40上，经数据采集器40收集后发送至控制器判断，若参数在设定值的范围内，则转盘2转动至下游的工位且各下游工位处对应的工作机构工作；若参数未在设定值（轴承压入底座压力是：0.35～0.5KN）的范围内，则转盘2转动但下游的工作机构均不对该不合格的产品（轴承02装配于底座01上）进行操作，直至该不合格产品从成品输出机构输出。

在通过第一压装机构4将轴承02压入底座01后，转盘2转动将前述装配的轴承02和底座01移动至下一工位，然后通过第三输送机构83和第三移取机构13将偏心轴03移动并预放置在轴承02的内圈。

如图3、4所示，第三输送机构83包括第三振动盘831和第三输送轨道832，第三输送轨道832的进料端与第三振动盘831的出料端相连接，第三输送轨道832的出料端靠近第三移取机构13布置，第三输送轨道832的底部可设置第三直振传送器。

如图16所示，第三移取机构13上的物料传感器检测到第三输送机构83上的偏心轴03后开始工作，第三移取机构13包括第三支架131、设于第三支架131上的第七驱动机构132、设于第七驱动机构132输出端的第三滑动头133、设于第三滑动头133上的第八驱动机构以及与第八驱动机构驱动相连的第三夹头134，第七驱动机构132驱动第三滑动头133前后移动（以朝向转盘2方向为前，以远离转盘2方向为后）。本实施例中，第三夹头134为吸管，第八驱动机构为与吸管上端连接的真空发生器，吸管插设于偏心轴03的插槽031内将偏心轴03吸起从而对其移动。

在通过第三移取机构13将偏心轴03预置于轴承02内侧后，需通过第二压装机构5进一步将偏心轴03压入轴承02内。

如图17所示，该第二压装机构5与第一压装机构4的区别在于：第二压装机构5无需压杆42，第二固定座51上设有第十五驱动机构52，该第十五驱动机构52为气缸或液压缸，第二压头53直接设于第十五驱动机构52输出端并在第十五驱动机构52作用下上下移动以施加压力于偏心轴03上。

第二压装机构5上的力矩传感器与数据采集器40电连接以判断轴承02和偏心轴03之间的配合公差。数据采集器40设于装配平台1上，力矩传感器将检测到的参数传递至数据采集器40上，经数据采集器40收集后发送至控制器判断，若参数在设定值的范围内，则转盘2转动至下游的工位且各下游工位处对应的工作机构工作；若参数未在设定值（偏心轴压入轴承力：1.1～1.5KN）的范围内，则转盘2转动但下游的工作机构均不对该不合格的产品（偏心轴03预装配于轴承02上）进行操作，直至该不合格产品从成品输出机构输出。

本实施例中，第一压装机构4也可适用第二压装机构5的结构，同样的，第二压装机构5也可适用第一压装机构4的结构。

通过第二压装机构5将偏心轴03压入轴承02内圈后，转盘2将其移动至第一检测机构6处，该第一检测机构6通过高度检测，检测压入的两个部件（轴承02和偏心轴03）是否装配到位。因为虽然第一压装机构4和第二压装机构5上均设置了力矩传感器，设定了压入压力的最大值和最小值，但是即使力矩已经达到，产品仍有可能没有压入到位，故第一检测机构6进一步起到检验作用。

如图18、19所示，第一检测机构6包括支座61、设于支座61上的第十六驱动机构62、设于第十六驱动机构62输出端的安装架63以及设于安装架63上的第一传感器64和第一检测杆65，支座61设于装配平台1上，安装架63在第十六驱动机构62作用下上下移动，第一传感器64固定设于安装架63上，第一检测杆65活动设于安装架63上，且第一检测杆65的下端能随安装架63同步移动并弹压在偏心轴03的顶端，第一检测杆65和第一传感器64配合以检测偏心轴03和轴承02是否安装到位。本实施例中，第一传感器64为光电传感器。

安装架63上设有导向套66，第一检测杆65活动穿设于导向套66内，且第一检测杆65上设有能卡抵在导向套66上部的卡抵部651，该卡抵部651对第一检测杆65向下移动的行程进行限位。

第一检测杆65上套设有第四弹性件67，并在该第四弹性件67的作用下始终具有向下移动的趋势。安装架63上具有一卡抵片631，该卡抵片631位于第一传感器64的下方，第四弹性件67的两端分别抵靠卡抵片631和卡抵部651。

第一检测杆65随安装架63在第十六驱动机构62的作用下向下移动，当第一检测杆65接触偏心轴03后，安装架63会继续向下移动一定的距离，此时第一检测杆65受到偏心轴03的反作用力向上移动直至到达第一传感器64的槽型光电检测口641，第一传感器64检测到信号，则偏心轴03和轴承02未压装到位，产品不合格，若第一检测杆65未到达第一传感器64的槽型光电检测口641，第一传感器64未检测到信号，则偏心轴03和轴承02压装到位。

对于检测合格的产品，第四输送机构84和第四移取机构16工作将轴承挡圈04移动并置于对应工位的夹具3上。

如图3、4所示，第四输送机构84包括第四振动盘841和第四输送轨道，第四输送轨道的进料端与第四振动盘841的出料端相连接，第四输送轨道的出料端靠近第四移取机构16布置，第四输送轨道的底部可设置第四直振传送器。

如图20~21所示，第四移取机构16包括第四支架161及设于第四支架161上的第九驱动机构163、第十驱动机构164及第四夹头165，本实施例中，该第四夹头165设于第四滑动头162上，第九驱动机构163与第四滑动头162驱动相连并驱动第四滑动头162前后移动（以朝向转盘2方向为前，以远离转盘2方向为后），第十驱动机构164设于第四滑动头162上，并与第四夹头165驱动相连以驱动第四夹头165上下移动。

第四夹头165包括两个相对设置的第四夹板1651以及驱动两个第四夹板1651相对远离或靠拢的第十一驱动机构，第十一驱动机构和第四夹板1651均设于夹头座166上，夹头座166底部设有导槽，两个第四夹板1651均设于该导槽内并能在导槽内移动。具体地，两个第四夹板1651在第十一驱动机构作用下相互远离以支撑在轴承挡圈04的内侧壁上，或者两个第四夹板在第十一驱动机构作用下相互靠拢以释放轴承挡圈04。

每个第四夹板1651的外周壁上均沿周向设有供轴承挡圈04置入的限位槽1652，该限位槽1652的宽度与轴承挡圈04的厚度相适配，以保证第四夹头165夹持轴承挡圈04的牢固性。

由于轴承挡圈04上的第一连接部041是三个等分角，第四输送机构84和第四移取机构16很难保证轴承挡圈04置于底座01上时，轴承挡圈04的第一连接部041刚好对应底座01上的第二连接部013放置，故该第四移取机构16还包括用于对轴承挡圈04定向的定向机构。该定向机构包括第十二驱动机构167和第二传感器168，第四夹头165与第十二驱动机构167驱动相连，第二传感器168为光纤传感器。在两个第四夹板1651支撑在轴承挡圈04的内侧壁的状态下，第四夹头165在第十二驱动机构167的作用下慢速周向旋转。当第二传感器168检测到轴承挡圈04的其中一个第一连接部041时，第十二驱动机构167停止工作，第九驱动机构163驱动第四滑动头162前后移动以将轴承挡圈04放置在对应的工位上。

因三个第一连接部041呈三等分布置，故只要第二传感器168检测到轴承挡圈04的其中一个第一连接部041，就可将轴承挡圈04定向、准确的放置在底座01上，以使三个第一连接部041和底座01上的三个第二连接部013一一对应。

如图3、4所示，随后通过锁螺钉机构17将第一连接部041和对应的第二连接部013之间通过螺钉05锁紧。该锁螺钉机构17为现有技术，在此不再赘述，具体可参考专利CN201320183640.1《螺钉自动装配装置》。

如图22所示，将螺钉05锁定后，通过第二检测机构7确定螺钉05是否有漏锁、浮牙、烂牙等。第二检测机构7和第一检测机构6的结构类似，只是第二检测机构7的第二检测杆71和第三传感器72均有三个，每个第二检测杆71对应与一个第三传感器72配合以对应检测一个螺钉05。另外，第二检测机构7还包括用于测定电批扭矩的传感器，以测定拧入螺钉05的扭力。

如图23、24所示，最后通过成品输送机构19将产品输出，成品输送机构19包括正品分拣机构191和设于正品分拣机构191下游的次品分拣机构192。正品分拣机构191用于将经第一检测机构6、第二检测机构7、第一压装机构4上的力矩传感器、第二压装机构5上的力矩传感器均检测合格的正品输出，次品分拣机构192用于将经第一检测机构6、第二检测机构7、第一压装机构4上的力矩传感器、第二压装机构5上的力矩传感器任一工序中检测不合格的次品输出。本实施例中，若活塞固定架组件的各部件在装配过程中某一工序检测不合格，则下游的工作机构不再对该次品进行操作，直至次品从次品分拣机构192输出，能节省活塞固定架的零部件。比如轴承02未装配到位，则后续偏心轴03不再装配。

正品分拣机构191包括正品输送通道1911和设于正品输送通道1911出料端的正品接料斗1912，次品分拣机构192包括次品输送通道1921和设于次品输送通道1921出料端的次品接料斗1922。装配平台1上设有用于夹取活塞固定架并将其移送至正品输送通道1911或次品输送通道1921处的第五移取机构12。

该第五移取机构12包括第五支架121、滑动设于第五支架121上的第五滑动头122、设于第五滑动头122上的第十七驱动机构123、设于第十七驱动机构123输出端的第六滑动头124、设于第六滑动头124的第十八驱动机构125以及设于第十八驱动机构125输出端的第五夹头127。第五滑动头122在第十九驱动机构126作用下沿第五支架121往复移动，以使第五夹头127随之在正品输送通道和次品输送通道之间往复移动。第六滑动头124在第十七驱动机构123作用下前后移动，第五夹头127随第六滑动头124前后移动，且第五夹头127能在第十八驱动机构125的作用下上下移动。

第五夹头127包括三个沿周向间隔设置的第五夹板1271，类似于抓娃娃机的结构，该三个第五夹板1271在第十九驱动机构作用下相互远离以夹持活塞固定架、及能相互靠拢以释放活塞固定架。每个第五夹板1271对应位于夹具3的两个夹爪3131之间，且三个夹爪3131配合夹持底座01的外周壁。

本实施例中的驱动机构均可以为气缸或液压缸。

结合上述自动装配装置，本实施例的水泵活塞架组件的自动装配方法包括有如下步骤：

S1：控制器控制转盘2转动，第一移取机构10夹取底座01至对应的夹具3上，并通过传感器检测底座01是否放置到位，传感器将信号传递至控制器，若底座01放置到位则进入下一工序；若底座01未放置到位，则控制器发出提示直至底座01放置到位后进入下一工序；

S2：S1中的夹具3随转盘2继续转动至第二移取机构11处，第二移取机构11夹取轴承02并预放置在底座01内，并通过传感器检测轴承02是否放置到位，传感器将信号传递至控制器，若轴承02放置到位则进入下一工序；若轴承02未放置到位，则控制器发出提示直至轴承02放置到位后进入下一工序；

S3：S2中的夹具3随转盘2继续转动至第一压装机构4处，第一压装机构4将轴承02完全压入底座01的腔室内，且第一压装机构4上设有检测轴承02的装配公差的力矩传感器；该力矩传感器将接收到的信号传递至数据采集器40，数据采集器40采集信号后传递信号至控制器并经控制器判断，若参数在设定值的范围内，则转盘2转动至下游的工位且各下游工位处对应的工作机构工作；若参数未在设定值的范围内，则转盘2转动但下游的工作机构均不对该不合格的产品进行操作，直至该不合格产品从成品输送机构19输出；

S4: S3中的夹具3随转盘2继续转动至第三移取机构13处，第三移取机构13夹取偏心轴03并预放置在轴承02的内圈，并通过传感器检测偏心轴03是否放置到位，传感器将信号传递至控制器，若偏心轴03放置到位则进入下一工序；若偏心轴03未放置到位，则控制器发出提示直至偏心轴03放置到位后进入下一工序；

S5：S4中的夹具3随转盘2继续转动至第二压装机构5处，第二压装机构5将偏心轴03完全压入轴承02的内圈内，且第二压装机构5上设有检测偏心轴03的装配公差的力矩传感器；该力矩传感器将接收到的信号传递至数据采集器40，数据采集器40采集信号后传递信号至控制器并经控制器判断，若参数在设定值的范围内，则转盘2转动至下游的工位且各下游工位处对应的工作机构工作；若参数未在设定值的范围内，则转盘2转动但下游的工作机构均不对该不合格的产品进行操作，直至该不合格产品从次品分拣机构192输出；

S6: S5中的夹具3随转盘2继续转动至第一检测机构6处，第一检测机构6将检测到的信号传递至控制器，以检测轴承02和偏心轴03是否装配到位；

S7: 经控制器分析后，若S6中的产品检测合格，则S6中的夹具3随转盘2继续转动至第四移取机构16处，第四移取机构16夹取轴承挡圈04并预放置在底座01上，并通过传感器检测轴承挡圈04是否放置到位，传感器将信号传递至控制器，若轴承挡圈04放置到位则进入下一工序；若轴承挡圈04未放置到位，则控制器发出提示直至轴承挡圈04放置到位后进入下一工序；若S6中的产品检测不合格，则位于第一检测机构6下游的工作机构均不再对该夹具3上的产品进行操作，直至产品从次品分拣机构192输出；

S8：S7中的夹具3随转盘2继续转动至锁螺钉机构17处，锁螺钉机构17将螺钉05锁紧在轴承挡圈04和底座01上；

S9：S8中的夹具3随转盘2继续转动至第二检测机构7处，第二检测机构7将检测到的信号传递至控制器，以检测螺钉05是否有漏锁、浮牙、烂牙的不合格情况；

S10：S9中的夹具3随转盘2继续转动至成品输送机构19处，成品输送机构19包括正品分拣机构191和次品分拣机构192，经控制器分析各工作机构传递的数据后，合格品进入正品分拣机构191，不合格品进入次品分拣机构192，上述各工位形成一个环形的循环流水线；

S11：随着转盘2的转动，转盘2上的每个夹具3不断地重复转动至第一移取机构10、第二移取机构11、第一压装机构4、第三移取机构13、第二压装机构5、第一检测机构6、第四移取机构16、锁螺钉机构17、第二检测机构7和成品输送机构19处，重复上述步骤S1~S10。

本实施例中，控制器为可编程序控制系统(PLC)。

Claims (6)

1.一种水泵活塞架组件的自动装配方法，其特征在于：所述水泵活塞架组件通过自动装配装置实现装配，所述的自动装配装置包括有控制器和装配平台(1)，在装配平台(1)上设置有转盘(2)，在转盘(2)上邻近边缘处沿顺时针方向设置多个操作工位，每个操作工位上对应设置一个用于夹持活塞固定架组件的夹具(3)，在装配平台(1)上靠近转盘(2)边缘按顺时针方向依次设置多个工作机构，每个工作机构对应一个夹具(3)设置，多个工作机构分别为第一移取机构(10)、第二移取机构(11)、第一压装机构(4)、第三移取机构(13)、第二压装机构(5)、第一检测机构(6)、第四移取机构(16)、锁螺钉机构(17)、第二检测机构(7)和成品输送机构(19)，多个工作机构和转盘(2)工作台采集数据反馈给控制器并由控制器执行完整的动作控制；

所述第一压装机构(4)包括压杆(42)、支臂(43)及第十四驱动机构(44)，所述支臂(43)固定设于装配平台(1)上，且所述压杆(42)的中部与该支臂(43)转动连接，所述压杆(42)的一端设有压头(47)，另一端与第十四驱动机构(44)的输出端连接并在第十四驱动机构(44)的作用下上下移动，所述压头(47)位于对应夹具(3)的上方；

所述第一压装机构(4)还包括第三弹性件(45)，所述压头(47)在第三弹性件(45)的作用下保持向下移动的趋势；

所述压头(47)和第十四驱动机构(44)均通过一球头(48)与压杆(42)相连接；所述的水泵活塞架组件的自动装配方法包括有如下步骤：

S1：控制器控制转盘(2)转动，第一移取机构(10)夹取底座(01)至对应的夹具(3)上，并通过传感器检测底座(01)是否放置到位，传感器将信号传递至控制器，若底座(01)放置到位则进入下一工序；若底座(01)未放置到位，则控制器发出提示直至底座(01)放置到位后进入下一工序；

S2：S1中的夹具(3)随转盘(2)继续转动至第二移取机构(11)处，第二移取机构(11)夹取轴承(02)并预放置在底座(01)内，并通过传感器检测轴承(02)是否放置到位，传感器将信号传递至控制器，若轴承(02)放置到位则进入下一工序；若轴承(02)未放置到位，则控制器发出提示直至轴承(02)放置到位后进入下一工序；

S3：S2中的夹具(3)随转盘(2)继续转动至第一压装机构(4)处，第一压装机构(4)将轴承(02)完全压入底座(01)的腔室内，且第一压装机构(4)上设有检测轴承(02)的装配公差的力矩传感器；该力矩传感器将接收到的信号传递至数据采集器(40)，数据采集器(40)采集信号后传递信号至控制器并经控制器判断，若参数在设定值的范围内，则转盘(2)转动至下游的工位且各下游工位处对应的工作机构工作；若参数未在设定值的范围内，则转盘(2)转动但下游的工作机构均不对不合格的产品进行操作，直至不合格产品从成品输送机构(19)输出；

S4: S3中的夹具(3)随转盘(2)继续转动至第三移取机构(13)处，第三移取机构(13)夹取偏心轴(03)并预放置在轴承(02)的内圈，并通过传感器检测偏心轴(03)是否放置到位，传感器将信号传递至控制器，若偏心轴(03)放置到位则进入下一工序；若偏心轴(03)未放置到位，则控制器发出提示直至偏心轴(03)放置到位后进入下一工序；

S5：S4中的夹具(3)随转盘(2)继续转动至第二压装机构(5)处，第二压装机构(5)将偏心轴(03)完全压入轴承(02)的内圈内，且第二压装机构(5)上设有检测偏心轴(03)的装配公差的力矩传感器；该力矩传感器将接收到的信号传递至数据采集器(40)，数据采集器(40)采集信号后传递信号至控制器并经控制器判断，若参数在设定值的范围内，则转盘(2)转动至下游的工位且各下游工位处对应的工作机构工作；若参数未在设定值的范围内，则转盘(2)转动但下游的工作机构均不对该不合格的产品进行操作，直至该不合格产品从成品输送机构(19)输出；

S6: S5中的夹具(3)随转盘(2)继续转动至第一检测机构(6)处，第一检测机构(6)将检测到的信号传递至控制器，以检测轴承(02)和偏心轴(03)是否装配到位；

S7: 经控制器分析后，若S6中的产品检测合格，则S6中的夹具(3)随转盘(2)继续转动至第四移取机构(16)处，第四移取机构(16)夹取轴承挡圈(04)并预放置在底座(01)上，并通过传感器检测轴承挡圈(04)是否放置到位，传感器将信号传递至控制器，若轴承挡圈(04)放置到位则进入下一工序；若轴承挡圈(04)未放置到位，则控制器发出提示直至轴承挡圈(04)放置到位后进入下一工序；若S6中的产品检测不合格，则位于第一检测机构(6)下游的工作机构均不再对该夹具(3)上的产品进行操作，直至产品从成品输送机构(19)输出；

S8：S7中的夹具(3)随转盘(2)继续转动至锁螺钉机构(17)处，锁螺钉机构(17)将螺钉(05)锁紧在轴承挡圈(04)和底座(01)上；

S9：S8中的夹具(3)随转盘(2)继续转动至第二检测机构(7)处，第二检测机构(7)将检测到的信号传递至控制器，以检测螺钉(05)是否有漏锁、浮牙、烂牙的不合格情况；

S10：S9中的夹具(3)随转盘(2)继续转动至成品输送机构(19)处，成品输送机构(19)包括正品分拣机构(191)和次品分拣机构(192)，经控制器分析各工作机构传递的数据后，合格品进入正品分拣机构(191)，不合格品进入次品分拣机构(192)，上述各工位形成一个环形的循环流水线；

S11：随着转盘(2)的转动，转盘(2)上的每个夹具(3)不断地重复转动至第一移取机构(10)、第二移取机构(11)、第一压装机构(4)、第三移取机构(13)、第二压装机构(5)、第一检测机构(6)、第四移取机构(16)、锁螺钉机构(17)、第二检测机构(7)和成品输送机构(19)处，重复上述步骤S1~S10。

2.根据权利要求1所述的水泵活塞架组件的自动装配方法，其特征在于：所述第一检测机构(6)包括支座(61)、设于支座(61)上的第十六驱动机构(62)、设于第十六驱动机构(62)输出端的安装架(63)以及设于安装架(63)上的第一传感器(64)和第一检测杆(65)，所述支座(61)设于装配平台(1)上，所述安装架(63)在第十六驱动机构(62)作用下上下移动，所述第一传感器(64)固定设于安装架(63)上，所述第一检测杆(65)活动设于安装架(63)上，且第一检测杆(65)的下端能随安装架(63)同步移动并弹压在偏心轴(03)的顶端，所述第一检测杆(65)和第一传感器(64)配合以检测偏心轴(03)和轴承(02)是否安装到位。

3.根据权利要求1所述的水泵活塞架组件的自动装配方法，其特征在于：所述第四移取机构(16)上设有用于对轴承挡圈(04)定向的定向机构，所述定向机构包括第十二驱动机构(167)和第二传感器(168)，所述第四移取机构(16)包括用于夹持轴承挡圈(04)的第四夹头(165)，所述第四夹头(165)与第十二驱动机构(167)的输出端驱动相连，并带动轴承挡圈(04)在第十二驱动机构(167)的作用下周向旋转，在第二传感器(168)检测到轴承挡圈(04)的其中一个第一连接部(041)的状态下，第十二驱动机构(167)停止工作，且第四夹头(165)在驱动组件的作用下将轴承挡圈(04)移动至对应的夹具(3)上。

4.根据权利要求1所述的水泵活塞架组件的自动装配方法，其特征在于：所述第一压装机构(4)还包括设于装配平台(1)上的固定座(41)，所述支臂(43)和第十四驱动机构(44)均设于所述固定座(41)上。

5.根据权利要求4所述的水泵活塞架组件的自动装配方法，其特征在于：所述固定座(41)上还设有用于支撑夹具(3)的支撑座(49)，该支撑座(49)位于转盘(2)的下方。

6.根据权利要求1所述的水泵活塞架组件的自动装配方法，其特征在于：所述自动装配装置还包括第一输送机构(81)、第二输送机构(82)、第三输送机构(83)和第四输送机构(84)，所述第一输送机构(81)用于输送底座(01)且出料端靠近第一移取机构(10)布置，所述第二输送机构(82)用于输送轴承(02)且出料端靠近第二移取机构(11)布置，所述第三输送机构(83)用于输送偏心轴(03)且出料端靠近第三移取机构(13)布置，所述第四输送机构(84)用于输送轴承挡圈(04)且出料端靠近第四移取机构(16)布置。

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