CN114871759B - 套管自动装配装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及套管装配技术领域，提供一种套管自动装配装置，包括上瓷件预装机构、下瓷件预装机构以及合装机构，上瓷件预装机构包括第一动力机构和第一放置台，第一放置台用于放置待装配的工装、法兰以及上瓷件，第一动力机构用于拿取待装配的工装、法兰以及上瓷件并对其进行预装形成第一安装组；下瓷件预装机构包括第二动力机构和第二放置台，第二放置台用于放置待装配的下瓷件和导电管，第二动力机构用于拿取待装配的下瓷件以及导电管并对其进行预装形成第二安装组；合装机构，包括装配机构，装配机构用于对第一安装组和第二安装组进行装配并形成组合件。通过上述方式，可以减少天车和人工的搬运工作，提高套管的装配效率。

Description

套管自动装配装置

技术领域

本发明涉及套管装配技术领域，尤其涉及一种套管自动装配装置。

背景技术

目前对于套管的装配大多依赖人工，人工操作天车对导电管进行转运然后与法兰上瓷件组合进行安装，该方式对车间的天车占用率较高，影响车间内其他工序的进行，而且人工装配的话，各个部件安装精度低致使套管整体装配效率和质量都无法满足要求。

发明内容

本发明实施例提供一种套管自动装配装置，用以解决现有技术中各个部件安装精度低致使套管整体装配效率和质量都无法满足要求的技术问题。

本发明实施例提供一种套管自动装配装置，包括：上瓷件预装机构，包括第一动力机构和第一放置台，所述第一放置台用于放置待装配的工装、法兰以及上瓷件，所述第一动力机构用于拿取待装配的所述工装、所述法兰以及所述上瓷件并对其进行预装形成第一安装组；

下瓷件预装机构，包括第二动力机构和第二放置台，所述第二放置台用于放置待装配的下瓷件和导电管，所述第二动力机构用于拿取待装配的所述下瓷件以及所述导电管并对其进行预装形成第二安装组；

合装机构，包括装配机构和对中安装机构，所述装配机构用于对所述第一安装组和所述第二安装组进行装配并形成组合件，所述对中安装机构用于对所述导电管和所述上瓷件的轴心进行对中后安装集油盒。

根据本发明一个实施例的套管自动装配装置，所述下瓷件预装机构还包括地轨，所述第二动力机构与所述地轨滑动配合，所述第二放置台包括第一安装台和至少一个第二安装台，所述第一安装台用于放置多个所述下瓷件，所述第二安装台用于放置芯子和对所述芯子进行撕纸形成所述导电管；

所述第二动力机构包括第一机械臂和与所述第一机械臂相连接的第一抓取件，所述第一抓取件用于抓取所述下瓷件装配至所述导电管的端部。

根据本发明一个实施例的套管自动装配装置，所述合装机构包括定位台，所述定位台上设有定位销轴，所述第二安装组靠近所述下瓷件的端部安装于所述定位销轴；

所述装配机构包括第三动力机构，所述第三动力机构包括第二机械臂和与所述第二机械臂相连接的第二抓取件，所述第二抓取件用于抓取所述第一安装组套装于所述第二安装组上部。

根据本发明一个实施例的套管自动装配装置，所述合装机构还包括滑轨，所述定位台与所述滑轨滑动配合。

根据本发明一个实施例的套管自动装配装置，所述滑轨包括输出段和回收段，所述输出段和所述回收段首尾连接，所述定位台沿所述输出段和所述回收段往复移动；

所述装配机构沿所述输出段设置。

根据本发明一个实施例的套管自动装配装置，还包括定位机构，所述定位机构包括驱动油缸，所述驱动油缸设于所述滑轨下方且输出端至少伸出至与所述滑轨平齐；

在所述定位台到达所述驱动油缸上方时，所述驱动油缸用于对所述定位台升起至脱离所述滑轨。

根据本发明一个实施例的套管自动装配装置，所述合装机构还包括对中安装机构，所述对中安装机构用于对所述导电管和所述上瓷件的轴心进行对中后安装集油盒。

根据本发明一个实施例的套管自动装配装置，还包括安装架，所述安装架上设有安装机构，所述对中安装机构安装于所述安装架；

所述对中安装机构上设有第一卡接件和第二卡接件，所述第一卡接件和所述第二卡接件分别用于对所述导电管和所述上瓷件进行卡接以使得所述导电管和所述上瓷件的轴线共线；

所述安装机构用于抓取所述集油盒安装至所述组合件上部。

根据本发明一个实施例的套管自动装配装置，还包括第三安装台，所述第三安装台用于放置所述集油盒和与所述集油盒配合安装的安装组件；

所述安装机构包括多个爪具，所述爪具分别与所述集油盒和所述安装组件适配。

根据本发明一个实施例的套管自动装配装置，还包括端子焊接机构，设于所述合装机构的下游，所述端子焊接机构用于在所述组合件上焊接接线端子。

本发明实施例提供的套管自动装配装置，上瓷件预装机构通过第一动力机构对工装、法兰以及上瓷件进行预装形成第一安装组，下瓷件预装机构通过第二动力机构对下瓷件和导电管进行预装形成第二安装组，然后合装机构对第一安装组和第二安装组进行装配形成组合件，通过第一动力机构和第二动力机构的设置可以提高第一安装组和第二安装组的安装效率，且避免了人工操作过程中存在的安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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为本发明实施例的套管自动装配装置的结构示意图；

图2为图1的上瓷件预装机构以及下瓷件预装机构的部分结构示意图；

图3为图1所示的合装机构的部分结构示意图；

图4为本发明定位机构与定位台的结构示意简图；

附图标记：

10、上瓷件预装机构；110、第一动力机构；120、第一放置台；1210、工装；1220、法兰；1230、上瓷件；1240、第一安装组；

20、下瓷件预装机构；210、第二动力机构；2110、第一机械臂；2120、第一抓取件；220、第二放置台；2210、下瓷件；2220、导电管；2230、第二安装组；2240、第一安装台；2250、第二安装台；2251、芯子；230、地轨；

30、合装机构；310、装配机构；320、组合件；330、对中安装机构；3310、第一卡接件；3320、第二卡接件；340、集油盒；350、定位台；3510、定位销轴；360、第三动力机构；3610、第二机械臂；3620、第二抓取件；370、滑轨；3710、输出段；3720、回收段；380、定位机构；390、第三安装台；3910、安装组件；

40、安装架；410、安装机构；

50、端子焊接机构。

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。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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“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。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实施例中的具体含义。

请参照图1至图3，本发明实施例提出保护一种套管自动装配装置，包括上瓷件预装机构10、下瓷件预装机构20以及合装机构30，上瓷件预装机构10包括第一动力机构110和第一放置台120，第一放置台120用于放置待装配的工装1210、法兰1220以及上瓷件1230，第一动力机构110用于拿取待装配的工装1210、法兰1220以及上瓷件1230并对其进行预装形成第一安装组1240；下瓷件预装机构20包括第二动力机构210和第二放置台220，第二放置台220用于放置待装配的下瓷件2210和导电管2220，第二动力机构210用于拿取待装配的下瓷件2210以及导电管2220并对其进行预装形成第二安装组2230；合装机构30，包括装配机构310，装配机构310用于对第一安装组1240和第二安装组2230进行装配并形成组合件320。

对于上瓷件预装机构10，可以在自动生成的前一天，使用AGV小车或者人工拖车等搬运工具将上瓷件1230、法兰1220以及工装1210运输至预装工位线边，在进行预装时，工作人员通过第一动力机构110将上瓷件1230、法兰1220以及工装1210进行上线组装。

具体地，对于第一动力机构110，第一动力机构110可以为助力臂，可以实现自动对上瓷件1230、法兰1220以及工装1210进行抓取，进而节省人工装配的时间，提高上瓷件1230预装的效率。

第一放置台120可以包括多个台位，多个台位可以分别放置工装1210、法兰1220以及上瓷件1230，多个台位可以分开设置，也可以在一个台位上分为多个放置位，在此不做限定。第一动力机构110设于第一放置台120一侧，便于拿取放置在第一放置台120的物料，且第一动力机构110的设置替代了人工，在拿取时实现自动化，提高对于物料的取放效率。而且对于第一动力机构110，第一动力机构110的拿取端的爪具可以进行更换，以适配不同尺寸以及不同形状的抓取物，例如拿取上瓷件1230时替换对应的爪具，而拿取法兰1220时，对爪具进行更换即可。需要说明的是，法兰1220在上线时需要人工摆正铭牌角度，并通过机器视觉校验铭牌角度；工装1210上设置有二维码等标识，人工上线法兰1220和上瓷件1230时需要将产品信息和二维码标识进行绑定，如此可以快速对法兰1220和上瓷件1230进行匹配上线。

在上瓷件预装机构10侧边还设有缓存立库，预装完成后的第一安装组1240通过第一动力机构110传送至缓存立库的上料入口。缓存立库一侧设有堆垛机，堆垛机可以实现第一安装组1240的自动取料，通过仓库管理系统(Warehouse Management System，WMS)实现库内第一安装组1240的管理，对第一安装组1240在缓存立库中自动摆放。具体对于仓库管理系统的实施方式属于本领域技术人员熟知的技术手段，在此不做限定。

请参照图1和图2，在本发明的一些实施例中，缓存立库可以设计为两排、两层结构，每排十个仓位共40个仓位的自动化库，能够满足一定时间，例如24小时的装配的物料的需求。

对于下瓷件预装机构20，下瓷件预装机构20还包括地轨230，第二动力机构210与地轨230滑动配合，第二放置台220包括第一安装台2240和至少一个第二安装台2250，第一安装台2240用于放置多个下瓷件2210，第二安装台2250用于放置芯子2251和对芯子2251进行撕纸形成导电管2220；第二动力机构210包括第一机械臂2110和与第一机械臂2110相连接的第一抓取件2120，第一抓取件2120用于抓取下瓷件2210装配至导电管2220的端部。

也即，第二安装台2250上包括两个放置位，第一个放置位用于接收芯子2251，另一个放置位用于放置撕纸完成后的导电管2220。

第一机械臂2110底部与地轨230滑动配合，如此便于夹取下瓷件2210和导电管2220。对于芯子2251，芯子2251通过吊运机构从干燥罐吊出后，通过天车转运至第二安装台2250上的第一放置位，在第一放置位，工作人员对芯子2251进行撕纸，撕纸完成后形成装配所需的导电管2220，需要手动扫码芯子2251的型号。第一放置位和第二放置位之间设有气缸，气缸用于将撕纸完成后的导电管2220推至靠近地轨230的一侧，也即第二放置位。然后第一机械臂2110便可以抓取与导电管2220型号对应的下瓷件2210装配至导电管2220端部。当导电管2220位于第二放置位且下瓷件2210安装至导电管2220端部后，通过人工将底座、密封圈、盖板依次安装至下瓷件2210端部，并拧紧螺钉。

为便于下瓷件2210的上料，可以设置下瓷件2210缓存库，下瓷件2210缓存库可以设计为3层，每层14列，共42个仓位的自动化库，并通过PLC记录下瓷件2210在库中的放置位置，由此满足在预设时间内的装配需求。对于缓存库的层数以及列数，在此仅为例举，并非进行限定。

在本发明的一些实施例中，合装机构30包括定位台350，定位台350上设有定位销轴3510，第二安装组2230靠近下瓷件2210的端部安装于定位销轴3510；装配机构310包括第三动力机构360，第三动力机构360包括第二机械臂3610和与第二机械臂3610相连接的第二抓取件3620，第二抓取件3620用于抓取第一安装组1240套装于第二安装组2230上部。

也即，工作人员根据不同型号的导电管2220，选取对应尺寸的定位销轴3510，定位销轴3510安装至定位台350上。对于定位销轴3510，可以设置专门的台位，通过第一机械臂2110将定位销轴3510与定位台350进行组装。例如可以在定位台350开设孔位，第一机械臂2110可以将定位销轴3510插设于孔位内以与定位台350相连接。定位销轴3510与定位台350可以选用插接或者螺纹连接，在此不做限定。

具体地，当第二安装组2230预装完成后，通过第一机械臂2110对其的轴向进行调整。需要说明的是，导电管2220和下瓷件2210进行装配时，导电管2220处于水平状态，如此便于第一机械臂2110对其与下瓷件2210进行装配，当导电管2220和下瓷件2210装配完成后，第一机械臂2110将第二安装组2230进行直立，使得第二安装组2230的轴线与定位销轴3510的轴线共线。然后通过第一机械臂2110将第二安装组2230放置在定位台350上，此时的定位销轴3510与导电管2220相卡接，以使得第二安装组2230处于竖直状态。然后便可以从缓存立库里调取第一安装组1240，通过第二抓取件3620将第一安装组1240装配至第二安装组2230的上部，形成组合件320。

在实际操作过程中，第二机械臂3610在对第一安装组1240和第二安装组2230装配过程中，需要一名工作人员在一侧进行对中调节，也即，需要在相应位置抽出导电管2220上的引线，并在工件最终落位前完成第一安装组1240和第二安装组2230的对中工作。

在本发明的一些实施例中，合装机构30还包括滑轨370，定位台350与滑轨370滑动配合。具体地，定位台350沿滑轨370移动时，通过滑轨370一侧的随行夹具夹取法兰1220下方的CT管以保证定位台350移动过程中组合件320的稳定性。

具体地，滑轨370包括输出段3710和回收段3720，输出段3710和回收段3720首尾连接，定位台350沿输出段3710和回收段3720往复移动；装配机构310沿输出段3710设置。

也即，根据不同的导电管2220的型号，定位台350上可以安装设置不同型号的定位销轴3510。滑轨370的设置一方面为了提高组合件320的转运效率，对定位台350进行快速转运；另一方面可以回收定位台350，提高定位台350的使用效率。

具体地，当一组组合件320完成装配后，定位台350可以沿回收段3720返回初始位置，也即返回至输出段3710的初始端，然后进一步放置第二安装组2230，装配第一安装组1240后继续沿输出段3710进行输送，如此形成循环，提高组合件320的装配效率。

请参照图3和图4，在本发明的一些实施例中，套管自动装配装置还包括定位机构380，定位机构380包括驱动油缸，定位机构380还包括设于驱动油缸下方的底座，驱动油缸一端与底座相连接，且输出端朝向滑轨370并至少与滑轨370平齐。在定位台350到达驱动油缸上方时，驱动油缸用于对定位台350升起至脱离滑轨370。

也即，驱动油缸的设置可以对定位台350进行升降，当定位台350到达驱动油缸上方时，可以通过驱动油缸的输出端对定位台350进行升起以脱离滑轨370，以避免定位台350沿滑轨370移动，进而实现定位台350的定位作用。当在定位机构380处安装完集油盒340后对定位台350进行降落至与滑轨370上，并沿滑轨370移至下一工序。

在本发明的一些实施例中，还包括安装架40，安装架40上设有安装机构410，对中安装机构330安装于安装架40；对中安装机构330上设有第一卡接件3310和第二卡接件3320，第一卡接件3310和第二卡接件3320分别用于对导电管2220和上瓷件1230进行卡接以使得导电管2220和上瓷件1230的轴线共线；安装机构410用于抓取集油盒340安装至组合件320上部。

当定位台350被提升后，对中安装机构330可以通过第一卡接件3310和第二卡接件3320分别对导电管2220和上瓷件1230进行卡接，以使得导电管2220和上瓷件1230的轴线共线，对中后再安装集油盒340和与集油盒340配合安装的安装组件3910。对于安装组件3910，可以放置在第三安装台390，具体可以通过安装机构410对集油盒340和安装组件3910与组合件320进行装配。

具体地，安装组件3910包括但不限于：弹簧、弹簧压板、圆螺母。具体地，圆螺母需要人工将第二天生产的工件运输至料库边进行摆放，具体地，可以设置指定位置的台位进行放置形成圆螺母料库。在圆螺母料库中可以根据圆螺母的型号设置多个物料存储位置，每个位置由独立的伺服电机带动丝杠螺母系统进行升降，如此规避高位抛落工件造成工件表面损伤。每种型号的圆螺母可以在库中存放一定的数量，该数量满足一定时间的装配需求，如有不足可以通过AGV小车或者拖车进行转运。

弹簧压板与圆螺母的存放方式一致，在此不做赘述。而对于弹簧，可以设置弹簧取料位，弹簧需要摆放在专用的托盘上，弹簧的运输工具可以选用AGV小车或者拖车等，在此不做限定。

安装机构410上的多个爪具的型号分别与弹簧、弹簧压板、圆螺母的型号相适配，安装机构410从集油盒340上线工位抓取产品后进行观察口窗角度调整，然后放至指定位置上，指定位置可以安装架40或者其他可选的位置，在此不做限定。然后安装机构410更换爪具，抓取弹簧并放入集油盒340内，放好后更换爪具，将弹簧压板放入集油盒340内。预先在安装架40上设置伺服压机，利用伺服压机对弹簧压板进行第一次压装，压头降至弹簧压板上方5mm处。然后安装机构410进一步更换爪具抓取圆螺母套在导电管2220上并进行预拧紧。

在对集油盒340进行安装时，可以先采用第一卡接件3310夹紧集油盒340，然后将集油盒340落至上瓷件1230凸台上，然后伺服压机第二次压装，压头压缩弹簧至设定压力，压力位移曲线合格后，压机保持不动。此时安装机构410将圆螺母拧紧至弹簧压板上方，将压板固定。

对于滑轨370，还包括与回收段3720平行设置的检修段，压装或者质量有问题的套管可以沿检修段进行检修。具体地，可以采用检修段一侧设置的备用压机进行人工检修处理。

在本发明的一些实施例中，套管自动装配装置还包括端子焊接机构50，端子焊接机构50设于合装机构30的下游，用于对组合件320上焊接接线端子。焊接完的套管可以在AGV小车或者拖车等运输工具输送至下一工序。

端子焊接机构50中需要一位工作人员，当压装工位正常压装完成后，工件到达端子焊接工位，人工控制升降车落至低位，使用电烙铁焊接引线端子，焊接完成后控制升降车升至高位，然后安装密封圈、集油盒340盖板，最后拧紧螺钉，套管安装完成。安装完成后的套管可以通过AGV小车或者拖车等转运至下一注油线上。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种套管自动装配装置，其特征在于，包括：

上瓷件预装机构，包括第一动力机构和第一放置台，所述第一放置台用于放置待装配的工装、法兰以及上瓷件，所述第一动力机构用于拿取待装配的所述工装、所述法兰以及所述上瓷件并对其进行预装形成第一安装组；

下瓷件预装机构，包括第二动力机构和第二放置台，所述第二放置台用于放置待装配的下瓷件和导电管，所述第二动力机构用于拿取待装配的所述下瓷件以及所述导电管并对其进行预装形成第二安装组；

合装机构，包括装配机构和定位台，所述定位台用于放置所述第二安装组，所述装配机构的第三动力机构用于抓取所述第一安装组，对所述第一安装组和所述第二安装组进行装配并形成组合件。

2.根据权利要求1所述的套管自动装配装置，其特征在于，所述下瓷件预装机构还包括地轨，所述第二动力机构与所述地轨滑动配合，所述第二放置台包括第一安装台和至少一个第二安装台，所述第一安装台用于放置多个所述下瓷件，所述第二安装台用于放置芯子和对所述芯子进行撕纸形成所述导电管；

所述第二动力机构包括第一机械臂和与所述第一机械臂相连接的第一抓取件，所述第一抓取件用于抓取所述下瓷件装配至所述导电管的端部。

3.根据权利要求2所述的套管自动装配装置，其特征在于，所述定位台上设有定位销轴，所述第二安装组靠近所述下瓷件的端部安装于所述定位销轴；

所述装配机构包括第三动力机构，所述第三动力机构包括第二机械臂和与所述第二机械臂相连接的第二抓取件，所述第二抓取件用于抓取所述第一安装组套装于所述第二安装组上部。

4.根据权利要求3所述的套管自动装配装置，其特征在于，所述合装机构还包括滑轨，所述定位台与所述滑轨滑动配合。

5.根据权利要求4所述的套管自动装配装置，其特征在于，所述滑轨包括输出段和回收段，所述输出段和所述回收段首尾连接，所述定位台沿所述输出段和所述回收段往复移动；

所述装配机构沿所述输出段设置。

6.根据权利要求4所述的套管自动装配装置，其特征在于，还包括定位机构，所述定位机构包括驱动油缸，所述驱动油缸设于所述滑轨下方且输出端至少伸出至与所述滑轨平齐；

在所述定位台到达所述驱动油缸上方时，所述驱动油缸用于对所述定位台升起至脱离所述滑轨。

7.根据权利要求1所述的套管自动装配装置，其特征在于，所述合装机构还包括对中安装机构，所述对中安装机构用于对所述导电管和所述上瓷件的轴心进行对中后安装集油盒。

8.根据权利要求7所述的套管自动装配装置，其特征在于，还包括安装架，所述安装架上设有安装机构，所述对中安装机构安装于所述安装架；

所述对中安装机构上设有第一卡接件和第二卡接件，所述第一卡接件和所述第二卡接件分别用于对所述导电管和所述上瓷件进行卡接以使得所述导电管和所述上瓷件的轴线共线；

所述安装机构用于抓取所述集油盒安装至所述组合件上部。

9.根据权利要求8所述的套管自动装配装置，其特征在于，还包括第三安装台，所述第三安装台用于放置所述集油盒和与所述集油盒配合安装的安装组件；

所述安装机构包括多个爪具，所述爪具分别与所述集油盒和所述安装组件适配。

10.根据权利要求1所述的套管自动装配装置，其特征在于，还包括端子焊接机构，设于所述合装机构的下游，所述端子焊接机构用于在所述组合件上焊接接线端子。

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