CN113953790A - 一种具有夹持功能的套筒自动更换装置及套筒更换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有夹持功能的套筒自动更换装置及套筒更换方法，套筒自动更换装置包括基座以及套筒托板，所述基座上设有第一升降驱动部件，还包括设置于套筒托板上方的上挡板，所述基座上设有第二升降驱动部件用于驱动上挡板升降，所述上挡板上开设多个竖向通孔；所述套筒托板上设有多套夹紧组件，各夹紧组件用于将各套筒对应水平夹持，各所述夹紧组件包括一对卡爪以及可驱动卡爪水平开合的夹紧驱动部件，所述套筒托板朝上设有多个防转螺栓。本发明夹紧组件可在套筒与连接头的脱离过程中，套筒下降时卡爪将其牢牢夹持，套筒与套筒托板保持同步下降，解决了套筒自重下落卡涩问题，整个脱离过程快速稳定，提高了设备的稳定性和开动率。

Description

一种具有夹持功能的套筒自动更换装置及套筒更换方法

技术领域

本发明涉及汽车装配装置，具体地指一种具有夹持功能的套筒自动更换装置及套筒更换方法。

背景技术

通常装配生产线，套筒与拧紧轴的连接主要有两种方式：一种是套筒与拧紧轴通过销或弹珠直接连接，另一种是套筒与拧紧轴通过快换接头连接。前者连接方式更换套筒需要人工操作，存在安全性问题。第二种连接方式能够实现自动更换套筒，但成功率低，常用的快换接头(又称“连接杆”)结构为：连接杆的外圈设置有锁紧环，连接杆的内腔设置有钢珠，锁紧环与钢珠通过芯轴联动。在外力作用下锁紧环可沿连接杆轴向上下移动，锁紧环带动芯轴上移，会使得钢珠缩回连接杆的内部；锁紧环带动芯轴下降，芯轴将钢珠顶出与套筒卡紧。

专利号为CN 208391414 U的中国实用新型专利公开了一种自动更换套筒装置，其结构为：基座上设置有用于驱动套筒上升或者下降的升降装置，升降装置包括升降驱动部件和升降板，升降装置的上方两侧各设置有可左右伸缩用于卡紧锁紧环的伸缩压板装置，每个所述伸缩压板装置包括左右伸缩驱动部件和压板。该专利工作原理为：压板水平伸缩卡住快换接头锁紧环下端面，拧紧轴(机械手)下降压缩使锁紧环上移钢珠缩回，再通过升降板带动套筒升降，完成套筒与快换接头的连接和脱离。

上述专利的缺陷为：1.此种换套筒装置依靠拧紧轴的下降，在压板上压缩快换接头锁紧环，但压板为L型悬臂和U型缺口结构，强度有限，长时间经受拧紧轴的压力，极易变形，造成拧紧轴位置偏移，套筒不能完全连接或脱离的情况；2.套筒装配过程中，升降装置将套筒举升与连接杆对接，伸缩压板装置缩回使锁紧环下压复位，缩回过程压板与锁紧环间产生水平摩擦，对二者表面均造成磨损，影响使用寿命；3.套筒脱离过程中，当拧紧轴下降压缩使锁紧环上移钢珠缩回，升降板承载套筒下降时，套筒下降与快换接头脱离完全依靠自重作用，极易出现套筒与快换接头间出现卡涩，套筒无法完全脱离快换接头的情况。以上情况降低了该装置的稳定性，影响了设备的开动率。

因此，需要开发出一种结构简单、操作方便、套筒脱离迅速、具有夹持功能的套筒自动更换装置。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种结构简单、操作方便、套筒脱离迅速、具有夹持功能的套筒自动更换装置，能够主动完成对中夹持套筒，并使套筒与拧紧轴轴端主动脱离或主动连接，实现多组套筒的全自动更换，提高设备的稳定性和开动率。

本发明的技术方案为：一种具有夹持功能的套筒自动更换装置，包括基座以及用于放置套筒的套筒托板，所述基座上设有第一升降驱动部件用于驱动套筒托板升降，其特征在于，

还包括设置于套筒托板上方的上挡板，所述基座上设有第二升降驱动部件用于驱动上挡板升降，所述上挡板上开设多个竖向通孔，各竖向通孔用于各套筒对应穿过；

所述套筒托板上设有多套夹紧组件，各夹紧组件用于将各套筒对应水平夹持，各所述夹紧组件包括一对卡爪以及可驱动卡爪开合的夹紧驱动部件，所述套筒托板朝上设有多个防转螺栓，各防转螺栓用于与各套筒底部配合防转。

优选的，所述夹紧驱动部件包括开合驱动气缸缸体以及设置于开合驱动气缸缸体顶部的两开合伸缩端，两开合伸缩端与两卡爪一一对应连接，所述开合驱动气缸缸体侧壁与套筒托板边缘固定连接。

进一步的，所述开合驱动气缸缸体上设有L形连接板，所述L形连接板包括水平部以及连接于水平部下方的竖直部，所述水平部与套筒托板底面固连，所述竖直部与开合驱动气缸缸体侧壁固连。

进一步的，所述卡爪为一端与对应的开合伸缩端连接、另一端朝对应套筒延伸的L形，所述卡爪与套筒对应的一端上开设V形缺口。

优选的，所述第一升降驱动部件顶部的伸缩端与套筒托板中心区域固连，所述上挡板沿套筒托板长度方向的前后两端均对应超过套筒托板，所述第二升降驱动装置对称设置于套筒托板前后方，所述第二升降驱动装置底部与基座固连，第二升降驱动装置顶部的伸缩端与上挡板固连。

进一步的，所述防转螺栓为六角螺栓，多个防转螺栓在套筒托板上沿其长度方向布置成两排。

进一步的，多套夹紧组件中：两排防转螺栓前后端上套筒所对应的夹紧组件，其夹紧驱动部件与套筒托板前后边缘对应固连、两卡爪沿套筒托板宽度方向开合；其余的夹紧组件，其夹紧驱动部件与套筒托板两侧边缘对应固连、两卡爪前后开合。

优选的，各所述竖向通孔位于各防转螺栓正上方。

本发明还提供上述具有夹持功能的套筒自动更换装置的套筒更换方法，包括套筒从快换接头脱离的方法以及套筒与快换接头装配的方法，

所述套筒从快换接头脱离的方法，包括以下步骤：

a.夹紧组件的卡爪打开，套筒托板位于托板上位，上挡板位于挡板下位，机械手抓取带有套筒的快换接头从竖向通孔下降，直至机械手将套筒弹性下压于防转螺栓顶部；

b.机械手带动套筒转动使防转螺栓进入套筒内、套筒落到到套筒托板上，夹紧组件的卡爪将套筒夹紧；

c.上挡板上升至挡板上位，此时上挡板将快换接头锁紧环压缩到底并将快换接头整体上推，使快换接头钢珠缩回与套筒内对应卡槽分离，套筒托板下降至托板下位，带动套筒与快换接头分离，随后机械手带动快换接头上升移位到需要更换的套筒上方，上挡板下降回到挡板下位。

优选的，所述套筒与快换接头装配的方法，包括以下步骤：

a.套筒位于套筒托板上与防转螺栓配合，夹紧组件的卡爪夹紧套筒，套筒托板位于托板下位，上挡板位于挡板上位，机械手抓取快换接头下降，直至机械手将快换接头弹性下压于套筒顶部；

b.机械手转动使快换接头底部方头落入套筒顶部方孔中，此时上挡板将快换接头的锁紧环顶住压缩到底，快换接头钢珠缩回；

c.套筒托板上升至托板上位将套筒顶入快换接头底部方头，再将上挡板下降至挡板下位，快换接头的钢珠顶出卡住套筒，夹紧组件的卡爪松开，随后机械手抓取带有套筒的快换接头上升。

本发明的有益效果有：

1.夹紧组件可实现的套筒对中夹持，在套筒与快换接头的脱离过程中，套筒下降时卡爪将其牢牢夹持，套筒与套筒托板保持同步下降，解决了套筒自重下落卡涩问题，整个脱离过程快速稳定，提高了设备的稳定性和开动率。

2.上挡板为整体板件，结构强度增大，通过前后对称的第二升降驱动部件实现升降，开设的竖向通孔与快换接头的锁紧环360°周向配合实现钢珠的伸出与缩回，因此上挡板受力均匀，不易变形。

3.本发明中上挡板设有上下两个位置，与同样设有上下两个位置的套筒托板配合，快速准确完成套筒更换。在套筒与快换接头装配过程中，上挡板仅竖向与锁紧环间作用，不会产生水平摩擦，增加了其使用寿命。

附图说明

图1为本发明套筒自动更换装置示意图

图2为套筒自动更换装置主视图

图3为套筒自动更换装置俯视图

图4为图2中A-A截面图

图5为图2中B-B截面图

图6为图3中C-C截面图

图7为套筒从快换接头脱离的流程图

图8为套筒与快换接头装配的流程图

其中：1-基座2-第一升降驱动部件3-套筒托板4-上挡板5-第二升降驱动部件6-竖向通孔7-卡爪(71-V形缺口)8-夹紧驱动部件(81-开合驱动气缸缸体82-开合伸缩端83-L形连接板)9-防转螺栓10-套筒20-快换接头。

具体实施方式

下面具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1-6所示，本发明提供的一种具有夹持功能的套筒自动更换装置，包括基座1以及用于放置套筒10的套筒托板3，基座1上设有第一升降驱动部件2用于驱动套筒托板3升降，还包括设置于套筒托板3上方的上挡板4，基座1上设有第二升降驱动部件5用于驱动上挡板4升降，上挡板4上开设多个竖向通孔6，各竖向通孔6用于各套筒10对应穿过。套筒托板3上设有多套夹紧组件，各夹紧组件用于将各套筒10对应水平夹持，各夹紧组件包括一对卡爪7以及可驱动卡爪7水平开合的夹紧驱动部件8，套筒托板3朝上设有多个防转螺栓9，各防转螺栓9用于与各套筒10底部配合防转。防转螺栓9为六角螺栓，多个防转螺栓9在套筒托板3上沿其长度方向布置成两排。各竖向通孔6位于各防转螺栓9正上方。

夹紧驱动部件8包括开合驱动气缸缸体81以及设置于开合驱动气缸缸体81顶部的两开合伸缩端82，两开合伸缩端82与两卡爪7一一对应连接，开合驱动气缸缸体81侧壁与套筒托板3边缘固定连接。开合驱动气缸缸体81上设有L形连接板83，L形连接板83包括水平部以及连接于水平部下方的竖直部，水平部与套筒托板3底面固连，竖直部与开合驱动气缸缸体81侧壁固连。

卡爪7为一端与对应的开合伸缩端82连接、另一端朝对应套筒10延伸的L形，卡爪7与套筒10对应的一端上开设V形缺口71。夹紧组件两卡爪7合拢时，两V形缺口71相互靠近，与套筒10表面配合夹紧。

第一升降驱动部件2顶部的伸缩端与套筒托板3中心区域固连，上挡板4沿套筒托板3长度方向的前后两端均对应超过套筒托板3，第二升降驱动装置5对称设置于套筒托板3前后方，第二升降驱动装置5底部与基座1固连，第二升降驱动装置5顶部的伸缩端与上挡板4固连。

本实施例中，套筒自动更换装置可放置3种共6个套筒，6个防转螺栓9在套筒托板3上沿其长度方向(即图3中左右向)布置成两排，每排相同位置的防转螺栓9上放置同种套筒10，因此对应设置6套夹紧组件。

如图5所示，前端(图5中左端)2个防转螺栓9上的套筒10所对应的夹紧组件，夹紧驱动部件8与套筒托板3前端边缘固连，两卡爪7沿套筒托板3宽度方向(图5中上下向)开合；后端(图5中右端)2个防转螺栓9上的套筒10所对应的夹紧组件，夹紧驱动部件8与套筒托板3后端边缘固连，两卡爪7沿套筒托板3宽度方向(图5中上下向)开合；中间2个防转螺栓9上的套筒10所对应的夹紧组件，其夹紧驱动部件8与套筒托板3沿宽度方向的两侧(图5中上下侧)边缘对应固连、两卡爪7沿套筒托板3长度方向开合。本发明可实现3种套筒每次2个同时更换，套筒更换无需人工操作，提高了设备稳定性，提高了生产效率。

利用上述夹持功能的套筒自动更换装置的套筒更换方法，包括套筒10从快换接头20脱离的方法以及套筒10与快换接头20装配的方法，快换接头20、套筒10均为现有产品，快换接头20底部设有方头，套筒10顶部设有方孔与方头对应，套筒10底部设有防转孔与防转螺栓9形状对应。

如图7所示，套筒10从快换接头20脱离的方法，步骤为：

a.准备：夹紧组件的卡爪7打开，套筒托板3位于托板上位，上挡板4位于挡板下位，机械手抓取带有套筒10的快换接头20从竖向通孔6下降，直至机械手将套筒10弹性下压于防转螺栓9顶部；

b.认帽：机械手带动套筒10转动使防转螺栓9进入套筒10内、套筒10落到到套筒托板3上，夹紧组件的卡爪7将套筒10夹紧；

c.分离：上挡板4上升至挡板上位，此时上挡板4将快换接头20锁紧环压缩到底并将快换接头20整体上推，使快换接头20钢珠缩回与套筒10内对应卡槽分离，套筒托板3下降至托板下位，带动套筒10与快换接头20分离，随后机械手带动快换接头20上升移位到需要更换的套筒上方，上挡板4下降回到挡板下位。

如图8所示，套筒10与快换接头20装配的方法，步骤为：

a.准备：套筒10位于套筒托板3上与防转螺栓9配合，夹紧组件的卡爪7夹紧套筒10，套筒托板3位于托板下位，上挡板4位于挡板上位，机械手抓取快换接头20从竖向通孔6下降，直至机械手将快换接头20弹性下压于套筒10顶部；

b.认帽：机械手转动使快换接头20底部方头落入套筒10顶部方孔中，此时上挡板4将快换接头20的锁紧环顶住压缩到底，快换接头20钢珠缩回；

c.连接：套筒托板3上升至托板上位将套筒10顶入快换接头20底部方头，再将上挡板4下降至挡板下位，快换接头20的钢珠顶出卡住套筒10，夹紧组件的卡爪7松开，随后机械手抓取带有套筒10的快换接头20上升。

Claims (10)

1.一种具有夹持功能的套筒自动更换装置，包括基座(1)以及用于放置套筒(10)的套筒托板(3)，所述基座(1)上设有第一升降驱动部件(2)用于驱动套筒托板(3)升降，其特征在于，

还包括设置于套筒托板(3)上方的上挡板(4)，所述基座(1)上设有第二升降驱动部件(5)用于驱动上挡板(4)升降，所述上挡板(4)上开设多个竖向通孔(6)，各竖向通孔(6)用于各套筒(10)对应穿过；

所述套筒托板(3)上设有多套夹紧组件，各夹紧组件用于将各套筒(10)对应水平夹持，各所述夹紧组件包括一对卡爪(7)以及可驱动卡爪(7)开合的夹紧驱动部件(8)，所述套筒托板(3)朝上设有多个防转螺栓(9)，各防转螺栓(9)用于与各套筒(10)底部配合防转。

2.如权利要求1所述的具有夹持功能的套筒自动更换装置，其特征在于，所述夹紧驱动部件(8)包括开合驱动气缸缸体(81)以及设置于开合驱动气缸缸体(81)顶部的两开合伸缩端(82)，两开合伸缩端(82)与两卡爪(7)一一对应连接，所述开合驱动气缸缸体(81)侧壁与套筒托板(3)边缘固定连接。

3.如权利要求2所述的具有夹持功能的套筒自动更换装置，其特征在于，所述开合驱动气缸缸体(81)上设有L形连接板(83)，所述L形连接板(83)包括水平部以及连接于水平部下方的竖直部，所述水平部与套筒托板(3)底面固连，所述竖直部与开合驱动气缸缸体(81)侧壁固连。

4.如权利要求2所述的具有夹持功能的套筒自动更换装置，其特征在于，所述卡爪(7)为一端与对应的开合伸缩端(82)连接、另一端朝对应套筒(10)延伸的L形，所述卡爪(7)与套筒对应的一端上开设V形缺口(71)。

5.如权利要求1所述的具有夹持功能的套筒自动更换装置，其特征在于，所述第一升降驱动部件(2)顶部的伸缩端与套筒托板(3)中心区域固连，所述上挡板(4)沿套筒托板(3)长度方向的前后两端均对应超过套筒托板(3)，所述第二升降驱动装置(5)对称设置于套筒托板(3)前后方，所述第二升降驱动装置(5)底部与基座(1)固连，第二升降驱动装置(5)顶部的伸缩端与上挡板(4)固连。

6.如权利要求5所述的具有夹持功能的套筒自动更换装置，其特征在于，所述防转螺栓(9)为六角螺栓，多个防转螺栓(9)在套筒托板(3)上沿其长度方向布置成两排。

7.如权利要求6所述的具有夹持功能的套筒自动更换装置，其特征在于，多套夹紧组件中：两排防转螺栓(9)前后端上套筒(10)所对应的夹紧组件，其夹紧驱动部件(8)与套筒托板(3)前后边缘对应固连、两卡爪(7)沿套筒托板(3)宽度方向开合；其余的夹紧组件，其夹紧驱动部件(8)与套筒托板(3)两侧边缘对应固连、两卡爪(7)前后开合。

8.如权利要求1所述的具有夹持功能的套筒自动更换装置，其特征在于，各所述竖向通孔(6)位于各防转螺栓(9)正上方。

9.一种如权利要求1-8中任一所述具有夹持功能的套筒自动更换装置的套筒更换方法，其特征在于，包括套筒(10)从快换接头(20)脱离的方法以及套筒(10)与快换接头(20)装配的方法，

所述套筒(10)从快换接头(20)脱离的方法，包括以下步骤：

a.夹紧组件的卡爪(7)打开，套筒托板(3)位于托板上位，上挡板(4)位于挡板下位，机械手抓取带有套筒(10)的快换接头(20)从竖向通孔(6)下降，直至机械手将套筒(10)弹性下压于防转螺栓(9)顶部；

b.机械手带动套筒(10)转动使防转螺栓(9)进入套筒(10)内、套筒(10)落到到套筒托板(3)上，夹紧组件的卡爪(7)将套筒(10)夹紧；

c.上挡板(4)上升至挡板上位，此时上挡板(4)将快换接头(20)锁紧环压缩到底并将快换接头(20)整体上推，使快换接头(20)钢珠缩回与套筒(10)内对应卡槽分离，套筒托板(3)下降至托板下位，带动套筒(10)与快换接头(20)分离，随后机械手带动快换接头(20)上升移位到需要更换的套筒上方，上挡板(4)下降回到挡板下位。

10.如权利要求9所述的套筒更换方法，其特征在于，所述套筒(10)与快换接头(20)装配的方法，包括以下步骤：

a.套筒(10)位于套筒托板(3)上与防转螺栓(9)配合，夹紧组件的卡爪(7)夹紧套筒(10)，套筒托板(3)位于托板下位，上挡板(4)位于挡板上位，机械手抓取快换接头(20)下降，直至机械手将快换接头(20)弹性下压于套筒(10)顶部；

b.机械手转动使快换接头(20)底部方头落入套筒(10)顶部方孔中，此时上挡板(4)将快换接头(20)的锁紧环顶住压缩到底，快换接头(20)钢珠缩回；

c.套筒托板(3)上升至托板上位将套筒(10)顶入快换接头(20)底部方头，再将上挡板(4)下降至挡板下位，快换接头(20)的钢珠顶出卡住套筒(10)，夹紧组件的卡爪(7)松开，随后机械手抓取带有套筒(10)的快换接头(20)上升。

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