CN111872674B - 气弹簧自动装配机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气弹簧自动装配机，属于气弹簧自动组装技术领域，包括支撑平台、旋转盘、活塞杆压装机构、活塞杆上料机构、密封圈上料机构，活塞杆压装机构包括组装台架、多自由度机械手、活塞杆抓取机械手组件和导向套振动上料组件；活塞杆抓取机械手组件将活塞杆抓取到组装台架上，导向套振动上料组件将导向套上料到上料位置，多自由度机械手将导向套放置到组装台架上，压装气缸将导向套压入活塞杆；活塞杆上料机构将组装导向套后的活塞杆竖直放入旋转盘上；密封圈上料机构抓取密封圈，并将密封圈压装在组装导向套后的活塞杆上。本发明提供的气弹簧自动装配机，安装过程无需人工操作，能够提高装配效率，提高装配质量的稳定性。

Description

气弹簧自动装配机

技术领域

本发明属于气弹簧生产技术领域，更具体地说，是涉及一种气弹簧自动装配机。

背景技术

根据特点和不同的应用领域，气弹簧又被称为支撑杆、空气支撑、角度调制器、压力杆、阻尼器等。其中支撑杆弹簧被广泛应用，汽车后备箱的支撑，书架门上的支撑，以及一些机械产品都用到此元件。因为气弹簧的体积小，压力稳定，行程可选择，适合用到各个方面。其内部充入惰性气体不易发生化学反应，导致气弹簧弹力稳定。其密封性良好，损坏后维修更换也方便。

气弹簧是新兴弹性元件，具有占用空间小、初始压力大、工作过程中弹压力基本稳定，在汽车、电子、夹具、模具等行业中的应用越来越广泛。气弹簧工作原理简单，主要是气缸密封，由于活塞两面的面积不一样，导致两侧的压力不一样，因此气弹簧可以进行伸缩。气弹簧结构简单，装配并不困难，但是人工装配会导致效率极低，导致市场供不应求。并且长时间人工装配，可能人为因素导致装配失误，或者造成密封元件损坏导致密封性差，满足不了气弹簧的标准等。并且长时间的人工作业会导致员工疲倦，重复一件事情会感到烦躁等情绪，这也会导致装配效率低下。因此，人工装配生产线的自动化程度比较低，手工装配不精确导致安装精度和装配精度同样低。

气弹簧主要由缸管、活塞杆、活塞、油封、导向套、隔离阀、后堵、气堵等组成。其中活塞和隔离阀上有O型密封圈，与油封组成密封性组件；油封和导向套与活塞杆装配成为活塞杆组件。

目前我国气弹簧的装配很多都采用手工装配，机器装配的不多，而且还有着很大的问题，主要问题如下：（1）装配效率很低，以某城市一家生产氮气弹簧的厂家作为举例，这家企业拥有 100名员工，但是每年生产的氮气弹簧仅仅只有 10 万多个，根本不能满足日益增长的氮气弹簧的市场需求，每年还有极大空缺；（2）装配质量不稳定，密封件安装质量不佳，会受到很大的磨损，在很大程度上影响了氮气弹簧的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气弹簧自动装配机，旨在解决气弹簧装配效率低、装配质量不稳定的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种气弹簧自动装配机，包括：支撑平台、旋转盘、活塞杆压装机构、活塞杆上料机构、密封圈上料机构，旋转盘转动安装在所述支撑平台上，所述旋转盘上设有多个用于夹紧活塞杆的夹紧组件；活塞杆压装机构安装在所述支撑平台上，包括组装台架、多自由度机械手、活塞杆抓取机械手组件和导向套振动上料组件；所述活塞杆抓取机械手组件将活塞杆抓取到组装台架上，所述导向套振动上料组件将导向套振动上料到上料位置，所述多自由度机械手将导向套放置到组装台架上，在组装台架上，通过压装气缸，将导向套压入活塞杆；活塞杆上料机构安装在所述支撑平台上，用于将组装导向套后的活塞杆竖直放入所述旋转盘上的夹紧组件上；密封圈上料机构，安装在所述支撑平台上，用于抓取密封圈，并将密封圈压装在经所述旋转盘旋转到密封圈上料工位的、组装导向套后的活塞杆上。

作为本申请另一实施例，所述夹紧组件包括活塞杆夹紧块和微型气缸，所述夹紧块上设有用于插装活塞杆的竖向孔，竖向孔的侧面设有夹紧孔，所述微型气缸的缸杆通过所述夹紧孔将活塞杆夹紧。

作为本申请另一实施例，所述密封圈上料机构包括：密封圈上料组件和密封圈抓取组件，所述密封圈上料组件包括支撑架、密封圈推动气缸、密封圈推杆、推杆滑轨和密封圈上料筒，所述密封圈推动气缸安装于所述支撑架上，所述推杆滑轨安装在所述支撑架上，所述密封圈推杆与所述密封圈推动气缸的缸杆连接，所述密封圈推杆在所述密封圈推动气缸的作用下沿所述推杆滑轨往复滑动，所述密封圈上料筒安装在所述支撑架上，且所述密封圈上料筒的底部设有用于密封圈被所述密封圈推杆推出的缺口，所述密封圈被所述密封圈推杆推动到上料位置；密封圈抓取组件设置在所述密封圈上料组件的侧面，用于抓取被推送到所述上料位置的密封圈，并将密封圈压装在活塞杆上。

作为本申请另一实施例，所述支撑架上设有上料底座，所述上料底座上设有所述推杆滑轨，沿所述推杆滑轨延伸的方向设有用于密封圈被所述密封圈推杆推移运动的导向槽。

作为本申请另一实施例，所述密封圈推杆包括与所述密封圈推动气缸的缸杆连接的固定板和与所述固定板连接的推板，所述推板的端部设有用于推动并限位所述密封圈的弧形板，所述推板和所述弧形板沿所述密封圈上料筒底部的缺口伸出，将密封圈推出。

作为本申请另一实施例，所述支撑架的一端设有密封圈放置台，所述密封圈放置台上设有与所述导向槽衔接的引导槽和便于密封圈抓取组件抓取密封圈的让位槽，所述让位槽所在的位置为所述上料位置。

作为本申请另一实施例，所述密封圈抓取组件包括抓取支架、安装在所述抓取支架上的密封圈水平移动气缸、与所述密封圈水平移动气缸连接的密封圈竖直移动气缸、与所述密封圈竖直移动气缸的竖直移动滑块连接的密封圈气动手指和安装于所述竖直移动滑块上的下压气缸，所述密封圈气动手指包括四个用于从所述密封圈内部撑开抓取密封圈的卡爪；所述下压气缸连接多个与所述竖直移动滑块滑动配合的导向杆，所述导向杆的下端连接有用于在所述下压气缸的作用下压装密封圈的压板，所述压板上设有用于所述密封圈气动手指的卡爪上下移动的导向孔。

作为本申请另一实施例，所述组装台架包括压装台以及安装在所述压装台上的压装气缸、角座、活塞杆定位块和导向套定位块，所述角座和所述压装气缸分设在所述压装台的两端，所述活塞杆定位块和所述导向套定位块位于所述角座和所述压装气缸之间。

作为本申请另一实施例，所述活塞杆定位块和所述导向套定位块上分别设有定位槽。

作为本申请另一实施例，所述活塞杆抓取机械手组件包括活塞杆水平移动气缸、与所述活塞杆水平移动气缸连接的第一旋转气缸、与所述第一旋转气缸连接的活塞杆竖向移动气缸、与所述活塞杆竖向移动气缸连接的第二旋转气缸和与所述第二旋转气缸连接的活塞杆手指气缸。

本发明提供的气弹簧自动装配机的有益效果在于：与现有技术相比，本发明气弹簧自动装配机，活塞杆抓取机械手组件将活塞杆抓取到组装台架上，导向套振动上料组件将导向套振动上料到上料位置，多自由度机械手将导向套放置到组装台架上，在组装台架上，通过压装气缸，将导向套压入活塞杆；活塞杆上料机构将组装导向套后的活塞杆竖直放入旋转盘上的夹紧组件上；密封圈上料机构抓取密封圈，并将密封圈压装在经旋转盘旋转到密封圈上料工位的、组装导向套后的活塞杆上，安装密封圈和导向套的活塞杆随旋转盘转动到下一工位，再利用活塞杆上料机构抓取，进行缸体与活塞杆的组装。

本发明安装过程无需人工操作，能够提高装配效率，减少人为操作的误操作和人为误差，提高装配质量的稳定性。其自动化装配极大得到提高了装配效率，减少劳动力，并且装配过程中更加精确，极大的保证了产品的质量和精度。

自动化装配还减少了废水、油污和废气的排放，从根本上减少了机械对环境的污染，同时自动化装配比一般的机械生产更安全，自动化装配减少了工人的数量，车间内不在人口密集，不容易发生意外事件；也减轻了工人的劳动量，因为自动化装配只需人工上料即可，不必太麻烦的手工操作，也减少了事故的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的气弹簧自动装配机的立体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的气弹簧自动装配机的平面结构示意图；

图3为本发明实施例提供的气弹簧自动装配机的夹紧组件的结构示意图；

图4为沿图3中B-B线所示的剖视结构示意图；

图5为本发明实施例提供的密封圈上料机构的立体结构示意图；

图6为本发明实施例提供的密封圈上料机构的去掉部分部件后的立体结构示意图；

图7为本发明实施例提供的密封圈推杆的立体结构示意图；

图8为本发明实施例提供的放置台的立体结构示意图；

图9为本发明实施例所采用的上料底座的立体结构示意图；

图10为本发明实施例所采用的密封圈上料筒的立体结构示意图；

图11为本发明实施例所采用的密封圈抓取组件的立体结构示意图；

图12为本发明实施例所采用的密封圈抓取组件的主视结构示意图；

图13为沿图12 中A-A线的剖视结构示意图；

图14为图12 提供的压板的立体结构示意图一；

图15为图12 提供的压板的立体结构示意图二；

图16为图12 提供的密封圈气动手指的立体结构示意图；

图17为本发明实施例提供的活塞杆压装机构的立体结构示意图一；

图18为本发明实施例提供的活塞杆压装机构的立体结构示意图二；

图19为本发明实施例提供的活塞杆压装机构的立体结构示意图三。

图中：1、上料底座；101、导向槽；2、支撑架；3、密封圈推动气缸；4、密封圈推杆；401、固定板；402、推板；403、弧形板；5、密封圈上料筒；6、密封圈竖直移动气缸；7、下压气缸；8、密封圈水平移动气缸；9、竖直移动滑块；10、抓取支架；11、导向杆；12、密封圈气动手指；13、压板；14、密封圈放置台；141、让位槽；142、引导槽；15、上料支架；151、支撑板；152、固定环；16、推杆滑块；17、推杆滑轨；18、导向筒；19、底板；20、压装气缸；21、压装台；22、直振器；23、振动盘；24、上料导轨；25、导向套定位块；26、多自由度机械手；27、角座；28、活塞杆定位块；29、活塞杆手指气缸；30、第二旋转气缸；31、活塞杆竖向移动气缸；32、活塞杆；33、导向套；34、活塞杆水平移动气缸；35、第一旋转气缸；36、支撑平台；37、活塞杆夹紧块；38、微型气缸；39、旋转盘；40、竖直上料气缸；41、上料手指气缸；42、水平上料气缸；43、活塞杆夹具。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。

请一并参阅图1至图4，现对本发明提供的气弹簧自动装配机进行说明。所述气弹簧自动装配机，包括支撑平台36、旋转盘39、活塞杆压装机构、活塞杆上料机构、密封圈上料机构，旋转盘39转动安装在支撑平台36上，旋转盘39上设有多个用于夹紧活塞杆的夹紧组件；活塞杆压装机构安装在支撑平台36上，包括组装台架、多自由度机械手、活塞杆抓取机械手组件和导向套振动上料组件；活塞杆抓取机械手组件将活塞杆抓取到组装台架上，导向套振动上料组件将导向套振动上料到上料位置，多自由度机械手将导向套放置到组装台架上，在组装台架上，通过压装气缸，将导向套压入活塞杆；活塞杆上料机构安装在所述支撑平台36上，用于将组装导向套后的活塞杆竖直放入所述旋转盘39上的夹紧组件上；密封圈上料机构安装在所述支撑平台36上，用于抓取密封圈，并将密封圈压装在经旋转盘39旋转到密封圈上料工位的、组装导向套后的活塞杆上。

本发明提供的气弹簧自动装配机，与现有技术相比，活塞杆抓取机械手组件将活塞杆抓取到组装台架上，导向套振动上料组件将导向套振动上料到上料位置，多自由度机械手将导向套放置到组装台架上，在组装台架上，通过压装气缸，将导向套压入活塞杆；活塞杆上料机构将组装导向套后的活塞杆竖直放入旋转盘39上的夹紧组件上；密封圈上料机构抓取密封圈，并将密封圈压装在经旋转盘39旋转到密封圈上料工位的、组装导向套后的活塞杆上，安装密封圈和导向套的活塞杆随旋转盘39转动到下一工位，再利用活塞杆上料机构抓取，进行缸体与活塞杆的组装。

本发明安装过程无需人工操作，能够提高装配效率，减少人为操作的误操作和人为误差，提高装配质量的稳定性。其自动化装配极大得到提高了装配效率，减少劳动力，并且装配过程中更加精确，极大的保证了产品的质量和精度。

自动化装配还减少了废水、油污和废气的排放，从根本上减少了机械对环境的污染，同时自动化装配比一般的机械生产更安全，自动化装配减少了工人的数量，车间内不在人口密集，不容易发生意外事件；也减轻了工人的劳动量，因为自动化装配只需人工上料即可，不必太麻烦的手工操作，也减少了事故的发生。

气弹簧是压缩气弹簧，本发明组装的气弹簧由这几部分组成：缸体、活塞杆组、连接头、后堵。其中包含诸多小零件，活塞与隔离阀上都有 O 型密封圈。缸体长 36mm，直径24mm。总体气弹簧行程是 180mm，伸长长度为 580mm，最小伸展力为 200 N。该产品系列是Y/Q10/26。

作为本发明提供的气弹簧自动装配机的一种具体实施方式，请参阅图1至图4，所述夹紧组件包括活塞杆夹紧块37和微型气缸38，活塞杆夹紧块上设有用于插装活塞杆的竖向孔，竖向孔的侧面设有夹紧孔，微型气缸38的缸杆通过所述夹紧孔将活塞杆夹紧。

本实施例中，活塞杆上料机构为两套，包括水平上料气缸42、竖直上料气缸40和上料手指气缸41，多自由度机械手将活塞杆插入活塞杆夹具43上的定位孔上，水平上料气缸42带动竖直上料气缸40移动到活塞杆夹具43工位，上料手指气缸41将活塞杆抓取，然后，水平上料气缸42移动到旋转盘上的活塞杆夹紧块上的竖向孔内，利用微型气缸夹紧，然后活塞杆随旋转盘旋转到密封圈上料工位。

请一并参阅图5至图16，现对本发明提供的密封圈上料机构进行说明。所述O型密封圈上料机构，包括密封圈上料组件和密封圈抓取组件，密封圈上料组件包括支撑架2、密封圈推动气缸3、密封圈推杆4、推杆滑轨17和密封圈上料筒5，密封圈推动气缸3安装于支撑架2上，推杆滑轨17安装在支撑架2上，密封圈推杆4与密封圈推动气缸3的缸杆连接，密封圈推杆4在密封圈推动气缸3的作用下沿推杆滑轨17往复滑动，密封圈上料筒5安装在支撑架2上，且密封圈上料筒5的底部设有用于密封圈被密封圈推杆4推出的缺口，密封圈被密封圈推杆4推动到上料位置；密封圈抓取组件设置在密封圈上料组件的侧面，用于抓取被推送到上料位置的密封圈，并将密封圈压装在活塞杆上。

其中，密封圈推杆4向前移动，即可将密封圈上料筒5内最底部的密封圈推出，在密封圈推杆4向前将密封圈推出后，密封圈上料筒5内的密封圈被密封圈推杆4挡住，不能落下，当密封圈推杆4向后移动至移出密封圈上料筒5时，密封圈落下，密封圈推杆4重复向前移动，即可将下一个密封圈推出，形成不间断的往复推出密封圈的运动，满足自动上料的需求。

密封圈上料筒5为长 300mm，内径 24.5mm 的空心圆柱，底部的缺口是为了推杆更好地将 O 型密封圈推出。密封圈厚 2mm，因此，该密封圈上料筒5可以装下 300个密封圈。并且该上料筒可以调换更长的结构，能放更多的密封圈，为了提高密封圈排列的整齐，在密封圈上料时，可以选择一根长细轴将密封圈套在轴上进行上料，轴的上端设有支撑在密封圈上料筒5上的挡片，下端不能突出缺口的上沿，以保证最底部的密封圈不在轴上，便于推出。

作为本发明提供的密封圈上料机构的一种具体实施方式，请参阅图5至图10，支撑架2上设有上料底座1，上料底座1上设有推杆滑轨17，沿推杆滑轨17延伸的方向设有用于密封圈被密封圈推杆4推移运动的导向槽101。

本实施例中，上料底座1长 800mm，宽 160mm，厚 15mm，中间部分开槽是为了安装推杆滑轨17，防止推杆滑块16与其摩擦，顶部的导向槽101，其宽度与密封圈一致，是为了更好地引导密封圈到放置台上。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图9，导向槽101的宽度与密封圈的外径适配。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，参阅图6至图10，密封圈推杆4包括与密封圈推动气缸3的缸杆连接的固定板401和与所述固定板401连接的推板402，推板402的端部设有用于推动并限位密封圈的弧形板403，推板402和弧形板403沿密封圈上料筒5底部的缺口伸出，将密封圈推出。

密封圈推杆4是将 O 型密封圈推至上料位置的机构，弧形板403的高度为 2mm，正好是一个密封圈的厚度，这样会使它更好的接触密封圈，防止其偏移，后边与气缸通过螺栓连接。在密封圈推动气缸3的推动下，密封圈推杆4与密封圈推动气缸3联动将密封圈推出。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图6，密封圈推杆4的底部设有推杆滑块16，推杆滑块16与推杆滑轨17滑动配合。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图5至图8，支撑架2的一端设有密封圈放置台14，密封圈放置台14上设有与导向槽101衔接的引导槽142和便于密封圈抓取组件抓取密封圈的让位槽141，让位槽141所在的位置为上料位置。设置让位槽141是便于密封圈气动手指12的卡爪有向下伸的空间，将密封圈抓住，引导槽142与导向槽101衔接，使密封圈推杆4直接将密封圈推送到让位槽141上。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图5至图6，上料底座1上设有用于支撑所述密封圈上料筒5的上料支架15，上料支架15包括两个支撑板151和一个套装在密封圈外面的固定环152，支撑板151的上端与固定环152固定连接，支撑板151的下端与上料底座1固定连接。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图5、图11至图16，密封圈抓取组件包括抓取支架10、安装在所述抓取支架10上的密封圈水平移动气缸、与所述密封圈水平移动气缸连接的密封圈竖直移动气缸6、与所述密封圈竖直移动气缸6的竖直移动滑块9连接的密封圈气动手指12和安装于所述竖直移动滑块9上的下压气缸7，所述密封圈气动手指12包括四个用于从所述密封圈内部撑开抓取密封圈的卡爪；所述下压气缸7连接多个与所述竖直移动滑块9滑动配合的导向杆11，所述导向杆11的下端连接有用于在所述下压气缸7的作用下压装密封圈的压板13，所述压板13上设有用于所述密封圈气动手指12的卡爪上下移动的导向孔。

参见图11，抓取支架10为L 型结构，是为了更方便的接近工作台，防止碰撞，节约材料，采用 45 号钢，结构稳定。

O 型密封圈抓取组件为压入式机械爪，由于密封圈内径要比活塞的外径小，所以密封圈气动手指12撑开 O 型密封圈抓取时无法将其套在活塞上，因此用压入式，一撑一压将密封圈套在活塞上。该组件上方的下压气缸7在工作时，会将底部的压板13向下推动使 O型密封圈套在活塞上。

该机构工作时，旋转工作台将活塞杆旋转至密封圈抓取组件下方，旋转工作台上设有放置活塞杆的夹具，夹具上设有定位孔，活塞杆的一端插入定位孔内，密封圈水平移动气缸8带动抓取有密封圈的密封圈气动手指12移动到活塞杆的正上方，密封圈竖直移动气缸6,向下移动，将密封圈对准活塞杆，下压气缸7推动压板13下移，将撑开在密封圈气动手指12上的密封圈压入活塞杆，实现密封圈与活塞杆的自动组装。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图11至图15，所述压板13的下端设有用于与所述密封圈接触压紧的凸台。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图11至图13，竖直移动滑块9上设有导引孔，导引孔内设有与所述导向杆11滑动配合的导向筒18。

本发明工作原理如下：将 O 型密封圈装到一个直径 27mm 的密封圈上料筒5内，该密封圈上料筒5长 300mm，O 型密封圈厚 2mm ，则可以装下 150 个 O 型密封圈。密封圈上料筒5下方有高2.5mm 的缺口，后有一个推杆靠气缸移动，可以将 O 型密封圈推至指定位置上，再由撑开式机械手（密封圈气动手指12）抓取移至旋转工作台进行装配。装配过程中，由于密封圈气动手指12撑开将 O 型密封圈套在卡爪上，装配时由密封圈竖直移动气缸6控制其上下运动，到达一定位置，下压气缸7驱动压板13向下移动，下压气缸7上的外圈手爪向下运动将O 型密封圈套在活塞上。

该密封圈上料机构中，密封圈水平移动气缸8为无杆气缸，因为无杆气缸的进度较高，更能准确的使密封圈气动手指12撑开抓住密封圈，在密封圈气动手指12到达放置台上方时，由密封圈竖直移动气缸6将其向下推，然后密封圈气动手指12张开抓住密封圈，由密封圈水平移动气缸8送到装配工位上，装配时，密封圈会被下压气缸7向下推动，将密封圈压在活塞上，重复此过程。

请一并参阅图17至图19，现对本发明提供的导向套与活塞杆的压装机构进行说明。所述导向套与活塞杆的压装机构，包括底板19、组装台架、导向套振动上料组件、多自由度机械手26和活塞杆抓取机械手组件，组装台架安装在所述底板19上，为活塞杆32和导向套组装提供支撑；组装台架包括压装台21以及安装在压装台21上的压装气缸20、角座27、活塞杆定位块28和导向套定位块25，角座27和压装气缸20分设在压装台21的两端，活塞杆定位块28和导向套定位块25位于角座27和压装气缸20之间；导向套振动上料组件，安装于底板19上，通过振动输送导向套33；多自由度机械手26用于将导向套33放置到所述导向套定位块25上，并将组装后的活塞杆组抓取到下一工位；活塞杆抓取机械手组件，用于抓取活塞杆32，并将活塞杆32放置到活塞杆定位块28上。

作为本发明提供的活塞杆压装机构的一种具体实施方式，请参阅图17至图19，角座27上设有用于顶紧活塞杆32的定位筒。当活塞杆32放置到活塞杆定位块28时，活塞杆32的一端插入定位筒内，可以避免在压装过程中活塞杆32偏斜，对活塞杆32起到定位的作用。

作为本发明提供的活塞杆压装机构的一种具体实施方式，请参阅图17至图19，活塞杆定位块28和导向套定位块25上分别设有定位槽。定位槽为V形或弧形，其中导向套33的外径大，因此，导向套定位块25上的定位槽形状尺寸大于活塞杆定位块28上的定位槽，具体是定位槽与对应的部件适配。

活塞杆压装的主要工序为活塞杆如何定位和怎样将导向套压装两部分。活塞杆的定位主要依靠活塞杆定位块28来定位，抓取机械手将打包过来的活塞杆取出，放到活塞杆定位块28上，然后机械手自动收回，同时螺旋振动盘23将导向套输送，用多自由度机械手26将导向套抓取放到导向套定位块25上，然后压装气缸20伸出，推动导向套与活塞杆进行压装，压装完成后压装气缸20回收，由多自由度机械手26抓取活塞杆组的装配件放到下一工位，完成活塞杆压装一次循环。

由于活塞杆与导向套之间的压装产生的阻力主要是，导向套受压缩与活塞杆之间存在负载，导致活塞杆被压装移动时有摩擦力产生。由于活塞杆压装前表面会涂有润滑油进行润滑，导向套组件内径也涂有润滑油，所以活塞杆被压装时摩擦系数会较小，再加上导向套也涂有润滑油，摩擦系数也比较小，所以最终确定它们两者之间的最大摩擦力系数为0.1。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图17至图19，所述压装气缸20的缸杆的端部设有用于活塞杆穿入的盲孔。当压装气缸20推动导向套向活塞杆移动时，压装气缸20的缸杆需要避让活塞杆的端部，因此设置盲孔，使活塞杆的端部插入。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，参阅图17至图19，所述导向套振动上料组件包括振动盘23、直振器22、以及连接在振动盘23和直振器22之间的上料导轨24。振动上料组件采用压电振动上料系统，利用压电陶瓷换能器作为激振源，由外部驱动电路提供给换能器驱动信号，使得换能器产生共振以激励压电振动盘23运动，将盘中的物料有序的运送到出料口。

压电振动上料系统作为工业自动化不可或缺的一部分，主要由压电振动机械装置和外部驱动电路组成。振动机械部分实质上是在压电换能器的基础上衍变过来的，而外部驱动电路是提供给机械部分，一个驱动信号进而去激励整个装置，使其产生特定频率的振动来分选料盘中的物料。整体系统大致由三部分组成，振荡电路—功率放大电路—压电换能器—给料盘，压电换能器和给料盘也即振动盘23。振荡电路用来产生与压电换能器谐振频率相同或相差不大的正弦波振荡信号，功率放大器放大振荡信号，提高振荡电路的驱动能力，最后将放大了的振荡信号提供给压电换能器，使得压电换能器产生振动以驱动给料盘运动，达到运送物料的目的。

压电振动盘23的工作原理是:在压电陶瓷片的表面施加交变信号后就会产生高频微幅振动,通过特殊的结构装置将这个高频振动以能量的形式传递给料盘，驱动料盘也进行振动，但这个振动可能是高频振动，也可能是低频振动，取决于进行能量转换的特殊结构装置，最终实现物料的输送。

根据振动盘23的不同，压电振动装置可以分为直线式压电振动上料器和螺旋式压电振动上料器。直线式是将物料沿着直线料盘振动到出料口，螺旋式压电振动给料器是将物料沿着螺旋轨道振动上升到出料口。而螺旋压电振动送料装置由两组压电片构成的驱动源倾斜安装在底座上，每组驱动源由一对压电片夹一个钢片组成，通过弹簧片连接到料盘，驱使钢片带动弹簀片进行不断往复的弯曲扭转振动，这样就会带动料盘也做弯曲扭转振动，使得物料沿着螺旋轨道上升到出料口。

本文中的振动盘23内壁为螺旋式，导向套沿螺旋上升进入上料导轨24。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图17至图19，上料导轨24上设有挡板。其中上料导轨24上设有挡板，可避免导向套掉落。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图17至图19，振动盘23为螺旋振动盘23。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图17至图19，所述活塞杆抓取机械手组件包括活塞杆水平移动气缸34、与活塞杆水平移动气缸34连接的第一旋转气缸35、与第一旋转气缸35连接的活塞杆竖向移动气缸31、与活塞杆竖向移动气缸31连接的第二旋转气缸30和与第二旋转气缸30连接的活塞杆手指气缸29。活塞杆抓取机械手能实现上、下、左、右运动。将活塞杆整体打包过来，用活塞杆手指气缸29的夹手夹取进行移动，将活塞杆放到加工工位上，进行压装。活塞杆组由上一道工序运来，传送式将其运至两根导轨上以方便抓取。本实施例中，活塞杆抓取机械手组件抓取是以滑台手指为基础设计，并由旋转气缸为转动装置，上下和左右移动使用无杆气缸，更能增加其精准度，此结构机械手使用滑台手指和旋转气缸以及无杆气缸控制。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图17至图19，所述活塞杆手指气缸29的卡爪内侧设有弧形槽。适应活塞杆的圆周面，便于更好的夹持活塞杆。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图4，所述弧形槽内侧设有橡胶护垫。通过橡胶护垫，避免对活塞杆剐蹭磨损。

压缩气体弹簧的原理：压缩气弹簧的工作介质是由两部分，惰性气体和液体,其中惰性气体是给活塞提供压力，而液体是为了润滑和密封，不让气体泄露。压缩气弹簧内部由缸体、活塞、活塞杆导向套连接，其内部填充氮气，气缸内部压力高于大气压力，由于内部有孔或活塞缸内壁加工有凹槽，两端的活塞气体压力相等，但是活塞横截面积是不同的，在与活塞杆的两侧和另一端不相连的两侧，受气体压力的影响，产生的横截面积很小的侧向压力，即气体弹簧的弹力，通过弹力来实现活塞杆的动。

气弹簧的组装分为八个步骤，本发明仅仅是其中的导向套压装和密封圈上料，具体完整的组装，整体采用线性单行布局，一共八个工位：第一工位是将活塞杆与活塞连接，采用旋铆方式；第二工位是将导向套与油封装配到活塞杆上，该工位油封导向套都采用振动盘上料；第三工位是在活塞上安装 O 型密封圈；第四工位将安装后的活塞杆组装进缸筒内；第五工位进行收口和压槽；第六工位进行气弹簧的氮气充气，该工位初步设定为三个工位，①充气工位；②气堵顶针工位；③连接头装配工位，连接头装配设计方案：气弹簧两端都需要装配连接头，故连接头装配采用双工位。因为是 N 字形连接头，铁制品，特征明显，故采用振动料盘上料，在装配线上对称放置。连接头的旋紧采用电批，电批的运动采用丝杆模组。气弹簧的定位加紧采用两个气动手指加紧定位。气弹簧到达指定位置，两个气动手指夹持气弹簧，加紧定位，丝杆模组带动电批横移，此时有气动手指夹持连接头到达电批的运动轨迹上，电批头部连接块有与连接头匹配的膜孔，膜孔中有磁铁，连接头到达指定位置，电批继续向前使连接头螺纹孔与气弹簧螺纹对齐，电批旋转将连接头装在气弹簧上，电批退回，夹持气弹簧松开气弹簧，搬运机械手抓取气弹簧将其传到下一个工位。第七工位是安装连接头；第八工位是进行气弹簧的封装。每个工位都是自动上料，自动装配与自动下料。在一个工位装配完成后，通过传送带传送到下一个工位，下一个工位继续使用自动上料机构抓取零件到旋转盘39上，进行自动装配。再次装配后，由自动下料机构抓取到下一个工位上。依次往后进行，整体的效率是两分钟一个。因此工序比较复杂。工位之间可以选择传送带输送，传送带方面已经很成熟了，传送带传送简单，传送效率高，不易出错计算容易，并且某部分出现故障，可以紧急停止这一部分，不会影响到其它工序。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.气弹簧自动装配机，其特征在于，包括：

支撑平台；

旋转盘，转动安装在所述支撑平台上，所述旋转盘上设有多个用于夹紧活塞杆的夹紧组件；

活塞杆压装机构，安装在所述支撑平台上，包括组装台架、多自由度机械手、活塞杆抓取机械手组件和导向套振动上料组件；所述活塞杆抓取机械手组件将活塞杆抓取到组装台架上，所述导向套振动上料组件将导向套振动上料到上料位置，所述多自由度机械手将导向套放置到组装台架上，在组装台架上，通过压装气缸，将导向套压入活塞杆；

活塞杆上料机构，安装在所述支撑平台上，用于将组装导向套后的活塞杆竖直放入所述旋转盘上的夹紧组件上；和

密封圈上料机构，安装在所述支撑平台上，用于抓取密封圈，并将密封圈压装在经所述旋转盘旋转到密封圈上料工位的、组装导向套后的活塞杆上；

所述夹紧组件包括活塞杆夹紧块和微型气缸，所述夹紧块上设有用于插装活塞杆的竖向孔，竖向孔的侧面设有夹紧孔，所述微型气缸的缸杆通过所述夹紧孔将活塞杆夹紧；

所述活塞杆抓取机械手组件包括活塞杆水平移动气缸、与所述活塞杆水平移动气缸连接的第一旋转气缸、与所述第一旋转气缸连接的活塞杆竖向移动气缸、与所述活塞杆竖向移动气缸连接的第二旋转气缸和与所述第二旋转气缸连接的活塞杆手指气缸；

所述密封圈上料机构包括：密封圈上料组件和密封圈抓取组件，所述密封圈上料组件包括支撑架、密封圈推动气缸、密封圈推杆、推杆滑轨和密封圈上料筒，所述密封圈推动气缸安装于所述支撑架上，所述推杆滑轨安装在所述支撑架上，所述密封圈推杆与所述密封圈推动气缸的缸杆连接，所述密封圈推杆在所述密封圈推动气缸的作用下沿所述推杆滑轨往复滑动，所述密封圈上料筒安装在所述支撑架上，且所述密封圈上料筒的底部设有用于密封圈被所述密封圈推杆推出的缺口，所述密封圈被所述密封圈推杆推动到上料位置；密封圈抓取组件设置在所述密封圈上料组件的侧面，用于抓取被推送到所述上料位置的密封圈，并将密封圈压装在活塞杆上；

所述密封圈抓取组件包括抓取支架、安装在所述抓取支架上的密封圈水平移动气缸、与所述密封圈水平移动气缸连接的密封圈竖直移动气缸、与所述密封圈竖直移动气缸的竖直移动滑块连接的密封圈气动手指和安装于所述竖直移动滑块上的下压气缸，所述密封圈气动手指包括四个用于从所述密封圈内部撑开抓取密封圈的卡爪；所述下压气缸连接多个与所述竖直移动滑块滑动配合的导向杆，所述导向杆的下端连接有用于在所述下压气缸的作用下压装密封圈的压板，所述压板上设有用于所述密封圈气动手指的卡爪上下移动的导向孔。

2.如权利要求1所述的气弹簧自动装配机，其特征在于，所述支撑架上设有上料底座，所述上料底座上设有所述推杆滑轨，沿所述推杆滑轨延伸的方向设有用于密封圈被所述密封圈推杆推移运动的导向槽。

3.如权利要求1所述的气弹簧自动装配机，其特征在于，所述密封圈推杆包括与所述密封圈推动气缸的缸杆连接的固定板和与所述固定板连接的推板，所述推板的端部设有用于推动并限位所述密封圈的弧形板，所述推板和所述弧形板沿所述密封圈上料筒底部的缺口伸出，将密封圈推出。

4.如权利要求2所述的气弹簧自动装配机，其特征在于，所述支撑架的一端设有密封圈放置台，所述密封圈放置台上设有与所述导向槽衔接的引导槽和便于密封圈抓取组件抓取密封圈的让位槽，所述让位槽所在的位置为所述上料位置。

5.如权利要求1所述的气弹簧自动装配机，其特征在于，所述组装台架包括压装台以及安装在所述压装台上的压装气缸、角座、活塞杆定位块和导向套定位块，所述角座和所述压装气缸分设在所述压装台的两端，所述活塞杆定位块和所述导向套定位块位于所述角座和所述压装气缸之间。

6.如权利要求5所述的气弹簧自动装配机，其特征在于，所述活塞杆定位块和所述导向套定位块上分别设有定位槽。

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