CN112719881B - 计数器自动组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了计数器自动组装方法，属于物联网燃气表技术领域。包括滚轮串料、进位轮字轮对齐组装、进位轮字轮转移、计数器架与计数器轴组装和产品下架；下料组件将下料台上的物料送入接料组件中，由接料组件根据滚轮类别分别串成一列，串料组件分别串起接料组件上的字轮和进位轮并将其转运至下一工位，下一工位中的移载轴一和移载轴二分别将串料组件上的字轮和进位轮串起，由卡齿和拨条在位移滑台的驱动下实现字轮与进位轮的调整与啮合组装，然后位移驱动机构将对齐后的字轮进位轮放入分度盘的定位工装后，分度盘旋转依次完成与计数器架和计数器轴的装配。本发明的组装方法能够大幅提高燃气表计数器的组装效率，减少人工劳动强度。

Description

计数器自动组装方法

技术领域

本发明涉及一种计数器组装方法，具体涉及一种物联网智能燃气表计数器自动组装方法。

背景技术

随着自动化技术的发展，零配件自动化组装成为工厂降低成本，提高生产效率的必然趋势，传统计数器数字轮组装采用人工组装，费事费力，工作效率低，工人劳动强度大，尤其是对于小齿轮和数字轮的装配，由于小齿轮形状特殊，有两排外径不同的轮齿，滚轮计数器安装时要求保证各数字轮数字保持一致，小齿轮需与各数字轮装配到位，可以说数字轮和小齿轮的装配效率是影响计数器装配效率的主要因素。现有技术中已出现一些用于计数器滚轮的自动组装机器，如公开号为CN109940381A，公开日为2019年06月28日，名称为一种燃气表滚轮计数器的智能装配方法和装配生产线的中国发明专利，其中所述的装配生产线包括生产线柜台，生产线工作台，字轮组装模块，小齿轮组装模块，字轮和小齿轮定位模块，外壳组装模块，轴针组装模块，外壳卡扣组装模块，生产线工作台包括计数器定位夹具，链条和链条导轨，字轮组装模块包括字轮上料装置和字轮串料装置，小齿轮组装模块包括小齿轮上料装置和小齿轮串料装置，外壳组装模块包括外壳上料装置和外壳机械手，字轮和小齿轮轴针组装模块包括轴针上料装置和轴针串料装置，外壳卡扣组装模块包括卡扣上料装置和卡扣安装机械手。

上述装配生产线呈线型布置，占地面积较大，在组装字轮和小齿轮（进位轮）时，先采用夹具分别定位二者的相对位置，然后通过链条底座运送至下一个工位进行组装，在这个过程中，字轮和小齿轮的装配周期长，并且由于采用的是链条底座，工位之间的传输速度较慢，影响整个生产线的装配效率。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的上述问题，提出了一种降低人工劳动强度，提高组装精度和组装效率的计数器自动组装方法。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

计数器自动组装方法，其特征在于，包括如下步骤：

滚轮串料：计数器滚轮经下料组件送入接料组件中，由串料组件将字轮和进位轮分别串成一列，再转移至下一工位；

字轮与进位轮对齐组装：卡齿推动字轮的进位柱旋转从而将各个字轮对齐；拨条将各个进位轮调整至可与字轮啮合的位置；然后位移驱动机构使进位轮与字轮靠拢啮合，并将啮合后的字轮与进位轮转移至分度盘的定位工装上安装到位；

计数器架与计数器轴的组装：分度盘旋转，使载有字轮与进位轮的定位工装依次完成与计数器架、计数器轴的组装。

优选的，滚轮串料步骤中，计数器滚轮中的红字轮、黑字轮和进位轮分别经下料组件送入接料组件的接料杆上，各自串成一列；然后串料组件在工作台上水平往复运动将接料杆上的红字轮和黑字轮串成一列，进位轮单独串成另外一列。

优选的，所述下料组件包括下料台和设置在下料台上方的下料气缸，下料气缸的活塞杆端部连接有下料板，下料板上设置有下料杆以及对称设置在下料杆两侧的下料块，下料台上设置有供下料块穿过的第一通孔，下料台的底部设置有出料孔，下料台内部设置有滑槽，滑槽的内壁滑动嵌设有滑块，滑块的尾部与复位弹簧连接，复位弹簧的另一端与滑槽内壁连接，滑块上设置有供下料块穿过的第二通孔，第二通孔的内壁设置有与下料块形状相适配的斜面，下料块向下运动将出料孔处的滑块向两侧推开，从而将下料台上的物料送入接料组件中的接料杆上。

优选的，所述接料组件包括接料杆、设置在接料杆根部的一号推料板以及控制接料杆旋转的旋转气缸；接料杆完成接料后旋转至与串料组件对接的位置，由一号推料板将计数器滚轮推送至串料组件上。

优选的，所述串料组件包括串料杆、设置在串料杆根部的二号推料板以及用于驱动串料杆移动的串料气动滑台。

优选的，所述位移驱动机构包括水平气动滑台、竖直气动滑台、用于串起字轮的移载轴一、用于串起进位轮的移载轴二以及用于驱动移载轴一与移载轴二靠拢以使字轮和进位轮啮合的横移气动滑台。

优选的，字轮的对齐和进位轮的调整同时进行。

优选的，所述卡齿包括由纵向分离气缸驱动上下开合的多组上卡齿和下卡齿，所述纵向分离气缸的背部设有一横向气动滑台，纵向分离气缸安装在所述横向气动滑台的滑座上。

优选的，所述拨条包括楔形条和设置在楔形条一侧的台阶片，拨条调整进位轮时，楔形条卡入进位轮之间的间隙将其等距分开，台阶片与进位轮的长齿配合将其旋转至可与字轮装配的位置。

本发明的有益效果：

本发明所述的计数器自动组装方法，通过下料组件、接料组件以及串料组件三者的配合，能够快速地完成计数器滚轮的串料与转移，并且在字轮与进位轮的组装过程中，字轮的对齐、进位轮的位置调整、字轮与进位轮的啮合组装都在一个机构中先后完成，组装过程简单流畅，既减小了人工劳动强度，也大幅提升了组装效率和市场效益。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明串料模块的结构示意图；

图3为图2中A部的结构示意图；

图4为下料机构的结构示意图；

图5为下料机构的结构示意图；

图6为滚轮定位组装模块的整体结构示意图；

图7为卡齿及其驱动机构的结构示意图；

图8为拨条及其驱动机构的结构示意图；

图9为拨条调整进位轮位置的示意图；

其中，

1、下料组件；2、接料组件；3、串料组件；4、导向杆；5、上料组件；11、红字轮下料机构；12、黑字轮下料机构；13、进位轮下料机构；21、红字轮接料机构；22、黑字轮接料机构；23、进位轮接料机构；31、串料气动滑台；32、串料直线气缸；33、二号推料板；34、立板；35、串料杆；51、红字轮上料机构；52、黑字轮上料机构；53、进位轮上料机构；111、下料台；112、下料气缸；113、下料板；114、下料杆；115、下料块；116、第一通孔；117、出料孔；118、滑块；119、复位弹簧；120、第二通孔；511、上料振动盘；512、上料轨道；6、滚轮定位组装模块；7、滚轮串料模块；8、分度盘；9、计数器架组装模块；10、计数器轴组装模块；601、移载轴一；602、字轮；603、移载轴二；604、进位轮；605、水平气动滑台；606、竖直气动滑台；607、气动滑块一；608、气动滑块二；609、安装架一；610、横移气动滑台；611、纵移气动滑台；612、纵向分离气缸；613、横向气动滑台；614、上卡齿；615、下卡齿；616、导向板；617、拨条；618、台阶片；619、楔形条；620、安装架二；621、挡块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“竖直”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

本实施例提供了一种计数器自动组装方法，由如图1所示的计数器自动组装装置来实现，所述装置包括设置在工作台上的滚轮串料模块7、滚轮定位组装模块6、分度盘8、计数器架组装模块9、计数器轴组装模块10。

如图2所示，滚轮串料模块7包括下料组件1、接料组件2和串料组件3，接料组件2设置在下料组件1下方，下料组件1中的下料杆114将下料台111上的物料送入接料组件2中，接料组件2将下料组件1中不同类别的滚轮分别串成一列，串料组件3在工作台上水平往复运动将接料组件2中的字轮602和进位轮604分别串成一列。

如图4所示，下料组件1由三个结构完全相同的红字轮下料机构11、黑字轮下料机构12以及进位轮下料机构13组成，上述三个下料机构沿着燃气表计数器组装设备的流水线传输方向，一字排开依次设置在工作台上，三者均包括下料台111以及设置在下料台111上方的下料气缸112，下料气缸112的活塞杆端部连接有下料板113，下料板113上设置有下料杆114以及对称设置在下料杆114两侧的下料块115，下料块115的上半部具有一个倾斜面，下料台111上设置有供下料块115穿过的第一通孔116，下料台111的底部设置有出料孔117，下料台111内部设置有滑槽，滑槽的内壁滑动嵌设有滑块118，滑块118的尾部与复位弹簧119连接，滑块118的端部设置有台阶，台阶用于放置物料，复位弹簧119的另一端与滑槽内壁连接，滑块118上设置有供下料块115穿过的第二通孔120，第二通孔120的内壁设置有与下料块115形状相适配的斜面。下料块115向下运动将出料孔117处的滑块118向两侧推开，露出出料孔117，下料杆114位于滑块118台阶上的物料捅入下方的接料组件2上。

如图2所示，接料组件2设置在下料组件1的下方，也是由三个结构完全相同的红字轮接料机构21、黑字轮接料机构22以及进位轮接料机构23组成，上述三个接料机构分别与对应的下料机构一一对应，三者均包括接料气动滑台、接料直线气缸以及旋转气缸，旋转气缸设置在接料气动滑台的滑座上，接料直线气缸的缸筒部分与旋转气缸的旋转部连接并且缸筒的端部设置有接料杆，接料直线气缸的活塞杆端部设置有一号推料板，一号推料板上设置有供接料杆穿过的通孔。

如图3所示，所述串料组件3包括设置在工作台上的串料气动滑台31以及设置在串料气动滑台31上的串料直线气缸32，串料直线气缸32通过安装板设置在串料气动滑台31的滑座上，串料直线气缸32的活塞杆端部设置有二号推料板33，二号推料板33上设置有供所述串料杆35穿过的通孔。

燃气表的计数器滚轮包括三个红字轮、五个黑字轮以及七个进位轮604，滚轮在组装完成时，红字轮和黑字轮被串在一起形成一列，而进位轮604则被单独串成一列。在本申请中，红字轮、黑字轮以及进位轮604的下料和接料的部件结构相同，因此，以红字轮为例对下料和接料的工作原理进行说明：

首先，红字轮经由上料轨道512上料，依次排列逐个进入下料台111中。下料台111与上料轨道512连接的那一侧设置有进料口，红字轮由进料口进入滑块118端部的台阶上，在下料气缸112的作用下，下料杆114以及下料块115向下运动，下料块115下压时，下料块115的倾斜面和第二通孔120的斜面接触并挤压滑块118从而将两侧的滑块118向外推开露出下料台111底部的出料孔117，此时，位于滑块118台阶上的红字轮在下料杆114的作用下被捅入下方的接料杆上，分料完成后，下料杆114以及下料块115上移，滑块118在复位弹簧119的作用下复位。当接料杆上的红字轮达到所需的数量后，停止下料，接着，接料直线气缸在旋转气缸的作用下在竖直平面内旋转90度，从而使得接料杆以及接料杆上的红字轮转至水平状态，此时，即完成了红字轮的下料和接料。黑字轮和进位轮604的下料以及接料均按照上述过程进行。

在串料时，串料直线气缸32在串料气动滑台31的作用下首先运动至红字轮接料机构21处，其中一根串料杆35与红字轮的接料杆对齐，一号推料板在接料直线气缸的作用下向外推出，从而将接料杆上的红字轮推入与其对应的串料杆35上；红字轮串料完成后，串料直线气缸32又继续水平运动至黑字轮接料机构22处，串有红字轮的串料杆35与黑字轮的接料杆对齐，同样的，在接料直线气缸的作用下一号推料板向外推出从而将黑字轮推入与其对应的串料杆35上，此时，黑字轮和红字轮被串在了同一根串料杆35上；字轮602串料完成后，串料直线气缸32又继续水平运动至进位轮接料机构23处，此时，串料组件3中另一根空的串料杆35与进位轮604的接料杆对齐，一号推料板在接料直线气缸的作用下向外推出，从而将接料杆上的进位轮604推入与其对应的空的串料杆35上，此时即完成了燃气表计数器滚轮的串料工作，红字轮和黑字轮被串在同一根串料杆35上形成一列，而进位轮604则被串在另一根串料杆35上单独形成一列，完成串料后，串料直线气缸32继续水平运动至滚轮定位组装模块6下方，准备进行下一工序。

滚轮定位组装模块6包括移载轴一601、移载轴二603，所述移载轴一601和移载轴二603分别用于串起串料组件3上的字轮602和进位轮604，还包括所述移载轴一601和移载轴二603的位移驱动机构、经位移滑台驱动用于旋转对齐字轮602的卡齿和用于调整进位轮604位置的拨条617。

如图6所示，位移驱动机构包括由水平气动滑台605和竖直气动滑台606构成的十字滑台机构、以及用于驱动移载轴二603朝移载轴一601移动的横移气动滑台610。水平气动滑台605通过支架固定在工作台上，竖直气动滑台606固定在水平气动滑台605的滑座上，横移气动滑台610设置在竖直气动滑台606的滑座上，竖直气动滑台606上通过安装架一609设有气动滑块一607，横移气动滑台610上通过安装架二620设有气动滑块二608，移载轴一601和移载轴二603分别安装在气动滑块一607和气动滑块二608前端，安装架一609和安装架二620上设有限位挡板，挡板分别位于移载轴一601和移载轴二603的自由端，在移载轴一601和移载轴二603串起滚轮后起到限位作用。

移载轴一601和移载轴二603相互平行且高度始终保持一致，当横移气动滑台610横向运动时，带动移载轴二603上的进位轮604向移载轴一601上的字轮602靠近，方便字轮602与进位轮604的定位组装。

如图7所示，进一步的，卡齿包括由纵向分离气缸612驱动上下开合的多组上卡齿614和下卡齿615，上卡齿614和下卡齿615的侧面呈直角片状，上卡齿614和下卡齿615合拢时闭合成一条竖线。纵向分离气缸612的背部设有一横向气动滑台613，纵向分离气缸612安装在所述横向气动滑台613的滑座上。

横向气动滑台613伸出过程中，卡齿卡入对应的字轮602间隙中，在接近移载轴一601时，上卡齿614和下卡齿615在纵向分离气缸612的作用下拉开（分别从移载轴一601上/下方通过），经过移载轴一601后再相互靠拢闭合，在此过程中，上卡齿614和下卡齿615推动字轮602的进位柱，完成字轮602的对齐。

如图8所示，进一步的，所述拨条617由纵移气动滑台611驱动，纵移气动滑台611固定设置在安装架二620上，纵移气动滑台611上滑动设置有导向板616，拨条617设有若干个且等距设置在导向板616下方，由导向板616带动其向下运动。

如图9所示，进一步的，拨条617包括楔形条619和设置在楔形条619一侧的台阶片618，导向板616在纵移气动滑台611的驱动带动拨条617朝下运动，楔形条619将移载轴二603上的进位轮604等距分开，台阶片618卡入进位轮604的齿缝中进行调位，使进位轮604与字轮602啮合时，字轮602的进位柱刚好卡在进位轮604的凹槽中。

滚轮定位组装模块6的工作原理如下：

首先，在竖直气动滑台606的作用下，移载轴一601和移载轴二603同时向下运动，此时串料直线气缸32也运动至竖直气动滑台606下方，移载轴一601和移载轴二603与串料直线气缸32上的两根串料杆35对接，二号推料板33将字轮602和进位轮604分别推送至移载轴一601和移载轴二603上；

随后移载轴一601和移载轴二603上移至合适高度，横向气动滑台613伸出，驱动卡齿靠近移载轴一601，在接近移载轴一601时，纵向分离气缸612迫使上卡齿614和下卡齿615分别从移载轴一601上方和下方通过，绕过移载轴一601后再相互靠拢闭合，在此过程中，上卡齿614和下卡齿615推动字轮602进位柱，使字轮602进位柱的朝向一致；

在卡齿对齐字轮602的同时，纵移气动滑台611驱动导向板616带动拨条617朝斜下方运动，使拨条617与进位轮604接触，此时拨条617上的楔形条619可将进位轮604等距离分开，拨条617上的台阶片618将进位轮604的方向调整到位；

然后，拨条617整体保持不动，横移气动滑台610带动气动滑块二608朝气动滑块一607所在侧移动，从而使调整好后的进位轮604与对齐后的字轮602相啮合；

最后，卡齿沿原路退出移载轴一601，拨条617上升至原位，水平气动滑台605将对齐后的字轮602和进位轮604转移至下一工位。

分度盘8上设有定位工装用于放置对齐后的字轮602和进位轮604，计数器架组装模块9、计数器轴组装模块10按照组装次序布置在分度盘8周围。

计数器架组装模块9、计数器轴组装模块10根据组装次序布置在分度盘8周围，计数器架组装模块9包括计数器架振动盘、计数器架输送轨道、用于将计数器架放入定位工装的计数器架移载机构。计数器轴组装模块10包括计数器轴振动盘、计数器轴输送轨道、用于将计数器轴预压进定位工装中的计数器轴移载机构，以及用于将计数器轴压紧的紧固机构，分度盘8由伺服电机驱动旋转，配合每个工位完成组装工作，依次完成字轮602进位轮604与计数器架、计数器轴的组装，计数器架移载机构、计数器轴移载机构、计数器架移载机构均可采用机械手来完成。

字轮602进位轮604对齐并合拢后，水平气动滑台605将二者转移至分度盘8上的定位工装上放好，然后气动滑块一607和气动滑块二608分别带动移载轴一601和移载轴二603从定位工装中退出，在水平气动滑台605的作用下二者返回原位，准备进行下一轮的字轮602和进位轮604定位组装。随着分度盘8的旋转，计数器架移载机构将计数器架放入含对齐后的字轮602与进位轮604的定位工装上；随即分度盘8旋转至下一工位，计数器轴移载机构将计数器轴预压进含计数器架和对齐后字轮602进位轮604的定位工装上；分度盘8继续旋转至下一工位，由计数器轴紧固机构将计数器轴压紧，组装完毕后，计数器架移载机构将产品从定位工装取下。

实施例2

本实施例公开了一种计数器自动组装方法，参照说明书附图1所示，在实施例1的基础上，所述滚轮串料模块7还包括上料组件5，上料组件5同样由三个结构完全相同的红字轮上料机构51、黑字轮上料机构52以及进位轮上料机构53组成，上述上料机构分别与对应的下料机构对应，三者均包括上料振动盘511以及与上料振动盘511连接的上料轨道512，上料振动盘511设置在支撑座上，上料轨道512的一端与上料振动盘511连接，另一端与下料台111连接，红字轮、黑字轮以及进位轮604均通过对应的上料振动盘511上料，然后排列整齐的依次进入上料轨道512中，最后由上料轨道512将其依次送入下料台111上。

Claims (7)

1.计数器自动组装方法，其特征在于，包括如下步骤：

滚轮串料：计数器滚轮中的红字轮、黑字轮和进位轮分别经下料组件（1）送入接料组件（2）的接料杆上，各自串成一列；然后串料组件（3）在工作台上水平往复运动将接料杆上的红字轮和黑字轮串成一列，进位轮单独串成另外一列；

字轮与进位轮对齐组装：卡齿推动字轮的进位柱旋转从而将各个字轮对齐；拨条（617）将各个进位轮调整至可与字轮啮合的位置；然后位移驱动机构使进位轮与字轮靠拢啮合，并将啮合后的字轮与进位轮转移至分度盘（8）的定位工装上安装到位；字轮的对齐和进位轮的调整同时进行；

计数器架与计数器轴的组装：分度盘（8）旋转，使载有字轮（602）与进位轮（604）的定位工装依次完成与计数器架、计数器轴的组装。

2.根据权利要求1所述的计数器自动组装方法，其特征在于，所述下料组件（1）包括下料台（111）和设置在下料台（111）上方的下料气缸（112），下料气缸（112）的活塞杆端部连接有下料板（113），下料板（113）上设置有下料杆（114）以及对称设置在下料杆（114）两侧的下料块（115），下料台（111）上设置有供下料块（115）穿过的第一通孔（116），下料台（111）的底部设置有出料孔（117），下料台（111）内部设置有滑槽，滑槽的内壁滑动嵌设有滑块（118），滑块（118）的尾部与复位弹簧（119）连接，复位弹簧（119）的另一端与滑槽内壁连接，滑块（118）上设置有供下料块（115）穿过的第二通孔（120），第二通孔（120）的内壁设置有与下料块（115）形状相适配的斜面，下料块（115）向下运动将出料孔（117）处的滑块（118）向两侧推开，从而将下料台（111）上的物料送入接料组件（2）中的接料杆上。

3.根据权利要求1所述的计数器自动组装方法，其特征在于，所述接料组件（2）包括接料杆、设置在接料杆根部的一号推料板以及控制接料杆旋转的旋转气缸；接料杆完成接料后旋转至与串料组件（3）对接的位置，由一号推料板将计数器滚轮推送至串料组件（3）上。

4.根据权利要求1或3所述的计数器自动组装方法，其特征在于，所述串料组件（3）包括串料杆（35）、设置在串料杆（35）根部的二号推料板（33）以及用于驱动串料杆（35）移动的串料气动滑台（31）。

5.根据权利要求1所述的计数器自动组装方法，其特征在于：所述位移驱动机构包括水平气动滑台（605）、竖直气动滑台（606）、用于串起字轮的移载轴一（601）、用于串起进位轮的移载轴二（603）以及用于驱动移载轴一（601）与移载轴二（603）靠拢以使字轮和进位轮啮合的横移气动滑台（610）。

6.根据权利要求1所述的计数器自动组装方法，其特征在于：所述卡齿包括由纵向分离气缸（612）驱动上下开合的多组上卡齿（614）和下卡齿（615），所述纵向分离气缸（612）的背部设有一横向气动滑台（613），纵向分离气缸（612）安装在所述横向气动滑台（613）的滑座上。

7.根据权利要求1所述的计数器自动组装方法，其特征在于：所述拨条（617）包括楔形条（619）和设置在楔形条（619）一侧的台阶片（618），拨条（617）调整进位轮时，楔形条（619）卡入进位轮（604）之间的间隙将其等距分开，台阶片（618）与进位轮（604）的长齿配合将其旋转至可与字轮（602）装配的位置。

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