CN115415778A - 水阀壳体压装设备 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种水阀壳体压装设备，包括机架、上工装和下工装，上工装包括自上而下设置于机架的顶板上的伺服压机、压力传感器、压头和第一固定板，第一固定板的底部固设有上压件，机架的底板上设置有与上压件相匹配的下压件；下工装包括四爪卡盘和驱动气缸，底板上设置有通孔，使得四爪卡盘在驱动气缸的驱动下相对下压件上下升降，并通过其夹头的同步移动来夹持或松开下压件，底板上设置有用于检测下压件的防错机构，防错机构检查无误后，伺服压机驱动第一固定板下压。本发明设置防错机构，通过识别密封件的颜色来检测密封件的正反方向，设置压力传感器实时监测伺服压机在压装过程中的压力保证压装质量的稳定性。

Description

水阀壳体压装设备

技术领域

本发明涉及水阀装配设备技术领域，具体地涉及一种水阀壳体压装设备。

背景技术

汽车水阀在生产过程中需要对法兰组件和壳体进行压装。在压装前需要手动在法兰组件上安装球阀和密封组件，然后将壳体压装到法兰组件上。在水阀中起到密封作用的密封件（通常为密封圈）有正反面区分，需要人工进行识别，并且在压装前，密封件难以固定，不好限位，需要手动扶持，这都导致了水阀的装配的自动化程度不高，很多企业还停留在手动阶段，装配效率有限。而手动装配也导致在压装过程中无法进行压力和位移的实时监控，使得水阀的压装容易产生法兰组件和壳体压装效果差，质量稳定性参差不齐的情况。

因此，如何保证水阀压装的效率和稳定性是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种水阀壳体压装设备。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

水阀壳体压装设备，包括机架、上工装和下工装，所述上工装包括自上而下设置于所述机架的顶板上的伺服压机、压力传感器、压头和第一固定板，所述第一固定板的底部固设有上压件，所述机架的底板上设置有与所述上压件相匹配的下压件；所述下工装包括四爪卡盘和驱动气缸，所述底板上设置有通孔，使得所述四爪卡盘在所述驱动气缸的驱动下相对所述下压件上下升降，并通过其夹头的同步移动来夹持或松开所述下压件，所述底板上设置有用于检测所述下压件的防错机构，所述防错机构检查无误后，所述伺服压机驱动所述第一固定板下压，使得所述上压件和下压件压合成一体。

优选的，所述防错机构为一组分布于所述下压件四周的颜色传感器，用于检测所述下压件上的密封件的正反方向。

优选的，所述夹头设置有用于检测所述密封件的检测机构，所述检测机构包括弹性块和传感器，所述弹性块可伸缩地内置于所述夹头，初始状态下，所述弹性块外凸于所述夹头，当所述夹头夹持所述密封件后，所述弹性块缩回所述夹头内，所述传感器检测所述夹头的位置。

优选的，所述弹性块的尾端通过弹簧与所述夹头的内壁抵接，所述弹性块轴心插接有一插杆，所述插杆外凸于所述夹头的底部，所述传感器设置于所述夹头的内侧，并形成与所述插杆相匹配的检测凹口。

优选的，所述上压件和下压件分别设置于一连接板上，所述第一固定板和底板上分别设置有一组限位块，所述限位块具有可旋转的凸部，所述连接板的边缘设置有与所述凸部相匹配的凹口，所述凸部通过旋转与所述凹口相卡接，使得所述连接板可拆卸地与所述第一固定板、底板固接。

优选的，所述压力传感器的上下两端分别与所述伺服压机和压头连接，所述压头的底部与所述第一固定板固接，所述压头的内部设置有真空吸头来固定所述上压件。

优选的，所述机架的顶部还设置有导向系统，所述导向系统包括第一导向杆和第二固定板，两个所述第一导向杆对称穿设于所述机架，所述第二固定板固接于所述第一导向杆的底部，所述压头穿过所述第二固定板并卡设于所述第二固定板上的卡块内。

优选的，所述导向系统还包括第二导向杆，两个所述第二导向杆对称穿设于所述第二固定板并与所述第一固定板固接。

优选的，所述机架的一侧设置有用于检测上压件的检测传感器。

优选的，所述底板上设置有用于识别所述下压件的识别传感器。

本发明的有益效果主要体现在：

1、设置防错机构，通过识别密封件的颜色来检测密封件的正反方向，确保密封件的正确放置，设置压力传感器实时监测伺服压机在压装过程中的压力，且伺服电机自身可以实时监测其行程，来做到对压装过程的精准监控，保证压装质量的稳定性；

2、设置四爪卡盘来对密封件起到稳定限位作用，同时内置弹性块来监测所述密封件的放置与否，防止设备空转和避免压装失败；

3、设置导向系统来确保压装时的上下一致性，避免压头压装时发生偏移，保证上压件和下压件的对齐；

4、设置可旋转的限位块来实现所述上压件和下压件的快拆，来便于安装或拆卸上压件和下压件。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：本发明实施例的示意图；

图2：本发明实施例中上工装的剖视图；

图3：本发明实施例中下工装的示意图；

图4：本发明实施例中下工装的剖视图；

图5：本发明实施例中下工装的部分示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限于本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“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。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。

如图1至图5所示，本发明揭示了一种水阀壳体压装设备，包括机架1、上工装和下工装，所述上工装包括自上而下设置于所述机架1的顶板101上的伺服压机2、压力传感器3、压头7和第一固定板4，所述第一固定板4的底部固设有上压件100，所述机架1的底板102上设置有与所述上压件100相匹配的下压件200；所述下工装包括四爪卡盘5和驱动气缸6，所述底板102上设置有通孔103，使得所述四爪卡盘5在所述驱动气缸6的驱动下相对所述下压件200上下升降，并通过其夹头501的同步移动来夹持或松开所述下压件200，所述底板102上设置有用于检测所述下压件200的防错机构8，所述防错机构8检查无误后，所述伺服压机2驱动所述第一固定板4下压，使得所述上压件100和下压件200压合成一体。

具体的，所述防错机构8为一组分布于所述下压件200四周的颜色传感器，在实际使用中，所述密封件300的正反颜色不一致，所述防错机构8可以通过检测所述密封件300的延伸来识别所述密封件300的正反方向，从而判断所述密封件300的放置是否正确。

所述压力传感器3的上下两端分别与所述伺服压机2和压头7连接，在优选实施例中，所述压力传感器3的上下两端分别与所述伺服压机2和压头7螺接。所述压头7的底部与所述第一固定板4固接，所述压头7的内部设置有真空吸头701来吸取固定所述上压件100。

本方案中的所述伺服压机2设置压力传感器3来实时监测所述伺服压机2在压装过程中的压力，且所述伺服电机2自身可以实时监测其行程，来做到对压装过程的精准监控，保证压装质量的稳定性。具体的，所述上压件100为水阀壳体，所述下压件200为设置于法兰上的球阀和密封件300。所述伺服压机2的行程分为三段，第一段行程为：在初始状态下，所述上压件100与下压件200之间的间距，在启动后，所述伺服压机2以较快的速度走完第一段行程；第二段行程为：所述下压件200高度的1/3的距离，即所述密封件300的上1/3部分，此行程段所述伺服压机2的压装速度慢于其在第一段行程的速度，来使得所述密封件300初压入所述水阀壳体内；第三段行程为：所述下压件200高度的2/3的距离，即所述第二段行程的末端与所述下压件200的法兰表面之间的距离，此行程段所述伺服压机2 的压装速度进一步降低，慢于其在所述第二段行程的速度，使得所述下压件200完全压入所述上压件100内部，完成整个压装。在第一段行程、第二段行程和第三段行程三段行程中，所述伺服压机2内部的位移传感器（图中未示出）实时监控其位移距离，所述压力传感器3实时监控所述伺服压机2的压力大小，有效防止压坏所述上压件100或下压件，保证其完整性。

为提高所述伺服电机2运行的稳定性，所述机架1的顶部还设置有导向系统，所述导向系统包括第一导向杆14和第二固定板15，两个所述第一导向杆14对称穿设于所述机架1，所述第二固定板15固接于所述第一导向杆14的底部，所述压头7穿过所述第二固定板15并卡设于所述第二固定板15上的卡块1501内。所述伺服电机2在所述第一导向杆14的导向作用下稳定上下升降，不会发现偏移，来确保所述上压件100和下压件200之间的对准，保证压装效果。

进一步的，所述导向系统还包括第二导向杆16，两个所述第二导向杆16对称穿设于所述第二固定板15并与所述第一固定板4固接。所述第一固定板4和第二固定板15之间存在一定间隙，所述第二导向杆16的设置可以进一步确保所述第一固定板4沿轴向移动，不发生偏移，来尽可能地减少所述第一固定板4在其他方向上的移动，减少对所述压力传感器3的检测干扰，提高所述压力传感器3的检测精度。

本发明中的所述四爪卡盘5具有4个同步移动的夹头501，来夹持所述下压件200的前后左右四个面，保证所述四爪卡盘5夹持稳定性的同时，避免所述下压件200的偏移。在初始状态下，所述密封件300位于球阀的外侧，即所述夹头501夹持所述下压件200时，所述夹头501与所述密封件300抵接，从而对所述密封件300起到限位作用，限定所述密封件300保持竖立状态，来便于所述密封件300可以压入水阀壳体内。

进一步的如图4和5所示，所述夹头501设置有用于检测所述密封件300的检测机构，所述检测机构包括弹性块9和传感器10，所述弹性块9可伸缩地内置于所述夹头501，初始状态下，所述弹性块9外凸于所述夹头501，当所述夹头501夹持所述密封件300后，所述弹性块9缩回所述夹头501内，所述传感器10检测所述夹头501的位置。

具体的，所述弹性块9的尾端通过弹簧901与所述夹头501的内壁抵接，所述弹性块9轴心插接有一插杆902，所述插杆902外凸于所述夹头501的底部，所述传感器10设置于所述夹头501的内侧，并形成与所述插杆902相匹配的检测凹口1001。所述检测机构的工作原理为：初始状态下，所述弹性块9在所述弹簧901的弹性作用下伸出，外凸于所述夹头501；第二状态下，即当所述夹头501夹持所述下压件200时，所述弹性块9与所述密封件300抵接并受力回缩至所述夹头501内，所述插杆902跟随所述弹性块901同步移动，所述检测凹口1001检测所述插杆902的位移来判断所述弹性块9的位移，并通过所述弹性块9的位移与否来判定所述密封件300的存在与否，避免所述密封件300的漏放。所述传感器10与控制系统（图中未示出）电性连接，当检测不到所述密封件300时，会向控制系统报警，以提示操作人员。

进一步的，所述上压件100和下压件200分别设置于一连接板11上，所述上压件100和下压件200可以具有不同的型号尺寸等规格，所述连接板11的设置用于放置不同型号的所述上压件100和下压件200。所述第一固定板4和底板102上分别设置有一组限位块13，所述限位块13具有可旋转的凸部1301，所述连接板11的边缘设置有与所述凸部1301相匹配的凹口1101，所述凸部1301通过旋转与所述凹口1101相卡接，使得所述连接板11可拆卸地与所述第一固定板4、底板102固接。所述限位块13的设置可以便于所述连接部11的快速安装和拆卸，来方便实际使用。当然，在其他可行的实施例中，所述连接板11也可以通过其他可行的快环结构进行快换。

如图3所示，所述底板102上设置有用于识别所述下压件200的识别传感器12。所述识别传感器12用于检测所述下压件200的型号。

此外，所述机架1的一侧设置有用于检测上压件100的检测传感器17。所述检测传感器17的设置用于检测所述上压件100的设置与否，来避免所述伺服压机2空转。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.水阀壳体压装设备，其特征在于：包括机架（1）、上工装和下工装，所述上工装包括自上而下设置于所述机架（1）的顶板（101）上的伺服压机（2）、压力传感器（3）、压头（7）和第一固定板（4），所述第一固定板（4）的底部固设有上压件（100），所述机架（1）的底板（102）上设置有与所述上压件（100）相匹配的下压件（200）；所述下工装包括四爪卡盘（5）和驱动气缸（6），所述底板（102）上设置有通孔（103），使得所述四爪卡盘（5）在所述驱动气缸（6）的驱动下相对所述下压件（200）上下升降，并通过其夹头（501）的同步移动来夹持或松开所述下压件（200），所述底板（102）上设置有用于检测所述下压件（200）的防错机构（8），所述防错机构（8）检查无误后，所述伺服压机（2）驱动所述第一固定板（4）下压，使得所述上压件（100）和下压件（200）压合成一体。

2.根据权利要求1所述的水阀壳体压装设备，其特征在于：所述防错机构（8）为一组分布于所述下压件（200）四周的颜色传感器，用于检测所述下压件（200）上的密封件（300）的正反方向。

3.根据权利要求2所述的水阀壳体压装设备，其特征在于：所述夹头（501）设置有用于检测所述密封件（300）的检测机构，所述检测机构包括弹性块（9）和传感器（10），所述弹性块（9）可伸缩地内置于所述夹头（501），初始状态下，所述弹性块（9）外凸于所述夹头（501），当所述夹头（501）夹持所述密封件（300）后，所述弹性块（9）缩回所述夹头（501）内，所述传感器（10）检测所述夹头（501）的位置。

4.根据权利要求3所述的水阀壳体压装设备，其特征在于：所述弹性块（9）的尾端通过弹簧（901）与所述夹头（501）的内壁抵接，所述弹性块（9）轴心插接有一插杆（902），所述插杆（902）外凸于所述夹头（501）的底部，所述传感器（10）设置于所述夹头（501）的内侧，并形成与所述插杆（902）相匹配的检测凹口（1001）。

5.根据权利要求1所述的水阀壳体压装设备，其特征在于：所述上压件（100）和下压件（200）分别设置于一连接板（11）上，所述第一固定板（4）和底板（102）上分别设置有一组限位块（13），所述限位块（13）具有可旋转的凸部（1301），所述连接板（11）的边缘设置有与所述凸部（1301）相匹配的凹口（1101），所述凸部（1301）通过旋转与所述凹口（1101）相卡接，使得所述连接板（11）可拆卸地与所述第一固定板（4）、底板（102）固接。

6.根据权利要求1所述的水阀壳体压装设备，其特征在于：所述压力传感器（3）的上下两端分别与所述伺服压机（2）和压头（7）连接，所述压头（7）的底部与所述第一固定板（4）固接，所述压头（7）的内部设置有真空吸头（701）来固定所述上压件（100）。

7.根据权利要求6所述的水阀壳体压装设备，其特征在于：所述机架（1）的顶部还设置有导向系统，所述导向系统包括第一导向杆（14）和第二固定板（15），两个所述第一导向杆（14）对称穿设于所述机架（1），所述第二固定板（15）固接于所述第一导向杆（14）的底部，所述压头（7）穿过所述第二固定板（15）并卡设于所述第二固定板（15）上的卡块（1501）内。

8.根据权利要求7所述的水阀壳体压装设备，其特征在于：所述导向系统还包括第二导向杆（16），两个所述第二导向杆（16）对称穿设于所述第二固定板（15）并与所述第一固定板（4）固接。

9.根据权利要求1所述的水阀壳体压装设备，其特征在于：所述机架（1）的一侧设置有用于检测上压件（100）的检测传感器（17）。

10.根据权利要求1所述的水阀壳体压装设备，其特征在于：所述底板（102）上设置有用于识别所述下压件（200）的识别传感器（12）。

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