CN114406657B - 水表计量显示器的自动装配设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种水表计量显示器的自动装配设备，它包括字轮上料装置、字轮盒上料装置和工位切换转盘，工位切换转盘设有字轮上料和字轮盒上料工位；字轮上料装置包括用于将字轮推出的第一后顶柱、用于串住被推出字轮的过渡轴、抽轴气缸和用于将串在过渡轴的字轮抓紧并运送到字轮上料工位夹具夹口内的第一装配手臂；字轮盒上料装置包括用于将字轮盒推出的第二前顶柱和旋转气缸，旋转气缸的旋臂设有用于承接被推出的字轮盒的方框；字轮盒上料装置还包括用于将旋转后的方框中的字轮盒推出的第二后顶柱、用于承接被推出字轮盒的承台和用于将字轮盒从承台移动至字轮盒上料工位夹具夹口的第二装配手臂。该设备能缩短字轮盒开口朝上的时间。

Description

水表计量显示器的自动装配设备

技术领域

本发明涉及机械设备自动化领域，具体讲是一种水表表头的计量显示器的自动装配设备。

背景技术

水表表头的计量显示器是水表上用于显示用水量多少的部件，它包括开口向上的字轮盒，该字轮盒的底板下凸有一根凸筋，字轮盒侧壁穿有轮轴，轮轴上串有多个连续并排的字轮；每个字轮的前面均匀布设有一圈多个前齿，而每个字轮的后面设有两个后齿。这样的设计是因为每两个字轮之间会啮合有一个传动的四八牙，前一级的字轮每转动一圈，其后齿肯定能经四八牙带动后一级的字轮转一格。这就形成了多级别如个十百千万的不同进制，由此实现水表表头上计量显示器关于水用量的刻度显示的功能。

早期水表表头计量显示器是人工装配的，速度低、效率慢，显然不符合现代化企业的需求。为弥补该缺陷，行业内曾提出自动化装配的技术方案，如申请号为2017113926524的发明专利，就公开了一种水表计量显示器的装配设备，该设备能实现水表计量显示器装配的自动化。该设备的装配的大致流程为，将开口向上的字轮盒逐一送入狭长的输送槽，且利用推移装置将输送槽上的字轮盒逐步向前推移，并到达字轮上料工位；而字轮则沿落料通道呈一竖列下降，并在落料通道底端被逐一推出，穿在过渡轴上，多个字轮在过渡轴彼此紧靠成一排后，由第一装配手臂抓紧字轮，再抽出过渡轴，然后由第一装配手臂将字轮从字轮盒上开口放入字轮盒内；放入字轮后的字轮盒沿着输送槽继续前进至插轴工位，由插轴装置将轮轴插入字轮盒侧壁的轴孔，并同步串好一排字轮，进而完成一排全部字轮、轮轴和字轮盒的装配。

但在实际生产过程中发现，上述现有技术的水表计量显示器的装配设备存在以下缺陷。

首先，最核心的弊端是，上述装配过程将字轮盒开口朝上运送至输送槽，并沿输送槽前进至字轮上料工位将字轮从字轮盒上开口放入字轮盒，再沿输送槽继续前进至插轴工位插轴，然后前进至封盖工位封闭字轮盒上开口……其装配的大部分过程也就是字轮盒沿输送槽前进的大部分过程中，字轮盒均开口向上直至装配尾声才会封盖，这样，字轮等组件难免有碎屑、毛刺、碎块等杂质从字轮盒向上的开口落入字轮盒内，一旦落入就很难将杂质从字轮盒内清理干净，滞留的杂质很有可能磨损字轮盒内的字轮、四八牙等精密构件，从而降低水表工作的稳定性，缩短其使用寿命。

而且，上述装配设备的字轮盒上料部分包括批量放料的振动盘，振动盘设有蜿蜒向上的盘道，盘道末段与输送槽连通，且盘道末段宽度接近单个字轮盒的宽度从而实现粗略的筛选，使各个字轮盒沿长度向逐一连续进入输送槽。该设备只能保证各个字轮盒沿长度向进入到输送槽，却难以保证字轮盒的开口统一朝上，需要经过人工筛查，取走错误朝向的字轮盒，精确度低，自动化程度不足。

况且，字轮上料时，将过渡轴上的一排字轮移动至字轮盒的过程中，需要先抽走过渡轴才能将字轮放入，否则过渡轴就会卡在字轮盒上开口，但抽走过渡轴后，普通的第一装配手臂很难抓紧一排多个字轮，只能将第一装配手臂结构复杂化，设计了前臂气缸、后臂气缸、手臂气缸、前掌气缸、半圆缺口、卡指、压辊等一系列结构，且需要上述一系列结构相互配合作出复杂动作才能实现抓紧装配的过程，故部件多造价高，动作复杂，抓取一排字轮装配的效果和工作稳定性都一般。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种在装配时能最大幅度缩短字轮盒开口朝上的时间段，以避免从字轮盒上开口落入杂质的水表计量显示器的自动装配设备。

本发明的技术解决方案是，提供一种水表计量显示器的自动装配设备，它包括字轮上料装置、字轮盒上料装置和插轴装置；

字轮上料装置包括第一振动盘、与第一振动盘连通的第一进料槽、与第一进料槽连通的落料通道、用于将落料通道底端的字轮逐一推出的第一前顶柱和驱动第一前顶柱的第一前顶推气缸；

字轮盒上料装置包括第二振动盘、与第二振动盘连通的第二进料槽、用于承接第二进料槽内单个字轮盒的过渡槽、用于封住过渡槽出口的第二止推板、过渡槽所在的第二过渡滑块和用于后推第二过渡滑块的第二过渡气缸；

该设备还包括一个工位切换转盘，该工位切换转盘设有字轮上料、字轮盒上料和插轴三个工位，每个工位上设有一个夹具；每个夹具包括固定块和弹性抵靠固定块的夹块；夹块设有前弧形缺，固定块设有后弧形缺，两个弧形缺闭合成开口向上的夹口；

字轮上料装置还包括用于承接被第一前顶柱推出的字轮的过渡舱、用于后退过渡舱的第一过渡气缸、用于将后退的过渡舱内全部字轮推出的第一后顶柱、驱动第一后顶柱的第一后顶推气缸、用于串住被第一后顶柱推出的全部字轮的过渡轴、用于抽拔过渡轴的抽轴气缸和用于将串在过渡轴上一排字轮抓紧并运送到字轮上料工位夹具夹口内的第一装配手臂；该手臂包括第一横向气缸和第一竖向主气缸，第一竖向主气缸的缸体固定在第一横向气缸的活动部，第一竖向主气缸的活动部固定有支撑板；抽轴气缸的缸体固定在支撑板上，支撑板还设有竖向辅助气缸，竖向辅助气缸的活动部设有第一气爪；

字轮盒上料装置还包括用于将位于后限的过渡槽内的字轮盒推出的第二前顶柱和驱动第二前顶柱的第二前顶推气缸，第二止推板设有供被第二前顶柱推出的字轮盒穿过的缺槽；字轮盒上料装置还包括旋转气缸，旋转气缸的旋臂设有用于承接从缺槽穿过的字轮盒的方框；旋臂转动180度使方框到达后限，字轮盒上料装置还包括用于将位于后限的方框中的字轮盒推出的第二后顶柱、驱动第二后顶柱的后顶推气缸、用于承接被第二后顶柱推出的字轮盒的承台和用于抓紧并移动位于承台的字轮盒使其套住字轮盒上料工位夹具夹口的第二装配手臂。

分字轮上料和字轮盒上料两大工序来阐明该设备的工作过程。

字轮上料过程如下。初始状态下，调节第一装配手臂上各个气缸的伸出幅度，使过渡轴正对第一后顶柱以承接被第一后顶柱推出的字轮，而第一气爪高于过渡轴以避免干扰过渡轴串字轮的过程。上料时一次性将大量字轮倒入第一振动盘，使其沿第一盘道蜿蜒上升，并逐一进入到第一进料槽和落料通道中，第一前顶推气缸驱动第一前顶柱将位于落料通道底端的字轮逐一推出至过渡舱内，待过渡舱内装满字轮后驱动第一过渡气缸，向后推移过渡舱使其刚好与第一后顶柱正对，再启动第一后顶推气缸，使第一后顶柱将过渡舱内的全部字轮推出并串在过渡轴上；然后驱动第一装配手臂的竖向辅助气缸下降第一气爪，并驱动第一气爪沿字轮及过渡轴的轴向抓紧一排字轮，且此时该排字轮未抽轴；再驱动第一竖向主气缸和第一横向气缸，将整串字轮搬运至字轮上料工位夹具夹口内夹紧，且上述搬运过程中过渡轴始终串住字轮随字轮同步移动；当该串字轮移动到位被夹持在夹块和固定块之间后，抽轴气缸动作横向抽拔过渡轴，接着第一气爪松开，然后第一竖向主气缸升起支撑板，移开过渡轴和第一气爪；此时，一排字轮被夹紧在字轮上料工位夹具朝上的夹口中，且该排字轮上部高于夹口，便于后续装配时字轮盒开口向下套入，字轮上料过程完成。

旋转工位切换转盘，使夹紧字轮的夹具到达字轮盒上料工位。

字轮盒上料的过程如下。初始状态下，第二过渡气缸收缩，第二过渡滑块位于前限位置，过渡槽正对第二进料槽出口，而旋转气缸的旋臂也位于前限位置，方框正对第二止推板的缺槽；将大量字轮盒批量倒入第二振动盘中，驱动第二振动盘，使得各字轮盒沿第二盘道蜿蜒向上，并逐一连续进入到第二进料槽内且每个字轮盒均开口朝上，各个字轮盒沿第二进料槽继续前进，直至最前一个字轮盒进入到过渡槽并抵靠住第二止推板；驱动第二过渡气缸后推第二过渡滑块，使过渡槽正对第二前顶柱；驱动第二前顶推气缸利用第二前顶柱将过渡槽内字轮盒经缺槽推入旋臂的方框，此时字轮盒仍开口朝上；驱动旋转气缸180度旋转旋臂使方框到达后限，驱动第二后顶推气缸，利用第二后顶柱将字轮盒从方框推出至承台上；此时，经过旋臂的旋转后，搁置在承台上的字轮盒开口朝下；利用第二装配手臂抓起开口朝下的字轮盒，并将其移动至字轮盒上料工位夹具夹口上方，下降第二装配手臂，使得字轮盒的下开口套住该夹具夹口，自然也就套住了夹紧在夹口内的一排连续靠拢的字轮。

最后，利用插轴装置将轮轴插入字轮盒，使得轮轴、字轮和字轮盒装配成整体。

采用以上结构的水表计量显示器的自动装配设备与现有技术相比，具有以下优点。

利用字轮上料装置使批量放入的字轮自动集合成一排连续靠拢并夹持在夹具向上的夹口内，便于后续字轮盒套入；且利用转盘将夹具及字轮运输到下一工位，并利用字轮盒上料装置合理移动批量放入的字轮盒，使其逐一开口向下的移动至承台，进而将字轮盒开口向下套住移动到位的夹具夹口，同时也罩住夹口内的字轮；然后，将夹住字轮并套好字轮盒的夹具移动至下一工位插轴装配。相比现有技术将字轮盒送入生产线，使其保持开口向上的姿态在各个工位依次移动，进行装字轮、插轴、封盖的传统方式，本发明的设备对计量显示器的装配进行了颠覆性的改进，使计量显示器装配的整体过程中，字轮盒开口朝上的时间段最大幅度缩短；换句话说，就是从字轮盒上料进入到装配生产线也就是工位切换转盘起，一直到字轮盒完成装配脱离生产线止，字轮盒开口始终是朝下的；这就有效规避了字轮组件装配时碎屑、毛刺、碎块等杂质从字轮盒向上的开口落入字轮盒内的弊端，自然解决了杂质落入字轮盒内难以清理，滞留的杂质磨损字轮盒内精密构件的问题；明显提升了水表工作的稳定性，保障其使用寿命；而且，本申请字轮和字轮盒上料的过程动作快速、精准、高效，解放了劳动力，降低了人力成本；况且，况且，相比现有技术字轮上料时先抽轴再移动的方式，由于本申请字轮上料时将字轮输送到夹具向上的夹口并夹紧，再拔掉轮轴，后续再将字轮盒朝下扣入，不用担心一体运送字轮和轮轴时轮轴会卡住字轮盒，所以本申请的字轮向夹口运送时过渡轴始终串好字轮，实现了过渡轴和第一气爪对该排字轮的双重定位，确保运送过程中该排字轮不散架不移位，移动运送效果好，工作稳定性强；还有，本申请选择转盘来切换工位，相比传送带，占地面积小，更节省空间。

夹具的优选为，夹具包括基座，夹块滑动配合在基座上，基座固定有基板，基板和夹块之间设有压簧，夹块在压簧作用下与固定块抵紧；该结构简单，制备装配方便，且向上的夹口夹持稳定有力，对字轮的夹持承载效果好。

作为优选，第一振动盘设有蜿蜒向上的第一盘道，第一盘道末端与第一进料槽连通；第一盘道包括第一筛选段，第一筛选段包括承载字轮的第一底壁和固定在第一底壁外侧的第一侧壁，第一侧壁上设有向内推移字轮前齿或后齿的卷边，第一底壁内侧设有连续的三个缺口；上述结构实现字轮朝向的精确筛选，具体的说，当字轮后齿朝上时，由于后齿仅两个，后齿被卷边内推但字轮整体未被内推，但当字轮前齿朝上时，由于一圈都是前齿，前齿被卷边向内推移就必然导致字轮重心整体内移；而对连续的三个缺口而言，前面和后面的缺口的轮廓线都能对字轮提供些许支撑，而唯有中间缺口镂空面积最大、对字轮的支持力度最小，所以，前齿朝上的字轮被卷边内推重心内移后，经过三个缺口中居中的缺口时，必然掉落，而后齿朝上的字轮由于整体重心未内移，故不会在中间缺口掉落；所以卷边内推和三个连续缺口这两大特征结合后，对字轮朝向的筛选准确率非常高，几乎无漏检。

作为进一步优选，第二振动盘设有蜿蜒向上的第二盘道，第二盘道末端与第二进料槽连通；第二盘道包括第二筛选段，第二筛选段包括第二底壁和固定在第二底壁外侧的第二侧壁，第二底壁顶面设有沿第二盘道长度向延伸的用于容置字轮盒凸筋的条形凹槽，第二侧壁上设有挡板，挡板与第二底壁的间距大于字轮盒本体的高度但小于字轮盒本体加凸筋的高度；这样，首先，由于第二底壁顶面宽度接近字轮盒的宽度，故各个字轮盒会沿长度方向在第二筛选段逐一连续排成一列；而且，朝向正确的字轮盒的底板的凸筋会刚好卡在第二底壁的条形凹槽内，这部分字轮盒肯定低于挡板的高度，故能顺利通过第二盘道第二筛选段进入第二进料槽，而朝向错误的字轮盒凸筋朝上，字轮盒加凸筋的高度肯定大于挡板与第二底壁的间距，故必然被挡板阻挡无法继续前进，最终掉落至第二振动盘；由以上分析可知，上述结构对字轮盒朝向的筛选准确率非常高，几乎无漏检，能确保进入后续第二进料槽的字轮盒开口统一朝上，无需人工筛检，精度高，降低了人工成本，完善了自动化程度。

作为再优选，方框的框侧壁固定有固定座和通孔，该固定座经压簧连接有卡块，该卡块内端穿过框侧壁的通孔且该卡块内端前角设有抬升倒角；这样，当过渡槽内的字轮盒被第二前顶柱推入旋臂的方框时，字轮盒经抬升倒角顶开卡块，使卡块将字轮盒夹紧在方框内，避免旋臂旋转时，字轮盒从方框移位甚至掉出。

第二装配手臂优选为，它包括第三支座、第二横向气缸和第二竖向主气缸，第二横向气缸的缸体固定在第三支座上，第二横向气缸的活动部与第二竖向主气缸的缸体固定，第二竖向主气缸的活动部设有第二气爪；上述结构简单，装配制造方便，且能沿xz方向自由移动第二气爪，顺畅稳定精确的实现第二气爪下降抓住字轮盒、上升脱离承台、横移到达夹具上方、下降第二气爪并松开字轮盒等一系列动作。

插轴装置优选为，它包括第三振动盘、与第三振动盘连通的落料管和用于将落料管出口的轮轴运输到插轴工位的抓轴手臂；该插轴装置还包括用于将套住插轴工位夹具夹口的字轮盒压紧的压杆、用于驱动压杆的下压气缸、用于将轮轴推入位于插轴工位的字轮盒轴孔的推杆和用于驱动推杆的插轴气缸。

插轴装置工作过程如下。

工位切换转盘将夹紧字轮并套好字轮盒的夹紧移动至插轴工位；将轮轴批量放入第三振动盘，使其沿第三振动盘的盘道蜿蜒向上，并逐一连续进入落料管内且继续前进，最前的一根轮轴露出落料管出口后被抓轴手臂抓紧并被运送至插轴工位上正对推杆的位置；启动下压气缸，驱使压杆将字轮盒压紧在夹具上从而完成字轮盒轴孔的高度向定位，再启动插轴气缸，驱使推杆前推正对的轮轴，将该轮轴推入字轮盒侧壁的轴孔，完成插轴装配。

由以上分析可知，该装置自动且精准的完成了插轴动作，上述动作快速、精准、高效，解放了劳动力，降低了人力成本；而且，由于插轴前压板将字轮盒压紧在夹具夹口，故字轮装配的高度向精准。

抓轴手臂优选为，它包括第六支座、第三横向气缸和第三竖向主气缸，第三横向气缸的缸体固定在第六支座上，第三横向气缸的活动部与第三竖向主气缸的缸体固定，第三竖向主气缸的活动部设有第三气爪；第三气爪的两个手指内侧对称设有两个半圆缺槽，两半圆缺槽闭合以抓住轮轴；这样，第三横向气缸调节携带的轮轴的横向位置，第三竖向主气缸调节携带的轮轴的高度，第三气爪调节抓握轮轴的松紧程度，三个气缸协同动作，使得携带的轮轴在正对落料管出口的位置和正对装配工位的推杆的位置之间灵活移动，精确稳定完成轮轴的运送。

作为再优选，该插轴装置还包括与落料管出口垂直的第一笔形气缸，第一笔形气缸活塞杆伸出后堵住落料管出口以防止落料管内的轮轴掉落；该笔形气缸能耗小，成本低，装配方便，且能灵活稳定的控制落料管的开闭，避免抓轴手臂挪开落料管出口后，管内的轮轴掉落。

作为又进一步优选，该插轴装置还包括第七支座，下压气缸缸体固定在第七支座上，下压气缸的活塞杆连接有一滑台，滑台上固定有压板和搁板，压板设圆通孔而搁板设方通孔，压杆由上圆柱、中卡板和下方柱构成，上圆柱与压板圆通孔滑动配合，下方柱与搁板方通孔滑动配合，中卡板卡在方通孔的上开口，上圆柱套有一个减震压簧，该减震压簧上端与压板抵紧而下端与中卡板抵紧；这样，下压气缸驱动滑台下降时，压板和搁板同步下压，但压杆与压板之间设置了缓冲压簧，这就避免了压板与字轮盒的直接刚性接触，防止下压气缸动作过猛压坏字轮盒及内部的字轮；换句话说，上述下压结构能平缓稳定的将压力经缓冲压簧和压杆施加到字轮盒，既能保证对字轮盒和轴孔的高度向精准定位，又能避免直接刚性接触压坏字轮盒及内部精密构件。

作为还进一步优选，搁板一侧固定有连接板，连接板上安装有第二笔形气缸，第二笔形气缸的活塞杆侧向抵紧位于插轴工位字轮盒；这样，在压杆下压前先校准了字轮盒及轴孔的横向位置，进一步提高轴孔与推杆对位的准确率，进一步提高插轴装配的精度。

附图说明

图1是本发明水表计量显示器的自动装配设备的结构示意图。

图2是本发明设备的字轮上料装置的结构示意图。

图3是本发明设备的字轮上料装置的字轮被推出过渡舱前的结构示意图。

图4是本发明设备的字轮上料装置的字轮串在过渡轴且被第一气爪抓紧时的结构示意图。

图5是本发明设备的字轮上料装置的字轮被搬运至夹具夹口上方时的结构示意图。

图6是本发明设备的字轮上料装置的第一振动盘放大结构示意图。

图7是本发明设备的字轮上料装置的字轮放大结构示意图。

图8是图7旋转一定角度后的结构示意图。

图9是本发明水表计量显示器的自动装配设备另一角度的结构示意图。

图10是本发明设备的字轮盒上料装置初始状态的结构示意图。

图11是本发明设备的字轮盒上料装置的过渡槽位于后限的结构示意图。

图12是本发明设备的字轮盒上料装置的旋臂位于后限的结构示意图。

图13是本发明设备的字轮盒上料装置的字轮盒被推至承台的结构示意图。

图14是本发明设备的字轮盒上料装置的第五支座及组件的结构示意图。

图15是本发明设备的字轮盒上料装置的字轮盒的放大结构示意图。

图16是图15偏转一定角度后的结构示意图。

图17是本发明设备的字轮盒上料装置的第二盘道第二筛选段的局部放大结构示意图。

图18是本设备的插轴装置的结构示意图。

图19是本设备的插轴装置去掉工作台后的结构示意图。

图20是本设备的插轴装置的抓轴手臂的结构示意图。

图21是本设备的插轴装置的下压组件的局部爆炸的结构示意图。

图中所示1、落料通道，2、字轮，2.1、前齿，2.2、后齿，3、第一前顶柱，4、第一前顶推气缸，5、过渡舱，6、第一过渡气缸，7、第一后顶柱，8、第一后顶推气缸，9、过渡轴，10、抽轴气缸，11、固定块，12、夹块，13、夹口，14、第一横向气缸，15、第一竖向主气缸，16、支撑板，17、导向块，18、竖向辅助气缸，19、第一气爪，20、工位切换转盘，21、基座，22、基板，23、第一振动盘，24、第一盘道，24.1、第一底壁，24.2、第一侧壁，24.3、卷边，24.4、缺口，25、第一进料槽，26、第一过渡滑块，27、L形板，28、工作台，29、第一支座，30、第二支座，31、第一止推板；32、字轮盒，32.1、凸筋，32.2、轴孔，33、第二振动盘，34、第二进料槽，35、过渡槽，36、第二止推板，37、第二过渡滑块，38、第二过渡气缸，39、第二前顶柱，40、第二前顶推气缸，41、缺槽，42、旋转气缸，43、旋臂，44、方框，45、第二后顶柱，46、第二后顶推气缸，47、承台，48、第二盘道，48.1、第二底壁，48.2、第二侧壁，48.3、条形凹槽，48.4、挡板，49、固定座，50、卡块，51、抬升倒角，52、第三支座，53、第二横向气缸，54、第二竖向主气缸，55、第二气爪，56、第四支座，57、第五支座，58、第三止推板；59、第三振动盘，60、落料管，61、轮轴，62、压杆，62.1、上圆柱，62.2、中卡板，62.3、下方柱，63、下压气缸，64、推杆，65、插轴气缸，66、第一笔形气缸，67、第六支座，68、第三横向气缸，69、第三竖向主气缸，70、第三气爪，71、第七支座，72、滑台，73、压板，74、搁板，75、减震压簧，76、连接板，77、第二笔形气缸，78、直槽，79、第八支座，80、第九支座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1～图8所示，本发明水表计量显示器的自动装配设备，它包括字轮上料装置、字轮盒上料装置和插轴装置。该设备还包括一个工位切换转盘20，该工位切换转盘20按顺时针或逆时针设有字轮上料、字轮盒上料、插轴、出料四个工位。

每个工位上设有一个夹具；每个夹具包括固定块11和弹性抵靠固定块11的夹块12；夹块12设有前弧形缺，固定块11设有后弧形缺，两个弧形缺闭合成开口向上的夹口13。具体的说，夹具包括基座21，夹块12滑动配合在基座21上，基座21固定有基板22，基板22和夹块12之间设有压簧，压簧两端分别抵靠住基板22和夹块12，夹块12在压簧作用下与固定块11抵紧。

如图1～图8所示，字轮上料装置包括第一振动盘23，第一振动盘23设有蜿蜒向上的第一盘道24，第一盘道24末端连接有横向的第一进料槽25。

第一盘道24包括第一筛选段，第一筛选段包括承载字轮2的第一底壁24.1和固定在第一底壁24.1外侧的第一侧壁24.2，第一底壁24.1宽度略小于单个字轮2的外径；第一侧壁24.2上设有向内推移字轮2前齿2.1或后齿2.2的卷边24.3，第一底壁24.1内侧还设有多组缺口24.4，每组缺口24.4为三个且每组的三个缺口24.4彼此连续。经过第一筛选段的字轮2连续靠拢为一排，且全部字轮2均后齿2.2朝上。第一筛选段和第一进料槽25还存在一个扭曲段，顾名思义，扭曲段的底壁会由与第一筛选段对接处的水平状态逐渐扭曲为竖直状态，这样实现字轮2由第一筛选段的水平状态到第一进料槽25的竖直状态的切换，从而确保进入第一进料槽25及后续落料通道1中的字轮2均为竖向。

字轮上料装置还包括与第一进料槽25末端连通的落料通道1、用于将落料通道1底端的字轮2逐一推出的第一前顶柱3和驱动第一前顶柱3的第一前顶推气缸4，第一前顶柱3固定在第一前顶推气缸4的活塞杆上。字轮上料装置还包括用于承接被第一前顶柱3推出的字轮2的过渡舱5和用于后退过渡舱5的第一过渡气缸6，该第一过渡气缸6与第一前顶柱3垂直，第一过渡气缸6的活塞杆与过渡舱5连接。字轮上料装置还包括用于将后退的过渡舱5内全部字轮2推出的第一后顶柱7、驱动第一后顶柱7的第一后顶推气缸8、用于串住被第一后顶柱7推出的全部字轮2的过渡轴9和用于抽拔过渡轴9的抽轴气缸10。即第一后顶柱7与第一后顶推气缸8的活塞杆连接，当过渡舱5后退至与第一后顶柱7平齐后，第一后顶柱7会推出过渡舱5内的全部字轮2，使其彼此靠拢成一排并串在过渡轴9上。所述的过渡舱5是指位于第一过渡滑块26上的圆形腔室。

该装置还包括用于将串在过渡轴9上一排字轮2抓紧并运送到字轮上料工位夹具夹口13内的第一装配手臂。该手臂包括第一横向气缸14和第一竖向主气缸15，第一竖向主气缸15的缸体固定在第一横向气缸14的活动部，第一竖向主气缸15的活动部固定有倒T形的支撑板16；抽轴气缸10的缸体固定在支撑板16上，抽轴气缸10的活塞杆固定有L形板27，支撑板16还固定有导向块17，过渡轴9穿过导向块17的过孔与抽轴气缸10的活动部的L形板27连接；支撑板16还设有竖向辅助气缸18，竖向辅助气缸18的活动部设有第一气爪19。

出于安装和支撑的需要，该装置还包括一个工作台28，上述各个部件均直接或间接安装在工作台28上。如工位切换转盘20就可转动安装在工作台28上；第一振动盘23也安装在工作台28上。工作台28上设有第一支座29，第一装配手臂的第一横向气缸14的固定部就固定在第一支座29上。工作台28上还设有第二支座30，第一前顶推气缸4、第一过渡气缸6、第一后顶推气缸8的缸体以及落料通道1的底端均固定在第二支座30上。第二支座30上还固定有正对第一前顶柱3的第一止推板31，该第一止推板31能防止第一前顶柱3伸出幅度过大导致字轮2被第一前顶柱3推出过渡舱5。

如图9～图17所示，字轮盒上料装置包括供字轮盒32批量放入的第二振动盘33和与第二振动盘33连通的第二进料槽34。第二振动盘33设有蜿蜒向上的第二盘道48，第二盘道48末端与第二进料槽34连通。第二盘道48包括第二筛选段，第二筛选段包括第二底壁48.1和固定在第二底壁48.1外侧的第二侧壁48.2，第二底壁48.1顶面宽度接近字轮盒32的宽度；如第二底壁48.1的宽度为字轮盒32宽度的0.8～1.2倍；第二底壁48.1顶面设有沿第二盘道48长度向延伸的用于容置字轮盒32盒底凸筋32.1的条形凹槽48.3；第二侧壁48.2上设有挡板48.4，挡板48.4与第二底壁48.1的间距大于字轮盒32本体的高度但小于字轮盒32本体加凸筋32.1的高度；这样的设计，使得盒体开口朝上时盒底凸筋32.1卡在条形凹槽48.3内，故能顺利通过挡板48.4，而盒体开口朝下时，凸筋32.1就必然被挡板48.4阻挡无法进入后续的第二进料槽34。

该字轮盒上料装置还包括用于承接第二进料槽34内最前一个字轮盒32的过渡槽35、用于封住过渡槽35出口的第二止推板36、过渡槽35所在的第二过渡滑块37和用于后推第二过渡滑块37的第二过渡气缸38。第二过渡气缸38的活塞杆与第二过渡滑块37连接，第二过渡气缸38与第二进料槽34垂直。初始状态下，第二过渡气缸38收缩，第二过渡滑块37位于前限位置，过渡槽35正对第二进料槽34。

该字轮盒上料装置还包括用于将位于后限位置的过渡槽35内的字轮盒32推出的第二前顶柱39和驱动第二前顶柱39的第二前顶推气缸40，第二止推板36设有供被第二前顶柱39推出的字轮盒32穿过的缺槽41。第二前顶柱39与第二前顶推气缸40的活塞杆固定。第二过渡气缸38向后推移第二过渡滑块37，使过渡槽35到达后限位置，即过渡槽35正对第二前顶柱39。第二过渡滑块37还固定有第三止推板58，其作用是，当过渡槽35和第二过渡滑块37被后推到达后限位置后及时封闭住第二进料槽34出口。

字轮盒上料装置还包括旋转气缸42，旋转气缸42的旋臂43设有用于承接从缺槽41穿过的字轮盒32的方框44；初始状态下，旋臂43位于前限位置，旋臂43转动180度后使方框44到达后限位置。方框44的框侧壁固定有固定座49和通孔，该固定座49经压簧连接有卡块50，该卡块50内端穿过框侧壁的通孔且该卡块50内端前角设有抬升倒角51。卡块50在压簧作用下抵紧方框44内的字轮盒32。

字轮盒上料装置还包括用于将位于后限位置的方框44中的字轮盒32推出的第二后顶柱45、驱动第二后顶柱45的第二后顶推气缸46和用于承接并搁置被第二后顶柱45推出的字轮盒32的承台47。第二后顶推气缸46的活塞杆与第二后顶柱45固定。

字轮盒上料装置还包括第二装配手臂，该第二装配手臂的作用是抓紧并移动位于承台47的字轮盒32，使该字轮盒32以开口朝下的姿态，套住字轮盒上料工位的夹具的夹口13及该夹口13内夹持的字轮2。

第二装配手臂包括第三支座52、第二横向气缸53和第二竖向主气缸54，第二横向气缸53的缸体固定在第三支座52上，第二横向气缸53的活动部与第二竖向主气缸54的缸体固定，第二竖向主气缸54的活动部设有第二气爪55。

出于安装和支撑的需要，第二振动盘33也安装在工作台28上。第二装配手臂的第三支座52也固定在工作台28上。工作台28上还设有第四支座56和第五支座57；第二过渡气缸38、第二前顶推气缸40和第二止推板36均安装在第四支座56上。而旋转气缸42、第二后顶推气缸46和承台47均安装在第五支座57上。

如图18～图21所示，插轴装置包括第三振动盘59和与第三振动盘59连通的落料管60。具体的讲，第三振动盘59设有第三盘道，第三盘道末段与直槽78连通，直槽78与落料管60入口连通；第三盘道末段的宽度接近单根轮轴61直径；这样实现了筛选，使得轮轴61逐一连续进入直槽78及落料管60。落料管60出口设有与落料管60垂直的第一笔形气缸66，第一笔形气缸66活塞杆伸出后堵住落料管60出口以防止落料管60内的轮轴61掉落。

工位切换转盘20会将夹紧有字轮2并套好字轮盒32的夹具旋转至插轴工位。

该插轴装置还包括用于将位于插轴工位的字轮盒32压紧在夹具上的压杆62和用于驱动压杆62的下压气缸63。具体的说，该插轴装置还包括第七支座71，下压气缸63缸体固定在第七支座71上，下压气缸63的活塞杆连接有一滑台72，滑台72上固定有压板73和搁板74，压板73设圆通孔而搁板74设方通孔，压杆62由上圆柱62.1、中卡板62.2和下方柱62.3构成，上圆柱62.1与压板73圆通孔滑动配合，下方柱62.3与搁板74方通孔滑动配合，中卡板62.2卡在方通孔的上开口，上圆柱62.1套有一个减震压簧75，该减震压簧75上端与压板73抵紧而下端与中卡板62.2抵紧。搁板74一侧固定有连接板76，连接板76上安装有第二笔形气缸77，第二笔形气缸77的活塞杆侧向抵紧套合在插轴工位夹具上的字轮盒32。

该插轴装置还包括一个抓轴手臂，该抓轴手臂能将伸出落料管60出口的轮轴61抓住并运输到插轴工位，使轮轴61正对套在插轴工位夹具上的字轮盒32的轴孔32.2。该抓轴手臂包括第六支座67、第三横向气缸68和第三竖向主气缸69，第三横向气缸68的缸体固定在第六支座67上，第三横向气缸68的活动部与第三竖向主气缸69的缸体固定，第三竖向主气缸69的活动部设有第三气爪70；第三气爪70的两个手指内侧对称设有两个半圆缺槽，两半圆缺槽闭合以抓住轮轴61。

该插轴装置还包括用于将轮轴61推入位于插轴工位的字轮盒32轴孔32.2的推杆64和用于驱动推杆64的插轴气缸65。插轴气缸65的活塞杆与推杆64经一个滑块连接。

出于安装和支撑的需要，第三振动盘59也安装在工作台28上。抓轴手臂的第六支座67和下压气缸63的第七支座71也均固定在工作台28上，其中工位切换转盘20的中心设有固定柱，该固定柱与工作台28固定，而第七支座71就固定在该固定柱上。工作台28上还设有第八支座79和第九支座80；第一笔形气缸66固定在第八支座79上，而插轴气缸65固定在第九支座80上。

该设备还包括出料手臂，该出料手臂为常规结构，即包括第十支座、第四横向气缸、第四竖向主气缸和第四气爪等，其作用是将旋转至出料工位的夹具上的已经插轴的字轮盒32整体抓出并放置到出料斗上，以完成自动出料。

由常识可知，本发明还包括主控制器如PLC芯片，上述全部的气缸、气爪、转盘和振动盘等均与主控制器信号连接。

Claims (10)

1.一种水表计量显示器的自动装配设备，它包括字轮上料装置、字轮盒上料装置和插轴装置；

字轮上料装置包括第一振动盘(23)、与第一振动盘(23)连通的第一进料槽(25)、与第一进料槽(25)连通的落料通道(1)、用于将落料通道(1)底端的字轮(2)逐一推出的第一前顶柱(3)和驱动第一前顶柱(3)的第一前顶推气缸(4)；

字轮盒上料装置包括第二振动盘(33)、与第二振动盘(33)连通的第二进料槽(34)、用于承接第二进料槽(34)内单个字轮盒(32)的过渡槽(35)、用于封住过渡槽(35)出口的第二止推板(36)、过渡槽(35)所在的第二过渡滑块(37)和用于后推第二过渡滑块(37)的第二过渡气缸(38)；

其特征在于：该设备还包括一个工位切换转盘(20)，该工位切换转盘(20)设有字轮上料、字轮盒上料和插轴三个工位，每个工位上设有一个夹具；每个夹具包括固定块(11)和弹性抵靠固定块(11)的夹块(12)；夹块(12)设有前弧形缺，固定块(11)设有后弧形缺，两个弧形缺闭合成开口向上的夹口(13)；

字轮上料装置还包括用于承接被第一前顶柱(3)推出的字轮(2)的过渡舱(5)、用于后退过渡舱(5)的第一过渡气缸(6)、用于将后退的过渡舱(5)内全部字轮(2)推出的第一后顶柱(7)、驱动第一后顶柱(7)的第一后顶推气缸(8)、用于串住被第一后顶柱(7)推出的全部字轮(2)的过渡轴(9)、用于抽拔过渡轴(9)的抽轴气缸(10)和用于将串在过渡轴(9)上一排字轮(2)抓紧并运送到字轮上料工位夹具夹口(13)内的第一装配手臂；该手臂包括第一横向气缸(14)和第一竖向主气缸(15)，第一竖向主气缸(15)的缸体固定在第一横向气缸(14)的活动部，第一竖向主气缸(15)的活动部固定有支撑板(16)；抽轴气缸(10)的缸体固定在支撑板(16)上，支撑板(16)还设有竖向辅助气缸(18)，竖向辅助气缸(18)的活动部设有第一气爪(19)；

字轮盒上料装置还包括用于将位于后限的过渡槽(35)内的字轮盒(32)推出的第二前顶柱(39)和驱动第二前顶柱(39)的第二前顶推气缸(40)，第二止推板(36)设有供被第二前顶柱(39)推出的字轮盒(32)穿过的缺槽(41)；字轮盒上料装置还包括旋转气缸(42)，旋转气缸(42)的旋臂(43)设有用于承接从缺槽(41)穿过的字轮盒(32)的方框(44)；旋臂(43)转动180度使方框(44)到达后限，字轮盒上料装置还包括用于将位于后限的方框(44)中的字轮盒(32)推出的第二后顶柱(45)、驱动第二后顶柱(45)的后顶推气缸(46)、用于承接被第二后顶柱(45)推出的字轮盒(32)的承台(47)和用于抓紧并移动位于承台(47)的字轮盒(32)使其套住字轮盒上料工位夹具夹口(13)的第二装配手臂。

2.根据权利要求1所述的水表计量显示器的自动装配设备，其特征在于：夹具包括基座(21)，夹块(12)滑动配合在基座(21)上，基座(21)固定有基板(22)，基板(22)和夹块(12)之间设有压簧，夹块(12)在压簧作用下与固定块(11)抵紧。

3.根据权利要求1所述的水表计量显示器的自动装配设备，其特征在于：第一振动盘(23)设有蜿蜒向上的第一盘道(24)；第一盘道(24)末端与第一进料槽(25)连通，第一盘道(24)包括第一筛选段，第一筛选段包括承载字轮(2)的第一底壁(24.1)和固定在第一底壁(24.1)外侧的第一侧壁(24.2)，第一侧壁(24.2)上设有向内推移字轮(2)前齿(2.1)或后齿(2.2)的卷边(24.3)，第一底壁(24.1)内侧设有连续的三个缺口(24.4)。

4.根据权利要求1所述的水表计量显示器的自动装配设备，其特征在于：第二振动盘(33)设有蜿蜒向上的第二盘道(48)，第二盘道(48)末端与第二进料槽(34)连通；第二盘道(48)包括第二筛选段，第二筛选段包括第二底壁(48.1)和固定在第二底壁(48.1)外侧的第二侧壁(48.2)，第二底壁(48.1)顶面设有沿第二盘道(48)长度向延伸的用于容置字轮盒(32)凸筋(32.1)的条形凹槽(48.3)，第二侧壁(48.2)上设有挡板(48.4)，挡板(48.4)与第二底壁(48.1)的间距大于字轮盒(32)本体的高度但小于字轮盒(32)本体加凸筋(32.1)的高度。

5.根据权利要求1所述的水表计量显示器的自动装配设备，其特征在于：方框(44)的框侧壁固定有固定座(49)和通孔，该固定座(49)经压簧连接有卡块(50)，该卡块(50)内端穿过框侧壁的通孔且该卡块(50)内端前角设有抬升倒角(51)。

6.根据权利要求1所述的水表计量显示器的自动装配设备，其特征在于：第二装配手臂包括第三支座(52)、第二横向气缸(53)和第二竖向主气缸(54)，第二横向气缸(53)的缸体固定在第三支座(52)上，第二横向气缸(53)的活动部与第二竖向主气缸(54)的缸体固定，第二竖向主气缸(54)的活动部设有第二气爪(55)。

7.根据权利要求1所述的水表计量显示器的自动装配设备，其特征在于：插轴装置包括第三振动盘(59)、与第三振动盘(59)连通的落料管(60)和用于将落料管(60)出口的轮轴(61)运输到插轴工位的抓轴手臂；该插轴装置还包括用于将套住插轴工位夹具夹口(13)的字轮盒(32)压紧的压杆(62)、用于驱动压杆(62)的下压气缸(63)、用于将轮轴(61)推入位于插轴工位的字轮盒(32)轴孔(32.2)的推杆(64)和用于驱动推杆(64)的插轴气缸(65)。

8.根据权利要求7所述的水表计量显示器的自动装配设备，其特征在于：抓轴手臂包括第六支座(67)、第三横向气缸(68)和第三竖向主气缸(69)，第三横向气缸(68)的缸体固定在第六支座(67)上，第三横向气缸(68)的活动部与第三竖向主气缸(69)的缸体固定，第三竖向主气缸(69)的活动部设有第三气爪(70)；第三气爪(70)的两个手指内侧对称设有两个半圆缺槽，两半圆缺槽闭合以抓住轮轴(61)。

9.根据权利要求7所述的水表计量显示器的自动装配设备，其特征在于：插轴装置还包括与落料管(60)出口垂直的第一笔形气缸(66)，第一笔形气缸(66)活塞杆伸出后堵住落料管(60)出口以防止落料管(60)内的轮轴(61)掉落。

10.根据权利要求7所述的水表计量显示器的自动装配设备，其特征在于：插轴装置还包括第七支座(71)，下压气缸(63)缸体固定在第七支座(71)上，下压气缸(63)的活塞杆连接有一滑台(72)，滑台(72)上固定有压板(73)和搁板(74)，压板(73)设圆通孔而搁板(74)设方通孔，压杆(62)由上圆柱(62.1)、中卡板(62.2)和下方柱(62.3)构成，上圆柱(62.1)与压板(73)圆通孔滑动配合，下方柱(62.3)与搁板(74)方通孔滑动配合，中卡板(62.2)卡在方通孔的上开口，上圆柱(62.1)套有一个减震压簧(75)，该减震压簧(75)上端与压板(73)抵紧而下端与中卡板(62.2)抵紧；搁板(74)一侧固定有连接板(76)，连接板(76)上安装有第二笔形气缸(77)，第二笔形气缸(77)的活塞杆侧向抵紧位于插轴工位字轮盒(32)。

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