CN111113006A - 一种可控气弹簧的空心杆组件预装配设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气弹簧自动装配设备领域，具体是涉及一种可控气弹簧的空心杆组件预装配设备，包括有活塞杆预装配设备和第一传输机；活塞杆预装配设备包括有环绕于第一传输机旁侧的空心杆上料机构、控制杆上料装配机构、第一垫片上料装配机构、挡圈上料装配机构、第一内密封圈上料装配机构、第二垫片上料装配机构、第一矫正检测机构；空心杆上料机构、控制杆上料装配机构、第一垫片上料装配机构、挡圈上料装配机构、第一内密封圈上料装配机构、第二垫片上料装配机构、第一矫正检测机构沿着活塞杆的装配顺序依次排列；该技术方案可以全自动组装活塞杆并进行针对性的检测，有效地提高了生产效率和合格率。

Description

一种可控气弹簧的空心杆组件预装配设备

技术领域

本发明涉及气弹簧自动装配设备领域，具体是涉及一种可控气弹簧的空心杆组件预装配设备。

背景技术

气弹簧是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的工业配件。它由以下几部分构成：压力缸、活塞杆、活塞、密封导向套、填充物(惰性气体或者油气混合物)，缸内控制元件与缸外控制元件(指可控气弹簧)和接头等。原理是在密闭的压力缸内充入惰性气体或者油气混合物，使腔体内的压力高于大气压的几倍或者几十倍，利用活塞杆的横截面积小于活塞的横截面积从而产生的压力差来实现活塞杆的运动。

可控气弹簧内部的活塞上有个可控阀件，用于锁定气弹簧的活塞杆，活塞杆为空心结构，内部安装有一条控制杆，可以通过活塞杆头部的扳手装置控制控制杆的推拉动作，然后由控制杆带动活塞上的可控阀件开闭。可控阀件开的时候，如果没有施加轴向的外力，那么可控气弹簧就伸长，活塞杆顶出。如果有大于其内部压力所产生力的外力作用，那么可控气弹簧就被压缩。

中国专利CN107701639B公开了一种双缸可控气弹簧，包括活塞杆，外缸，导套，后封头，接头，內缸，缓冲套。缓冲套的内孔和活塞杆滑动相连，外柱面和外缸的内孔滑动配合，下端插置在內缸的内表面和活塞杆的外表面之间，上端上还设有导油孔。內缸和外缸之间设有浮动活塞。阀体活塞的内孔中设有阀针。阀针的中部内凹，上下两侧为圆柱体，下端和阀体活塞的下端间歇密封相连，上端和活塞杆密封相连。阀体活塞的上端的外径小于內缸的内径，且设有若干和阀针的中部内凹相通的导通孔。內缸的下端和支撑座密封相连。支撑座和外缸密封相连。后封头的上端设有一凹部，凹部设有和外部气源连通的气路，气路上设有密封钢珠。支撑座上设有导气孔。

类似于该专利公开的可控气弹簧，目前尚未有全自动装配其空心杆组件的设备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可控气弹簧的空心杆组件预装配设备，该技术方案可以全自动组装活塞杆并进行针对性的检测，有效地提高了生产效率和合格率。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

一种可控气弹簧的空心杆组件预装配设备，应用于自动组装活塞杆，活塞杆包括有空心杆、控制杆、第一垫片、挡圈、第一内密封圈、第二垫片；包括有活塞杆预装配设备和第一传输机；活塞杆预装配设备包括有环绕于第一传输机旁侧的空心杆上料机构、控制杆上料装配机构、第一垫片上料装配机构、挡圈上料装配机构、第一内密封圈上料装配机构、第二垫片上料装配机构、第一矫正检测机构；空心杆上料机构、控制杆上料装配机构、第一垫片上料装配机构、挡圈上料装配机构、第一内密封圈上料装配机构、第二垫片上料装配机构、第一矫正检测机构沿着活塞杆的装配顺序依次排列。

优选地，第一传输机包括有第一工作台、第一固定盘、第一活动环、第三旋转驱动器、第二活动环、第十直线驱动器；第三旋转驱动器和第十直线驱动器均固定安装在第一工作台的顶部，第三旋转驱动器和第十直线驱动器的工作部均竖直向上设置，第三旋转驱动器的输出轴竖直设置；第一活动环和第二活动环均同轴套设在第一固定盘的外侧，第一固定盘固定安装在第三旋转驱动器的非工作部，第一活动环固定安装在第三旋转驱动器的工作部，第二活动环固定安装在第十直线驱动器的工作部；第一活动环上固定安装有环绕第一活动环轴线均布的多个空心杆上夹具，空心杆上夹具具有用于夹紧空心杆的第一工作端，第一固定盘上固定安装有设置于第一传输机入料部位和出料部位的第一夹具开闭器，第一夹具开闭器具有用于驱动空心杆上夹具开启的第二工作端；工作状态下，第二活动环的顶面位于空心杆上夹具工作端的正下方。

优选地，第二活动环的顶面固定安装有与活塞杆的每个装配工位一一对应的凸块，凸块的直径大于空心杆的直径。

优选地，凸块上设置有自凸块的顶面竖直向下凹陷的滑槽，滑槽的宽度小于空心杆的直径。

优选地，第二活动环的底面固定安装有与每个凸块一一对应的空心杆下夹具，空心杆下夹具包括有手指气缸和用于夹紧空心杆的空心杆夹爪，手指气缸与第二活动环固定连接，空心杆夹爪与手指气缸的工作端固定连接，空心杆夹爪的工作部位于凸块的顶面两侧。

优选地，空心杆上料机构包括有第一链条传输机、空心杆举升机、第一工业机器人，空心杆举升机和第一工业机器人均固定安装在第一链条传输机出料侧的非工作部，第一工业机器人的工作端固定安装有用于抓取空心杆的第一机械手。

优选地，控制杆上料装配机构包括有控制杆上料台、控制杆分料器、控制杆输送器、第二工业机器人，控制杆上料台的出料端与控制杆分料器的入料端连通，控制杆分料器的出料端与控制杆输送器的出料端连通，控制杆输送器的出料端设置于第一传输机的旁侧，第二工业机器人的工作端安装有用于抓取控制杆的第二机械手。

优选地，控制杆上料台包括有出料端朝向控制杆分料器并且倾斜向下设置的储料槽，储料槽上安装有高度可调的转轴，转轴上安装有可旋转的轴承，轴承的外圆周面与储料槽的内壁最小距离在控制杆直径的1.1～1.9倍之间。

优选地，控制杆分料器包括有设置在控制杆上料台出料端的挡料板，挡料板上安装有可沿着挡料板的工作面滑动的升降板，升降板的顶面宽度在控制杆直径的0.6～1.4倍之间，挡料板的顶面与升降板侧面之间的夹角为锐角，升降板底端设置有驱动升降板沿着挡料板工作面滑动的第二直线驱动器，挡料板远离升降板的一面安装有末端倾斜向下并且朝向控制杆输送器入料端设置的导料板。

优选地，控制杆输送器包括有设置于导料板末端正下方的滑台，滑台的滑块上设置有用于定位控制杆的V型槽，滑台的旁侧设置有驱动其滑块朝向第二工业机器人方向移动的第三直线驱动器，滑台的滑块远离第二工业机器人的一端固定安装有工作端位于V型槽内部的第四直线驱动器。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

空心杆上料机构用于将空心杆置入第一传输机的入料端，第一传输机驱动空心杆移动至控制杆上料装配机构的工作区间，控制杆上料装配机构将控制杆插入至空心杆内部，第一传输机驱动空心杆、控制杆的组合件依次经过第一垫片上料装配机构、挡圈上料装配机构、第一内密封圈上料装配机构、第二垫片上料装配机构的工作区间，第一垫片上料装配机构、挡圈上料装配机构、第一内密封圈上料装配机构、第二垫片上料装配机构分别用于向空心杆内部的一端装配第一垫片、挡圈、第一内密封圈、第二垫片，将空心杆、控制杆的组合件组装成活塞杆，随后第一矫正检测机构对预装配完成的活塞杆进行检测。

本预装配设备可以全自动组装活塞杆并进行针对性的检测，有效地提高了生产效率和合格率。

附图说明

图1为空心杆组件装配状态下的剖视图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明的立体图；

图4为本发明的第一传输机立体图；

图5为图4的A处局部放大图；

图6为图4的B处局部放大图；

图7为本发明的空心杆上料机构立体图；

图8为图7的C处局部放大图；

图9为本发明的控制杆上料装配机构立体图；

图10为图9的D处局部放大图；

图11为本发明的控制杆上料装配机构的部分结构正视图；

图12为图11的D-D方向剖视图；

图13为图12的E处局部放大图；

图14为本发明的第一垫片上料装配机构立体图；

图15为图14的G处局部放大图；

图16为本发明的第三机械手与第二矫正检测机构侧视图；

图17为图16的H-H方向剖视图；

图18为本发明的第一内密封圈上料装配机构立体图；

图19为图18的I处局部放大图；

图20为本发明的第四机械手侧视图；

图21为图20的J-J方向剖视图；

图22为本发明的第一矫正检测机构立体图；

图23为本发明的第一矫正检测机构俯视图；

图24为图23的K-K方向剖视图；

图中标号为：

A-活塞杆；A1-空心杆；A2-控制杆；A3-第一垫片；A4-挡圈；A5-第一内密封圈；A6-第二垫片；

D-活塞杆预装配设备；

D1-空心杆上料机构；D1a-第一链条传输机；D1b-空心杆举升机；D1b1-第一直线驱动器；D1b2-举升杆；D1c-第一工业机器人；D1d-第一机械手；

D2-控制杆上料装配机构；D2a-控制杆上料台；D2a1-储料槽；D2a2-转轴；D2a3-轴承；D2b-控制杆分料器；D2b1-挡料板；D2b2-升降板；D2b3-第二直线驱动器；D2b4-导料板；D2c-控制杆输送器；D2c1-滑台；D2c2-第三直线驱动器；D2c3-第四直线驱动器；D2d-第二工业机器人；D2e-第二机械手；

D3-第一垫片上料装配机构；D3a-第一震动上料器；D3b-第一分料器；D3c-第三工业机器人；D3d-第三机械手；D3d1-第一固定块；D3d2-第一活动块；D3d3-第一滑柱；D3d4-第一弹簧；D3d5-套筒；D3d6-第一手指气缸；D3d7-塞爪；

D4-挡圈上料装配机构；

D5-第一内密封圈上料装配机构；D5a-第二震动上料器；D5b-第二分料器；D5c-第四工业机器人；D5d-第四机械手；D5d1-第五直线驱动器；D5d2-活动块；D5d3-塞针；D5d4-导向柱；D5d5-固定块；D5d6-塞筒；

D6-第二垫片上料装配机构；

D7-第一矫正检测机构；D7a-第一支架；D7b-第六直线驱动器；D7c-第一弹性连接机构；D7d-第一圆柱通止规；

D8-第二矫正检测机构；D8a-第七直线驱动器；D8b-第二弹性连接机构；D8c-第二圆柱通止规；

G-第一传输机；

G1-第一工作台；

G2-第一固定盘；

G3-第一活动环；

G4-第三旋转驱动器；

G5-第二活动环；G5a-凸块；G5b-滑槽；

G6-第十直线驱动器；

G7-空心杆上夹具；G7a-第一工作端；G7b-第一夹具固定块；G7c-第一夹具活动块；G7d-第一夹具滑动柱；G7e-第一夹具引导块；G7f-第二弹簧；

G8-第一夹具开闭器；G8a-第二工作端；G8b-第十一直线驱动器；G8c-第一推料块；

G9-空心杆下夹具；G9a-手指气缸；G9b-空心杆夹爪。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种可控气弹簧的空心杆组件预装配设备，应用于自动组装活塞杆A，活塞杆A包括有空心杆A1、控制杆A2、第一垫片A3、挡圈A4、第一内密封圈A5、第二垫片A6；如图1所示，首先将控制杆A2装配于空心杆A1的内部，然后将第一垫片A3、挡圈A4、第一内密封圈A5、第二垫片A6自内向外顺序装配在空心杆A1内部的一端，即可完成活塞杆A的预装配；如图2和3所示，包括有活塞杆预装配设备D和第一传输机G；活塞杆预装配设备D包括有环绕于第一传输机G旁侧的空心杆上料机构D1、控制杆上料装配机构D2、第一垫片上料装配机构D3、挡圈上料装配机构D4、第一内密封圈上料装配机构D5、第二垫片上料装配机构D6、第一矫正检测机构D7；空心杆上料机构D1、控制杆上料装配机构D2、第一垫片上料装配机构D3、挡圈上料装配机构D4、第一内密封圈上料装配机构D5、第二垫片上料装配机构D6、第一矫正检测机构D7沿着活塞杆A的装配顺序依次排列。

空心杆上料机构D1用于将空心杆A1置入第一传输机G的入料端，第一传输机G驱动空心杆A1移动至控制杆上料装配机构D2的工作区间，控制杆上料装配机构D2将控制杆A2插入至空心杆A1内部，第一传输机G驱动空心杆A1、控制杆A2的组合件依次经过第一垫片上料装配机构D3、挡圈上料装配机构D4、第一内密封圈上料装配机构D5、第二垫片上料装配机构D6的工作区间，第一垫片上料装配机构D3、挡圈上料装配机构D4、第一内密封圈上料装配机构D5、第二垫片上料装配机构D6分别用于向空心杆A1内部的一端装配第一垫片A3、挡圈A4、第一内密封圈A5、第二垫片A6，将空心杆A1、控制杆A2的组合件组装成活塞杆A，随后第一矫正检测机构D7对预装配完成的活塞杆A进行检测。

如图4至5所示，第一传输机G包括有第一工作台G1、第一固定盘G2、第一活动环G3、第三旋转驱动器G4、第二活动环G5、第十直线驱动器G6；第三旋转驱动器G4和第十直线驱动器G6均固定安装在第一工作台G1的顶部，第三旋转驱动器G4和第十直线驱动器G6的工作部均竖直向上设置，第三旋转驱动器G4的输出轴竖直设置；第一活动环G3和第二活动环G5均同轴套设在第一固定盘G2的外侧，第一固定盘G2固定安装在第三旋转驱动器G4的非工作部，第一活动环G3固定安装在第三旋转驱动器G4的工作部，第二活动环G5固定安装在第十直线驱动器G6的工作部；第一活动环G3上固定安装有环绕第一活动环G3轴线均布的多个空心杆上夹具G7，空心杆上夹具G7具有用于夹紧空心杆A1的第一工作端G7a，第一固定盘G2上固定安装有设置于第一传输机G入料部位和出料部位的第一夹具开闭器G8，第一夹具开闭器G8具有用于驱动空心杆上夹具G7开启的第二工作端G8a；工作状态下，第二活动环G5的顶面位于空心杆上夹具G7工作端的正下方。

第一活动环G3和第三旋转驱动器G4组合成常见的分度盘，第三旋转驱动器G4为安装有减速机的伺服电机，第十直线驱动器G6为多个通过链传动联动的手动滚珠丝杆滑台组合成的手动升降台；

空心杆上夹具G7包括有第一夹具固定块G7b、第一夹具活动块G7c、第一夹具滑动柱G7d、第一夹具引导块G7e、第二弹簧G7f，第一夹具固定块G7b与第一活动环G3固定连接，第一夹具活动块G7c、第一夹具滑动柱G7d、第一夹具引导块G7e通过螺栓顺序固定连接，第一夹具活动块G7c和第一夹具引导块G7e分别设置于第一夹具固定块G7b的两侧，第一夹具滑动柱G7d可滑动地安装在第一夹具固定块G7b的内部，第一夹具活动块G7c和第一夹具引导块G7e分别位于第一活动环G3的外侧和内侧，第二弹簧G7f套设在第一夹具滑动柱G7d上，第二弹簧G7f的两端分别抵接在第一夹具固定块G7b和第一夹具引导块G7e上，第一工作端G7a包括有分别设置于第一夹具固定块G7b和第一夹具活动块G7c上的两个半圆形缺口，工作状态下，所述两个半圆形缺口在第二弹簧G7f的回弹力作用下合并成圆孔并将空心杆A1夹持在中间；

第一夹具开闭器G8包括有第十一直线驱动器G8b和第一推料块G8c，第十一直线驱动器G8b为双轴双杆气缸，第十一直线驱动器G8b与第一固定盘G2固定连接，第一推料块G8c与第十一直线驱动器G8b的工作端固定连接，第一推料块G8c朝向第一夹具引导块G7e的一面即为第二工作端G8a，工作状态下，第十一直线驱动器G8b驱动第一推料块G8c朝向第一夹具引导块G7e的方向移动，第一夹具引导块G7e克服第二弹簧G7f的回弹力驱动第一夹具滑动柱G7d带动第一夹具活动块G7c朝向远离第一夹具固定块G7b的方向移动，第一夹具固定块G7b与第一夹具活动块G7c分离，第一工作端G7a分离成两个半圆形缺口，以供空心杆A1插入其中或者从其中抽出；

第一工作端G7a用于夹住空心杆A1的外圆柱面，第二活动环G5用于支撑空心杆A1的底面；工作人员通过第十直线驱动器G6调整第二活动环G5的高度即可调整空心杆上夹具G7工作端与第二活动环G5顶面的距离，从而使其适应不同长度的空心杆A1；

第三旋转驱动器G4驱动第一活动环G3带动空心杆上夹具G7一起旋转，使得第一传输机G能够夹持着多个空心杆A1环绕第三旋转驱动器G4的输出轴做圆周运动，从而起到传输空心杆A1的作用。

如图6所示，第二活动环G5的顶面固定安装有与活塞杆A的每个装配工位一一对应的凸块G5a，凸块G5a的直径大于空心杆A1的直径。

空心杆A1进行装配时，凸块G5a用于支撑空心杆A1的底面，空心杆A1进行移动时，空心杆A1不与第二活动环G5发生接触，从而使得空心杆A1被空心杆上夹具G7夹持着移动的时候，空心杆A1仅在每个工位附近与凸块G5a的顶面发生摩擦，从而减少空心杆A1与第二活动环G5之间的摩擦。

凸块G5a上设置有自凸块G5a的顶面竖直向下凹陷的滑槽G5b，滑槽G5b的宽度小于空心杆A1的直径。

滑槽G5b用于将空心杆A1与凸块G5a之间的面与面的摩擦转化为空心杆A1与滑槽G5b之间的线摩擦，从而进一步地减少空心杆A1与第二活动环G5之间的摩擦。

第二活动环G5的底面固定安装有与每个凸块G5a一一对应的空心杆下夹具G9，空心杆下夹具G9包括有手指气缸G9a和用于夹紧空心杆A1的空心杆夹爪G9b，手指气缸G9a与第二活动环G5固定连接，空心杆夹爪G9b与手指气缸G9a的工作端固定连接，空心杆夹爪G9b的工作部位于凸块G5a的顶面两侧。

由于空心杆A1与滑槽G5b之间的支撑不稳定，容易造成空心杆A1在装配工序中倾斜，所以在每个工序开始之前，空心杆A1位于滑槽G5b上时，手指气缸G9a驱动空心杆夹爪G9b从两侧将空心杆A1的底端夹持固定，使得空心杆A1能够保持竖直状态进行装配。

如图7和8所示，空心杆上料机构D1包括有第一链条传输机D1a、空心杆举升机D1b、第一工业机器人D1c，空心杆举升机D1b和第一工业机器人D1c均固定安装在第一链条传输机D1a出料侧的非工作部，第一工业机器人D1c的工作端固定安装有用于抓取空心杆A1的第一机械手D1d。

第一链条传输机D1a通过链条附件固定空心杆A1并通过链条将其朝向出料侧运输，空心杆举升机D1b包括有第一直线驱动器D1b1和固定安装在第一直线驱动器D1b1工作端的举升杆D1b2，第一工业机器人D1c包括有二自由度笛卡尔坐标机器人和安装在其工作端的旋转驱动机构，第一机械手D1d固定安装在旋转驱动机构的工作端，其具体结构在自动装配相关领域已司空见惯，此处不做累述；空心杆A1移动至举升杆D1b2的正上方时，第一链条传输机D1a停止工作，同时第一直线驱动器D1b1驱动举升杆D1b2将空心杆A1举起，笛卡尔坐标机器人驱动圆柱坐标机器人带动第一机械手D1d抓取水平输送的空心杆A1并将其旋转90度后竖直插入到第一工作端G7a内部。

如图9所示，控制杆上料装配机构D2包括有控制杆上料台D2a、控制杆分料器D2b、控制杆输送器D2c、第二工业机器人D2d，控制杆上料台D2a的出料端与控制杆分料器D2b的入料端连通，控制杆分料器D2b的出料端与控制杆输送器D2c的出料端连通，控制杆输送器D2c的出料端设置于第一传输机G的旁侧，第二工业机器人D2d的工作端安装有用于抓取控制杆A2的第二机械手D2e。

控制杆上料台D2a用于储存大量的控制杆A2并将其移动至控制杆分料器D2b的入料端，控制杆分料器D2b每次移动一根控制杆A2至控制杆输送器D2c的工作端，控制杆输送器D2c输送一根控制杆A2至第二工业机器人D2d的工作区间，第二工业机器人D2d将水平输送的控制杆A2抓起并将其竖直插入到空心杆A1内部。

如图11至13所示，控制杆上料台D2a包括有出料端朝向控制杆分料器D2b并且倾斜向下设置的储料槽D2a1，储料槽D2a1上安装有高度可调的转轴D2a2，转轴D2a2上安装有可旋转的轴承D2a3，轴承D2a3的外圆周面与储料槽D2a1的内壁最小距离在控制杆A2直径的1.1～1.9倍之间。

一次仅有一根控制杆A2能通过轴承D2a3与储料槽D2a1之间的间隙进入到控制杆分料器D2b的工作区间，从而使得自轴承D2a3为分界线，储料槽D2a1远离控制杆分料器D2b的一侧能够储存大量的控制杆A2，而储料槽D2a1靠近控制杆分料器D2b的一侧能够储存少量的控制杆A2，从而在不削弱储料槽D2a1储料能力的前提下，轴承D2a3能够有效地隔离待上料和待分料的控制杆A2，从而提高控制杆分料器D2b的工作效率；

储料槽D2a1的两侧设置有用于安装转轴D2a2的槽型孔，槽型孔相对于储料槽D2a1的底面倾斜设置，工作人员可以通过调节转轴D2a2在槽型孔中的位置从而调节转轴D2a2相对于储料槽D2a1底面的距离，从而调节轴承D2a3相对于储料槽D2a1底面的距离，进而调节轴承D2a3与控制杆分料器D2b之间的控制杆A2数量。

如图12和13所示，控制杆分料器D2b包括有设置在控制杆上料台D2a出料端的挡料板D2b1，挡料板D2b1上安装有可沿着挡料板D2b1的工作面滑动的升降板D2b2，升降板D2b2的顶面宽度在控制杆A2直径的0.6～1.4倍之间，挡料板D2b1的顶面与升降板D2b2侧面之间的夹角为锐角，升降板D2b2底端设置有驱动升降板D2b2沿着挡料板D2b1工作面滑动的第二直线驱动器D2b3，挡料板D2b1远离升降板D2b2的一面安装有末端倾斜向下并且朝向控制杆输送器D2c入料端设置的导料板D2b4。

工作时，控制杆A2通过控制杆上料台D2a移动至挡料板D2b1的工作面并堆积在升降板D2b2的正上方，第二直线驱动器D2b3驱动升降板D2b2升起并带动一根控制杆A2升至导料板D2b4的入料端，控制杆A2顺着导料板D2b4滑入到控制杆输送器D2c的入料端。

如图9、10、13所示，控制杆输送器D2c包括有设置于导料板D2b4末端正下方的滑台D2c1，滑台D2c1的滑块上设置有用于定位控制杆A2的V型槽，滑台D2c1的旁侧设置有驱动其滑块朝向第二工业机器人D2d方向移动的第三直线驱动器D2c2，滑台D2c1的滑块远离第二工业机器人D2d的一端固定安装有工作端位于V型槽内部的第四直线驱动器D2c3。

工作时，控制杆A2通过导料板D2b4滑入到V型槽中，第三直线驱动器D2c2驱动滑块带动控制杆A2朝向第二工业机器人D2d的方向移动，然后第四直线驱动器D2c3将控制杆A2的端部从V型槽中顶出，第二工业机器人D2d的结构与第一工业机器人D1c的结构相同，第二工业机器人D2d驱动第二机械手D2e抓取水平输送的控制杆A2并将其竖直插入到空心杆A1内部。

第一垫片上料装配机构D3、挡圈上料装配机构D4、第一内密封圈上料装配机构D5、第二垫片上料装配机构D6均包括有震动上料器、分料器、工业机器人、机械手，震动上料器的出料端与分料器的入料端连通，分料器的出料端位于工业机器人的工作区间，机械手固定安装在工业机器人的工作端。

如图14至17所示，第一垫片上料装配机构D3包括有第一震动上料器D3a、第一分料器D3b、第三工业机器人D3c、第三机械手D3d，第一震动上料器D3a的出料端与第一分料器D3b的入料端连通，第一分料器D3b的出料端位于第三工业机器人D3c的工作区间，第三机械手D3d固定安装在第三工业机器人D3c的工作端；第一震动上料器D3a源源不断的将第一垫片A3输送至第一分料器D3b内部，第一分料器D3b一次分离出一个第一垫片A3至第三工业机器人D3c的工作区间，第三工业机器人D3c驱动第三机械手D3d抓取第一垫片A3并将其安装至空心杆A1一端的内部；

第一震动上料器D3a包括有振动盘、导轨、震动电机，用于将物料源源不断的输送至第一分料器D3b；第一分料器D3b包括只能容纳一个物料的凹槽，和驱动具有该凹槽的滑块移动的滑台，从而将物料一个一个输送至第三工业机器人D3c的工作区间；第三工业机器人D3c常见的为二自由度XY轴机器人(笛卡尔坐标机器人)，用于移动第三机械手D3d；第一震动上料器D3a、第一分料器D3b、第三工业机器人D3c在自动装配相关领域已经司空见惯，其具体的结构与工作原理此处不做累述；第一垫片上料装配机构D3、挡圈上料装配机构D4、第二垫片上料装配机构D6结构相同。

如图18至19所示，第一内密封圈上料装配机构D5与第一垫片上料装配机构D3结构的不同之处在于机械手的结构不同，第一内密封圈上料装配机构D5包括有第二震动上料器D5a、第二分料器D5b、第四工业机器人D5c、第四机械手D5d，第二震动上料器D5a的出料端与第二分料器D5b的入料端连通，第二分料器D5b的出料端位于第四工业机器人D5c的工作区间，第四机械手D5d固定安装在第四工业机器人D5c的工作端，其具体的工作原理与第一垫片上料装配机构D3的工作原理类似，仅机械手的工作原理不同。

机械手为第三机械手D3d，第三机械手D3d包括有第一固定块D3d1、第一活动块D3d2、第一滑柱D3d3、第一弹簧D3d4、套筒D3d5、第一手指气缸D3d6、塞爪D3d7；第一固定块D3d1固定安装在工业机器人的工作端，第一滑柱D3d3可滑动地安装在第一固定块D3d1上，第一活动块D3d2固定安装在第一滑柱D3d3的底端，第一弹簧D3d4套设在第一滑柱D3d3上，第一弹簧D3d4的两端分别抵接在第一固定块D3d1和第一活动块D3d2上，套筒D3d5与第一活动块D3d2固定连接，第一手指气缸D3d6与第一固定块D3d1固定连接，塞爪D3d7固定安装在第一手指气缸D3d6的工作端，活塞杆预装配设备D7的工作端自上而下穿过套筒D3d5设置。

取料时，第三工业机器人D3c驱动第一固定块D3d1带动第一手指气缸D3d6朝向第一分料器D3b的方向移动，首先，第一活动块D3d2和套筒D3d5抵接在第一分料器D3b上停止移动，塞爪D3d7克服第一弹簧D3d4的回弹力继续向下移动，塞爪D3d7竖直向下插入到第一垫片A3的内圈，随后第一手指气缸D3d6驱动塞爪D3d7向两侧分开，从而将第一垫片A3牢牢地卡在塞爪D3d7上，第三工业机器人D3c复位后，套筒D3d5抵接在第一垫片A3的顶面无法向下移动；

装配时，第三工业机器人D3c驱动第一固定块D3d1带动第一手指气缸D3d6朝向空心杆A1的方向移动，第一活动块D3d2和套筒D3d5抵接在空心杆A1上停止移动，同时，塞爪D3d7携带第一垫片A3插入至空心杆A1内部，随后第一手指气缸D3d6驱动塞爪D3d7向中间合拢，第一活动块D3d2在第一弹簧D3d4的回弹力作用下推挤着第一垫片A3向下移动，此时第一垫片A3内圈已经失去塞爪D3d7的张紧力固定，第一垫片A3从塞爪D3d7上脱落进而向着空心杆A1内部坠落。

如图20至21所示，第四机械手D5d包括有第五直线驱动器D5d1、活动块D5d2、塞针D5d3、导向柱D5d4、固定块D5d5、塞筒D5d6，第五直线驱动器D5d1固定安装在工业机器人的工作端，第五直线驱动器D5d1竖直设置，活动块D5d2固定安装在第五直线驱动器D5d1的工作部，固定块D5d5固定安装在第五直线驱动器D5d1的非工作部，固定块D5d5位于活动块D5d2的正下方，活动块D5d2的底端固定安装有贯穿固定块D5d5的塞针D5d3，塞针D5d3的旁侧设置有与活动块D5d2固定连接并且贯穿固定块D5d5的导向柱D5d4，固定块D5d5的底部安装有套设在塞针D5d3外侧的塞筒D5d6，塞针D5d3的外圆周面与第一内密封圈A5过盈配合，塞筒D5d6的外圆周面与控制杆A2的内径间隙配合，导向柱D5d4与塞筒D5d6之间的间隙大于空心杆A1的壁厚。

取料时，第五直线驱动器D5d1驱动活动块D5d2竖直向下移动，活动块D5d2带动塞针D5d3和导向柱D5d4一起向下移动，塞针D5d3插入至第一内密封圈A5的内圈，第一内密封圈A5涨套在塞针D5d3上；

装配时，第四工业机器人D5c驱动第四机械手D5d移动至空心杆A1的正上方，第四工业机器人D5c驱动第四机械手D5d竖直向下移动，使得塞针D5d3和塞筒D5d6插入到空心杆A1内部，同时导向柱D5d4和塞筒D5d6夹住空心杆A1的筒壁，随后第五直线驱动器D5d1驱动活动块D5d2竖直向上移动，活动块D5d2带动塞针D5d3和导向柱D5d4一起向上移动，塞针D5d3缩入到塞筒D5d6内部，第一内密封圈A5被塞筒D5d6推挤着从塞针D5d3上脱离并停留在空心杆A1内部，随后第四工业机器人D5c驱动第四机械手D5d复位从而完成本装配工序。

如图14至17所示，矫正检测机构包括有第二矫正检测机构D8，第二矫正检测机构D8包括有第七直线驱动器D8a、第二弹性连接机构D8b、第二圆柱通止规D8c，第七直线驱动器D8a固定安装在工业机器人的工作端，第七直线驱动器D8a的工作端竖直向下设置，第二圆柱通止规D8c可竖直滑动的安装在第七直线驱动器D8a上，第二圆柱通止规D8c与第七直线驱动器D8a的工作端通过第二弹性连接机构D8b弹性连接，第二圆柱通止规D8c的外圆周面与空心杆A1的内壁间隙配合。

相应的，挡圈上料装配机构D4和第二垫片上料装配机构D6的工作端也安装有第二矫正检测机构D8；第七直线驱动器D8a为带有导向杆的气缸，第二弹性连接机构D8b为安装有弹簧的滑柱或者橡胶套等弹性件；工作时，首先由第三机械手D3d在空心杆A1中装入第一垫片A3，随后第三工业机器人D3c驱动第三机械手D3d复位，此时，第二圆柱通止规D8c正好位于装入了第一垫片A3的空心杆A1正上方，第七直线驱动器D8a通过第二弹性连接机构D8b驱动第二圆柱通止规D8c竖直向下移动，第二圆柱通止规D8c伸入到空心杆A1内部并与第一垫片A3发生接触，在将可能发生倾斜的第一垫片A3捣正后第二圆柱通止规D8c停止移动，第七直线驱动器D8a的工作端克服第二弹性连接机构D8b的回弹力继续下降到行程的终点后自行复位，通过测量第二圆柱通止规D8c的行程即可判断活塞杆A是否组装合格，若第二圆柱通止规D8c的行程小于阈值，则说明第一垫片A3出现了歪斜，若第二圆柱通止规D8c的行程大于阈值，则说明第一垫片A3出现了漏装；第二圆柱通止规D8c行程的测量可以通过与第二圆柱通止规D8c固定连接的位移传感器进行精确测量，或者通过设置在阈值附近的传感器对第二圆柱通止规D8c的接近进行粗略测量，再通过工业电脑对传感器信号的比较判断第一垫片A3是否装配合格，其具体的技术方案在自动装配领域已经司空见惯，此处不做累述。

如图22至24所示，矫正检测机构包括有第一矫正检测机构D7，第一矫正检测机构D7包括有第一支架D7a、第六直线驱动器D7b、第一弹性连接机构D7c、第一圆柱通止规D7d，第一支架D7a固定安装在第一固定盘G2上，第六直线驱动器D7b固定安装在第一支架D7a上，第六直线驱动器D7b的工作端竖直向下设置，第一圆柱通止规D7d可竖直滑动的安装在第一支架D7a上，第一圆柱通止规D7d与第六直线驱动器D7b的工作端通过第一弹性连接机构D7c弹性连接，第一圆柱通止规D7d的外圆周面与空心杆A1的内壁间隙配合。

第一矫正检测机构D7和第二矫正检测机构D8的工作原理完全相同，区别在于第二矫正检测机构D8固定安装在第一垫片上料装配机构D3、挡圈上料装配机构D4、第二垫片上料装配机构D6的工作端，而第一矫正检测机构D7固定安装在第一固定盘G2上，第一矫正检测机构D7的工作稳定，故障率低，而第二矫正检测机构D8则无需额外的工位，可以使设计更加紧凑。

本发明的工作原理：

空心杆上料机构D1用于将空心杆A1装入第一传输机G的工作部：第一链条传输机D1a通过链条附件固定空心杆A1并通过链条将其朝向出料侧运输，空心杆A1移动至举升杆D1b2的正上方时，第一链条传输机D1a停止工作，同时第一直线驱动器D1b1驱动举升杆D1b2将空心杆A1举起，笛卡尔坐标机器人驱动圆柱坐标机器人带动第一机械手D1d抓取水平输送的空心杆A1并将其竖直插入到第一工作端G7a内部；

第一传输机G用于传输空心杆A1依次经过控制杆上料装配机构D2、第一垫片上料装配机构D3、挡圈上料装配机构D4、第一内密封圈上料装配机构D5、第二垫片上料装配机构D6、第一矫正检测机构D7的工作区间：第一工作端G7a用于夹住空心杆A1的外圆柱面，第二活动环G5用于支撑空心杆A1的底面；工作人员通过第十直线驱动器G6调整第二活动环G5的高度即可调整空心杆上夹具G7工作端与第二活动环G5顶面的距离，从而使其适应不同长度的空心杆A1；第三旋转驱动器G4驱动第一活动环G3带动空心杆上夹具G7一起旋转，使得第一传输机G能够夹持着多个空心杆A1环绕第三旋转驱动器G4的输出轴做圆周运动，从而起到传输空心杆A1的作用；

控制杆上料装配机构D2用于将控制杆A2装配到空心杆A1的内部，第一垫片上料装配机构D3、挡圈上料装配机构D4、第一内密封圈上料装配机构D5、第二垫片上料装配机构D6分别用于向空心杆A1内部的一端装配第一垫片A3、挡圈A4、第一内密封圈A5、第二垫片A6，将空心杆A1、控制杆A2的组合件组装成活塞杆A，第一矫正检测机构D7用于检测第一垫片A3、挡圈A4、第一内密封圈A5、第二垫片A6是否装配合格。

Claims (10)

1.一种可控气弹簧的空心杆组件预装配设备，应用于自动组装活塞杆(A)，活塞杆(A)包括有空心杆(A1)、控制杆(A2)、第一垫片(A3)、挡圈(A4)、第一内密封圈(A5)、第二垫片(A6)；其特征在于，包括有：

活塞杆预装配设备(D)和第一传输机(G)；

活塞杆预装配设备(D)包括有环绕于第一传输机(G)旁侧的空心杆上料机构(D1)、控制杆上料装配机构(D2)、第一垫片上料装配机构(D3)、挡圈上料装配机构(D4)、第一内密封圈上料装配机构(D5)、第二垫片上料装配机构(D6)、第一矫正检测机构(D7)；

空心杆上料机构(D1)、控制杆上料装配机构(D2)、第一垫片上料装配机构(D3)、挡圈上料装配机构(D4)、第一内密封圈上料装配机构(D5)、第二垫片上料装配机构(D6)、第一矫正检测机构(D7)沿着活塞杆(A)的装配顺序依次排列。

2.根据权利要求1所述的一种可控气弹簧的空心杆组件预装配设备，其特征在于，第一传输机(G)包括有第一工作台(G1)、第一固定盘(G2)、第一活动环(G3)、第三旋转驱动器(G4)、第二活动环(G5)、第十直线驱动器(G6)；第三旋转驱动器(G4)和第十直线驱动器(G6)均固定安装在第一工作台(G1)的顶部，第三旋转驱动器(G4)和第十直线驱动器(G6)的工作部均竖直向上设置，第三旋转驱动器(G4)的输出轴竖直设置；第一活动环(G3)和第二活动环(G5)均同轴套设在第一固定盘(G2)的外侧，第一固定盘(G2)固定安装在第三旋转驱动器(G4)的非工作部，第一活动环(G3)固定安装在第三旋转驱动器(G4)的工作部，第二活动环(G5)固定安装在第十直线驱动器(G6)的工作部；第一活动环(G3)上固定安装有环绕第一活动环(G3)轴线均布的多个空心杆上夹具(G7)，空心杆上夹具(G7)具有用于夹紧空心杆(A1)的第一工作端(G7a)，第一固定盘(G2)上固定安装有设置于第一传输机(G)入料部位和出料部位的第一夹具开闭器(G8)，第一夹具开闭器(G8)具有用于驱动空心杆上夹具(G7)开启的第二工作端(G8a)；工作状态下，第二活动环(G5)的顶面位于空心杆上夹具(G7)工作端的正下方。

3.根据权利要求2所述的一种可控气弹簧的空心杆组件预装配设备，其特征在于，第二活动环(G5)的顶面固定安装有与活塞杆(A)的每个装配工位一一对应的凸块(G5a)，凸块(G5a)的直径大于空心杆(A1)的直径。

4.根据权利要求3所述的一种可控气弹簧的空心杆组件预装配设备，其特征在于，凸块(G5a)上设置有自凸块(G5a)的顶面竖直向下凹陷的滑槽(G5b)，滑槽(G5b)的宽度小于空心杆(A1)的直径。

5.根据权利要求4所述的一种可控气弹簧的空心杆组件预装配设备，其特征在于，第二活动环(G5)的底面固定安装有与每个凸块(G5a)一一对应的空心杆下夹具(G9)，空心杆下夹具(G9)包括有手指气缸(G9a)和用于夹紧空心杆(A1)的空心杆夹爪(G9b)，手指气缸(G9a)与第二活动环(G5)固定连接，空心杆夹爪(G9b)与手指气缸(G9a)的工作端固定连接，空心杆夹爪(G9b)的工作部位于凸块(G5a)的顶面两侧。

6.根据权利要求1所述的一种可控气弹簧的空心杆组件预装配设备，其特征在于，空心杆上料机构(D1)包括有第一链条传输机(D1a)、空心杆举升机(D1b)、第一工业机器人(D1c)，空心杆举升机(D1b)和第一工业机器人(D1c)均固定安装在第一链条传输机(D1a)出料侧的非工作部，第一工业机器人(D1c)的工作端固定安装有用于抓取空心杆(A1)的第一机械手(D1d)。

7.根据权利要求1所述的一种可控气弹簧的空心杆组件预装配设备，其特征在于，控制杆上料装配机构(D2)包括有控制杆上料台(D2a)、控制杆分料器(D2b)、控制杆输送器(D2c)、第二工业机器人(D2d)，控制杆上料台(D2a)的出料端与控制杆分料器(D2b)的入料端连通，控制杆分料器(D2b)的出料端与控制杆输送器(D2c)的出料端连通，控制杆输送器(D2c)的出料端设置于第一传输机(G)的旁侧，第二工业机器人(D2d)的工作端安装有用于抓取控制杆(A2)的第二机械手(D2e)。

8.根据权利要求7所述的一种可控气弹簧的空心杆组件预装配设备，其特征在于，控制杆上料台(D2a)包括有出料端朝向控制杆分料器(D2b)并且倾斜向下设置的储料槽(D2a1)，储料槽(D2a1)上安装有高度可调的转轴(D2a2)，转轴(D2a2)上安装有可旋转的轴承(D2a3)，轴承(D2a3)的外圆周面与储料槽(D2a1)的内壁最小距离在控制杆(A2)直径的1.1～1.9倍之间。

9.根据权利要求7所述的一种可控气弹簧的空心杆组件预装配设备，其特征在于，控制杆分料器(D2b)包括有设置在控制杆上料台(D2a)出料端的挡料板(D2b1)，挡料板(D2b1)上安装有可沿着挡料板(D2b1)的工作面滑动的升降板(D2b2)，升降板(D2b2)的顶面宽度在控制杆(A2)直径的0.6～1.4倍之间，挡料板(D2b1)的顶面与升降板(D2b2)侧面之间的夹角为锐角，升降板(D2b2)底端设置有驱动升降板(D2b2)沿着挡料板(D2b1)工作面滑动的第二直线驱动器(D2b3)，挡料板(D2b1)远离升降板(D2b2)的一面安装有末端倾斜向下并且朝向控制杆输送器(D2c)入料端设置的导料板(D2b4)。

10.根据权利要求7所述的一种可控气弹簧的空心杆组件预装配设备，其特征在于，控制杆输送器(D2c)包括有设置于导料板(D2b4)末端正下方的滑台(D2c1)，滑台(D2c1)的滑块上设置有用于定位控制杆(A2)的V型槽，滑台(D2c1)的旁侧设置有驱动其滑块朝向第二工业机器人(D2d)方向移动的第三直线驱动器(D2c2)，滑台(D2c1)的滑块远离第二工业机器人(D2d)的一端固定安装有工作端位于V型槽内部的第四直线驱动器(D2c3)。

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