CN116551377B - 一种机油泵限压阀的自动化装配线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机油泵限压阀的自动化装配线，属于限压阀组装技术领域，包括泵体输送机构、抓取机构以及旋转装配机构，抓取机构将机油泵体从泵体输送机构上抓取到旋转装配机构上，旋转装配机构在密闭空间内完成对限压阀的组装；旋转装配机构包括沿圆周依次设置的泵体上下料工位、扫描限位工位、限压阀体安装工位、弹簧安装工位、螺塞安装工位和螺塞扭紧工位，六个工位各设有一个泵体夹紧工装，泵体夹紧工装均匀分布在旋转台上；限压阀体安装工位、弹簧安装工位和螺塞安装工位均设有抓取组件和工位器具旋转台。本发明可以实现对限压阀的高效、无尘、自动化装配，有效避免了人为因素造成的各种不可控的质量问题，极大的提高了限压阀的可靠性。

Description

一种机油泵限压阀的自动化装配线

技术领域

本发明涉及一种自动化装配线，具体的说，涉及一种机油泵限压阀的自动化装配线，属于机油泵限压阀组装技术领域。

背景技术

众所周知，限压阀在机油泵中起到调节压力、保证发动机正常润滑的作用，以此来保护柴油机供油系统压力的稳定性，在机油泵性能要求中起到至关重要的作用。限压阀必须保证在技术要求的工况下能够灵活开启并回位，一方面要有各零部件的尺寸精度做保证，另一方面必须保证限压阀的精准装配。

传统的限压阀装配方式是在开放式的工作台上经由人工操作，一方面开放式的环境无法保证装配过程的无尘化，极易将杂质带入阀腔内，导致限压阀卡滞，开启不灵活；另一方面工人存在易疲劳、主观性等各种不可控因素，而导致错装、漏装以及装配效率低。

机油泵限压阀包括限压阀体、弹簧以及螺塞，限压阀安装在机油泵体的阀腔内，限压阀虽然只有简单的几个零部件，但是对零部件的尺寸、间隙、扭紧力矩等技术要求却十分严格，阀腔内壁和阀体外圆必须保证光滑、无毛刺、无磕碰划伤，且两者之间只有0.05-0.091mm的微小间隙，这就要求装配过程中必须保证无任何杂质带入，弹簧及阀体在阀腔内放置准确并反复研磨滑顺，否则就会引起卡阀，导致机油泵限压阀失效。同时螺塞必须紧固到位，对于市场上经常出现的限压阀脱落事故绝大多数是因为螺塞漏紧或扭紧力矩未满足技术要求所导致。以往采用的将螺塞焊接到泵体上的方式，虽然可以避免螺塞脱落的问题，但是该方式一方面耗费人力物力，增加工时和成本；另一方面两者材料对焊接的工艺也有局限性，对于铝制泵体和钢制螺塞的焊接，难度和成本加大。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

本发明针对背景技术中的不足，提供一种机油泵限压阀的自动化装配线，可以实现对限压阀的高效、无尘、自动化装配，有效避免了人为因素造成的各种不可控的质量问题，极大的提高了限压阀的可靠性。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种机油泵限压阀的自动化装配线，包括泵体输送机构、抓取机构以及旋转装配机构，抓取机构将机油泵体从泵体输送机构上抓取到旋转装配机构上，旋转装配机构在密闭空间内完成对限压阀的组装；

旋转装配机构包括沿圆周依次设置的泵体上下料工位、扫描限位工位、限压阀体安装工位、弹簧安装工位、螺塞安装工位和螺塞扭紧工位，六个工位各设有一个泵体夹紧工装，泵体夹紧工装均匀分布在旋转台上，旋转台的周围设有限位卡槽，限位卡槽与泵体夹紧工装一一对应设置；

限压阀体安装工位、弹簧安装工位和螺塞安装工位均设有抓取组件和工位器具旋转台。

优选地，泵体输送机构包括传送带，传送带安装在箱体内腔上部，传送带上均布安装有多个链板工装，链板工装随传送带运动，链板工装上分别设有泵体定位销，泵体定位销与机油泵体的销孔形成过渡配合。

优选地，传送带的输送末端设有对射传感器，对射传感器固接于箱体顶端；对射传感器的侧部设有定位气缸和定位器，定位气缸带动定位器移动，定位器与链板工装凹凸定位配合。

优选地，传送带的下方设有电气柜，电气柜用于控制泵体输送机构的传送速度、行进和停止；电气柜底部安装有调整脚杯。

优选地，抓取机构包括旋转头，旋转头两侧对称设有手抓A和手抓B，分别用于抓取组装前后的机油泵体；手抓A和手抓B的相向背面上均安装有橡胶棒，橡胶棒与机油泵体轴孔位置相对应，橡胶棒的周围设有三个弹性支撑钉；旋转头安装在腕部上，腕部安装在臂部的顶端，臂部为两段式结构，臂部底端通过液压控制器与底座相连接。

优选地，所述的泵体夹紧工装包括工装弯板，工装弯板垂直安装在旋转台上，工装弯板内侧设有三个夹紧定位销，工装弯板内侧对角线位置设有两个压紧气缸，压紧气缸上连接有可伸缩压板。

优选地，扫描限位工位包括红外扫描装置、限位器和限位气缸；红外扫描装置设置于旋转台外部，且位于机油泵体上二维码的对应位置，红外扫描装置用于识别机油泵体上的二维码，将数据传输至PLC控制系统；

红外扫描装置下方设有限位气缸，限位气缸上安装有限位器，限位器与限位卡槽相配合。

优选地，抓取组件包括垂直交错设置的手抓横向滑轨和手抓纵向滑轨，手抓横向滑轨尾端设有滑轨控制器，手抓横向滑轨中部设有手抓控制器，手抓控制器下方连接手抓，手抓下方设有工位器具旋转台；手抓根据限压阀体、弹簧、螺塞外形轮廓分别设置成不同抓取形状的手抓C、手抓D和手抓E，手抓C安装在限压阀体安装工位，手抓D安装在弹簧安装工位，手抓E安装在螺塞安装工位。

优选地，工位器具旋转台的数量为三个，根据零部件外形，工位器具旋转台上分别均布有限压阀体工位孔、弹簧工位孔和螺塞工位孔，用于各零部件的放置；

工位器具旋转台下方连接有计数控制器。

优选地，所述的螺塞扭紧工位上设有自动扭紧扳手，自动扭紧扳手侧部设有螺塞夹持手抓，自动扭紧扳手和螺塞夹持手抓均与螺塞扭紧控制器相连接。

本发明采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：

本发明机实现了对机油泵限压阀的高效、无尘、自动化装配，与现有的人工装配或半自动化装配相比，有效的避免了人为因素造成的各种不可控的质量问题，自动化装配线通过PLC控制系统的参数设置，将各部分协调一致，极大地提高了设备利用率，节省了人力物力。同时将技术要求的数据通过系统自动控制传输，极大的提高了限压阀的可靠性。无尘化的装配空间，能够避免因装配环境中落入的杂质导致限压阀卡滞的质量事故，充分的保证了机油泵限压阀的开启性能，极大的提高了产品的可靠性。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是机油泵限压阀的结构示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是泵体输送机构的结构示意图；

图4是图3中M处的结构放大图；

图5是抓取机构的结构示意图；

图6是旋转装配机构的结构示意图；

图7是泵体夹紧工装的结构示意图；

图8是扫描限位工位的结构示意图；

图9是限压阀体安装工位的结构示意图；

图10是弹簧安装工位的结构示意图；

图11是螺塞安装工位的结构示意图；

图12是螺塞扭紧工位的结构示意图。

图中，1-泵体输送机构，11-传送带，12-链板工装，13-泵体定位销，14-对射传感器，15-定位气缸，16-定位器，17-调整脚杯，18-箱体，19-电气柜；

2-抓取机构,21-手抓A，22-旋转头，23-橡胶棒，24-弹性支撑钉，25-腕部，26-臂部，27-液压控制器，28-底座，29-手抓B；

3-旋转装配机构，31-泵体上下料工位；32-扫描限位工位，321-红外扫描装置，322-限位器，323-限位气缸；33-限压阀体安装工位，331-手抓横向滑轨，332-手抓纵向滑轨，333-滑轨控制器，334-手抓控制器，335-手抓C，336-工位器具旋转台，337-限压阀体工位孔，338-计数控制器；34-弹簧安装工位，341-手抓D，342-弹簧工位孔；35-螺塞安装工位，351-手抓E，352-螺塞工位孔；36-螺塞扭紧工位，361-螺塞扭紧控制器，362-自动扭紧扳手，363-螺塞夹持手抓；37-泵体夹紧工装，371-工装弯板，372-夹紧定位销，373-压紧气缸，374-可伸缩压板；38-限位卡槽；39-旋转台；

4-螺塞；5-弹簧；6-阀腔；7-限压阀体。

实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，现有技术中机油泵限压阀包括限压阀体7、弹簧5以及螺塞4，限压阀安装在机油泵体的阀腔6内。

如图2所示，本发明提供一种机油泵限压阀的自动化装配线，包括泵体输送机构1、抓取机构2以及旋转装配机构3，抓取机构2将机油泵体从泵体输送机构1上抓取到旋转装配机构3上，旋转装配机构3在密闭空间内完成对限压阀的组装。

如图3和图4共同所示，泵体输送机构1包括传送带11，传送带11安装在箱体18内腔上部，传送带11上均布安装有多个链板工装12，链板工装12随传送带11运动，链板工装12上分别设有泵体定位销13，泵体定位销13与机油泵体的销孔形成过渡配合，用于固定机油泵体，使其在传送带11行进过程中不会发生移位，从而有效的防止泵体之间的磕碰划伤。

传送带11的输送末端设有对射传感器14，对射传感器14固接于箱体18顶端，当机油泵体经过对射传感器14时，其上的红外感应装置感应到信号，将信号传输至PLC控制系统。对射传感器14的侧部设有定位气缸15和定位器16，定位气缸15带动定位器16移动，定位器16与链板工装12凹凸定位配合，用于控制传送带11的行进和停止。

传送带11的下方设有电气柜19，电气柜19中设有电机、接线、控制系统等电气元件，用于控制泵体输送机构1的传送速度、行进和停止。电气柜19底部安装有调整脚杯17，通过调整脚杯17将泵体输送机构1调整至便于抓取机构2进行抓取的合适高度。

如图5所示，抓取机构2包括旋转头22，旋转头22两侧对称设有手抓A21和手抓B29，分别用于抓取组装前后的机油泵体。

手抓A21和手抓B29的相向背面上均安装有橡胶棒23，橡胶棒23与机油泵体轴孔位置相对应，橡胶棒23的周围设有三个弹性支撑钉24，三个弹性支撑钉24对于泵体的移动进行稳固支撑。

旋转头22安装在腕部25上，腕部25安装在臂部26的顶端，臂部26为两段式结构，臂部26底端通过液压控制器27与底座28相连接，液压控制器27用于控制机械手各部位的动作。

如图6所示，旋转装配机构3包括沿圆周依次设置的泵体上下料工位31、扫描限位工位32、限压阀体安装工位33、弹簧安装工位34、螺塞安装工位35和螺塞扭紧工位36，六个工位各设有一个泵体夹紧工装37，泵体夹紧工装37均匀分布在旋转台39上，旋转台39的周围设有限位卡槽38，限位卡槽38与泵体夹紧工装37一一对应设置，限位卡槽38用于限制旋转台39的转动和停止。

如图7所示，所述的泵体夹紧工装37包括工装弯板371，工装弯板371垂直安装在旋转台39上，工装弯板371内侧设有三个夹紧定位销372，工装弯板371内侧对角线位置设有两个压紧气缸373，压紧气缸373上连接有可伸缩压板374，可伸缩压板374以合适力度将机油泵体压紧于工装弯板371和夹紧定位销372上。

泵体上下料工位31用于机油泵体的上下料，用于机油泵体进出旋转装配机构3。

如图8所示，所述的扫描限位工位32包括红外扫描装置321、限位器322和限位气缸323；红外扫描装置321设置于旋转台39外部，且位于机油泵体上二维码的对应位置，红外扫描装置321用于识别机油泵体上的二维码，将数据传输至PLC控制系统。

红外扫描装置321下方设有限位气缸323，限位气缸323上安装有限位器322，限位器322与限位卡槽38相配合。当旋转台39旋转一个工位后，限位气缸323控制限位器322弹出，卡在限位卡槽38处，将旋转台39止转。

抓取组件包括垂直交错设置的手抓横向滑轨331和手抓纵向滑轨332，手抓横向滑轨331尾端设有滑轨控制器333，手抓横向滑轨331中部设有手抓控制器334，手抓控制器334下方连接手抓，手抓下方设有工位器具旋转台336。

手抓根据限压阀体7、弹簧5、螺塞4外形轮廓分别设置成不同抓取形状的手抓C335、手抓D341和手抓E351，手抓C335安装在限压阀体安装工位33，手抓D341安装在弹簧安装工位34，手抓E351安装在螺塞安装工位35。

工位器具旋转台336的数量为三个，根据零部件外形，工位器具旋转台336上分别均布有限压阀体工位孔337、弹簧工位孔342和螺塞工位孔352，用于各零部件的放置。

工位器具旋转台336下方连接有计数控制器338，用于控制工位器具旋转台336的上料和转动及统计装配零部件的件数。若零部件未被手抓准确抓取，则计数控制器338计数异常，该信息将反馈到PLC控制系统，控制系统报错，装配线暂停报警提示。该设置可以有效防止人为因素造成的错装、漏装。

如图12所示，所述的螺塞扭紧工位36上设有自动扭紧扳手362，自动扭紧扳手362侧部设有螺塞夹持手抓363，自动扭紧扳手362和螺塞夹持手抓363均与螺塞扭紧控制器361相连接。

螺塞夹持手抓363在自动扭紧扳手362入头预紧时将螺塞4扶稳，自动扭紧扳手362入头后，螺塞夹持手抓363松开，螺塞扭紧控制器361控制自动扭紧扳手362将螺塞4扭紧至技术要求的扭紧力矩。

本发明的具体工作流程：

将清洗干净的机油泵体依次摆放到链板工装12上后，电机通过驱动传送带11将机油泵体向前输送，当有泵体经过对射传感器14时，其上红外装置感应到信号，将信号输送到PLC控制系统，PLC控制系统控制电气柜19中的减速电机和定位气缸15，此时电机减速，定位气缸15将定位器16弹出，传送带11停止前进，PLC控制系统将信号传递至抓取机构2。

抓取机构2接收到信号后，液压控制器27启动，控制臂部26移动至传送带11上的泵体处，臂部26带动腕部25向下移动，旋转头22调整手抓A21至泵体上方，将其上的橡胶棒23对准泵体的轴孔，以均匀的力度插入泵体轴孔内，在保证不划伤泵体轴孔的前提下，将泵体抓取起来，此时弹性支撑钉24对泵体各台面进行支撑，保证抓取机构2在移动的过程中泵体能够稳固，防止磕碰划伤。臂部26带动腕部25将泵体转移至旋转装配机构3的泵体上下料工位31。

抓取机构2将泵体与泵体夹紧工装37上的夹紧定位销372精确对准，将泵体安装到工装弯板371上，准确定位。泵体上下料工位31的传感器感应到有泵体被安装到泵体夹紧工装37后，压紧气缸373启动将可伸缩压板374以合适均匀的力度压紧泵体，泵体压紧后，臂部26后移,橡胶棒23从泵体轴孔中抽离，完成泵体在旋转台39的安装。旋转头22旋转180°将手抓B29正对旋转台39，等待下一步的抓取。

旋转台39转动，旋转一个工位的距离后，扫描限位工位32处的限位气缸323启动，控制限位器322弹出，卡在旋转台39的限位卡槽38处，旋转台39停止旋转。

旋转台39带动泵体依次进入扫描限位工位32、限压阀体安装工位33、弹簧安装工位34、螺塞安装工位35和螺塞扭紧工位36。

当泵体进入扫描限位工位32时，扫描限位工位32处的红外扫描装置321对泵体上的二维码进行扫描，将泵体编码信息传输至PLC控制系统，以便后期各项装配信息数据对应及装配准确性的验证。

当泵体进入限压阀体安装工位33时，滑轨控制器333控制手抓横向滑轨331在手抓纵向滑轨332上向下匀速滑动至指定位置，到达指定位置后，手抓控制器334控制手抓C335张开，包裹住工位器具旋转台336上的限压阀体7后收紧至合适力度，既能保证限压阀体7被平稳抓取，又可以保证限压阀体7不被夹紧变形。滑轨控制器333控制手抓横向滑轨331上移，手抓控制器334控制手抓C335在手抓横向滑轨331上向泵体的阀腔6方向移动，到达阀腔6上方指定位置后，手抓横向滑轨331下移，手抓C335松开，限压阀体7轻轻垂直放入阀腔6内。完成放置后的手抓C335按原路径回位，等待下一次抓取。

当泵体进入弹簧安装工位34时，滑轨控制器333控制手抓横向滑轨331在手抓纵向滑轨332上向下匀速滑动至指定位置，到达指定位置后，手抓控制器334控制手抓D341张开，包裹住工位器具旋转台336上的弹簧5后收紧至合适力度，保证弹簧5被平稳抓取，滑轨控制器333控制手抓横向滑轨331上移，手抓控制器334控制手抓D341在手抓横向滑轨331上向泵体的阀腔6方向移动，到达阀腔6上方指定位置后，手抓横向滑轨331下移，手抓D341松开，弹簧5轻轻垂直放入限压阀体7内。完成放置后的手抓D341按原路径回位，等待下一次抓取。

当泵体进入螺塞安装工位35时，滑轨控制器333控制手抓横向滑轨331在手抓纵向滑轨332上向下匀速滑动至指定位置，到达指定位置后，手抓控制器334控制手抓E351张开，手抓E351包裹住螺塞4上端后收紧至合适力度，保证螺塞4被平稳抓取，滑轨控制器333控制手抓横向滑轨331上移，手抓控制器334控制手抓E351在手抓纵向滑轨332上向泵体的阀腔6方向移动，到达阀腔6上方指定位置后，手抓横向滑轨331下移，当螺塞4底部螺纹与阀腔6螺纹对正后，将螺塞4摆放平稳，手抓E351轻轻松开，完成放置后的手抓E351按原路径回位，等待下一次抓取。

当泵体进入螺塞扭紧工位36时，螺塞扭紧控制器361控制螺塞夹持手抓363伸出，轻轻夹持住螺塞4上端外圆处，扶稳后，螺塞扭紧控制器361控制自动扭紧扳手362下移，使其外六角与螺塞4的内六角接触，自动扭紧扳手362以均匀的力度旋转，螺塞4在泵体阀腔6螺纹处稍进入几扣丝后，螺塞夹持手抓363松开撤回，自动扭紧扳手362继续将螺塞4扭紧至扭紧力矩（40-50）N.m后自动停止，并自动将扭紧力矩数值传回到数据中心，进行记录。

完成装配后的限压阀以及泵体再次进入泵体上下料工位31，通过抓取机构2完成下料，至此完成限压阀自动装配的一整个循环，旋转台39每转动一个工位，将完成一台机油泵限压阀的自动装配。

以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种机油泵限压阀的自动化装配线，其特征在于：包括泵体输送机构（1）、抓取机构（2）以及旋转装配机构（3），抓取机构（2）将机油泵体从泵体输送机构（1）上抓取到旋转装配机构（3）上，旋转装配机构（3）在密闭空间内完成对限压阀的组装；

旋转装配机构（3）包括沿圆周依次设置的泵体上下料工位（31）、扫描限位工位（32）、限压阀体安装工位（33）、弹簧安装工位（34）、螺塞安装工位（35）和螺塞扭紧工位（36），六个工位各设有一个泵体夹紧工装（37），泵体夹紧工装（37）均匀分布在旋转台（39）上，旋转台（39）的周围设有限位卡槽（38），限位卡槽（38）与泵体夹紧工装（37）一一对应设置；限压阀体安装工位（33）、弹簧安装工位（34）和螺塞安装工位（35）均设有抓取组件和工位器具旋转台（336）；

抓取机构（2）包括旋转头（22），旋转头（22）两侧对称设有手抓A（21）和手抓B（29），分别用于抓取组装前后的机油泵体；手抓A（21）和手抓B（29）的相向背面上均安装有橡胶棒（23），橡胶棒（23）与机油泵体轴孔位置相对应，橡胶棒（23）的周围设有三个弹性支撑钉（24）；旋转头（22）安装在腕部（25）上，腕部（25）安装在臂部（26）的顶端，臂部（26）为两段式结构，臂部（26）底端通过液压控制器（27）与底座（28）相连接；

抓取组件包括垂直交错设置的手抓横向滑轨（331）和手抓纵向滑轨（332），手抓横向滑轨（331）尾端设有滑轨控制器（333），手抓横向滑轨（331）中部设有手抓控制器（334），手抓控制器（334）下方连接手抓，手抓下方设有工位器具旋转台（336）；手抓根据限压阀体、弹簧、螺塞外形轮廓分别设置成不同抓取形状的手抓C（335）、手抓D（341）和手抓E（351），手抓C（335）安装在限压阀体安装工位（33），手抓D（341）安装在弹簧安装工位（34），手抓E（351）安装在螺塞安装工位（35）；

工位器具旋转台（336）的数量为三个，根据零部件外形，工位器具旋转台（336）上分别均布有限压阀体工位孔（337）、弹簧工位孔（342）和螺塞工位孔（352），用于各零部件的放置；工位器具旋转台（336）下方连接有计数控制器（338）；

螺塞扭紧工位（36）上设有自动扭紧扳手（362），自动扭紧扳手（362）侧部设有螺塞夹持手抓（363），自动扭紧扳手（362）和螺塞夹持手抓（363）均与螺塞扭紧控制器（361）相连接。

2.如权利要求1所述的一种机油泵限压阀的自动化装配线，其特征在于：泵体输送机构（1）包括传送带（11），传送带（11）安装在箱体（18）内腔上部，传送带（11）上均布安装有多个链板工装（12），链板工装（12）随传送带（11）运动，链板工装（12）上分别设有泵体定位销（13），泵体定位销（13）与机油泵体的销孔形成过渡配合。

3.如权利要求2所述的一种机油泵限压阀的自动化装配线，其特征在于：传送带（11）的输送末端设有对射传感器（14），对射传感器（14）固接于箱体（18）顶端；对射传感器（14）的侧部设有定位气缸（15）和定位器（16），定位气缸（15）带动定位器（16）移动，定位器（16）与链板工装（12）凹凸定位配合。

4.如权利要求2所述的一种机油泵限压阀的自动化装配线，其特征在于：传送带（11）的下方设有电气柜（19），电气柜（19）用于控制泵体输送机构（1）的传送速度、行进和停止；电气柜（19）底部安装有调整脚杯（17）。

5.如权利要求1所述的一种机油泵限压阀的自动化装配线，其特征在于：所述的泵体夹紧工装（37）包括工装弯板（371），工装弯板（371）垂直安装在旋转台（39）上，工装弯板（371）内侧设有三个夹紧定位销（372），工装弯板（371）内侧对角线位置设有两个压紧气缸（373），压紧气缸（373）上连接有可伸缩压板（374）。

6.如权利要求1所述的一种机油泵限压阀的自动化装配线，其特征在于：扫描限位工位（32）包括红外扫描装置（321）、限位器（322）和限位气缸（323）；红外扫描装置（321）设置于旋转台（39）外部，且位于机油泵体上二维码的对应位置，红外扫描装置（321）用于识别机油泵体上的二维码，将数据传输至PLC控制系统；

红外扫描装置（321）下方设有限位气缸（323），限位气缸（323）上安装有限位器（322），限位器（322）与限位卡槽（38）相配合。