CN113118747B - 一种大口径端盖推进机构及装配方法、压装拧紧设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种大口径端盖推进机构及装配方法、压装拧紧设备，包括压装组件，由其提供推动力推进端盖进入筒体的压装端，其包括压装电机、连接螺杆和螺块，连接螺杆的一端与压装电机的动力输出轴连接，另一端与螺块连接；定位组件，用于端盖定位座和筒体的固定连接，包括端板和端盖定位座，所述端板位于筒体的一端，在端板的中心处形成有用于端盖和端盖定位座穿过的通孔，所述通孔外缘的端板上安装有用于实现端盖定位座和筒体一体连接的定位插块；本装置具有可以实现端盖的自动抓取，自动放入工装，工装自动推进顶紧，同时可实现螺纹件的自动对中，在保证同轴度的情况下实现自动装配，减少人工，降低劳动强度，从而提高工作效率。

Description

一种大口径端盖推进机构及装配方法、压装拧紧设备

技术领域

本发明属于大口径筒体端盖装配技术领域，具体涉及一种大口径端盖推进机构及装配方法、压装拧紧设备。

背景技术

在生产作业中，遇到一种大口径的筒体，由于其具有两端，加工过程中，筒体一端需要进行大口径端盖的压装推进，筒体另一端形成有内丝口，需要进行大口径螺纹件的旋紧。因此存在如下问题：一、大口径端盖的装配，由于端盖重量大，口径大，工人作业时不好操作，需要两人同时作业，一人负责抬起端盖，一人负责向筒体推进，两个人作业配合难度大，端盖与筒体之间由O型圈密封，所以装配时，要保证端盖与筒体的同轴度，防止O型圈损坏，影响密封效果。二、螺纹件与筒体旋紧过程中，首先需要螺纹件和筒体保持一定的同轴度，还要有相对运动，螺纹件在扭力的作用下拧紧并连接。常规的小口径螺纹件拧紧已经有很多实现方法，大口径螺纹件同轴度则难以保证。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术上存在的问题，提供一种大口径端盖推进机构及装配方法、压装和螺纹拧紧设备，本装置具有可以实现端盖的自动抓取，自动放入工装，工装自动推进顶紧，同时可实现螺纹件的自动对中，在保证同轴度的情况下实现自动装配，减少人工，降低劳动强度，从而提高工作效率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种大口径端盖的推进机构，包括压装组件，由其提供推动力推进端盖进入筒体的压装端，其包括压装电机、连接螺杆和螺块，连接螺杆的一端与压装电机的动力输出轴连接，另一端与螺块连接；定位组件，用于端盖定位座和筒体的固定连接，包括端板和端盖定位座，所述端板位于筒体的一端，在端板的中心处形成有用于端盖和端盖定位座穿过的通孔，所述通孔外缘的端板上安装有用于实现端盖定位座和筒体一体连接的定位插块；推进组件，包括推进气缸和电机支架，电机支架的两侧设置有滑轨组件Ⅱ，滑轨组件Ⅱ上滑动设置有所述端盖定位座，电机支架的顶部设置有滑轨组件Ⅰ，滑轨组件Ⅰ上滑动设置有所述压装电机，推进气缸安装在所述电机支架内，推进气缸的基座与所述电机支架固定连接，其推杆与端盖定位座固定连接。

进一步改进本方案，所述连接螺杆穿过端盖定位座的中心孔，在连接螺杆的杆体上形成有第一外螺纹，所述第一外螺纹与端盖定位座的中心孔的内螺纹匹配连接；所述螺块的柱面上形成有第二外螺纹，所述第二外螺纹与端盖的中心孔的内螺纹匹配连接。

进一步改进本方案，所述端盖定位座，包括设置有中心孔的定位座本体，所述定位座本体边缘向一侧延伸形成有环形定位部，沿环形定位部周向上均匀分布有三个定位槽口。

进一步改进本方案，所述端板的通孔周围分布设置有三个定位气缸，所述定位气缸的推杆端设置有定位插块，并均指向所述通孔的中心处，定位插块用于插装在所述定位槽口中，从而将端盖定位座与筒体一体连接。

进一步改进本方案，还包括气缸横移组件，所述气缸横移组件包括横移平台和横移气缸，所述横移气缸安装在压装平台的下端面，横移平台通过滑轨组件Ⅲ平行设置于压装平台的上方，横移气缸的推杆通过连接板与横移平台连接，横移平台上用于安装所述滑轨组件Ⅱ和电机支架。

进一步改进本方案，所述滑轨组件Ⅰ包括滑轨Ⅰ和滑动设置在滑轨Ⅰ上的滑块Ⅰ，滑轨Ⅰ设置有一根，且沿电机支架的顶部中线处设置，所述压装电机通过电机安装座与滑块Ⅰ固定连接，从而实现压装电机在滑轨Ⅰ上的移动。

本方案还提供一种大口径端盖的装配方法，具体步骤如下：

第一步，首先将螺块安装在端盖的中心孔中，拿取端盖放置到端盖上料平台上；端盖上料平台上安装的传感器一感应到信号后，端盖上料机器人开始动作，按照运算好的路径轨迹，把带有螺块的端盖放入到工装的初始位置，并反馈信号给主控制箱；

第二步，主控制箱发送控制指令，横移气缸开始动作，把横移平台从初始位置移动到工作位置，传感器二触发，推进气缸开始动作，通过推动端盖定位座从而带动压装电机整体在滑轨Ⅰ上进行移动，端盖进入筒体一端，通过端盖定位座止口限位，使端盖定位座与筒体的定位槽口内外对应重叠；

第三步，定位气缸伸长，定位插块从三个方向插入内外对应重叠的定位槽口中，使端盖定位座与筒体连接为一体；

第四步，压装电机驱动连接螺杆转动，压装电机被连接螺杆带动沿滑轨Ⅰ向前移动，监测压装电机输出的扭矩值，当输出扭矩值达到设定要求时，压装电机的推进动作停止，端盖在筒体的端口处安装到位；

第五步，端盖装配完成后，压装电机反向旋转，连接螺杆退出，同时带动螺块从端盖的中心孔旋出，压装电机反向移动，退出到位后；三个定位气缸动作，定位插块从定位槽口抽出，端盖定位座与筒体相分离，压装电机回到工作位置，横移平台反向移动，回到初始位置，等待下一次装配。

本方案还提供一种压装拧紧设备，设置有上述任一项所述的大口径端盖的推进机构和用于大口径螺纹件拧紧的旋紧机构，所述旋紧机构位于筒体相对于推进机构的另一端，用于将螺纹件拧紧安装在筒体的丝口处。

进一步改进本方案，所述旋紧机构包括用于夹装固定并旋紧螺纹件的拧紧组件，所述拧紧组件包括拧紧套筒、拧紧电机和中空旋转平台，拧紧电机通过减速器与中空旋转平台传动连接，所述拧紧套筒穿过中空旋转平台的中心并与其固定连接，拧紧套筒内用于放置并夹装固定螺纹件。

进一步改进本方案，包括装配平台，所述筒体通过两个锁扣件固定在所述装配平台上，在装配平台的一侧设置有端盖上料平台和端盖上料机器人，在装配平台的相邻侧设置有螺纹件上料平台和螺纹件上料机器人。

有益效果

其一、本发明，通过创新，对大口径端盖的推进机构进行了改进，经过改进后的推进机构，实现了大口径端盖在筒口端部的自动顶紧，减少了人工并降低劳动强度，同时提高工作效率，具体分析如下：推进机构包括压装组件、推进组件、横移组件和定位组件，其中横移组件方便端盖的自动上料，端盖上料后由外侧初始位置移动至工作位置，推进组件实现端盖定位座与筒体的对接，而定位组件将端盖定位座和筒体连接成为一体，此时由压装组件中的压装电机动力输出，从而将输出轴的旋转运动转化为连接螺杆向前的直线运动，因为端盖上有螺纹孔，螺块一端拧入端盖，一端与连接螺杆为面接触，如此，就把连接螺杆的旋转运动转化为直线运动，通过连接螺杆与螺块之间的面接触把向前的推力传递给端盖，在保证端盖不转动的前提下，将端盖向前推进。

其二、本发明，优化了大口径端盖的装配方法，本方法配合上述特定的结构，通过传感器检测，确保各功能部件移动到位，然后，先将端盖定位座与筒体进行固定，通过压装电机的动力输出，从而实现连接在螺块的端盖自动推进压装，通过压装电机的闭环监测，待输出扭矩值达到推力要求值后，判断压装到位，由此来实现端盖的自动取放、压装，不仅可以由一人完成或者选配机器人做到全自动化，整个装配方法过程，各运动参数实时监测，省人省力且效率高，压装电机的扭矩实时监测，可实现质量管控过程化。

其三，本发明中的自动装配设备，一端能够实现如上所述的端盖压紧，另一端实现筒体和螺纹件的自动对中拧紧，使得大口径筒体的两端部件的整个安装过程不用人为进行操作，实现安装完全自动化，能够大大提升作业效率。其中，螺纹件的拧紧机构包括横移组件、翻转组件和拧紧组件，以完成筒体和螺纹件拧紧对接的各个动作和功能，横移组件先实现两个螺纹件的接触，拧紧组件和横移组件同时作用，以实现螺纹件相对筒体的旋入拧紧。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，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为本发明中推进机构的立体图；

图2为本发明中推进机构的侧视图；

图3为本发明中推进机构的俯视图【初始位置】；

图4为本发明中推进机构的俯视图【工作位置】；

图5为本发明中推进结构的剖视图；

图6为本发明中压装组件的立体图；

图7为本发明中压装组件的剖视图；

图8为本发明中端盖的结构图；

图9为图8中A-A处的剖视图；

图10为本发明中筒体压装端的结构图；

图11为本发明中螺纹件的整体结构图；

图12为本发明中压装拧紧设备的整体结构图；

图13为本发明中压装拧紧设备的俯视图；

图14为本发明中主控制系统的原理框图；

图15为本发明中旋紧机构的结构图；

图16为本发明中拧紧组件和丝杠横移组件的结构图；

图中标记：1、压装电机，2、连接螺杆，3、螺块，4、端盖定位座，5、端板，6、定位插块，7、推进气缸，8、电机支架，9、定位气缸，11、滑轨组件Ⅰ，12、滑轨组件Ⅱ，13、滑轨组件Ⅲ，14、卡扣连接件，15、电机安装座，16、转换节，17、连接板，18、定位座支架，19、让位孔，21、横移平台，22、横移气缸，31、拧紧套筒，32、拧紧电机，33、中空旋转平台，41、横移电机，42、横移架，43、丝杠，44、丝孔调节块，45、滑轨组件Ⅳ，46、翻转轴，47、翻转电机，48、支撑座，50、夹紧气缸，60、激光测距传感器，61、反光板，62、六自由度调节机构，70、主控箱，80、锁扣件，90、装配平台，91、端盖上料平台，92、端盖上料机器人，93、螺纹件上料平台，94、螺纹件上料机器人，95、压装平台，96、调节平台，97、底座，100、端盖，200、筒体，300、螺纹件。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

下面，对本发明的优选实施方式进行详细的说明。

如图所示，本实施例提供一种大口径端盖的推进机构，包括压装组件、定位组件和推进组件，压装组件，由其提供推动力推进端盖100进入筒体200的压装端，其包括压装电机1、连接螺杆2和螺块3，连接螺杆2的一端通过转换节16或联轴器与压装电机1的动力输出轴连接，另一端与螺块3连接。

连接螺杆2穿过端盖定位座4的通孔，在其杆体上形成有第一外螺纹，连接螺杆2从端盖定位座4的中心孔穿过，第一外螺纹与端盖定位座4的中心孔的内螺纹匹配连接，连接螺杆2靠近螺块3的一端设置有螺杆连接头，螺杆连接头通过其颈部与连接螺杆2的螺杆本体连接。

螺块3包括外螺纹头和螺块连接头，外螺纹头与螺块连接头通过颈部连接，颈部横截面直径小于其两端的外螺纹头和螺块连接头的横截面直径，外螺纹头呈圆柱体结构，在其柱面上形成有第二外螺纹，用于和端盖100的中心孔内螺纹连接。

其中螺块3的外螺纹头需要预先安装在端盖100的中心孔中，再通过端盖上料机器人92将带有螺块3的端盖100放置在工装初始位置，此时螺块3的螺块连接头卡装进卡扣连接件14的连接腔内，连接螺杆2与螺块3通过卡扣连接件14连接，螺杆连接头和螺块连接头均置于卡扣连接件14的连接腔内。

在连接螺杆2推动螺块3时，螺杆连接头和螺块连接头的接触面为光滑面接触，螺杆连接头的转动不会带动螺块连接头的转动，在连接螺杆2带动螺块3退出时，螺杆连接头向相对于螺块连接头的远离方向移动，螺杆连接头和螺块连接头均顶紧卡扣连接件14连接腔两端，两个连接头的外侧斜端面处分别与卡扣连接件14内腔的两端摩擦接触，连接螺杆2继续转动，螺杆连接头通过卡扣连接件14的接触摩擦力带动螺块连接头转动，从而使得螺块3从端盖100的中心孔中旋出，因为预先螺块3在端盖100的中心孔中是未完全拧紧，仅用于起到连接作用，因此连接螺杆2与卡扣连接件14的转动摩擦力足以带动螺块3从端盖100中退出。

卡扣连接件14为一轴心线呈横向水平设置的环形筒体结构，在环形筒体的侧壁上形成有沿其轴心线方向贯通的一道缺口，在缺口的中部形成有用于螺块3的螺块连接头进入的对称豁口，螺块连接头可以由此处进入卡扣连接件14的腔体内，在卡扣连接件14的两端形成有弧形的卡头部，卡头部的两个对应的卡头在缺口处相对伸出，两个相对卡头之间的间隙小于连接螺杆2和螺块3的颈部横截面直径，以通过两端的卡头部将卡扣连接件14卡装在颈部，从而使其不会脱落。

在卡头部的中心有与所述颈部匹配的孔，螺杆连接头和螺块连接头均置于卡扣连接件14内的连接腔中，在连接螺杆2推动螺块3时，螺杆连接头和螺块连接头的相邻面为光滑面接触，在连接螺杆2带动螺块3推出时，螺杆连接头向远离螺块连接头的方向移动，随后，螺杆连接头和螺块连接头的外锥面会分别与连接腔内的两端部的内锥面接触，采用锥面的接触便于部件找准定位，同时会使得两端的连接头与卡扣连接件14的产生较大的相对摩擦力，连接螺杆2继续转动，带动螺块3从端盖100的中心孔旋出，从而提高工作效率。

定位组件包括端板5和端盖定位座4，其用于端盖定位座4和筒体200的固定连接，端板5设置在筒体200的一端，在端板5的中心处形成有用于端盖100和端盖定位座4穿过的通孔，通孔的周围安装有用于实现端盖定位座4和筒体200一体连接的定位插块6。

端盖定位座4包括设置有通孔的定位座本体，定位座本体边缘向一侧延伸形成有环形定位部，沿环形定位部周向上均匀分布有三个定位槽口。在环形定位部的外环面上设置有定位止口，通孔周围分布设置有三个定位气缸9，定位气缸9的前端推杆均指向通孔中心，在推杆的端部设置有定位插块6，定位插块6用于插装在端盖定位座4和筒体200的内外对应重叠的定位槽口中，从而将端盖定位座4与筒体200一体连接。三个定位气缸9同时得电，同时动作，从而使端盖定位座4被三个定位气缸9同时进行固定。

推进组件包括推进气缸7和电机支架8，电机支架8两侧设置有滑轨组件Ⅱ12，滑轨组件Ⅱ12上滑动设置有端盖定位座4，滑轨组件Ⅱ12包括两根位于电机支架8两侧的滑轨Ⅱ和滑动设置在滑轨Ⅱ上的滑块Ⅱ，端盖定位座4通过定位座支架18与滑块Ⅱ固定连接，从而实现在滑轨Ⅱ上的移动，电机支架8的顶部设置有滑轨组件Ⅰ11，滑轨组件Ⅰ11上设置有压装电机1，滑轨组件Ⅰ11包括滑轨Ⅰ和滑动设置在滑轨Ⅰ上的滑块Ⅰ，滑轨Ⅰ设置有一根且沿电机支架8的顶部中线处设置，压装电机1通过电机安装座15与滑块Ⅰ固定连接，从而实现压装电机1在滑轨Ⅰ上的移动。

推进气缸7安装在电机支架8内，电机支架8包括横截面呈倒U形的支架本体和由支架本体两侧伸出的固定翼板，在支架本体的一端封装设置有气缸固定板，推进气缸7的基座与电机支架8的气缸固定板连接，其推杆与端盖定位座4固定连接。推进气缸7主要用于推动端盖定位座4和端盖100进入筒体200内，当推进气缸7到位后，此时，端盖100进入筒体200端口内，通过端盖定位座4的定位止口限位，此时端盖定位座4的定位槽口与筒体200的定位槽口刚好对应内外重叠，端盖100此时还未受到筒体200内的阻力，较容易安装进入筒体200内，从而靠近筒体200内的凸台安装处，然后再通过压装电机1的推动，此时端盖100会受到筒体200内部安装凸台的阻力，将端盖100和O型圈推动卡装进入筒体200内的安装凸台处，当压装电机1的扭矩发生突变后，说明端盖100已被推装到位，压装电机1停止动作。

本方案中，还包括将推进机构由外侧推入工作位置的气缸横移组件，气缸横移组件包括横移平台21和横移气缸22，横移气缸22安装在压装平台95下端面，横移平台21通过滑轨组件Ⅲ13安装于压装平台95的上端面，横移气缸22的推杆通过连接板17与横移平台21连接，在压装平台95上形成有用于穿设连接板17的让位孔19，横移平台21上用于安装电机支架8和滑轨组件Ⅱ12，气缸横移组件的设置主要是考虑到端盖上料机器人92的上料方便，首先，在上料前，工装位置位于无机械部件干扰的外侧，此时方便机器人进行上料，上料后，由横移气缸22推动工装进入工作位置，由于横移气缸22上设置有磁性行程开关，因此可以根据预先的设定，准确进入预定工作位置。以上方案有效解决了以往大口径端盖需要多人同时作业，劳动强度大，压装推进效率低，容易损伤O型圈的问题，通过改进后的，扭矩能够做到实时监测，过程质量控制能够得到有效保证。

为了进一步实现更好的技术效果，特别在端盖上料平台91和螺纹件上料平台93的下方设置有传感器，在两个平台上的放置孔处设置有V型定位块，以将零部件靠在V型块上，提高零部件的定位精度。

本方案还提供一种大口径端盖的装配方法，具体步骤如下：

S1、首先人工放端盖100到端盖上料工作台91上，工作台上装有传感器一，传感器一感应到端盖100的信号后，通知端盖上料机器人92开始动作，移动到端盖100上方，端盖上料机器人92末端设计有夹爪，夹爪抓取端盖100，夹爪上设计有传感器，在收到夹爪传感器信号确保夹爪抓取到端盖100后，通知机器人，端盖上料机器人92开始运动，按照运算好的路径轨迹，把端盖100放入到装配工装初始位置，螺块连接头由豁口进入卡扣连接件14内放好后，端盖上料机器人92撤离，在确保端盖上料机器人92撤离到安全位置后，端盖上料机器人92反馈信号给控制系统；

S2、控制系统收到信号后，横移气缸22开始动作，把工装从初始位置移动到工作位置，到位后，传感器二触发，传感器二为横移气缸22上安装的磁环感应器，可以检测气缸是否推动到位，横移气缸22到位后，接着推进气缸7开始动作，把推进机构向着筒体200方向推进，端盖定位座4上设计有三个均布的定位槽口，待端盖100进入筒体200后，端盖定位座4的端口也进入筒体，并靠端盖定位座4上的止口限位，端盖定位座4上的三个定位槽口与筒体200上的三个槽口内外对应。

S3、待推进机构移动到位后，定位气缸9伸出，定位插块6从三个方向插入定位槽口，此时筒体200和端盖定位座4连接为一体，待以上动作完成后，压装组件开始工作。

S4、压装电机1旋转，带动连接螺杆2旋转，把连接螺杆2的旋转运动转化为直线运动，通过连接螺杆2与螺块3之间的面接触把向前的推力传递给端盖100，在保证端盖100不转动的前提下，向前推进。

端盖定位座4上设计由与连接螺杆2配套的螺纹孔，连接螺杆2与端盖定位座4是螺纹副结构，因为端盖定位座4是固定不动的，连接螺杆2旋转时，就把旋转运动转化为连接螺杆2向前的直线运动，连接螺杆2前端设计有螺块3，螺块3与端盖100是螺纹连接，因为端盖100上有中心螺纹孔，螺块3一端拧入端盖100，一端与连接螺杆2为面接触，因为端盖上装有O型圈，所以要求在装配端盖100时，不允许转动。压装电机1安装在直线导轨上，随着连接螺杆2的前移，压装电机1跟着向前移动。压装电机1输出扭矩最终转化为向前的推力，伺服电机可以做到闭环控制，可以实时监测输出扭矩值，待输出扭矩值达到推力要求值后，推进动作停止。

S5、完成以上动作后，端盖100装配完成，压装电机1反向旋转，连接螺杆2退出，压装电机1反向移动，退出到位后，三个定位气缸9收回，定位插块6抽出，推进机构反向移动，端盖定位座4与筒体200分离，推进机构回到工作位置，气缸横移组件反向移动，回到初始位置，等待下一次装配，如此循环。

本方案还提供一种压装拧紧设备，包括用于放置和固定筒体200的装配平台90，筒体200的一端端口需压装端盖100，另一端端口需将螺纹件300的拧紧，因此在筒体200的压装端设置有上述的大口径端盖推进机构，旋紧机构位于相对于推进机构的筒体200的另一端设置，用于将螺纹件300旋紧安装在筒体200的内丝口处，图11中螺纹件300的直径较大的大头端为外螺纹端。

装配平台90用于将筒体200通过两个锁扣件80固定在装配平台90上，在装配平台90的一侧设置有端盖上料平台91和端盖上料机器人92，在装配平台90的相邻侧设置有螺纹件上料平台93和螺纹件上料机器人94，在装配平台90的压装端还设置有压装平台95，在装配平台90的拧紧端设置有调节平台96，在调节平台96的下方设置有用于安装主控制箱70和六自由度调节机构62的底座97。

旋紧机构包括用于夹装固定并旋转螺纹件300的拧紧组件，拧紧组件包括拧紧套筒31、拧紧电机32和中空旋转平台33，拧紧电机32通过减速器与中空旋转平台33传动连接，拧紧套筒31穿过中空旋转平台33的中心并与其固定连接，拧紧套筒31内用于放置并固定夹装螺纹件300。

旋紧机构还包括丝杠横移组件，丝杠横移组件包括横移电机41、横移架42和丝杠43，横移架42的下端部设置有丝孔调节块44，丝孔调节块44上形成有与丝杠43匹配的内螺纹孔，丝杠43的中段穿过丝孔调节块44的螺纹孔，在丝孔调节块44两侧的横移架42下方设置有滑轨组件Ⅳ45，滑轨组件Ⅳ45包括滑轨Ⅳ和滑动设置在滑轨Ⅳ上横移滑块，横移架42安装在两个横移滑块上，丝杠43的端部转动设置在支撑座48上，丝杠43一端与横移电机41的输出轴连接。

横移架42的上端穿设有翻转轴46，在翻转轴46的一端连接有翻转电机47，翻转电机47通过减速机与翻转轴46连接。当装置完成螺纹件300的固定夹装动作后，翻转电机47动作，翻转轴46转动90°，拧紧套筒31翻转到其中心轴线呈水平状态，在翻转轴46上设置有旋转基座，旋转基座通过两个轴承安装在翻转轴46上。

拧紧作业中，横移电机41会与拧紧电机32同时工作，在螺纹件300旋紧过程中，需要一个向前的推力，而这个推力需要横移电机41提供，横移电机41的推动速度与拧紧电机32的旋转速度呈一定比例，而这个比例是预先进行计算好的，以实现螺纹件300的边拧边横向移动。

具体地，当拧紧套筒31轴心线呈竖直状态时，螺纹件上料机器人94将螺纹件300螺纹端朝上放入拧紧套筒31后，通过夹紧组件固定好螺纹件300后，翻转电机47转轴转动90°，以实现零螺纹件300的状态调整。

六自由度调节机构62包括位于调节平台96下端面的转轴铰接件以及位于底座97上端面的转轴铰接件，上下端面的转轴铰接件分别呈正三角形布置，且上下交错对应，转轴铰接件包括两个并列的转轴，六个调节气缸的两端分别与转轴铰接，每组中的两个调节气缸的下端靠近且上端分开，呈倒V形状，相邻组的调节气缸上端连接在一个转轴铰接件的两个转轴上。

测距传感器60设置在筒体200靠近旋紧机构的一端部，用于检测螺纹件300与筒体200的同轴度，其中测距传感器60位于筒体200端部并沿其端口周向上均匀环绕分布6个，反光板61位于拧紧套筒31上，与激光测距传感器60正对设置。主控箱70用于接收测距传感器60的信号，同时通过六自由度调节机构62调整螺纹件300的位姿状态，以使得螺纹件300与筒体200达到旋接所需的同轴度要求。

旋紧机构的工作原理如下：压缩空气供气，夹紧组件包括两个相对设置在拧紧套筒外侧的夹紧气缸50和安装在夹紧气缸50的推杆上的夹块，夹块的相对侧形成有夹装槽，夹块从拧紧套筒31的两侧筒壁的通孔进入且夹紧螺纹件300，拧紧套筒的筒口处环绕分布有多个凸块与螺纹件300上的端面凹槽匹配，传递扭转力，翻转电机47动作，螺纹件300进行90°旋转，使其中心轴线呈水平状态，测距传感器60与对应的反光板61测量对应的不同位置的数值，然后通过算法计算，自动调整六自由度调节机构62，实现调节平台96的六个自由度的动态调节，使螺纹件300与筒体200的同轴度保证在参数要求的范围内；丝杠横移组件工作，先将螺纹件300与筒体200的接触上，拧紧电机32开始运行，同时，横移电机41跟随移动，螺纹件300开始拧入筒体200端口；拧紧电机32的输出扭矩实时监测，当电机扭矩值达到设定要求后，说明拧紧到位，夹块松开，夹紧气缸50退出。

如图所示，上位机基于组态软件，通过标准的modbus TCP与Matribox边缘计算控制器进行数据交互，实现对产品组装线进行总控；Matribox边缘计算控制器通过EtherCAT总线对拧紧机构进行精确旋转控制；Matribox边缘计算控制器安装于主控箱70中，Matribox边缘计算控制器基于TCPIP协议对端盖上料机器人92、螺纹件上料机器人94、六自由度调节机构62以及各个位置的传感器进行数据交互，实现对各机构的运动控制。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种大口径端盖的推进机构，其特征在于：包括

压装组件，由其提供推动力推进端盖（100）进入筒体（200）的压装端，其包括压装电机（1）、连接螺杆（2）和螺块（3），连接螺杆（2）的一端与压装电机（1）的动力输出轴连接，另一端与螺块（3）连接；

定位组件，用于端盖定位座（4）和筒体（200）的固定连接，包括端板（5）和端盖定位座（4），所述端板（5）位于筒体（200）的一端，在端板（5）的中心处形成有用于端盖（100）和端盖定位座（4）穿过的通孔，所述通孔外缘的端板（5）上安装有用于实现端盖定位座（4）和筒体（200）一体连接的定位插块（6）；

推进组件，包括推进气缸（7）和电机支架（8），电机支架（8）的两侧设置有滑轨组件Ⅱ（12），滑轨组件Ⅱ（12）上滑动设置有所述端盖定位座（4），电机支架（8）的顶部设置有滑轨组件Ⅰ（11），滑轨组件Ⅰ（11）上滑动设置有所述压装电机（1），推进气缸（7）安装在所述电机支架（8）内，推进气缸（7）的基座与所述电机支架（8）固定连接，其推杆与端盖定位座（4）固定连接；

所述连接螺杆（2）穿过端盖定位座（4）的中心孔，在连接螺杆（2）的杆体上形成有第一外螺纹，所述第一外螺纹与端盖定位座（4）的中心孔的内螺纹匹配连接；所述螺块（3）的柱面上形成有第二外螺纹，所述第二外螺纹与端盖（100）的中心孔的内螺纹匹配连接。

2.如权利要求1所述的一种大口径端盖的推进机构，其特征在于：所述端盖定位座（4），包括设置有中心孔的定位座本体，所述定位座本体边缘向一侧延伸形成有环形定位部，沿环形定位部周向上均匀分布有三个定位槽口。

3.如权利要求2所述的一种大口径端盖的推进机构，其特征在于：所述端板（5）的通孔周围分布设置有三个定位气缸（9），所述定位气缸（9）的推杆端设置有定位插块（6），并均指向所述通孔的中心处，定位插块（6）用于插装在所述定位槽口中，从而将端盖定位座（4）与筒体（200）一体连接。

4.如权利要求3所述的一种大口径端盖的推进机构，其特征在于：还包括气缸横移组件，所述气缸横移组件包括横移平台（21）和横移气缸（22），所述横移气缸（22）安装在压装平台（95）的下端面，横移平台（21）通过滑轨组件Ⅲ（13）平行设置于压装平台（95）的上方，横移气缸（22）的推杆通过连接板（17）与横移平台（21）连接，横移平台（21）上用于安装所述滑轨组件Ⅱ（12）和电机支架（8）。

5.如权利要求1所述的一种大口径端盖的推进机构，其特征在于：所述滑轨组件Ⅰ（11）包括滑轨Ⅰ和滑动设置在滑轨Ⅰ上的滑块Ⅰ，滑轨Ⅰ设置有一根，且沿电机支架（8）的顶部中线处设置，所述压装电机（1）通过电机安装座（15）与滑块Ⅰ固定连接，从而实现压装电机（1）在滑轨Ⅰ上的移动。

6.一种大口径端盖的装配方法，其特征在于：具体步骤如下：

第一步，首先将螺块（3）安装在端盖（100）的中心孔中，拿取端盖（100）放置到端盖上料平台（91）上；端盖上料平台（91）上安装的传感器一感应到信号后，端盖上料机器人（92）开始动作，按照运算好的路径轨迹，把带有螺块（3）的端盖（100）放入到工装的初始位置，并反馈信号给主控制箱（70）；

第二步，主控制箱（70）发送控制指令，横移气缸（22）开始动作，把横移平台（21）从初始位置移动到工作位置，传感器二触发，推进气缸（7）开始动作，通过推动端盖定位座（4）从而带动压装电机（1）整体在滑轨Ⅰ上进行移动，端盖（100）进入筒体（200）一端，通过端盖定位座（4）止口限位，使端盖定位座（4）与筒体（200）的定位槽口内外对应重叠；

第三步，定位气缸（9）伸长，定位插块（6）从三个方向插入内外对应重叠的定位槽口中，使端盖定位座（4）与筒体（200）连接为一体；

第四步，压装电机（1）驱动连接螺杆（2）转动，压装电机（1）被连接螺杆（2）带动沿滑轨Ⅰ向前移动，监测压装电机（1）输出的扭矩值，当输出扭矩值达到设定要求时，压装电机（1）的推进动作停止，端盖（100）在筒体（200）的端口处安装到位；

第五步，端盖（100）装配完成后，压装电机（1）反向旋转，连接螺杆（2）退出，同时带动螺块（3）从端盖（100）的中心孔旋出，压装电机（1）反向移动，退出到位后；三个定位气缸（9）动作，定位插块（6）从定位槽口抽出，端盖定位座（4）与筒体（200）相分离，压装电机（1）回到工作位置，横移平台（21）反向移动，回到初始位置，等待下一次装配。

7.一种压装拧紧设备，其特征在于：设置有权利要求1-5任一项所述的大口径端盖的推进机构和用于大口径螺纹件拧紧的旋紧机构，所述旋紧机构位于筒体（200）相对于推进机构的另一端，用于将螺纹件（300）拧紧安装在筒体（200）的丝口处。

8.如权利要求7所述的一种压装拧紧设备，其特征在于：所述旋紧机构包括用于夹装固定并旋紧螺纹件（300）的拧紧组件，所述拧紧组件包括拧紧套筒（31）、拧紧电机（32）和中空旋转平台（33），拧紧电机（32）通过减速器与中空旋转平台（33）传动连接，所述拧紧套筒（31）穿过中空旋转平台（33）的中心并与其固定连接，拧紧套筒（31）内用于放置并夹装固定螺纹件（300）。

9.如权利要求8所述的一种压装拧紧设备，其特征在于：包括装配平台（90），所述筒体（200）通过两个锁扣件（80）固定在所述装配平台（90）上，在装配平台（90）的一侧设置有端盖上料平台（91）和端盖上料机器人（92），在装配平台（90）的相邻侧设置有螺纹件上料平台（93）和螺纹件上料机器人（94）。

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