CN114102127B - 膜式燃气表机芯自动化生产线 - Google Patents

Abstract

本发明属于燃气表生产设备领域，公开了一种膜式燃气表机芯自动化生产线，包括计量壳压封系统和曲柄组件与凸轮轴装配系统，其中计量壳压封系统主要包括二次定位机构，二次定位机构包括一一对应设置的翻转板和仿型工装；曲柄组件与凸轮轴装配系统包括转移装配用夹爪气缸、指针合件放置工装、以及用于锁定出口轮装配过程中姿态的出口轮姿态保持机构，其中转移装配用夹爪气缸具有包夹机芯用的一对夹块；指针合件放置工装用于装载具备正确装配姿态的指针合件，并具有供指针合件各部分定位用的定位结构。可提高计量壳的铆接以及曲柄组件与凸轮轴装配的顺畅度，大大提高整条生产线的生产效率，同时减少或避免装配阻碍，降低压损风险，保证装配质量等。

Description

膜式燃气表机芯自动化生产线

技术领域

本发明属于燃气表生产设备领域，具体涉及一种膜式燃气表机芯自动化生产线。

背景技术

膜式燃气表被广泛应用于城镇化建设，具有较大的市场需求，故为提高其生产效率，现在市面上通常采用自动化装配线进行装配，如专利号为“201710078125X”，专利名称为“一种燃气计量表机芯自动装配方法及装配生产线”的专利中，即公开了相应的自动化装配生产线，其中涉及到计量壳的铆接工序，在铆接时，需要先将计量壳与机芯体对正，并处于相互抱合姿态，即计量壳上的铆齿处于机芯体的周向外侧，然而申请人在后续实施过程中发现，由于计量壳与机芯体都由不同的生产设备生产，二者对精度的控制和实际产品精度均存在差异，如采用直接铆接的方式，很容易导致在将计量壳与机芯体铆合时，铆齿阻碍二者对扣的情况发生，影响生产效率，同时这也对进行扣合操作的机械手动作精度要求更高，增加了设备成本和实施难度，

另一方面在后续进行曲柄组件中的出口轮与指针合件（包括“误差调节机构”（参见：公告号CN201273832Y所示的“往复阀燃气表的误差精度调节机构”）、“阀盖”和“导杆架”）中的凸轮轴之间的装配时，现有的机械手与工装在压装过程中，常出现压坏出口轮上或凸轮轴上的驱动齿，也会影响机芯的自动化生产效率和难以保证自动化装配的顺利进行。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种膜式燃气表机芯自动化生产线，以解决现有自动化生产线中，计量壳铆接，以及曲柄组件与凸轮轴容易出问题，进而导致装配不顺，影响生产效率的问题。

其技术方案如下：

一种膜式燃气表机芯自动化生产线，包括计量壳压封系统和曲柄组件与凸轮轴装配系统，其关键在于：其中所述计量壳压封系统包括机架，以及设置于该机架上的旋转分度盘和对应该旋转分度盘设置的压封机，所述旋转分度盘上具有沿其周向均匀分布的机芯体定位座，所述旋转分度盘一侧设有二次定位机构和计量壳机械手，所述二次定位机构包括一一对应设置的翻转板和仿型工装；

所述曲柄组件与凸轮轴装配系统包括转移装配用夹爪气缸、指针合件放置工装、以及用于锁定出口轮装配过程中姿态的出口轮姿态保持机构，其中转移装配用夹爪气缸具有包夹机芯用的一对夹块；

所述指针合件放置工装用于装载具备正确装配姿态的指针合件，并具有供指针合件各部分定位用的定位结构，所述定位结构能够保持装载的指针合件处于正确装配姿态。

采用以上方案，计量壳压封系统中利用翻转板配合方型工装实现计量壳的倒扣放置，而不需在转运过程中再进行翻转操作，便于计量壳机械手操作，使计量壳与位于机芯体定位座上的机芯对正扣合，减少失误，提高顺畅度，而曲柄组件与凸轮轴装配系统中，主要利用出口轮姿态保持机构和指针合件放置工装来有效保证凸轮轴同轴向压装至中轴过程中，始终具有防碰撞的正确装配姿态，从而有效确保自动化装配的顺利进行，两个系统相互配合，达到共同提高生产效率的目的，同时可提高装配质量，避免装配过程触碰压损等。

作为优选：所述出口轮姿态保持机构包括姿态保持用气缸、中间推拉杆和姿态保持用杠杆；

所述转移装配用夹爪气缸的一对夹块中靠近曲柄的一块夹块为姿态保持用安装块，该姿态保持用安装块的外侧固定安装有所述姿态保持用气缸，所述姿态保持用气缸的推杆沿竖直方向伸缩且与所述中间推拉杆的一端铰接相连，所述中间推拉杆的另一端用于与所述姿态保持用杠杆的一端铰接相连，所述姿态保持用杠杆长度方向的中部通过枢轴以可转动方式安装在所述姿态保持用安装块的竖向端侧，所述姿态保持用杠杆的另一端即构成用于抵压并使得曲柄的拨杆保持锁定的锁定端。采用以上方案，仅需在夹固机芯的同时启动动姿态保持用气缸动作，气缸的推杆随即驱动中间推拉杆，中间推拉杆驱动姿态保持用杠杆，使得姿态保持用杠杆的锁定端抵压住曲柄的拨杆保持锁定，曲柄的拨杆锁定后，与曲柄紧过盈配合固定连接的出口轮也保持锁定，从而完成实现出口轮“正确装配姿态”的保持，结构简洁合理，操控使用简便可靠性良好。

作为优选：所述锁定端用于与曲柄的拨杆接触的表面具有横截断面呈V型结构的限位沟槽，所述限位沟槽的长度方向与所述姿态保持用杠杆的长度方向一致，且所述限位沟槽在长度方向邻近曲柄的一端为开口端。采用以上方案，即可利用两个倾斜面来形成导向面，可在抵压过程中，将偏移的拨杆导向至沟槽内底部的正确位置实现锁定与定位，确保顺利保持出口轮具有准确的装配姿态。

作为优选：所述出口轮姿态保持机构还包括中间推拉杆止点限位结构，所述中间推拉杆止点限位结构包括固定块，所述固定块固定安装于所述姿态保持用安装块的外侧面，所述固定块上设置有沿竖直方向延伸的条形槽孔，且所述固定块的上下端面各自通过螺纹旋接有一颗调节螺钉，所述调节螺钉上背离螺栓头部的一端均处在条形槽孔内构成限位止点；

所述中间推拉杆与姿态保持用气缸的推杆之间的连接销轴沿自身轴向延伸并插入所述条形槽孔内，并能够与所述限位止点接触来实现止点止动。以上中间推拉杆止点限位结构的结构简单，易于在夹块上加工安装设置，与此同时，易于通过调节上述调节螺钉来精准调节限位止点的位置，从而精确调控中间推拉杆的止点位置，确保姿态保持用杠杆精准动作，避免姿态保持用杠杆压损拨杆，也能够避免姿态保持用杠杆过度复位进而增加锁定与解锁的用时，加快锁定与解锁的实现速率。

作为优选：所述指针合件放置工装能够供所述机芯上指针合件倒扣固定并使得凸轮轴的下段朝上，其包括底板和定位板；

所述底板用于铺放在传动带上传送装配，所述定位板固设于底板顶部，所述定位板的上表面沿机芯装配传送方向依次设置有摇臂定位结构、指针定位结构和导杆架定位结构；

所述摇臂定位结构包括两个竖向且间隔设置的第二定位柱，两个所述第二定位柱顶部均设有用于插入指针合件中摇臂上对应的定位孔的定位销；

所述指针定位结构包括可供指针和指针盘嵌入的定位凹槽；

所述导杆架定位结构包括在竖向且沿机芯装配传送方向间隔设置的两个定位凸起，两个定位凸起的相对的内侧面设置有可供机芯上导杆架两端的弯折部分和末段插入并实现横向和纵向定位的插入定位槽。采用上述指针合件放置工装的优点是：可通过上述定位板中的摇臂定位结构来确保摇臂在压装前处在正确的装配姿态，从而确保摇臂上的装配转轴能够对准插入机芯上对应的装配孔内。采用定位板中的指针定位结构，即可通过定位凹槽内确保指针指向预定的正确位置并实现保持，当指针指向保持后即可使得凸轮轴及其轮齿的位置得以确定与保持，从而为凸轮轴与出口轮之间的精准顺利装配创造条件。采用定位板中的导杆架定位结构，即可使得供阀盖导向滑动的导杆架具有正确的装配姿态。

作为优选：所述仿型工装正对两侧具有对称设置的引导斜面。采用以上方案，计量壳机械手在进行抓取时，先下压，利用引导斜面对计量壳上的铆齿进行外扩操作，这样当倒扣至机芯体上时，可降低因为加工精度造成扣合受阻情况发生概率，确保计量壳能够顺利扣合到机芯体上，即减少故障，有利于保证生产线的正常运转，同时也可降低计量壳机械手的动作精度等，便于降低成本。

作为优选：所述仿型工装中部具有对称设置的弹簧顶杆，所述弹簧顶杆竖向设置。采用以上方案，便于在进行铆齿扩张之后快速将计量壳顶起复位，便于计量壳机械手快速吸抓转运。

作为优选：所述机架上对应计量壳机械手设有计量壳放置工位，所述机架上具有对应计量壳放置工位设置的预紧气缸，所述预紧气缸的活塞杆端部具有正对计量壳与机芯体扣合部位的预紧板。用以上方案，当计量壳机械手抓取计量壳扣合到机芯后，即可通过预紧气缸将计量壳上将铆齿向内压，实现计量壳与机芯之间的预紧，以防止由于上一定位扩张工序导致二者相互配合松动，进而在分度盘转动过程中计量壳相对机芯错位甚至被甩出的情况发生，使其能够保持良好对扣姿态跟随转动到达铆接工位。

作为优选：所述旋转分度盘上对应机芯体定位座设有窗口，所述机架上对应该计量壳放置工位的位置设有顶升气缸B，该顶升气缸B的竖直朝上设置，其活塞杆端部设有夹紧气缸B，当旋转分度盘转动，使机芯体定位座处于计量壳放置工位时，所述夹紧气缸B张开，顶升气缸B能够升起使所述夹紧气缸B通过窗口完成对机芯体定位座上机芯体的夹紧。采用以上方案，在进行计量壳预紧之前，采用夹紧气缸B对机芯体进行夹紧，可防止在预紧过程中机芯体移位导致后续铆接位置不精准。

作为优选：所述预紧板面向计量壳放置工位的一侧设有至少一个预紧头，所述预紧头的端面为斜面，其下侧相对上侧更靠近计量壳放置工位。采用以上方案，在进行预紧操作时，受倾斜面引导，受压铆齿更容易朝向机芯体弯曲，具有更好的预紧效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用本发明提供的膜式燃气表机芯自动化生产线，可提高计量壳的铆接以及曲柄组件与凸轮轴装配的顺畅度，大大提高整条生产线的生产效率，同时减少或避免装配阻碍，降低压损风险，保证装配质量等。

附图说明

图1为本发明中计量壳压封系统的结构示意图；

图2为二次定位机构结构示意图；

图3为图2轴测图；

图4为仿型工装结构示意图；

图5为图4俯视图；

图6为预紧板结构示意图；

图7为夹板结构示意图；

图8为机芯体定位座结构示意图；

图9为计量壳机械手结构示意图；

图10为本发明曲柄组件与凸轮轴装配系统部分结构示意图（夹取装配好曲柄组件的机芯状态，未装配指针合件）；

图11为本发明曲柄组件与凸轮轴装配系统部分结构示意图（即将装配指针合件）；

图12为本发明指针合件放置工装的结构示意图；

图13为机芯中出口轮结构示意图；

图14为图13的轴测图；

图15为出口轮上料机构的部分结构示意图；

图16为本发明中曲柄上料机构的部分结构示意图；

图17为本发明中曲柄组件装配工装的爆炸图；

图18为本发明中曲柄组件装配工装的结构示意图；

图19为本发明的曲柄组件装配工装装配曲柄组件的示意图；

图20为曲柄组件装配工装带有装好的曲柄组件的示意图；

图21为机芯上曲柄组件和指针合件待装配状态的结构示意图；

图22为计量壳、曲柄组件和指针合件装配后的结构示意图

图23为机芯体结构示意图（已压封计量壳）；

图24为计量壳侧视图；

图25为计量壳俯视图。

实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

参考图1至图20所示的膜式燃气表机芯自动化生产线，为便于理解，首先结合图21至图25对本申请中膜式燃气表机芯500（下简称机芯）的结构做简述，如图所示，机芯500主要包括机芯体560，机芯体560两侧在安装膜片组件后需铆封计量壳570，机芯体560的顶部设有曲柄组件510、指针合件540和中轴550，其中曲柄组件510主要包括依次配合的出口轮511、支座520和曲柄530，其中出口轮511包括呈筒状结构的装配轴筒512，装配轴筒512的一端设有驱动圆盘513，驱动圆盘513的底部具有驱动用凸起514，驱动用凸起514呈子弹头状，并均匀分布于驱动圆盘513底部。

为配合本发明中的曲柄组件与凸轮轴装配系统工作，装配轴筒512的外侧设置有柱状的上料姿态调整用凸肩，上料姿态调整用凸肩的圆周方向具有一对背对且相互平行的姿态调整用平面515和一对背对且等直径的圆弧面，一对所述姿态调整用平面515之间的间距小于圆弧面的直径，驱动圆盘513的底部中部具有至少两个沿其厚度方向凸出的姿态调整用凸起516，多个姿态调整用凸起516呈直线分布处于驱动圆盘的单一直径上，并与姿态调整用平面515相互平行，单一直径的首尾恰好穿过相邻两个驱动用凸起之间的间隙。采用此种结构易于在出口轮振动上料盘上的出口轮末段上料通道的入口处设置于两个姿态调整用平面间距等宽的入口，这样一来，就能够对进入出口轮末段上料通道的出口轮的姿态进行调整和纠正，更好控制即将用于上料和装配的出口轮的姿态，同时能够使得相邻两个驱动用凸起之间形成不易被压损、可靠装配与使用的间隙，进而利于完成出口轮与凸轮轴之间正确可靠的自动化精准装配。

曲柄530主要包括拨杆531和与该拨杆531相连的连接轴532，指针合件540则主要包括凸轮轴541，以及位于该凸轮轴541顶部的指针542、摇臂543、导杆架544和阀盖545，机芯体560的上下两侧均具有定位轴孔561，其中下侧有两个，上侧有一个，计量壳570大体呈中部凹陷的盖状，截面呈梯形状，且开口处具有平直翻边，翻边边缘具有沿其厚度方向设置的铆齿571，其边缘四角具有定位通孔572。

本申请的膜式燃气表机芯自动化生产线主要包括计量壳压封系统和曲柄组件与凸轮轴装配系统，如图1至图9所示，其中计量壳压封系统包括机架100，以及设置于该机架100上的旋转分度盘110和对应该旋转分度盘110设置的压封机200，旋转分度盘110上具有沿其周向均匀分布的机芯体定位座120，本申请中旋转分度盘110为传统六工位分度盘，每个工位均设有机芯体定位座120，机芯体定位座120具有与机芯体造型相适应的定位造型，机芯体能够以相对稳定姿态放置于机芯体定位座120上，旋转分度盘110的六个工位具体划分如下，其中第一工位为机芯体放置工位、第二工位为膜片放置工位、第三工位为等待工位、第四工位为计量壳放置工位170、第五工位为计量壳压封工位、第六工位为机械手代取工位，通常压封系统会对应第一工位配置机芯体机械手，用以从生产线上抓取机芯体放置到对应工位上的机芯体定位座120上，对应第二工位配置膜片机械手，用以抓取膜片放置到对应工位上的机芯体上，对应第四工位配置有计量壳机械手400，用以抓取计量壳并将其扣合到对应工位上的机芯体上，压封机200则对应第五工位设置，其用于将计量壳与机芯体进行铆合固定。

本申请的关键在于，在旋转分度盘110一侧设有二次定位机构300，而计量壳机械手400位于二次定位机构300与旋转分度盘110之间，其能够将二次定位机构300上的计量壳直接抓取放置到处于计量壳放置工位的机芯体定位座120上。

如图2至图5所示，本申请中二次定位机构300主要包括一一对应设置的翻转板310和仿型工装320，其中翻转板310配置有翻转气缸330，本实施例中优选为MSQB30A-M9BL型气缸，其用于接收开口朝上放入的计量壳，仿型工装320位于翻转板310一侧，其造型与计量壳内腔造型相适应，其用于接收翻转板310转动开口朝下扣合的计量壳，机芯体定位座120用于放置机芯体，计量壳机械手400用于将仿型工装320上的计量壳转运并扣合到机芯体上，另外，实际实施时，二次定位机构300还配置有中转机械手，其用于将堆垛上的存放的计量壳抓取放置到翻转板310。

具体实施时，二次定位机构300还包括二次定位底板350，以及支撑于该二次定位底板350上的中转板351，翻转气缸330设置于中转板351上，翻转板310的一端设有夹紧气缸A360，本实施例中优选为MHL2-16D(82_0)型气缸，夹紧气缸A360沿翻转板310的宽度方向设置，其左右两个活塞杆上均固设有对中爪361，两个对中爪361沿翻转板310的长度方向对称设置，此外，通常情况下，可在二次定位底板350上设置两组翻转板310和仿型工装320，有利于提高其利用效率，同时便于实现二次定位机构的模块化组装以及配合生产线的安装，同时利用夹紧气缸A能够对计量壳进行夹持，相对磁吸固定结构而言，更便于控制，且性能更可靠，寿命更持久。

本申请中，仿型工装320除了与计量壳的空腔造型适应之外，还在其长度方向的正对两侧对称设置有引导斜面321，如图所示，仿型工装320的长度方向的两侧具有以可拆卸方式设置的条形块，条形块的上表面倾斜设置构成引导斜面321，引导斜面321靠近仿型工装320的一侧为高侧，且其高侧与仿型工装320的边沿齐平，这样当计量壳扣合到仿型工装320上后，仅需再向下压动，即可达到铆齿外扩的效果，条形块以螺钉方式固定在仿型工装320的两侧，便于后期根据需要更换不同倾斜度的条形块，以满足不同尺度的扩张需求。

在此基础之上，本实施例的仿型工装320中部具有对称设置的弹簧顶杆322，弹簧顶杆322的结构类似弹簧销，当受到压力时自然收回，当压力消失时则可自动复位，其主要用于辅助计量壳弹起，避免扩张铆齿之后，计量壳与仿型工装320之间卡合太紧，导致计量壳机械手400抓取困难的情况发生。

此外，为进一步提高计量壳放置到仿型工装320上进行铆齿外扩时的位置精准度，故在仿型工装320的底部正对两角设有定位凸柱323，定位凸柱323的大小与计量壳对角的通孔相适应，当计量壳扣合到仿型工装320上时，定位凸柱323刚好穿过计量壳对角通孔，起到进一步定位作用，同时也可避免在进行铆齿外扩操作时，计量壳发生错位现象。

具体实施时，仿型工装320通过顶升气缸A340支撑于二次定位底板350，顶升气缸A340竖直朝上，优选为MGPM32-50A-M9BL（50_0）型气缸，仿型工装320设置于顶升气缸A340顶部，通过顶升气缸A340可以灵活调整仿型工装320的高度，以适应翻转板310的翻转动作以及计量壳机械手400的压扩和抓取动作，可避免仿型工装与翻转板的翻转动作产生干涉。

本实施例中为进一步保证计量壳翻转过程的稳定性，故在翻转板310长度方向的两端具有正对设置的纵向定位板311，其中至少一个的纵向定位板311配置有纵向定位气缸370，用以驱动对应纵向定位板311水平移动靠近或远离另一的纵向定位板311，如图所示纵向定位气缸370为MGPM12-30Z-M9B型推缸，其通过立柱支撑于中转板351上，一个纵向定位板311与纵向定位气缸370的活塞杆相连，另一纵向定位板311固设于靠近夹紧气缸A360的一端，翻转板310、两个纵向定位板311和两个对中爪361合围形成一个相对闭合的空间，能够对计量壳起到更好的固定及定位效果。

参考图1、图6至图8和图23，为防止计量壳在转动过程中相对机芯体错位，故在机架100上对应计量壳放置工位设有预紧气缸130，预紧气缸130的活塞杆端部具有正对计量壳与机芯体扣合部位的预紧板131，如图所示，旋转分度盘110的中部开口与下方的机架100贯通，预紧气缸130固设于机架100上并靠近旋转分度盘110的中部，其活塞杆沿旋转分度盘110的径向朝外设置，具体实施时，预紧板131朝向计量壳放置工位的一侧设有至少一个预紧头132，预紧头132的位置对应计量壳放置工位上计量壳铆齿的下部，预紧头132的端面为斜面，其下侧相对上侧更靠近计量壳放置工位，即当预紧气缸130工作时，预紧头132的端部下侧相对上侧更先与计量壳的铆齿接触，受倾斜面引导，受压铆齿更容易朝向机芯体弯曲，具有更好的预紧效果。

需要注意的是本实施例中预紧头132的端面不为全斜面，如图所示，预紧头132的上下两侧均具有一段竖直平面，而斜面与竖直平面之间均采用光滑圆弧过渡，竖直平面的设置，有利于保证预紧头132的着力平衡，避免点线结合方式可能出现的打滑现象。

在此基础之上，旋转分度盘110上对应机芯体定位座120设有窗口140，机架100上对应该计量壳放置工位的位置设有顶升气缸B150，顶升气缸B150位于旋转分度盘110的下方，并竖直朝上设置，其活塞杆端部设有夹紧气缸B160，当旋转分度盘110转动，使机芯体定位座120处于计量壳放置工位时，夹紧气缸B160张开，顶升气缸B150能够升起使所述夹紧气缸B160通过窗口并对位于机芯体定位座120上的机芯体夹紧，以防止预紧气缸130工作，导致机芯体偏移错位。

具体实施时，夹紧气缸B160的两个活塞杆上均设有夹板161，夹板161上具有与机芯体相侧壁上轴孔相适应的定位头162，而机芯体长度方向的其中一侧具有两个轴孔，另一侧靠近中部具有一个轴孔，夹板161设置与轴孔相适应的定位头162，工作时，定位头162插入正对轴孔中，形成稳定的三角形稳定夹紧结构，提高夹持可靠性，同时减少对机芯体表面的磨损，有利于保证外观质量和使用寿命等。

本申请中机芯体定位座120大体呈“工”字形，其长度方向两侧形成避让口121，其中部构成与机芯体相适配的定位空间122，一方面可减少机芯体定位座的占用空间，另一方面可减小窗口的开窗尺寸保证分度盘的强度，缩减夹紧气缸B的移动行程需求，降低成本，整体更紧凑。

如图9所示，本实施例中计量壳机械手400主要包括机器人410，以及设置机器人410执行端的吸附压紧装置420，其中吸附压紧装置420包括安装板421，以及分布于安装板421四角的压杆422，压杆422的位置与计量壳四角位置相适应，安装板421的中部设有负压吸附头423，负压吸附头423连接负压发生控制装置。

参考图1至图9，图22至图25，本发明中计量壳压封系统的工作原理如下，首先翻转板310处于水平朝上姿态，夹紧气缸A360处于张开姿态，纵向定位气缸370处于复位姿态，顶升气缸A340处于复位姿态，中转机械手从堆垛上抓取空腔朝上的计量壳放置于翻转板310上，纵向定位气缸370调整计量壳在翻转板310上的纵向位置，并通过夹紧气缸A360对其夹持固定，根据相应设置的传感器，确定仿型工装320上没有计量壳之后，翻转气缸330工作，带动翻转板310偏心转动180°，此时计量壳570处于空腔朝下姿态，并位于对应仿型工装320的正上方。

顶升气缸A340 工作，带动仿型工装320升起，确保定位凸柱323贯穿计量壳对角线上的通孔之后，松开夹紧气缸A360，翻转气缸330带动翻转板310复位。

旋转分度盘110上任一机芯体定位座120跟随转动依次接收机芯体和膜片后到达计量壳放置工位，机芯体560在机芯体定位座120上处于水平放置状态，计量壳机械手400启动，压杆422首先与计量壳的四角接触，并通过机器人向下略微施加压力（压力大小根据需要实际设置），使计量壳两侧的铆齿在引导斜面321的作用下向外扩，随即复位后负压装置启动，通过负压吸附头423将计量壳吸取并转运放置于计量壳放置170工位上的机芯体上，使二者处于精准扣合姿态。

启动顶升气缸B150和夹紧气缸B160，使夹紧气缸B160通过窗口140后对机芯体560进行夹紧，然后启动预紧气缸130，通过预紧头132对计量壳的铆齿施加压力朝内弯曲，使计量壳与机芯体之间相对固定，进而防止到达计量壳压封工位之前，计量壳与机芯体之间出现错位的情况发生。

本发明中曲柄组件与凸轮轴装配方法为：在凸轮轴541同轴向压装至中轴550的过程中，在凸轮轴541与曲柄组件510中的出口轮511之间能够啮合的区域的竖直投影方向上：凸轮轴541上的轮齿均落在曲柄组件中的出口轮511上的两两相邻的驱动齿之间的间隙内，以此防止装配过程中的压损。

具体而言，如图10至图12所示，本发明中曲柄组件与凸轮轴装配系统主要包括转移装配用夹爪气缸610、指针合件放置工装630、以及用于锁定出口轮装配过程中姿态的出口轮姿态保持机构620，其中转移装配用夹爪气缸610具有包夹机芯用的一对夹块611。

指针合件放置工装630用于装载具备正确装配姿态的指针合件540，并具有供指针合件各部分定位用的定位结构，定位结构能够保持装载的指针合件处于正确装配姿态，主要利用出口轮姿态保持机构620和指针合件放置工装630来有效保证凸轮轴同轴向压装至中轴过程中，始终具有防碰撞的正确装配姿态，从而有效确保自动化装配的顺利进行

其中，出口轮姿态保持机构620主要包括姿态保持用气缸621、中间推拉杆622和姿态保持用杠杆623，其中转移装配用夹爪气缸610的一对夹块611中靠近机芯上曲柄530的一块夹块为姿态保持用安装块，姿态保持用气缸621安装于该姿态保持用安装块的外侧，姿态保持用气缸621的推杆沿竖直方向伸缩且与中间推拉杆的一端铰接相连，中间推拉杆的另一端用于与姿态保持用杠杆623的一端铰接相连，姿态保持用杠杆623长度方向的中部通过枢轴可转动的安装在姿态保持用安装块的竖向端侧，姿态保持用杠杆623的另一端即构成用于抵压并使得曲柄的拨杆保持锁定的锁定端。

其中，姿态保持用杠杆623的锁定端用于与曲柄的拨杆接触的表面具有横截断面呈V型结构的限位沟槽，限位沟槽的长度方向与保持用杠杆623的长度方向一致，且限位沟槽在长度方向邻近曲柄的一端为开口端。

其中，限位沟槽的开口端的槽底设置有定位槽，定位槽的槽宽与曲柄上的拨杆531的径向厚度一致且可供拨杆531恰好卡入并实现精准锁定，定位槽的设置，能够使得拨杆获得高精度精准的定位效果，助力出口轮与指针合件中的凸轮轴之间实现精准的自动装配。

此外，出口轮姿态保持机构还包括中间推拉杆止点限位结构，中间推拉杆止点限位结构包括固定块624，固定块624固定安装于姿态保持用安装块的外侧面，固定块上设置有沿竖直方向延伸的条形槽孔6240，且固定块的上下端面各自通过螺纹旋接有一颗调节螺钉，调节螺钉上背离螺栓头部的一端均处在条形槽孔内构成限位止点，中间推拉杆与推杆之间的连接销轴沿自身轴向延伸并插入条形槽孔6240内，并能够与限位止点接触来实现止点止动。

每块夹块均具有正对设置的上夹部6110和下夹部6111，上夹部6110具有各自呈倒L型结构的两个夹持部，且每个夹持部的倒L型结构的横向伸出部的下端面用于与计量壳的上边缘抵触连接，该夹持部的倒L型结构的横向伸出部的在伸出方向的外端具有俯视方向呈V型的卡槽，两个夹持部的卡槽用于与立轴套和出气口的外侧面抵触实现横向夹持限位。

下夹部6111具有呈L型结构的夹持块，夹持块的竖向部分的内侧型面与横向部分的上侧型面用于与计量壳外凸型面的中下侧型面贴合接触连接，（本实施例中所提及的“上下方向”与以图22所示机芯500的姿态的上下方向保持一致），采用上述具有上夹部和下夹部的夹块后，能够获得更好的竖向和横向的夹持定位效果，确保精准转移和后续装配作业的顺利开展。

如图12所示，指针合件放置工装630能够供指针合件倒扣固定并使得凸轮轴541的下段朝上，其主要包括底板631和定位板632，其中底板用于铺放在传动带（生产线输送结构）上传送装配，定位板固设于底板的上表面，定位板的上表面顺传送带传送方向由前往后依次设置有摇臂定位结构、指针定位结构和导杆架定位结构；

其中摇臂定位结构包括在垂直传动带传送方向间隔设置的两个第二定位柱，两个第二定位柱上表面各自设置有用于插入指针合件中摇臂上对应的定位孔的定位销633，指针定位结构包括可供指针和刻度盘嵌入的定位凹634。

导杆架定位结构包括在垂直传动带传送方向间隔设置的两个定位凸起635，两个定位凸起635相对的内侧面设置有可供导杆架两端的弯折部分和末段插入并实现横向和纵向定位的插入定位槽636。

具体实施时，每个定位凸起635上的插入定位槽636优选成型于一个T型构件637横段和竖直段交汇的竖直表面；定位凸起635上设置有供T型构件637的竖直段插入的竖直的装配槽，T型构件637的横段搭接在装配槽的上表面。

所述定位凸起635和T型构件637之间具有贯通的连接孔，连接孔内插装有插销来实现T型构件637在定位凸起635上的固定连接，插销的两端露出并采用锁定件锁定。

采用上述T型构件和定位凸起之间的装配结构所具有的优点是：

1、因为导杆架544较细（直径小于2mm），故对插入定位槽636的加工精度要求高；采用上述T型构件可独立于定位凸起635的结构设计，能够大幅降低定位板632上的插入定位槽636的加工难度，也能够避免定位板上插入定位槽636加工不满足要求时使得整个定位板报废的情况发生。

2、T型构件不仅便于加工，也便于稳固装配，具有更优的设计使用效果。

本实施例中定位板632整体为矩形板体型结构，且定位板632的四个顶角处均设置有安装孔，各安装孔内通过连接螺钉与下端固定在底板上的内外牙连接螺栓638的上段的内螺纹孔之间通过螺纹固定连接，这样一来，即可通过内外牙连接螺栓638的高度来精准调节定位板的精准设置高度，从而更好确保高精度自动化装配的要求。

参考图12至图15，出口轮上姿态调整用凸起516在外凸高度小于514驱动用凸起的外凸高度；姿态调整用凸起516在外凸方向上靠近驱动圆盘的一段为立方体结构，远离驱动圆盘的一段呈金字塔型结构。

本实施例中出口轮上料机构包括出口轮振动上料盘和出口轮取件位640，出口轮取件位640具有一个俯视方向呈V型的取出口轮用V型槽，该取出口轮用V型槽的开口与出口轮振动上料盘的出口轮末段上料通道的出口接通，且取出口轮用V型槽恰好可容纳单个出口轮。

出口轮振动上料盘的出口轮末段上料通道为一个倒T型槽结构，且该倒T型槽的竖直部分的槽口宽度与单个出口轮上的两个姿态调整用平面之间的间距接近。

在取出口轮用V型槽的横向侧壁靠近尖端的位置固定设置有一根硬直金属丝641，硬直金属丝641笔直伸出取出口轮用V型槽的槽口处，硬直金属丝用于插入姿态调整用凸起与相邻的驱动用凸起之间的间隙，并能够与单个出口轮的两个姿态调整用凸起接触。上述硬直金属丝与出口轮上的设置的两个调整用凸起能够相配合来使得：由出口轮末段上料通道移动至出口轮取件位的过程中也能够确保出口轮具有正确的装配姿态，上述硬直金属丝和出口轮上的设置的两个姿态调整用凸起516通过极其简单有效的结构来实现了低成本且能够获得良好可靠的使用效果。

工作时，出口轮511通过振动盘上料最后，会经出口轮末段上料通道进入到一个位置固定且仅能够容纳单个出口轮的出口轮取件位640，在进入出口轮取件位的过程中因没有限位结构，故出口轮的姿态十分容易发生改变，这样就不能够有效保证待取走装配的出口轮具有正确姿态。

本技术方案中，采用上述两个姿态调整用凸起以及驱动齿的结构后，即可在出口轮取件位上设置一根与上述单一直径平行的硬直金属丝来经相邻两个驱动齿之间的间隙后与两个姿态调整用凸起的单侧相接触，并通过两接触点来确定一“直线”，从而有效保证出口轮从振动盘的末段上与移动到出口轮取件位上均具有相同的正确姿态，从而有效确保后续实现正确精准的自动装配。

与此同时，硬直金属丝641与出口轮配合确保正确姿态的结构，也不会对出口轮顺利取料构成不利影响，确保出口轮能够被顺利可靠的取料。

另一方面，姿态调整用凸起516的上段金字塔结构使得硬直金属丝的伸出外端更容易进入金字塔型结构的周围环空区域后，最后卡入姿态调整用凸起的立方体结构与邻近的驱动用凸起的间隙内并实现与两个调整用凸起接触并确保在出口轮取件位的出口轮具有正确的姿态。

就使得进入出口轮末段上料通道只能是一种姿态，即刚好单个出口轮上的两个姿态调整用平面刚好能够进入T型槽的竖直部分的槽口的姿态，该姿态也即能够确定的传送与取料的姿态，可有效保证后续装配时姿态的确定性，利于实现正确且顺利的自动装配。

本申请中曲柄上料机构，包括曲柄振动上料盘和曲柄取件位650，曲柄取件位650具有一个俯视方向呈V型的取曲柄用V型槽，该取曲柄用V型槽的槽底具有供曲柄的连接轴插入的沟槽；该取曲柄用V型槽的开口与曲柄振动上料盘的曲柄末段上料通道的出口接通，且取曲柄用V型槽恰好可容纳单个曲柄。

曲柄末段上料通道为一个十字型槽结构，曲柄的连接轴532朝下与曲柄的拨杆531朝上经十字型槽竖向的两个槽口穿出传送，曲柄末段上料通道的末端的十字型槽结构的上表面固定有一对档杆651，一对档杆651延伸至取曲柄用V型槽的入口处，且一对档杆沿伸出方向逐渐靠拢且最为邻近处的间距与拨杆的直径接近。

同样的，要有效保证曲柄组件中出口轮与指针合件中的凸轮轴之间具有正确的装配姿态，且本技术方案中是采用的技术路线是：

通过锁定曲柄组件中的曲柄来锁定同轴固定连接的出口轮，故出口轮与曲柄之间的压装配合的姿态也是能否确保后续曲柄组件中出口轮与指针合件中的凸轮轴是否能够完成精准装配的关键。

本技术方案中的曲柄上料机构，在曲柄末段上料通道的末端的十字型槽结构的上表面固定有一对档杆，即可通过该一对档杆来调整曲柄上的拨杆的位置，进而使得进入曲柄取件位的曲柄能够具有预定的正确装配姿态，从而为后续的精准装配作好基础。

其中，在曲柄末段上料通道的外侧设置有一个喷气管（图中未示出），所述喷气管的喷气口朝向所述曲柄末段上料通道的入口处。

因为曲柄为塑料件，重量较轻；在曲柄末段上料通道的入口仅可供单个曲柄进入，故入口处较为狭窄，容易在振动移料过程中形成卡堵。设置上述喷气管后，即可通过喷气来使得刚进入的曲柄能够快速移走，从而使得接下来的曲柄能够顺利进入曲柄末段上料通道的入口，更好的确保顺利上料。

实施时，所述喷气管的进气口与气源（风机、气泵或高压气源）接通

参考图17至图21本申请中曲柄组件装配工装660主要包括工装底座661、筒形座662和底部定位支撑件663；

筒形座662固定安装在工装底座661的上表面，筒形座662的筒形口可供出口轮的驱动圆盘同轴向插入；筒形座662的周向侧壁设置有供曲柄组件中的支座上的卡块卡入定位的支座用定位槽孔；筒形座662的周向侧壁上还设置有供检测出口轮是否放置到位的光电通过的检测孔。

底部定位支撑件663同轴固定在筒形座的内底部，底部定位支撑件整体为柱形结构，柱形结构的上表面构成压装支撑面6630，压装支撑面的中部设置有上凸的第一定位柱6631，第一定位柱6631用于插入出口轮的驱动圆盘中心的定位孔内，且第一定位柱的上端能够用于与压装入的曲柄的连接轴抵接限位，压装支撑面6630设置有供出口轮上的姿态调整用凸起落入的环形凹槽6632，柱形结构的圆周外侧与所述筒形座内侧面之间具有供出口轮的驱动圆盘上的驱动齿插入的环形空腔。

上述曲柄组件装配工装结构简单，易于加工布置，且能够对曲柄组件中出口轮是否放置到位进行检测，也能够对确保支座压装过程中准确定位，通过底部定位支撑件上的第一定位柱不仅能够对出口轮进行准确定位，也能够用于构成曲柄的连接轴的压紧止点，从而确保曲柄组件自身的正确装配。

其中，筒形座662的下表面设置有非圆柱形的插接凸柱6620，插接凸柱6620内贯穿设置有圆柱孔；工装底座661的上表面具有供插接凸柱6620插入的定位装配插孔6610，工装底座661的下表面设置有与所述定位装配插孔连通的沉头孔，底部定位支撑件663的下表面设置有下凸状且用于插接至圆柱孔内的装配用插接圆柱6633，装配用插接圆柱6633的下端面加工设置有螺纹孔。

底部定位支撑件663通过装配用插接圆柱6633插装在筒形座的圆柱孔，筒形座通过插接凸柱6620插装在工装底座的定位装配插孔6610内，通过设置在所述沉头孔内的锁紧螺钉665与螺纹孔之间的螺纹连接来实现筒形座662和底部定位支撑件663在所述工装底座661上的装配固定。

以上筒形座和底部定位支撑件在工装底座上的装配固定的结构设计巧妙，并使得筒形座和底部定位支撑件具有了更多功能：不仅能用于供曲柄组件的压装，还能够起到固定连接件的作用，使得筒形座和底部定位支撑件通过自身与工装底座之间的配合结构来实现在工装底座上的准确装配固定，具有更优的使用效果，简化了结构设计和连接构件的使用。

此外，底部定位支撑件663的柱形结构的上段的圆周方向的外侧面设置有沿单一直径贯穿的穿孔，对应的，筒形座的周向侧壁上设置有能够与所述穿孔对准贯通的通孔，穿孔和通孔内贯通设置有一根防转杆664，防转杆664的直径、穿孔的直径与所述通孔的直径适应，且防转杆能够恰好插入出口轮上两相邻的驱动用凸起之间的间隙内；防转杆664的两端位于所述筒形座外部并通过螺纹固定连接有限位螺母。

采用上述结构后，即可通过防转杆664来有效防止底部定位支撑件在圆周方向的转动，使得曲柄组件压装过程，出口轮能够保持固定的正确姿态。

进一步，上述防转杆因为能够恰好插入所述出口轮上两相邻的驱动用凸起之间的间隙内，即防转杆的粗细直径与出口轮上两相邻的驱动用凸起之间的间隙宽度一致，这样一来，即可通过防转杆与驱动用凸起之间是否存在碰撞来进一步判定出口轮是否处在正确的姿态（判定的方法是：因为出口轮是通过预设的机械手来转移放置到工装上，故机械手的移动行程以及放置阻力改变等参数来判定出口轮是否为正确的压装姿态），为后续出口轮与凸轮轴之间的正确装配打下良好的基础。

具体实施时，曲柄组件与凸轮轴装配系统还包括四工位转盘（图中未示出），以及在四工位转盘上每个工位处固定安装有曲柄组件装配工装660，设置在四工位转盘外侧顺四工位转盘转动先后方向依次固定安装的出口轮上料机构、支座上料机构、曲柄上料机构和取料机构，这样一来，即可充分利用四工位转盘上的布局曲柄组件装配工装以及充分利用四工位转盘外侧空间来布置口轮上料机构、支座上料机构、曲柄上料机构和取料机构，使得曲柄组件装配系统的结构设计合理，空间利用更为充分。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种膜式燃气表机芯自动化生产线，包括计量壳压封系统和曲柄组件与凸轮轴装配系统，其特征在于：其中所述计量壳压封系统包括机架（100），以及设置于该机架（100）上的旋转分度盘（110）和对应该旋转分度盘（110）设置的压封机（200），所述旋转分度盘（110）上具有沿其周向均匀分布的机芯体定位座（120），所述旋转分度盘（110）一侧设有二次定位机构（300）和计量壳机械手（400），所述二次定位机构（300）包括一一对应设置的翻转板（310）和仿型工装（320）；

所述仿型工装（320）与计量壳的空腔造型相适应，且其长度方向的正对两侧具有对称设置的引导斜面（321），所述引导斜面（321）靠近仿型工装（320）的一侧为高侧，并与仿型工装（320）的边沿齐平；

所述曲柄组件与凸轮轴装配系统包括转移装配用夹爪气缸（610）、指针合件放置工装（630）、以及用于锁定出口轮装配过程中姿态的出口轮姿态保持机构（620），其中转移装配用夹爪气缸（610）具有包夹机芯用的一对夹块（611）；

所述出口轮姿态保持机构（620）包括姿态保持用气缸（621）、中间推拉杆（622）和姿态保持用杠杆（623）；所述转移装配用夹爪气缸（610）的一对夹块（611）中靠近曲柄的一块夹块为姿态保持用安装块，该姿态保持用安装块的外侧固定安装有所述姿态保持用气缸（621），所述姿态保持用气缸（621）的推杆沿竖直方向伸缩且与所述中间推拉杆（622）的一端铰接相连，所述中间推拉杆（622）的另一端用于与所述姿态保持用杠杆（623）的一端铰接相连，所述姿态保持用杠杆（623）长度方向的中部通过枢轴以可转动方式安装在所述姿态保持用安装块的竖向端侧，所述姿态保持用杠杆的另一端即构成用于抵压并使得曲柄的拨杆保持锁定的锁定端；

所述指针合件放置工装（630）用于装载具备正确装配姿态的指针合件，并具有供指针合件各部分定位用的定位结构，所述定位结构能够保持装载的指针合件处于正确装配姿态；

所述指针合件放置工装（630）能够供所述机芯上指针合件倒扣固定并使得凸轮轴的下段朝上，其包括底板（631）和定位板（632）；

所述底板（631）用于铺放在传动带上传送装配，所述定位板（632）固设于底板（631）顶部，所述定位板（632）的上表面沿机芯装配传送方向依次设置有摇臂定位结构、指针定位结构和导杆架定位结构；

所述摇臂定位结构包括两个竖向且间隔设置的第二定位柱，两个所述第二定位柱顶部均设有用于插入指针合件中摇臂上对应的定位孔的定位销（633）；

所述指针定位结构包括可供指针和指针盘嵌入的定位凹槽（634）；

所述导杆架定位结构包括在竖向且沿机芯装配传送方向间隔设置的两个定位凸起（635），两个定位凸起（635）的相对的内侧面设置有可供机芯上导杆架两端的弯折部分和末段插入并实现横向和纵向定位的插入定位槽（636）。

2.根据权利要求1所述的膜式燃气表机芯自动化生产线，其特征在于：所述锁定端用于与曲柄的拨杆接触的表面具有横截断面呈V型结构的限位沟槽，所述限位沟槽的长度方向与所述姿态保持用杠杆（623）的长度方向一致，且所述限位沟槽在长度方向邻近曲柄的一端为开口端。

3.根据权利要求1或2所述的膜式燃气表机芯自动化生产线，其特征在于：所述出口轮姿态保持机构（620）还包括中间推拉杆止点限位结构，所述中间推拉杆止点限位结构包括固定块（624），所述固定块（624）固定安装于所述姿态保持用安装块的外侧面，所述固定块（624）上设置有沿竖直方向延伸的条形槽孔（6240），且所述固定块（624）的上下端面各自通过螺纹旋接有一颗调节螺钉，所述调节螺钉上背离螺栓头部的一端均处在条形槽孔内构成限位止点；

所述中间推拉杆（622）与姿态保持用气缸（621）的推杆之间的连接销轴沿自身轴向延伸并插入所述条形槽孔（6240）内，并能够与所述限位止点接触来实现止点止动。

4.根据权利要求1所述的膜式燃气表机芯自动化生产线，其特征在于：所述仿型工装（320）中部具有对称设置的弹簧顶杆（322），所述弹簧顶杆（322）竖向设置。

5.根据权利要求1或4所述的膜式燃气表机芯自动化生产线，其特征在于：所述机架（100）上对应计量壳机械手（400）设有计量壳放置工位，所述机架（100）上具有对应计量壳放置工位设置的预紧气缸（130），所述预紧气缸（130）的活塞杆端部具有正对计量壳与机芯体扣合部位的预紧板（131）。

6.根据权利要求5所述的膜式燃气表机芯自动化生产线，其特征在于：所述旋转分度盘（110）上对应机芯体定位座（120）设有窗口（140），所述机架（100）上对应该计量壳放置工位的位置设有顶升气缸B（150），该顶升气缸B（150）的竖直朝上设置，其活塞杆端部设有夹紧气缸B（160），当旋转分度盘（110）转动，使机芯体定位座（120）处于计量壳放置工位时，所述夹紧气缸B（160）张开，顶升气缸B（150）能够升起使所述夹紧气缸B（160）通过窗口完成对机芯体定位座（120）上机芯体的夹紧。

7.根据权利要求5所述的膜式燃气表机芯自动化生产线，其特征在于：所述预紧板（131）面向计量壳放置工位的一侧设有至少一个预紧头（132），所述预紧头（132）的端面为斜面，其下侧相对上侧更靠近计量壳放置工位。

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