CN109290792A - 一种水阀阀芯自动化装配线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水阀阀芯自动化装配线,它属于自动化装配领域,包括工作台,工作台上设有环形流水线,所述环形流水线上设有若干工件工装,所述环形流水线周边依次设有阀芯壳上料装置、Ⅰ号密封圈装配装置、耐磨垫装配装置、阀杆组装装置、阀杆组件上料装置、阀杆组件压装装置、陶瓷片注油装置、固定陶瓷片装配装置、垫圈装配装置、密封垫装配装置、密封垫压装装置、卡簧装配装置、阀芯下料机械手、阀芯检测装置。

Description

一种水阀阀芯自动化装配线
技术领域
本发明涉及自动化装配领域,具体涉一种水阀阀芯自动化装配线。
背景技术
本方案针对的是一种水阀阀芯的装配,如图25、26所示,该阀芯具体包括阀芯壳、Ⅰ号密封圈、耐磨垫、阀杆、Ⅱ号密封圈、Ⅲ号密封圈、分离器、活动陶瓷片、固定陶瓷片、垫圈、Ⅳ号密封圈、密封垫和卡簧13个零件,装配结束还需要对阀芯的气密性进行测试,整个的装配过程由于零件小且装配精密一直是采用手工方式,但是随着市场对该产品需求量的提升,传统的生产方式已满足不了生产需求。
有鉴于上述现有技术存在的问题,本发明结合相关领域多年的设计及使用经验,辅以过强的专业知识,设计制造了一种水阀阀芯自动化装配线,来克服上述缺陷。
发明内容
对于现有技术中所存在的问题,本发明提供的一种水阀阀芯自动化装配线,能够实现水阀阀芯的全自动化装配。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:一种水阀阀芯自动化装配线,包括工作台,所述工作台上设有环形流水线,所述环形流水线上设有若干工件工装,所述环形流水线周边依次设有阀芯壳上料装置、Ⅰ号密封圈装配装置、耐磨垫装配装置、阀杆组装装置、阀杆组件上料装置、阀杆组件压装装置、陶瓷片注油装置、固定陶瓷片装配装置、固定陶瓷片压装装置、垫圈装配装置、密封垫装配装置、密封垫压装装置、卡簧装配装置、阀芯下料机械手、阀芯检测装置。
作为优选的技术方案,所述工件工装包括工装本体,所述工装本体上设有凹槽,所述凹槽一侧设有弧形槽,所述凹槽内设有滑道,所述滑道上滑动有活动夹块,所述活动夹块上设有三角槽与所述弧形槽对应,阀芯壳固定在所述三角槽和弧形槽之间,所述活动夹块一端设有弹簧,所述弹簧带动所述活动夹块夹紧所述三角槽和弧形槽之间的阀芯壳;
所述活动夹块一侧设有顶块,设有所述弧形槽的一侧工装本体上还设有卡簧槽贯穿所述工装本体。
作为优选的技术方案,所述环形流水线为间歇性导轨流水线,具体包括同步带驱动装置和环形导轨,所述环形导轨上设有若干滑座,所述滑座上设有所述工件工装,所述同步带驱动装置连接所述滑座并带动所述滑座在环形导轨上环形滑动;
所述环形流水线还包括辅助定位装置,所述辅助定位装置包括摆杆,所述摆杆一端设有摆杆驱动装置带动摆杆摆动,所述滑座外侧设有辅助定位凹槽,所述摆杆的摆动能够从辅助定位凹槽中摆入或摆出。
作为优选的技术方案,所述阀芯壳上料装置包括阀芯壳上料振动盘,所述阀芯壳上料振动盘末端设有阀芯壳分离装置,所述阀芯壳分离装置上端设有阀芯壳上料机械手,所述阀芯壳上料机械手将所述阀芯壳分离装置中的阀芯壳转移到工件工装上;
所述阀芯壳分离装置包括带槽的固定块,所述固定块的槽内设有可滑动的分离块,所述分离块上设有分离槽,所述分离槽可容纳一个阀芯壳,所述分离槽可对应所述阀芯壳上料振动盘末端,所述分离块一端设有分离块直线驱动装置,所述分离块直线驱动装置带动分离块在所述固定块的槽内滑动。
作为优选的技术方案,所述Ⅰ号密封圈装配装置包括Ⅰ号密封圈上料振动盘,所述Ⅰ号密封圈上料振动盘末端设有Ⅰ号密封圈分离装置,所述Ⅰ号密封圈分离装置上端设有Ⅰ号密封圈装配机械手,所述Ⅰ号密封圈装配机械手将所述Ⅰ号密封圈分离装置中的Ⅰ号密封圈套装到所述工件工装上的阀芯壳上;
所述Ⅰ号密封圈分离装置也包括带槽的固定块,所述固定块的槽内设有可滑动的分离块,所述分离块上设有分离槽,所述分离槽可容纳一个Ⅰ号密封圈,所述分离槽可对应所述Ⅰ号密封圈上料振动盘末端,所述分离块一端设有分离块直线驱动装置,所述分离块直线驱动装置带动分离块在所述固定块的槽内滑动,所述分离槽底部设有Ⅰ号密封圈垂直顶块,所述Ⅰ号密封圈垂直顶块上圆周均布有凹槽,所述Ⅰ号密封圈垂直顶块可在所述分离槽中升降;
所述Ⅰ号密封圈装配机械手包括Ⅰ号支撑架,所述Ⅰ号支撑架上设有可转动的Ⅰ号转板,所述Ⅰ号转板底部设有Ⅰ号电机驱动,所述Ⅰ号转板两端分别设有一个Ⅰ号升降气缸,所述Ⅰ号升降气缸底部设有Ⅰ号连接板,所述Ⅰ号连接板底部设有Ⅰ号气动卡爪,所述Ⅰ号气动卡爪可伸入所述Ⅰ号密封圈垂直顶块的凹槽中,所述Ⅰ号连接板上还设有Ⅰ号压板气缸,所述Ⅰ号压板气缸底部设有Ⅰ号压板,所述Ⅰ号压板气缸带动Ⅰ号压板升降,所述Ⅰ号压板上设有卡爪槽,所述Ⅰ号气动卡爪的卡爪可在所述卡爪槽中活动,所述卡爪槽与所述Ⅰ号气动卡爪的卡爪活动轨迹匹配。
作为优选的技术方案,所述耐磨垫装配装置包括耐磨垫上料振动盘,所述耐磨垫上料振动盘末端设有耐磨垫分离装置,所述耐磨垫分离装置上端设有耐磨垫装配机械手,所述耐磨垫装配机械手将所述耐磨垫分离装置中的耐磨垫放入到所述工件工装上的阀芯壳内腔中;
所述耐磨垫分离装置也包括带槽的固定块,所述固定块的槽内设有可滑动的分离块,所述分离块上设有分离槽,所述分离槽可容纳一个耐磨垫,所述分离槽可对应所述耐磨垫上料振动盘末端,所述分离块一端设有分离块直线驱动装置,所述分离块直线驱动装置带动分离块在所述固定块的槽内滑动;
所述耐磨垫装配机械手包括耐磨垫支撑架,所述耐磨垫支撑架上设有可转动的耐磨垫转板,所述耐磨垫转板底部设有耐磨垫电机驱动,所述耐磨垫转板两端分别设有一个耐磨垫升降气缸,所述耐磨垫升降气缸底部设有耐磨垫气动卡爪,所述耐磨垫气动卡爪可伸入分离槽中的耐磨垫中,通过卡爪扩撑收缩完成耐磨垫的转移。
作为优选的技术方案,所述阀杆组装装置包括Ⅰ号阀杆装配线和Ⅱ号阀杆装配线,所述Ⅰ号阀杆装配线包括Ⅰ号分度转盘,所述Ⅰ号分度转盘上设有若干Ⅰ号阀杆组件工装,所述Ⅰ号分度转盘周围依次设有阀杆上料装置,Ⅱ号密封圈装配装置,Ⅲ号密封圈装配装置,阀杆密封圈检测装置,阀杆组件分拣装置,阀杆组件中间转移装置;
所述Ⅰ号阀杆组件工装包括Ⅰ号阀杆组件工装本体,所述Ⅰ号阀杆组件工装本体上设有凹孔,所述凹孔底部设有一字槽与阀杆上的一字凸台配合,所述凹孔一侧设有活动压板,所述活动压板设为带两支腿的叉板,所述凹孔一侧固定有立块,所述立块上设有滑腔,所述活动压板在所述滑腔内滑动,所述活动压板另一端设有推板,所述推板一端设有压板推动气缸,所述Ⅰ号阀杆组件工装本体上还设有顶柱,所述推板可沿顶柱移动,所述顶柱端部设有凸台,所述凸台与所述推板之间设有压缩弹簧,所述推板在压缩弹簧作用下使得活动压板伸入凹孔中;
所述阀杆上料装置包括阀杆上料振动盘,所述阀杆上料振动盘末端设有阀杆分离装置,所述阀杆分离装置上端设有阀杆上料机械手,所述阀杆上料机械手将所述阀杆分离装置中的阀芯壳转移到Ⅰ号阀杆组件工装上;所述阀杆分离装置包括带槽的固定块,所述固定块的槽内设有可滑动的分离块,所述分离块上设有分离槽,所述分离槽可容纳一个阀杆,所述分离槽可对应所述阀杆上料振动盘末端,所述分离块一端设有分离块直线驱动装置,所述分离块直线驱动装置带动分离块在所述固定块的槽内滑动;
所述Ⅱ号密封圈装配装置和Ⅲ号密封圈装配装置均包括阀杆密封圈上料振动盘,所述阀杆密封圈上料振动盘末端设有阀杆密封圈分离装置,所述阀杆密封圈分离装置上端设有阀杆密封圈装配机械手,所述阀杆密封圈装配机械手将所述阀杆密封圈分离装置中的阀杆密封圈套装到所述Ⅰ号阀杆组件工装上的阀杆上;所述阀杆密封圈分离装置也包括带槽的固定块,所述固定块的槽内设有可滑动的分离块,所述分离块上设有分离槽,所述分离槽可容纳一个Ⅱ号密封圈或Ⅲ号密封圈,所述分离槽可对应所述阀杆密封圈上料振动盘末端,所述分离块一端设有分离块直线驱动装置,所述分离块直线驱动装置带动分离块在所述固定块的槽内滑动,所述分离槽底部设有阀杆密封圈垂直顶块,所述阀杆密封圈垂直顶块上圆周均布有凹槽,所述阀杆密封圈垂直顶块可在所述分离槽中升降;所述阀杆密封圈装配机械手包括阀杆支撑架,所述阀杆支撑架上设有可转动的阀杆转板,所述阀杆转板底部设有阀杆电机驱动,所述阀杆转板两端分别设有一个阀杆升降气缸,所述阀杆升降气缸底部设有阀杆连接板,所述阀杆连接板底部设有阀杆气动卡爪,所述阀杆气动卡爪可伸入所述阀杆密封圈垂直顶块的凹槽中,所述阀杆连接板上还设有阀杆压板气缸,所述阀杆压板气缸底部设有阀杆压板,所述阀杆压板气缸带动阀杆压板升降,所述阀杆压板上设有卡爪槽,所述阀杆气动卡爪的卡爪可在所述卡爪槽中活动,所述卡爪槽与所述阀杆气动卡爪的卡爪活动轨迹匹配;
所述阀杆组件中间转移装置包括阀杆组件转移支架,所述阀杆组件转移支架上设有阀杆组件转移转板,所述阀杆组件转移转板底部设有阀杆组件转移电机驱动,所述阀杆组件转移转板两端分别设有一个阀杆组件转移升降气缸,所述阀杆组件转移升降气缸底部设有阀杆组件转移旋转气缸,所述阀杆组件转移旋转气缸上设有阀杆组件转移手爪;
所述Ⅱ号阀杆装配线包括Ⅱ号分度转盘,所述Ⅱ号分度转盘周围依次设有分离器装配装置、活动陶瓷片装配装置、阀杆组件检测装置,所述Ⅱ号分度转盘上设有若干Ⅱ号阀杆组件工装,所述Ⅱ号阀杆组件工装设为带凹孔的工装座,所述阀杆可插入所述带凹孔的工装座中;
所述分离器装配装置包括分离器上料振动盘,所述分离器上料振动盘末端设有分离器分离装置,所述分离器分离装置上端设有分离器上料机械手,所述分离器上料机械手将所述分离器分离装置中的分离器转移到Ⅱ号阀杆组件工装上;所述分离器分离装置包括带凹槽的固定块,所述凹槽可容纳一个分离器,所述凹槽对应所述分离器上料振动盘末端,所述固定块的凹槽内设有可升降的分离块,所述分离块底部设有直线驱动装置驱动,所述分离块上设有一字凸台与分离器上的一字槽对应;所述分离器上料机械手还包括分离器辅助定位装置,所述分离器辅助定位装置包括分离器辅助水平移动气缸,所述分离器辅助水平移动气缸上设有分离器辅助手爪,所述分离器辅助手爪定位所述Ⅱ号阀杆组件工装上的阀杆组件的角度位置;
所述活动陶瓷片装配装置包括活动陶瓷片上料振动盘,所述活动陶瓷片上料振动盘末端设有活动陶瓷片分离装置,所述活动陶瓷片分离装置上端设有活动陶瓷片上料机械手,所述活动陶瓷片上料机械手将所述活动陶瓷片分离装置中的活动陶瓷片转移到Ⅱ号阀杆组件工装上;所述活动陶瓷片分离装置包括带凹槽的固定块,所述凹槽可容纳一个活动陶瓷片,所述凹槽对应所述活动陶瓷片上料振动盘末端,所述固定块的凹槽内设有可升降的分离块,所述分离块底部设有直线驱动装置驱动,所述分离块上设有一字凸台与活动陶瓷片上的一字槽对应;所述活动陶瓷片上料机械手还包括活动陶瓷片辅助定位装置,所述活动陶瓷片辅助定位装置包括活动陶瓷片辅助水平移动气缸,所述活动陶瓷片辅助水平移动气缸上设有活动陶瓷片辅助手爪,所述活动陶瓷片辅助手爪定位所述Ⅱ号阀杆组件工装上的阀杆组件的角度位置。
所述阀杆组件上料装置设为四轴机器人,所述阀杆组件上料装置上设有工业相机定位所述阀杆组件的位置;所述阀杆组件压装装置包括阀杆组件压装支架,所述阀杆组件压装支架上设有阀杆组件压装升降气缸,所述阀杆组件压装升降气缸上设有压杆;所述陶瓷片注油装置包括陶瓷片注油支架,所述陶瓷片注油支架上设有陶瓷片注油升降气缸,所述陶瓷片注油升降气缸上设有陶瓷片注油水平气缸,所述陶瓷片注油水平气缸上设有注油阀枪。
作为优选的技术方案,所述固定陶瓷片装配装置包括固定陶瓷片上料振动盘,所述固定陶瓷片上料振动盘末端设有固定陶瓷片分离装置,所述固定陶瓷片分离装置上端设有固定陶瓷片装配机械手,所述固定陶瓷片装配机械手将所述固定陶瓷片分离装置中的固定陶瓷片转移到工件工装上的阀芯壳中;
所述固定陶瓷片分离装置也包括带槽的固定块,所述固定块的槽内设有可滑动的分离块,所述分离块上设有分离槽,所述分离槽可容纳一个固定陶瓷片,所述分离槽可对应所述固定陶瓷片上料振动盘末端,所述分离块一端设有分离块直线驱动装置,所述分离块直线驱动装置带动分离块在所述固定块的槽内滑动;
所述固定陶瓷片装配机械手包括固定陶瓷片支撑架,所述固定陶瓷片支撑架上设有可转动的固定陶瓷片转板,所述固定陶瓷片转板底部设有固定陶瓷片电机驱动,所述固定陶瓷片转板两端分别设有一个固定陶瓷片升降气缸,所述固定陶瓷片升降气缸底部设有固定陶瓷片手爪,所述固定陶瓷片手爪可伸入分离槽中的固定陶瓷片中,通过固定陶瓷片手爪扩撑收缩完成固定陶瓷片的转移;
所述固定陶瓷片压装装置包括固定陶瓷片压装支架,所述固定陶瓷片压装支架上设有固定陶瓷片压装升降气缸,所述固定陶瓷片压装升降气缸上设有压杆。
作为优选的技术方案,所述垫圈装配装置包括垫圈组件装配线和垫圈组件装配机械手,所述垫圈组件装配线包括垫圈组件分度盘,所述垫圈组件分度盘上设有若干台阶凹孔,所述垫圈组件分度盘周围依次设有垫圈上料装置和Ⅳ号密封圈上料装置,所述垫圈上料装置包括垫圈上料振动盘和垫圈上料机械手,所述垫圈上料机械手包括带槽的固定块,所述固定块的槽内设有可滑动的垫圈推杆,所述垫圈推杆可将由垫圈上料振动盘输送到固定块槽内的垫圈推送到所述垫圈组件分度盘的台阶凹孔中,所述垫圈推杆末端设有直线驱动装置带动;所述Ⅳ号密封圈上料装置包括Ⅳ号密封圈上料振动盘和Ⅳ号密封圈上料机械手,所述Ⅳ号密封圈上料振动盘末端设有Ⅳ号密封圈分离槽,所述Ⅳ号密封圈上料机械手将所述Ⅳ号密封圈分离槽内的Ⅳ号密封圈转移到所述垫圈组件分度盘的台阶凹孔的台阶中;
所述Ⅳ号密封圈上料机械手包括Ⅳ号支撑架,所述Ⅳ号支撑架上设有可转动的Ⅳ号转板,所述Ⅳ号转板底部设有Ⅳ号电机驱动,所述Ⅳ号转板两端分别设有一个Ⅳ号升降气缸,所述Ⅳ号升降气缸底部设有Ⅳ号气动卡爪,所述Ⅳ号气动卡爪可伸入所述Ⅳ号密封圈分离槽中将Ⅳ号密封圈转移到所述垫圈组件分度盘的台阶凹孔中的垫圈中;
所述垫圈组件装配线和垫圈组件装配机械手之间还设有垫圈组件翻转装置,所述垫圈组件翻转装置包括翻转垫圈组件分度盘和垫圈组件翻转机械手,所述翻转垫圈组件分度盘上均布有容纳翻转垫圈组件的台阶凹孔,所述垫圈组件翻转机械手将所述垫圈组件分度盘的台阶凹孔中的垫圈组件翻转后转移到翻转垫圈组件分度盘上的台阶凹孔中;所述垫圈组件翻转机械手两侧的翻转垫圈组件分度盘和垫圈组件分度盘上的台阶凹孔底部均设有垫圈组件顶升气缸,所述垫圈组件顶升气缸上设有顶杆,所述顶杆可伸入所述台阶凹孔中并顶升垫圈组件;
所述垫圈组件装配机械手包括垫圈组件支撑架,所述垫圈组件支撑架上设有可转动的垫圈组件转板,所述垫圈组件转板底部设有垫圈组件电机驱动,所述垫圈组件转板两端分别设有一个垫圈组件升降气缸,所述垫圈组件升降气缸底部设有垫圈组件气动卡爪,所述垫圈组件气动卡爪可伸入所述翻转垫圈组件分度盘上的台阶凹孔中将翻转垫圈组件转移到所述工件工装上的阀芯壳内腔中;
作为优选的技术方案,所述密封垫装配装置包括密封垫上料振动盘,所述密封垫上料振动盘末端设有密封垫分离装置,所述密封垫分离装置设为可容纳一个密封垫的槽腔,所述密封垫分离装置上端设有密封垫装配机械手,所述密封垫装配机械手将所述密封垫分离装置中的密封垫转移到工件工装上的阀芯壳中;
所述密封垫装配机械手包括密封垫支撑架,所述密封垫支撑架上设有可转动的密封垫转板,所述密封垫转板底部设有密封垫电机驱动,所述密封垫转板两端分别设有一个密封垫升降气缸,所述密封垫升降气缸底部设有密封垫手爪,所述密封垫手爪可伸入分离槽中的密封垫中,通过密封垫手爪扩撑收缩完成密封垫的转移;
所述密封垫压装装置包括密封垫压装支架,所述密封垫压装支架上设有密封垫压装升降气缸,所述密封垫压装升降气缸上设有压杆。
作为优选的技术方案,所述卡簧装配装置包括卡簧上料振动盘,所述卡簧上料振动盘末端设有卡簧分离通道,所述卡簧分离通道底部设有卡簧转移槽,所述卡簧转移槽内设有卡簧推动舌板,所述卡簧推动舌板将卡簧从卡簧转移槽推进工件工装上的卡簧槽中并卡紧在阀芯上,所述卡簧推动舌板端部设有卡簧推动气缸驱动;
还包括卡簧辅助压紧装置,所述卡簧辅助压紧装置包括卡簧辅助升降气缸,所述卡簧辅助升降气缸端部设有卡簧辅助压板,装配卡簧时所述卡簧辅助压板压在阀芯上;
所述阀芯下料机械手设为四轴机器人,所述阀芯下料机械手一侧设有阀芯固定手爪,所述阀芯下料机械手先将阀芯抓取到阀芯固定手爪上,通过转动阀杆组件将阀杆组件固定在阀芯壳中,然后所述阀芯下料机械手再将所述阀芯固定手爪上的阀芯转移到所述阀芯检测装置上;
作为优选的技术方案,所述阀芯检测装置包括多工位检测转盘,每个所述工位上至少设有三个阀芯,其中一工位上方设有气密性测试装置和阀芯密封装置,所述阀芯密封装置包括阀芯密封升降气缸,所述阀芯密封升降气缸底部设有若干阀芯密封下压柱,通过所述阀芯密封下压柱密封阀芯并通过气密性测试装置检测阀芯的气密性;
还包括阀芯包装装置和阀芯转移机械手,所述阀芯包装装置设置在所述多工位检测转盘一侧,所述阀芯转移机械手将检测合格后的阀芯转移到阀芯包装装置上。
该发明的有益之处在于:
(1)本发明利用环形流水线使得整个装配线更加紧凑,结合辅助定位装置,使其在每次停歇时均可重复定位,定位精度高可达到±0.02mm。
(2)本发明工件工装仿形加工制作,保证了夹紧牢固,定位准确,利用弹簧弹力夹紧,结构简单,仅需在阀芯下料和阀芯壳处设置推动顶块的气缸保证上下料便可,其他工位则无需额外动力夹紧工件。
(3)本发明利用气动卡爪或者是气动手爪的扩撑实现环状零件的抓取转移,适用于弹性和非弹性材料零件的抓取。
(4)本发明利用带卡爪槽的压板结构对Ⅰ号密封圈按压套装在壳体上,结构简单,套装Ⅰ号密封圈方便。
(5)本发明多处利用带槽的固定块和带分离槽的分离块构成的分离装置对零部件进行有序上料,保证了零件上料的有序稳定。
(6)本发明利用活动陶瓷片辅助定位装置以及分离器辅助定位装置对阀芯组件定位,避免阀芯组件角度不对问题影响活动陶瓷片和分离器的装配,提高了装配的精度。
(7)本发明Ⅰ号阀杆组件工装结合阀杆本身的特征,利用卡夹式结构同时保证了阀杆所有方向的约束。
(8)本发明多处机械手利用在转板两侧各设置一个装配部件的结构,使得取料装配同时进行,大大提高了相应工序的装配效率。
(9)本发明通过利用工件工装上的卡簧槽将卡簧装配到阀芯上,较传统的需要将阀芯单独拿出卡上卡簧,该结构实现了在线装配卡簧过程。
(10)本发明利用阀芯检测装置对每个阀芯进行气密性检测,保证了阀芯的合格率,整个生产线实现了无人化生产,整体生产效率提高了10倍多,且省去了大量的人工成本。
附图说明
图1为一种水阀阀芯自动化装配线的俯视图;
图2为一种水阀阀芯自动化装配线的轴侧图;
图3为一种水阀阀芯自动化装配线的结构图;
图4为本发明环形流水线的结构图;
图5为本发明环形流水线的部分结构放大图;
图6为本发明工件工装的结构图;
图7为本发明阀芯壳上料装置的结构图;
图8为本发明阀芯壳上料装置中阀芯壳分离装置处的结构图;
图9为本发明Ⅰ号密封圈装配装置的结构图;
图10为本发明Ⅰ号密封圈装配装置中Ⅰ号密封圈装配机械手的结构图;
图11为本发明耐磨垫装配装置的结构图;
图12为本发明阀杆组装装置的俯视图;
图13为本发明阀杆组装装置的俯视细节图;
图14为本发明阀杆组装装置的结构图;
图15为本发明阀杆组装装置中Ⅰ号阀杆组件工装的结构图;
图16为本发明阀杆组装装置中Ⅰ号阀杆组件工装装有阀杆的结构图;
图17为本发明固定陶瓷片装配装置的结构图;
图18为本发明垫圈装配装置的结构图;
图19为本发明密封垫装配装置的结构图;
图20为本发明卡簧装配装置的结构图;
图21为本发明卡簧装配装置的主视图;
图22为本发明卡簧装配装置的俯视图;
图23为本发明阀芯检测装置的结构图;
图24为本发明阀芯检测装置的轴侧图;
图25为本发明阀芯的结构图;
图26为本发明阀芯的爆炸图。
图中:1-工作台、2-环形流水线、3-工件工装、4-阀芯壳上料装置、5-Ⅰ号密封圈装配装置、6-耐磨垫装配装置、7-阀杆组装装置、8-阀杆组件上料装置、9-阀杆组件压装装置、10-陶瓷片注油装置、11-固定陶瓷片装配装置、12-固定陶瓷片压装装置、13-垫圈装配装置、14-密封垫装配装置、15-密封垫压装装置、16-卡簧装配装置、17-阀芯下料机械手、18-阀芯检测装置、21-同步带驱动装置、22-环形导轨、23-滑座、24-摆杆、25-摆杆驱动装置、26-辅助定位凹槽、31-工装本体、32-滑道、33-弹簧、34-活动夹块、35-三角槽、36-弧形槽、37-卡簧槽、38-顶块、41-阀芯壳上料振动盘、42-阀芯壳分离装置、43-阀芯壳上料机械手、421-固定块、422-分离块、423-分离槽、424-分离块直线驱动装置、51-Ⅰ号密封圈上料振动盘、52-Ⅰ号密封圈分离装置、53-Ⅰ号密封圈装配机械手、531-Ⅰ号支撑架、532-Ⅰ号电机、533-Ⅰ号转板、534-Ⅰ号升降气缸、535-Ⅰ号压板气缸、536-Ⅰ号连接板、537-Ⅰ号气动卡爪、538-Ⅰ号压板、539-卡爪槽、61-耐磨垫上料振动盘、62-耐磨垫分离装置、63-耐磨垫气动卡爪、64-耐磨垫升降气缸、65-耐磨垫转板、66-耐磨垫电机、67-耐磨垫支撑架、71-Ⅰ号阀杆装配线、72-阀杆组件中间转移装置、73-Ⅱ号阀杆装配线、711-Ⅰ号分度转盘、712-Ⅰ号阀杆组件工装、713-阀杆上料装置、714-Ⅱ号密封圈装配装置、715-Ⅲ号密封圈装配装置、716-阀杆密封圈检测装置、717-阀杆组件分拣装置、731-Ⅱ号分度转盘、732-分离器装配装置、733-活动陶瓷片装配装置、734-阀杆组件检测装置、7121-Ⅰ号阀杆组件工装本体、7122-凹孔、7123-一字槽、7124-活动压板、7125-立块、7126-压缩弹簧、7127-压板推动气缸、7128-顶柱、7129-推板、111-固定陶瓷片上料振动盘、112-固定陶瓷片分离装置、113-固定陶瓷片支撑架、114-固定陶瓷片电机、115-固定陶瓷片转板、116-固定陶瓷片升降气缸、117-固定陶瓷片手爪、131-垫圈上料振动盘、132-Ⅳ号密封圈上料振动盘、133-Ⅳ号密封圈上料机械手、134-垫圈组件翻转机械手、135-翻转垫圈组件分度盘、136-垫圈组件装配机械手、137-垫圈组件顶升气缸、138-垫圈组件分度盘、141-密封垫上料振动盘、142-密封垫分离装置、143-密封垫装配机械手、161-卡簧上料振动盘、162-卡簧辅助升降气缸、163-卡簧辅助压板、164-卡簧推动气缸、165-卡簧推动舌板、166-卡簧分离通道、171-阀芯固定手爪、181-多工位检测转盘、182-气密性测试装置、183-阀芯转移机械手、184-阀芯包装装置、1000-卡簧、1001-阀芯壳、1002-Ⅰ号密封圈、1003-耐磨垫、1004-Ⅱ号密封圈、1005-Ⅲ号密封圈、1006-阀杆、1007-分离器、1008-活动陶瓷片、1009-固定陶瓷片、1010-Ⅳ号密封圈、1011-垫圈、1012-密封垫。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解,下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1至图24所示,一种水阀阀芯自动化装配线,包括工作台1,工作台1上设有环形流水线2,环形流水线2上设有若干工件工装3,环形流水线2周边依次设有阀芯壳上料装置4、Ⅰ号密封圈装配装置5、耐磨垫装配装置6、阀杆组装装置7、阀杆组件上料装置8、阀杆组件压装装置9、陶瓷片注油装置10、固定陶瓷片装配装置11、固定陶瓷片压装装置12、垫圈装配装置13、密封垫装配装置14、密封垫压装装置15、卡簧装配装置16、阀芯下料机械手17、阀芯检测装置18,本发明阀芯壳上料装置4将阀芯壳1001定位到工件工装3上,然后通过环形流水线2依次经过不同装配工序实现阀芯的全自动化装配,具体的Ⅰ号密封圈装配装置5是将Ⅰ号密封圈1002套装在阀芯壳1001上;耐磨垫装配装置6将耐磨垫1003放入阀芯壳1001的内腔中;阀杆组装装置7则是将Ⅱ号密封圈1004和Ⅲ号密封圈1005先装配到阀杆1006一端上,然后再将分离器1007和活动陶瓷片1008装配在阀杆1006的另一端;阀杆组件上料装置8则将装配好的阀杆组件抓取到阀芯壳1001上;阀杆组件压装装置9将阀杆组件与阀芯壳1001压装装配;陶瓷片注油装置10是将润滑油注入阀杆组件与阀芯壳1001之间;固定陶瓷片装配装置11是将固定陶瓷片1009装配到阀芯壳1001的内腔中;垫圈装配装置13是将Ⅳ号密封圈1010和垫圈1011先装配,然后再将组装好的垫圈1011抓取到阀芯壳1001上,通过下一工序的密封垫压装装置15与阀芯壳1001压装装配;卡簧装配装置16是将卡簧1000装配到阀芯上,阀芯下料机械手17通过拧动阀杆组件将阀杆组件拧入阀芯壳1001中,然后再转移到阀芯检测装置18对阀芯气密性进一步检测。
本发明工件工装3包括工装本体31,工装本体31上设有凹槽,凹槽一侧设有弧形槽36,凹槽内设有滑道32,滑道32上滑动有活动夹块34,活动夹块34上设有三角槽35与弧形槽36对应,阀芯壳1001固定在三角槽35和弧形槽36之间,活动夹块34一端设有弹簧33,弹簧33带动活动夹块34夹紧三角槽35和弧形槽36之间的阀芯壳1001;本发明活动夹块34一侧设有顶块38,设有弧形槽36的一侧工装本体31上还设有卡簧槽37贯穿工装本体31。本发明工件工装3仿形加工制作,保证了夹紧牢固,定位准确,利用弹簧33弹力夹紧,结构简单,仅需在阀芯下料和阀芯壳1001上料处设置推动顶块38的气缸保证上下料便可,其他工位则无需额外动力夹紧工件。
本发明环形流水线2为间歇性导轨流水线,具体包括同步带驱动装置21和环形导轨22,环形导轨22上设有若干滑座23,滑座23上设有工件工装3,同步带驱动装置21连接滑座23并带动滑座23在环形导轨22上环形滑动;
尽管间歇性导轨流水线能够实现间歇性流水作业,但是由于其自身精度受限,为进一步提高其精度,本发明环形流水线2还包括辅助定位装置,辅助定位装置包括摆杆24,摆杆24一端设有摆杆驱动装置25带动摆杆24摆动,摆杆驱动装置25优选为气缸,与此同时,滑座23外侧设有辅助定位凹槽26,摆杆24的摆动能够从辅助定位凹槽26中摆入或摆出,从而实现对滑座23位置即工件工装3位置的进一步定位。
本发明阀芯壳上料装置4包括阀芯壳上料振动盘41,阀芯壳上料振动盘41末端设有阀芯壳分离装置42,具体的在阀芯壳上料振动盘41和阀芯壳分离装置42之间再设置上直线振动器及输送轨道辅助阀芯壳1001的上料是本领域技术人员常规手段,在此不做详述,本发明在阀芯壳分离装置42上端设有阀芯壳上料机械手43,阀芯壳上料机械手43将阀芯壳分离装置42中的阀芯壳1001转移到工件工装3上;
具体的,阀芯壳分离装置42包括带槽的固定块421,固定块421的槽内设有可滑动的分离块422,分离块422上设有分离槽423,分离槽423可容纳一个阀芯壳1001,分离槽423可对应阀芯壳上料振动盘41末端,在具体分离过程,分离槽423会带动一个阀芯壳1001脱离出来,同时阻挡阀芯壳上料振动盘41末端的阀芯壳1001进一步的输送,分离块422一端设有分离块直线驱动装置424,分离块直线驱动装置424带动分离块422在固定块421的槽内滑动,该处的分离块直线驱动装置424优选用气缸。
本发明Ⅰ号密封圈装配装置5包括Ⅰ号密封圈上料振动盘51,Ⅰ号密封圈上料振动盘51末端设有Ⅰ号密封圈分离装置52,Ⅰ号密封圈分离装置52上端设有Ⅰ号密封圈装配机械手53,Ⅰ号密封圈装配机械手53将Ⅰ号密封圈分离装置52中的Ⅰ号密封圈1002套装到工件工装3上的阀芯壳1001上;
具体的,Ⅰ号密封圈分离装置52也包括带槽的固定块421,固定块421的槽内设有可滑动的分离块422,分离块422上设有分离槽423,分离槽423可容纳一个Ⅰ号密封圈1002,分离槽423可对应Ⅰ号密封圈上料振动盘51末端,其具体原理包括后面其他具有分离装置的工序均与阀芯壳分离装置42的分离原理相似,在此不做详述,分离块422一端设有分离块直线驱动装置424,分离块直线驱动装置424带动分离块422在固定块421的槽内滑动,分离槽423底部设有Ⅰ号密封圈垂直顶块,Ⅰ号密封圈垂直顶块上圆周均布有凹槽,Ⅰ号密封圈垂直顶块可在分离槽423中升降;
本发明Ⅰ号密封圈装配机械手53包括Ⅰ号支撑架531,Ⅰ号支撑架531上设有可转动的Ⅰ号转板533,Ⅰ号转板533底部设有Ⅰ号电机532驱动,Ⅰ号转板533两端分别设有一个Ⅰ号升降气缸534,Ⅰ号升降气缸534底部设有Ⅰ号连接板536,Ⅰ号连接板536底部设有Ⅰ号气动卡爪537,Ⅰ号气动卡爪537可伸入Ⅰ号密封圈垂直顶块的凹槽中,Ⅰ号连接板536上还设有Ⅰ号压板气缸535,Ⅰ号压板气缸535底部设有Ⅰ号压板538,Ⅰ号压板气缸535带动Ⅰ号压板538升降,Ⅰ号压板538上设有卡爪槽539,Ⅰ号气动卡爪537的卡爪可在卡爪槽539中活动,卡爪槽539与Ⅰ号气动卡爪537的卡爪活动轨迹匹配,通过Ⅰ号气动卡爪537将Ⅰ号密封圈1002扩撑开来使其直径大于阀芯壳1001的外径,然后借助Ⅰ号压板538将Ⅰ号密封圈1002套装在阀芯壳1001上,具体的Ⅰ号气动卡爪537优选用十字卡爪,而卡爪槽539采用中心带孔的十字槽,卡爪槽539上的中心孔要求大于阀芯壳1001的外径但是小于套装在阀芯壳1001上的Ⅰ号密封圈1002的外径。
本发明耐磨垫装配装置6包括耐磨垫上料振动盘61,耐磨垫上料振动盘61末端设有耐磨垫分离装置62,耐磨垫分离装置62上端设有耐磨垫装配机械手,耐磨垫装配机械手将耐磨垫分离装置62中的耐磨垫1003放入到工件工装3上的阀芯壳1001内腔中;
具体的,耐磨垫分离装置62也包括带槽的固定块421,固定块421的槽内设有可滑动的分离块422,分离块422上设有分离槽423,分离槽423可容纳一个耐磨垫1003,分离槽423可对应耐磨垫上料振动盘61末端,分离块422一端设有分离块直线驱动装置424,分离块直线驱动装置424带动分离块422在固定块421的槽内滑动;
耐磨垫装配机械手包括耐磨垫支撑架67,耐磨垫支撑架67上设有可转动的耐磨垫转板65,耐磨垫转板65底部设有耐磨垫电机66驱动,耐磨垫转板65两端分别设有一个耐磨垫升降气缸64,耐磨垫升降气缸64底部设有耐磨垫气动卡爪63,耐磨垫气动卡爪63可伸入分离槽423中的耐磨垫1003中,通过卡爪扩撑收缩完成耐磨垫1003的转移,为了方便耐磨垫气动卡爪63的伸入,本发明分离槽423为带台阶的通孔,耐磨垫气动卡爪63可深入带台阶的通孔中,而耐磨垫1003则在带台阶的通孔的台阶上。
本发明在此处包括上一工序的机械手均利用在转板两侧各设置一个装配部件的结构,使得取料装配同时进行,大大提高了相应工序的装配效率,该结构将进一步应用到后面的工序中,在此不做详述。
本发明阀杆组装装置7包括Ⅰ号阀杆装配线71和Ⅱ号阀杆装配线73,Ⅰ号阀杆装配线包括Ⅰ号分度转盘711,Ⅰ号分度转盘711上设有若干Ⅰ号阀杆组件工装712,Ⅰ号分度转盘711周围依次设有阀杆上料装置713,Ⅱ号密封圈装配装置714,Ⅲ号密封圈装配装置715,阀杆密封圈检测装置716,阀杆组件分拣装置717,阀杆组件中间转移装置72;
本发明Ⅰ号阀杆组件工装712包括Ⅰ号阀杆组件工装本体7121,Ⅰ号阀杆组件工装本体7121上设有凹孔7122,凹孔7122底部设有一字槽7123与阀杆1006上的一字凸台配合,保证阀杆1006定位角度,凹孔7122一侧设有活动压板7124,活动压板7124设为带两支腿的叉板,凹孔7122一侧固定有立块7125,立块7125上设有滑腔,活动压板7124在滑腔内滑动,活动压板7124另一端设有推板7129,推板7129一端设有压板推动气缸7127,Ⅰ号阀杆组件工装本体7121上还设有顶柱7128,推板7129可沿顶柱7128移动,顶柱7128端部设有凸台,凸台与推板7129之间设有压缩弹簧7126,推板7129在压缩弹簧7126作用下使得活动压板7124伸入凹孔7122中;
本发明阀杆上料装置713包括阀杆上料振动盘,阀杆上料振动盘末端设有阀杆分离装置,阀杆分离装置上端设有阀杆上料机械手,阀杆上料机械手将阀杆分离装置中的阀芯壳转移到Ⅰ号阀杆组件工装上;阀杆分离装置包括带槽的固定块421,固定块421的槽内设有可滑动的分离块422,分离块422上设有分离槽423,分离槽423可容纳一个阀杆1006,分离槽423可对应阀杆上料振动盘末端,分离块422一端设有分离块直线驱动装置424,分离块直线驱动装置424带动分离块422在固定块421的槽内滑动;
本发明Ⅱ号密封圈装配装置714和Ⅲ号密封圈装配装置715均包括阀杆密封圈上料振动盘,阀杆密封圈上料振动盘末端设有阀杆密封圈分离装置,阀杆密封圈分离装置上端设有阀杆密封圈装配机械手,阀杆密封圈装配机械手将所述阀杆密封圈分离装置中的阀杆密封圈套装到Ⅰ号阀杆组件工装712上的阀杆1006上;阀杆密封圈分离装置也包括带槽的固定块421,固定块421的槽内设有可滑动的分离块422,分离块422上设有分离槽423,分离槽423可容纳一个Ⅱ号密封圈1004或Ⅲ号密封圈1005,分离槽423可对应阀杆密封圈上料振动盘末端,分离块423一端设有分离块直线驱动装置424,分离块直线驱动装置424带动分离块423在固定块421的槽内滑动,分离槽423底部设有阀杆密封圈垂直顶块,阀杆密封圈垂直顶块上圆周均布有凹槽,阀杆密封圈垂直顶块可在分离槽423中升降;阀杆密封圈装配机械手包括阀杆支撑架,阀杆支撑架上设有可转动的阀杆转板,阀杆转板底部设有阀杆电机驱动,阀杆转板两端分别设有一个阀杆升降气缸,阀杆升降气缸底部设有阀杆连接板,阀杆连接板底部设有阀杆气动卡爪,阀杆气动卡爪可伸入阀杆密封圈垂直顶块的凹槽中,阀杆连接板上还设有阀杆压板气缸,阀杆压板气缸底部设有阀杆压板,阀杆压板气缸带动阀杆压板升降,阀杆压板上设有卡爪槽,阀杆气动卡爪的卡爪可在卡爪槽中活动,卡爪槽与阀杆气动卡爪的卡爪活动轨迹匹配,本发明卡爪槽以及阀杆的气动卡爪结构与Ⅰ号密封圈装配机械手53相似,在此不做详述;
阀杆组件中间转移装置72包括阀杆组件转移支架,阀杆组件转移支架上设有阀杆组件转移转板,阀杆组件转移转板底部设有阀杆组件转移电机驱动,阀杆组件转移转板两端分别设有一个阀杆组件转移升降气缸,阀杆组件转移升降气缸底部设有阀杆组件转移旋转气缸,阀杆组件转移旋转气缸上设有阀杆组件转移手爪;
本发明Ⅱ号阀杆装配线73包括Ⅱ号分度转盘731,Ⅱ号分度转盘731周围依次设有分离器装配装置732、活动陶瓷片装配装置733、阀杆组件检测装置734,Ⅱ号分度转盘731上设有若干Ⅱ号阀杆组件工装,Ⅱ号阀杆组件工装设为带凹孔的工装座,阀杆1006可插入带凹孔的工装座中;
分离器装配装置732包括分离器上料振动盘,分离器上料振动盘末端设有分离器分离装置,分离器分离装置上端设有分离器上料机械手,分离器上料机械手将分离器分离装置中的分离器1007转移到Ⅱ号阀杆组件工装上;分离器分离装置包括带凹槽的固定块421,凹槽可容纳一个分离器1007,凹槽对应分离器上料振动盘末端,固定块421的凹槽内设有可升降的分离块422,分离块422底部设有直线驱动装置424驱动,分离块422上设有一字凸台与分离器1007上的一字槽对应;分离器上料机械手还包括分离器辅助定位装置,分离器辅助定位装置包括分离器辅助水平移动气缸,分离器辅助水平移动气缸上设有分离器辅助手爪,分离器辅助手爪定位Ⅱ号阀杆组件工装上的阀杆组件的角度位置;
活动陶瓷片装配装置733包括活动陶瓷片上料振动盘,活动陶瓷片上料振动盘末端设有活动陶瓷片分离装置,活动陶瓷片分离装置上端设有活动陶瓷片上料机械手,活动陶瓷片上料机械手将活动陶瓷片分离装置中的活动陶瓷片1008转移到Ⅱ号阀杆组件工装上;活动陶瓷片分离装置包括带凹槽的固定块421,凹槽可容纳一个活动陶瓷片1008,凹槽对应活动陶瓷片上料振动盘末端,固定块421的凹槽内设有可升降的分离块422,分离块422底部设有直线驱动装置驱动424,分离块422上设有一字凸台与活动陶瓷片1008上的一字槽对应;活动陶瓷片上料机械手还包括活动陶瓷片辅助定位装置,活动陶瓷片辅助定位装置包括活动陶瓷片辅助水平移动气缸,活动陶瓷片辅助水平移动气缸上设有活动陶瓷片辅助手爪,活动陶瓷片辅助手爪定位Ⅱ号阀杆组件工装上的阀杆组件的角度位置。
本发明利用活动陶瓷片辅助定位装置以及分离器辅助定位装置对阀芯组件定位,避免阀芯组件角度不对问题影响活动陶瓷片1008和分离器1007的装配,提高了装配的精度。
本发明阀杆组件上料装置8设为四轴机器人,阀杆组件上料装置8上设有工业相机定位阀杆组件的位置;阀杆组件压装装置9包括阀杆组件压装支架,阀杆组件压装支架上设有阀杆组件压装升降气缸,阀杆组件压装升降气缸上设有压杆,通过压杆将阀杆组件压装装配进阀芯壳1001中;陶瓷片注油装置10包括陶瓷片注油支架,陶瓷片注油支架上设有陶瓷片注油升降气缸,陶瓷片注油升降气缸上设有陶瓷片注油水平气缸,陶瓷片注油水平气缸上设有注油阀枪。
本发明固定陶瓷片装配装置11包括固定陶瓷片上料振动盘111,固定陶瓷片上料振动盘111末端设有固定陶瓷片分离装置112,固定陶瓷片分离装置112上端设有固定陶瓷片装配机械手,固定陶瓷片装配机械手将固定陶瓷片分离装置112中的固定陶瓷片1009转移到工件工装3上的阀芯壳1001中;
固定陶瓷片分离装置112也包括带槽的固定块421,固定块421的槽内设有可滑动的分离块422,分离块422上设有分离槽423,分离槽423可容纳一个固定陶瓷片1009,分离槽423可对应固定陶瓷片上料振动盘111末端,分离块422一端设有分离块直线驱动装置424,分离块直线驱动装置424带动分离块422在固定块421的槽内滑动;
固定陶瓷片装配机械手包括固定陶瓷片支撑架113,固定陶瓷片支撑架113上设有可转动的固定陶瓷片转板115,固定陶瓷片转板115底部设有固定陶瓷片电机114驱动,固定陶瓷片转板115两端分别设有一个固定陶瓷片升降气缸116,固定陶瓷片升降气缸116底部设有固定陶瓷片手爪117,固定陶瓷片手爪117可伸入分离槽423中的固定陶瓷片1009中,通过固定陶瓷片手爪117扩撑收缩完成固定陶瓷片1009的转移;
固定陶瓷片压装装置12包括固定陶瓷片压装支架,固定陶瓷片压装支架上设有固定陶瓷片压装升降气缸,固定陶瓷片压装升降气缸上设有压杆。
本发明垫圈装配装置13包括垫圈组件装配线和垫圈组件装配机械手,垫圈组件装配线包括垫圈组件分度盘138,垫圈组件分度盘138上设有若干台阶凹孔,垫圈组件分度盘138周围依次设有垫圈上料装置和Ⅳ号密封圈上料装置,垫圈上料装置包括垫圈上料振动盘131和垫圈上料机械手,垫圈上料机械手包括带槽的固定块421,固定块421的槽内设有可滑动的垫圈推杆,垫圈推杆可将由垫圈上料振动盘输送到固定块槽内的垫圈1011推送到垫圈组件分度盘138的台阶凹孔中,垫圈推杆末端设有直线驱动装置424带动;Ⅳ号密封圈上料装置包括Ⅳ号密封圈上料振动盘132和Ⅳ号密封圈上料机械手133,Ⅳ号密封圈上料振动盘132末端设有Ⅳ号密封圈分离槽,Ⅳ号密封圈上料机械手133将Ⅳ号密封圈分离槽内的Ⅳ号密封圈1010转移到垫圈组件分度盘138的台阶凹孔的台阶中;
Ⅳ号密封圈上料机械手133包括Ⅳ号支撑架,Ⅳ号支撑架上设有可转动的Ⅳ号转板,Ⅳ号转板底部设有Ⅳ号电机驱动,Ⅳ号转板两端分别设有一个Ⅳ号升降气缸,Ⅳ号升降气缸底部设有Ⅳ号气动卡爪,Ⅳ号气动卡爪可伸入Ⅳ号密封圈分离槽中将Ⅳ号密封圈1010转移到垫圈组件分度盘138的台阶凹孔中的垫圈1011中;
本发明垫圈组件装配线和垫圈组件装配机械手之间还设有垫圈组件翻转装置,垫圈组件翻转装置包括翻转垫圈组件分度盘135和垫圈组件翻转机械手134,翻转垫圈组件分度盘135上均布有容纳翻转垫圈组件的台阶凹孔,垫圈组件翻转机械手134将垫圈组件分度盘138的台阶凹孔中的垫圈组件翻转后转移到翻转垫圈组件分度盘135上的台阶凹孔中;垫圈组件翻转机械手134两侧的翻转垫圈组件分度盘135和垫圈组件分度盘138上的台阶凹孔底部均设有垫圈组件顶升气缸137,垫圈组件顶升气缸137上设有顶杆,顶杆可伸入台阶凹孔中并顶升垫圈组件;
垫圈组件装配机械手136包括垫圈组件支撑架,垫圈组件支撑架上设有可转动的垫圈组件转板,垫圈组件转板底部设有垫圈组件电机驱动,垫圈组件转板两端分别设有一个垫圈组件升降气缸,垫圈组件升降气缸底部设有垫圈组件气动卡爪,垫圈组件气动卡爪可伸入所述翻转垫圈组件分度盘135上的台阶凹孔中将翻转垫圈组件转移到工件工装3上的阀芯壳1001内腔中;
本发明密封垫装配装置14包括密封垫上料振动盘141,密封垫上料振动盘141末端设有密封垫分离装置142,密封垫分离装置142设为可容纳一个密封垫1012的槽腔,密封垫分离装置142上端设有密封垫装配机械手143,密封垫装配机械手143将密封垫分离装置142中的密封垫1012转移到工件工装3上的阀芯壳1001中;
密封垫装配机械手143包括密封垫支撑架,密封垫支撑架上设有可转动的密封垫转板,密封垫转板底部设有密封垫电机驱动,密封垫转板两端分别设有一个密封垫升降气缸,密封垫升降气缸底部设有密封垫手爪,密封垫手爪可伸入密封垫分离装置142的槽腔中的密封垫1012中,通过密封垫手爪扩撑收缩完成密封垫1012的转移;
密封垫压装装置15包括密封垫压装支架,密封垫压装支架上设有密封垫压装升降气缸,密封垫压装升降气缸上设有压杆。
本发明卡簧装配装置16包括卡簧上料振动盘161,卡簧上料振动盘161末端设有卡簧分离通道166,卡簧分离通道166底部设有卡簧转移槽,卡簧转移槽内设有卡簧推动舌板165,卡簧推动舌板165将卡簧1000从卡簧转移槽推进工件工装3上的卡簧槽37中并卡紧在阀芯上,卡簧推动舌板165端部设有卡簧推动气缸164驱动;
还包括卡簧辅助压紧装置,卡簧辅助压紧装置包括卡簧辅助升降气缸162,卡簧辅助升降气缸162端部设有卡簧辅助压板163,装配卡簧1000时卡簧辅助压板163压在阀芯上;
本发明通过利用工件工装3上的卡簧槽37将卡簧1000装配到阀芯上,较传统的需要将阀芯单独拿出卡上卡簧1000,该结构实现了在线装配卡簧1000过程。
本发明阀芯下料机械手17设为四轴机器人,阀芯下料机械手17一侧设有阀芯固定手爪171,阀芯下料机械手17先将阀芯抓取到阀芯固定手爪171上,通过转动阀杆组件将阀杆组件固定在阀芯壳1001中,然后阀芯下料机械手17再将阀芯固定手爪171上的阀芯转移到阀芯检测装置18上;
本发明阀芯检测装置18包括多工位检测转盘181,每个工位上至少设有三个阀芯,其中一工位上方设有气密性测试装置182和阀芯密封装置,阀芯密封装置包括阀芯密封升降气缸,阀芯密封升降气缸底部设有若干阀芯密封下压柱,通过阀芯密封下压柱密封阀芯并通过气密性测试装置182检测阀芯的气密性;
还包括阀芯包装装置184和阀芯转移机械手183,阀芯包装装置184设置在多工位检测转盘181一侧,阀芯转移机械手183将检测合格后的阀芯转移到阀芯包装装置184上。
应当理解,这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外,也应理解,在阅读了本发明的技术内容之后,本领域技术人员可以对本发明做各种改动、修改和/或变型,所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种水阀阀芯自动化装配线,其特征在于:包括工作台,所述工作台上设有环形流水线,所述环形流水线上设有若干工件工装,所述环形流水线周边依次设有阀芯壳上料装置、Ⅰ号密封圈装配装置、耐磨垫装配装置、阀杆组装装置、阀杆组件上料装置、阀杆组件压装装置、陶瓷片注油装置、固定陶瓷片装配装置、固定陶瓷片压装装置、垫圈装配装置、密封垫装配装置、密封垫压装装置、卡簧装配装置、阀芯下料机械手、阀芯检测装置。
2.根据权利要求1所述的一种水阀阀芯自动化装配线,其特征在于:所述工件工装包括工装本体,所述工装本体上设有凹槽,所述凹槽一侧设有弧形槽,所述凹槽内设有滑道,所述滑道上滑动有活动夹块,所述活动夹块上设有三角槽与所述弧形槽对应,阀芯壳固定在所述三角槽和弧形槽之间,所述活动夹块一端设有弹簧,所述弹簧带动所述活动夹块夹紧所述三角槽和弧形槽之间的阀芯壳;
所述活动夹块一侧设有顶块,设有所述弧形槽的一侧工装本体上还设有卡簧槽贯穿所述工装本体。
3.根据权利要求1所述的一种水阀阀芯自动化装配线,其特征在于:所述环形流水线为间歇性导轨流水线,具体包括同步带驱动装置和环形导轨,所述环形导轨上设有若干滑座,所述滑座上设有所述工件工装,所述同步带驱动装置连接所述滑座并带动所述滑座在环形导轨上环形滑动;
所述环形流水线还包括辅助定位装置,所述辅助定位装置包括摆杆,所述摆杆一端设有摆杆驱动装置带动摆杆摆动,所述滑座外侧设有辅助定位凹槽,所述摆杆的摆动能够从辅助定位凹槽中摆入或摆出。
4.根据权利要求1所述的一种水阀阀芯自动化装配线,其特征在于:所述阀芯壳上料装置包括阀芯壳上料振动盘,所述阀芯壳上料振动盘末端设有阀芯壳分离装置,所述阀芯壳分离装置上端设有阀芯壳上料机械手,所述阀芯壳上料机械手将所述阀芯壳分离装置中的阀芯壳转移到工件工装上;
所述阀芯壳分离装置包括带槽的固定块,所述固定块的槽内设有可滑动的分离块,所述分离块上设有分离槽,所述分离槽可容纳一个阀芯壳,所述分离槽可对应所述阀芯壳上料振动盘末端,所述分离块一端设有分离块直线驱动装置,所述分离块直线驱动装置带动分离块在所述固定块的槽内滑动。
5.根据权利要求1所述的一种水阀阀芯自动化装配线,其特征在于:所述Ⅰ号密封圈装配装置包括Ⅰ号密封圈上料振动盘,所述Ⅰ号密封圈上料振动盘末端设有Ⅰ号密封圈分离装置,所述Ⅰ号密封圈分离装置上端设有Ⅰ号密封圈装配机械手,所述Ⅰ号密封圈装配机械手将所述Ⅰ号密封圈分离装置中的Ⅰ号密封圈套装到所述工件工装上的阀芯壳上;
所述Ⅰ号密封圈分离装置也包括带槽的固定块,所述固定块的槽内设有可滑动的分离块,所述分离块上设有分离槽,所述分离槽可容纳一个Ⅰ号密封圈,所述分离槽可对应所述Ⅰ号密封圈上料振动盘末端,所述分离块一端设有分离块直线驱动装置,所述分离块直线驱动装置带动分离块在所述固定块的槽内滑动,所述分离槽底部设有Ⅰ号密封圈垂直顶块,所述Ⅰ号密封圈垂直顶块上圆周均布有凹槽,所述Ⅰ号密封圈垂直顶块可在所述分离槽中升降;
所述Ⅰ号密封圈装配机械手包括Ⅰ号支撑架,所述Ⅰ号支撑架上设有可转动的Ⅰ号转板,所述Ⅰ号转板底部设有Ⅰ号电机驱动,所述Ⅰ号转板两端分别设有一个Ⅰ号升降气缸,所述Ⅰ号升降气缸底部设有Ⅰ号连接板,所述Ⅰ号连接板底部设有Ⅰ号气动卡爪,所述Ⅰ号气动卡爪可伸入所述Ⅰ号密封圈垂直顶块的凹槽中,所述Ⅰ号连接板上还设有Ⅰ号压板气缸,所述Ⅰ号压板气缸底部设有Ⅰ号压板,所述Ⅰ号压板气缸带动Ⅰ号压板升降,所述Ⅰ号压板上设有卡爪槽,所述Ⅰ号气动卡爪的卡爪可在所述卡爪槽中活动,所述卡爪槽与所述Ⅰ号气动卡爪的卡爪活动轨迹匹配。
6.根据权利要求1所述的一种水阀阀芯自动化装配线,其特征在于:所述耐磨垫装配装置包括耐磨垫上料振动盘,所述耐磨垫上料振动盘末端设有耐磨垫分离装置,所述耐磨垫分离装置上端设有耐磨垫装配机械手,所述耐磨垫装配机械手将所述耐磨垫分离装置中的耐磨垫放入到所述工件工装上的阀芯壳内腔中;
所述耐磨垫分离装置也包括带槽的固定块,所述固定块的槽内设有可滑动的分离块,所述分离块上设有分离槽,所述分离槽可容纳一个耐磨垫,所述分离槽可对应所述耐磨垫上料振动盘末端,所述分离块一端设有分离块直线驱动装置,所述分离块直线驱动装置带动分离块在所述固定块的槽内滑动;
所述耐磨垫装配机械手包括耐磨垫支撑架,所述耐磨垫支撑架上设有可转动的耐磨垫转板,所述耐磨垫转板底部设有耐磨垫电机驱动,所述耐磨垫转板两端分别设有一个耐磨垫升降气缸,所述耐磨垫升降气缸底部设有耐磨垫气动卡爪,所述耐磨垫气动卡爪可伸入分离槽中的耐磨垫中,通过卡爪扩撑收缩完成耐磨垫的转移。
7.根据权利要求1所述的一种水阀阀芯自动化装配线,其特征在于:所述阀杆组装装置包括Ⅰ号阀杆装配线和Ⅱ号阀杆装配线,所述Ⅰ号阀杆装配线包括Ⅰ号分度转盘,所述Ⅰ号分度转盘上设有若干Ⅰ号阀杆组件工装,所述Ⅰ号分度转盘周围依次设有阀杆上料装置,Ⅱ号密封圈装配装置,Ⅲ号密封圈装配装置,阀杆密封圈检测装置,阀杆组件分拣装置,阀杆组件中间转移装置;
所述Ⅰ号阀杆组件工装包括Ⅰ号阀杆组件工装本体,所述Ⅰ号阀杆组件工装本体上设有凹孔,所述凹孔底部设有一字槽与阀杆上的一字凸台配合,所述凹孔一侧设有活动压板,所述活动压板设为带两支腿的叉板,所述凹孔一侧固定有立块,所述立块上设有滑腔,所述活动压板在所述滑腔内滑动,所述活动压板另一端设有推板,所述推板一端设有压板推动气缸,所述Ⅰ号阀杆组件工装本体上还设有顶柱,所述推板可沿顶柱移动,所述顶柱端部设有凸台,所述凸台与所述推板之间设有压缩弹簧,所述推板在压缩弹簧作用下使得活动压板伸入凹孔中;
所述阀杆上料装置包括阀杆上料振动盘,所述阀杆上料振动盘末端设有阀杆分离装置,所述阀杆分离装置上端设有阀杆上料机械手,所述阀杆上料机械手将所述阀杆分离装置中的阀芯壳转移到Ⅰ号阀杆组件工装上;所述阀杆分离装置包括带槽的固定块,所述固定块的槽内设有可滑动的分离块,所述分离块上设有分离槽,所述分离槽可容纳一个阀杆,所述分离槽可对应所述阀杆上料振动盘末端,所述分离块一端设有分离块直线驱动装置,所述分离块直线驱动装置带动分离块在所述固定块的槽内滑动;
所述Ⅱ号密封圈装配装置和Ⅲ号密封圈装配装置均包括阀杆密封圈上料振动盘,所述阀杆密封圈上料振动盘末端设有阀杆密封圈分离装置,所述阀杆密封圈分离装置上端设有阀杆密封圈装配机械手,所述阀杆密封圈装配机械手将所述阀杆密封圈分离装置中的阀杆密封圈套装到所述Ⅰ号阀杆组件工装上的阀杆上;所述阀杆密封圈分离装置也包括带槽的固定块,所述固定块的槽内设有可滑动的分离块,所述分离块上设有分离槽,所述分离槽可容纳一个Ⅱ号密封圈或Ⅲ号密封圈,所述分离槽可对应所述阀杆密封圈上料振动盘末端,所述分离块一端设有分离块直线驱动装置,所述分离块直线驱动装置带动分离块在所述固定块的槽内滑动,所述分离槽底部设有阀杆密封圈垂直顶块,所述阀杆密封圈垂直顶块上圆周均布有凹槽,所述阀杆密封圈垂直顶块可在所述分离槽中升降;所述阀杆密封圈装配机械手包括阀杆支撑架,所述阀杆支撑架上设有可转动的阀杆转板,所述阀杆转板底部设有阀杆电机驱动,所述阀杆转板两端分别设有一个阀杆升降气缸,所述阀杆升降气缸底部设有阀杆连接板,所述阀杆连接板底部设有阀杆气动卡爪,所述阀杆气动卡爪可伸入所述阀杆密封圈垂直顶块的凹槽中,所述阀杆连接板上还设有阀杆压板气缸,所述阀杆压板气缸底部设有阀杆压板,所述阀杆压板气缸带动阀杆压板升降,所述阀杆压板上设有卡爪槽,所述阀杆气动卡爪的卡爪可在所述卡爪槽中活动,所述卡爪槽与所述阀杆气动卡爪的卡爪活动轨迹匹配;
所述阀杆组件中间转移装置包括阀杆组件转移支架,所述阀杆组件转移支架上设有阀杆组件转移转板,所述阀杆组件转移转板底部设有阀杆组件转移电机驱动,所述阀杆组件转移转板两端分别设有一个阀杆组件转移升降气缸,所述阀杆组件转移升降气缸底部设有阀杆组件转移旋转气缸,所述阀杆组件转移旋转气缸上设有阀杆组件转移手爪;
所述Ⅱ号阀杆装配线包括Ⅱ号分度转盘,所述Ⅱ号分度转盘周围依次设有分离器装配装置、活动陶瓷片装配装置、阀杆组件检测装置,所述Ⅱ号分度转盘上设有若干Ⅱ号阀杆组件工装,所述Ⅱ号阀杆组件工装设为带凹孔的工装座,所述阀杆可插入所述带凹孔的工装座中;
所述分离器装配装置包括分离器上料振动盘,所述分离器上料振动盘末端设有分离器分离装置,所述分离器分离装置上端设有分离器上料机械手,所述分离器上料机械手将所述分离器分离装置中的分离器转移到Ⅱ号阀杆组件工装上;所述分离器分离装置包括带凹槽的固定块,所述凹槽可容纳一个分离器,所述凹槽对应所述分离器上料振动盘末端,所述固定块的凹槽内设有可升降的分离块,所述分离块底部设有直线驱动装置驱动,所述分离块上设有一字凸台与分离器上的一字槽对应;所述分离器上料机械手还包括分离器辅助定位装置,所述分离器辅助定位装置包括分离器辅助水平移动气缸,所述分离器辅助水平移动气缸上设有分离器辅助手爪,所述分离器辅助手爪定位所述Ⅱ号阀杆组件工装上的阀杆组件的角度位置;
所述活动陶瓷片装配装置包括活动陶瓷片上料振动盘,所述活动陶瓷片上料振动盘末端设有活动陶瓷片分离装置,所述活动陶瓷片分离装置上端设有活动陶瓷片上料机械手,所述活动陶瓷片上料机械手将所述活动陶瓷片分离装置中的活动陶瓷片转移到Ⅱ号阀杆组件工装上;所述活动陶瓷片分离装置包括带凹槽的固定块,所述凹槽可容纳一个活动陶瓷片,所述凹槽对应所述活动陶瓷片上料振动盘末端,所述固定块的凹槽内设有可升降的分离块,所述分离块底部设有直线驱动装置驱动,所述分离块上设有一字凸台与活动陶瓷片上的一字槽对应;所述活动陶瓷片上料机械手还包括活动陶瓷片辅助定位装置,所述活动陶瓷片辅助定位装置包括活动陶瓷片辅助水平移动气缸,所述活动陶瓷片辅助水平移动气缸上设有活动陶瓷片辅助手爪,所述活动陶瓷片辅助手爪定位所述Ⅱ号阀杆组件工装上的阀杆组件的角度位置。
所述阀杆组件上料装置设为四轴机器人,所述阀杆组件上料装置上设有工业相机定位所述阀杆组件的位置;所述阀杆组件压装装置包括阀杆组件压装支架,所述阀杆组件压装支架上设有阀杆组件压装升降气缸,所述阀杆组件压装升降气缸上设有压杆;所述陶瓷片注油装置包括陶瓷片注油支架,所述陶瓷片注油支架上设有陶瓷片注油升降气缸,所述陶瓷片注油升降气缸上设有陶瓷片注油水平气缸,所述陶瓷片注油水平气缸上设有注油阀枪。
8.根据权利要求1所述的一种水阀阀芯自动化装配线,其特征在于:所述固定陶瓷片装配装置包括固定陶瓷片上料振动盘,所述固定陶瓷片上料振动盘末端设有固定陶瓷片分离装置,所述固定陶瓷片分离装置上端设有固定陶瓷片装配机械手,所述固定陶瓷片装配机械手将所述固定陶瓷片分离装置中的固定陶瓷片转移到工件工装上的阀芯壳中;
所述固定陶瓷片分离装置也包括带槽的固定块,所述固定块的槽内设有可滑动的分离块,所述分离块上设有分离槽,所述分离槽可容纳一个固定陶瓷片,所述分离槽可对应所述固定陶瓷片上料振动盘末端,所述分离块一端设有分离块直线驱动装置,所述分离块直线驱动装置带动分离块在所述固定块的槽内滑动;
所述固定陶瓷片装配机械手包括固定陶瓷片支撑架,所述固定陶瓷片支撑架上设有可转动的固定陶瓷片转板,所述固定陶瓷片转板底部设有固定陶瓷片电机驱动,所述固定陶瓷片转板两端分别设有一个固定陶瓷片升降气缸,所述固定陶瓷片升降气缸底部设有固定陶瓷片手爪,所述固定陶瓷片手爪可伸入分离槽中的固定陶瓷片中,通过固定陶瓷片手爪扩撑收缩完成固定陶瓷片的转移;
所述固定陶瓷片压装装置包括固定陶瓷片压装支架,所述固定陶瓷片压装支架上设有固定陶瓷片压装升降气缸,所述固定陶瓷片压装升降气缸上设有压杆。
9.根据权利要求1所述的一种水阀阀芯自动化装配线,其特征在于:所述垫圈装配装置包括垫圈组件装配线和垫圈组件装配机械手,所述垫圈组件装配线包括垫圈组件分度盘,所述垫圈组件分度盘上设有若干台阶凹孔,所述垫圈组件分度盘周围依次设有垫圈上料装置和Ⅳ号密封圈上料装置,所述垫圈上料装置包括垫圈上料振动盘和垫圈上料机械手,所述垫圈上料机械手包括带槽的固定块,所述固定块的槽内设有可滑动的垫圈推杆,所述垫圈推杆可将由垫圈上料振动盘输送到固定块槽内的垫圈推送到所述垫圈组件分度盘的台阶凹孔中,所述垫圈推杆末端设有直线驱动装置带动;所述Ⅳ号密封圈上料装置包括Ⅳ号密封圈上料振动盘和Ⅳ号密封圈上料机械手,所述Ⅳ号密封圈上料振动盘末端设有Ⅳ号密封圈分离槽,所述Ⅳ号密封圈上料机械手将所述Ⅳ号密封圈分离槽内的Ⅳ号密封圈转移到所述垫圈组件分度盘的台阶凹孔的台阶中;
所述Ⅳ号密封圈上料机械手包括Ⅳ号支撑架,所述Ⅳ号支撑架上设有可转动的Ⅳ号转板,所述Ⅳ号转板底部设有Ⅳ号电机驱动,所述Ⅳ号转板两端分别设有一个Ⅳ号升降气缸,所述Ⅳ号升降气缸底部设有Ⅳ号气动卡爪,所述Ⅳ号气动卡爪可伸入所述Ⅳ号密封圈分离槽中将Ⅳ号密封圈转移到所述垫圈组件分度盘的台阶凹孔中的垫圈中;
所述垫圈组件装配线和垫圈组件装配机械手之间还设有垫圈组件翻转装置,所述垫圈组件翻转装置包括翻转垫圈组件分度盘和垫圈组件翻转机械手,所述翻转垫圈组件分度盘上均布有容纳翻转垫圈组件的台阶凹孔,所述垫圈组件翻转机械手将所述垫圈组件分度盘的台阶凹孔中的垫圈组件翻转后转移到翻转垫圈组件分度盘上的台阶凹孔中;所述垫圈组件翻转机械手两侧的翻转垫圈组件分度盘和垫圈组件分度盘上的台阶凹孔底部均设有垫圈组件顶升气缸,所述垫圈组件顶升气缸上设有顶杆,所述顶杆可伸入所述台阶凹孔中并顶升垫圈组件;
所述垫圈组件装配机械手包括垫圈组件支撑架,所述垫圈组件支撑架上设有可转动的垫圈组件转板,所述垫圈组件转板底部设有垫圈组件电机驱动,所述垫圈组件转板两端分别设有一个垫圈组件升降气缸,所述垫圈组件升降气缸底部设有垫圈组件气动卡爪,所述垫圈组件气动卡爪可伸入所述翻转垫圈组件分度盘上的台阶凹孔中将翻转垫圈组件转移到所述工件工装上的阀芯壳内腔中。
10.根据权利要求1所述的一种水阀阀芯自动化装配线,其特征在于:所述密封垫装配装置包括密封垫上料振动盘,所述密封垫上料振动盘末端设有密封垫分离装置,所述密封垫分离装置设为可容纳一个密封垫的槽腔,所述密封垫分离装置上端设有密封垫装配机械手,所述密封垫装配机械手将所述密封垫分离装置中的密封垫转移到工件工装上的阀芯壳中;
所述密封垫装配机械手包括密封垫支撑架,所述密封垫支撑架上设有可转动的密封垫转板,所述密封垫转板底部设有密封垫电机驱动,所述密封垫转板两端分别设有一个密封垫升降气缸,所述密封垫升降气缸底部设有密封垫手爪,所述密封垫手爪可伸入分离槽中的密封垫中,通过密封垫手爪扩撑收缩完成密封垫的转移;
所述密封垫压装装置包括密封垫压装支架,所述密封垫压装支架上设有密封垫压装升降气缸,所述密封垫压装升降气缸上设有压杆。
11.根据权利要求2所述的一种水阀阀芯自动化装配线,其特征在于:所述卡簧装配装置包括卡簧上料振动盘,所述卡簧上料振动盘末端设有卡簧分离通道,所述卡簧分离通道底部设有卡簧转移槽,所述卡簧转移槽内设有卡簧推动舌板,所述卡簧推动舌板将卡簧从卡簧转移槽推进工件工装上的卡簧槽中并卡紧在阀芯上,所述卡簧推动舌板端部设有卡簧推动气缸驱动;
还包括卡簧辅助压紧装置,所述卡簧辅助压紧装置包括卡簧辅助升降气缸,所述卡簧辅助升降气缸端部设有卡簧辅助压板,装配卡簧时所述卡簧辅助压板压在阀芯上;
所述阀芯下料机械手设为四轴机器人,所述阀芯下料机械手一侧设有阀芯固定手爪,所述阀芯下料机械手先将阀芯抓取到阀芯固定手爪上,通过转动阀杆组件将阀杆组件固定在阀芯壳中,然后所述阀芯下料机械手再将所述阀芯固定手爪上的阀芯转移到所述阀芯检测装置上。
12.根据权利要求1所述的一种水阀阀芯自动化装配线,其特征在于:所述阀芯检测装置包括多工位检测转盘,每个所述工位上至少设有三个阀芯,其中一工位上方设有气密性测试装置和阀芯密封装置,所述阀芯密封装置包括阀芯密封升降气缸,所述阀芯密封升降气缸底部设有若干阀芯密封下压柱,通过所述阀芯密封下压柱密封阀芯并通过气密性测试装置检测阀芯的气密性;
还包括阀芯包装装置和阀芯转移机械手,所述阀芯包装装置设置在所述多工位检测转盘一侧,所述阀芯转移机械手将检测合格后的阀芯转移到阀芯包装装置上。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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